用于斷層融合的定向x射線場的制作方法
【專利說明】用于斷層融合的定向X射線場發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一般涉及醫(yī)學(xué)成像的領(lǐng)域，且尤其涉及放射攝影成像裝置。更具體而言，本發(fā)明涉及包括斷層融合成像的放射攝影成像系統(tǒng)和/或方法。
[0002]背景
[0003]數(shù)字X射線斷層融合是使用通常用于常規(guī)(單個投影)放射攝影的大面積數(shù)字檢測器來實現(xiàn)患者的三維成像的成像技術(shù)。通過改變X射線管、患者和檢測器的方向來獲取在受限的角度范圍內(nèi)(通常在20°至40°之間)的有限數(shù)量的投影圖像。這通常通過移動檢測器和X射線源二者或通過固定檢測器(源)的位置并移動X射線源(檢測器)來完成。在檢測器被固定的應(yīng)用中，可使用多個空間分布式X射線源或可移動的源可按各種圖案或軌跡放置。從所捕獲的投影重建三維數(shù)據(jù)，所述捕獲的投影呈通過患者解剖的多個切片的形式，每個都平行于檢測器平面。有限的角度掃描的結(jié)果是，重構(gòu)對象的深度分辨率比平面內(nèi)分辨率低得多。
發(fā)明概要
[0004]本申請的一方面是促進(jìn)放射攝影斷層融合系統(tǒng)的領(lǐng)域。
[0005]本申請的另一方面是至少整體或部分地解決前述缺點和相關(guān)領(lǐng)域中的其它缺點。
[0006]本申請的另一方面是至少整體或部分地提供本文描述的優(yōu)點。
[0007]本申請的另一方面是提供方法和/或裝置，通過該方法和/裝置，放射攝影成像系統(tǒng)和/或方法可包括斷層融合成像。
[0008]本申請的另一方面是提供成像方法和/或裝置實施方案，通過該成像方法和/或裝置實施方案，輻射源組件可獲取投影圖像以產(chǎn)生對二維和三維斷層融合圖像的重構(gòu)。
[0009]本申請的另一方面是提供成像方法和/或裝置實施方案，通過該成像方法和/或裝置實施方案，單個X射線源組件可包括多個分布式X射線源，其中多個分布式X射線源中的至少一個輸出用于標(biāo)準(zhǔn)的投影放射攝影的波束，并且多個分布式X射線源的至少兩個中的每一個輸出用于斷層融合的波束。在一個實施方案中，單個X射線源組件可被包圍在單個真空或輻射屏蔽中。
[0010]本申請的另一方面是提供成像方法和/或裝置實施方案，通過該成像方法和/或裝置實施方案，單個X射線源組件可包括多個分布式X射線源，其中用于斷層融合的分布式X射線源的組可諸如針對不同的焦距、SID或維度而獨立地調(diào)節(jié)。
[0011]本申請的另一方面是提供成像方法和/或裝置實施方案，通過該成像方法和/或裝置實施方案，單個X射線源組件可包括在第一投影放射攝影模式和斷層融合模式(針對這兩種模式使用獨立的準(zhǔn)直)下進(jìn)行操作的多個分布式X射線源。在一個實施方案中，斷層融合模式的準(zhǔn)直包括多個波束形狀和/或源位置。
[0012]本申請的另一方面是提供成像方法和/或裝置實施方案，通過該成像方法和/或裝置實施方案，單個X射線源組件可包括在斷層融合模式下使用分布式X射線源中的兩個或更多個共享的陽極來進(jìn)行操作的多個分布式X射線源。
[0013]根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明可提供一種用于至少部分在計算機(jī)上執(zhí)行的數(shù)字放射攝影3D斷層融合圖像重構(gòu)的方法，所述方法可包括在用于標(biāo)準(zhǔn)的投影放射攝影的第一模式下操作包括多個分布式X射線源的單個X射線源組件，以及在用于斷層融合的第二模式下操作單個X射線源組件。在一個實施方案中，單個X射線源組件可被包圍在單個真空或輻射屏蔽中。在一個實施方案中，所述方法可包括可在第二模式下進(jìn)行獨立調(diào)節(jié)的準(zhǔn)直。
[0014]根據(jù)一個實施方案中，本發(fā)明可提供一種能夠斷層融合X射線成像和通用投影放射攝影X射線成像二者的放射攝影成像系統(tǒng)，所述放射攝影成像系統(tǒng)可包括:單個X射線源組件，其包括多個分布式X射線源，其中多個分布式X射線源中的至少一個被配置來輸出足夠用于標(biāo)準(zhǔn)的投影放射攝影的波束，并且多個分布式X射線源的至少兩個中的每一個被配置來以較低的輻射劑量輸出足夠用于斷層融合的波束；x射線發(fā)生器；和控制單元，其用于控制每個X射線源。
[0015]根據(jù)一個實施方案中，本發(fā)明可提供一種能夠斷層融合X射線成像和投影X射線成像二者的放射攝影成像系統(tǒng)，所述放射攝影成像系統(tǒng)可包括:單個X射線源；第一準(zhǔn)直器，其被配置來針對至少兩個維度可調(diào)節(jié)；和第二準(zhǔn)直器，其被配置來提供固定準(zhǔn)直。
[0016]僅通過說明性實例給出這些對象，并且此類對象可以是本發(fā)明的一個或多個實施方案的示例。由所公開的發(fā)明內(nèi)在地實現(xiàn)的其它期望目標(biāo)和優(yōu)點可發(fā)生或?qū)Ρ绢I(lǐng)域的技術(shù)人員變得明顯。本發(fā)明受隨附權(quán)利要求限定。
[0017]附圖簡述
[0018]本發(fā)明的前述和其它對象、特征和優(yōu)點將從下文對本發(fā)明的示例性實施方案的更具體的描述變得明顯，如在附圖中所示。
[0019]附圖的元素不必相對于彼此按比例繪制。
[0020]圖1A-1H是示出根據(jù)本申請的實施方案的用于可實施投影和形貌成像二者的放射攝影成像系統(tǒng)和/或方法的輻射源組件的一部分的透視圖的視圖。
[0021]圖2是示出根據(jù)本申請的實施方案的用于可對至少用于形貌成像和投影成像的多個波束實施至少兩次準(zhǔn)直的放射攝影成像系統(tǒng)和/或方法的輻射源組件的透視圖的視圖。
[0022]圖3是示出根據(jù)本申請的具有用于可選擇的準(zhǔn)直的至少兩個可選擇的位置的示例性輻射源組件實施方案的視圖。
[0023]圖4是示出根據(jù)本申請的具有在距離檢測器的不同高度的平面的準(zhǔn)直場的示例性交叉點的視圖。圖4示出定向X射線場的3維性質(zhì)。
[0024]圖5是示出根據(jù)本申請的另一實施方案的來自每個源位置的示例性投影X射線的模擬的視圖。
[0025]圖6是示出根據(jù)本申請的實施方案的來自可提供斷層融合能力的示例性投影X射線的示例性重構(gòu)的模擬的視圖。
[0026]圖7是示出根據(jù)本申請的實施方案的包圍組合的斷層融合和gen rad x射線源的輻射屏蔽的實施方案的視圖。
[0027]示例性實施方案的描述
[0028]下文是參考附圖根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的描述，其中若干附圖的每一個中，相同的參考數(shù)字識別結(jié)構(gòu)的相同元素。在它們被使用的情況下，術(shù)語“第一”、“第二”等不必指示任何順序或優(yōu)先級關(guān)系，但是可用于更清晰地區(qū)分一個元素或時間間隔與另一個元素或時間間隔。
[0029]便攜式放射攝影系統(tǒng)通常用于醫(yī)院。與標(biāo)準(zhǔn)的投影放射攝影相比，斷層融合提供對由于重疊結(jié)構(gòu)而在常規(guī)的放射攝影中不可見的微小細(xì)節(jié)改進(jìn)的描繪。這些益處提供開發(fā)便攜式斷層融合系統(tǒng)的動力，所述便攜式斷層融合系統(tǒng)可用于重癥監(jiān)護(hù)室、急診室和手術(shù)室，其中移動患者是不可行或不明智的建議，因為會增加對患者造成進(jìn)一步損傷的風(fēng)險。
[0030]根據(jù)本申請的示例性系統(tǒng)和/或方法實施方案可解決斷層融合成像中的各種問題。第一，實施方案可提供示例性方式以使用一個放射攝影成像系統(tǒng)來執(zhí)行具有分布源的傳統(tǒng)放射攝影投影成像和斷層融合。第二，實施方案可為分布源提供獨立于用于更傳統(tǒng)的投影X射線成像的中心X射線源的準(zhǔn)直的示例性可選擇的準(zhǔn)直場。第三，實施方案可提供示例性方式來減少分布式X射線源的焦點影響陽極的陽極位置(例如，點)處的陽極發(fā)熱。
[0031]示例性實施方案可通過將X射線源排列成規(guī)定的形狀(諸如圓形)并提供可移動或可旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)直器來解決各種問題，所述可移動或可旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)直器同時準(zhǔn)直多個源或所有源，同時允許對一個或多個準(zhǔn)直場進(jìn)行選擇。示例性實施方案可提供有關(guān)多個分布源和/或中心的標(biāo)準(zhǔn)放射攝影投影X射線源的各種捕獲幾何結(jié)構(gòu)。在某些示例性實施方案中，分布源的陣列可包括能夠標(biāo)準(zhǔn)的放射攝影投影X射線成像的至少一個X射線源。某些示例性實施方案可為分布源提供共享陽極，所述分布源可另外為移動的或旋轉(zhuǎn)的來降低對X射線焦點處的陽極的潛在損害。
[0032]圖1A-1H示出根據(jù)一個示例性實施方案的用于