获取图像数据的方法

专利名称：获取图像数据的方法
技术领域：
本发明一般地涉及以高重复率对客体作时间分辨检查来获得图像数据的基于扫描的设备与方法。
背景技术：
X射线诊断法例如乳腺X射线摄影法是一种低剂量的方法，它对病人身体的一部分如胸乳腺进行检查例如检测癌状早期，形成这部分的一或多个图像。
乳腺X射线摄影诊断法一般包括获得病人乳腺的两个图像，一个来自乳腺的上方，一个来自其侧部。然后外科医生或放射科医生审阅此乳腺图像即乳房X射线照片，以鉴别任何乳腺癌。
尽管上述方法是检测乳腺癌早期形式的最佳方法之一，但在由外科大夫或放射科大夫审视乳房X射线照片时，仍有可能漏检乳腺癌。例如乳腺癌为放射线摄影时密集的纤维腺乳房组织遮蔽时，它就有可能漏检。
层析X射线照相组合成像法中，可获得不同角度的许多图像，这在用于检测乳腺癌早期形式时业已研究过。通过组合这多个图像，就能重构与检测器平行的所成像的乳腺中的任何平面。所利用的图像数越多，就能在重构的层析X射线照像组合图像中获得更好的图像质量。
血管造影法是一种放射学方法，用来检查血管或淋巴管。用Seldinger法将导管插入血管或淋巴管中，同时将水溶性造影剂注入血管等之中。然后拍摄这种血管等一系列X射线图像。分别由血动脉造影法、静脉造影法、淋巴造影法检查动脉、静脉与淋巴管。动脉造影法是一种普遍采用的检查方法，包括用于检查心脏的心血管造影法、用于检查心脏冠状动脉的冠状动脉血管造影法、用于检查主动脉的主动脉造影法。
荧光法是一种用来目测电离辐射的方法。表面层有荧光素材料例如BaPt(CN)4的玻璃板暴露于γ射线下时会发出可见光。荧光法用来观察例如以高速摄像机用高的重复率下拍摄的变频图像，用来检查例如病人的心脏。
在相关技术中已知有各种各样的用于探测电离辐射的线探测器。虽然这种探测器能提供即时的一维成像，但二维成像则只能沿横切一维探测器阵列的方向扫描这种线探测器以及选择性地扫描辐射源来进行。将这种探测器用于例如层析X射线照相组合中时，其中的许多图像必须以不同角度获得，而这是很费时的。例如血管造影法中可观察到与时间相关的变化，而这种情况甚至更为不利。
对客体进行二维成像的基于扫描的辐射探测设备已公开于美国专利公布No.2003/0155519A1中。此设备包括许多一维探测器单元，每个单元包括一入口狭缝，电离辐射在透射过客体时便进入此狭缝，同时每个这样的单元布置成用于对电离辐射进行一维成像，其中这些探测器单元于支承构件上排成一阵列，使它们各自的入口狭缝相互平行且面向电离辐射源。这种探测设备还包括一回转装置，用来在垂直于电离辐射方向的平面内转动此探测器单元阵列，同时这些探测器单元布置成能进行重复探测。因而便形成了客体的一系列二维图像。
发明概述上述先有技术的基于扫描的辐射探测设备不适合用来获得层析X射线照相组合数据，这是由于一维探测器单元不是排列成使它们能以不同角度提供客体的二维图像。
此外，为重构二维图像所需的算法与一维探测器单元相互相对的以及相对于转动轴线的位置有关而可能较慢与较复杂。
还有，邻近旋转轴附近只有很小的空间而限制了一维探测器单元的个数，因而就限制了可能求得的空间分辨率。某些实施形式完全不能在旋转轴处测量。
再有，可能最为重要的是这种先有技术的设备只应用一个辐射源，而这就严重限制了客体二维图像记录的最大重复率同时/或者严重限制了这种二维图像中所获得的空间分辨率。在测量当中，此种辐射源不能关闭与冷却，于是这一辐射源的最大输出辐射通量便限制了可用来进行测量的速度。
本发明的主要目的在于提供基于扫描的设备与方法，它们能以比应用先有技术的基于扫描的设备与方法更高的速度取得客体的图像数据。
在上述这个方面中的一个特殊目的则是去提供这样的设备与这样的方法，它们借助基于扫描的探测结果能收集成像数据，用来以高的重复率重构客体的三维图像。
本发明的另一目的在于提供这样一种设备与这样一种方法，它们在将客体曝露于低辐射剂量下时是可操作的。
本发明的又一目的在于提供这样一种设备与这样一种方法，它们不复杂，能够以高的空间分辨率、高的灵敏度、高的信噪比、高的动态范围、高的图像对比度以及来自重叠组织的低噪声，产生客体的高质量的二维与三维图像。
本发明的再一目的在于提供可靠、精确与廉价的这种设备与这种方法。
本发明的又另一目的在于提供可取得层析X射线照相组合数据的这种方法与这种设备。
本发明的又再一目的在于提供不需应用成套的计算机化的断层分析(CT)设备，而以高的空间分辨率获得二维或三维图像的这种设备与这种方法。
本发明的复又另一目的在于提供能用于血管造影法与荧光检查法的这种设备与这种方法。
本发明的复又再一目的在于提供能应用快速与简单的图像重构算法的这种设备与这种方法。
上述各目的与其他目的是通过后附权利要求书中所要求的设备与方法达到的。
根据本发明的一个方面，提供了以高的重复率获得图像数据的基于扫描的设备，必设备包括支承结构与固定地设置于此支承结构上的扫描基装置，它们各包括一辐射源以及一由许多线探测器组成的辐射探测器，每个线探测器都对向辐射源而让射线束进到线探测器内。此设备还包括设置在上述扫描基装置中之一的辐射路径中的客体台，以及一个用来使上述支承结构相对于该客体台旋转的装置以使该客体台相续地排列到各个扫描基装置的辐射路径之中。在旋转中，各辐射探测器中的各个线探测器可在辐射透过客体的记录多个线像。
来自扫描基装置的数据能很好地用于层析X射线照相组合成像与X射线分层成像中，以及用于血管造影法与荧光检查法中。
线探测器最好但不必受限于采用基于气体的平行板探测器。其他可采用的线探测器包括闪烁器基的阵列、CCD阵列、TFT基与CMOS基的探测器、液体探测器以及二极管阵列，例如PIN二极管阵列中具有侧立、近侧立或垂直入射的X射线的。
本发明的其他特征与优点可从下面所给的对其最佳实施例的详述以及所附的

图1～4中认识到，这些实施例与附图只用于阐明目的而不是对本发明的限制。
附图简述图1以侧视图示明用X射线检查客体时获取层板X射线照相组合成像数据或其他成像数据的装置。
图2a～c各以侧视图示意地表明一特定的X射线束，此X射线束在由图1中的设备进行扫描时透射过所检查的客体。
图3～4分别以俯视图示明依据本发明一最佳实施例用以在高重复率下对客体作X射线检查来获得层析X射线照相结合成像数据或其他成像数据的设备，此设备包括多个图1中所示的装置。
最佳实施例的描述图1所示的装置10。用于在由X射线检查客体5时获得层析X射线照相结合成像数据或其他成像数据。装置10包括产生围绕对称轴3定心的X射线2而此对称轴3与Z轴平行；准直仪4；辐射探测器6；用于刚性地相互连接X射线源1、准直仪4以及辐射探测器6的构件7。
辐射探测器6包括许多行探测器6a，每个都对向发散的辐射源1，可允许相对辐射探测器6正面分别取对应角度α1，...，αn，...，αN的辐射线2的各X射线束b1，...，bn，...，bN进入各相关的行测器6a。
准直仪4可以是例如钨箔，上面切割或腐蚀出窄的透辐射狭缝，狭缝数与辐射探测器6的线探测器6a的数相当。这些狭缝对应地与线探测器6a准直，使得通过准直仪4狭缝的X射线将到达探测器单元的线探测器6a，亦即作为各相应的射线束b1，...，bn，...，bN。准直仪4可随意选择，用以防止不直接引向线探测器6a的辐射碰撞待检查的客体5，这样可减少对客体的辐射剂量。这有利用当客体是人或动物或其一部分时的各种应用中。
美国专利申请No.10/657241中公开了应用这种探测器装置对客体5进行线性扫描，获取此客体的层析X射线照相组合数据，以重构客体5的二维甚至三维图像。上述美国专利申请的内容已综合于此供参考。
在这种扫描中，构件7相对客体5以平行于辐射探测器6正面的线性方式移动辐射源1、准直线4与辐射探测器6，如箭头8所示，同时各个线探测器6a在辐射线以不同角度α1，...，αn，...，αN中相关的一个透过客体5时，记录此辐射的许多个线像。客体5的扫描最好要进行一段足以使每个线探测器6a能够扫描过有关的整个客体的长度，用以使各个线探测器6a在辐射2以不同角度α1，...，αn，...，αN中相关的一个透射过客体5时，获得此辐射的二维图像。
在图2a-c中示意地表明了在由图1的装置扫描时通过所检查的客体5的三个不同的X射线束b1、bn与bN。标号9指与x轴平行的平面，它同扫描方向8与辐射探测器2的正面共面。
从图2a～c可以看到，各对线探器/X射线束对于每个这种不同的角度产生一完整的二维图像。图2a表明以角度α1透射过此客体的辐射的二维图像的形成，图2b表明以角度αn透射过此同一客体的辐射的二维图像的形成，图2c表明以角度αN透射过此同一客体的二维图像的形成。
尽管这种探测器扫描技术能保证记录下客体的层析X射线照相组合数据，即能同时高速记录许多二维X射线透射图像，然而它却不适合逐个地记录若干图像以观察时间相关的检查例如导管的定位，以及目视例如动态下的心脏、血液、造影剂等，这是由于扫描运动必须滞后、停止和反向加速以便进行客体的第二次扫描。这样的操作是很费时的，还由于滞后与加速使探测器受到强劲的力的作用，使稳定性与准直都成为问题。
此外，为了获得层析X射线照相组合数据即能以大的开口角辐射照射此探测器装置时，此探测器装置必须在扫描方向上很长。这样能给出长的扫描距离。于是必须有高的扫描速度，而这就要在扫描运动的开始与终止时对探测设备的延迟与加速提出更高的要求。
在计算机化的断层分析(CT)中，当今的趋势是通过提高转速而于每秒钟记录益发增多的图像，同时于CT线探测器中采用益发增多的探测器行例如4、8甚至16行，以获得时间分辨的测量结果。近来讨论了应用64行以及高达256行的探测器。对于具有这么多探测器行的探测装置，其费用已增到不合理的高水平。
当每秒的图像数增加。迄今已足够高的对病人的辐射剂量将进一步增加。当前CT的一个目标是能记录例如心脏的时间分辨的三维图像。
在血管造影法中要检查血管与淋巴管的时间相关过程，这就对所用探测器的重复率提出了要求。
为了能用上述基于扫描的技术来以高的重复率进行时间分辨的层析X射线照相组合成像或其他的成像测量如血管造影成像测量，已作出了若干改变且给出了几种改型。
根据本发明一最佳实施例的用于以高的重复率获得客体X射线检查的成像数据的设备以俯视图示意图3中。此设备包括多个图1所示的装置10，它们设置在具有旋转轴12的支承构件11上。这些装置10是这样地排列在最好是由基本上为圆形的盘或板构成支承构件11上，它们至轴12的距离实质上相等且最好围绕旋转轴12作等角的分布，即任意相邻的两个装置10之间的距离基本一致。这些装置10是立设于支承构件11上，使得与Z轴平行的辐射2的对称轴线3与支承构件11的在xy平面中延伸的法线平行。X射线源1、准直仪4、辐射探测器6以及刚性连接的构件7可清楚地在图3中看到。
还设有待检查的客体所在的客体台13。客体台13最初是设在准直仪4与上述扫描基装置中之一的辐射探测器6之间的辐射路径上。注意到此客体台并未为支承构件11支承而是为另一支承构件(未图示)所支承。
设有装置14使支承构件11绕旋转轴12相对于客体台13转动，以使客体台13将顺序地排列在发散的辐射源与此设备的各个扫描基装置10的辐射探测器之间的辐射路径中。在上述转动之际，各扫描基装置10的各个线探测器6a可在辐射以不同角度中相关的一个透射过客体时记录下一批线像。
注意，探测器装置10最好依序激活。于是X射线辐射源1只在扫描通过客体台13时才接通，而因此必须产生用于测量的辐射。
上述用来旋转的装置14最好能以至少一种角度例如一整转使支承结构11相对于客体台13转动，这样就足以使各扫描基装置10的各个线探测器6a扫描通过整个客体，用以对各扫描基装置10的各个线探测器6a来获得二维的辐射图像。
利用所述设备，可以记录下若干组二维图像，用于层析X射线照相组合重构或任何其他种类的图像重构，一个接着一个，不需延迟、中止或加速这些探测器。这些探测器最好仅仅以恒速转动。
注意，与美国专利申请No.10/657241中所公开的扫描技术相比，在各探测器装置10的扫描运动中有着一种差别。在该申请中描述了沿x方向的线性扫描，而在本发明中，扫描方向则是沿着xy平面中所设的一个圆的周边。但是，圆的半径越大，就能得到更似的线性的运动。
探测器装置10与旋转轴12之间的距离宜为约0.5～4m，更好约0.5～2m，最好为约1m。
支承构件11上所设的探测器装置越多，在支承构件11的一定转速下，时间分辨记录的重复率也越高。
扫描基装置10的个数宜为2～20，更好是为2～10，而最好是4～8。典型值为5。
前述用于提供转动的装置14适用于使支承构件11相对于客体台13转动，而其转速宜为约0.2～10转/秒，更好是约0.5～5转/秒，最好是约0.5～2转/秒。典型值为1转/秒。
这对于层析X射线照相组合给出的重复率为约0.4～约200图像/秒。上面所给的典型值相当于约5图像/秒的重复率。各图像是以许多角度记录的，而这些角度对应于各扫描基装置的成抵叠置的线探测器6a中的线探测器个数。
不同的角度α1，...，αn，...αN所分布的角度范围αN-α1根据应用目的或检查种类宜至少为5°，更好至少为20°而最好至少为45°，以便在检查客体时获得高质量的层析X射线照相组合数据。典型值为90°。如果进行其他种类的测量，角度范围αN-α1自然会小得多，在某些例子中，角度范围αN-α1可能需要最小化。
在各扫描基装置10的这批叠置的线探测器中的各个线探测器6a沿径向的长度宜为约0.05～2m，更好为约0.1～1m，最好为约0.2～0.5m。类似地各扫描基装置10的这批叠置的线探测沿切向的长度宜为约0.2～2m，更好为约0.4～1.5m，最好约0.75～1.25m。探测器装置10的尺寸要取决于所述基于扫描的设备的具体应用目的。
在各扫描基装置10的这批叠置的线探测器中的线探测器6a的个数至少是2，更好至少是5，最好至少是10，而尤为最好是约20～约100，当然这要取决于检查之中所要求的按不同角度所记录的图像数。可以高到使用数百个线探测器6a。
扫描节距于图2a～c中以S1指明，设定根据扫描方向中一维记录所形成的二维图像的空间分辨率。通常，此扫描节距S1可以为约10～500微米，而各个线探测器中各探测元件可以具有类似的尺寸。
依据本发明另一最佳实施例的，用于在客体的X射线检查中以高的重复率获得层析X射线照相组合成像或其他成像数据的设备，以俯视图概示于图4中。这一实施例与图所示实施例基本一致，例外的只是各探测器装置10的线探测器6a是相对于旋转轴12径相地排列于支承构件11上，而不是在各探测器装置10内相互平行地排列。任何重构的模型自然必须修正来处理线探测器6a不平行的设置。
对于一般二维透射图像的记录，上述扫描基装置通常可具有下述尺寸。支承构件可具有1m的半径，线探测器可以是20cm长并两两相隔1cm的沿径向排列于支承构件的周边上。设置6个扫描基装置，各包括约100个线探测器点。它们指向设于其上方约1.5m的处相关的辐射源。扫描时的转速可以是0.01～1整转/秒，可以较此为多或少，限制的因素主要取决于这种设备的机械力和X射线管的X射线通量(以及客体的透射性)，以在各像素的探测中获得充分的X射线来产生高质量的图像。
上述转速最好选择成可于每秒中形成至少一个二维透射图像。
可以分类出三种不同的变型。
在第一种变型中，此二维透射图像可以通过图像处理装置重构从辐射探测器中之一的一个线探测器所辐射的线像来构造或形成二维透射图像，亦即各个线探测器都担负着用来记录所有形成二维透射图像的线像之责。在支承结构的每一个整转中，所重构的二维透射图像的个数等于这多个扫描基装置的个数与各辐射探测器中线探测器个数之积。
对于心血管造影法，是对患者的心脏作时间相关的检查。设心脏大小例如为16cm，转速为0.01整转/秒而探测器的特征如上，则一个线探测器扫描过心脏的时间约为2.5秒。假定扫描节距例如为0.1mm，则对于每个单一瞬时记录的线像其曝光时间为1.5ms。每秒可拍摄6个二维透射图像，但即使如此，这些图像也是于有重叠的时间周期下拍摄(曝光)的。
在第二种变型中，上述二维透射图像是通过图像处理装置按下述方式重构的从辐射探测器之一的线性探测器扫描过一个相当于辐射探测器中相邻线探测器间距的距离时所记录的线像来构造各个二维透射图像，也就是说，在工作范围覆盖着客体的辐射探测器中的所有线探测器都负有用来记录形成二维透射图像之责。
在前述数据下，约有16个线探测器以其工作范围覆盖心脏，因而各个二维透射图像是由这16个线探测器在扫描时摄取的线像形成的。在0.16转/秒的转速下，于是各个图像的曝光时间约为10ms，从而每秒可相续地拍摄100个二维传输图像。
在第三种变型中，此二维透射图像是通过图像处理装置按下述方式重构的从辐射探测器之一的各个线探测器的一个辐射线像来形成各个二维透射图像的每条线，这就是说，辐射探测器中所有的线探测器都对记录用来形成二维透射图像的线像负责。此二维透射图像中的各条线是由在一定位置上的辐射探测器中所有的线探测器所摄取的线像形成的。所重构的二维透射图像的个数等于在前述支承构件的每个整转中扫描基装置的个数。
在前述数据与1整转/秒的转速下，二维透射图像的曝光时间约160ms，每秒可摄取6个图像。
在给定的重复率下对周期事件即按时间间隔重现的事件例如心脏搏动进行成像时，通过组合若干心脏搏动的成像数据，能够使二维图像系列的时间分辨率小于取样率。这种方法当心脏搏动频率与图像采样频率相互不构成整数倍时特别有效，但是在各心脏搏动之间的图像系列中存在有相移。
用于本发明的最佳的线探测器是基于主体的平行板探测器，且最好设有电子雪崩放大器。这种基于气体的平行板探测器是电离探测器，其中由于电离辐射释出的电子沿着基本上垂直于辐射方向的方向被加速。
有关用于本发明的这种基于气体的线探测器的更多细节，可参看Tom Francke等的转让给瑞典XCounter AB的美国专利6546 070、6522 722、6518 578、6118 125、6373 065、6337 482、6385 282、6414317、6476 397与6477 223。特别应该指出，这种探测器非常有效来防止探测出康普顿散射辐射。这一性质对于获得高质量的层析X射线照相组合数据极为重要。
还发现这种探测器极为灵敏，从原理上而言适用于单光子探测，这在研究非常快速的过程是重要的。
此种线探测器的两平行板即两电极间的距离可以上于约2mm，更好是小于约1mm，而最好是约0.1～0.5mm。XCounter AB近来已开始通过试验来证明这种线探测器拒绝康普顿散射的特征，并在应用高能X射线的宽广X射线谱下观察到良好的反差，而在这样的条件下传统的探测器系统是完全不能看清任何结构的。据信上述这种基于气体的线探测器能鉴别多于99％的散射光子；同时通过适当的设计，理论上可以有≥99.9％的康普顿散射光子被防止探测到。
有关这方面的更多细节给出在Francke等的美国专利No.6856669B2中，其内容已综合于此供参考。
但应认识到任何其他类型的探测器都可用于本发明中。这类线探测器包括闪烁器基的阵列、CCD阵列、TFT基的与CMOS基的探测器、液体探测器，以及固态探测器如一维的PIN二极管阵列，以X射线作侧立、近侧立或垂直入射，可能时以一准直仪结构置于前方，用以部分地排斥散射的X射线。
还应指出用来刚性地连接X射线源1、准直仪4和辐射探测器6的构件7可以相对于X射线源1、准直仪4和辐射探测器6更换为各自独立的装置(未图示)，它们可以用电子方法控制进行同步的线性运动以获得相似的扫描运动。
还应进一步指出，代替上述的使客体保持静止使支承构件绕旋转轴转动的方式，可以使支承构件保持静止而让客体绕旋转轴转动。这在被检客体不是醒着的病人的特别有利。
为了能在更多的角度下记录客体的图像，可以在客体台上转动或以其他方式移动客体；或者可以倾斜载有扫描基装置10的支承构件，而这是在进行这种扫描之后通过使支承结构围绕垂直于其所在平面的旋转轴转动来进行的。
应该注意到，对于前述的三个二维成像变型例，各个图像是在稍异于前述的通过客体的角度拍摄的，这是由于探测器的这种角度与垂直轴线有对应关系。这一列成像角度对于用来获得图像的各辐射探测器6是重复的。这有利于例如血管造影法，其中最好要从许多不同的角度来观察心脏。采用这种方法，注入单一的造影剂就能从多个角度拍摄心脏的图像。这种方法也有利于乳房造影法或任何其他肿瘤搜索，此时的肿瘤在一次观察中可能会隐藏于一致密的客体之后但都能以不同的角度观察到。
还应指出图1中装置的辐射探测器6可以改进，使这种线探测器不是排列成线垛而是沿圆的周边排列，此圆的中心则与辐射源1的位置重合。
本发明的优点包括下述各个方面。
在短时间内可以记录大量的连续图像。图像的个数是由所用扫描基探测器装置的个数、各个扫描基探测器装置中的线探测器个数、扫描运动的转速以及所选择的重构模型确定。
作用到探测器装置即辐射源与辐射探测器上的力会随时间变小与稳定。不会发生机械性波动。
一次只需接通一或两个X射线管，这意味着各个X射线源都可以冷却，除非需要它用于测量时，即在它开始与客体台13重叠直至它的辐射束已完全扫描过客体时。结果每秒可以记录许多连续的图像而不会使X射线管过热。通常是在1/6～1/3的扫描时间接通，这就是说，与最大的连续功率相比，在接通辐射源时可以将功率提高3～6倍。可以设置控制装置来控制X射线管或其他所用辐射源的开关。
可以使用较廉价的X射线管，因为它不需具有大的热容。
对于所述设备中扫描基探测器装置的宽度与长度并无任何限制。扫描基探测装置的宽度愈大，就能求得愈大的层析X射线照相组合角。各个线探测器的长度可加以限制。若是需要较长的线探测器，则可以并排设置若干个线探测器用以在一起模拟一个长的线探测器。这样的设备已公开于所公布的Tom Francke的美国专利申请No.20030155518中，这份申请的内容已综合于此供参考。
通过将线探测器设置成远离此旋转轴，可使像素的分布形状更接近二次形式，使重构更快也更容易。此外，这些线探测器可以相互作较紧密的排列(组合得更致密)，这是由于所述支承构件有较大的半径以及线探测器所在的位置使相邻线探测器间的距离在其远端(径向内端与径向外端)处非常类似。
电离辐射线在垂直入射时将几乎碰撞上线探测器，这是因为辐射源是在支承结构周边处的线探测器的正上方。
与CT相比，对病人的辐射剂量低。
曝光时间短，这就是说可使由于客体运动或客体本身导致的任何模糊性减至最少。
通过采用上述的且最好是设有电子雪崩放大器的基于气态的平行板探测器，可以提供较廉价的设备，它所具有的辐射探测器有灵敏的方向性，即这些探测器具有极低的来自散射光子的噪声且不会有电子噪声。这就是说上述的辐射探测器对于各个光子能以优异的信号比进行光子计数。
权利要求
1.能以高重复率获得成像数据的基于扫描的设备，其特征在于具有有一旋转轴(12)的支承构件(11)；以到上述旋转轴基本相似的距离固定地设在上述支承构件上的许多扫描基装置(10)，此各个扫描基装置则包括发射辐射(2)的辐射源(1)；以及辐射探测器(6)，而此辐射探测器(6)包括一批叠置的线探测器(6a)，每个线探测器(6a)都对向上述辐射源，允许上述辐射的射线束(b1，...，bn，...，bN)进入这些线探测器中；于其上排列上述客体的客体台(13)，此客体台设在上述辐射源与这许多扫描基装置之一的辐射探测器之间的辐射路径上；以及用来使上述支承构件绕上述旋转轴相对于所述客体台转动的装置(14)，转动的结果使得所述客体台将持续地布置在该发射的辐射源与这多个扫描基装置的各个辐射探测器之间的辐射路径上，而在上述转动当中，各所述辐射探测器的各个线探测器适合以高的重复率记录透射通过上述客体时的辐射线的许多线像。
2.权利要求1的设备，其中所述高重复率的成像数据是层析X射线照相组合数据；各所述辐射源(1)是发散的；而各所述辐射探测器(6)中的线探测器则对向上述发散性辐射光源中相应的一个，以使来自此发散性辐射源的辐射线束(b1，...，bn，...，bN)以不同的角度(α1，...，αn，...αN)传播，分别进入相应的一个线探测器内，其中，在各所述辐射探测器(6)中的各个线探测器适合用来在所述辐射线线束以上述多个不同角度之一透射过所述客体时，记录这些辐射线束的多个线像以提供所述层析X射线照相组合数据。
3.权利要求2的设备，其中所述多个不同角度分布在的角度范围(αN-α1)至少为5°，更好至少为20°，而最好至少为45°。
4.权利要求2或3的设备，其中此设备包括图像处理装置，适合通过执行层析X射线照相像组合重构计算，由所述层析X射线照相组合数据来重构所述客体的二维或三维图像。
5.权利要求1的设备，其中所述高重复率的成像数据是用来重构二维透射图像的数据。
6.权利要求5的设备，其中此设备包括适用于重构所述二维透射图像的图像处理装置，而这些图像的个数在上述转动装置(14)转动上述支承构件每一整转中的个数等于上述这多个扫描基装置的个数。
7.权利要求6的设备，其中所述图像处理装置适用于重构上述二维透射图像，使得各所述的二维透射图像的每条线都是由所述辐射探测器之一的各个线探测器的一个辐射线像构成。
8.权利要求5的设备，其中此设备包括适用来重构所述二维透射图像的图像处理装置，而这些图像的个数对于所述转动装置转动上述支承构件的每一个整转等于所述多个扫描基装置的个数与各所述辐射探测器中线探测器个数之积。
9.权利要求8的设备，其中所述图像处理装置适用于重构前述二维透射图像，使得各所述的二维透射图像的每条线都是由所述辐射线探测器中之一的一个线探测器的辐射线像构成。
10.权利要求9的设备，其中所述图像处理装置适用于重构前述二维透射图像，使得各所述的二维透射图像的每个都是由所述辐射线探测器中之一的一个线探测器的辐射线构成。
11.权利要求8的设备，其中所述图像处理装置适用于重构前述二维透射图像，使得各所述的二维透射图像的每个都是由所述辐射线探测器中之一的一个线探测器的辐射线构成，而各所述二维图像则是在扫描一段相当于所述辐射探测器之一的两相邻线探测器之间距的距离时记录的。
12.权利要求5～11中任一项的设备，其中此设备包括以高重复率目视观察透射过所述客体的辐射的荧光检查装置。
13.权利要求5～11中任一项的设备，其中所述用于重构二维透射图像的数据是血管造影法数据。
14.权利要求1～13中任一项的设备，其中所述这多个扫描基装置的个数为10～20，更好是2～10而最好是4～8。
15.权利要求1～14中任一项的设备，其中所述多个扫描基装置是围绕所述旋转轴等角度排列的。
16.权利要求1～15中任一项的设备，其中所述基本相似的距离为约0.5～约4m，更好是约0.5～约2m而最好是约1m。
17.权利要求1～16中任一项的设备，其中用于转动的装置适用来相对于所述所述客体台转动所述支承构件，而此转速为约0.01～10转/秒，更好是约0.5～5转/秒而最好是约0.5～约2转/秒。
18.权利要求1～17中任一项的设备，其中在各所述辐射探测器的叠置成的线探测器垛中的各个线探测器(6a)的长度为约0.5～2m，更好为约0.1～1m而最好为约0.2～0.5m。
19.权利要求1～18中任一项的设备，其中各所述辐射探测器中的线探测器叠置成的垛所具长度约0.2～2m，最好约0.4～1.5m而最好约0.75～1.25m。
20.权利要求1～19中任一项的设备，其中各所述辐射探测器中线探测器叠置成的垛内的线探测器(6a)的个数至少是2，更好至少是5，尤为更好至少是10而最好是约20～约100。
21.权利要求1～20中任一项的设备，其中各所述辐射探测器中的线探测器(6a)是相互平行排列。
22.权利要求1～21中任一项的设备，其中各所述辐射探测器中的线探测器叠层成的垛中的各个线探测器(6a)是相对于所述旋转轴成径向排列。
23.权利要求1～22中任一项的设备，其中各所述扫描基装置的发散辐射源是X射线源(1)，而各所述扫描基装置的辐射探测器是基于气体的电离探测器(6a)，这里由于各射线束电离结果释放出的电子则依基本上垂直于该射线束的方向而加速。
24.权利要求23的设备，其中所述基于气体的电离探测器是电子雪崩探测器(6a)。
25.权利要求1～22中任一项的设备，其中各所述扫描基装置的辐射探测器是二极管阵列、闪烁器基阵列、TFT基或CMOS基探测器或是液体探测器(6a)这些之中的任何一种。
26.权利要求1～25中任一项的设备，其中各所述扫描基装置包括一设在此扫描基装置辐射源下游紧邻处辐射路径中的准直仪(4)，此准直仪可防止不正对此扫描基装置的线探测器的辐射碰撞所述客体，从而能减少所述客体接收的辐射剂量。
27.权利要求1～26中任一项的设备，其中此设备包括用来开关所述辐射源的控制装置，此控制装置可依次地开关所述辐射源，以使各所述辐射源当客体不在此扫描基装置的包括该辐射源的路径上时能够关断并冷却此辐射源。
28.权利要求1～27中任一项的设备，其中所述辐射探测器中的各个线探测器设在主转动轴线一个不长于辐射探测器中各个线探测器长度的距离处。
29.应用基于扫描的设备以高的重复率获得客体(5)的成像数据的方法，此设备包括具有旋转轴(12)的支承结构(11)；以及以至此旋转轴基本相似的距离固定排列在此支承结构(11)之上的多个扫描基装置(10)，而这多个扫描基装置的每个都包括发射辐射线的辐射源(1)以及包括叠置成垛的线探测器(6a)，各个线探器都对向此辐射源以使上述辐射线的线束(b1，...，bn，...，bN)进入此线探测器，所述方法包括下述各步骤将所述客体设于上述辐射源与这多个扫描基装置之一的辐射探测器之间的辐射路径中；使上述支承结构相对于该客体绕所述旋转轴转动，以使该客体连续地出现在此发散式的辐射源与这各个扫描基装置的辐射探测器的辐射路径中，在上述转动中，借助各所述辐射探测器的各个线探测器，以高的重复率记录下透射过该客体的辐射线的多个线像。
30.权利要求29的方法，其中所述高重复率的成像数据是作为层析X射线照相组合数据提供的；来自上述各辐射源(1)的辐射是以发散式的辐射束发射的；各个所述辐射探测器(6)中的线探测器对向相应的一个上述辐射源，而使此辐射源的辐射线束(b1，...，bn，...，bN)以不同的角度(α1，...αn，...αN)分别进入相应的一个线探测器内；其中上述辐射的以前述这多个不同角度相应的一个透射过所述客体的许多线像则为各所述辐射探测器(6)的线探测器记录，以提供上述层析X射线照相组合数据。
31.权利要求30的方法，其中通过层析X射线照像重构计算，由上述层析X射线照相组合数据重构所述客体的二维或三维图像。
32.权利要求29的方法，其中所述高重复率的成像数据是作为重构二维透射图像的数据提供的。
33.权利要求32的方法，其中所述二维透射图像其个数对于所述支承构件每一整转等于上述多个扫描基装置的个数，而这些二维透射图像则是由所述辐射探测器之一的各个线探测器的一个辐射线像组成各所述二维透射图像的各条线来重构的。
34.权利要求32的方法，其中所述二维透射图像其个数对于所述支承构件每一整转等于上述多个扫描基装置的个数与所述每个辐射探测器的线探测器个数的乘积，而这些二维透射图像则是由所述辐射探测器之一的一个线探测器的辐射线像组成各所述二维透射图像来重构。
35.权利要求32的方法，其中所述二维透射图像其个数对于所述支承构件每一整转等于上述多个扫描基装置的个数与所述每个辐射探测器的线探测器个数的乘积，而这些二维透射图像则是由所述辐射探测器之一的线性探测器的辐射线像组成各所述二维透射图像来重构，而这些辐射线像则是在扫描一段对应于所述辐射探测器之一中相邻线探测器的间距的距离时所记录的。
36.权利要求29～35中任一项的方法，其中所述的辐射在透射过所述客体时可由荧光检查法以高的重复率目视观察。
37.权利要求29～35中任一项的方法，其中所述客体的成像数据是血管造影法成像数据。
38.权利要求29～37中任一项的方法，其中所述的辐射源是以相续的顺序开关，以使各所述辐射源当客体不在此扫描基装置的包括该辐射源的路径上时能够关断并冷却此辐射源。
39.权利要求29～37中任一项的方法，其中所述客体进行一周期过程例如心脏搏动；记录来自上述周期过程几个循环的成像数据；将上述几个循环的成像数据组合以提高此周期过程的成橡数据的瞬时分辨率。
40.权利要求39的方法，其中是相对于上述周期过程的频率来选择所述高重复率的，以使此高重复率与所述周期过程的频率相互不成整数比的关系。
全文摘要
能以高重复率获得客体(5)的成像数据的基于扫描的设备，它包括支承构件(11)；固定地设在上述支承构件上的许多扫描基装置(10)，此各个扫描基装置则包括(i)的辐射源(1)以及(ii)一辐射探测器(6)，而此辐射探测器(6)又包括一批叠置的线探测器(6a)，每个线探测器(6a)都对向上述辐射源，允许上述辐射(2)的射线束(b
文档编号A61B6/03GK1937961SQ200580010388
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月17日 优先权日2004年3月30日
发明者T·弗兰克 申请人:爱克斯康特公司