子（其中 V是电势，W及x、y和Z是直角坐标系）被唯一地计算作为沿场线的距离，生成对关节间隙 的唯一的、强健的且定量的评估，如图13所示。图14A至图14C W及图15A至图1抓示出 了膝部（坐和站立）和手部（不同的患者和病状）的CBCT图像的应用。图16示出了所计 算的手部中的示例性关节间隙图谱。
[0化6] 本发明的设备展现出在基于MDCT的临床标准QCT系统的约5% W内的BMD的精 度。骨内骨结构形态测量示出高于MDCT的改进W及与黄金标准微型CT的良好的相关性。 发现大部分形态测量指标中的一致在5% W内，除了 DA W外，DA可能需要空间分辨率的进 一步提高。使用高分辨率CBCT计算的关节间隙图谱能够测量和可视化负重与非负重扫描 之间的关节间隙形态的细微变化，而常规的全身MDCT无法实现。此外，初步结果展示出鉴 别具有减小的并且被破坏的关节间隙形态的病理性骨折中的微小解剖结构差异的能力。通 过改进的X射线散射校正技术、射束硬化校正、系统校正及新的重建方法（包括统计迭代重 建），目前正对从CBCT获取的pQCT指标的精度进行进一步的提高。每次CBCT扫描对肢体 执行自动pQCT分析的能力可W为一系列的骨和关节疾病中的诊断表现和治疗响应评估提 供有价值的补充，使得能够进行早期检测、制定治疗计划和进行纵向监测，W及实现成本的 下降、工作流的简化和福射剂量的减少。
[0057] 设及校准体模的预限定位置和密度的实施方案使得可W在不需要人工互动的情 况下自动地定位体模，分析直方图和衰减系数（或豪恩斯菲尔德单位/CT值）与密度。由 此，能够根据使用者偏好来自动得出期望的结构的图像的定量分析（例如，BMD)或其他定 量信息。
[0化引虽然大部分的描述是基于使用平板检测器（FPD)的锥形束CT扫描仪的，该构思同 样适用于其他容积成像设备，包括；使用多排检测器和扇形束几何形状的螺旋CT扫描仪、0 型臂和C型臂扫描仪（基于锥形束几何形状和FPD)、微型CT扫描仪W及图像引导放射治疗 系统。体模的组成也可W是流体。此处示出了圆柱形体模，但是可W包括其他形状和尺寸 的体模。
[0059] 在本文中关于骨矿物质密度炬MD)计算、骨结构评估和关节间隙分析描述了所提 出的设备和相关联的方法。然而，其他潜在的应用包括测量动脉中的巧含量、评估肺部或其 他器官的密度和结构W及执行活组织检查。目标解剖结构不必局限于如示例性优选实施方 案中所描述的人类肢体。在执行其他结构的定量成像W及兽医学成像时，该构思同样有用。 根据详细的说明书，本发明的许多特征和优点是明显的，并且因此，所附权利要求旨在覆盖 落入本发明的精神和范围内的本发明的所有该样的特征和优点。另外，因为本领域的技术 人员可W容易地想到各种修改和变化，所W不期望将本发明限制于所示出的和所描述的具 体结构和操作，并且因此，所有适当的修改和等同方案都可W被采用并落入本发明的范围 内。
【主权项】
1. 一种用于经校准之锥形束计算机断层成像（CBCT)扫描的设备，其包含： 机架，所述机架限定出配置成用于容纳患者的大致上为圆筒形的开口以用于检查，所 述机架还具有配置成用于安置所述设备之部件的壁； X射线源，所述X射线源配置成发出穿透所述患者的X射线； 检测器，所述检测器与所述X射线源相对定位，以使得所述检测器接收从所述X射线源 发出的X射线，其中所述检测器限定出所述设备的标称X射线视场，使得在所述视场中的任 何物体被所述设备成像；以及 校准体模，定位所述校准体模使得所述校准体模被所述设备成像。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模定位在配置成容纳所述患者的所述 开口内。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模定位在由所述机架限定的内部空间 中。
4. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模定位在所述机架之内部的外表面 上。
5. 根据权利要求1所述的设备，其还包含用于所述校准体模的罩。
6. 根据权利要求5所述的设备，其中所述罩还具有均匀密度并且其中所述均匀密度不 是所述校准体模的密度。
7. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模包含约6个校准体模。
8. 根据权利要求7所述的设备，其中所述6个校准体模纵向地定向在所述机架的大致 上为圆筒形的开口周围的环中。
9. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模大致上为圆柱形。
10. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模具有覆盖所述设备的整个视场的 预定长度。
11. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模包含固体组成。
12. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模完全定位在所述视场内。
13. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模定位在所述视场的外部。
14. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模具有已知的豪恩斯菲尔德单位 (HU) 〇
15. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校准体模具有已知的钙密度。
16. 根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还配置成用于负重成像。
17. -种用于经校准之锥形束计算机断层成像（CBCT)扫描的设备，其包含： 机架，所述机架限定出配置成用于容纳患者的大致上为圆筒形的开口以用于检查，所 述机架还具有配置成用于安置所述设备之部件的壁； X射线源，所述X射线源配置成发出穿透所述患者的X射线； 检测器，所述检测器与所述X射线源相对定位，以使得所述检测器接收从所述X射线源 发出的X射线，其中所述检测器限定出所述设备的标称X射线视场，使得在所述视场中的任 何物体被所述设备成像；以及 校准体模，所述校准体模围绕所述大致上为圆筒形的开口定位，使得所述校准体模被 所述设备成像。
18. 根据权利要求17所述的设备，其中所述校准体模包含约6个校准体模。
19. 根据权利要求18所述的设备，其中所述约6个校准体模被纵向地定位在围绕所述 大致上为圆筒形的开口的环中。
20. 根据权利要求19所述的设备，其中所述约6个校准体模是分开的，使得它们都至少 部分地在所述视场内。
【专利摘要】根据本发明的实施方案提供了用于经定量校准之计算机断层成像扫描仪的设备和方法。该设备包括配置成用于容纳患者或患者之一部分的机架。机架包括X射线源和与所述X射线源相对定位的检测器，使得所述检测器接收从X射线源发出的X射线。校准体模与机架和/或设备一起集成在扫描仪内，以使得能够对豪恩斯菲尔德单位和/或骨矿物质密度的定量CT测量进行校准。
【IPC分类】A61B6-03
【公开号】CN104582578
【申请号】CN201380039351
【发明人】杰弗里·H·谢沃德森, 阿卜杜拉·阿尔穆希特, 约翰·卡里诺
【申请人】约翰霍普金斯大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年6月7日
【公告号】EP2858571A1, US20150173703, WO2013185011A1