用于断层融合的定向x射线场的制作方法
【专利说明】用于断层融合的定向X射线场发明领域
[0001]本发明一般涉及医学成像的领域，且尤其涉及放射摄影成像装置。更具体而言，本发明涉及包括断层融合成像的放射摄影成像系统和/或方法。
[0002]背景
[0003]数字X射线断层融合是使用通常用于常规(单个投影)放射摄影的大面积数字检测器来实现患者的三维成像的成像技术。通过改变X射线管、患者和检测器的方向来获取在受限的角度范围内(通常在20°至40°之间)的有限数量的投影图像。这通常通过移动检测器和X射线源二者或通过固定检测器(源)的位置并移动X射线源(检测器)来完成。在检测器被固定的应用中，可使用多个空间分布式X射线源或可移动的源可按各种图案或轨迹放置。从所捕获的投影重建三维数据，所述捕获的投影呈通过患者解剖的多个切片的形式，每个都平行于检测器平面。有限的角度扫描的结果是，重构对象的深度分辨率比平面内分辨率低得多。
发明概要
[0004]本申请的一方面是促进放射摄影断层融合系统的领域。
[0005]本申请的另一方面是至少整体或部分地解决前述缺点和相关领域中的其它缺点。
[0006]本申请的另一方面是至少整体或部分地提供本文描述的优点。
[0007]本申请的另一方面是提供方法和/或装置，通过该方法和/装置，放射摄影成像系统和/或方法可包括断层融合成像。
[0008]本申请的另一方面是提供成像方法和/或装置实施方案，通过该成像方法和/或装置实施方案，辐射源组件可获取投影图像以产生对二维和三维断层融合图像的重构。
[0009]本申请的另一方面是提供成像方法和/或装置实施方案，通过该成像方法和/或装置实施方案，单个X射线源组件可包括多个分布式X射线源，其中多个分布式X射线源中的至少一个输出用于标准的投影放射摄影的波束，并且多个分布式X射线源的至少两个中的每一个输出用于断层融合的波束。在一个实施方案中，单个X射线源组件可被包围在单个真空或辐射屏蔽中。
[0010]本申请的另一方面是提供成像方法和/或装置实施方案，通过该成像方法和/或装置实施方案，单个X射线源组件可包括多个分布式X射线源，其中用于断层融合的分布式X射线源的组可诸如针对不同的焦距、SID或维度而独立地调节。
[0011]本申请的另一方面是提供成像方法和/或装置实施方案，通过该成像方法和/或装置实施方案，单个X射线源组件可包括在第一投影放射摄影模式和断层融合模式(针对这两种模式使用独立的准直)下进行操作的多个分布式X射线源。在一个实施方案中，断层融合模式的准直包括多个波束形状和/或源位置。
[0012]本申请的另一方面是提供成像方法和/或装置实施方案，通过该成像方法和/或装置实施方案，单个X射线源组件可包括在断层融合模式下使用分布式X射线源中的两个或更多个共享的阳极来进行操作的多个分布式X射线源。
[0013]根据一个实施方案，本发明可提供一种用于至少部分在计算机上执行的数字放射摄影3D断层融合图像重构的方法，所述方法可包括在用于标准的投影放射摄影的第一模式下操作包括多个分布式X射线源的单个X射线源组件，以及在用于断层融合的第二模式下操作单个X射线源组件。在一个实施方案中，单个X射线源组件可被包围在单个真空或辐射屏蔽中。在一个实施方案中，所述方法可包括可在第二模式下进行独立调节的准直。
[0014]根据一个实施方案中，本发明可提供一种能够断层融合X射线成像和通用投影放射摄影X射线成像二者的放射摄影成像系统，所述放射摄影成像系统可包括:单个X射线源组件，其包括多个分布式X射线源，其中多个分布式X射线源中的至少一个被配置来输出足够用于标准的投影放射摄影的波束，并且多个分布式X射线源的至少两个中的每一个被配置来以较低的辐射剂量输出足够用于断层融合的波束；x射线发生器；和控制单元，其用于控制每个X射线源。
[0015]根据一个实施方案中，本发明可提供一种能够断层融合X射线成像和投影X射线成像二者的放射摄影成像系统，所述放射摄影成像系统可包括:单个X射线源；第一准直器，其被配置来针对至少两个维度可调节；和第二准直器，其被配置来提供固定准直。
[0016]仅通过说明性实例给出这些对象，并且此类对象可以是本发明的一个或多个实施方案的示例。由所公开的发明内在地实现的其它期望目标和优点可发生或对本领域的技术人员变得明显。本发明受随附权利要求限定。
[0017]附图简述
[0018]本发明的前述和其它对象、特征和优点将从下文对本发明的示例性实施方案的更具体的描述变得明显，如在附图中所示。
[0019]附图的元素不必相对于彼此按比例绘制。
[0020]图1A-1H是示出根据本申请的实施方案的用于可实施投影和形貌成像二者的放射摄影成像系统和/或方法的辐射源组件的一部分的透视图的视图。
[0021]图2是示出根据本申请的实施方案的用于可对至少用于形貌成像和投影成像的多个波束实施至少两次准直的放射摄影成像系统和/或方法的辐射源组件的透视图的视图。
[0022]图3是示出根据本申请的具有用于可选择的准直的至少两个可选择的位置的示例性辐射源组件实施方案的视图。
[0023]图4是示出根据本申请的具有在距离检测器的不同高度的平面的准直场的示例性交叉点的视图。图4示出定向X射线场的3维性质。
[0024]图5是示出根据本申请的另一实施方案的来自每个源位置的示例性投影X射线的模拟的视图。
[0025]图6是示出根据本申请的实施方案的来自可提供断层融合能力的示例性投影X射线的示例性重构的模拟的视图。
[0026]图7是示出根据本申请的实施方案的包围组合的断层融合和gen rad x射线源的辐射屏蔽的实施方案的视图。
[0027]示例性实施方案的描述
[0028]下文是参考附图根据本发明的示例性实施方案的描述，其中若干附图的每一个中，相同的参考数字识别结构的相同元素。在它们被使用的情况下，术语“第一”、“第二”等不必指示任何顺序或优先级关系，但是可用于更清晰地区分一个元素或时间间隔与另一个元素或时间间隔。
[0029]便携式放射摄影系统通常用于医院。与标准的投影放射摄影相比，断层融合提供对由于重叠结构而在常规的放射摄影中不可见的微小细节改进的描绘。这些益处提供开发便携式断层融合系统的动力，所述便携式断层融合系统可用于重症监护室、急诊室和手术室，其中移动患者是不可行或不明智的建议，因为会增加对患者造成进一步损伤的风险。
[0030]根据本申请的示例性系统和/或方法实施方案可解决断层融合成像中的各种问题。第一，实施方案可提供示例性方式以使用一个放射摄影成像系统来执行具有分布源的传统放射摄影投影成像和断层融合。第二，实施方案可为分布源提供独立于用于更传统的投影X射线成像的中心X射线源的准直的示例性可选择的准直场。第三，实施方案可提供示例性方式来减少分布式X射线源的焦点影响阳极的阳极位置(例如，点)处的阳极发热。
[0031]示例性实施方案可通过将X射线源排列成规定的形状(诸如圆形)并提供可移动或可旋转的准直器来解决各种问题，所述可移动或可旋转的准直器同时准直多个源或所有源，同时允许对一个或多个准直场进行选择。示例性实施方案可提供有关多个分布源和/或中心的标准放射摄影投影X射线源的各种捕获几何结构。在某些示例性实施方案中，分布源的阵列可包括能够标准的放射摄影投影X射线成像的至少一个X射线源。某些示例性实施方案可为分布源提供共享阳极，所述分布源可另外为移动的或旋转的来降低对X射线焦点处的阳极的潜在损害。
[0032]图1A-1H示出根据一个示例性实施方案的用于