成像系统旋转部件与等中心的对准的制作方法
【技术领域】
[0001]下文总体上涉及成像系统，并且更具体地涉及关于成像系统的等中心对一个或多个旋转部件进行对准，并且结合对计算机断层摄影(CT)的具体应用进行描述。然而，下文还适用于其他模态，例如正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)和/或其他成像模态。
【背景技术】
[0002]CT扫描器通常包括固定框架和旋转框架，所述旋转框架经由轴承等可旋转地被支撑在固定框架上。具有焦斑的X射线管和探测系统被安装到旋转框架并随旋转框架旋转，其中，X射线管被定位为跨检查区域与探测系统相对。焦斑发射由准直器准直的辐射，从而产生贯穿检查区域以及其中的对象或目标的辐射束。探测系统探测贯穿检查区域的辐射并生成指示所述辐射的投影数据。重建器重建投射数据，生成指示所述投影数据的体积图像数据。
[0003]焦斑和探测系统的对准能够影响图像质量。例如，如果没有对准，则应当撞击探测系统的探测器像素的辐射中的一些可能不撞击。在一个实例中，这导致阴影，其将环状伪影引入到得到的重建图像数据中。这被示出在图1和图2中。在图1中，在焦斑102和探测器阵列106的探测器像素104/防散射网格110组件的精确空间对准的情况下，贯穿从焦斑102通过防散射网格110的路径的辐射108撞击探测器像素104。然而，在图2中，在焦斑102和探测器像素104/防散射网格110组件的未对准的情况下，辐射108的子部分由防散射网格I1衰减，使得探测器像素104的子部分112接收不到辐射108或被阴影遮蔽。
[0004]已经通过在CT扫描器的不同子部件之间的接口上的紧密公差实现了焦斑与探测系统的精确对准。通过非限制性举例的方式，如图3所示，轴承302被机械加工为具有突出的同心圆或圆柱体304，其与旋转框架308上的互补凹槽306以接口方式连接，大体关于等中心310或轴承302的中心对旋转框架308进行对准。旋转框架308具有对准销312和314，其接合X射线管310和探测系统322的互补凹槽316和318，将x射线管320和探测系统322彼此以及与旋转框架308大体对准。利用该方法，X射线管320和探测系统322与旋转框架308对准，所述旋转框架与轴承302对准。
[0005]为了精确对准，利用该方法，不同的部件具有紧密控制的公差，这将其关键特征件与其匹配对准特征件对准。遗憾的是，该方法至少由于添加到这些部件中的每个的机械加工成本而导致至少对于轴承、旋转框架和探测系统的较高成本。另外，在制造限制和公差堆积的情况下，在该方法中仍然存在固有的不精确性，这不能够被解释或被移除。该不精确性不仅可以导致降低的图像质量，而且还导致辐射剂量低效，因为贯穿被扫描的对象或目标的所有X射线不可以由探测系统探测到。因此，存在对用于将成像系统的某些部件与等中心进行对准的其他方法的未解决的需要。这包括具有滚珠、空气和/或其他类型的轴承的成像系统。
【发明内容】
[0006]本文中描述的各方面解决了上述问题和其他问题。
[0007]下文描述了一种成像系统，其具有关于等中心的至少检测系统的更精确的放置和对准并减少某些部件上的机械加工公差。在一个实例中，这通过从公差链移除旋转机架并且依靠轴承以精确地对探测系统进行定位来实现。
[0008]在一个方面中，一种成像系统包括具有等中心的环形轴承。所述环形轴承包括固定侧和具有至少一个对准特征件的可旋转侧。所述成像系统还包括机械地耦合到所述可旋转侧的旋转机架。所述成像系统还包括成像部件。所述成像部件包括与所述可旋转侧的所述至少一个对准特征件互补的至少一个互补对准特征件。所述旋转机架在所述成像部件与所述可旋转侧之间，并且所述成像部件通过所述至少一个对准特征件和所述至少一个互补对准特征件与所述等中心对准。
[0009]在另一方面中，一种方法包括:至少提供成像系统的子部分，在所述成像系统的所述子部分中，至少所述子部分的探测系统在空间上与所述子部分的环形轴承的旋转部分对准并随所述子部分的所述环形轴承的所述旋转部分旋转，使得所述探测系统在空间上与所述旋转部分的等中心对准。旋转机架在所述探测系统与所述环形轴承的所述旋转部分之间。
[0010]在另一方面中，一种成像系统包括具有等中心的环形轴承。所述环形轴承包括固定侧和具有至少一个对准特征件的可旋转侧。所述成像系统还包括机械地耦合到所述可旋转侧的旋转机架。所述成像系统还包括成像部件。所述成像部件包括与所述可旋转侧的所述至少一个对准特征件互补的至少一个互补对准特征件。所述成像系统还包括对准设备。所述旋转机架在所述成像部件与所述可旋转侧之间。当所述对准设备同时被安装在所述至少一个对准特征件和所述至少一个互补对准特征件两者中时，所述成像部件在空间上与所述等中心自动对准。
【附图说明】
[0011]本发明采用各种部件和部件的布置以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不应被解释为对本发明的限制。
[0012]图1示意性地示出了探测器像素/防散射网格组件与焦斑的精确对准。
[0013]图2示意性地示出了在探测器像素/防散射网格组件与焦斑之间的未对准。
[0014]图3示意性地示出了将探测系统与旋转机架对准并且将旋转机架与轴承对准的现有技术的范例。
[0015]图4示意性地示出了范例性成像系统，在所述范例性成像系统中，至少探测系统与轴承对准而不与旋转框架对准。
[0016]图5示意性地示出了图4的成像系统的一部分的前视图。
[0017]图6示意性地示出了具有用于将探测系统与轴承对准并将探测系统安装到轴承的在轴承上的至少两个特征件的范例。
[0018]图7示出了图6的范例的侧视图。
[0019]图8示出了其中设备从轴承侧安装对准的图7的变型。
[0020]图9示出了其中设备从探测系统侧安装对准的图7的另一变型。
[0021]图10示出了其中至少两个特征件仅用于对准探测系统的图7的变型。
[0022]图11示出了其中至少两个特征件用于至少对准辐射源的图6的变型。
[0023]图12示出了其中至少一个对准特征件包括单个对准特征件的变型。
[0024]图13示出了其中将探测系统与轴承对准并将探测系统安装到轴承的方法。
[0025]图14示出了其中将探测系统与轴承对准并将探测系统安装到旋转框架的方法。
【具体实施方式】
[0026]参考图4和图5，示出了成像系统400，例如计算机断层摄影(CT)扫描器。图4示出了成像系统400的侧视图，并且图5示出了向成像系统400中看去的成像系统400的子部分。成像系统400包括固定机架402，其大体是固定的，因为其可以被配置为倾斜。
[0027]环形轴承404包括第一轴承子部分401和第二轴承子部分404 2，并定义了等中心406 (或环形轴承404的中心)。第一轴承子部分401机械地被固定在固定机架402内的静态位置处。第二轴承子部分4042可旋转地耦合到第一轴承子部分404 i，并使检查区域408绕纵轴或z轴旋转。轴承404能够是滚珠轴承、空气轴承和/或其他轴承。
[0028]旋转机架410被安装到第二轴承子部分4042。包括辐射敏感探测器阵列414的探测系统412被安装到第二轴承子部分4042和/或旋转机架410。辐射源416和准直器418被定位为跨检查领域408与探测系统412相对。辐射源416发射由准直器418准直并由探测系统412探测到的辐射，所述探测系统生成指示所述辐射的投影数据。
[0029]如下面更详细描述的，第二轴承子部分40