用于医学成像的x射线成像单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请总体上涉及一种用于医学成像的X射线成像单元。
【背景技术】
[0002]图1a-1b表示现代数字全景/头影测量/锥形束计算机断层扫描(CBCT)组合单元100，其通常具有包括向上和向下的移动Z的立柱140，以使单元100的高度适应全景、头影测量和CBCT成像模式下患者的高度。
[0003]单元100的上搁架150例如通过固定连接附接至立柱140。上搁架150支撑旋转部 120。
[0004]所谓台架的旋转部120通常具有字母C的形状，其包含在一端上的X射线源124和在另一端上的X射线成像检测器单元126。旋转部120绕旋转轴122旋转R，通常可达400度。
[0005]X射线源124对于所有三种成像模式是共用的，并且X射线束限制设备128附接在X射线源124的前部。
[0006]检测器单元126可包括一个或两个检测器。一个检测器单元126可包括一个头影测量检测器，其还使得能够进行全景成像；一个全景/CBCT/头影测量组合检测器；或者一个单次拍摄检测器，其配置为用于头影测量成像。在两个检测器的情形中，检测器单元126可包括一个头影测量检测器，其还使得能够进行全景成像；和CBCT检测器。存在多种方式使检测器关于彼此附接以及改变位于X射线束中的检测器。
[0007]在成像期间，束限制设备128控制X射线束的尺寸和形状，从而使它匹配选定的成像模式、选定的图像尺寸、和相关检测器尺寸的需求。
[0008]旋转轴122将旋转部120固定至上搁架150，并且它通常被关联至至少一个线性移动，从而使旋转轴122、以及进而使旋转部120关于上搁架150的旋转中心能够在成像期间沿平行于上搁架150的Y移动进行调整。此外，能够存在垂直于第一线性移动的第二线性X移动，从而使旋转轴122能够定位在限定线性移动X、Y的平面内。
[0009]另外，甚至能够存在第三N移动，其使旋转轴122的固定点关于旋转部120移动。沿X射线束Na移动旋转轴122可用于改变全景和CBCT成像模式中的放大率。垂直于X射线束Np移动旋转轴122使得能够在CBCT成像中在偏置扫描和对称扫描之间的变化，进而影响视场(FOV)。
[0010]头影测量臂160用于将头影测量头162附接至单元100。它通常在一端具有专用的X射线成像检测器164和在另一端具有副准直器166。在这两个主要部分164、166之间悬挂着头影测量患者定位支撑部168、169，其包括耳杆168和鼻(鼻根)支撑件169。利用耳杆168从耳道的外部以及利用相应的支撑件169从鼻子支撑患者头部。
[0011]头影测量X射线检测器164以Cd移动附接至头162，C d移动使检测器164垂直于X射线束移动。可替代地，当检测器164足够大时，能够通过单次拍摄技术进行头影测量成像。
[0012]头影测量副准直器166也以Cs移动附接至头162，Cs移动平行于Cd移动，并进而也垂直于X射线束。
[0013]支撑部168、169以使得它们旋转至以下两个主要成像位置的方式附接至头162:侧面和后前(PA)投影。侧面投影基本上是侧视图，并且PA投影是颅骨的从后到前的视图。
[0014]对于全景和CBCT成像，患者通常由下搁架142支撑并且也可能由颞部支撑件143支撑。支撑点通常是下巴和前额的尖端或者患者的颞部。
[0015]在扫描期间，全景成像单元100利用旋转R移动和线性X移动、Y移动或X移动和Y移动来生成全景图像。此外，根据所使用的传感器技术，利用检测器的时延积分(TDI)或全帧读出模式为图像计时。全景(锐化)层由移动的速度限定，并且在TDI的情形中，由全景检测器的读出率限定。当使用全帧检测器时，在扫描后在计算机上计算层的最终形状。旋转角度通常为约270度。
[0016]在单元100中，通常通过利用旋转移动R并以全帧模式读出CBCT检测器来实现CBCT成像。因而，通常以感兴趣区域(ROI)和旋转移动R的中心重合的方式生成感兴趣区域(ROI)的投影X射线图像。基于单元100，有效旋转角度(孔径)的范围通常为约180度至360度之间。
[0017]在头影测量成像中，将患者支撑至定位在单元100的头影测量头162处的患者定位结构168、169。X射线束布置为以旋转R和线性Y移动的组合来扫描患者头部。然后，通过副准直器166对射线束进一步准直并最终由头影测量检测器164捕获，副准直器和头影测量检测器都与射线束同步移动。
【发明内容】
[0018]本发明的一个目的在于消除公知的全景/头影测量/计算机断层扫描(CT)组合单元的缺陷并提供更廉价且更紧凑的X射线成像单元，以用于医学成像。
[0019]本发明的一个目的通过提供权利要求1的X射线成像单元、权利要求13的方法、权利要求14的计算机程序、以及权利要求15的有形非易失性计算机可读介质来实现。
[0020]本发明的一个实施方式是一种用于医学成像的X射线成像单元，其包括旋转部，旋转部包括第一 X射线源和X射线成像检测器单元，其配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴的旋转移动来提供图像；以及用于支撑旋转部的上搁架。上搁架配置为使得旋转部通过线性移动而相对于上搁架移动并通过枢轴连接附接至立柱，以使得上搁架能够围绕立柱枢轴移动(P)。旋转部配置为通过成像期间的线性移动和枢轴移动定位。
[0021]术语“医学成像”指的是例如牙齿、口外、口腔、颂面部、或者耳朵、鼻子、以及喉咙成像。
[0022]本发明的一个实施方式是一种用于控制X射线成像单元的方法，所述单元包括旋转部，旋转部包括第一 X射线源和X射线成像检测器单元，其配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴的旋转移动来提供图像；以及用于支撑旋转部的上搁架。上搁架被配置为使得旋转部通过线性移动而相对于上搁架移动并通过枢轴连接附接至立柱，以使得上搁架能够围绕立柱枢轴移动。所述方法包括通过成像期间的线性移动和枢轴移动定位旋转部。
[0023]本发明的一个实施方式是一种在计算机中运行计算机程序时用于控制X射线成像单元的计算机程序。所述单元包括旋转部，旋转部包括第一 X射线源和X射线成像检测器单元，其配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴的旋转移动来提供图像；以及用于支撑旋转部的上搁架。上搁架被配置为使得旋转部通过线性移动而相对于上搁架移动并通过枢轴连接附接至立柱，以使得上搁架能够围绕立柱枢轴移动。所述计算机程序包括用于通过成像期间的线性移动和枢轴移动定位旋转部的定位代码。
[0024]本发明的一个实施方式是一种有形非易失性计算机可读介质，其包括在计算机中运行计算机程序时用于控制X射线成像单元的计算机程序。所述单元包括旋转部，旋转部包括第一 X射线源和X射线成像检测器单元，其配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴的旋转移动来提供图像；以及用于支撑旋转部的上搁架。上搁架配置为使得旋转部通过线性移动而相对于上搁架移动并通过枢轴连接附接至立柱，以使得上搁架能够围绕立柱枢轴移动。所述计算机程序包括用于通过成像期间的线性移动和枢轴移动定位旋转部的定位代码。
[0025]本发明的其它实施方式在从属权利要求中限定。
[0026]从属权利要求中引用的特征可以相互自由地组合，除非另有明确规定。
[0027]应当使用下面定义的动词和术语的定义，除非在权利要求书或者在本描述/说明书中给出不同的定义。
[0028]动词“包括”在本文中用作开放性限定，其既不是排除也不是需要未引用特征的存在。动词“包含”和“具有”定义为包括。
[0029]本文所用的术语“一”、“一个”和“至少一个”定义为一个或多于一个，而术语“多个”定义为两个或多于两个。本文所用的术语“另一个”定义为至少第二个或更多。
[0030]术语“或者”通常在其意义上来说用于包括“和/或”，除非情境中另有明确规定。
[0031]附图简述
[0032]本发明的各实施方式将参照附图进行描述，其中
[0033]图1a-1b表示从正面和从上方观察的公知的数字全景/头影测量/CT组合单元；
[0034]图2a表示用于医学成像的X射线成像单元及其主要部件和移动；
[0035]图2b_2c表示X射线成像单元和在全景/CT和头影测量成像位置以及成像过程中的患者；
[0036]图2d表示用于头影测量成像中的头影测量准直器；以及
[0037]图2e表示X射线成像单元的功能元件。
【具体实施方式】
[0038]图2a表示X射线成像单元200的主要组件，其可用于医学成像，例如用于口外牙齿成像。
[0039]单元200包括旋转部(台架)220，其包括X射线单元，X射线单元包括第一 X射线源224。X射线成像检测器单元(头)226附接至旋转部220。检测器单元226的位置能够调整，例如，它能够以线性形式旋转或移动。X射线源224和/或检测器单元226例如至少通过绕旋转部220的旋转轴222的旋转移动R提供全景、CT或头影测量图像。旋转部220的R移动可例如绕旋转轴222达400度。
[0040]旋转部220包括旋转电机，其配置为通过旋转装置(未示出)旋转旋转部220。可替代地，旋转电机可位于单元200的上搁架250中。
[0041]旋转部220具有例如字母C的形式并且X射线源224位于旋转部220