专利名称：一种计算机断层成像的扫描方法
技术领域：
本发明涉及一种扫描方法方法，特别是涉及一种计算机断层成像(Computed Tomography; 简称为"CT")的扫描方法。
背景技术：
计算机断层成像CT扫描分为序列扫描(Sequence Scan)和螺旋扫描(Spiral Scan)。序 列扫描也称单次扫描，是一种基于进步-采集(step-and-shoot)模式的扫描方式。序列扫描方 式包括数据获取周期和非数据获取周期。在数据获取周期，病人静止不动，而X光管和探测 器以一定速度绕病人旋转；当该切片的一次完全的数据集获取之后，非数据获取周期开始。 X光管关闭，病人则移动至下一个扫描的位置。
对于典型的CT设备，由于机械系统和病人的限制，最小的非数据获取周期在几秒的量 级上。机械系统的限制主要是由于一般病人体重引起的限制，检査床需要一定时间把具有一 定体重的病人从一个位置移到下一个位置。病人的限制是由于将静止的病人移动一段距离， 首先需要把病人加速到一定速度，然后在接近目标位置时将其减速。由于相邻的扫描切片间 隔一般在几毫米，病人所需要的加速度和减速度都相当大，而人体并非刚性(内部器官能移 动或变形)，任何加速度或减速度都会引起病人体内的移动。因此，必须消耗一定的时间使运 动伪像达到最小。
正常的序列扫描使用X光管的一次完整的旋转(即360度)作为数据获取周期。此外， 序列扫描中还有一种部分扫描(Partial Scan)。部分扫描中数据获取周期中X光管的旋转角度 小于360度。
序列扫描中的任务周期(数据获取周期与整个扫描时间的比值)大约为50%甚至低于 50%。为提高任务周期，螺旋扫描模式被提出。螺旋CT在病人以恒定速度平移的同时，连续 不断的获取投影数据。尽管理论上病人可以以变化的速度移动，但为了简化，几乎所有的商用CT厂商都采用了恒定速度移动的方式。由于扫描过程中病人没有加、减速度，非数据获 取周期就被完全去除。这样就获得了几乎100%的任务周期。机架上一点相对于病人身上固定 点的路径是蠊旋线，因此该扫描方式被称为螺旋CT。
目前的CT机中都同时具备序列扫描和螺旋扫描的能力。尽管序列扫描的任务周期不足 100%，但对于某些特定类型的疾病，应用序列扫描进行诊断是必不可少的。而应用序列扫描 对病人进行检查的时间则有进一步缩短的可能。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种计算机断层成像的扫描方法，使得应用该方法能 够进一步缩短病人在检查床上的检査时间，从而加快了医院的诊断效率。
为达到上述目的，本发明提供了一种计算机断层成像的扫描方法，包括一数据获取周期 和一非数据获取周期，在所述数据获取周期一X光管围绕病人旋转并获取所述病人数据，在 所述非数据获取周期一检査床从一扫描位置移动到下一扫描位置，其中，在所述数据获取周 期内所述X光管获取所述病人数据的旋转角度小于360度，并且在所述非数据获取周期内所 述X光管关闭后所述检查床立刻从所述扫描位置进行移动。
根据本发明的一个方面,所述X光管获取所述病人数据的旋转角度小于360度且大于180度。
根据本发明的另一个方面，根据所述X光管获取所述病人数据的旋转角度进行所述计算 机断层成像的图像重建。
根据本发明的再一个方面，所述检査床的移动时间等于所述X光管旋转360度所需时间 减去所述X光管旋转获取所述病人数据的角度所需时间。
本发明所提供的计算机断层成像的扫描方法，在其扫描时间t3内X光管的旋转小于360 度，并且在扫描时间t3结束后立即开始检査床移动阶段t2，因此和现有技术中的完全扫描方 式、部分扫描方式相比，本发明方法縮短了病人在检査床上的检査时间，从而加快了医院的诊断效率。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的描述，其中
图1是现有技术中序列扫描的完整扫描方式示意图。 图2是现有技术中序列扫描的部分扫描方式示意图。 图3是本发明中的序列扫描的快速扫描方式示意图。
具体实施例方式
为便于说明本发明中序列扫描的快速扫描方式，下面对比现有技术中序列扫描的完全扫 描方式以及部分扫描方式对本发明予以说明。
图1是现有技术中序列扫描的完整扫描方式示意图。图1中序列扫描的完整扫描方式分
为三个阶段，分别是扫描准备阶段t0、序列扫描阶段tl、检査床移动阶段t2。
在扫描准备阶段t0,操作人员首先要对CT检査床上的病人进行定位，做一次定位扫描。 定位扫描的目的是确定病人的解剖学标记，以决定CT序列扫描或者螺旋扫描的精确位置和 范围。在定位像扫描模式下，X光管和病人都保持静止，检査床匀速移动。当定位像扫描启 动以后，运行控制计算机立刻发出指令，使机架旋转到操作人员规定的指定位置。然后计算 机发指令给检査床、X射线发生系统、X射线探测系统和图像生成系统，执行一次扫描。检 査床到达扫描起始位置后，在整个扫描过程中保持恒定的速度。高压发生器迅速达到要求的 电压并在扫描期间使X光管的电压和电流保持在预先规定的水平。X光管产生X射线束流， X光被X射线探测器测到，生成电信号。同时数据获取系统以均匀的采样速率采集探测器的 输出，把模拟信号转换为数字信号。然后采集的数据被送到图像生成系统(例如包括高速计 算机和数字信号处理芯片的系统)处理。获取的数据经过预处理和增强以后，被传送到显示 设备供操作人员观看和数据存储设备存档。
精确定位和扫描范围(基于定位扫描图像)确定以后，操作人员基于以往制定的方案或新制定的方案预定CT扫描指令。扫描方案将确定准直器孔径、探测器孔径、X光管电压和 电流、扫描模式、检查床位置、机架运动速度、重建视野(FOV)、巻积核及其他许多参数。 根据所选用的扫描方案，运行控制计算机将按照类似做定位扫描所描述的方式，发出一系列 命令给机架、检查床、X射线发生系统、X射线探测系统和图像生成系统。此时开始进入序 列扫描阶段tl。
在序列扫描阶段tl中，X光管的一次完整的旋转(即360度)为数据获取周期。在该数 据获取周期内，病人静止不动，而位于机架上的X光管、高压发生器、探测器以一定速度绕 病人旋转。当X光管完成一次360度的完整扫描后，对该病人就进行了一次完全的数据集获 取。随后非数据获取周期开始，即进入检査床移动阶段t2。在t2阶段，X光管关闭，检査床 被移动至下一个扫描位置。
随后，重新开始序列扫描阶段tl， X光管再次进行360度的扫描以获取数据。在tl扫， 阶段对病人进行了第二次完全的数据集获取。tl阶段结束后，X光管关闭，开始进入非数一 获取周期，检査床移动时间为t2。然后再开始数据获取阶段。上述过程一直循环到对病人的 扫描结束。
图2是现有技术中序列扫描的部分扫描方式示意图。图2中的部分扫描方式包括四个阶 段，分别是扫描准备阶段tO、序列扫描阶段t3、机架旋转至360度阶段t4、检査床移动阶辨 t2。 1
在扫描准备阶段tO进行的操作与图1所示的完整扫描方式中的操作基本相同，此处不再 赘述。tO阶段精确定位和扫描范围(基于定位扫描图像)确定以后，操作人员基于以往制定 的方案或新制定的方案预定CT扫描指令，然后开始进入序列扫描阶段t3。
根据图像重建理论，进行图像重建时仅需X光管旋转角度不小于180度即可重建出最i 的图像。因此在序列扫描阶段t3中，X光管的旋转角度通常大于180度而小于360度，这样 与图1中的扫描时间tl相比，部分扫描将扫描时间縮短为t3。也就是说，t3为部分扫描中的 数据获取周期。在该数据获取周期内，病人静止不动，而位于机架上的X光管、高压发生器、 探测器以一定速度绕病人旋转。当X光管完成一次部分扫描后，对该病人就进行了一次数据集获取。随后非数据获取周 期开始，此阶段X光管关闭。非数据获取周期包括机架旋转至360度阶段t4和检查床移动阶 段t2。由于部分扫描阶段t3中X光管的旋转角度不到360度，因此在t4阶段机架带动X光 管等设备继续旋转到从本次X光管扫描开始的360度。随后，进入检査床移动阶段t2。在t2 阶段，X光管仍然关闭，检査床被移动至下一个扫描位置。从序列扫描阶段t3开始，经过机 架旋转至360度阶段t4、检査床移动阶段t2阶段的过程一直循环到对病人的扫描结束。
图3是本发明中的序列扫描的快速扫描方式示意图。本发明的快速扫描方式包括三个阶 段，分别是扫描准备阶段tO、序列扫描阶段t3、检査床移动阶段t2。
在扫描准备阶段tO进行的操作与图l所示的完整扫描方式中的操作基本相同，此处不再 赘述。tO阶段精确定位和扫描范围(基于定位扫描图像)确定以后，操作人员基于以往制定 的方案或新制定的方案预定CT扫描指令，然后开始进入序列扫描阶段t3。
本发明的快速扫描方式中的扫描阶段t3与图2所示的部分扫描方式中的扫描阶段t3相' 同。也就是说，在本发明的序列扫描阶段t3中，X光管的旋转角度通常大于180度而小于360 度，即相比图l所示的完全扫描方式縮短了扫描时间。t3为本发明的快速扫描中的数据获取 周期。在该数据获取周期内，病人静止不动，而位于机架上的X光管、高压发生器、探测器 以一定速度绕病人旋转。
当X光管完成小于360度的扫描后，对该病人就完成了一次数据集获取。随后非数据获 取周期开始，在非数据获取周期X光管关闭，检查床被移动至下一个扫描位置，移动时间为 t2。上述从扫描阶段t3开始，经过检査床移动阶段t2阶段的过程一直循环到对病人的扫描结 束。
由于X光管的旋转角度大于180度而小于360度，根据图像重建理论可以重建出所需图 像。但在图像重建过程中，还需要根据X光管的旋转角度设置图像重建过程中所需的角度参 数。
另外，如果为了便于图像重建而希望每个周期内x光管都从病人的同一方位进行扫描，
则检査床的移动时间等于X光管旋转360度所需时间减去X光管旋转获取所述病人数据的角度所需时间。
由上述三种扫描方式的对比可见，在本发明的扫描方法中，在其扫描时间t3内X光管的 旋转小于360度，并且在扫描时间t3结束后立即开始检查床移动阶段t2，因此和现有技术中 的完全扫描方式、部分扫描方式相比，本发明方法缩短了病人在检查床上的检查时间，从而 加快了医院的诊断效率。
权利要求
1. 一种计算机断层成像的扫描方法，包括一数据获取周期和一非数据获取周期，在所述数据获取周期内一X光管围绕病人旋转并获取所述病人数据，在所述非数据获取周期内一检查床从一扫描位置移动到下一扫描位置，其特征在于，在所述数据获取周期内所述X光管获取所述病人数据的旋转角度小于360度，并且在所述非数据获取周期内所述X光管关闭后所述检查床立刻从所述扫描位置进行移动。
2. 根据权利要求1所述的一种计算机断层成像的扫描方法，其特征在于所述X光管获取 所述病人数据的旋转角度小于360度且大于180度。
3. 根据权利要求1或2所述的一种计算机断层成像的扫描方法，其特征在于根据所述^ 光管获取所述病人数据的旋转角度进行所述计算机断层成像的图像重建。 -
4. 根据权利要求1或2所述的一种计算机断层成像的扫描方法，其特征在于所述检査床 的移动时间等于所述X光管旋转360度所需时间减去所述X光管旋转获取所述病人数据 的角度所需时间。
全文摘要
本发明提出一种计算机断层成像的扫描方法，包括一数据获取周期和一非数据获取周期，在所述数据获取周期一X光管围绕病人旋转并获取所述病人数据，在所述非数据获取周期一检查床从一扫描位置移动到下一扫描位置，其中，在所述数据获取周期内所述X光管获取所述病人数据的旋转角度小于360度，并且在所述非数据获取周期内所述X光管关闭后所述检查床立刻从所述扫描位置进行移动。与现有技术中的完全扫描方式、部分扫描方式相比，本发明方法缩短了病人在检查床上的检查时间，从而加快了医院的诊断效率。
文档编号G01T1/00GK101234024SQ200710063170
公开日2008年8月6日 申请日期2007年1月30日 优先权日2007年1月30日
发明者徐晓东, 陈马昊 申请人:上海西门子医疗器械有限公司