[发明专利]多管X射线探测

说明书

本申请涉及成像系统，包括医学成像系统、行李检查系统、非破坏性 测试系统等。本申请特别适用于计算机断层摄影(CT)，并且更特别适用于 多管CT成像。

常规锥束CT系统具有大面积的二维或多层探测器。当使用轴位扫描协 议时，这种探测器与一维或单层探测器相比用于扫描相对更大的体积。然 而，锥束轴向数据采集是受限的，原因在于它们不能充分采样所扫描或成 像体积的一些部分。结果，只能重建所扫描体积的子集。

这在图7中图示说明，其示出沿轨迹708围绕检查区域712移动的锥 束辐射源704、锥束716、检查区域712内由锥束716辐照的体积720以及 探测横贯该体积720的辐射的探测器724。如图所示，配置锥束716的几何 形状从而使得该射束716基本上照射探测器724在z方向上的宽度。在该 配置的情况下，随着源704沿轨迹708移动，射束716不能在每个角采样 位置处辐照体积720的一些部分。

作为示例，设想将体积720划分成区域728、732、736、740和744。 区域728表示当源704沿轨迹708行进时锥束716总能照射的体积。因此， 指示区域728的探测数据包括360度的数据。由于为了重建的目的需要180 度加一扇形角度上的数据，因此可以重建这种数据。由于可以从360度的 数据中取回任意180度上的数据，该数据也适用于回顾性心脏CT应用。这 允许用户选择性地重建包括期望心动周期的适当的180度的数据。

区域732和736表示当源704沿轨迹708行进时锥束716在每个角采 样位置处局部照射的体积。在这些区域中探测的数据包括180度与360度 之间的角度上的数据，并因此可以进行重建。然而，该数据可能不适用于 回顾性心脏CT应用，因为它可能不包括期望的数据。例如，在扫描对象之 前，执行扫描的个体不能先验地知道360度中的哪180度包括期望的心脏 相位。因此，所探测的数据可能包括也可能不包括期望的心脏相位。

区域740和744也表示当源704沿轨迹708行进时锥束716局部照射 的体积。然而，这些区域包括小于180度的数据。因此，不能重建该数据。

常规锥束轴位CT的另一缺点是只能适当校正或补充重建体积的子集 (表示区域728、732和736的体积)来改进图像质量，例如通过迭代重建 技术减少诸如锥束伪影、射束硬化伪影、金属伪影等的图像伪影来实现。 这在图8中图示说明，其示出从第一位置发射锥束716的源704，同时叠加 上从第二位置发射锥束716的源704，第二位置与第一位置相对于z轴分开 大约180度。在该图中，重建体积804表示区域728、732和736。在重建 体积804内，由于不完全的或有限的数据采集，只能更新子体积808以减 少伪影。

通过使用以立体管配置的两个X射线源可以缓解轴位锥束CT的上述 讨论的缺陷。如图9所示，通过常规立体管配置，将两个X射线源904和 908定位在沿不同z轴位置的大约相同的角位置处，并且两个X射线源共 享用于数据采集的公共探测器912。X射线源904和908沿轨迹916和920 行进并交替发射横贯体积720的射束924和928。

如此配置，当源904和908旋转通过轨迹916和920时，射束924和 928的组合辐照整个体积720。因此，当源904和908转过360度时，为体 积720探测至少360度的数据，并且重建整个体积720(或者根据需要重建 其子集)。图10示出用立体管CT可以通过使用正向投影的迭代校正技术来 校正整个体积720，因为可获得完整的数据集。为了清楚起见，在图10中 仅在一个角位置处示出射束924和928。

遗憾的是，在该配置的情况下，射束924和928也辐照重建体积720 之外的区域。这在图9和图10中示出在932和934处，现在结合图6进行 讨论，其中射束904和908也辐照重建体积720之外的区域932和934。横 贯区域932和934的X射线辐照这些区域内的病人解剖体，即使不重建相 应的探测数据。这导致低效率的剂量利用。此外，源904和908中只有一 个辐照体积720之外的区域。因此，这种区域(包括区域932和934)被利 用常规轴位锥束CT扫描，而无法利用立体管CT的益处。代替地，这些区 域易于受到锥束轴位扫描的缺陷的影响，因为不能适当校正或重建该数据。

鉴于上述原因，存在对于具有改进的剂量利用的立体管CT系统的未解 决的需求。