[发明专利]使用静止计算机X射线断层造影几何结构的投影数据的采集和再现

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求2006年8月30日提交的名称为“使用静止CT几何学的投影数据的采集和再现”的美国临时专利申请No.60/841,010的优先权，其在此全部以参考的方式被并入。 

技术领域

本发明总的涉及计算机X射线断层造影(CT)的成像系统，确切地说，涉及静止CT系统的源和检测器结构以便于测量更多数学上完备的投影数据用于图像再现。 

背景技术

CT投影数据集包含来自相对于成像的病人或者物体的X-射线管和检测器的众多角位置或视角的投影测量数据。一组数学上完备的投影数据包括在数据采集系统的约束内的不用人为因素足以再现成像空间(imagingvolume)的测量数据。数学上的不完备会起因于投影数据的完全缺失投影、一部分图像内的缺失投影数据或者选择不合适的几何成像参数例如在螺旋采集模式下穿过台架(gantry)的病人或物体的速度。重要的是所述投影数据数学上是完备的，否则，不可能以特定应用所需要的逼真度再现图像数据。 

CT是一种建立二维横截面图像或者三维结构的三维立体图像的技术。这种X射线断层造影技术对非侵害的成像例如对于安全甄别、行李和包裹检查、制造质量控制以及医疗评估是特别有用的。 

传统的CT成像系统可包括CT台架和用于将物体移动到所述台架内由X-射线准直器限定的成像空间内以便被扫描或从该成像空间内被移出。在该系统中，所述台架一般是可移动的框架，该框架包含X-射线源，其一般为包括在其一侧上的准直器和滤波器的X-射线管；以及在相对侧上的检 测器，该检测器具有相关的数据采集系统(DAS)。所述台架一般还包括需要滑环系统的旋转部件以及所有相关的电子设备，例如台架测角电机和定位激光。 

例如，在所谓的“第三代”CT系统中，X-射线源和所述检测器阵列成固定结构，该固定结构是由台架在成像平面内并围绕要被成像的物体旋转，以使X-射线与所述物体相交的角度恒定地变化。X-射线检测器包括晶体或电离的气体，当被X-射线量子碰撞时该气体产生能被检测到和采集到用于产生预定图像的光或者电能。该旋转CT系统在旋转速度、系统的机械平衡性以及电和热条件具有限制，由于需要旋转柔性部件这些条件变得日益复杂。此外，这些限制制约了所述台架的可能的旋转速度，使得该旋转系统不适合于要求较好的瞬时清晰度和高吞吐量的应用中。 

其他类型的CT结构不是旋转的，即是静止的，并且包括提供高扫描速度的结构。例如，在一个这样的静止CT系统中，X-射线源和检测器都是静止的并包围成像空间。在该系统中，X-射线源可以是分布X-射线源，包括沿其长度的多个分立的电子发射器以及分布阳极。 

既然X-射线源和检测器在该静止CT结构中都是静止的，它们需要被设计成以便于合适的扫描协议。例如，在一个可能的轴向扫描结构中，在位于中心的检测器的两个纵向长度的分布X-射线会相对于区域检测器阵列稍微(垂直和/或径向地)偏离。结果，成像系统的视野的中心内的空间(volume)不会经受X-射线，阻止在该空间内再现。同样地，在螺旋扫描结构中，分布X-射线源会被放置在围绕整个成像空间的两个区域检测器之间。X-射线穿过两个检测器阵列之间的间隙以将X-射线通量发射到所述成像空间。因为X-射线源还被分布在所述台架的进入孔周围，所述间隙包围整个成像空间，其防止数学上完备的CT投影数据的测量以及所述空间的非人为图像再现。例如，对于螺旋采集，每个再现切片具有一些缺失的投影数据。结果，采集的投影数据在数学上是不完备的。 

因此希望提供一种用于静止CT系统的改进的源和检测器结构或者修改的数据采集协议，以便测量用于图像再现的数学上更完备的数据以及提供用于通过该技术采集的再现数据的合适算法。 

发明内容

提供了一种用于采集两组或多组投影数据的方法。该方法包括触发环形源的多个可寻址X-射线源位置的行为，使得当被触发时每个X-射线源位置发射X-射线。检测器阵列处的各个信号被生成为对应于X-射线源位置的每一个相应的触发。每一个相应的信号对应于入射到所述检测器阵列上的X-射线。总的各个信号对应于两组或多组的空间上交错的螺旋扫描数据。还提供了对应的权利要求，涉及可感知的可机读的介质，该介质包含能执行的代码以执行这些动作。