[发明专利]用于产生断层合成三维X射线图像的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别适用于乳房X射线摄影术的方法和一种用于产 生一种断层合成三维X射线图像的装置。在这种断层合成法中，要从不 同方向摄制一个待检对象的复数幅X射线图像。随后根据用这种方法获 得的二维投影图像计算出所述断层合成三维X射线图像。

背景技术

一种断层合成三维X射线图像是一个由复数个断层图像构成的图像 数据集。这种通过二维投影图像的重建获得的图像数据集在下文中称作 “断层合成三维X射线图像”或“三维断层合成图像”。

乳房X射线摄影术是对乳房进行的X射线检查，其目的是尽早检测 出恶性肿瘤。通过不断改进成像方法，人们力求生成有更好的X射线图 像，以便区分良性变化和恶性变化，从而减少误诊次数。不是由恶性变 化引起的不可靠诊断的数量和未检测到的恶性肿瘤的数量都认为是误诊 的数量。传统的乳房X射线摄影检查方法只在单个投影方向上对待检对 象(通常为一女性乳房)进行透视，产生一幅处于压缩状态的乳房的二 维投影图像。在这种投影图像中，对沿X射线束方向一层接一层排列的 组织层进行叠加表示，因此恶性肿瘤可能会被吸收能力很强的良性结构 遮住，从而难以检测出来。

为了克服这些缺点，Med.Phys.(物理医学)30，365(2003)中Tao Wu 等人的“Tomographic mammography using a limited number of low-dose cone-beam projection images(使用少量低剂量锥束投影图像的断层乳房X 射线摄影术)”，提出一种称为“断层合成术”的乳房X射线摄影检查法。 在这种方法中，从复数个不同的方向上分别摄制一幅女性乳房的投影的 一个单幅数字图像。如上所述，将这些从不同方向摄制的二维投影图像 处理成一幅断层合成三维X射线图像。这种三维X射线图像可对从X射 线的传播方向上看所处位置较深的组织结构进行显示。

在传统的断层合成法中，X射线源(视情况还有检测器)相对于待检 对象如在一个轨道上转动。新式X射线源包括复数个并排布置的发射器， 因而X射线源自身无需转动。作为由X射线源进行转动这一方案的替代 方案，依次激发各个发射器进行发射，从而达到从不同方向对待检对象 进行照射的目的。

特别有利的X射线源是其各个发射器借助场致发射阴极进行工作。 如Medical Imaging(医学成像)，Vol.6142，614204(2006)中J.Zhang等 人的“A multi-beam x-ray imaging system based on carbon nanotube field emitters(基于碳纳米管场发射器的多束X射线成像系统)”，提出过这种 X射线源及其在断层合成术领域的可能应用。

由多个发射器构成的X射线源可实现极高的扫描速度，这是因为扫 描速度不受X射线管的机械运动的限制。但各个发射器的辐射功率比传 统X射线管的辐射功率相对较低。这使得所获得的二维投影图像和计算 所得的三维X射线图像的信噪比都很小。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于产生一种断层合成三维X射线图像的 方法和装置，以允许对一个待检对象进行较高剂量的照射。

上述目的通过根据权利要求1所述的一种方法和根据权利要求10所 述的一种装置实现。

根据本发明的用于产生一种断层合成三维X射线图像的方法中，借 助一种固定的X射线源摄制复数幅二维投影图像，所述X射线源包括复 数个并排布置且可单独控制的发射器。从分配有各个发射器的不同方向 对待检对象进行照射；用一种数字X射线检测器接收所产生的各幅二维 投影图像。随后在这些二维投影图像的基础上重建所述断层合成三维X 射线图像。至少一个二维投影图像由复数个单幅图像构成。这些单幅图 像通过用一个发射器所发射的一个单剂量照射所述待检对象产生。通过 由同一个发射器发射多个单剂量，可产生复数个单幅图像。