[发明专利]生成X射线束的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机断层摄影的方法和装置，特别是涉及使用一种X射线源，执行计算机断层摄影(CT)扫描的方法和装置。

背景技术

常规的多层X射线计算机断层摄影(CT)使用X射线源来产生待探测器阵列接收的、沿穿过患者横断面定向的准直锥形束。X射线源和探测器阵列安置在围绕患者旋转的机架上，以获得从不同的机架角度沿穿过患者的各种X射线路径测量X射线衰减的“投影”。在至少180度的机架旋转加上射线束所包夹的扇角的范围内获得的各投影可用于重建断层摄影图像。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的X射线生成装置及相应用于扫描的方法。

本发明的基本思想是提供一种可移动的X射线管以执行具有不同阳极角的扫描。当可移动的X射线管移动到不同的位置时，用不同的阳极角来执行扫描。“可移动”一词不但是指X射线管包括可旋转的阳极盘，而且是指该X射线管可在多个预定位置间进行移动，尤其是沿CT机架的轴向或径向方向。

通过改进扫描几何形状，特别是各相应焦点的轨道，有利于抑制图像中所谓的锥束伪影。通过使用本发明建议的装置和方法，可通过执行不同的轴向扫描来改进焦点的轨迹，其中焦点定位在不同的Z位置上。进一步地，通过利用所建议的具有可变阳极角的装置，可实现调节X射线锥束的倾斜以从不同角度扫描对象的优势。

在第一方面，根据本发明的一个实施例，提供了一种包括阳极盘的设备，其中，阳极盘包括多个成锥形的具有不同阳极角的焦点轨迹。

有利的是，当不同的焦点轨迹分别被各电子束轰击时生成具有不同阳极角的X射线束。

任选地，根据本发明的一个实施例，该设备还包括X射线管，其中，X射线管包括阳极盘和第一阴极，其中，第一阴极配置为生成以多个焦点轨迹中的至少一个为目标的电子束。该设备可以是扫描器。

任选地，在另一实施例中，该设备还包括移动控制器，其配置为在多个预定位置间移动X射线管。

有利的是，调整X射线管的位置，并根据X射线管的位置轰击相应的焦点轨迹以生成具有相应阳极角的X射线束以便从不同的角度扫描对象。另一优势是在X射线管从不同位置扫描对象时生成更多的投影。生成更多的投影有助于减轻后续的图像处理中伪影的生成。而且，通过安排多个预定位置的具体位置，可扩展扫描器的视野，即扫描器的Z范围。应当注意的是，当移动X射线时，阳极盘同样移动。这样“在多个预定位置间移动X射线管”的含义还包括阳极盘在多个相应位置间进行移动而X射线管的外壳不移动的情形。

任选地，在一个实施例中，移动控制器还配置为使X射线管沿其轴向和径向方向移动，并且使各相应焦点的移动平行于机架(例如扫描器的机架)的旋转轴。当阳极盘正在旋转并且相应的焦点轨迹受到电子束轰击时形成焦点。在该实施例中，当X射线管分别位于多个预定位置时所形成的多个焦点成一条直线平行于机架的旋转轴。

任选地，在一个实施例中，该设备还包括焦点轨迹选择器，其配置为对电子束进行指引，以便根据X射线管的不同位置轰击多个焦点轨迹中的不同焦点轨迹。例如，焦点轨迹选择器(例如电子透镜)在电子束上生成不同的电场和/或磁场，并对电子束进行指引以轰击不同的焦点轨迹。通过使用焦点轨迹选择，有利的是仅使用一个阴极来根据X射线管的不同位置生成对不同焦点轨迹进行轰击的多个电子束。或者，该扫描器还包括第二阴极或更多的阴极，其中，不同的阴极分别配置为生成能以多个焦点轨迹中的不同焦点轨迹为目标的电子束。

任选地，根据一个实施例，该设备还包括多个准直器，其中，每个准直器的位置相应于X射线管的多个预定位置中的一个相应位置。当X射线管处于其中一个预定位置时，相应的准直器对由X射线管生成的X射线进行塑形。任选地，至少一个准直器具有与其它准直器尺寸不同的尺寸，这提供了定形不同尺寸和/或形状的锥束的优势。

在第二方面，根据本发明的一个实施例，提供了一种扫描对象的方法，该方法包括如下步骤：旋转阳极盘，其中，阳极盘包括成锥形形状、具有不同阳极角的多个焦点轨迹；轰击多个焦点轨迹的其中之一用于生成X射线束，其中，通过受轰击的焦点轨迹的阳极角来确定所生成X射线束的阳极角。

任选地，根据一个实施例，该方法还包括如下步骤：将阳极盘移动到第一预定位置；通过第一电子束轰击所述多个焦点轨迹中的第一焦点轨迹以执行第一扫描；将所述阳极盘移动到第二预定位置；以及通过第二电子束轰击所述多个焦点轨迹中的第二焦点轨迹以执行第二扫描。