[发明专利]锥形射束Z轴覆盖

说明书

下文总体涉及锥形射束计算机断层摄影(CT)。然而，它还适于其他医学成像应用和非医学成像应用。

锥形射束计算机断层摄影(CT)扫描器一般包括x射线管和二维探测器阵列，它们在检查区域的对侧固定于转子上。转子由静止框架可旋转地支撑并关于纵轴或z轴绕检查区域旋转，由此关于纵轴并绕检查区域旋转x射线管和探测器阵列。x射线管从管的阳极上的焦斑发射辐射，辐射贯穿检查区域并照射探测器阵列。源准直器准直所发射的辐射，使得大致为锥形的辐射束贯穿检查区域。患者支撑物支撑检查区域内的对象或受检者。

锥形射束沿纵轴的角度限定了z轴宽度或扫描覆盖范围，并被称为锥角(cone angle)。通常，锥角的范围受到足跟效应(heel effect)的限制，足跟效应是阳极角(例如，通常为八度(8°))的函数。相对于射束的中心射线而言，从更靠近阳极的射束一侧发射的射线相对于从更靠近阴极的射束一侧发射的射线被衰减和硬化。因此，阳极一侧上的射线的强度小于阴极一侧上的射线强度，随着沿阳极方向的角度增大，硬化和强度下降以及平均能量的增加越来越大。结果，阳极角一般限定有效最大锥角，因为对于更大角度的射线的强度和能量一般不适于CT应用。

这样一来，阳极角限定了可以在任意时刻扫描的有效最大体积或z轴覆盖范围。遗憾的是，这一体积对于某些扫描而言可能不够，例如，无需沿z轴方向平移辐射束或患者而覆盖整个器官(诸如整个心脏)的扫描。因此，扫描时间可能增加，并且针对整个器官得到的数据可能包括运动伪影。对于一个CT扫描器而言，使用具有更大阳极角(例如，十二度(12°))的x射线管来增大有效最大体积或z轴覆盖范围。然而，增大阳极角还可能减小阳极上的焦斑尺寸、x射线管的额定功率和成像分辨率并增加锥形射束伪影。此外，z轴扫描覆盖范围可能仍然不够在无需沿z轴方向平移辐射束或患者的情况下覆盖整个器官。

本申请的各个方面解决了上述问题和其他问题。

根据一方面，一种医学成像系统，包括具有阳极的辐射源。所述辐射源关于纵轴绕检查区域旋转并从阳极上的焦斑发射辐射。源准直器准直所发射的辐射以产生贯穿检查区域的大致为锥形的辐射束。大致为锥形的辐射束具有沿纵轴扩展的锥角，所述锥角大于阳极的阳极角所确定的有效最大锥角。探测器阵列探测贯穿检查区域的辐射并生成指示所述辐射的信号。重建器重建所述信号以生成指示检查区域的体积图像数据。

根据另一方面，一种方法，包括准直从成像系统的辐射源阳极上的焦斑发射的辐射束以产生大致为锥形的辐射束，所述辐射束具有沿纵轴扩展的锥角，所述锥角大于阳极的阳极角所确定的有效最大锥角；以及采集指示贯穿检查区域并照射探测器阵列的所述辐射的投射数据。

根据另一方面，一种计算机可读存储介质，利用指令对其进行编码，当计算机处理器执行所述指令时，令计算机处理器提供控制信号以定位准直器的准直器叶片，以准直从成像系统的辐射源阳极上的焦斑发射的辐射束，从而有选择地产生大致为锥形的辐射束，所述辐射束备选地具有沿纵轴对称或不对称扩展的锥角，所述锥角大于阳极的阳极角所确定的有效最大锥角。

可以通过各种部件和部件布置，以及通过各种步骤和步骤安排实现本发明。附图仅用于图示说明优选实施例，而不应认为其对本发明构成限制。

图1图示了一种范例成像系统。

图2图示了具有基于阳极角的有效最大锥角的对称锥形射束。

图3图示了锥角大于有效最大角度但同时保持相同管功率的扩展的对称锥形射束。

图4图示了锥角大于有效最大角度但同时保持相同管功率的扩展的不对称锥形射束。

图5图示了用于范例螺旋扫描的相对锥形射束之间的角度。

图6图示了一种范例方法。

图1图示了成像系统100，诸如计算机断层摄影扫描器。成像系统100包括静止机架102，尽管可以将静止机架102配置成倾斜的和/或以其他方式移动，但在扫描期间静止机架102通常保持静止不动。系统100还包括旋转机架104，由静止机架102经由轴承等可旋转地支撑旋转机架104。旋转机架104被配置成关于纵轴或z轴108绕检查区域106旋转。

旋转机架104支撑辐射源110，诸如x射线管。在图示的实施例中，辐射源110包括八度(8°)的阳极(不可见)并从阳极上的焦斑(不可见)发射辐射。发射的辐射贯穿检查区域106以及置于其中的任意对象或受检者。在旋转机架104，以及因此辐射源110和焦斑在螺旋或轴向扫描期间绕z轴108旋转时，或处在引导或侦察扫描时处于静止位置时，焦斑发射辐射。