[发明专利]X射线计算机断层摄影系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学成像领域，尤其涉及一种X射线计算机断层摄影系统和方法。

背景技术

在X射线计算机断层成像(CT)系统中，剂量特性是一项非常重要的性能指标。使扫描剂量尽可能低已经成为当前CT系统发展的一个通用规则。在CT系统中，测量域(field of measurement，FOM)定义为在单次旋转扫描中，X射线管旋转360度的过程中待检对象得到全辐射的横截面区域，其决定了直接对待检对象施加的扫描剂量和X射线照射区域的大小。

由于人体大多数器官或组织的横截面有近似椭圆形的外轮廓，对单次旋转扫描而言，当X射线管在不同投影角度照射待检对象时，目前大多数CT系统采用的固定圆形FOM和不变开口的phi准直器(即，扇束准直器)将会带来对待检对象周围区域的额外曝光，其中phi平面为机架中人体横截面所在的平面。如图1所示，为待检对象为脊柱时，采用固定圆形FOM和不变开口的phi准直器进行CT扫描，对脊柱周围区域带来额外曝光的示意图。图中，当X射线管1发出的X射线对一脊柱横截面13进行扫描时，由于采用固定圆形FOM(如图中圆形区域3所示，其直径为50cm)和不变开口的phi准直器2，从而带来额外的曝光区域41和42。尽管用这种方法对待检对象进行CT扫描时，人体接受的X射线仍在安全剂量范围内，但是我们总是希望在不影响成像质量的前提下，进一步减少待检对象周围区域接受到的X射线剂量。另一方面，由于脊柱横截面13在X射线管不同投影角度下所需曝光的区域大小不等，所以在所述不同投影角度下带来的额外曝光区域大小也不同，图中区域42明显多于区域41。如果准直器的开口能根据待检对象各横截面的不同大小对X射线管发出的X射线进行调整，同时还能根据X射线管的不同投影角度下同一横截面曝光区域的变化来调整X射线，则FOM就能与准直器的开口宽度进行同步调整，这样就可以进一步减少待检对象周围区域接受到的额外曝光。

基于动态准直器预先定义感兴趣区(Region of Interest，ROI)来确定FOM的大小方法是一种现有技术，其中ROI通常是指病变部位所在的人体区域，相当于本发明的待检对象。但是这种方法仅对单次旋转扫描用固定FOM提出了解决方案，而没有考虑ROI在扫描方向上的大小变化和形状变化，其中扫描方向为CT系统中检查床进出机架的水平方向，与phi平面垂直，通常为z轴方向。

公开号为CN 1446517A的专利申请公开了一种X射线数据采集系统，其采用椭圆形截面或圆形截面，根据图像的标准偏差的目标值、图像的标准偏差的预计值和厚度因子计算出透过待检对象体轴方向的预定角度范围内的X射线的剂量值，并通过改变X射线管的管电流大小得以实现，但却没有改变准直器的开口，也没有根据待检对象在扫描方向的大小变化来相应地调整待检对象的曝光区域。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种X射线计算机断层摄影系统和方法，以减少对待检对象周围区域的额外曝光，同时减少病人接受的X射线剂量。

本发明提供一种包括X射线管、准直器和探测器的X射线计算机断层摄影系统，用于对待检对象在扫描方向上的复数个椭圆截面进行摄影，所述探测器包括复数个探测器通道，所述X射线管、准直器和探测器围绕待检对象同步旋转，其特征在于，所述准直器为一开口可调的准直器，所述系统还包括计算组件和调整组件，其中所述计算组件，用于计算分别照射每一椭圆截面所需准直器在X射线管不同投影角度下的开口宽度，并将所述开口宽度传送给所述调整组件；所述调整组件，用于根据所述开口宽度来调整所述准直器的开口。

优选地，所述计算组件包括椭圆截面计算模块和开口宽度计算模块，其中所述椭圆截面计算模块，用于分别计算每一椭圆截面的长轴和短轴在探测器上的投影值，并将所述投影值传送给所述开口宽度计算模块；所述开口宽度计算模块，用于根据所述长轴和短轴的投影值，计算分别照射每一椭圆截面所需准直器在X射线管不同投影角度下的开口宽度，并将所述开口宽度传送给所述调整组件。

优选地，所述椭圆截面计算模块包括通道数目计算单元和比较单元，其中所述通道数目计算单元，用于根据待检对象的前后位定位像和侧位定位像，计算每一椭圆截面在两幅定位像上分别覆盖的探测器通道数目，并作为宽度投影值和厚度投影值传送给所述比较单元；所述比较单元，用于比较所述每一椭圆截面的宽度投影值和厚度投影值，取二者中的较大者作为所述长轴的投影值，较小者作为所述短轴的投影值，并将所述长轴和短轴的投影值传送给所述开口宽度计算模块。