[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。

目前大多数CT系统采用固定圆形FOM和不变开口的phi准直器(即，扇束准直器)对待检对象进行扫描，其中phi平面为机架中人体横截面所在的平面，这种方法将会带来对待检对象周围区域的额外辐射，尽管人体此时接受的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。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4。实际上，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，则FOM就能与准直器的开口宽度同步调整，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。

基于动态准直器的预先定义感兴趣区(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中用固定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。

同权利要求书

由于本发明根据待检对象在扫描方向上复数个圆形截面的不同大小来调整准直器的开口宽度，形成覆盖待检对象的复数个圆形FOM(即圆形截面)，从而对待检对象进行X射线断层摄影，这就减小了对待检对象周围区域的额外曝光，同时减少了病人接受的X射线剂量。同时，本发明的圆形截面与基于轮廓识别技术的定位像相结合，从而能依据不同的待检对象得到减少X射线剂量的最佳设置，即设置准直器的开口宽度和圆形截面的大小。同时，本发明圆形截面的直径还能由用户(如X射线学技术人员)根据待检对象的解剖学结构来修正，从而进一步修正准直器的开口宽度，避免对待检对象的过投影。另外，由于本发明可采用遮光板来调整准直器的开口，基于现有的CT系统容易实现。

附图说明

图1为在常规CT扫描中用固定圆形FOM和不变开口的phi准直器对脊柱进行CT扫描，对脊柱周围区域带来额外曝光的示意图。

图2为模拟人体平躺时脊柱的定位像及其外轮廓示意图，其中图2A是脊柱的前后位定位像及其外轮廓的示意图，图2B是脊柱的侧位定位像及其外轮廓的示意图。

图3为分别为图2的前后位定位像和侧位定位像生成的关于扫描中心线对称的外包络示意图，其中图3A是为图2A的前后位定位像生成的关于扫描中心线对称的外包络示意图，图3B是为图2B的侧位定位像生成的关于扫描中心线对称的外包络示意图。

图4为根据图3得到脊柱各圆形截面的直径的投影值的示意图。

图5为根据一脊柱圆形截面的直径的投影值来计算准直器的开口宽度的几何关系示意图。

图6为用本发明的系统和方法对图1所示的脊柱进行扫描，相比图1减少的额外曝光示意图。

图7是本发明CT系统的组件示意图。

图8是本发明CT系统的计算组件的组成示意图。

图9是本发明CT摄影方法的流程图。

具体实施方式