[发明专利]用于体积计算机断层摄影成像的多面可平铺检测器

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及用于诊断成像的射线照相检测器，尤其涉及具有以最小图像数据降级提供增加切片(slice)采集的多面(multi-faceted)构造的计算机断层摄影(CT：Computed Tomography)检测器模块。

背景技术

典型地，在计算机断层摄影(CT)成像系统中，x射线源朝例如患者或行李的受试者(subject)或对象发射扇形射束。在下文中，术语“受试者”和“对象”应当包括能够被成像的任何事物。射束在被受试者衰减之后撞击在辐射检测器阵列上。在检测器阵列接收的衰减射束辐射的强度典型地取决于受试者对x射线射束的衰减。检测器阵列的每个检测器元件产生指示每个检测器元件接收的衰减射束的分离电信号。这些电信号被传送到数据处理系统以供分析，所述分析最终产生图像。

通常，x射线源和检测器阵列在成像平面内的机架周围并且围绕受试者旋转。x射线源典型地包括在焦点发射x射线射束的x射线管。X射线检测器典型地包括用于校准在检测器接收的x射线射束并且拒绝来自患者的散射的准直器、与准直器相邻的用于将x射线转换为光能的闪烁器(scintillator)以及用于接收来自相邻闪烁器的光能并且从其产生电信号的光电二极管。

典型地，闪烁器阵列的每个闪烁器将x射线转换为光能。每个闪烁器将光能释放到与之相邻的光电二极管。每个光电二极管检测光能并且生成对应电信号。光电二极管的输出然后被传送到数据处理系统以供图像重建。

在过去的十年中，体积(volumetric)或锥形射束CT(VCT)技术的发展已经导致在CT检测器中使用的切片(Z轴线)数量的快速增加。实际上，在VCT中使用的检测器通过增加患者曝光面积而在患者扫描中实现越来越多的覆盖范围。为适应(accommodate)这样的覆盖范围，CT检测器的宽度已在Z轴线(即，患者长度方向)增加。现有技术CT系统的x射线检测器由耦合到硅光电二极管2D阵列的闪烁像素2D阵列组成，其中确定该典型阵列的尺寸以便能够提供64个切片的采集(即，在GE扫描仪的情况下按ISO的40mm阵列尺寸)。

然而，目前对心脏成像的需要已越来越多地受到关注并且在一次旋转内对心脏进行成像已成为要求。为了在一次旋转中对心脏进行成像，按ISO检测器阵列尺寸需要为～160mm以在一半扫描中覆盖整个器官，这在我们的案例中相当于256个切片的检测器。然而，将检测器在Z轴线的覆盖范围从超过64个切片向上增加到256个切片可能导致检测器性能的降级。也就是说，检测器像素的性能，尤其是在沿Z轴线离检测器中心线更大距离的那些像素的性能，将由于此类像素接收来自锥形射束的x射线所处的角而降级。在沿Z轴线的某个位置，x射线的主射束将在Z方向横过(cross)两个邻接像素，由此引起显著的统称为“视差”的切片间串扰(crosstalk)、由于通过像素的射束硬化(hardening)而产生的光谱非线性、切片轮廓(profile)降级和调制传递函数(MTF)劣化。这种由增加的切片数量引起的视差能够导致伪像(artifact)出现在重建的CT图像中，由此给由256切片及以上的检测器提供的图像质量带来显著缺陷。

所以，设计通过容纳(accommodate)高达256个切片的数据采集而提供VCT心脏成像的CT检测器会合乎需要。使此类检测器中的视差效应最小化以提供患者心脏区域的高质量图像重建对于此类CT检测器同样会合乎需要。

发明内容

本发明是用于以最小图像数据降级提供增加切片采集的CT图像采集的有向(directed)设备。提供具有多面构造的检测器模块，其中在该模块上的多个面被构造以便相对x射线源焦点以不同角进行定向(orient)。检测器子模块定位在有角(angled)面上以接收被对象衰减的x射线并且将x射线转换为电信号，其中检测器子模块相对焦点的偏角调节(angling)用于使图像数据降级最小化。

根据本发明的一个方面，一种CT系统包括：可旋转机架，具有接收待扫描对象的开口；定位在可旋转机架上的x射线投射源，将x射线的锥形射束从x射线投射源的焦点投射到对象；以及多个检测器模块，定位在可旋转机架上并且配置成接收被对象衰减的x射线。多个检测器模块中的每一个还包括具有顶表面的模块框架，所述顶表面包括形成在其上的经过构造相对焦点以不同角进行定向的多个面和定位在所述多个面上以接收被对象衰减的x射线并且将x射线转换为电信号的多个子模块，其中每个子模块基于该模块被安装在其上的相应面以相对焦点的角进行定向。该CT系统还包括连接到多个子模块以从其接收电信号的数据采集系统(DAS)。