[发明专利]视场扩大的断层合成乳腺摄影系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种断层合成系统，其用于生成对象的三维图像，诸如女性乳房的三维乳腺摄影图像。

背景技术

为了检测和分析乳腺癌，已知有各种乳腺摄影系统。

在常规的乳腺摄影筛查系统中，将女性乳房压在两个板之间，并且软X射线传输通过被挤压的组织，之后由X射线探测器进行探测。然而，平面乳腺摄影固有的局限是在2D平面中表达3D信息。尽管可以实现高的横向分辨率，即可以在x-y平面中获得高的分辨率，但无法获得深度分辨率，即在z方向上的分辨率。

为了也实现深度分辨率并且此外为了放松在检查期间强烈挤压乳房的要求，已经开发出了断层合成乳腺摄影系统，也称为数字乳房断层合成（DBT）系统。在这些系统中，可以在从多个断层摄影角度利用X射线束照射乳房的同时采集多幅X射线图像。常规上，X射线源被沿着圆弧路径移动，同时始终朝向固定探测器，在固定探测器上方支撑乳房。常规上，在多达2×25°的断层摄影角度的最大范围之内采集X射线图像。从多幅所采集的二维X射线图像可以生成乳房的最终的三维图像。这样的三维图像可以实现良好的横向分辨率和充分高的深度分辨率，其中，深度分辨率通常与断层摄影角度的范围成反比地增大（1/α）。

用于乳腺摄影检查的另一种备选方案是乳房计算机断层摄影（CT）。其中，患者躺在俯卧台上，使其乳房通过台中的孔。在乳房基本不受挤压的同时，绕着乳房水平地旋转包括X射线源和相对的X射线探测器的X射线成像系统，并在大的断层摄影角度范围（>180°）之内拍摄超过100幅投影X射线图像。然而，X射线管电压通常比常规乳腺摄影系统（通常为>49kV）高很多。因此，探测器的X射线敏感层通常必须更厚，导致横向分辨率较差。深度分辨率可能比数字乳房断层合成系统中高得多。因此，空间分辨率的各向异性可能相当大。通常注射造影剂进行检查，因此这种模态可能不是很适合筛查检查。

发明内容

可能需要一种经改进的断层合成乳腺摄影系统，其能够实现高的空间图像分辨率和/或大视场，同时优选提供改善的患者舒适度。

根据本发明的一方面，提出了一种断层合成系统，其用于生成对象的三维图像，诸如女性乳房的三维乳腺摄影图像。所述系统包括X射线源、X射线探测器、支撑装置和移动机构。X射线源和X射线探测器适于在从多个断层摄影角度α利用X射线束照射对象的同时采集多幅X射线图像。支撑装置适于在所述断层合成系统工作期间支撑所述对象。移动机构适于将所述X射线探测器绕枢轴旋转到一定位置，使得对于每个断层摄影角度α，X射线探测器的探测表面被取向为基本垂直于入射的X射线束。此外，该移动机构适于将所述X射线探测器移动到一定位置，使得X射线源与探测器之间的距离（SID（源图像距离））随着断层摄影角度α增大而增大。

所提出的断层合成系统的要点可以视为基于以下发现和构思：在常规数字乳房断层合成系统中，在沿着拱形路径移动X射线源以便从多个断层摄影角度对待观测的对象进行照射的同时，常规上X射线探测器在空间上是固定的。尽管这样可以允许仅须移动X射线源的简单移动机构，但在与正常筛查模式的乳腺摄影成像相比时，所得的三维视场可能减小。此外，由于X射线探测器是固定的，仅对于0°位置的X射线源，来自X射线源的X射线束才垂直撞击到X射线探测器上。在任何其他断层摄影角度α≠0°，X射线束将在对应角度α下撞击到X射线探测器的表面上，可能导致如下情况：并非所有X射线都可以撞击到探测表面上并被探测器探测到。这可能将断层摄影角度的可能范围限制到小于25°（α≤25°）。