[发明专利]用为受检者定制的能量射束作X射线照相成像的方法和设备

说明书

本申请是申请日为2004年10月27日、申请号为200410090100.4、发明名称为“用为受检者定制的能量射束作X射线照相成像的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及诊断成像，更具体地说，涉及以适合待成像的受检者的形状和/或位置的方式、在X射线照相成像过程中动态过滤发往对象的辐射的方法和设备。

背景技术

通常，在X射线照相成像系统中，X射线源向受检者或对象、如患者或一件行李发出X射线。下文中，术语“受检者”和“对象”可以互换地用以描述能够被成像的任何物体。射束被受检者衰减之后，照在辐射检测器阵列上。检测器阵列上接收的衰减后的射束辐射的强度通常取决于X射线的衰减。检测器阵列的各检测器元件产生表示各检测器元件接收的衰减射束的独立电信号。把电信号发送到数据处理系统进行分析，最终产生图像。

在计算机层析X射线照相术(CT)成像系统中，X射线源和检测器阵列在成像平面内绕台架以及绕受检者旋转。X射线源通常包括X射线管，它在焦点发出射束形式的X射线。X射线检测器通常包括用于校准检测器上接收的X射线束的准直仪、用于把X射线转换成接近准直仪的光能的闪烁器、以及用于从邻近的闪烁器接收光能并从中产生电信号的光电二极管。通常，闪烁器阵列的各闪烁器把X射线转换成光能。各光电二极管检测光能并产生相应的电信号。然后把光电二极管的输出发送到数据处理系统进行图像重构。

目前，越来越需要减少患者在成像期间接收的辐射剂量。一般众所周知的是，可通过使用“蝴蝶结”滤波器对X射线束的强度分布进行整形来获得剂量的显著减少。利用蝴蝶结滤波器，表面剂量减少可多达50％。一般还知道，患者的不同组织部位可有利地指定不同形状的蝴蝶结滤波器以用来减少辐射剂量。例如，患者的头部或小的部位的扫描可要求形状不同于在大的身体扫描期间使用的滤波器的蝴蝶结滤波器。因此，需要成像系统具有大量可用的蝴蝶结滤波器形状以最佳地适合各患者。但是，用足够数量的蝴蝶结滤波器来改造成像系统以适应在大量患者扫描期间遇到的特质可能很困难，因为无法设想出每个独特的患者。此外，制造具有大量蝴蝶结滤波器的成像系统增加了成像系统的总制造成本。

此外，为了得到最佳剂量效率，即以最低可能的剂量获得最佳的图像质量，蝴蝶结滤波器所产生的衰减分布应当是患者所特有的。也就是说，当选择前置患者滤波器时，希望且优选地将患者的体积、形状和相对位置考虑在内。通过把患者的体积、形状和位置考虑在内，辐射曝光可适合特定的患者。此外，一般众所周知的是，光子计数(PT)和能量区分(ED)CT系统在今天是不可能的，主要是因为光子流量的大的动态范围超过了当前PT和ED检测器的计数率能力。使前置患者滤波器适合要扫描的受检者还考虑到使滤波器能够让在允许PT和ED CT系统持续显影的适当范围中光子流量最小。如上所述，在潜在受检者池中的患者的差异相当大，使带有前置患者滤波器的CT系统适合于每个可能的患者轮廓不止是成本过高、简直不实际。

因此，希望设计一种以适合受检者的特定物理特性的方式动态过滤用于数据捕获的发往患者的辐射的设备和方法。还希望有一种在数据捕获过程中根据对受检者的探测扫描来定制发往受检者的辐射的系统。

发明内容

本发明针对一种用于定义克服上述缺点的前置患者射束整形滤波器的定制衰减分布的方法和设备。提供滤波器组件，其中具有一对滤波器，在数据捕获过程中，各滤波器可通过电动机组件来动态控制。这些滤波器可定位在X射线束中，以便对X射线束的分布进行整形。在一个示范实施例中，滤波器可在CT数据捕获过程中根据受检者的形状来动态定位。还公开了一种在CT数据捕获之前确定受检者形状的方法。

因此，根据本发明的一个方面，提供一种射束整形滤波器组件。该滤波器组件包括具有非均匀厚度的第一可移动滤波器以及独立于第一可移动滤波器并且具有非均匀厚度的第二可移动滤波器。各滤波器配置成放在高频电磁能量射束中，以便衰减用于X射线照相数据捕获的射束。