[发明专利]X光机立体成像装置及成像方法

说明书

技术领域

    本发明涉及立体成像技术领域，尤其涉及一种X光机立体成像装置及成像方法。

背景技术

X光成像技术已经在医学、工业以及其他科学技术领域得到了非常广泛的应用。尤其是在现代医学中，X光成像已经成为一种不可缺少的诊断工具。X光成像被广泛用于观察患者骨骼结构及探查病因、疾病和其他异常情况。传统的X光成像系统使用单个X光源将物体（通常是患者身体的某一部分）投射到偶联的X光探测系统上（如传统的胶片，或者近年来的数字化成像仪）。最终的结果是形成二维的投射图像，反映X光束透过患者身体后剩余的射线强度，重叠地显示患者体内和体外结构。这种二维图形通常通过在胶片或者在电脑屏幕上进行观察来达到诊断和治疗的目的。

   传统X光成像系统产生的图像仅能提供垂直于X光束投射方向的二维平面上的结构信息，X光束投射方向上（通常指深度方向上）的信息则会丢失，或有时因重叠的结构会使信息变得模糊，因此可能掩盖对于正确和早期诊断疾病（包括肿瘤）非常重要的一些病理情况。最终导致的结果是传统单光束二维X光成像系统因为缺乏被检对象的三维信息（尤其是深度方向的信息）而在肿瘤筛查中应用受限。因此为了获得更精确的诊断，有必要从不同角度采集两幅或者更多的图像来显示潜在的病因。例如，在常规胸部X片检查当中，通常同时采集前位（AP）和侧位（LAT）图像，而非单一的前位的图像。这些多重图像传统上是由医生逐张观察并根据经验在大脑中重新构建三维的信息。

另外一种以X光为基础的医学成像技术是CT，它通过断层成像的技术得以观察患者体内的三维结构。CT技术利用了大量的X光照射（利用数百道光束360度环绕对象进行照射成像），通过计算机技术重建成像对象的三维构象。因此，CT本质上是一种三维成像工具，具有相比其他大多数检查更高的敏感性和对比度。

   然而，任何基于X光的成像技术（包括CT和X光成像）都有一个副作用，即会产生有害的电离辐射，可能诱发肿瘤或其他不良反应。相比X光成像，CT成像过程中需要更多的电离辐射。事实上，最近在全球范围内有关CT检查中过度辐照的很多报道已经发现，反复的CT检查会导致永久性的损害，例如皮肤瘢痕和脱发，并且有潜在的长期后发性危害，包括未来癌症的高发风险。这都是因为CT的辐射剂量大约是一个普通X线检查的数百倍，也正因为这个原因世界各国对CT的临床使用都有严格的管制。因此，它不能被用作年度的常规体检项目或者针对某种疾病的健康筛查。例如即使CT已经在发现早期肺癌方面已有研究证实有较高的敏感性，CT目前也不允许用于对健康人群的肺癌早期筛查。此外，CT价格昂贵，导致其在经济上不易承受，也不适合用于大规模的常规筛查项目。还有CT检查相比X光成像耗时较长，也限制了它的大样本的检查工作。

   与CT相反，X光成像的放射剂量非常低（一次胸片检查给患者带来的放射剂量低于或相当于一年的背景受照射剂量，该剂量极低，基本上可以认为无害）。同时X光成像在全球范围内都被广泛应用于医院和临床工作中。作为一项独立的医学影像学技术，从任何机体解剖学异常疾病的基础诊断（例如骨折），到评估愈合情况和治疗效果, X-光成像具都有广泛的临床应用。从全球范围总体上讲，医院X光检查的次数超过了所有成像操作次数的一半以上，因此它是医学影像中非常重要和不可缺少的一个部分。此外，基于它极低的放射剂量和价格成本，X光成像常被用于健康人群的年度体检。所以通常情况下，一个胸片检查是除了常规体格检查和化验室检查项目以外的一项年度体检项目。同时X光检查还经常被用于包括早期发现肺部疾病，例如结核、肺癌和部分心脏疾患。

  尽管如此，X光成像在探测和发现早期肿瘤或其他早期疾病方面的敏感性是有限的。以肺癌病人为例，大多数常规X线胸片发现的肺癌均已处于晚期，导致后续的干预和治疗效果对病患者的帮助大大降低。因此，需要有更高敏感性，同时又具有和二维X光成像检查相似的低放射剂量的新的影像学检查技术。

发明内容

为克服上述问题，本发明提出一种X光机立体成像装置及成像方法，极大地提高了探测的敏感性，同时又具有和二维X光成像检查相似的低放射剂量。