[发明专利]数字化无胶片X－射线投影成象系统和方法

说明书

相互参照的相关应用

本应用基于1997年10月30日申请的序号为60/063,576的美国临时应用。

与联邦政府一级资助的研究相关的陈述

不适用

对微缩胶片附录的参照

不适用

本发明所属的领域

本发明一般性地涉及计算的X-射线学和无胶片的X-射线成象系统与方法，更具体地说，本发明涉及数字化的无胶片X-射线投影成象系统与方法。就图象的分辨率和动态范围特性而言，这些系统和方法所产生的图象与现存的基于胶片的成象系统所产生图象基本相当或稍强一些。

本发明的背景技术

在传统的X-射线成象系统中，把需要成象的对象(通常为一位病人)放置在一个X-射线源和一张胶片之间，然后对病人与X-射线放射源之间的相互作用加以捕获，并将所捕获的信息存储在胶片中。接下来，为了对病情加以诊断，将通过一个可从背面照亮胶片的装置对胶片进行观察。尽管胶片上的诊断图象拥有良好的分辨率和对比度特性，但使用这样的媒体来存储图象存在着很多明显的缺点。首先，在对病人进行身体检查时，要求使用一个预先确定的X-射线能量级(这一能量级的确定将取决于需要进行X-射线拍射的人体的具体部位)，即一个可为X-射线源提供足够能量的最高电压和最大毫安级。在一个脉冲X-射线源的情况下，为驱动脉冲X-射线源的每一脉冲的时间宽度。如果X-射线的曝光参数是错误的，则最终记录在胶片上的X-射线图象很容易曝光不足或曝光时间过长，因为X-射线的辐射通量和胶片的动态范围的不匹配，导致了较差的诊断质量图象。

在美国，记录在胶片上的X-射线图象的质量有时很差，以致于需要对图象重新拍摄才能做出正确的判断，重拍率高达20％左右。然而放射学家们预计，这一数字还将会继续增加，因为目前的X-射线成象正更大程度地依赖于那些通常缺乏训练、技能低于平均放射人员水平的X-射线技术人员。

与存储在胶片上的传统的模拟图象相比，数字化的X-射线图象能够加以申请和存储成″图形、档案以及通信系统(PACS)″中。对PACS的使用有助于通过网络和调制解调器对图象加以传输，从而可支持远程诊断。因此，与包含在X-射线胶片中的信息相比，数字化的X-射线图象数据很容易存储在内存中，并很容易加以申请和更迅速地进行传输，而且不会损坏数据。于是各种可使数据更容易加以处理的数字处理算法和技术相继推出，例如空间过滤和其它图象改进技术，并能够把数据从一个地点传送到另一个地点，例如通过网络和调制解调器。

在最近的几年中，已开发出许多能够克服X-射线胶片的这些不足之处的技术。一系列现存的方法和相关的技术也不断得以发展，其中某些可提供数字化的系统、消除了胶片、或改进了对胶片的使用。以下是对当前所使用的一些主要技术的优、缺点的一个总结。

X-射线照相补偿：X-射线照相补偿是一个过程，在这一过程中，把照射于病人的入射的X-射线在高衰减的区域局部地增加，在低衰减的区域局部地减少，以便使照射于所记录媒体的X-射线能够更均匀地加以分布。X-射线照相补偿技术包括：扫描补偿X-射线照相、扫描狭缝补偿X-射线照相、数字化光束衰减、光补偿X-射线照相以及旋转-扫描补偿X-射线照相。后者包括使用一个X-射线扇形光束扫描一个对象的一系列步骤，即通过让扇形光束以一系列扫描角度中的每一角度遍历对象，这些扫描角是由扇形光束平面所定义的。后者的一些例子描述于：

Saboletal所著的″乳房X-射线照相术的一个扫描-旋转补偿几何形状的实际应用″，刊登在1996年12月的MedicalPhysics，23(12)上。

Saboletal所著的″针对补偿乳房X-射线照相术的一个扫描-旋转几何形状的高、低对比度性能分析描述″，刊登于1996年6月的MedicalPhysics，23(6)上。

Saboletal所著的″旋转扫描补偿X-射线照相术：补偿乳房X-射线照相术的一个有效的几何形状″，刊登在1994年10月的MedicalPhysics，21(10)上。

Booneetal所著的″DSA中的滤波轮补偿：仿真结果″，刊登在1993年的3/4月的MedicalPhysics的20(2)上。

旋转扫描补偿X-射线照相术是对第一代计算的X-射线断层照相术的模拟，如Saboletal所著的″针对补偿乳房X-射线照相术的一个扫描-旋转几何形状的高、低对比度性能分析描述″中所描述的，刊登于1996年6月的MedicalPhysics，23(6)上。