[发明专利]锥形束计算机断层摄影中用于减少患者照射的动态准直

说明书

本申请大体涉及成像系统，具体涉及螺旋状计算机断层摄影(CT)。但是，应该认识到所描述的技术也可以应用于其他成像系统、其他医学成像场景或其他图像数据采集技术中。

常规锥形束CT系统已经包括了多切片探测器，这使得这种系统相对于它们的前身单切片系统能够在更短的时段内扫描更大的感兴趣区域/体积。一种用于成像更大体积的技术是螺旋状扫描。在螺旋状扫描中，对象相对于锥形束轴向移动，从而使得该锥形束沿螺旋状路径横穿患者。可以利用这种扫描来快速扫描整个或大部分器官并提高时间分辨率。

然而，常规CT系统在整个扫描中提供恒定准直的锥形束。在螺旋状扫描开始和结束时，仅有一部分辐射横穿被重建体积并产生用于重建的数据。剩余的锥形束照射对象的邻近部分但不提供用于重建的数据。

本申请提供新型的和改进的CT扫描系统和方法，其克服了上述问题和其他问题。

根据一个方面，一种用于限制在计算机断层摄影扫描过程中对患者的辐射剂量的系统包括：旋转扫描架上的X射线源，该旋转扫描架配置用于随着X射线源围绕感兴趣体积(VOI)旋转而平行于静止对象支架上的VOI轴向移动；动态准直仪，其定位在X射线源与VOI之间并且相对于X射线源可移动；以及，X射线探测器，其定位成与X射线源和准直仪相对以便接收已经穿过VOI的X射线。X射线源在X射线初始位置处开始VOI的CT采集，并在X射线终止位置处结束VOI的CT采集。动态准直仪在X射线初始位置处开始打开以将穿过准直仪的X射线限制于将要穿过VOI的X射线，其配合轴向运动而打开以允许完整的X射线锥形束穿过来扫描VOI，并且配合轴向运动而关闭以便随着准直仪接近X射线终止位置而减少穿过准直仪的X射线。

根据另一个方面，一种在CT扫描过程中减少到对象的辐射剂量的方法包括在开始点处开始X射线源和动态准直仪的轴向移动，在X射线初始位置处启动通过X射线源的CT采集，以及在X射线初始位置处打开动态准直仪上的快门叶片以允许穿过VOI的X射线锥形束的部分，并阻挡未穿过VOI的X射线锥形束的部分。该方法还包括随着X射线源和动态准直仪朝向VOI的中点轴向移动，至少增加X射线锥形束的轴向宽度直到将VOI暴露于完整X射线锥形束，以及随着X射线源和动态准直仪远离VOI的中点、朝向X射线终止位置轴向移动，至少减小X射线锥形束的轴向宽度，其中动态准直仪阻挡将不穿过VOI的X射线。

根据另一个方面，一种扫描VOI的方法包括沿着大致螺旋状路径将辐射的锥形束从VOI的第一端移动到第二端，截断邻近VOI的第一端的锥形束的拖尾部分，以及截断邻近VOI的第二端的锥形束的前导部分。

根据另一个方面，一种用于在CT扫描过程中控制辐射的系统包括：动态准直仪，其耦合到X射线源并定位在X射线源和VOI之间，且其沿着螺旋状的路径轴向移动并围绕VOI旋转移动；以及第一轴向静止准直仪，其定位在X射线初始位置与VOI的第一端之间用于将从X射线源起穿过动态准直仪的辐射锥形束的部分限制于穿过VOI的X射线。该系统还包括第二轴向静止准直仪，其定位在X射线终止位置与VOI的第二端之间以将从X射线源起穿过动态准直仪的锥形束的部分限制于穿过VOI的X射线。

根据另一个方面，一种便于限制在倾斜轴线CT扫描过程中由对象接收的辐射剂量的系统包括：X射线源，其围绕VOI旋转且同时沿着VOI轴向移动；以及动态准直仪，其耦合到X射线源并定位在X射线源与VOI之间且可以和X射线源一起围绕VOI旋转。动态准直仪打开以发射倾斜轴线的X射线锥形束，同时将发射穿过动态准直仪的X射线限制于仅穿过VOI并可用于VOI的图像重建的X射线。

一个优点是到患者的X射线剂量被最小化。

本领域普通技术人员在阅读并理解以下详细说明后将认识到目标革新的更多优点。

本发明可以表现为各种部件及部件的布置，并表现为各种步骤及步骤的布置。附图仅用于图示说明各种方面的目的而不应被解读为限制本发明。

图1图示说明包括CT扫描器的CT成像系统，该CT扫描器具有围绕检查区域旋转的旋转扫描架部分；

图2图示说明包括与轴向X射线源的运动同步的动态准直仪的系统，例如发生在飞越式(fly-by)扫描中的情况，其中对象支架是静止的而源(或源/探测器组合)轴向移动以覆盖VOI；

图3示出该系统的另一个实施例，其中动态准直仪与X射线源一起移动并维持恒定孔径尺寸以便允许由该源产生的X射线穿过；

图4图示说明具有静止圆柱形探测器的1+回转实施例；

图5图示说明一种实施例，其中采用该系统来执行轴向扫描的倾斜波束准直。