[发明专利]具有距离传感器的计算机断层造影仪和距离测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有机架的计算机断层造影仪，该机架包括静止的部件和围绕测量场可旋转的部件，在该可旋转的部件上设置了距离传感器。本发明还涉及一种用于在计算机断层造影仪中的距离测量的方法。

背景技术

在X射线计算机断层造影中，从多个互相不同的投影方向对测量对象所拍摄的X射线投影中重建测量对象的层图像或体数据组。为此具有优势的可以是，从独立于X射线计算机断层造影仪的X射线系统的源提供附加的信息，例如关于测量对象的几何形状，特别是当测量对象是生物时。借助于这样的附加的几何形状信息，例如在拍摄X射线投影时可以根据穿透的生物身体区域来进行X射线的剂量调整，即，将根据生物的预计的X射线透射来控制对于成像所要应用于生物的X射线剂量，使得达到剂量最小化的目的。

在US7545912B2中描述了一种X射线计算机断层造影仪，其除了在X射线计算机断层造影仪的机架的旋转部件上设置的、包括X射线源和X射线探测器的X射线系统之外，还具有用于无接触地测量待利用X射线计算机断层造影仪检查的测量对象的厚度的测量装置。厚度的测量利用探测在测量对象上反射的激光或反射的超声波的距离传感器来进行。基于距离测量值，这样进行待应用于测量对象的X射线剂量的调整，使得该剂量对于尽可能优化的成像是最小的。

从DE102006001850A1中公开一种X射线计算机断层造影仪，其中除了一个包括了X射线源和X射线探测器的X射线系统之外，在机架的可旋转部件上还设置了一个以CMOS传感器形式的光学图像拍摄传感器，以便能够三维地采集待利用X射线计算机断层造影仪检查的测量对象的表面。利用图像拍摄传感器采集的测量对象的表面数据特别用作用来控制X射线系统的控制信息，以实现减少对于利用X射线进行成像而要应用于测量对象的X射线剂量的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，对于计算机断层造影仪，提供一种用于获得测量对象的几何形状数据的替换。

按照本发明，通过一种具有距离传感器的计算机断层造影仪以及一种用于在计算机断层造影仪中的距离测量的方法来解决上述技术问题。计算机断层造影仪具有机架，该机架具有静止的部件和围绕测量场可旋转的部件，在该可旋转的部件上设置了至少一个距离传感器，用于测量从距离传感器到至少逐段地位于测量场中的测量对象的表面的距离，其中，该至少一个距离传感器是雷达传感器。雷达传感器在至少逐段地位于测量场中的测量对象的方向上发送雷达波或者说初级波并且接收在测量对象上反射的雷达波。基于反射的雷达波(该雷达波例如由控制和分析单元处理)，确定所述至少一个距离传感器到测量对象的表面的距离。利用雷达传感器可以在机架的可旋转部件的静止状态时或者在机架的可旋转部件和测量导线相对彼此线性运动期间或者在机架的可旋转部件围绕测量场转动期间，确定距离测量值和由此的测量对象的几何形状数据，其例如可以被用于利用X射线的成像，特别是用于控制对测量对象的X射线投影的记录。

按照本发明的一种变形，计算机断层造影仪的雷达传感器具有至少一个雷达天线。如果雷达传感器仅具有一个雷达天线，则该雷达天线用作发送和接收天线。如果雷达传感器包括两个或多个雷达天线，则优选一个天线用作发送天线并且另一个天线用作对于在测量对象上反射的雷达波的接收天线。

按照本发明的一种变形，雷达传感器可以按照不同的原理工作。按照第一可选方案，用于确定距离的雷达传感器可以按照FM-CW雷达(Frequency-Modulated-Continuous-Wave-Radar，频率调制的连续波雷达)原理工作，即，这样控制雷达传感器，使得其发送具有不断变化的频率的雷达波。频率例如可以按照所谓的锯齿模式线性上升并且在特定的频率下又降到起始频率，或者频率交替线性地上升并且下降，由此产生锯齿形的频率变化。

如果雷达传感器按照脉冲雷达原理工作，则雷达传感器发送在微秒范围中的雷达脉冲并且等待反射的雷达波。雷达脉冲的传播时间，或者说在雷达脉冲的发送和反射的雷达波的接收之间的时间，被用来确定雷达传感器离测量对象的表面的距离。

另一种适合于雷达传感器的运行方法是UWB雷达(Ultra-Wide-Band-Radar，超宽带雷达)的运行方法。利用UWB雷达可以在利用具有按照比例来说大的带宽的电磁场的特性的条件下，无衰减地、无接触地并且以对于医学应用来说也足够的分辨率，获得关于周围的状态的信息。UWB雷达传感器特别用于高分辨率的位置确定或距离确定以及用于在近范围中的对象识别。