[发明专利]利用偏移探测器几何结构生成计算断层摄影图像的方法和设备

说明书

本申请总体上涉及医疗成像技术。更具体而言，本申请提供了用于生成计算断层摄影(CT)定位扫描(scout scan)图像的方法和设备，以及CT图像的重建和组合式x射线和单光子发射计算断层摄影(SPECT)成像。本申请的主题至少适用于CT成像和其他基于x射线的成像以及组合式x射线和SPECT成像，并将具体参考它们加以描述。不过，它还可以更一般地应用于其他成像方法和其他技术，例如正电子发射断层摄影(PET)。

常规CT成像装置包括设置于检查区域相对侧上的x射线源和x射线敏感探测器。在检查区域中由适当的支座支撑人类患者或其他待检查的对象。在x射线源和探测器绕着旋转中心旋转时x射线源发射x射线辐射，其贯穿检查区域并由探测器探测。能够具有偏移探测器几何结构的CT成像装置包括x射线源和x射线敏感探测器，在特定配置中，其可以在过轴平面中相对于旋转中心横向移置。这样的偏移探测器几何结构CT成像装置可能是合乎需要的，因为它们能够增大视场或能够使用尺寸更小且因此较便宜的探测器。

具有偏移量几何结构能力的CT成像装置可以适于允许用户从一定范围的可用偏移距离中选择源和/或探测器从旋转中心偏移的距离。通过这种方式，可以改变或调节x射线源和/或探测器的偏移量以适应特定的患者或医疗成像流程。此外，偏移几何结构CT成像装置可以在医疗成像流程期间或之间实现偏移量的调节。例如，可以在成像流程期间连续改变源或探测器的偏移量。而且，根据这样的装置，可以在初始偏移位置执行特定的医疗成像流程(或医疗成像流程的一部分)。然后可以在不同的偏移位置执行后续的医疗成像流程(或医疗成像流程的部分)。

希望提供一种利用具有偏移探测器几何结构的CT成像装置生成完整的定位扫描的方法和设备。此外，希望提供一种为具有偏移探测器几何结构的CT成像装置增大可重建视场的方法和设备。还希望提供一种利用具有偏移探测器几何结构的CT成像装置进行感兴趣区域和整个身体成像的方法和设备。还希望提供一种用于组合式x射线和SPECT成像的成像系统。

本发明的各方面解决了这些问题和其他问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种利用具有偏移探测器几何结构的CT成像装置生成被成像对象的完整定位扫描图像的方法和设备。

根据本发明的另一方面，提供了一种通过从至少一对具有不同探测器偏移量的数据采集生成组合的数据集来增大具有偏移探测器几何结构的CT成像装置的可重建视场的方法和设备。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用具有偏移探测器几何结构的CT成像装置，通过在扫描采集期间(例如，180度采集)连续改变探测器偏移量来重建感兴趣区域的图像的方法和设备。根据本发明的另一方面，提供了一种利用具有偏移探测器几何结构的CT成像装置通过从至少一对具有不同探测器偏移量的短扫描数据采集生成组合的数据集来重建被成像对象的全身图像的方法和设备。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于组合式x射线和SPECT成像的设备，其包括公共旋转机架上的x射线源、x射线探测器和两个SPECT伽马照相机。根据本发明的另一方面，提供了一种用于组合式x射线和SPECT成像的设备，其包括第一万向框架上的x射线源、x射线探测器和两个SPECT伽马照相机，第一万向框架可旋转地附接到第二万向框架。

本领域技术人员在阅读并理解说明书之后将领会到本发明的更多方面。对于在阅读下文有关优选实施例的详细描述之后的本领域技术人员而言，本发明的众多其他优点和益处将变得显而易见。

本发明可以实现为各种部件和部件布置，以及各种过程操作和过程操作的安排。附图仅仅用于图示说明优选实施例，不应被解释为限制本发明。

图1是根据本发明实施例的偏移探测器CT采集几何结构的过轴视图，其中源和探测器被示于两个相对位置；

图2是根据本发明实施例的成像系统；

图3描绘出根据本发明实施例的用于采集定位扫描图像的示范性方法；

图4A是利用处于第一偏移位置的探测器第一次越过被成像对象的示意图；

图4B是利用处于第二偏移位置的探测器第二次越过被成像对象的示意图；

图4C是通过组合来自第一和第二次越过的定位扫描图像生成的完整定位扫描图像的示意图；

图5是利用圆形采集轨迹的锥束CT成像的重建子体积的视图；

图6描绘出增大具有偏移几何结构的CT成像装置的重建体积的示范性方法；

图7是利用处于第一偏移位置的探测器进行第一次360度采集的示意图；