[发明专利]一种X射线计算机断层扫描系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学成像领域，尤其是一种X射线计算机断层扫描系统和方法。

背景技术

在进行X射线计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)过程中，通常将待检对象需要进行高质量图像重建的器官或者组织称为关注区域(region of interest，ROI)，该ROI为三维立体区域。基于现有技术，无论希望扫描并重建的ROI位于待检对象的哪个部位或其大小如何，都要根据固定的准直器(phi-collimator)开放程度、固定的放射量和某种扫描方法决定的固定重建角度，对病人进行逐一断层(slide)的放射扫描。

在传统的完全扫描法中，对每个断层都要进行重建角度(irradiation duration)γ为360°的完全扫描。在部分扫描法中，采用某固定重建角度γ(例如240°)来对该断面中的测量域(Field of Measurement，，FOM)进行扫描，FOM决定了直接对待检对象施加的放射剂量和X射线照射区域的大小。而在改进的部分扫描法中(参见专利文献1)，在该断面中要进行重建角度的放射扫描，其中是由待检对象的尺寸大小所确定的一个角度值。

由此可见，根据现有的CT扫描技术，即使三维ROI仅为待检对象很小的一个器官或者组织，总的放射剂量也不能减少。

专利文献1：上海西门子医疗器械有限公司于2010年12月19日申请的，申请号为201010286350.0，发明名称为“一种X射线计算机断层扫描系统和方法”的发明专利申请。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种进行X射线计算机断层扫描的系统和方法，用以在保证三维ROI的重建图像质量的前提下显著地减小每个断面的重建角度，从而有效地减少X射线的总放射剂量。

根据本发明的一个方面，提供一种X射线计算机断层扫描系统。该X射线计算机断层扫描系统包括：断面扫描参数确定单元，用于确定对各二维断面中的关注区域进行扫描所需的各最优放射起始角α₀opt和各最小重建角度γmin；控制曲线确定单元，用于根据所得到的各最优放射起始角α₀opt和各最小重建角度γmin，沿床架进出机架的方向确定用于控制三维关注区域扫描的控制曲线；以及扫描器，用于根据所述控制曲线对三维关注区域进行扫描。

优选地，所述断面扫描参数确定单元包括：关系曲线计算单元，用于根据在二维断面中的所述关注区域，计算放射起始角α₀与放射附加角δ之间的关系曲线；最优放射起始角确定单元，用于根据所得到的所述关系曲线，确定该二维断面中的最优放射起始角α₀opt；最小放射附加角确定单元，用于根据所得到的所述关系曲线，确定该二维断面中的最小放射附加角δmin；以及最小重建角度计算单元，用于根据所确定的最小放射附加角δmin来计算该二维断面中的最小重建角度γmin。

优选地，所述关系曲线计算单元以如下方式逐一得到所述关系曲线上给定放射起始角α₀所对应的放射附加角δ，从而得出所述关系曲线：从该二维断面中球管运行圆周轨迹上角度为给定放射起始角α₀的起始点向二维扫描平面上的所述关注区域引两条外切线，并与所述球管运行圆周轨迹相交于两个交点；将从所述起始点开始在所述球管运行圆周轨迹上顺时针转动时后经过的交点作为结束点；计算所述起始点到所述结束点所转过的圆心角与180°的差值，即为所述给定放射起始角α₀所对应的放射附加角δ的值。

优选地，根据该二维断面中的所述关注区域和给定的放射起始角α₀，所述关系曲线计算单元根据如下公式计算放射附加角δ，从而得出所述关系曲线：