[发明专利]放射治疗中用于记录锥束断层照片的系统和方法

说明书

技术领域

本专利文献公开并一般地涉及用于同步化和/或控制辐射源与检测器的相对运动的一种系统、方法和功能，用以在锥束断层成像应用中记录和捕获图像。

背景技术

常规的锥束计算机断层成像系统结合能够定位在待成像对象周围的特定位置上的辐射源和辐射探测器联合体。在工作中，分析由各个特定位置上的辐射源和辐射探测器联合体收集的信息和数据以生成待成像对象的三维(3D)表示。特别地，辐射源和辐射探测器联合体处理多个投影图像以产生和构造三维(3D)表示。获取各投影图像的特定位置由电动机控制器或驱动控制器生成的运动控制信号或控制信号提供。由常规系统生成的运动控制信号或控制信号限定沿着辐射源和辐射探测器联合体所遵循的环形路径等距间隔的角位置。然后，响应于移动控制信号地在不同角位置处获取的多个投影图像通过常规三维重建技术例如滤波反投影得到重建。

在工作中，在不同角位置获取的多个投影图像由于辐射源和辐射探测器联合体的无规则和非受控运动而可能不是按时间顺序等距的。例如，辐射探测器可以具有基于辐射源的按时间顺序的触发而变化并且会导致劣化的图像质量的非理想属性。辐射源按时间顺序的触发的这些变化能够导致所产生的待成像对象三维重建的几何畸变。在试图处理和补偿这些几何畸变时，常规系统中使用的辐射探测器针对不同时间方案进行校准以处理大范围的可能的成像情况。然而，这些补偿需要在校准耗费和待成像对象的整体图像质量之间的折衷。

附图说明

图1是根据本发明教导和公开所配置的示例性锥束计算机断层成像系统的总体概图；

图2示出了可以结合图1所示系统使用的示例性图像采集设备；

图3示出了可以用于图1所示系统的通用计算机系统，或其他锥束计算机断层成像系统；

图4是可由图1所示的示例性锥束计算机断层成像系统所实施的操作和功能的流程图；以及

图5示出了常规锥束计算机断层成像系统和根据本发明教导和公开配置的锥束计算机断层成像系统两者的相对于时间的角运动。

具体实施方式

所公开的锥束计算机断层成像系统通过根据一个或多个空间位置控制辐射源和辐射探测器联合体来处理和克服常规系统中的畸变和不准确的地方。换言之，所公开的锥束计算机断层成像系统基于相对于待成像对象的已知或已探测的位置来使能、抑制或终止辐射源和辐射探测器联合体的工作。辐射源和辐射探测器联合体的工作由触发器或触发表基于恒定频率的来控制。例如，通过利用基于恒定频率时间脉冲的触发器或触发表可以在固定时间表里操作辐射探测器，这产生简化的校准过程以及改善的图像质量。

在操作中，控制和/或引导辐射源和辐射探测器联合体工作的触发器或触发表可以在系统的机械运动前启动。这样，该系统在成像过程开始前达到稳固和稳定的工作状态，其引起基本等距的空间投影的产生和捕获。

1、系统纵览

图1提供了针对示例性锥束计算机断层成像系统和过程的系统100的总体概图，其可以实施以对感兴趣对象精确成像。所述示例性锥束计算机断层成像系统100可以是ARITISTE^TM系统，其由西门子工业公司医疗部(下文中称为“西门子”)制造。所显示的表示旨在示出系统100的一个可能构造。其他构造可以包括更少的组件并且在其他构造中可以利用其他组件。可以在不偏离本文所阐明的权利要求的精神和范围的情况下做出这些组件的布置和类型的变化。配置和组件中的这些变化能够增进或改变系统100的性能。

示例性系统100包括图像采集设备200、数据存储器120、网络130以及计算机设备300。图像采集设备200可以包括对于生成和捕获对准待成像对象的辐射信号所必需的元件和组件。从相对于待成像对象的多个位置获取的捕获辐射信号转而可以经由网络130传输至数据存储器120。所存储的辐射信号表示与待成像对象关联地捕获的图像数据和信息。在该实施方式中，计算机设备300能够处理所存储的辐射信号并分析图像数据以生成该对象的三维表示。计算机设备300还可以显示并提供供操作者使用的操作界面。

A、图像采集装置

如图2所示，图像采集设备200包括辐射源202和辐射探测器204，该辐射探测器包括多个传感器204a至208e，它们围绕和接近待成像对象布置。例如，辐射源202可以靠近对象的第一侧放置并朝着靠近对象的第二并且相反的一侧放置的辐射探测器204定向。这样，在辐射源202生成并发射辐射信号(通常由箭头R表示)时，定位辐射探测器204可以在信号一旦穿过对象时接收该信号。