[发明专利]自动视野尺寸计算约束

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及医学成像系统，诸如牙科成像系统。特别地，本发明的实施例涉及用于优化准直性以提供最大视野的系统和方法。

背景技术

x射线图像是通过经由感兴趣对象将X射线的源投射到二维检测器上而获取的。由于对象将具有空间变化密度，所以检测器上结果得到的强度图案将直接与各种x射线已穿过的对象中的材料的密度有关。因此，结果生成的x射线图像是对象的内部结构的表示。x射线成像具有医学成像的特定应用。能够使用x射线成像来创建二维图像或多个二维图像。通过使x射线源和检测器绕着位于对象内的轴旋转来创建多个二维图像。处理结果得到的图像以创建计算机断层成像（“CT”）图像数据组，该数据组提供关于对象的内部解剖结构的三维信息。

发明内容

当检测器适当地被x射线照射时，发生最佳成像特性。控制照明方面的重要部件是位于x射线源与正被成像对象之间的x射线准直仪。准直仪通过阻挡落在期望视野（“FOV”）之外的检测器上的那些x射线来限制x射线束到达被成像对象的范围。如果期望FOV是整个检测器，则目的将是在使穿过对象但并未到达检测器的x射线的数目最小化的同时完全照射检测器。

由于检测器能够具有显著的成本，所以目标通常将是使用且因此照射尽可能多的检测器。然而，辐射在检测器之外的显著区域以确保其完全照射则增加对象对辐射线的暴露。

特别地，常规成像系统使用“协议文件”，该协议文件以固定形式来限定特定FOV所需的所有扫描和重建参数。这些参数包括用于完全照射用来创建图像的检测器面板的特定部分的准直仪电动机设置。协议文件还包括面板的几何结构和重建最终体积的几何结构。相应地，存在手工制作以优化图像质量的有限数目的协议。然而，所述协议对于所有机器而言是相同的，并且并未考虑机器之间的变化，诸如面板尺寸和准直仪运动限度。为了解决此缺陷，所述协议是保守的，因为它们用比请求的FOV所需的更多的x射线来照射病人以确保面板被适当地照射。

存在与x射线准直相关联的附加实际问题。首先，虽然期望FOV和已准直x射线束两者一般地都是矩形的，但如果在准直仪组件中存在任何倾斜，则由能够完全适配在倾斜已准直x射线矩形内的水平矩形来限定有用FOV。此问题只能通过以下各项来修正（1）增加已准直x射线束尺寸并对病人进行过辐射或（2）通过收缩所利用FOV，这浪费昂贵的检测器空间。第二问题是x射线源的有限直径意味着与准直边缘相关联的x射线束边缘并不是锐利的，而是逐渐地从零增加至全强度。准直仪的有限厚度还引起模糊阴影效应。

准直仪倾斜程度和边缘模糊程度两者都基于逐个系统而变化。如上所述，常规成像系统通过假定最坏情况下并对病人进行欠准直（即，增加x射线束尺寸）来应对这些变化。然而，这种方法对病人进行过辐射且并未有效地解决落在更坏情况期望之外的系统变化。

相应地，本发明的实施例提供了用于优化准直的系统和方法。特别地，提出的系统和方法从期望图像FOV开始且基于用于总体成像系统几何结构和准直仪组件两者的准直测量来执行自动FOV尺寸计算约束。该约束被用来对准直仪组件进行微调，或者如果在系统约束内不能获得期望FOV，则指示需要修正后的FOV。为了执行准直仪组件的微调，通过移动准直仪更接近于或更加远离x射线源，或通过移动准直仪边缘中的一个或多个来改变准直仪孔径的尺寸，来调整准直程度。因此，所述系统和方法使得可以在使病人辐射暴露最小化的同时使用最大量的检测器面板来获得基于逐个系统的最佳图像质量。

特别地，本发明的一个实施例提供了一种用于生成图像的系统。该系统包括处理器。所述处理器被配置成接收所请求的对象视野并基于成像系统的约束来确定对象视野是否是可能的，其中，该约束包括检测器面板的维度和准直仪组件的运动限度。如果对象视野是可能的，则将处理器配置成基于对象视野、准直仪组件的校准参数、以及成像系统的几何校准参数而动态地生成一组准直仪电动机命令和重建参数。处理器还被配置成将所述一组准直仪电动机命令提供给准直仪组件以对准直仪组件的遮挡件进行定位以照射对象视野。