[发明专利]具有恒定能量间隔的能量成像

说明书

本发明人已经认识到(在“双重能量”或“快速kV”能量扫描过程中)高kV电平与低kV电平之间的下降时间与HV(高压)电容的放电相关联。在本发明的实施例中，可以在从第一能量级到第二能量级的下降跃迁过程中激活高压发生器，从而基本上保持预定下降跃迁时间。相应地，可以实现基本相等的高kV电平与低kV电平之间的能量分布。

相关申请的交叉引用

这一根据专利合作条约(PCT)提交的国际专利申请要求2015年3月16日提交的美国申请No.14/658,913和2014年12月30日提交的美国申请No.62/098,001的优先权，通过引用将它们全文并入本文。

技术领域

本发明主要上涉及成像系统，更具体而言涉及用于成像系统的高压发生器。

背景技术

计算机断层扫描(CT)是一种X射线医疗成像过程，其使得可以使用围绕患者或对象采集的多幅二维(2D)图像来获得该患者或对象的三维(3D)图像。在CT中，已知使用双重能量成像通过利用在不同电压/能量级(“低kV”和“高kV”)上对患者或对象所做的两次扫描来获得物质特征和/或减少伪像。

在围绕患者或对象的单次旋转当中，高压发生器在“低kV”和“高kV”之间切换，从而分别从X射线管发射低能X射线和高能X射线。高压发生器通常可以(例如)在大约70到100千伏(kV)的低kV和大约120到150kV的高kV之间切换。所发射的低能x射线和高能x射线在由患者或对象衰减后照射到辐射探测器的阵列上。之后，可以对x射线的强度进行处理，以生成图像。

为了在单次旋转当中完成双重能量扫描，高压发生器必须快速地在低kV和高kV之间切换。这样的快速切换通常可以在10μs和30μs之间执行，但还是希望取得更快的时间。但是，高压发生器通常包含高压(HV)电容，其可能包括滤波电容器和/或寄生电容(例如，来自于高压线缆)。结果，高kV与低kV之间的下降时间与HV电容的放电有关。在典型的CT系统当中，管电流通常可能是由HV电容放电产生的电流的最大部分。

在CT当中，还经常希望对高压发生器提供的管电流进行调制，从而针对身体的不同部分或者不同尺寸的对象调整x射线曝光度。这有助于避免在数据采集过程中对患者或对象过度曝光或者曝光不足。

但是，在双重能量扫描过程中，例如，在高kV时间内对管电流进行调制将使得在周期之间的高kV和低kV之间的下降时间不同(不一致)。这反过来又导致建立在高kV时间内传送的能量与低kV时间内传送的能量之间的不合需要的不均衡的能量间隔(energyseparation)。换言之，在双重能量扫描过程中调制管电流可能导致不理想的波形，其可能影响有效重构扫描图像的能力。

此外，HV电容可以在时间上发生变化，例如，作为温度的函数而变化。其还可能建立起不同的、不一致的下降时间，尤其是与可能已经在不同的温度上进行的任何校准相比。

因此，希望提供一种改进的高压发生器，其将在采用管电流调制的双重能量扫描过程中提供大体恒定的高kV时间与低kV时间之间的能量间隔。此外，还希望提供一种改进的高压发生器，其可以在以不同的环境条件执行的双重能量扫描过程中提供基本等同的高kV时间与低kV时间之间的能量间隔。

发明内容

本发明人已经认识到能量级之间的下降时间，例如，在高kV电平与低kV电平之间(在“双重能量”或“快速kV”能量扫描过程中)或者在多能量扫描过程中，与HV(高压)电容的放电相关联。在本发明的实施例中，可以在从第一能级到第二能级的下降跃迁过程中激活高压发生器，从而基本上保持预定下降跃迁时间。相应地，可以实现基本相等的高kV电平与低kV电平之间的能量分布，从而使CT重构算法能够更加有效地重构扫描图像。