[发明专利]用于改善计算机断层扫描中的空间分辨率的系统和方法

说明书

本发明方法涉及在计算机断层扫描背景下避免方位角模糊，诸如在具有快速kV切换的双能量成像中。根据某些方面，在每个对应视图内，焦斑位置在患者坐标系中保持静止，并且对所述视图内的检测器信号进行相加。在一个实施例中，这产生了从患者坐标系内的同一位置处收集的信号内的低能量视图和高能量视图。

背景技术

本文中公开的主题涉及双能量X射线成像。

非侵入式成像技术允许在不对患者执行侵入式手术的情况下获得患者的内部结构或特征的图像。具体地，此类非侵入式成像技术依赖于诸如通过目标体的X射线的差分透射或声波的反射等各种物理原理来采集数据和构建图像或以其他方式表示所观察的患者内部特征。

例如，在计算机断层扫描(CT)和其他基于X射线的成像技术中，X射线辐射穿过感兴趣的对象，诸如人类患者，并且辐射中的一部分撞击其中收集强度数据的检测器。在基于闪烁体的检测器系统中，闪烁体材料在暴露于X射线时生成光学或其他低能光子，并且然后光电检测器产生表示在检测器的此部分上观察到的辐射的量或强度的信号。然后可以处理信号以生成可以显示以供审查的图像。在CT系统中，当机架围绕患者旋转时，在各种角位置处收集此X射线透射信息以允许生成体重构。

在临床实践中，可能期望以多于一种X射线能量或光谱采集此种X射线透射数据，因为可以利用在不同能量下的X射线透射的差异来生成与不同组织类型相对应或传送与成像区内的空间材料组成相关的信息的图像。在计算机断层扫描背景下，此类方法可以表征为光谱CT、双能量CT或多能量CT。

如本文所论述的，光谱可以通过用于生成X射线的X射线管的最大工作电压(kVp)来表征，所述最大工作电压也被称为X射线管的工作电压水平。尽管此类X射线发射在本文中通常可以被描述或论述为处于特定能级(例如，参考工作电压为例如70kVp、150kVp等的管中的电子束能级)，但是对应X射线发射实际上包括连续能谱，并且因此可以构成以目标能量为中心、终止于目标能量或具有处于目标能量的峰值强度的多色发射。

此类多能量成像方法需要能够分离可归于不同能谱或单个光谱的不同区的信号，即良好的能量分离。用于实现能量分离的当前方法全部具有与以下各项相关的缺点或折衷：不同能级的不良分离或不良同步性，即采集不同光谱的相应信号时之间的时间偏移；和/或不良的径向对应性或空间分辨率，即可以使用单独的发射部件和/或检测部件在彼此径向偏移的位置处采集不同的能量信号。

例如，在“快速kV切换”双能量CT背景下，在机架旋转期间，在每个视角处，X射线源(例如，X射线管)在两个或更多个工作电压(其中的每个工作电压与不同的对应X射线能谱相关联)之间快速切换。尽管在两个视图内连续收集不同能级下的投影数据(就不同能量之间的时间偏移而言，这可能优于旋转-旋转或双源方案)，但是快速kV切换方法仍然需要插值以进行视图配准。这导致可能限制空间分辨率改善的方位角模糊。

发明内容

在本发明方法的一个方面，提供了一种用于采集计算机断层扫描数据的方法。根据本实施例，X射线源和检测器在检查期间围绕成像体连续旋转。X射线源和检测器的旋转通过多个离散视图位置。在每个视图位置处：调整电子束在所述X射线源的目标上的焦点，使得在处于对应视图位置时所述目标上的焦斑相对于所述成像体保持相对静止；以及对在处于所述对应视图位置时在多个像素上采集的检测器信号进行相加。对经相加的在每个视图处采集的检测器信号进行处理以重构图像。