[发明专利]利用连续KV射束获取的锥形射束计算机断层成像

说明书

锥形射束计算机断层成像(CBCT)方法使用连续射束和区域检测器以执行投影数据的快速获取。获取的投影数据随后被重组以生成断层成像图图像。在投影数据的获取中，放射源(102)从多个角度连续地用锥形放射射束(116)照射对象(112)，并且区域检测器(104)连续地读出数据。还公开了一种CBCT系统，该CBCT系统包括可操作地产生锥形放射射束的源以及与源可同步移动以快速获取用于CBCT重建的投影数据的区域检测器。

技术领域

本公开总体涉及放射成像和处理。特别地，描述了利用连续千伏(kV)射束获取的锥形射束计算机断层成像(CBCT)的各种实施例。

背景技术

计算机断层成像(CT)在医学成像和放射治疗中是已知的，并且已经证明针对多个临床应用是有用的工具。在执行计算机断层成像时，放射源从多个角度向对象的部分发射x射线，以及检测器检测通过对象的部分的放射以获取投影数据。使用重建算法来重建所获取的投影数据，以在对象的部分的二维图像切片或三维图像体积中生成断层成像图。

常规CBCT在投影数据的获取中使用脉冲射束。放射源以预定频率发射射束脉冲，以及检测器检测由通过成像部分传输的射束脉冲生成的信号。脉冲的发射和传输的脉冲的检测被顺序地操作。在检测传输的脉冲期间，没有脉冲被递送到躯干部分。

利用脉冲射束获取的常规CBCT显著地限制了放射源的占空比，在放射源操作产生放射期间的部分。例如，在利用脉冲射束操作的kV-CBCT中，kV源的占空比可以被限制在30-40％。针对大的占空比，在投影数据的获取中由于射束脉冲发射和传输的射束的检测的顺序操作，脉冲射束CT降低了检测器的最大可能的帧速率。此外，脉冲射束可以使测量不准确，因为射束输出实际上不能在脉冲结束时立即停止，而是可以花费几毫秒直到强度降至零。这种所谓的尾端效应可以产生成像伪影，当使用短脉冲时该成像伪影可以相对大。

因此，继续需要改进的计算机断层成像以缓解常规CBCT的问题。希望提供允许放射源以100％的占空比操作的CBCT方法和系统。希望提供使用连续射束以快速获取投影数据并且生成具有改进的图像质量的经重建的图像的CBCT方法和系统。

发明内容

公开了一种使用连续kV射束获取的CBCT方法。该方法包括使用放射源和区域检测器来获取对象的至少部分的多个投影，其中在获取多个投影的数据集中，源利用锥形放射射束从多个角度连续地照射对象的部分，以及区域检测器在利用锥形放射射束连续照射对象的部分期间读出数据。基于多个投影的数据集的至少部分来构造对象的部分的断层成像图图像。

公开了一种CBCT系统。系统包括放射源、与放射源同步可移动的区域检测器和图像处理设备。放射源可操作以产生锥形放射射束，并且相对于对象可移动以从多个角度照射对象的至少部分。区域检测器可操作以获取对象的部分的多个投影，同时源利用锥形放射射束从多个角度连续地照射对象的部分。图像处理设备被配置为基于多个投影的数据集的至少部分来重建对象的部分的断层成像图图像。

提供本发明内容以简化的形式介绍经选择的实施例，并且不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特点，也不旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。经选择的实施例仅向读者提供本发明可以采取的某些形式的简要概述，并且不旨在限制本发明的范围。本公开的其他方面和实施例在具体实施方式的部分中被描述。

附图说明

通过结合附图阅读下面的详细描述和所附权利要求书，将更好地理解本公开的这些和各种其他特征和优势，其中：

图1描绘了根据本公开的实施例的示例放射系统。

图2是根据本公开的实施例的预处理方法的示例暴露时间图。

图3示出了根据本公开的实施例由标准CBCT重建生成的体模(phantom)图像。

图4示出了根据本公开的实施例由迭代的CBCT重建生成的体模图像。