[发明专利]用于可变厚度多切面CT成像的方法及其设备

说明书

本发明涉及成像方法和设备，特别涉及能提供可变厚度成像能力的方法和设备。

在至少一种公知的计算机断面成像(CT)系统结构中，X射线源投射出扇形波束，该波束经校正后位于笛卡儿坐标系的X-Y平面内，称为成像平面。该X射线波束穿越成像物体，比如患者，被物体衰减后，作用于辐射检测器阵列。辐射检测器阵列接受到的辐射强度取决于X射线经过物体时的衰减。辐射检测器阵列中每个检测器元件产生一个独立的电信号，该电信号对应于波束在该检测器元件位置的衰减量度。来自所有检测器的衰减量度中被独立得到并形成一个透射轮廓。

在公知的第三代CT中，X射线源和检测器阵列随同一个台架在成像平面内围绕成像物体旋转，所以X射线波束横截物体的角度是持续变化的。在某一个台架角度得到的一组X射线衰减量度(称为投影数据)称为一个“视图”。在X射线和检测器阵列的一次旋转中，在不同的台架角度(或称视图角度)下得到的一组视图，形成一个“扫描”。在一个轴向扫描中，投影数据经过处理后生成对应于物体二维切面的图象。一种从投影数据中重建图象的方法叫做反向投影过滤技术。这种处理将来自一次扫描的衰减量度转化为称作“CT数”或“Hounsfield单位”的整数，其用来控制阴极射线管显示器上相应象素的亮度。

公知的现代多切面CT系统，可能并实际上可获得立体扫描数据，并且生成z轴分辨率(即沿患者传送方向的分辨率)明显改善的三维断面重建图象。有一种可扩展的4切面系统就是这类系统，它由16行的检测器元件构成检测器阵列，每行包含相等的厚度。(习惯上，将同成像平面垂直的Z轴方向长度称为“厚度”，CT成像系统得到的图象是对应患者切面的，这些切面特征化后表示包含一个具体的厚度)。这种系统可以提供几种多切面数据采集模式。

但是，为了生成在空间上几乎一致的分辨率的三维图象，就必须得到对应于患者次毫米级切面的CT扫描数据。一个真的该分辨的明显方法是将X-射线检测器系统按次毫米级长度排布。不过这样会急剧加大系统整体的复杂程度和制造成本，特别是也限制了公知的成像系统的较厚切面成像能力。另外，这样小的检测器排布会负面影响X射线检测的量子效率。所以，就希望提供一种方法和设备，其可以推测包括次毫米级切面在内的多成象切面，而不会牺牲获得较厚图象切面的能力；该切面包括成象为次毫米级切面的同一区域。也希望提供一种方法和设备，其可以比等距离排布的检测器阵列提供更多的切面厚度供选择。

所以，本发明的一个方面就是提供一种利用多切面CT成像系统采集物体图象的方法，该CT成像系统包含X射线源和检测器阵列，X射线源构造成使发射的X射线扇形波束穿越物体后投射到检测器阵列，检测器阵列具有多行检测器元件，其中包括不同厚度的行。该方法包括以下步骤：使X射线扇形波束穿越物体；选择性地组合检测器阵列的行，其中包括不同厚度的行，以获得代表物体的至少一个图象切面的数据。

在其他的优点中，上述实施例比在Z轴方向具有相同数量的排布的等距离排布的检测器阵列而使用的方法，可以提供更大的切面厚度选择。切面厚度的选择可以包括次毫米级切面厚度。

图1是CT成像系统的示意图。

图2是图1所示系统的方框图。

图3是CT系统检测器阵列的透视图。

图4是图3所示检测器阵列中一个检测器模块的透视图。

图5是在4切面模式中，图4所示检测器模块的各种配置的示意图。

图6是一多切面检测器阵列的截面侧视示意图，该检测器阵列包含不等的行厚度，每个检测器元件包含一个光电二极管和一个同所述光电二极管等厚度的闪烁体单元。

图7是检测器模块中闪烁体阵列的俯视示意图，可适用于图6所示的多切面检测器。

图8是一个简化侧视图，其表示使用在CT成象系统中相对于图1和图2所示的X射线源、平台、患者之间的图6的检测器阵列中的行的相应定向与定位。

图9是一多切面检测器阵列的截面侧视示意图，该检测器阵列包含不等的行厚度，每个检测器元件包含一个闪烁体单元、一个或多个固定连接的二极管，以产生代表所述闪烁体单元闪烁的单一输出。

图10是一多切面检测器阵列的截面侧视示意图，该检测器阵列包含不等的行厚度，其中检测器阵列行由固定连接一组光电二极管构成。