[发明专利]X射线波束整形器

说明书

技术领域

以下大体涉及计算机断层摄影(CT)，并且更具体地涉及对象/目标前X射线波束整形器。

背景技术

CT扫描器包括发射X射线束的X射线管。所述X射线束的第一部分穿过定位于检查区域的视场中的对象或目标，并且作为所述对象或目标的放射密度的函数而被衰减。所述X射线束的第二部分穿过所述检查区域的所述视场，而没有穿过所述对象或目标。探测器阵列(设置为与所述X射线管相对，在所述检查区域对面)探测穿过所述视场的辐射，并产生指示其的信号。重建器重建所述信号，产生体积图像数据。

波束整形器被定位在所述X射线束的路径中，处于所述X射线管与所述检查区域之间。所述波束整形器被整形为在所述波束的外周更大程度地衰减所述波束。所述波束整形器因其一般物理形状像个领结，而被称作领结滤波器。所述波束整形器已被用于降低对探测器的动态范围要求，例如在带有具有有限的动态范围探测器的扫描器中，所述探测器例如为气体(例如氙)探测器。所述波束整形器也已被用于减少患者剂量以及闪烁体/光传感器探测器的射束硬化伪影。

波束整形器也很适合用于降低与直接转换光子计数探测器有关的通量，所述直接转换光子计数探测器(如气体探测器)具有有限的动态范围，并且也遭受在CT的较高通量率时不足的计数速率能力。亦即，在典型的CT扫描中，对于所述波束中没有穿过所述对象或目标的射线(例如为在所述波束边缘的射线)，或者所述波束中穿过仅通过所述对象或目标短距离的射线(例如在所述对象或目标的边缘处或附近穿过并且被衰减小于特定量的射线)，需要过度的计数速率。

然而，这样的波束整形器，在其当前实现方式中，具有有限的性能，例如由于所述波束整形器的轮廓在扫描所要求的完整角度范围上(即至少180度加扇形角)，没有对应于目标在所述视场中的轮廓。在图1和图2中示出该情况，其中随着焦斑106从第一旋转角度108(图1)旋转到第二旋转角度110(图2)，波束整形器104的轮廓102，相对于焦斑106，保持相同，而位于等中心点的一般为椭圆形的患者112的轮廓110，则相对于焦斑106改变了。

在图1和图2中，波束整形器104具有这样的轮廓，其对应于图1中示出的所述患者的取向，其中患者112的长轴大体平行于波束整形器104。以该轮廓，在图1中，波束整形器104被射线115穿过的厚度对应于患者112被射线115穿过的厚度。在图2中，射线115穿过与图1中相同的波束整形器104的厚度，但射线115不穿过任何患者。结果，在图2的第二旋转角度110，射线115的强度高于所期望的。

类似的情况发生在目标300被偏心定位，从等中心点118移位时，如在图3和图4中所示，其中，整形器104的轮廓102在任意角度都不对应于偏心目标300的轮廓110，并且随着角度而改变。作为以上提及的缺点中的至少一个的结果，即使波束整形器104减小了所述射线不穿过目标112或300处的通量，波束整形器104也会引起所述探测器阵列距期望的均匀(恒定)照亮的偏差，所述偏差为波束整形器104的角位置的函数，这可能使图像质量降低。

发明内容

本文描述的各方面解决上述问题以及其他问题。

在一方面，一种成像系统，包括焦斑(508)，其沿围绕检查区域的路径旋转，并发射辐射束，所述辐射束穿过所述检查区域以及所述检查区域中的对象或目标的视场。所述系统还包括光子计数探测器阵列，所述光子计数探测器阵列定位为与所述辐射源相对，处于所述检查区域的对面。所述探测器阵列探测穿过所述视场的辐射，并且输出指示探测到的辐射的信号。所述系统还包括波束整形器，所述波束整形器定位于所述辐射源与所述检查区域之间。所述波束整形器与所述焦斑一起，并且相对于所述焦斑在所述焦斑的相反方向，以与所述焦斑的所述旋转相同的角频率旋转，并衰减所述辐射束，这在所述焦斑的每个旋转角度减小跨所述探测器阵列的通量密度。

在另一方面，一种方法，包括于在第一方向对所述对象或目标的扫描期间，以给定角频率，一起地，旋转焦斑和波束整形器，通过在围绕检查区域以及所述检查区域中的对象或目标的路径上的预定角度范围；同时，在与所述第一方向相反的方向，相对于所述焦斑，以相同的给定角频率，旋转所述波束整形器；并且同时，探测由所述焦斑发射的，穿过所述波束整形器、视场和所述对象或目标并且撞击定位于所述焦斑对面的探测器的辐射，并且生成指示所述辐射的输出信号。

在另一方面，一种成像系统的波束整形器，包括外周和内周。所述内周限定通过其的至少一个无材料区域，并且对应于所述视场中的人类目标的横截面的模型的轮廓。X射线衰减材料处于所述外周与内周之间。