專利名稱：掃掠陽極ct掃描儀的制作方法
技術領域：
本申請總體上涉及成像系統(tǒng)。其對于計算機斷層成像(CT)，更具體而 言，對于用于生成和探測x射線輻射的系統(tǒng)和方法存在特殊應用。
背景技術：
常規(guī)錐形射束CT掃描儀包含具有陰極和陽極盤的x射線管。 一般而言， 所述x射線管圍繞檢査區(qū)域旋轉。在照此旋轉的同時，陰極發(fā)射出電子束， 所述電子束撞擊在所述陽極盤上，以生成輻射源或焦斑。陽極盤通常相對 于電子束發(fā)生旋轉，并散發(fā)在x射線生成過程中產生的熱量。所得到的輻 射穿越檢査區(qū)域內的對象，并照射到至少一個探測器上。所述探測器生成 指示所探測到的輻射的投影數(shù)據(jù)，對所述投影數(shù)據(jù)進行重建，以生成所述 對象的體積圖像數(shù)據(jù)。
經常希望借助這樣的系統(tǒng)獲得相對較高的時間分辨率數(shù)據(jù)。例如，在 對移動的對象進行掃描時，例如，在執(zhí)行心臟CT掃描時，經常希望得到高 時間分辨率數(shù)據(jù)。在一種情況下，通過提高x射線管旋轉速度獲得更高的 時間分辨率數(shù)據(jù)。但是，憑借這種方法，在每一數(shù)據(jù)獲取間隔內將探測到 更少的x射線或者更低的x射線通量，其將導致劣化的光子統(tǒng)計學結果和 圖像質量。此外，x射線管能夠圍繞檢査區(qū)域旋轉的速度也受到機械方面的 限制。為了補償降低的x射線通量并提高圖像質量，必須在這樣的掃描過 程中提高管功率。
但是，常規(guī)x射線管的功率輸出已經受到了限制。限制功率輸出的一 個因素是隨著電子束撞擊旋轉的陽極而產生了相對較大的溫度升高。焦斑 位置的溫度尤其是電子束通過焦斑寬度的時間量的函數(shù)。這一時間與陽極 旋轉速度反比相關，其中，陽極旋轉速度也受到機械方面的限制。因此， 市面可得的旋轉陽極x射線管通常局限于大約一百(100)千瓦(kW)的 電子束功率。

發(fā)明內容
本申請的各個方面解決了上述和其他問題。
就一個方面而言， 一種計算機斷層成像方法包括使電子束在對X射線 投影抽樣的多個抽樣間隔內沿圍繞檢查區(qū)域設置的陽極旋轉。使電子束在 每一抽樣間隔內進行掃掠，從而在每一抽樣間隔內在不同的焦斑位置生成 多個相繼的焦斑，其中，在給定的抽樣間隔內生成的焦斑包括在前一抽樣 間隔內生成的焦斑的子集。在每一抽樣間隔內對從所述多個焦斑中的每者 輻射的x射線投影抽樣。重建所得到的數(shù)據(jù)，以生成體積圖像數(shù)據(jù)。
就另一方面而言， 一種計算機斷層成像系統(tǒng)包括電子束源，所述電子
束源使電子束在探測到x射線投影的多個抽樣間隔內沿環(huán)狀陽極進行旋轉
并掃掠。在每一抽樣間隔內使所述電子束進行掃掠，從而在不同的焦斑位 置生成多個焦斑，并且相繼的掃掠部分重疊。探測器陣列針對每一抽樣間
隔對從所述多個焦斑中的每者輻射的穿越了檢査區(qū)域的x射線投影抽樣。 重建器對所述x射線投影重建，以生成體積圖像數(shù)據(jù)。
就另一方面而言， 一種計算機斷層成像系統(tǒng)包括圍繞檢査區(qū)域的環(huán)狀 陽極。陰極沿所述陽極旋轉，并使電子束通過覆蓋多個焦斑位置的移動掃 掠窗口進行重復地掃掠，從而隨著所述陰極圍繞檢查區(qū)域旋轉而反復地在 不同的焦斑位置上一個接一個地生成多個焦斑。所述移動掃掠窗口發(fā)生移 動，從而在兩個連續(xù)的電子束掃掠過程中生成至少一個類似的焦斑。探測
器陣列探測每一焦斑發(fā)射的x射線，并生成指示其的信號。合并器合并對 應于穿越基本類似的路徑通過所述檢査區(qū)域的x射線的信號。重建器對所
述信號進行重建，以生成體積圖像數(shù)據(jù)。


可以通過各種部件或部件設置，以及通過各種步驟或步驟設置實現(xiàn)本 發(fā)明。附圖的作用在于對優(yōu)選實施例進行圖示，不應認為其對本發(fā)明構成 限制。
圖1示出了一種示范性成像系統(tǒng)；
圖2-5示出了用于對焦斑進行掃掠的示范性技術；圖6示出了用于對焦斑進行掃掠的另一示范性技術； 圖7和8示出了通過檢查區(qū)域的示范性冗余射線路徑； 圖9、 10和11示出了示范性數(shù)據(jù)合并系統(tǒng)； 圖12示出了示范性陰極/陽極系統(tǒng)； 圖13示出了一種示范性方法。
具體實施例方式
參考圖1， 一種成像系統(tǒng)100包括設置在掃描架108內的用于包圍檢査 區(qū)域112的至少一個通常為環(huán)或環(huán)狀的陽極104。陽極104是固定的，因為 其不圍繞檢查區(qū)域112旋轉。所述系統(tǒng)還包括圍繞縱軸或z軸旋轉的旋轉 掃描架部分或構件120。
使陰極116緊鄰陽極104設置，并從該處沿縱向發(fā)生偏移。陰極116 通過旋轉構件120沿陽極104以及圍繞檢查區(qū)域112發(fā)生旋轉。在掃描過 程中，陰極116照此旋轉多個視域(view)或角抽樣間隔，在所述間隔內 將輻射x射線投影并對其抽樣。
陰極116發(fā)射電子束，所述電子束撞擊陽極104，從而在陽極104上受 到電子束撞擊的位置上生成焦斑(或者x射線投影源)。在這一例子中，使 所述電子束脈沖化，例如，在第一時間段內，開通所述電子束，在另一時 間段內基本關閉所述電子束。導引柵格124使所述電子束脈沖化，以生成 每一焦斑。射束聚焦和偏轉單元128將脈沖化電子束引向陽極104。例如， 單元128使所述脈沖化射束沿陽極104進行有角度地掃掠或移動。
在一種實現(xiàn)方式中，將系統(tǒng)100配置為，使電子束的脈沖調制和掃掠 與陰極116圍繞z軸的旋轉相協(xié)調。在這一實現(xiàn)方式中，在一個視域內使 所述電子束多次脈沖化，從而在該視域內生成多個焦斑。同時，對所述電 子束進行掃掠，從而在陽極104的不同角位置上一個接一個地生成這些焦 斑。例如，圖示的實施例示出了通過在同一視域內掃掠所述脈沖化電子束 而生成的焦斑132、 136和140的疊加。
在陰極116通過下一相連的視域時，再次使所述電子束多次脈沖化， 并使其進行掃掠，從而在陽極104的不同角位置上生成多個焦斑。將系統(tǒng) IOO配置為，在指定的視域內，再次生成在前一視域內生成的焦斑的子集，在下文中將對其予以更為詳細的說明。因此，在不只一個視域內生成每一 焦斑以及由其發(fā)出的X射線投影。
旋轉構件120還支撐著x射線敏感探測器陣列144，該陣列在與陰極 116相對的位置處形成于與之對向的角弧。在圖示的實施例中，探測器陣列 144與第三代配置中的陰極116配合旋轉。上述電子束掃掠允許陰極116和 探測器陣列144以大致相同的速度或者如果希望的話以更慢的速度旋轉(與 不進行射束掃掠的配置相比)，以減少陽極熱量，這樣允許提高所施加的功 率，以提高光子統(tǒng)計學結果或圖像質量。
探測器陣列144包括一個或多個多片層探測器，所述探測器具有既處 于縱向或z軸方向，又處于橫向的探測器元件。每一探測器元件生成表示 其探測到的輻射的投影數(shù)據(jù)。探測器陣列144沿橫向設有適當數(shù)量的探測 器元件，從而在視域內通過所述探測器陣列144探測到從該視域內的不同 焦斑位置輻射的x射線投影。例如，將圖示的探測器陣列144配置成，使 分別來自焦斑132、 136和140的x射線投影148、 152和156中的每者在 圖示的視域中照射所述探測器元件的子集。
由于在多個視域內生成每一焦斑，因而在多個視域內對每一焦斑抽樣。 因此，在不只一個視域內對通過檢查區(qū)域112的x射線路徑抽樣。通過在 不只一個視域內對x射線投影路徑抽樣，能夠降低每一視域內的抽樣時間， 同時保持對每一 x射線投影的合計抽樣時間。
將冗余樣本傳送至數(shù)據(jù)合并器164，如果希望的話，其將使沿相同或類 似路徑獲取的投影數(shù)據(jù)合并，在下文中將對其予以更為詳細的說明。將所 得到的數(shù)據(jù)傳送至重建器168，其采用已知的算法對這一數(shù)據(jù)重建以生成體 積圖像數(shù)據(jù)，例如，所述算法可以是但不限于FDK和Axial Wedge算法。 對所述圖像數(shù)據(jù)進行處理，以生成經掃描的感興趣區(qū)域或其子集的一幅或 多幅圖像。
系統(tǒng)100還包括支撐檢査區(qū)域112內的諸如人的對象的臥榻或患者支 座160。所述臥榻160可以沿z軸、x軸和y軸移動。在掃描前、掃描中以 及掃描后采用這樣的移動引導檢查區(qū)域112內的對象。
操作員控制臺172促進了與掃描儀100的用戶交互?？刂婆_172執(zhí)行 的軟件應用程序為用戶提供了配置和/或控制掃描儀100的操作的接口。例如，用戶能夠與操作員控制臺172發(fā)生交互，以選擇掃描協(xié)議、改變掃描 參數(shù)、啟動、暫停和終止掃描等。還采用控制臺172觀看圖像、操縱數(shù)據(jù)、 測量數(shù)據(jù)的各種特性(例如，CT數(shù)和噪聲)等。
通過按照上述說明對焦斑實施旋轉和掃掠，從而在不只一個視域內生 成每一焦斑，能夠降低在每一視域內生成焦斑的時間間隔。作為非限制性 實例，可以在M個視域內生成焦斑，其持續(xù)時間為K/M或每一視域內的時 間K的某一其他分數(shù)的時間段，而不是在單個視域內生成持續(xù)時間段K的 焦斑。通過這種方式，仍然能夠生成總計持續(xù)時間達到時間段K的焦斑。 但是，縮短在每一視域內生成焦斑的時間段，降低了陽極104的焦斑位置 上的溫度升高。因此，相對于未照此掃掠電子束的配置而言，在每一視域 中的每一焦斑上，能夠施加到陽極104上的功率的量得到了提高。在一種 情況下，在執(zhí)行高時間分辨率掃描時，可以以此為達到目的的手段。例如， 可以相對于常規(guī)掃描技術提高管功率，以提高光子通量，從而提高圖像質 量或者獲得預期的圖像質量。
圖2、 3、 4和5示出了在每一視域中旋轉和掃掠電子束的示范性方法。 首先參考圖2，其示出了具有多個焦斑位置204、 208、 212、 216、 220……
222、 224、 228......232、 236、 240......和244的陽極104。在角度上，將陰
極116定位到起始角248處，在這一例子中，所述起始角以陽極104上的 焦斑位置222為基準。起始角248是將在處于掃掠角252的范圍內的電子 束掃掠過程中生成的第一焦斑位置(圖示中的焦斑位置224)的角位置。
基于視域的數(shù)量、每一視域當中的抽樣間隔以及陰極116圍繞檢查區(qū) 域112的旋轉時間確定掃掠角252。例如，在一個實例當中，六十一度七分 (61.7度)的掃掠角對應于具有一千零八十(1080)個視域、一 (1)微秒 (us)的抽樣間隔和二百(200)毫秒(ms)的旋轉時間的配置。就這一 配置而言，通常在單次掃掠中存在二百個(200)焦斑位置。如果每一視域 與前一視域偏移一個(1)焦斑位置，那么所述系統(tǒng)將具有一千零八十個 (1080)視域。在每一視域中，電子束通過掃掠角252的掃掠速度大約為 三(3)千米/秒(km/s)。
圖3和圖4示出了從第一焦斑位置224開始通過掃掠角252掃掠，從 而依次在掃掠角252內的焦斑位置224、 228……232和236生成焦斑的脈沖化電子束。在生成從焦斑位置224-236輻射的x射線投影數(shù)據(jù)，并對其抽 樣時，已經將陰極116和探測器陣列144從角度上移動到了下一視域位置， 如圖5所示。
在圖5中，所述下一視域角位置移動了一個焦斑位置。因此，再次使 電子束在下一起始角504處，從焦斑位置228開始通過掃掠角252掃掠。 類似地，陰極120和探測器陣列144旋轉通過這一視域，從而一個接一個 地生成處于位置228-244上的焦斑中的每者并對其抽樣。隨著陰極116圍繞 z軸旋轉，針對每一角視域重復上述過程。
采用上述方法，在受到抽樣的每一視域內，使電子束從不同的起始角 開始按照陰極116的旋轉方向沿陽極104進行角掃掠。照此掃掠電子束能 夠從掃掠角252內的第一或初始焦斑位置到掃掠角252內的最后一個焦斑 位置進行焦斑掃掠，其中，在所述第一個和最后一個焦斑位置之間存在一 個或多個其他焦斑位置。對于下一視域而言，仍然從掃掠角252內的第一 個焦斑位置開始，沿陽極104進行電子束掃掠。相對于前一視域而言，第 一焦斑位置沿陰極116的旋轉方向增加了至少一個焦斑位置。
如前所述，照此旋轉和掃掠電子束將在不只一個視域內生成每一焦斑， 從而降低了在每一視域內生成焦斑的時間量。出于已知的陽極104的瞬時 熱散逸的原因，其又會降低電子束通過焦斑時在焦斑位置上產生的溫度升 高。這一點可以從方程l看出，所述方程1估算了焦斑位置上的溫度。
方程l ^SJ^
其中，尸表示提供給陽極的功率(大約是電子束功率的60%)， ^表示
焦點面積，義表示導熱系數(shù)，Cv表示聚焦軌跡材料的單位體積的比熱容，f
是電子束通過焦斑的時間量。根據(jù)這一方程，降低焦斑時間(0能夠降低
焦斑位置溫度(r)，并且針對給定的溫度(r)允許提高提供給陽極104的 功率CP)。
圖6提供了用于說明在視域中對焦斑進行掃掠的另一圖示。在這一例
子中，使電子束跨越從焦斑位置604開始，以焦斑位置608結束的",個焦 斑位置進行掃掠。如果A表示每一焦斑的時間，那么一次掃掠的總時間為"A。在掃掠結束之后，以相同的掃掠范圍",重新開始，但是沿掃掠方向前 進至少一個焦點位置。
換言之，在每次掃掠當中，電子束一個接一個地順次照射M,個焦斑位 置。對于下一視域而言，電子束跳轉回前一掃掠當中的第一焦斑位置的相 鄰焦斑位置，并再次掃掠",個焦斑位置。針對每一后續(xù)視域重復這一模式， 在這一過程中，掃掠沿掃掠方向前進，并且每一焦斑位置將被照射",次。
在這一例子中，使電子束跨越 個焦斑的掃掠與陰極116通過每一視
域的旋轉同步，從而在每一掃掠之后使掃掠角前進一個(1)焦斑位置?？?br> 以通過方程2表示當掃掠角在各次掃掠之間前進一個(1)焦斑位置時焦斑 之間的距離。
方程2 ^ = 2wg"s
其中， 表示掃描架半徑，/g表示掃描架旋轉頻率，f,表示一次掃掠的
總掃掠時間，"表示圍繞陽極104的總的焦點位置數(shù)量。
圖7和圖8示出了來自在多個視域中都對其進行了抽樣，從而得到了 冗余樣本的焦斑的示范性x射線路徑。圖7示出了來自焦斑位置240的x 射線路徑704，其中，射線在第一視域中撞擊探測器元件708。在圖8中， 陰極116和探測器陣列144移動了一個焦斑位置的角抽樣增量。圖示的系 統(tǒng)被配置成，將探測器元件布置為具有與焦斑相同的角間隔。因此，從同 一焦斑位置236發(fā)射的射線穿越相同的路徑704通過檢查區(qū)域112，但是其 撞擊了作為與探測器元件708相鄰的探測器元件的探測器元件804。
如果不這樣布置探測器元件，那么射線的穿越情況類似，但是非重合 的路徑被認為穿越了相同的路徑。在一個實例中，采用內插等從對應于類 似路徑的樣本生成沿相同路徑的樣本。
因此，在不同的視域中，抽取了大量的穿越相同路徑通過檢查區(qū)域112 的冗余射線或x射線。通過合并器164合并這些冗余射線，在下文中將對 其予以更為詳細的說明。
圖9、 10和11示出了用于對每一組冗余射線求和的適當?shù)暮喜⑵?56 的配置的例子。在圖9中，探測器陣列144內的多個探測器元件904、 908、912……916對在不同的視域中穿越相同的路徑通過檢査區(qū)域112的x射線 計數(shù)。在這種實現(xiàn)方式中，所述探測器元件是諸如碲化鎘鋅(CZT)探測器 等的光子計數(shù)探測器元件。探測器元件904-916中的每者向脈沖計數(shù)器924 提供相應的輸出信號或脈沖。如果希望，可以在將所述信號傳送至脈沖計 數(shù)器924之前，采用前置放大器對其放大。
在處于探測器元件904-916和脈沖計數(shù)器924之間的信號載線內設置數(shù) 字開關928。使開關928閉合將在探測器元件904-916中對應的一個和脈沖 計數(shù)器924之間建立電連接。這一電連接提供了用于將信號從探測器元件 傳送至脈沖計數(shù)器924的路徑。通過在適當?shù)臅r間閉合開關928，將對應于 相同路徑的冗余信號傳送至脈沖計數(shù)器924。脈沖計數(shù)器924對所述信號求 和，并將總合信號或數(shù)字計數(shù)值傳輸至重建器168。
在圖9中只示出了一個脈沖計數(shù)器924。但是，系統(tǒng)100包括多個計數(shù) 器924。所采用的計數(shù)器924的數(shù)量是每一掃掠角內的焦斑位置的數(shù)量和探 測器陣列144中的探測器元件的數(shù)量的函數(shù)。例如，如果掃掠角內的焦斑 位置的數(shù)量為Ns,探測器陣列中的探測器元件的數(shù)量為Nd，那么計數(shù)器 924的總的數(shù)量為掃掠角內的焦斑位置的數(shù)量和探測器陣列中的探測器元 件的數(shù)量的乘積，或NsXNd。在Nd個探測器元件和NsXNd個計數(shù)器924 之間采用計數(shù)器924的開關矩陣，如圖10所示。通過照此合并數(shù)據(jù)，降低 了從探測系統(tǒng)傳輸至重建器160的數(shù)據(jù)量，從而降低了系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)管 線負載。
圖10示出了與圖9所示的類似的方案，但是其采用了晶體/光電二極管 或直接轉換探測器元件1004、 1008、 1012……1016來探測冗余射線，并生 成和提供模擬電流輸出。將每一探測器元件的輸出傳送至相應的電流到頻 率轉換器1024、 1028、 1032 1036。將轉換器1024-1036的輸出通過數(shù)
字開關1048傳送至脈沖計數(shù)器1044。與開關928類似，在適當?shù)臅r間使開 關1048中的每者獨立地閉合，從而為指示冗余射線的信號在探測器元件 1004-1016中的對應的一個與脈沖計數(shù)器1044之間提供電學通路。脈沖計 數(shù)器1044對這些信號求和，并將總和信號傳送至重建器168。與上述方法 類似，只示出了一個脈沖計數(shù)器1044，并采用了這樣的計數(shù)器1044的矩P車， 其中，針對每一組冗余射線采用一個計數(shù)器1044。
14圖11示出了采用晶體/光電二極管或直接轉換探測器元件1104、 1108、 1112……1116的另一方法。在這種配置中，將來自探測器元件1104-1116 的對應于冗余射線的模擬電流通過模擬開關1128發(fā)送至模數(shù)(A/D)轉換 器1124。轉換器1124對所述電流進行積分和轉換。A/D轉換器1124是電 流到頻率或者其他類型轉換器。將轉換器1124的輸出提供給重建器168。 在這一例子中，僅示出了一個轉換器1124，但是應當認識到為每一組冗余 射線都提供了轉換器1124。
圖12示出了示范性陽極/陰極系統(tǒng)的截面圖。在這一例子中，在外殼 1200內設置了靜止陽極104和旋轉陰極116。外殼1200為環(huán)狀，其具有使 檢查區(qū)域112處于其內的孔。陰極116包括陰極杯1202和發(fā)射體1204，其 將發(fā)射用于形成電子束1208的電子。發(fā)射體1204是熱發(fā)射體、冷場發(fā)射 體或其他類型的發(fā)射體。
提供了導引柵格124、加速柵格1216和靜電偏轉板1220中的一者或多 者，從而將電子束引導到陽極104上。如上所述，導引柵格124使電子的 發(fā)射脈沖化。在圖示的例子中，導引柵格124在"導通"和基本"截止" 電子發(fā)射之間轉換，以生成每一脈沖。在一個實例中，其包括在第一時間 段內激活電子的發(fā)射，而在第二時間段內則減少或停止電子的發(fā)射。
如上所述，聚焦和偏轉單元128使脈沖化電子束1208沿陽極104掃掠。 在圖示的旋轉陰極實現(xiàn)方式中，通過高壓滑環(huán)1228等提供施加至陰極杯 1202的電壓。隨著焦斑的生成，通過任選的熱散逸機制1232對陽極104冷 卻。所述熱散逸機制包括諸如水、液態(tài)金屬等的冷卻介質。
圖13示出了采用系統(tǒng)100進行掃描的方法。所述方法包括使焦斑在一 個或多個視域內圍繞檢查區(qū)域旋轉(1304)。如上所述，在每一視域內，還 沿陽極進行焦斑掃掠，以生成多個焦斑(1308)。在多個視域中，針對每一 焦斑對從每一焦斑到探測器的路徑進行抽樣(1312)。合并對應于穿越相同 或基本類似的路徑通過檢查區(qū)域112的射線的冗余射線(1316)。重建所得 到的數(shù)據(jù)，以生成體積圖像數(shù)據(jù)(1320)。
還給出了其他方面。
例如，上述討論的重點集中在這樣的布置上，在所述布置中，在不同 的視域中生成的對應焦斑具有共有的角位置。但是，應當認識到，焦斑可以沿(例如)縱向之一或兩縱向發(fā)生偏移。在一種這樣的實現(xiàn)方式中，對 應的焦斑位置在兩個或更多的視域當中是交錯的。這種布置的一個優(yōu)點在 于，可以使功耗跨越陽極的表面分布得更加均勻。
在圖示的實施例中，旋轉陰極120生成并發(fā)射電子束，所述電子束生 成了焦斑。在另一實施例中，靜止電子槍或陰極使電子束沿陽極104掃掠。 在又一實施例中，使多個陰極發(fā)射體靜止地圍繞檢查區(qū)域108分布。對每 一發(fā)射體獨立尋址或切換，從而沿陽極104順次生成焦斑。
在另一實施例中，掃描儀包括兩個或更多電子束，從而同時生成兩個 或多個沿靜止的環(huán)形陽極掃掠的焦斑。在一個實例中，電子束在同一 z軸 位置圍繞檢查區(qū)域108發(fā)生角偏移。在另一實例中，電子束在不同的z軸 位置發(fā)生角偏移。在又一個實例中，各電子束圍繞檢査區(qū)域108處于相同 的角位置上，并沿z軸發(fā)生偏移。
在另一實施例中，使電子束貫穿掃掠距離連續(xù)掃掠。連續(xù)掃掠通常將 使得射束能量在陽極116的表面上得到大體上更為均為的分布。盡管可能 產生一定的空間模糊，但是這樣的能量分布的一個優(yōu)點在于其可以降低陽 極基礎溫度。
在圖示的系統(tǒng)中，將探測器元件布置為具有與焦斑相同的角間隔。在 備選實施例中，以另外的方式布置探測器元件，并且射線穿越情況類似， 但是認為非重合的路徑經歷了相同的路徑。在一個實例中，通過合并器164 使被認為類似的射線合并，從而針對每一焦斑生成總合信號。在另一實例 中，采用內插等由被認為經歷了相同路徑的樣本生成沿相同路徑的樣本。
此外，或者作為替代，在另一種實現(xiàn)方式中，使焦斑在縱向內沿陽極 掃掠。
在圖示的實施例中，將數(shù)據(jù)合并器164示為處于掃描架108之外。在 另一實施例中，可以使數(shù)據(jù)合并器164處于掃描架108內。在又一實施例 中，可以將數(shù)據(jù)合并器164布置為，使其一部分位于掃描架108內，使其 他部分位于掃描架108之外。
在另一實施例中，陽極104圍繞檢査區(qū)域112旋轉。在一個實例中， 所述旋轉陽極為環(huán)狀，如文中所述。在另一實例中，所述旋轉陽極為弧狀 段或者其他形狀的段。已經參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。在閱讀并理解了前述詳細說明的 同時，本領域技術人員可以想到修改和變化。這意味著，應當將本發(fā)明推 斷為包括所有此類落在權利要求及其等同要件的范圍內的修改和變化。
權利要求
1、一種計算機斷層成像方法，包括對于多個抽樣間隔，使電子束沿圍繞檢查區(qū)域(112)設置的陽極(104)旋轉，在所述抽樣間隔內對x射線投影抽樣；使所述電子束在每一抽樣間隔期間掃掠，從而在不同的焦斑位置生成多個相繼的焦斑，其中，在給定的抽樣間隔內生成的焦斑包括在前一抽樣間隔內生成的焦斑的子集；對于每一抽樣間隔，對從所述多個焦斑中的每者輻射的x射線投影進行抽樣；以及重建所述x射線投影，以生成體積圖像數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的方法， 隔移位至少一個焦斑位置。
3、 根據(jù)權利要求1所述的方法， 束旋轉一個焦斑位置。
4、 根據(jù)權利要求1所述的方法， 自焦斑的x射線投影路徑進行抽樣。
5、 根據(jù)權利要求5所述的方法， 以生成所述路徑的總合信號。
6、 根據(jù)權利要求1所述的方法， 沖化，從而生成多個分立的焦斑。其中，使抽樣間隔相對于前一抽樣間 其中，對于每一抽樣間隔，所述電子 其中，在不只一個抽樣間隔期間對來 還包括使所述路徑的各個樣本合并， 其中，所述方法包括使所述電子束脈
7、根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述電子束與對所述x射線投 影抽樣的旋轉探測器陣列(144)配合旋轉。
8、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，由圍繞所述檢查區(qū)域的縱軸旋 轉的陰極(116)生成所述電子束。
9、 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，由圍繞所述檢查區(qū)域(112) 分布且緊鄰并與所述陽極(104)偏移的多個發(fā)射體生成所述電子束。
10、 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述陽極(104)為環(huán)狀，并 且包圍所述檢査區(qū)域(112)。
11、 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述陽極(104)為弧狀段。
12、 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在每一抽樣間隔期間，使所 述電子束在大約六十一度七分的角距離上掃掠。
13、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中， 所述電子束沿第一方向圍繞縱軸旋轉；在第一抽樣間隔內生成的所述焦斑位置被包含在圍繞所述縱軸的第一 角范圍；在第二、相繼的抽樣間隔內生成的所述焦斑位置被包含在圍繞所述縱 軸的第二角范圍；以及所述第二角范圍沿所述第一方向從所述第一角范圍在角度上偏移了小 于所述第一角范圍的非零角距離。
14、 一種計算機斷層成像系統(tǒng)(100)，包括 陽極(104);電子束源(116)，其對于多個抽樣間隔，使電子束沿所述陽極(104) 旋轉和掃掠，在所述抽樣間隔內探測x射線投影，其中，在每一抽樣間隔 期間使所述電子束進行掃掠，從而在不同的焦斑位置生成多個焦斑，并且 相繼的掃掠部分重疊；探測器陣列(144)，其對從所述多個焦斑中的每者輻射的穿越檢査區(qū)域(112)的x射線投影進行抽樣；以及重建器(168)，其重建所述x射線投影，以生成體積圖像數(shù)據(jù)。
15、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，在后繼的抽樣間隔期間，所 述電子束前進至少一個焦斑位置，并且使電子束從在前一抽樣間隔內生成 的焦斑開始進行掃掠。
16、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，在每一抽樣間隔期間，使所 述電子束從掃掠角內的初始焦斑位置開始通過所述掃掠角進行掃掠，并且 其中，對于連續(xù)的抽樣間隔，所述掃掠角包括重疊的焦斑。
17、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，在不只一個抽樣間隔內生成 每一焦斑，并對其抽樣。
18、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述探測器陣列(114)通 過在不同的抽樣間隔期間針對焦斑探測穿越基本類似的路徑通過所述檢査 區(qū)域(112)的x射線而探測焦斑的冗余射線。
19、 根據(jù)權利要求18所述的系統(tǒng)，還包括用于每一組冗余射線的數(shù)據(jù) 合并器(164)，其用于合并表示所述冗余射線的信號，以生成每一焦斑的總合"f百號。
20、 根據(jù)權利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述合并器(164)包括對 各個信號求和的脈沖計數(shù)器(924， 1044)。
21、 根據(jù)權利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述合并器(164)包括對 表示所述冗余射線的模擬信號進行積分和轉換的模數(shù)轉換器(1124)。
22、 根據(jù)權利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述合并器(164)包括對 表示冗余射線的模擬電流進行轉換的電流到頻率轉換器(1024-1036 )。
23、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述電子束源(116)包括 使所述電子束脈沖化以生成每一焦斑的柵格(124)。
24、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述電子束源(116)包括 以磁的方式使所述電子束發(fā)生掃掠的偏轉單元(128)。
25、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述電子束源是沿所述陽極 (104)旋轉的旋轉陰極、使所述電子束沿所述陽極(104)偏轉的固定陰極以及與所述陽極(104)相鄰設置的多個場發(fā)射體中的一種。
26、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述探測器陣列(144)與 所述電子束源(116)配合旋轉。
27、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述探測器陣列(144)包 括光子計數(shù)探測器。
28、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述探測器陣列(144)包 括碲化鎘鋅、晶體/光電二極管和直接轉換探測器元件之一。
29、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，還包括以可傳導的方式耦合至所述 陽極(104)的陽極冷卻系統(tǒng)(1232)，以散發(fā)在x射線生成期間產生的陽 極熱量。
30、 根據(jù)權利要求29所述的系統(tǒng)，其中，所述冷卻系統(tǒng)(1232)采用 了水和液態(tài)金屬之一對所述陽極(104)進行冷卻。
31、 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述電子束是連續(xù)射束。
32、 一種計算機斷層成像系統(tǒng)(100)，包括陽極(104)，其包圍檢查區(qū)域(112);陰極(116)，其沿所述陽極(104)旋轉，并使電子束通過覆蓋多個焦 斑位置的移動掃掠窗口進行重復地掃掠，從而隨著所述陰極(116)圍繞所 述檢查區(qū)域(112)旋轉反復地在不同的焦斑位置一個接一個地生成多個焦 斑，其中，所述移動掃掠窗口發(fā)生移動，從而在兩個連續(xù)的電子束掃掠期 間生成至少一個類似的焦斑；探測器陣列(144)，其探測每一焦斑發(fā)射的x射線，并生成指示其的 信號；合并器(164)，其合并對應于穿越基本類似的路徑通過所述檢查區(qū)域 (112)的x射線的信號；以及重建器(132)，其重建所述信號，以生成體積圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種計算機斷層成像方法包括使電子束在對x射線投影抽樣的多個抽樣周期內沿圍繞檢查區(qū)域(112)設置的陽極(104)旋轉。使電子束在每一抽樣間隔內進行掃掠，從而在每一抽樣間隔內在不同的焦斑位置生成多個相繼的焦斑，其中，在給定的抽樣間隔內生成的焦斑包括在前一抽樣間隔內生成的焦斑的子集。在每一抽樣間隔內對從所述多個焦斑中的每者輻射的x射線投影進行抽樣。重建所得到的數(shù)據(jù)，以生成體積圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號A61B6/03GK101528135SQ200780040523
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權日2006年10月31日
發(fā)明者D·J·霍伊施爾, M·A·查波, R·P·盧赫塔, R·皮蒂格 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司