合成層析成像設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有X射線發(fā)射器(1)和X射線探測(cè)器(11)的用于合成層析成像的設(shè)備及其運(yùn)行方法。所述設(shè)備包括圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(3)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置的固持裝置(4)，所述X射線發(fā)射器(1)如此安置在所述固持裝置(4)上，使得所述X射線發(fā)射器(1)的光學(xué)軸線(16)指向所述X射線探測(cè)器(11)，并且使得在所述固持裝置(4)旋轉(zhuǎn)時(shí)所述X射線發(fā)射器(1)的焦點(diǎn)描繪出環(huán)形軌跡(13)。本發(fā)明所提供的優(yōu)點(diǎn)是，確保穩(wěn)定的合成層析成像以進(jìn)行透視檢查。
【專利說明】合成層析成像設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有X射線發(fā)射器的用于合成層析成像的設(shè)備和方法，所述X射線發(fā)射器的焦點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了可控的移動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，透視檢查設(shè)備被在各種應(yīng)用領(lǐng)域中所使用，例如用于胃腸檢查。通過透視檢查設(shè)備，借助X射線拍攝具有較高圖像刷新頻率的患者的連續(xù)的二維投影圖像，以便反映患者體內(nèi)的動(dòng)態(tài)過程。這種動(dòng)態(tài)過程例如可以是造影劑的擴(kuò)散或者探針或?qū)Ч懿迦霑r(shí)的醫(yī)用器械的移動(dòng)。
[0003]目前，透視成像設(shè)備只提供二維的圖像信息。關(guān)于影像結(jié)構(gòu)所處的深度的信息、也就是與X射線源的間距沒有包含在投影圖中。因?yàn)闊o法對(duì)深度信息進(jìn)行分離，所以信息中對(duì)于醫(yī)學(xué)治療重要的組織結(jié)構(gòu)與其它的解剖學(xué)上的組織結(jié)構(gòu)是重疊和遮蓋。此外，在二維圖像中無法獲得器械相對(duì)于患者的位置的準(zhǔn)確的空間識(shí)別。
[0004]已知，替代X射線源或附加地，將具有碳納米管(CNT)的多重X射線源安裝在射線診斷系統(tǒng)中，該系統(tǒng)的各個(gè)單獨(dú)的射線源可以被電子地開啟和關(guān)閉。
[0005]由此，可以非?？焖俚貜膰@主視方向分配的不同的角度拍攝投影圖，由這些投影圖隨后可以重建出合成層析體積。通過所述合成層析數(shù)據(jù)組可以實(shí)現(xiàn)局部的關(guān)于深度的分辨率，也就是說，設(shè)備用戶可以隱去不改興趣的深度層次的組織結(jié)構(gòu)。在公開文獻(xiàn)DE 102009 043 421 Al中提供了對(duì)于血管造影設(shè)備的相應(yīng)轉(zhuǎn)換。如果CNT多重X射線源的使用是穩(wěn)定和可靠的，便可以應(yīng)用于透視成像儀的運(yùn)行。
[0006]公開文獻(xiàn)US 2007/0223650 Al公開了一種X射線發(fā)射器，其圍繞垂直軸線可轉(zhuǎn)動(dòng) 地安置。
[0007]公開文獻(xiàn)US 2006/0056585 Al也公開了一種X射線發(fā)射器，其圍繞垂直軸線可轉(zhuǎn)
動(dòng)地安置。
[0008]此外，公開文獻(xiàn)DE 10 210 028 438 Al也公開了一種X射線發(fā)射器，其圍繞垂直
軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于合成層析成像的設(shè)備和所屬方法，其確保了穩(wěn)定和可靠地運(yùn)行。
[0010]所述技術(shù)問題通過按照本發(fā)明的一種用于合成層析成像的設(shè)備和運(yùn)行所述設(shè)備的方法得以解決。
[0011]本發(fā)明的核心在于，如下從機(jī)械方面擴(kuò)展用于透視檢查而設(shè)置的X射線發(fā)射器，使得X射線發(fā)射器可以快速地旋轉(zhuǎn)，其中，X射線發(fā)射器的焦點(diǎn)描繪出環(huán)形軌跡，該環(huán)形軌跡的半徑可以被快速和簡(jiǎn)單地改變。通過所建議的設(shè)備可以在對(duì)患者進(jìn)行透視時(shí)獲得圓形的合成層析圖片的投影數(shù)據(jù)，從而可以實(shí)現(xiàn)合成層析成像。這種運(yùn)行狀態(tài)從根本上擴(kuò)展了透視檢查設(shè)備的功能性，因?yàn)榕c2D投影成像相比可以辨識(shí)關(guān)于深度的信息。由此，例如可以在可視化過程中隱去重要身體區(qū)域的前面和后面的組織結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明涉及一種用于合成層析成像的設(shè)備，其具有X射線發(fā)射器和X射線探測(cè)器，其中，所述X射線發(fā)射器如此安置在圍繞旋轉(zhuǎn)軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置的固持裝置上，使得所述X射線發(fā)射器的光學(xué)軸線指向所述X射線探測(cè)器，并且使得在所述固持裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)所述X射線發(fā)射器的焦點(diǎn)描繪出環(huán)形軌跡。在此，所述X射線發(fā)射器向著旋轉(zhuǎn)軸線的方向可移動(dòng)地安置。本發(fā)明提供的優(yōu)點(diǎn)是，焦點(diǎn)的環(huán)形軌跡的半徑可以容易地改變。
[0013]所述設(shè)備可以有利地包括平衡配重，其相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)稱地、與所述X射線發(fā)射器對(duì)置地安置在所述固持裝置上。由此，在固持裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)避免不平衡。
[0014]此外，所述平衡配重可以具有所述X射線發(fā)射器的質(zhì)量。
[0015]在改進(jìn)方案中，所述平衡配重向著旋轉(zhuǎn)軸線的方向可移動(dòng)地安置，由此平衡配重相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的間距可以設(shè)置為等于X射線發(fā)射器相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的間距。
[0016]所述固持裝置有利地被設(shè)計(jì)為盤形尤其是圓盤形，由此在旋轉(zhuǎn)時(shí)避免出現(xiàn)不平衡。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述設(shè)備可以包括X射線準(zhǔn)直儀，其沿光學(xué)軸線的方向如此安置在所述X射線發(fā)射器的前面，使得所述X射線準(zhǔn)直儀與所述X射線發(fā)射器一同旋轉(zhuǎn)，并且提供了相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線的方向傾斜的錐形X射線。
[0018]所述固持裝置有利地被設(shè)計(jì)為可移動(dòng)的和/或可傾斜的。
[0019]本發(fā)明還涉及一 種用于合成層析成像透視設(shè)備的運(yùn)行方法，其中，當(dāng)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置的固持裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)，與所述固持裝置相連接的X射線發(fā)射器的焦點(diǎn)描繪出環(huán)形軌跡，并且其中，所述X射線發(fā)射器向著旋轉(zhuǎn)軸線的方向可移動(dòng)地安置。
[0020]本發(fā)明還涉及一種透視檢查設(shè)備，其具有前述按照本發(fā)明的設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]以下結(jié)合示意性附圖由對(duì)實(shí)施例的闡述獲得本發(fā)明另外的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
[0022]在附圖中:
[0023]圖1示出透視檢查設(shè)備的立體圖，
[0024]圖2示出按照本發(fā)明的固持裝置的俯視圖，和
[0025]圖3示出另一個(gè)按照本發(fā)明的固持裝置的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1示出具有本發(fā)明裝置的X光透視檢查設(shè)備的立體圖。在頂部支架8上安裝有圓盤形的固持裝置4。借助伸縮臂9將患者臥床10安置在固持裝置4的下方。固持裝置4圍繞旋轉(zhuǎn)軸線3可轉(zhuǎn)動(dòng)并且也可以相對(duì)于垂直線傾斜。X射線發(fā)射器I安置在固持裝置4的下側(cè)，使得X射線發(fā)射器I與固持裝置4一同轉(zhuǎn)動(dòng)。在此，X射線發(fā)射器I的未示出的焦點(diǎn)描繪出環(huán)形軌跡。圖中示出X射線發(fā)射器I以及從其上發(fā)射的X射線12處于三個(gè)不同的相對(duì)扭轉(zhuǎn)的位置。
[0027]X射線12照射到患者臥床10下方的X射線探測(cè)器11上，該X射線探測(cè)器11處在X射線放射器I的光學(xué)軸線16的方向上。借助與X射線管I 一同轉(zhuǎn)動(dòng)的X射線準(zhǔn)直儀14，發(fā)射出的錐形X射線12可以朝向旋轉(zhuǎn)軸線3的方向有所傾斜。由此并且通過X射線準(zhǔn)直儀14與旋轉(zhuǎn)軸線3的間距(該間距針對(duì)固持裝置4與X射線探測(cè)器11之間的當(dāng)前距離予以選擇)，確保了 X射線12與X射線發(fā)射器的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)位置無關(guān)地總是照射到X射線探測(cè)器11平面的相同表面上。
[0028]為了運(yùn)行按照本發(fā)明的設(shè)備可以實(shí)施兩種方法:一個(gè)是2D投影成像，另一個(gè)是合成層析成像。2D投影成像近似于傳統(tǒng)的X光影像。X射線發(fā)射器I鎖止在固持裝置4內(nèi)，并且相應(yīng)地向著患者定位。所產(chǎn)生的X光影像圖是按高幀頻拍攝的一系列二維投影圖。
[0029]對(duì)于合成層析成像，在圖像獲取過程中X射線發(fā)射器I是旋轉(zhuǎn)的。例如以每秒鐘轉(zhuǎn)一圈的速度發(fā)生旋轉(zhuǎn)，并且X射線發(fā)射器在此以脈沖模式運(yùn)行。在此，根據(jù)所獲取的圖像數(shù)據(jù)可以借助具有相對(duì)較高圖像刷新頻率的圓形層析合成法實(shí)現(xiàn)體積成像。例如層析合成體積的整體更新可以是IHz的頻率。局部更新可以具有更高的幀頻，如前述所引用的公開文本DE 10 2009 043 421 Al所描述。重建的層析合成體積的可視化或者對(duì)體積或局部體積逐層地或者構(gòu)建三維圖像地實(shí)現(xiàn)，其中在使用剪裁平面的情況下可以隱去患者的干擾區(qū)域。例如可以在可視圖像中去除椎骨或肋骨。
[0030]圖2示出圖1的按照本發(fā)明的局部細(xì)節(jié)的俯視圖。可以看到沿旋轉(zhuǎn)方向6圍繞旋轉(zhuǎn)軸線3可轉(zhuǎn)動(dòng)的盤形的固持裝置4。在設(shè)置于固持裝置4內(nèi)的導(dǎo)向槽15的端部上安置有X射線發(fā)射器I。在固持裝置4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，X射線發(fā)射器I的焦點(diǎn)2描繪出一個(gè)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線3的環(huán)形軌跡13。在導(dǎo)向槽15的另一個(gè)端部安裝有平衡配重5，用于在旋轉(zhuǎn)時(shí)避免出現(xiàn)不平衡。
[0031]通過焦點(diǎn)2和旋轉(zhuǎn)軸線3之間的半徑R還決定了可實(shí)現(xiàn)的合成層析成像質(zhì)量，該旋轉(zhuǎn)軸線3預(yù)先給定了最大的層析合成角度。因此在按照本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施方式中建議，通過X射線發(fā)射器I的平移改變半徑R。在此，X射線發(fā)射器I和平衡配重5在導(dǎo)向槽15內(nèi)朝向旋轉(zhuǎn)軸線3 移動(dòng)。
[0032]在圖3中示出這種已移動(dòng)的位置。X射線發(fā)射器I和平衡配重5從端部位置沿移動(dòng)方向7移動(dòng)，由此焦點(diǎn)移動(dòng)半徑被縮小。在其他方面，圖3所示與圖2相同。
[0033]所建議的設(shè)備和所屬方法還可以有另外的應(yīng)用方式。在實(shí)時(shí)立體X光成像中，可以通過在相應(yīng)兩個(gè)沿X射線發(fā)射器I的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的固定位置上的圖像獲取，從而獲得立體圖像對(duì)。同樣地，在進(jìn)行活體組織檢查或?qū)Ч懿迦霗z查時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管插入器械的空間實(shí)時(shí)定位。在動(dòng)態(tài)供血成像中，借助層析合成實(shí)現(xiàn)時(shí)間序列的重建，用于跟蹤注射的X光造影溶劑的運(yùn)動(dòng)，以便獲得功能性的組織參數(shù)。
[0034]附圖標(biāo)記列表
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種用于合成層析成像的設(shè)備，其具有X射線發(fā)射器(I)、X射線探測(cè)器(11)和圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(3)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置的固持裝置(4)，所述X射線發(fā)射器(I)如此安置在所述固持裝置(4)上，使得所述X射線發(fā)射器(I)的光學(xué)軸線(16)指向所述X射線探測(cè)器(11)，并且使得在所述固持裝置(4)旋轉(zhuǎn)時(shí)所述X射線發(fā)射器(I)的焦點(diǎn)描繪出環(huán)形軌跡(13)，其特征在于，所述X射線發(fā)射器(I)向著旋轉(zhuǎn)軸線(3)的方向(7)可移動(dòng)地安置。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于具有平衡配重(5)，該平衡配重與所述X射線發(fā)射器(I)對(duì)置地、相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線(3)對(duì)稱地安置在所述固持裝置(4)上。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述平衡配重(5)具有所述X射線發(fā)射器(I)的質(zhì)量。
4.如權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于，所述平衡配重(5)向著旋轉(zhuǎn)軸線(3)的方向(7)可移動(dòng)地安置。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述固持裝置(4)被設(shè)計(jì)為盤形。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于具有X射線準(zhǔn)直儀(14)，其沿光學(xué)軸線(16)的方向如此安置在所述X射線發(fā)射器(I)的前面，使得所述X射線準(zhǔn)直儀(14)與所述X射線發(fā)射器(I) 一同旋轉(zhuǎn)。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述固持裝置(4)被設(shè)計(jì)為可移動(dòng)的和/或可傾斜的。
8.一種用于合成層析成像的設(shè)備的運(yùn)行方法，按此方法，圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(3)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置的固持裝置 (4)旋轉(zhuǎn)，與所述固持裝置(4)相連接的X射線發(fā)射器(I)的焦點(diǎn)(2)由此描繪出環(huán)形軌跡(13)，其特征在于，所述X射線發(fā)射器(I)向著旋轉(zhuǎn)軸線(3)的方向移動(dòng)。
9.一種透視檢查設(shè)備，其具有如前述權(quán)利要求1至7之一所述的設(shè)備。
【文檔編號(hào)】H05G1/02GK103705261SQ201310435323
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月1日
【發(fā)明者】F.登納林 申請(qǐng)人:西門子公司