CN101204330A

CN101204330A - X射线ct设备

Info

Publication number: CN101204330A
Application number: CNA2007103066956A
Authority: CN
Inventors: 饭作新一; 关口淳子
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2008-06-25
Also published as: US7912175B2; US20080292045A1; JP4823050B2; JP2008148917A

Abstract

本发明针对获得用于正确执行对比成像的X射线CT设备。X射线CT设备包括成像单元和用于控制成像单元的控制单元。控制单元包括：用于执行监测扫描的第一控制单元，以监测造影剂到达沿对象体轴设定的主扫描成像范围内的主扫描起始位置中的感兴趣区或在扫描前进方向上起始位置之前设定的第一监测位置，并且当造影剂到达时，开始主扫描；以及第二控制单元，用于在主扫描到达第二检测位置时监测造影剂是否到达在扫描前进方向上的成像范围内的主扫描起始位置向前侧上提供的第二监测位置中的感兴趣区，并且当造影剂到达第二监测位置时，继续主扫描，以及当造影剂还未到达第二监测位置时，执行用于监测造影剂到达的监测扫描。

Description

X射线CT设备

技术领域

本发明涉及X射线CT(计算机断层摄影)设备，以及更具体地涉及用于捕获其中注入造影剂的对象图像的X射线CT设备。

背景技术

在用于捕获其中注入造影剂的对象图像的X射线CT设备中，在主扫描之前，在用低于主扫描剂量的剂量执行的监测扫描中在造影剂到达感兴趣区(ROI)的同时开始螺旋扫描。在该情况下，在上述扫描开始之后，用恒定的前进速度执行螺旋扫描(例如，参见公开号为No.Hei09(1997)-327454)的日本未经审查的专利公开物)。

发明内容

在结合使用多通道X射线探测器或平面X射线探测器和锥形束X射线的X射线CT设备中，由于三维图像重构造成的螺旋螺距增加和在体轴方向上的探测器宽度增加，使得螺旋扫描的前进速度增加。结果，存在如此的情况以致螺旋扫描快于造影剂随血流的移动，因此不能正确执行对比成像。

本发明的目的是为了获得用于正确执行对比成像的X射线CT设备。

用于解决上述问题的本发明提供X射线CT设备，包括：基于通过用X射线对其中注入造影剂的对象进行扫描获得的投影数据用于重构图像的成像单元；以及用于控制成像单元的控制单元。控制单元包括：用于执行监测扫描的第一控制单元，以监测造影剂到达沿对象体轴设定的主扫描成像范围内的主扫描起始位置中的感兴趣区或在扫描前进方向上起始位置之前设定的第一监测位置，并且当造影剂到达时，开始主扫描；以及第二控制单元，用于在主扫描到达第二检测位置时监测造影剂是否到达在扫描前进方向上的成像范围内的主扫描起始位置向前侧上提供的第二监测位置中的感兴趣区，并且当造影剂到达第二监测位置时，继续主扫描，以及当造影剂还未到达第二监测位置时，执行用于监测造影剂到达的监测扫描。

该控制单元通过利用在监测位置中重构切片图像获得的图像探测造影剂来监测造影剂的到达。基于在感兴趣区中的CT数目来探测造影剂。第二控制单元分配第二监测位置中的图像重构比其它成像范围内的图像重构更高的优先权。

在对象的体轴方向上将多个监测位置间隔地设定为第二监测位置。可以设定其中监测造影剂到达的多个感兴趣区。X射线是锥形束X射线。扫描是螺旋扫描。

根据本发明，X射线CT设备包括：基于通过用X射线对其中注入造影剂的对象进行扫描获得的投影数据用于重构图像的成像单元；以及用于控制成像单元的控制单元。控制单元包括：用于执行监测扫描的第一控制单元，以监测造影剂到达沿对象体轴设定的主扫描成像范围内的主扫描起始位置中的感兴趣区或在扫描前进方向上起始位置之前设定的第一监测位置，当造影剂到达时，开始主扫描；以及第二控制单元，用于在主扫描到达第二检测位置时监测造影剂是否到达在扫描前进方向上的成像范围内的主扫描起始位置向前侧上提供的第二监测位置中的感兴趣区，当造影剂到达第二监测位置时，继续主扫描，并且当造影剂还未到达第二监测位置时，执行用于监测造影剂到达的监测扫描。这样，可以获得用于正确执行对比成像的X射线CT设备。

附图说明

图1是示出作为最佳模式实例的用于执行本发明的X射线CT设备构造的图示；

图2是示出作为最佳模式实例的用于执行本发明的X射线CT设备构造的图示；

图3是示出X射线照射/探测设备构造的图示；

图4是示出X射线探测器的X射线入射平面构造的图示；

图5是示出对比成像操作的流程图；

图6是示出成像范围和造影剂监测位置的图示。

具体实施方式

下面参照附图对用于执行本发明的最佳模式进行说明。但是本发明并不限于用于执行本发明的最佳模式。图1示出X射线CT设备的示意构造。该设备是用于执行本发明最佳模式的实例。利用该设备的构造，将描述关于X射线CT设备的用于执行本发明最佳模式的实例。利用该设备的操作，将描述关于扫描控制方法的用于执行本发明最佳模式的实例。

所述设备具有台架100，台200，以及操作者控制台300。台架100用X射线照射/探测设备110对由台200运送的对象10进行扫描，以收集投影数据的多个视图，并且将投影数据输入到操作者控制台300。

操作者控制台300基于来自台架100的投影数据输入重构图像，并在显示器302上显示重构的图像。由操作者控制台300中的专用计算机执行图像重构。用于图像重构的计算机、台架100，以及台200是本发明中成像单元的实例。

操作者控制台300控制台架100和台200的操作。该控制由操作者控制台300中的专用计算机执行。在本发明中计算机包括控制单元301。在本发明中控制单元301还包括第一控制单元311和第二控制单元312。控制单元301还控制图像重构。

在操作者控制台300的控制下，台架100执行具有预定扫描参数的扫描，并且台200定位对象10，从而扫描预定区域。通过调节顶板202的高度和由嵌入式位置调节机构调节顶板上支架204的水平行进距离来执行所述定位。

通过在支架204停止的状态下执行扫描，可执行轴向扫描。通过连续执行多次扫描，同时连续移动支架204，可进行螺旋扫描。通过在每一停止位置中执行扫描，同时间歇地移动支架204，可执行束扫描(cluster scan)。

通过使得支柱206围绕到基底208的附着部分绕中心摆动来调节顶板202的高度。通过支柱206的摆动，顶板202移动到垂直和水平位置。支架204在水平方向上在顶板202上移动，从而抵消顶板202在水平方向上的移动。依赖于扫描参数，在台架100倾斜的状态下执行扫描。台架100通过嵌入式倾斜机构而倾斜。

台200可以是如图2所示的其中顶板202垂直于基底208移动的类型。顶板202通过嵌入式的上升机构在垂直方向上移动。在台200中，不会发生顶板202的伴随垂直移动的水平行进。

图3示意示出X射线照射/探测设备110的构造。X射线照射/探测设备110由X射线探测器150探测自X射线管130的焦点132发射的X射线134。

X射线134由未示出的准直器形成为锥形束或扇形束X射线。X射线探测器150具有X射线入射平面，其相应于X射线的传播进行二维延伸。X射线入射平面152弯曲，从而构成沿柱面的一部分。柱面的中心线经过焦点132。

X射线照射/探测设备110围绕经过成像中心的中心轴线也就是等角点O旋转。中心轴线平行于柱面的中心轴线，由X射线探测器150形成所述柱面的一部分。

旋转中心轴线的方向设定为z方向，从等角点O延伸到焦点132的方向设定为y方向，以及垂直于z方向和y方向的方向设定为x方向。x，y和z轴是将z轴用作中心的旋转坐标系统的三个轴。

图4是X射线探测器150的X射线入射平面152的示意平面图。在X射线入射平面152中，探测单元154在x和z方向上二维设置。也就是，X射线入射平面152是探测单元154的二维阵列。在使用扇形束X射线的情况下，X射线入射平面152可以是探测单元154的一维阵列。

每一探测单元154起到X射线探测器150的探测通道的作用。因此，X射线探测器150采取多通道X射线探测器的形式。探测单元154例如由闪烁器和光电二极管的组合形成。

将描述设备的对比成像。图5是对比成像的流程图。对比成像在操作者控制台300的控制下进行。如图5所示，在步骤501中设定成像范围。成像范围由操作者用操作者控制台300设定。结果，例如，设定如图6所示的成像范围L。成像范围L是从对象10体轴上的位置A到位置B的范围。

在步骤503中，设定造影剂监测位置。造影剂监测位置由操作者用操作者控制台300设定，或者可相关于成像范围L的设定自动设定。例如，设定如图6所示的造影剂监测位置a，b，c和d。虽然在此描述的是造影剂监测位置数目为四的情况，但是将要设定的造影剂监测位置的数目并不限于四个，而是可为合适的数目。此后，造影剂监测位置还将简称为监测位置。

监测位置“a”是造影剂通路的最上面位置，以及监测位置“b”，“c”和“d”依次为监测位置“a”下游的位置。监测位置“a”设定在成像范围之外，以及监测位置“b”，“c”和“d”设定在成像范围内。监测位置“a”可设定在成像范围内的最上部位置A中。监测位置“a”相应于本发明的第一监测位置，以及监测位置“b”，“c”和“d”相应于本发明的第二监测位置。

在步骤505中，执行基础扫描。在每一监测位置“a”，“b”，“c”和“d”处在未将造影剂注入对象10的状态下执行基础扫描，从而分别在监测位置“a”，“b”，“c”和“d”下获得切片图像12a，12b，12c和12d。

在步骤507中，设定ROI。ROI设定由操作者用操作者控制台300进行。例如，对于切片图像12a，12b，12c和12d分别设定感兴趣区(ROI)14a，14b，14c和14d。感兴趣区(ROI)是希望造影剂通过其中的体内区域，虽然对于每一切片图像设定一个感兴趣区，但是对于每一切片图像可以设定多个感兴趣区。在切片图像中的感兴趣区的数目可变化。

在步骤509中，执行监测扫描。监测扫描是用低于主扫描剂量的剂量执行的扫描以便监测造影剂的到达，后面将对主扫描进行描述。监测扫描与将造影剂注入到对象10内同时开始。首先在监测位置“a”处执行监测扫描，从而获得切片图像12a。

在步骤511中，由操作者控制台300确定CT数目是否超过阈值。CT数目是ROI14a的。确定所述阈值，以便大于造影剂没有流入ROI14a时的CT数目，且小于造影剂流入ROI14a时的CT数目。

当CT数目未超过所述阈值时，程序返回到步骤509，并继续监测扫描。更新切片图像12a，并且所更新的切片图像12a的CT数目经受步骤511的确定。对于CT数目未超过阈值的时刻，重复步骤509和511中的操作。

当造影剂到达监测位置“a”以及ROI14a中的CT数目超过阈值时，在步骤511中确定CT数目超过阈值。也就是，探测到造影剂到达监测位置“a”。通过探测到造影剂的到达，程序转到步骤513。

在步骤513中，开始主扫描。主扫描是用于获取真正用来诊断等的切片图像的扫描。从成像范围L的最上面开始螺旋扫描。并行于扫描，还执行图像重构。通过螺旋扫描，执行其扫描位置从成像范围L的一端A转换到另一端B的扫描。扫描位置连续改变。第一控制单元311控制从监测扫描的开始到主扫描的开始。

代替螺旋扫描，可进行束扫描。在束扫描的情况下，逐步改变扫描位置。虽然下面将描述利用螺旋扫描的例子，但是该描述类似于束扫描的描述。

在步骤515中，确定是否存在下一个监测位置。由于设定了下一监测位置“b”，程序转到步骤517。在步骤517中，在监测位置“b”中完成扫描之后，立即执行图像重构。也就是，在直到那时为止并行重构的其它图像之前，重构切片图像12b。结果，在监测位置“b”中可立刻获得切片图像12b。

在步骤519中，确定CT数目是否超过阈值。相对于切片图像12b的ROI14b进行所述确定。当设定多个ROI14b时，确定任何CT数目是否超过阈值。可替换的，可确定多个ROI的CT数目的平均值是否超过阈值。在下面的描述中，其被类似地应用。

当ROI14b的CT值未超过阈值时，程序返回到步骤509的监测扫描。在监测位置“b”执行步骤509中的监测扫描。更新切片图像12b，并且相对于所述图像，在步骤511中确定ROI14b中的CT数目是否超过阈值。

对于CT数目未超过阈值的时间，继续监测扫描，并且相对于获得的每一切片图像，基于所述阈值确定ROI14b中的CT数目。当CT数目未超过阈值时，其显示造影剂未到达监测位置。在这种情况下，在监测位置“b”中执行监测扫描的同时，程序等待造影剂的到达。

当造影剂达到监测位置“b”以及ROI14b中的CT数目超过阈值时，基于步骤511中的确定，程序转到步骤513并开始扫描。采用这种方式，从监测位置“b”重新开始螺旋扫描。

另一方面，在步骤519中确定ROI14b中的CT数目超过阈值的情况下，程序返回到步骤515，并确定是否存在下一个监测位置。由于设定了下一监测位置“c”，在步骤517中在监测位置“c”中重构切片图像12c。在步骤519中，确定ROI 14c的CT数目是否超过阈值。

在下文中，相对于监测位置“c”和“d”，执行类似于对监测位置“b”的那些操作。当在步骤521中不存在下一监测位置时，执行扫描到成像范围L的终点，并且完成扫描。如上所述，在扫描过程中不管造影剂是否到达监测位置，当造影剂未到达监测位置时，程序在执行监测扫描的同时，等待造影剂的到达。在确定造影剂已经到达监测位置之后，继续螺旋扫描。结果，在整个成像范围L内可正确执行对比成像。由第二控制单元312根据监测的结果执行监测位置“b”，“c”，“d”的监测和扫描的控制。

在不预设监测位置的情况下，在成像范围中的多个位置中可自动执行扫描过程中的造影剂的连续探测。当造影剂还未到达监测位置时，可在所述位置中执行监测扫描。

Claims

1.一种X射线CT设备，包括：基于通过用X射线对其中注入造影剂的对象进行扫描获得的投影数据用于重构图像的成像单元；以及用于控制成像单元的控制单元(301)，

其中所述控制单元(301)包括：

用于执行监测扫描的第一控制单元(311)，以监测造影剂到达沿对象体轴设定的主扫描成像范围(L)内的主扫描起始位置中的感兴趣区或在扫描前进方向上起始位置之前设定的第一监测位置，并且当造影剂到达时，开始主扫描；以及

第二控制单元(312)，用于在主扫描到达第二检测位置时监测造影剂是否到达在扫描前进方向上的成像范围内的主扫描起始位置向前侧上提供的第二监测位置中的感兴趣区，并且当造影剂到达第二监测位置时，继续主扫描，以及当造影剂还未到达第二监测位置时，执行用于监测造影剂到达的监测扫描。

2.根据权利要求1所述的X射线CT设备，其中所述控制单元(310)通过利用在监测位置中重构切片图像获得的图像探测造影剂来监测造影剂的到达。

3.根据权利要求2所述的X射线CT设备，其中所述造影剂基于感兴趣区中的CT数目来被探测。

4.根据权利要求2所述的X射线CT设备，其中所述第二控制单元(312)分配第二监测位置中的图像重构比其它成像范围内的图像重构更高的优先权。

5.根据权利要求1所述的X射线CT设备，其中在对象的体轴方向上将多个监测位置间隔地设定为第二监测位置。

6.根据权利要求1所述的X射线CT设备，其中能够设定其中监测造影剂到达的多个感兴趣区。

7.根据权利要求1所述的X射线CT设备，其中所述X射线是锥形束X射线。

8.根据权利要求1所述的X射线CT设备，其中所述扫描是螺旋扫描。