CN101528130A - 射线照相设备 - Google Patents

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Abstract

对于与呼吸相关的锥形束CT扫描，我们已经观察到帧率的提高实际上是不期望的。因此，我们提出一种射线照相设备，包括：辐射束以及用于该辐射束的检测器，适于在通过要研究的周期性变化的对象后获得该束的二维图像；处理器，适于检查图像并选择在周期中的相似点处的图像；以及用于辐射束的控制装置，适于周期性地激活该束。该控制装置可以以在0.5和5赫兹之间的频率激活该束，更优选地以在1和3赫兹之间的频率激活该束，该频率(大约)对应于在周期变化的频率的6到10倍之间的频率。如果周期的被选择的点是其末端，则将是有帮助的，因为这些区域中的改变率处于最小值。因此，两个周期之间的轻微不匹配于是将只具有小的影响。典型地，对象将是患者，并且周期变化将是患者的呼吸周期。

Description

射线照相设备
技术领域
本发明涉及射线照相设备，包括单独操作或与放疗设备结合(例如与其集成)的这种设备。
背景技术
锥形束计算机断层成像(CBCT)扫描仪是众所周知的，并且产生患者的内部结构的有用图像。作为诊断工具，它们是无价的，并且还可以结合放疗设备使用以产生器官位置的实时定位验证以及甚至产生治疗辐射的实时引导。
然而，如果患者不是静止的，则这种扫描会遇到困难。由多个二维图像计算三维断层图像，并且必须进行图像是相同结构的图像的假设。如果患者(或患者的部分)在图像之间已经移动，则这导致断层成像的劣化和/或图像伪影。以呼吸和心动周期的形式，这种移动当然是不可避免的。
通常，允许更高帧率的设备的改进被认为是期望的。这些改进允许在更短时间内收集更多图像，导致改进的三维断层成像和/或对患者的减少的时间要求。
为了克服呼吸伪影的问题，我们已经提出了与呼吸周期相关联的CBCT扫描。这可以通过检测呼吸周期并相应地选通(gating)扫描仪或通过扫描患者并从图像内容确定特定图像的周期相位来完成。WO2004/06464和WO2004/066211描述了这种系统和用于确定特定图像的相位的适当算法。这允许在计算前丢弃具有“错误”相位的图像。这种与呼吸相关的CBCT(RCCBCT)允许获得靠近肺和/或横隔膜的结构的好质量的图像。
发明内容
对于RCCBCT，我们已经观察到帧率的提高实际上是不期望的。替代获得更多图像(或更快地获得相同数目的图像)，更高帧率仅仅导致被选择算法丢弃的更多数目的图像。这意味着没有图像质量或采集所需要的时间的改进，并且患者暴露于更大辐射剂量而没有任何相应益处。
因此，我们提出一种射线照相设备，包括：辐射束和用于该辐射束的检测器，适于在通过要研究的周期性变化的对象后获得该束的二维图像；处理器，适于检查图像并选择在周期中的相似点处的图像；以及用于辐射束的控制装置，适于周期性地激活该束。
该控制装置可以以在0.5和5赫兹之间的频率激活该束，更优选地以在1和3赫兹之间的频率激活该束。该频率理想地(大约)对应于在周期变化的频率的6到10倍之间的频率。
如果所述周期的被选择的点是所述周期的末端(extremity)，则将是有帮助的，因为这些区域的改变率处于最小值。因此，两个周期之间的轻微不匹配于是将只具有小的影响。
典型地，对象将是患者，并且周期变化将是患者的呼吸周期。
附图说明
现在将参照附图作为例子来描述本发明的实施例，在附图中：
图1是根据本发明的锥形束CT扫描仪的沿着其旋转轴来看的视图；
图2是并入这种扫描仪的系统的示意图；
图3示出包括本发明的扫描仪的治疗设备；以及
图4示出根据本发明对辐射传递进行定相(phasing)的效果。
具体实施方式
图1示出锥形束CT扫描仪。患者10在床12上被支撑，该床可以具有任何适合的设计。床典型地允许调整患者的升高和纵向位置，并且这可以根据需要被提供。
布置x射线源14以投射通常指向患者的等中心18的宽的辐射束16。源14可围绕等中心18在旋转支撑物20上旋转。该支撑物可以是例如围绕患者10和床12的安装了源的环或圆环的形式，或者它可以是C型臂，或者允许源旋转的任何适当的支撑物，或其任何组合。
二维平板检测器22也被安装在支撑物20上，与源14相对并且被布置为与该源同步旋转。如果支撑物包括C型臂，则这可以通过在相对的臂上安装检测器来实现。
因此，由源14发射的辐射部分地由患者吸收，并且衰减的信号由平板检测器22检测。源14和检测器22然后被旋转索引，并获得新的图像。重复该过程直到采集到足够的图像来重建体数据、典型地一个完整旋转。
图2整体地示出该系统。示出了图1的扫描仪，以及将源14、检测器22和旋转支撑物20连接到多个计算装置24、26的电缆，该多个计算装置处理所生成的包括图像、源强度(等)和旋转支撑物位置的数据。数据经由任何适当的装置被输出，该装置通常被描绘为监视器28但不限于此，并且该系统由任何适当的输入装置控制，该输入装置又通常被描绘为键盘30但同样不特别地限于此。
如上所述，我们已经发现在锥形束CT系统的重建的体数据中存在伪影，我们已经将其追溯到患者的呼吸运动。为了克服或减轻这些伪影，通过计算装置24、26对所采集的投影图像应用呼吸相关技术。
为了帮助该过程，在32处提供呼吸控制系统以在采集投影图像的同时监视患者呼吸的相位。在完成采集时，可以从完整的组中选择具有可比较的呼吸相位的投影图像，并且将这些投影图像用于使用锥形束CT技术重建体数据。作为结果，可以选择任何相位或任何相位范围，并且因此如果期望，则可以研究呼吸的影响。
作为呼吸控制系统的替代，可以使用(多个)投影图像中的特征来确定呼吸相位，例如患者的横隔膜的位置。这然后可以被用于选择要在投影过程中使用的相关图像。
提供包括灯34和蜂鸣器36的警报系统，以在视觉上和在听觉上提醒患者，以便确保呼吸的常规幅度和模式。当然可以采用其他警报，例如包括(例如)可移动设备在内的其他形式的视觉提醒，以及包括(例如)扬声器、敲击设备或任何其他形式的可控声音产生设备在内的其他形式的听觉提醒。
作为呼吸控制系统的另一替代，可以分析图像以确定它们的相位和被选择使用的适当图像。在WO2004/066211中阐述了这种分析的实例，在此通过引用并入其内容。提醒读者的是，WO2004/066211的公开内容被认为是与本申请相关，并且如果必要的话，可以被用作本申请的修改来源。
图3示出包括治疗辐射源38的系统，该治疗辐射源38被布置用于发射适当地校准的治疗辐射束40。这允许同时扫描和治疗。如果来自源14的辐射在治疗期间持续，则依赖于患者的呼吸周期，射线照相设备的输出可以被用于控制来自源38的治疗辐射的传递。这确保在传递辐射时肿瘤在正确位置中。
这种监视当然意味着丢弃许多图像。为了限制施加到患者上的剂量，因此，如图4中所示，源14是脉冲式的。典型的呼吸周期42具有大约4秒的周期，即，大约0.25Hz的频率。因此，2Hz的脉冲率产生每个呼吸周期大约8次扫描44。如果我们(任意地)选择呼吸周期中的特定点，则可以看到靠近每个周期中的该点获得图像46、48。即使(如图4中所示)呼吸周期只有大约0.25Hz，这也适用，并且因此脉冲率不是呼吸周期的精确倍数。对应于其限制之一的呼吸周期中的点的选择将有帮助，因为在该点的改变率较小。
当然将理解的是，可以对上述实施例进行许多改变而不偏离本发明的范围。

Claims (8)

1.一种射线照相设备，包括：辐射束以及用于该辐射束的检测器，适于在通过要研究的周期性变化的对象后获得该束的二维图像；处理器，适于检查图像并选择在周期中的相似点处的图像；以及用于该辐射束的控制装置，适于周期性地激活该束。
2.如权利要求1所述的射线照相设备，其中该控制装置以在0.5和5赫兹之间的频率激活该束。
3.如权利要求1所述的射线照相设备，其中该控制装置以在1和3赫兹之间的频率激活该束。
4.如权利要求1所述的射线照相设备，其中该控制装置以在周期变化的频率的6到10倍之间的频率激活该束。
5.如前述权利要求中任一所述的射线照相设备，其中所述周期的被选择的点是所述周期的末端。
6.如前述权利要求中任一所述的射线照相设备，其中所述对象是患者。
7.如权利要求6所述的射线照相设备，其中所述周期变化是患者的呼吸周期。
8.一种基本上如在此参照附图所公开的和/或如在附图中所示的射线照相设备。
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