CN105433973B

CN105433973B - Ct扫描设备、ct系统和控制过滤器组件的方法及装置

Info

Publication number: CN105433973B
Application number: CN201511020860.2A
Authority: CN
Inventors: 楼珊珊; 王洪波
Original assignee: Neusoft Medical Systems Co Ltd
Current assignee: Neusoft Medical Systems Co Ltd
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2018-09-18
Anticipated expiration: 2035-12-30
Also published as: US10709396B2; US20170188984A1; CN105433973A

Abstract

本申请提供一种CT扫描设备、CT系统和控制过滤器组件的方法及装置，其中，CT扫描设备包括：机架；设置于机架内部随机架一起绕Z轴旋转的X射线发生器、过滤器组件、探测器，所述Z轴为被检测患者的体轴；驱动所过滤器组件相对于X射线发生器发射的X射线运动的过滤器驱动电机；其中，过滤器组件包括：环形凹槽结构的过滤器、一个承载所述过滤器的圆盘、一个与所述圆盘连接的驱动轴；圆盘在过滤器驱动电机的驱动下绕驱动轴的轴向旋转；驱动轴的轴向平行于X射线中心光束的出射方向；过滤器的槽体厚度在环形凹槽结构的周向方向和径向方向上是变化的。采用本公开提供的CT扫描设备可以有效降低扫描辐射剂量，提升CT图像质量。

Description

CT扫描设备、CT系统和控制过滤器组件的方法及装置

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种CT扫描设备、CT系统和控制过滤器组件的方法及装置。

背景技术

在CT设备扫描过程中，CT设备的过滤器设置于X射线源和患者的被检测部位之间。过滤器的作用有两个：一、吸收低能X射线，这些低能射线对CT图像的形成没有积极作用，且增加了患者的照射剂量；二、使穿过过滤器和受检者的投射线束的能量分布达到均匀硬化，即使到达探测器的射线硬度一致，得到质量较好的CT图像。

相关技术在CT扫描过程中，对于患者的不同被检测部位、以及对同一检测部位旋转一周扫描时，通常使用一个固定形状的过滤器，然而由于人体不同扫描部位的横截面不同，以及对同一检测部位进行一周扫描时不同扫描角度下X射线穿过人体的厚度不同，因此，使用相同的固定形状的过滤器难以获取扫描X射线的有效分布，进而无法为患者提供较好的剂量保护和提供高质量的CT图像。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种CT扫描设备、CT系统和控制过滤器组件的方法及装置，可以降低扫描辐射剂量，提升图像质量，提高扫描效率。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，提供一种CT扫描设备，包括：机架；设置于所述机架内部随所述机架一起绕Z轴旋转的X射线发生器、过滤器组件、探测器，所述Z轴为被检测患者的体轴；驱动所述过滤器组件相对于所述X射线发生器发射的X射线运动的过滤器驱动电机；

其中，所述过滤器组件包括：环形凹槽结构的过滤器、一个承载所述过滤器的圆盘、一个与所述圆盘连接的驱动轴；所述圆盘在所述过滤器驱动电机的驱动下绕所述驱动轴的轴向旋转；所述驱动轴的轴向平行于X射线中心光束的出射方向；所述过滤器的槽体厚度在所述环形凹槽结构的周向方向和径向方向上是变化的。

可选的，所述过滤器为一个分离形状过滤器，所述分离形状过滤器包括若干个被检测部位对应的过滤器区域，各个所述过滤器区域的槽体厚度不同。

可选的，所述过滤器为目标被检测部位对应的一个连续形状过滤器，所述连续形状过滤器的槽体厚度随视角的变化而连续变化，其中，所述视角为X射线的入射方向与所述目标被检测部位X方向的夹角。

可选的，所述圆盘上设置有一个或多个所述连续形状过滤器；所述多个连续形状过滤器分别对应不同的被检测部位。

可选的，所述过滤器的径向截面为蝴蝶结形。

可选的，所述过滤器组件中的过滤器位于所述X射线发生器下方；或者，所述过滤器组件设置于所述X射线发生器的腔体内部，所述过滤器位于阳极焦点和出射窗之间。

可选的，所述过滤器采用铝合金制成。

第二方面，本公开还提供了一种控制过滤器组件的方法，应用于CT系统的控制器中，对上述任一所述的CT扫描设备的过滤器组件进行控制，所述方法包括：

获取患者被检测部位的位置信息；

根据所述被检测部位的位置信息控制过滤器移动，以满足所述被检测部位对应的X射线衰减需求。

可选地，所述根据所述被检测部位的位置信息控制过滤器移动，包括：

当所述圆盘上设置有一个分离形状过滤器时，控制所述圆盘绕X射线出射方向旋转至目标过滤器区域所在位置。

当所述圆盘上设置有一个连续形状过滤器时，根据被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求，控制所述圆盘绕X射线出射方向按照预设方式连续旋转。

当所述圆盘上设置有不同被检测部位分别对应的多个连续形状过滤器时，将当前被检测部位对应的目标连续形状过滤器移至预设位置，使X射线的中心光束从所述目标连续形状过滤器的凹槽底部中心位置穿过；

根据所述当前被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求，控制所述圆盘绕X射线出射方向按照预设方式连续旋转，使X射线光束在所述圆盘绕驱动轴轴向旋转的过程中始终从所述目标连续形状过滤器的凹槽穿过。

第三方面，对应上述控制过滤器组件的方法，本公开还提供了一种控制过滤器组件的装置，设置于CT系统的控制器中，对上述任一所述的CT扫描设备中的过滤器组件进行控制，所述装置包括：

位置获取模块，用于获取患者被检测部位的位置信息；

控制模块，用于根据所述被检测部位的位置信息控制过滤器移动，以满足所述被检测部位对应的X射线衰减需求。

可选的，所述控制模块包括：

第一控制单元，用于在所述圆盘上设置有一个分离形状过滤器的情况下，控制所述圆盘绕X射线出射方向旋转至目标过滤器区域所在位置。

可选的，所述控制模块包括：

第二控制单元，用于在所述圆盘上设置有一个连续形状过滤器的情况下，根据被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求，控制所述圆盘绕X射线出射方向按照预设方式连续旋转。

可选的，所述控制模块包括：

第三控制单元，用于在所述圆盘上设置有不同被检测部位分别对应的多个连续形状过滤器的情况下，将当前被检测部位对应的目标连续形状过滤器移至预设位置，使X射线的中心光束从所述目标连续形状过滤器的凹槽底部中心位置穿过；

第四控制单元，用于根据所述当前被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求，控制所述圆盘绕X射线出射方向按照预设方式连续旋转，使X射线光束在所述圆盘绕驱动轴轴向旋转的过程中始终从所述目标连续形状过滤器的凹槽穿过。

第四方面，本公开还提供了一种CT系统，包括：上述任一所述的CT扫描设备、控制设备、图像重建设备、计算机；

其中，所述控制设备内设置有上述任一所述的控制过滤器组件的装置；

所述控制设备控制所述驱动设备带动所述CT扫描设备中的机架对患者进行扫描；所述CT扫描设备将输出的扫描生数据传输给所述图像重建设备；所述图像处理设备根据所述扫描生数据进行图像重建，并将重建的CT图像发送给计算机进行存储和显示。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

采用本公开提供CT扫描设备对患者不同部位进行CT扫描或者患者的同一部位不同视角下扫描时，可以通过控制过滤器组件中的圆盘旋转，即可轻松实现对具有不同X射线衰减性能的过滤器区域的切换，改善了X射线的有效分布，从而为患者提供更好的剂量保护，进而提高CT图像质量。

附图说明

图1是本公开根据一示例性实施例示出的一种CT系统的示意图；

图2是本公开根据一示例性实施例示出的CT系统的示意图；

图3是本公开根据一示例性实施例示出的CT扫描设备的示意图；

图4是本公开根据一示例性实施例示出的过滤器组件的示意图；

图5是本公开根据一示例性实施例示出的过滤器的示意图；

图6是本公开根据一示例性实施例示出的分离形状过滤器的示意图；

图7-1是本公开根据一示例性实施例示出的头部对应的过滤器区域的径向截面示意图以及对应的X射线衰减曲线；

图7-2是本公开根据一示例性实施例示出的肩部对应的过滤器区域的径向截面示意图以及对应的X射线衰减曲线；

图7-3是本公开根据一示例性实施例示出的胸部对应的过滤器区域的径向截面示意图以及对应的X射线衰减曲线；

图8是本公开根据一示例性实施例示出的同一被检测部位在不同视角下对X射线衰减的示意图；

图9是本公开根据一示例性实施例示出的一种多轨道形状过滤器沿XY平面的剖视图；

图10是本公开根据一示例性实施例示出的一种蝶形径向截面的示意图；

图11是本公开根据一示例性实施例示出的一种X射线发生器的结构示意图；

图12是本公开根据一示例性实施例示出的一种控制过滤器组件的方法流程图；

图13是本公开根据一示例性实施例示出的另一种控制过滤器组件的方法流程图；

图14是本公开根据一示例性实施例示出的另一种控制过滤器组件的方法流程图；

图15是本公开根据一示例性实施例示出的另一种控制过滤器组件的方法流程图；

图16是本公开根据一示例性实施例示出的一种控制过滤器组件的装置框图；

图17是本公开根据一示例性实施例示出的另一种控制过滤器组件的装置框图；

图18是本公开根据一示例性实施例示出的另一种控制过滤器组件的装置框图；

图19是本公开根据一示例性实施例示出的另一种控制过滤器组件的装置框图；

图20是本公开根据一示例性实施例示出的过滤器控制器实施例的结构框图。

附图标记：

100—CT系统；10—机架；11—X射线发生器；12—过滤器组件；13—探测器；14—检查床；15—计算机；151—显示器；152—操作台；153—存储设备；16—过滤器驱动电机；24—检查床驱动控制器；20—机架控制器；21—X射线控制器；22—过滤器控制器；23—数据采集装置；25—图像重建设备；26—控制设备；121—驱动轴；122—圆盘；123—过滤器；111—电子枪阴极；112—阳极靶盘；113—外壳；114—X射线出射窗口；31—头部过滤器区域；32—颈部过滤器区域；33—肩部过滤器区域；34—胸部过滤器区域；35—躯干过滤器区域；41—头部过滤器；42—肩部过滤器；43—胸部过滤器。

具体实施方式

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

CT系统一般包括：扫描设备、计算机系统、检查床，其中：

扫描设备，其作用主要用来完成特定扫描方式的扫描，以获得患者扫描层面的原始数据，供计算机系统进行图像处理，输出CT图像。

检查床，其作用是准确地把患者送到预定或者适当的位置。此处需要说明的是，在一些CT系统中，检查床并不一定是必须的。

计算机系统，实现三种功能：其一，控制整个CT系统：当操作者选用适当的扫描参数启动扫描之后，安排扫描期间内各种事件顺序，其中，包括：X射线发生器和探测器在适当时刻的开和关、传递数据以及系统操作的监控等，接收初始参数，执行检查床及机架的操作，并监视这些操作以保证所有的数据相符合。其二、数据处理，包括数据预处理和图像重建。其三、图像显示。

下面结合图1和图2所示的CT系统的结构示意图，简单描述本公开提供的CT系统。

CT系统100主要包括：扫描设备、检查床14、控制设备26、图像重建设备25、计算机15。

扫描设备包括：安装在支架上的机架10，机架10通常为环形结构，能够绕其轴线Z轴旋转实现对患者200特定部位的CT扫描，其中，Z轴为患者200的体轴方向。检查床14与Z轴平行，能够承载患者200沿Z轴方向穿过机架10运动。

图2所示的CT系统实施例中，机架10内安装有X射线发生器11，在垂直于轴线Z的方向上发射X射线；在机架10上与X射线发生器11相对的位置安装有用于接收X射线的探测器13。机架10内设置有过滤器组件12，其中过滤器组件中的过滤器设置于一圆盘122上，位于X射线发生器11的下方。在扫描过程中，过滤器组件12随X射线发生器11绕Z轴同步旋转，使X射线发生器11发射的X射线经过滤器衰减后，作用于患者200的被检测部位。机架10内部设置有过滤器驱动电机16。在过滤器驱动电机16的驱动下，过滤器组件12可以整体相对于X射线发生器发射的X射线运动，比如平移或旋转，以便于进行过滤器和/或过滤器区域的切换。

本公开实施例提供的过滤器组件，替代相关技术中统一使用的过滤器。该过滤器组件中的过滤器可以满足不同被检测部位和/或同一被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求。关于过滤器组件的结构将在后续过滤器组件实施例部分结合附图3～10作详细描述。

控制设备26，用于控制机架10带动X射线发生器11和探测器13绕Z轴旋转，控制X射线发生器11在旋转过程中发射X射线，并控制过滤器组件运动；本公开实施例中，控制设备26可以包括以下几个模块：

X射线控制器21，用于为X射线发生器11提供能量和时序信号；

过滤器控制器22，用于控制过滤器的起始位置和旋转速度；该部分为本公开相对于相关技术的改进部分，将在后续控制过滤器组件的装置实施例中详细描述。

机架驱动控制器20，用于控制机架的转速和起始位置；

数据采集系统23(data acquisition system，DAS)，用于从探测器13中采集模拟信号，并将上述模拟信号转换为用于后续图像处理的数字信号，将所述数字信号输出给与其相连的图像重建设备25。

图像重建设备25，根据数据采集系统23输出的扫描生数据进行图像重建，获得CT重建图像；

计算机15，用于将操作者输入的命令和参数转化为控制信号或信息发送给控制设备26和/或检查床驱动控制器24；接收并存储图像重建设备25重建的CT图像；还可以包括：显示器151、操作台153、存储设备153；其中，

显示器151，用于显示重建图像和相关数据；

操作台152，用于接收操作者输入的命令和扫描参数；

存储设备153，用于存储大量的重建图像。

基于上述CT系统，本公开提供了一种过滤器组件，下面结合图3～图10对本公开提供的过滤器组件进行详细描述。

参照图3～图5所示的过滤器组件的结构示意图，本公开提供的过滤器组件包括：环形凹槽结构的过滤器123、圆盘122、驱动轴121。其中，过滤器123设置于圆盘122上。圆盘122与一驱动轴121连接，在过滤器驱动电机16的驱动下可绕驱动轴121的轴向旋转。其中，驱动轴121的轴向与X射线中心光束的出射方向即Y轴方向平行。

在本公开一实施例中，驱动轴121的一端可以在圆盘122中心位置处与圆盘122固定连接；或者穿过圆盘122的中心位置与圆盘122固定连接，如图4所示；驱动轴121的另一端与过滤器驱动电机16连接。驱动轴121在过滤器驱动电机16的驱动下，带动圆盘122绕驱动轴121的轴向旋转。在本公开另一实施例中，驱动轴121的一端可以在圆盘122中心位置处与圆盘122活动连接，另一端与过滤器驱动电机连接。在过滤器驱动电机16的驱动下，圆盘122可以绕驱动轴121的轴向旋转。

在本公开实施例中，过滤器组件作为一个整体设置于机架内部，可以随机架一起绕Z轴旋转。在本公开另一实施例中，过滤器组件在过滤器驱动电机16的驱动下可以整体上相对于X射线发生器发射的X射线运动，以便于进行过滤器和/或过滤器区域的切换。

参见图5所示的环形凹槽结构的过滤器的示意图，过滤器123的槽体厚度沿周向和径向是变化的。本公开实施例中，根据槽体厚度的变化方式的不同，可以将上述环形凹槽结构的过滤器分为：分离形状过滤器和连续形状过滤器。

参照图6所示的分离形状过滤器的示意图，分离形状过滤器是指过滤器123按照槽体厚度分布状况可以分为若干过滤器区域，不同过滤器区域的槽体厚度根据不同被检测部位对X射线的衰减需求而定。如图6所示，整个过滤器123可以包括：头部过滤器区域31、颈部过滤器区域32、肩部过滤器区域33、胸部过滤器区域34、躯干过滤器区域35等。本公开提供的分离形状过滤器，可以根据扫描需要包括更多被检测部位比如腰椎、骨盆、四肢等对应的过滤器区域。

参照图7-1至图7-3，示例性地示出了三个被检测部位对应的过滤器区域的径向截面示意图以及对应的X射线衰减曲线。

其中，图7-1示出了头部对应的过滤器区域的径向截面示意图以及对应的X射线衰减曲线。当扫描设备对患者头部进行CT扫描时，驱动电机16驱动圆盘122绕Y轴旋转至分离形状过滤器132的头部过滤器区域，使X射线穿过头部过滤器区域31。曲线A为头部过滤器区域31对应的X射线衰减曲线，表明了X射线衰减量μ随头部过滤器区域在径向即X轴向的变化关系。

图7-2示出了肩部对应的过滤器区域的径向截面示意图以及对应的X射线衰减曲线，采用图6所示的分离形状过滤器对肩部进行扫描时，过滤器驱动电机16带动圆盘122绕Y轴旋转至肩部过滤器区域33处，使X射线发生器11发射的X射线穿过过滤器132的肩部过滤器区域33。曲线B示出了肩部过滤器区域33对应的X射线衰减曲线，表示了X射线衰减量μ随肩部过滤器区域在径向即X轴向的变化关系。

图7-3示出了患者胸部对应的过滤器区域的径向截面示意图以及对应的X射线衰减曲线，采用图6所示的分离形状过滤器对患者胸部进行扫描时，过滤器驱动电机16带动圆盘122绕Y轴旋转至过滤器的胸部过滤器区域34处，使X射线发生器11发射的X射线穿过过滤器的胸部过滤器区域34。曲线C示出了过滤器的胸部过滤器区域34对应的X射线衰减曲线，表示了X射线衰减量μ随胸部过滤器区域在径向即X轴向的变化关系。

从图7-1至图7-3可知，不同被检测部位对应的过滤器区域的径向截面的形状不同，对应的，当X射线穿过不同部位对应的过滤器区域时，对X射线的衰减曲线也不相同，从而满足不同被检测部位对X射线的不同衰减需求。

本公开提供的分离形状过滤器的工作过程为：

过滤器驱动电机16在过滤器控制器22的控制下，带动圆盘122绕驱动轴121的轴向旋转至被检测部位对应的过滤器区域。在扫描开始后，圆盘122不再绕驱动轴121的轴向旋转，即，保持过滤器的位置不变。与相关技术类似，该被检测部位对应的过滤器区域在扫描过程中，随机架10中的X射线发生器11、探测器13一起绕Z轴旋转。在对被检测部位进行CT扫描的过程中，始终保持X射线从被检测部位对应的过滤器区域的槽体穿过。

可见，采用本公开提供的分离形状过滤器通过同一个圆盘的控制即可简单实现扫描不同被检测部位时自动化控制对应过滤器的更换，操作简单方便，提高了CT扫描效率。

在本公开另一过滤器组件实施例中，提供了一种连续形状过滤器，该连续形状过滤器的槽体厚度在径向和周向是连续变化的，槽体厚度的变化满足同一被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求。

参照图8所示的同一被检测部位在不同视角下对X射线衰减的示意图，以被检测部位为胸部为例，在X射线发生器沿旋转轨迹旋转一周的过程中，由于人体胸部横截面形状类似于椭圆形，因此，不同视角下X射线穿过的人体厚度也不一致，相应的，不同视角下要求过滤器对X射线的衰减也不一致。过滤器对X射线的衰减是通过过滤器的槽体厚度来实现的，在要求X射线衰减较多的视角下，对应位置的过滤器槽体厚度较厚，反之，在要求X射线衰减较少的视角下，对应位置的过滤器槽体厚度较薄。

参见图8示例性地示出了三个不同视角对应的过滤器截面以及对x射线的衰减曲线示意图。其中，视角θ为X射线发生器11发射的X射线中心光束与被检测部位X轴向的交角。假设θ₁＝0°，θ₂＝30°，θ₃＝60°，从图8可知，当X射线中心光束与胸部椭圆型截面的长轴重合时，即θ₁＝0°，此时X射线穿过的人体厚度最大，该视角对应的过滤器径向截面如图T1所示，要求过滤器中间底部厚度D1最小，以使该视角下的过滤器对X射线的衰减最小；该视角下胸部在Y方向的厚度最小，因此，过滤器截面的凹槽开口宽度K1最小。视角θ₁对应的过滤器截面对X射线的衰减曲线如图D所示。

随着视角的增大，当θ₂＝30°时，X射线穿过的人体厚度变小，该视角对应的过滤器径向截面如图T2所示，与图T1相比，过滤器中间底部厚度D2变大，从而使对X射线的衰减变大；与θ₁相比，该视角下X射线穿过胸部厚度在Y方向的投影厚度变大，因此，过滤器截面的凹槽开口宽度K2相较于K1变大。视角θ₂对应的过滤器径向截面对X射线的衰减曲线如图E所示。

随着视角的继续增大，当θ₃＝60°时，X射线穿过的人体厚度继续变小，该视角下对应的过滤器截面如图T3所示，与图T2相比，过滤器中间底部厚度D3继续变大，从而使对X射线的衰减变大；与θ₂相比，该视角下X射线穿过胸部厚度在Y方向的投影厚度继续变大，因此，过滤器径向截面的凹槽开口宽度K3相较于K2继续变大。视角θ₃对应的过滤器径向截面对X射线的衰减曲线如图F所示。

可见，当X射线随着视角的改变，穿过相同被检测部位不同视角对应的过滤器径向截面时，形成的衰减曲线也不同，从而满足同一被检测部位在不同视角下对X射线的不同衰减需求。依此类推，可以预见其他视角对应的过滤器径向截面的形状。

本公开提供的连续形状过滤器的工作过程为：

当机架驱动控制器20带动机架10中的X射线发生器11、过滤器组件12、探测器13绕Z轴旋转，对患者200某一被检测部位比如胸部进行CT扫描时，过滤器驱动电机16在过滤器控制器22的控制下，带动圆盘122绕Y轴旋转。在此过程中，无论圆盘122怎样转动，始终保持X射线从过滤器123的槽体部位穿过，且X射线穿过的过滤器径向截面根据视角的不同而不断变化。

可见，采用本公开提供的槽体厚度连续变化的连续形状过滤器，可以满足某一被检测部位在不同视角下对X射线的不同衰减需求，从而通过过滤器优化X射线的强度分布来达到最佳的成像效果，提高CT图像的质量。

可选的，在圆盘122的面积足够大的情况下，圆盘122上可以设置两个或两个以上被检测部位分别对应的连续形状过滤器，本公开实施例中，可以称之为多轨道形状过滤器。

图9示例性地示出了一种多轨道形状过滤器沿XY平面的剖视图，如图9所示，圆盘122上设置3个环形凹槽结构的连续形状过滤器，其中，头部过滤器41为扫描头部时使用的连续形状过滤器；肩部过滤器42为扫描肩部时使用的连续形状过滤器；胸部过滤器43为扫描胸部时使用的连续形状过滤器。每一个过滤器的槽体厚度变化规律由该被检测部位的人体厚度而定。

本公开提供的多轨道形状过滤器的工作过程为：

在开始扫描之前，过滤器控制器22首先确定患者当前被检测部位的位置信息，假设为胸部，则控制过滤器驱动电机16带动过滤器组件12整体移动，使胸部过滤器43平移至图9所示的当前所在位置，使X射线发生器11发射的X射线中心光束穿过胸部过滤器43的凹槽底部。启动扫描后，过滤器组件整体随X射线发生器11绕Z轴旋转的同时，过滤器驱动电机16驱动圆盘122绕Y轴机驱动轴121的轴向旋转。在圆盘122旋转的过程中，始终保持X射线从胸部过滤器43的凹槽穿过。

同理，若当前被检测部位沿Z轴方向移动至患者的肩部，则在过滤器控制器22的控制下，过滤器驱动电机16带动过滤器组件在XY平面内整体移动，使X射线发生器11发射的X射线中心光束从肩部过滤器42的凹槽底部的中心位置穿过，随后开启对患者肩部的扫描模式。

可见，采用本公开提供的多轨道形状过滤器不仅可以满足不同被检测部位对X射线的衰减需求，同时还可以满足同一被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求，使通过过滤器X射线的强度分布更加均匀，进而达到最佳的成像效果，同时有效减少了作用于人体的辐射剂量，为患者提供更好的剂量保护。

以上各实施例中，均以过滤器的径向截面为蝴蝶结形状(bowtie)为例进行说明，此处需要说明的是，上述各实施例中过滤器的径向截面也可以为双向凹槽结构，如图10所示。采用径向截面为双向凹槽的环形过滤器同样可以达到上述各实施例达到的效果。

上述各CT扫描设备实施例中，均以过滤器组件设置于X射线发生器外部为例进行说明，过滤器组件中的过滤器设置于X射线发生器的下方。在本公开另一CT扫描设备实施例中，过滤器组件还可以设置于X射线发生器11的内部。参照图11所示的X射线发生器11的结构示意图，根据相关技术，X射线发生器11包括：电子枪阴极111、阳极靶盘112和外壳113，其中，外壳113上开设有X射线出射窗口114。电子枪阴极111发射的电子束聚焦于阳极靶盘112上的焦点P处，作用于阳极靶盘112后产生X光线，从所述X射线出射窗口114射出。

本公开实施例中，可以将上述各实施例提供的过滤器组件设置于X射线发生器11的腔体内部。将过滤器122置于X射线出射窗口114与阳极靶盘112的焦点P之间。上述过滤器122可以为上述分离形状过滤器、连续形状过滤器或多轨道连续形状过滤器。

焦点P可视为X射线的点光源，X射线的光斑大小随距离点光源P点的距离增大而增大。由此可见，本公开将过滤器组件设置于光源发生器11的壳体内部，与将过滤器组件设置于X射线发生器之外比较，可以缩小整个过滤器组件占用的空间，有效缓解空间对过滤器组件的限制。

此外，相关技术中过滤器一般采用塑料材料如特氟龙制成。本公开中可以采用铝合金材料的过滤器，由于相同衰减需求下，需要的塑料厚度要比铝合金厚度要大，因此，采用铝合金材质的过滤器可以缩小过滤器的高度，减少过滤器组件在机架内的占用空间。

与上述不同实施例提供的不同结构的过滤器相对应，本公开实施例还对CT系统100中的过滤器控制器22作了相应改进。

从软件功能实现角度来讲，提供了一种控制过滤器组件的方法，由图2中的过滤器控制器22执行，参见图12所示的一种控制过滤器组件的方法流程图，包括：

步骤51、获取患者被检测部位的信息；其中，上述被检测部位的信息包括：被检测部位相对于X射线发生器的位置，被检测部位在XY平面内的组织厚度分布情况等信息。

步骤52、根据所述被检测部位的位置信息控制过滤器移动，以满足所述被检测部位对应的X射线衰减需求。

步骤52可以具体为：根据被检测部位相对于X射线发生器的位置确定圆盘的位置，比如初始位置；跟据被检测部位在XY平面内的组织厚度分布情况确定圆盘的旋转速度等信息。根据上述信息控制过滤器组件中圆盘的转动，和/或，过滤器在圆盘中的移动。

参见图13所示的另一种控制过滤器组件的方法流程图，在图12所示实施例的基础上，步骤52可以包括：

步骤521、当所述圆盘上设置有一个分离形状过滤器时，控制所述圆盘绕X射线出射方向旋转至目标过滤器区域所在位置。

在本公开另一方法实施例中，参见图14所示的另一种控制过滤器组件的方法流程图，在图12所示实施例的基础上，步骤52可以包括：

步骤522、当所述圆盘上设置有一个连续形状过滤器时，根据被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求，控制所述圆盘绕X射线出射方向按照预设方式连续旋转。在圆盘绕X射线出射方向旋转时，始终保持X射线光束从过滤器的凹槽穿过。

在本公开另一方法实施例中，参见图15所示的另一种控制过滤器组件的方法流程图，在图12所示实施例的基础上，步骤52可以包括：

步骤523、当所述圆盘上设置有不同被检测部位分别对应的多个连续形状过滤器时，将当前被检测部位对应的目标连续形状过滤器移至预设位置，使X射线的中心光束从所述目标连续形状过滤器的凹槽底部中心位置穿过；

步骤524、根据所述当前被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求，控制所述圆盘绕X射线出射方向按照预设方式连续旋转，使X射线光束在所述圆盘绕驱动轴轴向旋转的过程中始终从所述目标连续形状过滤器的凹槽穿过。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。

对应上述控制过滤器组件的方法，上述过滤器控制器22内可以设置有一种控制过滤器组件的装置，对上述各CT扫描设备实施例中的过滤器组件进行控制。

参照图16所示的一种控制过滤器组件的装置的结构框图，包括：

位置获取模块221，用于获取患者被检测部位的位置信息；

控制模块222，用于根据所述被检测部位的位置信息控制过滤器移动，以满足所述被检测部位对应的X射线衰减需求。

在本公开一实施例中，参照图17所示的另一种控制过滤器组件的装置的结构框图，在图16所示实施例的基础上，所述控制模块222可以包括：

第一控制单元2221，用于在所述圆盘上设置有一个分离形状过滤器的情况下，控制所述圆盘绕X射线出射方向旋转至目标过滤器区域所在位置。

在本公开另一实施例中，参照图18所示的另一种控制过滤器组件的装置的结构框图，在图16所示实施例的基础上，所述控制模块222可以包括：

第二控制单元2222，用于在所述圆盘上设置有一个连续形状过滤器的情况下，根据被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求，控制所述圆盘绕X射线出射方向按照预设方式连续旋转。上述预设方式包括：依据初始视角而定的起始位置、根据患者被检测部位而定的旋转速度等信息。

在本公开另一实施例中，参照图19所示的另一种控制过滤器组件的装置的结构框图，在图16所示实施例的基础上，所述控制模块222可以包括：

第三控制单元2223，用于在所述圆盘上设置有不同被检测部位分别对应多个过滤器即多轨道连续形状过滤器的情况下，将当前被检测部位对应的目标连续形状过滤器移至预设位置；如图9所示，使X射线发生器发射的X射线的中心光束从所述目标连续形状过滤器的凹槽底部穿过。

第四控制单元2224，用于根据所述当前被检测部位在不同视角下对X射线的衰减需求，控制所述圆盘绕X射线出射方向按照预设方式连续旋转，使X射线光束在所述圆盘绕驱动轴轴向旋转的过程中始终从所述目标连续形状过滤器的凹槽穿过。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述控制过滤器组件的方法，可以由CT系统的过滤器控制器执行，该过滤器控制器的结构可以参见图20所示的示意图。如图20所示，过滤器控制器可以包括处理器(processor)2010、通信接口(Communications Interface)2020、存储器(memory)2030、总线2040。处理器2010、通信接口2020、存储器2030通过总线2040完成相互间的通信。

其中，存储器2030中可以存储有控制过滤器组件的逻辑指令，该存储器例如可以是非易失性存储器(non-volatile memory)。处理器2010可以调用执行存储器2030中的重建CT图像的逻辑指令，以执行上述控制过滤器组件的方法。例如，该控制过滤器组件的逻辑指令，可以是医学图像采集系统的控制软件的部分功能对应的程序，在处理器执行该指令时，过滤器控制器可以对应的在显示界面上显示该指令对应的功能界面。

控制过滤器组件指令的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种CT扫描设备，其特征在于，包括：机架；设置于所述机架内部随所述机架一起绕Z轴旋转的X射线发生器、过滤器组件、探测器，所述Z轴为被检测患者的体轴；驱动所述过滤器组件相对于所述X射线发生器发射的X射线运动的过滤器驱动电机；

2.根据权利要求1所述的CT扫描设备，其特征在于，所述过滤器为一个分离形状过滤器，所述分离形状过滤器包括若干个被检测部位对应的过滤器区域，各个所述过滤器区域的槽体厚度不同。

3.根据权利要求1所述的CT扫描设备，其特征在于，所述过滤器为目标被检测部位对应的一个连续形状过滤器，所述连续形状过滤器的槽体厚度随视角的变化而连续变化，其中，所述视角为X射线的入射方向与所述目标被检测部位X方向的夹角，所述目标被检测部位X方向是指在水平面内与所述Z轴垂直的方向。

4.根据权利要求3所述的CT扫描设备，所述圆盘上设置有一个或多个所述连续形状过滤器；多个所述连续形状过滤器分别对应不同的被检测部位。

5.根据权利要求1所述的CT扫描设备，其特征在于，所述过滤器的径向截面为蝴蝶结形。

6.根据权利要求1所述的CT扫描设备，其特征在于，所述过滤器组件中的过滤器位于所述X射线发生器下方；或者，所述过滤器组件设置于所述X射线发生器的腔体内部，所述过滤器位于阳极焦点和出射窗之间。

7.根据权利要求1所述的CT扫描设备，其特征在于，所述过滤器采用铝合金制成。

8.一种控制过滤器组件的方法，其特征在于，应用于CT系统的控制器中，对权利要求1至7任一所述的CT扫描设备的过滤器组件进行控制，所述方法包括：

获取患者被检测部位的位置信息；

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述被检测部位的位置信息控制过滤器移动，包括：

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述被检测部位的位置信息控制过滤器移动，包括：

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述被检测部位的位置信息控制过滤器移动，包括：

12.一种控制过滤器组件的装置，其特征在于，设置于CT系统的控制器中，对权利要求1至7任一所述的CT扫描设备中的过滤器组件进行控制，所述装置包括：

位置获取模块，用于获取患者被检测部位的位置信息；

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

16.一种CT系统，其特征在于，包括：权利要求1至7任一所述的CT扫描设备、控制设备、图像重建设备、计算机；

其中，所述控制设备内设置有权利要求12至15任一所述的控制过滤器组件的装置；

所述控制设备控制驱动设备带动所述CT扫描设备中的机架对患者进行扫描；所述CT扫描设备将输出的扫描生数据传输给所述图像重建设备；所述图像重建设备根据所述扫描生数据进行图像重建，并将重建的CT图像发送给计算机进行存储和显示。