CN105769234A - 用于医学成像的x射线成像单元 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于医学成像的X射线成像单元(200)。该单元包括旋转部(220)，旋转部(220)包括第一X射线源(224)和X射线成像险测器单元(226)，该X射线成像检测器单元(226)被配置为借助于至少绕旋转部的旋转轴(222)的旋转运动(R)来提供图像。检测器单元包括至少一个检测器(227a、227b)，该至少一个检测器(227a、227b)被配置为提供全景图像、计算机断层扫描图像以及头影测量图像，旋转部还包括移动装置(230)，移动装置(230)被配置为相对于旋转部移动该至少一个检测器以用于定位该至少一个检测器以进行成像。

Description

用于医学成像的X射线成像单元
技术领域
本申请一般地涉及一种用于医学成像的X射线成像单元.
背景技术
图1a-1b表示现代数字全景/头影测量/锥形束计算机断层扫描(CBCT)组合单元100，其通常具有柱140，柱140包括上下运动Z以使单元100的高度适应于患者的高度以用于全景、头影测量和CBCT成像模式.
单元100的上层架150例如通过固定的接合部附接至柱140.上层架150支撑旋转部120.
旋转部120(也被称作台架)通常具有字母C的形式，在一端结合X射线源124并在另一端结合X射线成像检测器单元126。旋转部120通常绕旋转轴122旋转R至多400度。
X射线源124对所有三个成像模式是共用的，X射线限束设备128附接在X射线源124的前方.
检测器单元126可由一个或两个检测器组成.单检测器单元126可包括一个还允许全景成像的头影测量检测器，一个全景/CBCT/头影测量组合检测器，或被配置用于头影测量成像中的一个单击(one-shot)检测器.在双检测器情形中，检测器单元126可包括一个还允许全景成像的头影测量检测器，和CBCT检测器.存在许多方式来相对于彼此附接检测器以及改变位于X射线束内的检测器.
在成像期间，限束设备128控制X射线束的尺寸和形状，从而使得其匹配所选择的成像模式、所选择的图像尺寸、以及相关的检测器尺寸的需求.
旋转轴122将旋转部120固定至上层架150并且其通常附接至至少一个线性运动，从而可在成像期间沿平行于上层架150的Y运动来调节旋转轴122并由此调节旋转部120相对于上层架150的旋转中心.此外，可以存在垂直于第一线性X运动的第二线性X运动，从而旋转轴122可定位在由线性运动X、Y限定的平面内.
此外，甚至可以存在第三N运动，其移动旋转轴122相对于旋转部120的固定点.沿X射线束NA移动旋转轴122可用于改变全景和CBCT成像模式内的倍率.垂直于X射线束NP移动旋转轴122允许CBCT成像中的偏移扫描和对称扫描之间的变化，由此影响视场(FOV)。
头影测量臂部160被用于将头影测量头部162附接至单元100。它通常在一端处具有专用X射线成像检测器164并且在另一端处具有辅助准直器166.在这两个主要部件164、166之间悬吊着由耳杆168和鼻部(鼻根)支撑部169组成的头影测量患者定位支撑部168、169.使用耳杆168从耳道外部以及使用对应的支撑部169从鼻部来支撑患者的头部
头影测量X射线检测器164通过使检测器164垂直于X射线束运动的Cd运动附接至头部162。可替代地，在检测器164足够大时，可通过单击技术执行头影测量成像.
头影测量辅助准直器166也通过平行于Cd运动并因此也垂直于X射线束的Cs运动附接至头部162。
支撑部168、169以使得它们能够旋转至两个主要成像位置(侧面和后前(PA)投影)的方式附接至头部162.侧面投影基本是侧视图，PA投影是头颅从后至前的视图.
对于全景和CBCT成像，患者通常借助于下层架142并还可借助于太阳穴支撑部143来支撑.支撑点通常是患者的下巴尖和前额或太阳穴.
全景成像单元100在扫描期间使用旋转R和线性X运动、Y运动、或X运动和Y运动两者，产生全景图像.此外，基于所使用的传感器技术，使用检测器的时间延迟积分(TDI)或全帧读出模式来时钟输出(clockout)图像.通过运动的速度以及在TDI的情形中通过全景检测器的读出速率来限定全景(清晰(sharp))层。在使用全帧检测器时，在扫描后在计算机上计算层的最终形状.旋转角度通常是约270度.
在单元100中，CBCT成像通常通过使用旋转运动R以及以全帧模式读出CBCT检测器来执行.因此，感兴趣区域(ROI)的投影X射线图像通常以ROI的中心和旋转运动R重合的方式来生成.有效旋转角度(光圈)基于单元100通常介于从约180至360度的范围内.
在头影测量成像中，患者被支撑至位于单元100的头影测量头部162处的患者定位结构168、169.X射线束被布置为通过旋转R和线性Y运动的组合来扫描患者头部.该束然后通过辅助准直器166来进一步准直并最终由头影测量检测器164捕获，该辅助准直器166和头影测量检测器164两者与该束同步地运动。
发明内容
本发明的一个目的是消除公知的全景/头影测量/计算机断层扫描(CT)组合单元的缺陷并提供一种更廉价和更紧凑的用于医学成像的X射线成像单元.
本发明的一个目的通过提供权利要求1的X射线成像单元、权利要求17的方法、权利要求18的计算机程序以及权利要求19的有形非易失性计算机可读介质来实现.
本发明的一个实施方式是用于医学成像的X射线成像单元，该单元包括旋转部，该旋转部包括第一X射线源和X射线成像检测器单元，该X射线成像检测器单元被配置为通过至少绕旋转部的旋转轴的旋转运动来提供图像.检测器单元包括被配置为提供全景图像、计算机断层扫描图像以及头影测量图像的至少一个检测器，并且旋转部还包括移动装置，该移动装置被配置为相对于旋转部移动至少一个检测器以用于定位该至少一个检测器以进行成像.
术语“医学成像”指例如牙齿、口外、口腔、上颌面、或耳部、鼻部及喉部成像。
本发明的一个实施例是控制X射线成像单元的方法，该单元包括旋转部，该旋转部包括第一X射线源和X射线成像检测器单元，该X射线成像检测器单元被配置为借助于至少绕旋转部的旋转轴的旋转运动来提供图像.该检测器单元包括被配置为提供全景图像、计算机断层扫描图像以及头影测量图像的至少一个检测器，并且旋转部还包括移动装置.该方法包括借助于移动装置来相对于旋转部定位该至少一个检测器以进行成像，以及借助于该至少一个检测器提供全景、计算机断层扫描或头影测量图像.
本发明的一个实施例是在计算机中运行计算机程序时用于控制X射线成像单元的计算机程序。该单元包括旋转部，该旋转部包括第一X射线源和X射线成像检测器单元，该X射线成像检测器单元被配置为借助于至少绕旋转部的旋转轴的旋转运动来提供图像.该检测器单元包括被配置为提供全景图像、计算机断层扫描图像以及头影测量图像的至少一个检测器，并且旋转部还包括移动装置.该计算机程序包括定位代码以及成像代码，定位代码用于借助于移动装置来相对于旋转部定位该至少一个检测器以进行成像，成像代码用于借助于该至少一个检测器来提供全景、计算机断层扫描或头影测量图像.
本发明的一个实施例是有形的非易失计算机可读介质，其包括在计算机中运行计算机程序时用于控制X射线成像单元的计算机程序.该单元包括旋转部，该旋转部包括第一X射线源和X射线成像检测器单元，该X射线成像检测器单元被配置为借助于至少绕旋转部的旋转轴的旋转运动来提供图像。该检测器单元包括被配置为提供全景图像、计算机断层扫描图像以及头影测量图像的至少一个检测器，并且旋转部还包括移动装置.该计算机程序包括定位代码以及成像代码，定位代码用于借助于移动装置来相对于旋转部定位该至少一个检测器以用于成像，成像代码用于借助于该至少一个检测器来提供全景、计算机断层扫描或头影测量图像.
本发明的其他实施例在从属权利要求中限定.
除非另有明确说明，否则从属权利要求中所述的特征可互相自由地组合。
除非在权利要求书中或该描述/说明书中其他地方给出不同定义，否则应该应用下文定义的动词和术语的定义.
动词“包括”在该文献中用作为开放式限制，其既不排除也不要求未叙述的特征的存在.动词“包含”和“具有”也定义为包括.
如本文中所使用的术语“一”、“一个”和“至少一个”被定义为一个或多于一个，并且术语“多个”被定义为两个或多于两个。如本文中所使用的术语“另一个”被定义为至少第二个或更多个.
除非情境中另有明确指示，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义被使用。
附图说明
将参照附图描述本发明的实施例，其中
图1a-1b表示自前方和自上方的公知的数字全景/头影测量/CT组合单元；
图2a表示用于医学成像的X射线成像单元及其主要部件和运动；
图2b-2c表示在全景/CT和头影测量成像位置中和成像期间的患者以及X射线成像单元；
图2d表示用于头影测量成像中的头影测量准直器；
图2e表示X射线成像单元的功能元件；
图2f-2h表示X射线成像单元的双检测器单元及其成像位置；以及
图2i表示X射线成像单元的单检测器单元及其一个成像位置.
具体实施方式
图2a表示X射线成像单元200的主要部件，X射线成像单元200可用于医学成像中，例如在口外牙科成像中.
单元200包括旋转部(台架)220，旋转部(台架)220包括包含第一X射线源224的X射线单元.X射线成像检测器单元(头部)226附接至旋转部220.检测器单元226的位置可以是可调节的，例如，它以线性方式可旋转或可移动.X射线源224和/或检测器单元226借助于至少绕旋转部220的旋转轴222的旋转运动R来提供例如全景、CT或头影测量图像.旋转部220的R运动例如绕旋转轴222至多400度.
旋转部220包括旋转马达，旋转马达被配置为借助于旋转装置(未示出)来使旋转部220旋转.可替代地，旋转马达可位于单元200的上层架250中.
旋转部220具有例如字母C的形式并且X射线源224位于旋转部220的一端.X射线源224对于两种成像模式(全景成像和CT成像(例如CBCT成像))是共用的，其中X射线束是锥形束.在可替代的CT成像技术中，X射线束可以是金字塔形束、半月形锥形束或其他形状的束。
此外，X射线源单元包括用于X射线源224的限束设备228和被配置为调节设备228的限束马达.在成像期间，设备228控制X射线束的尺寸和形状，以使得它匹配所选择的成像协议、所选择的图像尺寸及相关的检测器尺寸的需求.
在旋转部220的另一端是检测器单元226，检测器单元226可包括例如一个或两个X射线检测器227a、227b.单检测器单元226可包括一个全景检测器227a，一个头影测量检测器227a(其还允许全景成像)，一个全景/CT组合检测器，一个全景/CT/头影测量组合检测器227，或被配置为用于全景/CT成像中以及用于单击头影测量成像中的一个检测器.
单检测器单元226可以是可调节的，例如通过将它相对于旋转部220旋转，以使得单检测器单元226的检测器可优选地垂直于所使用的X射线源224、265来定位，和/或通过将它相对于旋转部220以线性方式移动(滑动)，以用于在全景/CT成像中调节检测器和X射线源224之间的距离.
在双检测器情形中，检测器单元226可包括一个全景检测器227a和一个CT检测器227b，或一个还允许全景成像的头影测量检测器227a和CT检测器227b.在双检测器单元226中，检测器在全景成像中例如依次地被布置，由此全景或头影测量检测器227a被布置为用于布置针对成像模式的倍率的前方检测器，并且CT检测器227b被布置为后方检测器.检测器227a、227b的交换被布置以使得当在CT成像中需要使用后方检测器227b或在头影测量成像中需要使用前方检测器227a时，借助于例如导轨231a、231b的移动装置230和被配置为沿导轨231a、231b移动并旋转以使得前方检测器227a例如紧挨着后方检测器227b滑动的转子将前方检测器227a移到旁边.可替代地，在头影测量成像中，前方检测器227a可相对于后方检测器227b被移动至另一位置.头影测量成像中前方检测器227a的位置基于它借助于交换运动、以及相对于所使用的X射线源265的R运动和L运动如何移位.头影测量检测器227a可优选地垂直于所使用的X射线源265定位。前方检测器227a在需要被移动回前方位置时通过滑动类似地返回.
旋转部220可包括检测器马达235，检测器马达235被配置为：如果检测器单元226包括用于全景和CT成像的单独检测器227a、227b，则借助于移动装置230来移动至少一个检测器。
此外，单元200包括柱240以用于修改单元200和旋转部220的高度Z.柱240包括高度修改装置241，高度修改装置241包括例如高度马达、齿轮、和螺杆，以及被配置为由高度马达驱动的配重(counterweighted)或伸缩装置，以用于提供上/下运动Z以使旋转部220的高度适应于患者201的高度以用于全景、头影测量或CT成像模式。高度修改装置241可实现例如作为伸缩或配重运动的Z运动。
下层架242附接至柱240，旋转部220被配置为在全景和CT成像期间定位在下层架242之上.下层架242用于定位患者201以进行全景和/或CT成像以及用于在成像期间例如从患者201的下巴尖支撑患者201.
可替代地，在单元200包括坐立的患者的201定位系统(未示出)时，例如通过在Z方向上修改下述中至少一个的高度来实现Z运动：座椅、下层架242和柱240.
下层架242还可包括头部支撑部(未示出)，该头部支撑部在全景/CT成像位置中支撑例如患者的201的前额和/或太阳穴.
单元200包括所述上层架250，上层架250支撑旋转部220并使得旋转部220能够借助于线性运动L相对于上层架250运动.上层架250通过枢轴旋转(pivoting)接合部(装置)252附接至例如柱240的上端，这允许了上层架250绕柱240以及相对于下层架242的枢轴旋转运动P，从而使得旋转部220在例如下层架242之上.
上层架250包括枢轴旋转运动装置253，枢轴旋转运动装置253包括例如被配置为借助于枢轴旋转接合部252绕柱240枢轴旋转上层架250的枢轴旋转马达253.
上层架250包括被配置为支撑旋转部220的旋转装置并且使得旋转部220能够绕旋转轴222旋转的线性运动装置223(例如线性传输器)，被配置为在上层架250中引导线性传输器的至少一个导轨和/或轨道，以及被配置为沿该至少一个导轨和上层架250驱动线性传输器的线性马达，这使得旋转部220和旋转装置能够借助于线性运动L相对于上层架250运动.可提供上层架250的线性运动装置223，以使得上层架250的平面中的L运动是直线运动，例如它平行于上层架250或它处于相对于平行方向的某个角度中，或上层架250的平面中的L运动是具有例如弯曲路径或迂回路径的非直线运动.
旋转装置将旋转部220附接至上层架250.旋转装置能够运动至少一个L运动以使得可沿L运动调节轴222，并由此调节相对于上层架250的旋转中心.由此，轴222可在成像期间定位在由上层架250的P运动和旋转部220的L运动所限定的平面内.
可设计轻得多及薄得多的上层架250，由此单元200在使用P运动而不是使用使上层架250变宽的线性X运动、以及使旋转部220变宽的NP运动时，提供较小的占地面积.
在旋转部220一端的X射线源224通常比另一端的检测器单元226重.因此，旋转部220的重心的运动会引起对旋转部220的接合部构造(未示出)(其包括线性运动装置223)的负载变化，从而使得旋转部220在成像期间摇晃并由此降低图像质量.
为了排除这些问题，上层架250包括控制布置(未示出)，该控制布置允许旋转部220相对于上层架250的R运动，从而使得轴222基本通过旋转部220的重心行进，其转而在成像期间保持在旋转部220的接合部构造的中轴中.旋转部220的虚拟旋转轴通过在扫描期间同步R运动、L运动和P运动来实现.
控制布置移除施加至接合部构造的任何力矩并通过移除由摇晃引起的伪像来提高图像质量.
此外，控制布置使得能够生成旋转部220及其结合部构造的更轻、更廉价以及细长的结构。
此外，单元200在柱240的一侧包括具有某第一长度的第一头影测量臂部260.臂部260在距柱240的与第一长度对应的某第一距离处将头影测量头部(单元)262附接至单元200.
具有比传统头影测量单元中的结构显著简单的结构的头影测量头部(支撑部)262包括头影测量患者支撑装置268、269，例如两个耳杆268和鼻部(鼻根)支撑部269，用于支撑待成像的患者201.患者201的头部通过耳杆268例如从耳道的外部被支撑以及使用支撑部269从鼻部被支撑.耳杆268和鼻部支撑部269可以以使得它们能够旋转至例如两个主要的成像位置(横向投影和PA投影)的方式附接至头影测量头部262。横向投影基本是侧视图，PA投影是患者201的头颅从后至前的视图.
耳杆268可以是可倾斜或可旋转的具有下位(downposition)和上位(upposition)的耳杆，在下位处耳杆268支撑患者201，在上位处，可将患者201置于头影测量成像位置中，或当在上位中倾斜或旋转的耳杆268提供患者201的畅通通道时患者201可从头影测量成像位置离开.
此外，单元200在柱240的另一侧包括具有某第二长度的第二头影测量臂部261.臂部261在距柱240的与第二长度对应的某第二距离处将用于头影测量成像中的第二X射线源265附接至单元200.X射线源265包括用于头影测量成像的限束设备267，并且限束设备267附接至X射线源265。X射线源265可被配置为借助于被配置为执行扫描运动S的旋转装置263来绕旋转轴264旋转.X射线源265的轴264与X射线源265的焦点共线，从而它穿过焦点.臂部261或X射线源265包括旋转马达，旋转马达被配置为绕轴264旋转X射线源265，轴264与X射线源265的焦点重合.
臂部260、261可以是附接至柱240的单独臂，或可替代地，可使用一个臂部260、261，在其一端包括头影测量头部262、在单个臂260、261的另一端包括具有限束设备267的X射线源265.
图2d表示附接至旋转部220的检测器单元226的头影测量、组合或单击检测器如何也与头影测量成像一起使用.
此外，图2d表示旋转部220可包括头影测量(辅助)准直器266，头影测量(辅助)准直器266在头影测量成像中与检测器单元226的一个检测器一起使用。根据图2c，头影测量准直器266附接至例如旋转部220(X射线源224)的一(右)侧.可替代地，头影测量准直器可附接至例如旋转部220(X射线源224)的另一(左)侧.
此外，旋转部220可包括检测器马达235以及准直器马达，检测器马达235被配置为移动检测器单元226的至少一个检测器以用于头影测量成像，准直器马达被配置为在Z方向上调节头影测量准直器266的位置(高度)和/或X射线源224的准直器的位置.可替代地，限束马达或准直器马达可被配置为调节设备228和头影测量准直器266两者.
旋转部220通过至少P运动(例如通过P运动、R运动和L运动)来在头影测量头部262之上被驱动，从而使得检测器单元226和头影测量准直器266被定位以用于头影测量成像.
X射线源265可被配置为在其借助于S运动绕轴264旋转时与例如检测器单元226(例如附接至检测器单元226的头影测量检测器227a)以及旋转部220中的头影测量准直器266一起，提供来自所定位的患者201的头影测量图像，并且检测器单元226和头影测量准直器266被布置以例如借助于旋转部220的P运动、R运动和L运动中的至少一个来运动。可替代地，X射线束的扫描运动(例如线性S运动)可通过移动X射线源265的限束设备267来执行。
如果使用单击检测器，那么检测器单元226和头影测量准直器266借助于P运动、R运动和L运动中的至少一个来定位，但图像可在没有这些运动和S运动的情况下被采集.
因此，在通过例如P运动、R运动、L运动和S运动执行扫描运动时，不需要专用保持器或用于检测器单元164的Cs运动以及头影测量准直器166的Cd运动.
臂部260、261可被布置以使得具有耳杆268及鼻部支撑269的头影测量头部262相对于X射线源265的高度是固定的.
然而，固定的高度会引起问题，这是因为患者201的解剖结构变化——耳朵开口所在位置与患者201的肩膀相比的垂直距离根据患者201的不同而彼此显著不同.因此，要么患者201在所产生的头影测量图像中定位太低而仅显示上颈椎，要么患者201在图像中定位太高而使得患者201的肩膀接触到检测器单元226，这尤其在扫描的情况下是个问题.此外，优选的头影测量成像几何结构需要焦点和耳杆268的尖端处于同一(水平)轴.
为了排除这些问题，可使用可变长度的耳杆268同时保持臂部260、261相对于彼此的固定高度.
可替代地或此外地，为了排除这些问题，单元200可包括头影测量高度调节装置(未示出)，该装置被配置为独立地调节臂部260、261相对于柱240的高度，臂部260、261在一端支撑头影测量头部262以及在另一端支撑X射线源265.
在操作者已借助于上/下Zc运动调节了臂部260、261的高度时，焦点自动地跟随耳杆268的尖端，因此几何结构(耳杆尖端至焦点线)保持完好.然而，在患者201每侧的头影测量准直器266和检测器单元226从柱240获取它们的高度，并由此相对于耳杆268和患者201处于与调节前相比不同的高度上.
通过使得操作者(用户)能够调节患者201的高度而无需对几何结构进行折衷，头影测量高度调节装置提供使暴露区域适应于患者201的给定解剖结构的方式.
由于第一和第二X射线源224、265可借助于高度修改装置241和/或头影测量高度调节装置在Z方向上被布置在相对于柱240的不同高度上，因此，可按使用旋转部220的X射线源224以用于头影测量成像时所需要的那样在没有Z方向上的头影测量头部262的任何额外调节的情况下定位患者201.
单元200的运动是简单的，因为通过实际上使用P运动来替换头影测量头部262中的辅助准直器266以及检测器单元226的传统X运动、以及Cd运动和Cs运动.这些运动通过使用上层架250的L运动和P运动被执行.
此外，在使用P运动时，单元200的结构更简单且更廉价，因为头影测量成像可以可选地使用仅一个“不可分离”检测器单元226来执行，从而在将成像模式从全景/CT模式改变为头影测量模式时无需将检测器单元226从旋转部220的保持器移除以将其与头影测量头部262的保持器分离的情况下，避免了检测器单元226的中断.检测器单元226中用于全景成像的检测器可从全景成像位置旋转至头影测量成像位置，以使得可以在全景和头影测量成像两者中使用同一检测器.
此外，单元200的结构提供了在例如从全景/CT模式至头影测量模式的改变时的简单工作流程，在不将检测器单元226从一个保持器改变至另一保持器的情况下旋转部200从全景/CT成像位置至头影测量位置的运动是自动的，由此在工作流程期间的手动工作和工作流程所需的时间减少.
单元200还可包括绕柱240枢轴旋转的上层架250以及旋转部220，该旋转部220被配置为借助于上述L运动和P运动来定位以提供全景和/或CT成像，但头影测量头部262类似于公知的头影测量头部，其包括头影测量检测器、辅助准直器、以及患者定位支撑部.
头影测量成像借助于旋转部220的X射线源224、以及头影测量头部262的头影测量检测器和辅助准直器来提供.X射线源224被布置以通过R运动和L运动扫描患者201的头部。X射线束通过辅助准直器来准直以及通过头影测量检测器来捕获，这些与X射线束同步.
单元200还可被设置为使得它包括仅一个X射线源，该X射线源具有若干个位置以用于提供全景、CT和头影测量成像.该一个X射线源在成像期间相对于旋转部220定位。
图2b表示全景/CT成像期间患者201的定位.
患者201在全景/CT成像位置中通过下层架242支撑并可支撑至单元200的头部支撑部，其中旋转部220在下层架242之上.
如果上层架250以及旋转部220处在与全景/CT成像位置不同的位置中(处在头影测量成像位置中或处在例如全景/CT和头影测量成像位置之间的中间位置中)，则上层架250通过P运动从那个位置移动至全景/CT成像位置，然后，旋转部220通过R运动和L运动来进一步调节以使得旋转部220准备好用于全景/CT成像.
此外，旋转部220可具有患者定位位置，其中X射线源224或检测器单元226不会在旋转部220处于下层架242或头影测量头部262之上时阻止患者201定位至全景/CT和/或头影测量成像位置.患者定位位置可通过R运动实现以使得旋转部220旋转至该位置，在该位置可将患者201置于全景/CT和/或头影测量成像位置或通过在X射线源224和检测器单元226之间移动患者201的头来移开患者201.可替代地，可借助于P运动实现患者定位位置，由此在患者201定位时，整个旋转部220从全景/CT和/或头影测量成像位置移开.
所定位的X射线源224和检测器单元226被配置为在旋转轴222(旋转部220的旋转中心)通过P运动和L运动中的至少一个定位时提供全景图像。
基于所使用的传感器技术，可使用检测器的TDI或全帧读出模式来时钟输出图像.在TDI模式中，每次一列地读出图像，而在全帧模式中，每次全图像帧地读出图像.全景(清晰)层由运动的速度来限定，在TDI的情形中，全景(清晰)层由全景检测器的读出速率来限定.在使用全帧检测器时，在扫描后在计算机上计算层的最终形状.旋转角度通常是大约270度.
在CT成像期间，患者201还被支撑至下层架242以及可在全景/CT成像位置中被支撑至单元200的头部支撑部。X射线源224和检测器单元226被配置为在检测器单元226附接至旋转部220且旋转部220的旋转中心被定位以使得它可与ROI重合时提供CT图像.
所定位的X射线源224和检测器单元226被配置为在检测器单元226附接至旋转部220且旋转轴222在CT成像期间通过R运动、L运动和P运动中的至少一个来定位时提供CT图像(例如CBCT图像).
在使用对称成像几何结构时，可通过仅使用R运动以及以全帧模式读出CT检测器来执行CT成像.可替代地，当使用上层架250中的控制布置以用于定位旋转部220的虚拟旋转轴以使得它与ROI重合时，可通过使用P运动、R运动和L运动来执行CT成像.由此，以ROI的中心与R运动重合的方式生成ROI的投影X射线图像。有效旋转角度(光圈)基于单元200介于例如从约180至360度的范围内.
在使用偏移成像时，CT成像可通过使用R运动、L运动和P运动扫描图像来执行.通过同步地驱动这些R运动、L运动和P运动，旋转的有效中心可偏转至束的一侧，并由此产生偏移几何结构。
可通过第一“实心(solid)”偏移几何结构和CT检测器的完整360度旋转来提供偏移扫描.
可替代地，可通过第二偏移几何结构来提供偏移扫描，其中通过检测器在第一成像方向上的约180度旋转来扫描基本最大的第一成像偏移来对患者201进行成像.然后，检测器移位至旋转中心的另一侧以通过检测器在第二成像方向上的约180度旋转获得基本最大的第二成像偏移，第二成像方向与第一方向相反.可替代地，检测器旋转至起始位置，移位至旋转中心的另一侧，然后，通过在第一方向上的约180度旋转来扫描基本最大的第二成像偏移.
可替代地，可通过第三偏移几何结构来提供偏移扫描，其中患者201通过X射线束区域的边缘接触旋转中心的第一成像偏移以及通过检测器的360度旋转来成像.接下来，检测器和X射线源224以X射线束区域从旋转中心移开从而它击中先前成像区域或与先前成像区域稍微重叠的方式平行移位.然后，检测器旋转360度以用于完成第二成像偏移.
单元200借助于R运动、L运动和P运动而不是通过一些传统系统成像和患者定位中所需的R运动、L运动、X运动和N运动，来在CT成像几何结构中提供相同的多功能性.
图2c表示在头影测量成像期间的患者201的定位.
在头影测量成像位置中(其中旋转部220在位于头影测量头部262处的患者支撑装置268、269之上)，患者201被支撑至患者支撑装置268、269。
如果上层架250以及旋转部220处于与头影测量成像位置不同的位置(例如处于全景/CT成像位置中或处于全景/CT和头影测量成像位置之间的中间位置)，则上层架250通过P运动从那个位置移动至头影测量成像位置，然后，旋转部220通过R运动和L运动进一步调节以使得旋转部220准备好以用于头影测量成像.
所定位的X射线源265被配置为借助于附接至X射线源265的限束设备267以及借助于S运动来辐射(扫描)所支撑的患者201.检测器单元226-以及旋转部220-被配置为在头影测量成像期间通过R运动、L运动和P运动来与X射线源265同步运动.
来自X射线源265的X射线束被布置以通过绕轴264的S运动旋转X射线源265和限束设备267来扫描患者201的头部.可替代地，可通过例如线性地移动限束设备267来执行S运动.如果头影测量成像中使用的检测器单元226的检测器水平地定位，则S运动还可设置为垂直扫描运动而不是水平S运动.可替代地，如果使用足够大的检测器(所谓的单击检测器)以用于单击头影测量图像，可在没有S运动的情况下执行头影测量成像。
该束然后进一步被头影测量准直器266准直并最终由同步运动的检测器单元226中的头影测量检测器227a或组合检测器227捕获.
单元200简化了头影测量成像期间的运动，因为不需要额外的移动装置以用于头影测量准直器266和检测器单元226的检测器.
图2e表示单元200的功能元件.
单元200包括控制单元(控制面板)270，控制单元(控制面板)270被配置为控制单元200，及其上述运动和成像过程.控制单元270附接至例如柱240。
控制单元270包括用于执行用户和/或软件初始指令以及用于处理数据的至少一个处理器(部分)272，以及用于保存和保持数据(例如指令、软件、和数据文件)的至少一个存储器(部分)280.
此外，控制单元270包括数据传输部274，以用于发送控制命令至例如枢轴旋转、线性、高度、旋转、检测器、限束和准直器马达、驱动器或被配置为提供单元200的部件的运动的其他装置(马达、设备)275，和/或从被配置为检测单元200的部件的功能的其他检测设备276或测量设备接收数据.
此外，数据传输部274还被配置为发送控制命令至下述中的至少一个：X射线源224、265中的至少一个、检测器单元226和定位装置277，例如至少一个激光器、摄像机、或被配置为通过指示患者201的正确定位来促进患者201在全景成像位置和/或CT成像位置中的定位的其他指示装置.数据传输部274还被配置为从下述中的至少一个接收信息：该至少一个X射线源224、265、检测器单元226以及定位装置277.
此外，控制单元270包括用户接口部278，用户接口部278包括例如下面中的至少一个：至少一个功能键、触摸屏以及有线或无线远程控制器，以用于输入控制命令和用于接收信息和/或指令.
该至少一个存储器280至少包括用于控制数据传输部的数据传输应用284，用于控制用户接口部的用户接口应用288，以及用于控制单元200的功能(例如至少运动设备275、检测设备286、该至少一个X射线源224、265、检测器单元226以及定位装置277)的计算机程序(代码)289.此外，计算机程序289可控制例如成像参数、成像尺寸和成像模式.
该至少一个存储器280和计算机程序289被配置为通过该至少一个处理器272来使得单元200至少提供图2a-2d的上下文中所描述的动作，例如通过R运动、L运动和P运动中的至少一个或两个来控制检测器单元226和头影测量准直器266的位置.
计算机程序289可以是计算机程序产品，其包括承载嵌入其中以用于与计算机(控制单元270)一起使用的计算机程序代码289的有形、非易失性(非暂时性)计算机可读介质.
图2f表示一个检测器单元226，其包括至少一个检测器227a、227b，该至少一个检测器227a、227b可提供全景、CT和头影测量图像.
旋转部220包括移动装置230以及检测器马达235，该移动装置230相对于旋转部220移动至少一个检测器227a、227b以用于定位所述至少一个检测器227a、227b以用于成像，该检测器马达235被配置为驱动该移动装置230.
检测器227a可例如是被配置为提供全景图像的全景检测器或被配置为提供头影测量图像和全景图像的头影测量检测器。CT检测器227b被配置为提供CT图像。
移动装置230可包括例如导轨231a、231b中的至少一个、螺杆232、传输器单元233，连接至传输器单元233并将检测器227a附接至旋转单元220的导引单元234以及导引槽236.
检测器马达235借助于螺杆232来移动检测器227a，螺杆232沿导轨231a、231b移动传输器单元233从而使得导引单元234沿导引槽236向旁边引导检测器227a，导引槽236可以是例如直的、弯曲的或迂回的槽。
图2f表示全景成像位置的一个示例，其中X射线源224和附接至旋转部220的全景或头影测量检测器227a可提供全景图像。
检测器227a和CT检测器227b依次被布置在全景成像位置中以使得检测器227a在X射线源224、265和CT检测器227b之间，检测器227a相对于所使用的X射线源224、265在CT检测器227b的前方.
图2g表示检测器马达235沿全景成像位置和CT成像位置之间的弯曲槽236如何驱动(摇晃)检测器227a。
图2h表示CT成像位置的一个示例，其中检测器227a和CT检测器227b基本彼比相邻并排地布置.
CT成像位置还可以是头影测量成像位置，其中X射线源265可与附接至旋转部220的头影测量检测器227a一起提供头影测量图像.
检测器227a可在头影测量成像中处于相对于CT检测器227b的另一位置中，例如处于根据图2g的位置中或处于其中检测器227a移位以使得它基本在CT检测器227b后方的位置中.
此外，可在检测器227a、227b依次被布置时提供头影测量成像，由此全景成像位置也是头影测量成像位置。
图2i表示单检测器单元226，其包括可提供全景、CT和头影测量图像的一个组合检测器227.
第一X射线源224和附接至旋转部220的组合检测器227用于提供全景图像和CT图像.第二X射线源265和附接至旋转部220的组合检测器227用于提供头影测量图像.
组合检测器227可与图2f-2h中表示的双检测器单元226中的检测器227a类似地那样、通过例如类似的移动装置230(但无需通过其所有运动)被驱动.
在组合检测器227已经如图2f中所表示的那样类似地被驱动至全景成像位置、由此组合检测器227处于前方位置时，获取全景图像.
在组合检测器227已经如图2h中所表示的那样类似地被驱动至CT/头影测量成像位置、由此组合检测器227处于后方位置时，获取CT和头影测量图像.
此外，组合检测器227可借助于移动装置230以及借助于R运动、L运动和P运动中的至少一个来定位.
可替代地，组合检测器227可借助于R运动、L运动和P运动中的至少一个来定位。
因此，组合检测器227可借助于移动装置230和/或借助于R运动、L运动和P运动中的至少一个来在全景、CT和头影测量成像位置中的至少两个之间被移动。
现在已经参照前述实施方式说明了本发明并且已经表明了本发明的若干优点.应当清楚的是，本发明不仅仅被限于这些实施方式，而是包括整个发明和所附权利要求书的范围内所有可能的实施方式。

Claims (19)

1.一种用于医学成像的X射线成像单元(200)，所述单元包括：
旋转部(220)，所述旋转部(220)包括第一X射线源(224)和X射线成像检测器单元(226)，所述X射线成像检测器单元(226)被配置为借助于至少绕旋转部的旋转轴(222)的旋转运动(R)来提供图像，
其特征在于：
所述检测器单元包括至少一个检测器(227、227a、227b)，所述至少一个检测器(227、227a、227b)被配置为提供全景图像、计算机断层扫描图像以及头影测量图像，以及
所述旋转部还包括移动装置(230)，所述移动装置(230)被配置为相对于所述旋转部移动所述至少一个检测器以用于定位所述至少一个检测器来进行所述成像。
2.根据权利要求1所述的单元，其中所述旋转部还包括被配置为驱动所述移动装置的检测器马达(235)。
3.根据前述权利要求中任一个所述的单元，其中所述移动装置包括导轨(231a、231b)中的至少一个、螺杆(232)、传输器单元(233)、连接至传输器单元并被配置为将检测器附接至旋转单元的导引单元(234)、以及导引槽(236)，所述检测器马达被配置为借助于沿导轨移动传输器单元从而使得导引单元沿导引槽引导检测器的螺杆来移动属于所述至少一个检测器的检测器(227a)。
4.根据前述权利要求中任一个所述的单元，其中所述导引槽使得能够借助于直的、弯曲或迂回的槽来向旁边引导所述检测器。
5.根据前述权利要求中任一个所述的单元，其中所述检测器是被配置为提供全景图像的全景检测器(227a)，或被配置为提供头影测量图像和全景图像的头影测量检测器(227a)。
6.根据前述权利要求中任一个所述的单元，其中所述第一X射线源和附接至旋转单元的检测器被配置为在全景成像位置中提供全景图像。
7.根据前述权利要求中任一个所述的单元，其中所述第一X射线源和属于所述至少一个检测器并附接至旋转单元的计算机断层扫描检测器(227b)被配置为在计算机断层扫描成像位置中提供计算机断层扫描图像。
8.根据前述权利要求中任一个所述的单元，还包括第二X射线源(265)，所述第二X射线源(265)被配置为与附接至旋转单元的头影测量检测器一起在头影测量成像位置中提供头影测量图像。
9.根据前述权利要求中任一个所述的单元，其中所述检测器和计算机断层扫描检测器在全景成像位置中依次地被布置，以使得检测器处于第一X射线源和计算机断层扫描检测器之间。
10.根据前述权利要求中任一个所述的单元，其中所述检测器和计算机断层扫描检测器在头影测量成像位置和/或计算机断层扫描成像位置中基本彼此相邻地被布置。
11.根据权利要求1-4中任一个所述的单元，其中所述至少一个检测器是被配置为提供全景图像、计算机断层扫描图像和头影测量图像的组合检测器(227)。
12.根据权利要求1-4和11中任一个所述的单元，还包括第二X射线源(265)，其中所述第一X射线源和附接至旋转部的组合检测器被配置为在全景成像位置中提供全景图像以及在计算机断层扫描成像位置中提供计算机断层扫描图像，其中所述第二X射线源和附接至旋转部的组合检测器被配置为在头影测量成像位置中提供头影测量图像。
13.根据前述权利要求中任一个所述的单元，还包括用于将头影测量头部(262)附接至所述单元的第一臂部(260)以及用于将第二X射线源附接至所述单元的第二臂部(261)，所述头影测量头部(262)包括用于支撑待被成像的患者的头影测量患者支撑部(268、269)。
14.根据前述权利要求中任一个所述的单元，其中所述检测器单元包括全景成像位置、计算机断层扫描成像位置和头影测量成像位置，其中所述全景成像位置，所述检测器和所述计算机断层扫描检测器依次地被布置以使得所述检测器相对于第一X射线源处于计算机断层扫描检测器的前方，其中计算机断层扫描/头影测量成像位置，所述检测器和所述计算机断层扫描检测器相对于第一或第二X射线源并排地被布置。
15.根据前述权利要求中任一个所述的单元，还包括用于支撑旋转部的上层架(250)，所述上层架被配置为使得旋转部能够借助于线性运动(L)相对于上层架运动，并且被配置为通过用于允许上层架绕柱(240)的枢轴旋转运动(P)的枢轴旋转接合部(252)附接至柱(240)。
16.根据权利要求1-4或11-12中任一个所述的单元，其中所述组合检测器借助于移动装置和/或借助于旋转运动、线性运动和枢轴旋转运动中的至少一个在全景成像位置、计算机断层扫描成像位置和头影测量成像位置中的至少两个之间移动。
17.一种用于控制根据权利要求1-15中任一个所述的X射线成像单元(200)的方法，所述单元包括：
旋转部(220)，所述旋转部(220)包括第一X射线源(224)和X射线成像检测器单元(226)，所述X射线成像检测器单元(226)被配置为借助于至少绕旋转部的旋转轴(222)的旋转运动(R)来提供图像，
其特征在于：
所述检测器单元包括至少一个检测器(227a、227b)，所述至少一个检测器(227a、227b)被配置为提供全景图像、计算机断层扫描图像以及头影测量图像，以及
所述旋转部还包括移动装置(230)，
所述方法包括：
借助于移动装置来相对于旋转部定位所述至少一个检测器以进行所述成像，以及
借助于所述至少一个检测器来提供全景图像、计算机断层扫描图像或头影测量图像。
18.一种计算机程序(289)，所述计算机程序(289)被配置为当在计算机中运行时执行如权利要求16所述的方法。
19.一种有形非易失性计算机可读介质，所述有形非易失性计算机可读介质包括计算机程序(289)，所述计算机程序(289)被配置为当在计算机中运行时执行如权利要求16所述的方法。
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