CN106175810A - 一种成像装置及方法、pet/ct成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医学成像领域，公开了一种成像方法及装置，其中成像装置包括获取单元，用于获取图像；确定单元，用于确定所述图像中的床板高度随床板沿床板长度方向的移动距离之间的线性关系；高度调节单元，用于根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系；成像单元，用于执行成像扫描。本发明提供的成像方法和装置可以补偿不同成像模式下的床板下沉量之间的差异，有助于图像融合。

Description

一种成像装置及方法、PET/CT成像装置
技术领域
本发明涉及医疗诊断领域，尤其涉及一种PET/CT成像装置。
背景技术
随着科学技术的进步，医学影像技术取得了长足的发展，成像模式越来越多，例如X射线成像(X-Ray Photography)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，简称MRI)、计算机断层成像(Computed Tomography，简称CT)、正电子发射断层成像(PositronEmission Tomography，简称PET)等，不同成像模式各有所长、互相补充。
例如PET扫描是核医学领域比较先进的一种临床检查影像技术，其采用正电子核素作为示踪剂，通过病灶部位对示踪剂的摄取了解病灶功能代谢状态，从而对疾病作出正确诊断。PET可以显示病灶的病理生理特征，更容易发现病灶，但PET的空间分辨率较低。
CT扫描是另一种临床检查影像技术，其采用X射线对人体的特定部位按一定厚度的层面进行扫描，当X射线射向人体组织时，部分射线被组织吸收，部分射线穿过人体被检测器接收，产生信号。因为人体各种组织的疏密程度不同，X射线的穿透能力不同，所以检测器接收到的射线就有了差异。将所接收的这种有差异的射线信号转变为数字信息后由计算机进行处理，并形成图像进行显示，根据此图像可以发现体内任何部位的细小病变。CT能够提供高分辨率的解剖图像，在探测组织形态结构变化方面具有高度的灵敏性，但进一步区分病变特征的能力不足。
PET/CT将PET技术和CT技术有机地结合在一起，使用同一个病床和同一个图像处理工作站，患者只需进行一次检查，可完成两次扫描。通过图像重建融合技术形成一幅幅叠加的PET/CT融合图像，可同时反映病灶的病理生理变化及形态结构变化，实现优势互补，明显提高了诊断的准确性，若将该图像用于制定治疗方案，尤其是针对肿瘤疾病的治疗方案，可提高方案的合理性。
PET/CT融合图像是将CT图像和PET图像在同一解剖层面上进行叠加，重建获得的。若要叠加同一解剖层面的不同图像，则对床板的定位，尤其垂直定位，就非常重要。
通常情况下，床板只在一侧受到支撑，在CT扫描期间，床板在轴向相对CT设备的扫描区域发生平移，随着移动距离的增加，床板在患者的作用下发生弯曲，导致床板在CT扫描面的位置出现下沉，其中CT扫描面是指垂直于旋转轴且过CT装置坐标中心的面。在PET扫描时，床板在患者的作用下也会发生弯曲，导致床板出现下沉。若将同一解剖层面的CT图像和PET图像进行融合，首先需要将两幅图像进行对位、配准，使其空间坐标达到匹配，然后再进行图像融合，因此，需要矫正床板的下沉量使得CT图像和PET图像的空间坐标达到匹配，有助于图像融合。
此外，目前的PET/CT成像装置中，如图1(a)所示，病床单元13包括底座133、支架132及可以相对支架132沿轴向移动的床板131，以CT成像单元11的旋转轴所在的方向(也是床板131的长度方向)为z轴，底座133上沿z轴方向设置CT扫描位1331及PET扫描位1332(图1(a)中以虚线示出)，CT扫描位1331，用于加载或释放患者或用于进行CT扫描，要求床板331可以完全退出CT成像单元11的孔径，避免床板131在升降过程中与CT成像单元11发生碰撞，此时床板131靠近CT成像单元11的端面与CT扫描面之间的距离较远。由于在床板131移动至CT扫描面之前，无法对患者进行成像，因此在床板131行程一定的情况下，床板131的初始位置与CT扫描面之间的距离越远，CT成像单元11的扫描范围越小。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种成像方法，包括：
获取图像；
确定所述图像中的床板高度随床板沿床板长度方向的移动距离之间的线性关系；
根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系；
执行成像扫描。
可选的，获取的图像为CT图像或定位片。
可选的，所述成像扫描为PET扫描。
可选的，所述确定所述图像中的床板高度随床板沿床板长度方向的移动距离之间的线性关系包括：对所述图像进行分析，确定所述图像中的床板高度；根据床板高度及床板移动距离，利用线性拟合确定所述线性关系。
可选的，所述根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系包括：将床板的一侧升高，使得床板表面符合所述线性关系。
可选的，在将床板的一侧升高的过程中，实时监控床板上升的距离。
可选的，在将床板的一侧升高之前，计算床板的一侧应该被升高的距离。
可选的，对成像扫描数据进行校正。
可选的，在执行成像扫描之前，校正床板的高度，使得床板高度与所述图像中的床板高度一致。
根据本发明中的另一实施例，本发明还提供了一种成像装置，包括
获取单元，用于获取图像；
确定单元，用于确定所述图像中的床板高度随床板沿床板长度方向的移动距离之间的线性关系；
高度调节单元，用于根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系；
成像单元，用于执行成像扫描。
可选的，获取的图像为CT图像或定位片。
可选的，所述成像单元为PET成像单元。
可选的，所述确定单元用于：对所述图像进行分析，确定所述图像中的床板高度；根据床板高度及床板移动距离，利用线性拟合确定所述线性关系。
可选的，所述高度调节单元用于将床板的一侧升高，使得床板表面符合所述线性关系。
可选的，所述成像装置还包括计算单元，用于根据所述线性关系计算床板的一侧应该被升高的距离。
可选的，所述成像装置还包括校正单元，用于对成像扫描数据进行校正。
可选的，所述成像装置还包括校正单元，用于校正床板的高度，使得床板高度与所述图像中的床板高度一致。
根据另一实施例，本发明还提供了一种PET/CT成像装置，包括
CT成像单元，用于执行CT扫描，
PET成像单元，用于执行PET扫描，
高度调节单元，用于根据CT扫描时CT扫描面内的床板高度调节床板，使得调节后的床板高度变化趋势与CT扫描时的床板高度变化趋势一致。
可选的，所述PET/CT成像装置，还包括：
获取单元，用于获取CT扫描得到的CT图像或定位片，
确定单元，用于确定CT图像或定位片中的床板高度随床板沿床板长度方向的移动距离之间的线性关系；
所述高度调节单元用于根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系。
可选的，所述PET/CT成像装置还包括校正单元，用于校正PET扫描数据。
可选的，所述PET/CT成像装置还包括检测单元，用于检测床板的不同位置位于CT扫描面时的床板高度。
可选的，所述PET/CT成像装置还包括病床单元，所述病床单元包括底座、支架及所述床板，所述底座上设置释放位、CT扫描位及PET扫描位。
可选的，所述CT成像单元的最大扫描范围为1700mm～2100mm或2060mm或2000mm或1960mm或1900mm。
可选的，所述PET成像单元一次扫描即可实现全身扫描。
可选的，所述PET成像单元的视野为1700mm～2000mm或1800mm～2000mm或1900mm～2000mm。
相对于现有技术，本发明的成像装置或方法根据在先图像确定床板的下沉量与床板在床板长度方向的移动距离之间的线性关系，根据该线性关系调节床板使得床板的表面符合所述线性关系，在该情况下进行成像扫描即可形成与在先图像中床板高度变化趋势一致的第二组图像。该方法可以使得在先图像与第二组图像之间的配准变得简单，并且操作简单、容易实现；
进一步地，对成像扫描数据和在先图像之间的位置误差进行校正，即可实现第二组图像与在先图像匹配，有助于图像融合。
更进一步地，本发明提供的PET/CT成像装置或方法可以增加CT扫描范围及PET扫描范围，且可以简单、方便、快速地补偿床板在CT成像模式中与PET成像模式中床板的下沉量，使得不同成像模式下获得的图像中床板高度一致，有助于图像融合。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1(a)是PET/CT成像装置进行CT扫描的示意图；
图1(b)是CT图像中下沉量变化示意图；
图2(a)是PET/CT成像装置进行PET扫描的示意图；
图2(b)是PET图像中下沉量变化示意图；
图3是本发明第一实施例提供的PET/CT成像装置示意图；
图4是本发明第二实施例提供的PET/CT成像装置示意图；
图5是本发明第三实施例提供的PET/CT成像装置示意图；
图6(a)是本发明第四实施例提供的PET/CT成像装置的示意图。
图6(b)是图6(a)提供的PET/CT成像装置进行CT扫描的示意图；
图6(c)是图6(a)提供的PET/CT成像装置进行PET扫描的示意图；
图7是本发明一实施例提供的成像方法；
图8是本发明另一实施例提供的成像方法。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供了一种成像装置，根据在先获取的图像确定床板的高度随床板在轴向的移动距离之间的线性关系，根据该线性关系调节床板使得床板的表面倾斜且符合所述线性关系，在该条件下进行成像扫描，利用在先获取图像中的床板高度和成像扫描时的床板高度之间的位置误差对扫描数据进行校正，即可实现两组图像的匹配，有助于图像融合。该成像装置可以快速补偿不同成像模式下的床板下沉量之间的差异，使得图像之间的配准变得相对简单，且图像融合效果较好。本发明可以为多种成像装置，例如CT装置、MRI装置、PET装置，或组合设备，可以简单、方便、快速地解决不同成像模式中床板下沉量不同的问题，有助于图像融合。在本发明的如下实施例中，以CT与PET构成的组合装置PET/CT为例进行详细介绍，但并不以此限定本发明的保护范围。
图1(a)是PET/CT成像装置进行CT扫描的示意图；图1(b)是CT图像中下沉量变化示意图；图2(a)是PET/CT成像装置进行PET扫描的示意图；图2(b)是PET图像中下沉量变化示意图。
参考图1(a)所示，PET/CT成像装置10包括CT成像单元11、PET成像单元12及病床单元13。其中CT成像单元11用于执行CT扫描，PET成像单元12用于执行PET扫描，病床单元13包括底座133、支架132及可以相对支架132沿轴向移动的床板131，以CT成像单元11的旋转轴所在的方向(也是床板131的长度方向)为z轴，底座133上沿z轴方向设置CT扫描位1331及PET扫描位1332(图1(a)中以虚线示出)，在进行CT扫描时，支架132位于CT扫描位1331，在进行PET扫描时，支架132位于PET扫描位1332，床板131用于承载患者并将患者的待检查区域移动至CT成像单元11的扫描面或PET成像单元12的视野(Field of View,简称FOV)内，其中CT扫描面是指垂直于旋转轴且过CT成像单元11的坐标中心的平面。通常情况下，CT扫描位1331与PET扫描位1332沿z轴方向的距离基本上等于CT成像单元11的坐标中心与PET成像单元12的视野中心沿z轴方向的距离。
如图1(a)所示，在进行CT扫描时，支架132位于CT扫描位1331，承载患者的床板131向z轴正向移动，将患者的待检查区域(假设为头部)移动至CT成像单元11的扫描面，CT成像单元11的球管发出X射线，所述X射线穿透患者的待检查区域之后被CT成像单元11的探测器接收，探测器接收的信号经处理后发送至重建单元进行图像重建，从而得到CT图像。
在CT扫描过程中，床板131向CT成像单元11移动，在患者重力作用下床板131会发生变形，主要表现为无支撑的一端下沉，随着移动距离的增加，床板131变形更加严重，因此，当床板131的不同位置位于CT扫描面时，CT扫描面内的床板高度不同。如果将得到的CT图像按照患者的体位进行排列，则得到一组床板下沉量沿着z轴反向逐渐增大的CT图像，如图1(b)所示。在本实施方式中为了较为明显地表示床板的下沉，图中示出的床板下沉量较为夸张。
如图2(a)所示，在进行PET扫描时，支架132位于PET扫描位1332，床板131将患者的待检查区域移动至PET成像单元12的视野内进行PET扫描。在患者重力作用下床板131同样会发生变形，主要表现为无支撑的一端下沉，在PET扫描过程中，床板131无需移动，因此，如果将得到的PET图像按照患者的体位进行排列，则得到一组床板下沉量沿着z轴正向逐渐增大的PET图像，如图2(b)所示。
将图1(b)与图2(b)进行比较发现，对于同一患者体位，在两种成像模式下得到的图像中床板下沉量的变化趋势完全相反。由于CT扫描位1331与PET扫描位1332之间的距离等于CT成像单元11的坐标中心与PET成像单元12的视野中心之间的距离，因此沿z轴方向，待检查区域的中间位置对应的CT图像与PET图像的下沉量基本相等，待检查区域的其它位置对应的CT图像与PET图像的下沉量均不相等。
如背景技术中所述，对于PET/CT成像装置而言，需要将CT图像与PET图像进行融合，从而得到反映病灶的病理生理变化及形态结构变化的图像。如上所述，CT图像和PET图像中床板下沉量的变化趋势不同，导致同一个解剖层面的CT图像与PET图像的空间坐标不同，将这样的两幅图像进行融合会导致融合后的图像不够精确。
为了提高图像融合精度，本发明的实施例提出一种成像装置，其可以补偿不同成像模式下的床板下沉量，仍以PET/CT成像装置为例，参考图3所示，图3是本发明第一实施例提供的PET/CT成像装置示意图，该PET/CT成像装置30包括CT成像单元31、PET成像单元32及病床单元33。在本实施例中，CT成像单元31与PET成像单元32共轴设置，在其它实施例中，CT成像单元31与PET成像单元32也可以不共轴设置，病床单元33包括底座333、支架332及可以相对支架332沿床板长度方向移动的床板331，以CT成像单元31的旋转轴所在的方向(也是床板331的长度方向)为z轴，底座333上沿z轴方向设置CT扫描位3331及PET扫描位3332(图中以虚线示出)，在进行CT扫描时，支架332位于CT扫描位3331，在进行PET扫描时，支架332位于PET扫描位3332，所述床板331用于承载患者并将患者的待检查区域(假设为头部)移动至CT成像单元31的扫描面或PET成像单元32的视野(Field of View,简称FOV)内，其中CT扫描面是指垂直于旋转轴且过CT成像单元31的坐标中心的平面。在PET成像单元32远离CT成像单元31的一侧设置高度调节单元34，用于根据CT扫描时CT扫描面内的床板高度调节床板，使得调节后的床板高度变化趋势与CT扫描时的床板高度变化趋势一致。
为了控制高度调节单元34驱动床板331来补偿CT成像模式与PET成像模式下的床板下沉量的差异，本发明实施例中的PET/CT成像装置还包括获取单元35、确定单元36。
获取单元35用于获取图像。在图3中，获取单元35与CT成像单元31直接相连，并不代表获取单元35获得的是CT成像单元的扫描数据，通常情况下，CT成像单元31的扫描数据发送到数据采集单元，再经图像重建单元进行图像重建，得到患者的图像。在本实施例中，以获取CT图像为例进行介绍，但并不以此限定本发明的保护范围，其中CT图像为CT断层图像。
在其它实施例中，获取单元35获取的图像也可以为定位片(Topogram)，其中定位片是由射线源仅以特定投影角度进行投影所得。CT图像或者定位片可以利用PET/CT成像装置的CT成像单元31进行扫描所得，也可以利用独立的CT装置进行扫描所得，也可以从存储器中直接获取事先保存的图像。
确定单元36用于确定图像中的床板高度与床板在轴向的移动距离之间的线性关系。
在本实施例的坐标系下，以CT成像单元31的坐标中心为原点，CT图像中的每个像素点均具有坐标值，将CT图像上床板对应的像素点中x轴坐标值最低的点作为床板331的最低点，该点对应的x轴坐标值代表床板331的高度信息，因此对CT图像进行分析即可得到每个CT图像中的床板高度。当然，也可以选取其它像素点对应的坐标值代表床板331的高度信息，或者采用其它手段获取CT图像中床板的高度信息，例如，通过检测单元检测床板331的不同位置位于CT扫描面时的床板高度，可以为通过距离测量装置测量在CT扫描面内，床板331在x轴方向与距离测量装置的距离变化，距离测量装置可以为声纳或激光测距仪，其它可以应用于本发明实施例的检测床板高度变化的技术方案均在本发明的保护范围之内。
在CT扫描过程中，可以记录床板331沿z轴方向的移动距离，根据CT图像中的床板高度及床板的移动距离，确定床板高度与移动距离之间的关系。通常情况下，床板高度随移动距离的变化近似为线性，在本实施例中，可以利用线性拟合得到床板高度与移动距离之间的线性关系。对数据进行线性拟合为现有技术，在此不再赘述。在扫描范围较小的情况下，床板下沉量随移动距离的变化更接近线性关系，因此也可以根据几何关系利用相对下沉量与相对移动距离之间的比值计算得到线性关系的斜率，例如利用最大相对下沉量与最大相对移动距离之间的比值得到斜率，其中最大相对下沉量为第一幅CT图像中的床板高度与最后一幅CT图像中的床板高度之差，最大相对移动距离为第一幅CT图像对应的床板在z轴的位置与最后一幅CT图像对应的床板在z轴的位置之差。记所述线性关系的斜率为k。当然，在其它实施例中，也可以用其它参数代表该线性关系，例如与z轴的夹角。
高度调节单元34根据该线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合该线性关系。
如图3所示，床板331由支架332支撑，当高度调节单元34驱动床板331远离支架332的一侧向x轴正向移动时，床板331不会完全脱离支架332，在高度调节单元34的作用下，床板331无支撑的部分会被升高，从而使得床板331的表面倾斜，形成沿z轴正向逐渐升高的趋势。
例如，高度调节单元34设置于床板331下方，包括驱动单元、转换单元及传动单元，所述驱动单元可以为电机，用于提供驱动力，所述传动单元可以为丝杆及螺母，用于将旋转运动转换为直线运动，当电机工作时，丝杆在电机的驱动下旋转使得螺母可以沿x轴方向做直线运动，转换单元连接传动单元，传动单元随螺母一起做直线运动，传动单元在上升的过程中带动床板的一侧一起升高，从而使床板331的表面倾斜，如图3所示。
可以先利用高度调节单元34将床板331调整至水平状态，然后再继续驱动床板331的一侧升高，记高度调节单元34与支架332沿z轴方向的距离为d，床板331远离支架332的一侧从水平状态被升高的距离为h，距离d可以通过现有技术得到，则在床板上升的过程中可以实时监测距离h，并判断如下公式(1)是否成立，如果成立，则床板331已经调节到位，否则继续调节床板331。
k = h d - - - ( 1 )
实时监测距离h的方式有多种，例如利用编码器监测电机的旋转，从而对距离h进行实时监测，也可以在地面上设置距离测量装置，实时监测床板331的一侧和距离测量装置之间的距离，从而对距离h进行实时监测。其他可以应用于本发明实施例的距离监测方式均在本发明的保护范围内，在此不一一列举。
高度调节单元34不限于如上公开的方式，现有技术中可以用于驱动床板一侧升高的方案均可以用于实现高度调节单元34，在此不一一列举。高度调节单元34可以设置在地面上，也可以设置在PET的机架上，只要其可以用于驱动床板331沿x轴运动且不影响成像扫描即可，其具体设置方式及位置不受本发明公开内容的限制。
当距离h满足公式(1)时，保持床板331当前的形状并对待检查区域进行PET扫描，如果对PET扫描数据进行重建，则得到的图像中床板高度的变化趋势与该线性关系一致，而由前述关系可知，该线性关系代表CT图像中的床板高度的变化趋势，从而本实施例的PET/CT装置得到了床板高度变化趋势一致的CT图像和PET图像。由此可见，本发明的成像装置可以解决不同成像模式下床板高度的变化趋势不同的问题，使得不同成像模式下得到的图像之间的配准变得简单，并且操作简单、容易实现，有助于图像融合。
在本发明第二实施例中提供了一种PET/CT成像装置，参考图4所示，图4是本发明第二实施例提供的PET/CT成像装置示意图。该实施例中的PET/CT成像装置与图3中的实施例基本相同，区别在于该成像装置还包括计算单元37，用于根据确定单元36确定的线性关系计算床板331需要被升高的距离。
例如，确定单元36用于确定图像中的床板高度与床板在轴向的移动距离之间的线性关系，从而得到斜率k；高度调节单元34与支架332沿z轴方向的距离d也可以得到，则计算单元37根据上述公式(1)计算得到床板331远离支架332的一侧需要从水平状态被升高的距离h0，高度调节单元34将床板331的一侧从水平状态升高距离h0。与图3中的实施例类似，首先利用高度调节单元34将床板331调节至水平状态，然后继续驱动床板331远离支架332的一侧向x轴正向升高距离h0，则形成与线性关系一致的床板表面。在该状态下进行PET扫描，可以解决CT成像模式下和PET成像模式下床板高度的变化趋势不同的问题。具体技术细节请参考对图3中实施例的描述。
在图3或图4的实施例中，CT图像中的床板331相对水平状态处于下沉状态，而PET扫描时床板331相对水平状态处于上升状态，因此同一个解剖层面在CT成像模式下与PET成像模式下沿x轴方向具有位置误差，记为Δ。由于CT图像中的床板位置的变化趋势与PET成像模式下的床板位置的变化趋势近似相同，因此每个解剖层面在CT成像模式下与PET成像模式下沿x轴方向具有近似相等的位置误差Δ，对该位置误差Δ进行校正，即可补偿CT成像模式下与PET成像模式下的床板高度之间的差异，得到空间坐标匹配的CT图像与PET图像。
图5是本发明第三实施例提供的PET/CT成像装置示意图。参考图5所示，该实施例中的PET/CT成像装置还包括校正单元38，用于校正CT图像中的床板位置和PET成像模式下的床板位置之间的误差。不同机器对应的位置误差Δ不同，可以通过实验得到。
在不同负载重量下，通过水模在本实施例的PET/CT成像装置中进行实验，在不同负载重量下，首先进行CT扫描得到CT图像，根据CT图像确定床板高度与床板在轴向的移动距离之间的线性关系，根据该线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系，再执行PET扫描得到PET图像；
计算每个解剖层面对应的CT图像与PET图像中的床板沿x轴方向的位置误差，并且取平均值作为最终的位置误差Δ。
为了更精确地计算位置误差Δ，避免偶然性，可以在不同负载重量下均执行多次上述实验，从而得到多个位置误差Δ1，Δ2，…，Δn，其中n≥1为实验次数，不同负载重量下进行实验的次数可能相同，也可能不同，在此不做限制，然后再计算Δ1，Δ2，…，Δn的平均值作为不同负载重量下的位置误差Δ。
不同负载重量对应的位置误差Δ可以事先通过实验得到并进行存储，使用的时候可以根据患者的重量直接获取即可。具体到本实施例，在PET扫描之后，校正单元38读取该患者对应的位置误差Δ，对PET扫描数据进行校正，PET成像单元32的重建单元对校正之后的数据进行重建，从而得到与CT图像中床板位置匹配的PET图像。由于实验次数有限，因此通过实验获得的位置误差Δ的数据有限，而实际的患者重量分布较广，当患者的重量不在实验数据内时，可以通过插值或外推获取对应的位置误差。
在图5的实施例中，待检查区域为患者头部，扫描范围较短，此时的位置误差较小，大约为几个毫米，在这种情况下，校正单元38除了按照上述方式对位置误差Δ进行校正之外，还可以按照下述方式进行校正。
例如，获取单元35用于获取图像，所述图像可以为CT图像或定位片；确定单元36用于确定图像中的床板高度与床板在轴向的移动距离之间的线性关系；高度调节单元34根据该线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合该线性关系；校正单元38获取该患者对应的位置误差Δ，并发送给病床33的控制单元及高度调节单元34，从而通过病床单元33的控制单元及高度调节单元34使得床板331整体向x轴负向下降距离Δ，在这种情况下进行PET扫描，从而得到与CT图像中床板位置匹配的PET图像。在这种情况下，即使直接将床板331整体向x轴负向下降距离Δ，由于下降距离较小，因此，待检查区域仍基本处于PET成像单元32的视野中心，对PET扫描几乎无影响。
在其它实施方式中，PET/CT成像装置还可以按照如下方式工作：获取单元35用于获取图像，所述图像可以为CT图像或定位片；确定单元36用于确定图像中的床板高度与床板在轴向的移动距离之间的线性关系；校正单元38获取该患者对应的位置误差Δ并发送至病床单元33的控制单元，该控制单元控制床板331下降距离Δ；高度调节单元34根据该线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合该线性关系，在这种情况下进行PET扫描，从而得到与CT图像中床板位置匹配的PET图像。
本发明实施例中的PET/CT成像装置，可以将CT图像与PET图像中床板位置的变化趋势调节一致，然后利用实验数据校正两者之间的位置误差，从而得到空间位置、空间坐标匹配的CT图像与PET图像，有利于进行图像融合。虽然本发明中以PET/CT成像装置为例进行介绍，本发明的成像装置也可以为其它单模或多模成像装置，例如本发明可以为独立的PET成像装置，MRI成像装置等，其可以补偿与其它成像装置(例如CT成像装置)之间的床板下沉量的差异。
本发明图3-图5的实施例中以头部扫描为例进行介绍，当待检查区域较长时，例如对患者进行全身扫描，随着床板移动距离的增加，床板高度变化越大，对床板高度进行补偿尤其重要。
通常情况下，PET成像单元32每次只能扫描200mm左右的距离，因此如果对患者进行全身扫描，则需要将床板331沿z轴方向移动多次，进行多次PET扫描，在这种情况下，仍按照上述任一实施例中的内容调节床板高度，使得PET扫描时的床板高度变化趋势与CT图像中的床板高度变化趋势相同。由于高度调节单元34设置在固定位置，因此每次PET扫描时视野内的床板331的高度相同，导致每次PET扫描时的床板高度与CT图像中的床板高度之间的位置误差均不同，需要对每次PET扫描数据分别进行校正，补偿CT成像模式下与PET成像模式下的床板高度之间的差异，得到空间坐标匹配的CT图像与PET图像。当然，校正数据仍然可以通过实验获取并存储。在其它实施例中，也可以通过调整床板高度来补偿CT成像模式下与PET成像模式下的床板高度之间的差异，得到空间坐标匹配的CT图像与PET图像。
当然，PET成像单元也可以一次扫描较长的距离，例如，一次扫描即可实现全身扫描，本发明的方法尤其适用。
在成像装置30中，底座333上沿z轴方向设置CT扫描位3331及PET扫描位3332，CT扫描位3331用于加载或释放患者或用于进行CT扫描，要求床板331可以完全退出CT成像单元31的孔径，避免床板331在升降过程中与CT成像单元31发生碰撞，此时床板331靠近CT成像单元31的端面与CT扫描面沿z轴的距离至少为CT成像单元31沿z轴方向尺寸的一半，约为400mm，而床板331的最大行程为2100mm左右，可以看出，在床板331运动400mm以内时，都不会对患者进行扫描，并且还需要预留一定的距离让床板331减速，由此可以得到CT成像单元31的最大扫描范围小于1700mm。而现实生活中，很多患者的身高大于1700mm，CT成像单元31无法对这样的患者实现全身扫描。
本发明实施例提供了另一种PET/CT成像装置40，可以在不改变上述实施例中成像装置尺寸的情况下扩大CT成像单元的扫描范围。
图6(a)、6(b)及6(c)是本发明第四实施例提供的PET/CT成像装置不同状态的示意图。参考图6(a)所示，PET/CT成像装置40包括CT成像单元41、PET成像单元42及病床单元43。在本实施例中，CT成像单元41与PET成像单元42共轴设置，在其它实施例中，CT成像单元41与PET成像单元42可以非共轴设置，病床单元43包括底座433、支架432及可以相对支架432沿轴向移动的床板431。本实施例与图3-5中任一成像装置的区别包括以CT成像单元41的旋转轴所在的方向(也是床板431的长度方向)为z轴，底座433上沿z轴方向设置释放位4331、CT扫描位4332及PET扫描位4333。
支架432位于释放位4331时，床板431升降行程较大，至少床板431可以在x轴方向移动至低于CT成像单元41孔径的位置，方便患者上下，当支架432位于CT扫描位4332(或PET扫描位4333)时，床板431的升降行程较小，小于CT成像单元41(或PET成像单元42)的孔径范围，防止发生碰撞。
继续参考图6(a)所示，支架432位于释放位4331，床板431可以完全退出CT成像单元41的孔径，使得床板431在升降过程中不会与CT成像单元41发生碰撞，此时床板431在x轴方向的行程较大，可以为450mm～1000mm，或500mm～1000mm或550mm～950mm或550mm～945mm，此处表示行程的各数值指沿x轴方向与地面的距离。从这些数值可以看出，床板431可以运动至距离地面500mm左右的位置，即使患者身高较小，该高度也方便患者上下床。
可选择的，当支架432位于释放位4331，床板431相对支架432具有位移时，如果床板431在x轴方向发生移动，则报警；可选择的，当支架432位于释放位4331时，如果床板431相对支架432具有位移，则床板431无法在x轴方向移动；可选择的，当支架432位于释放位4331时，如果床板431距离地面的高度超出规定的范围，则床板431只能在x轴方向升降，不可以沿着z轴进行移动，如果床板431距离地面的高度在规定的范围内，则床板431可以在z轴方向移动；可选择的，当支架432位于释放位4331且床板431相对支架432无位移时，床板431只能在x轴方向进行升降，不可以沿着z轴进行移动。如此设置，可以避免在病人释放位时由于误操作发生的碰撞，提高安全性能。
当需要对患者进行CT扫描时，参考图6(b)所示，支架432位于CT扫描位4332，此时床板431靠近CT成像单元41的端面与CT扫描面沿z轴的距离较小，通常情况下，CT成像单元41进行成像扫描时对床板431的速度有限制，将该速度称为扫描速度，在图6(b)中，床板431靠近CT成像单元41的端面与CT扫描面沿z轴的距离足以使得床板431可以加速到该扫描速度。优选地，床板431靠近CT成像单元41的端面与CT扫描面之间的距离范围为20mm～200mm或20mm～150mm或20mm～100mm或20mm～50mm。
在本实施例中，床板431在z轴方向的最大行程仍为2100mm左右，假设为2160mm，当支架432位于CT扫描位4332时，床板431靠近CT成像单元41的端面与CT扫描面之间的距离为50mm，即床板431从0加速到扫描速度的路程为50mm，对应的，当扫描结束时，床板431从扫描速度减速到0的路程也为50mm，如果CT成像单元的扫描范围为2000mm，则该扫描范围对应的床板431需要运动的距离为50mm+2000mm+50mm＝2100mm，该距离小于床板431的最大行程2160mm，因此，与图3-图5实施例中的PET/CT成像装置30相比，本实施例中的PET/CT成像装置40扩大了CT成像单元41的扫描范围。
CT成像单元41的最大扫描范围主要由床板行程、扫描速度及床板的加速度决定，记床板431的最大行程为L，床板431从0加速到扫描速度的距离为S1，床板431从扫描速度减速到0的距离为S2，则床板431的最大扫描范围为：
L-S1-S2 (2)
在本实施例中，假设床板431的最大行程L为2160mm，床板431加速或减速距离分别为50mm，则CT成像单元41的最大扫描范围为2160mm-50mm-50mm＝2060mm，若最大行程L为2200mm，则CT成像单元41的最大扫描范围为2100mm，当然也可以设置CT成像单元41的最大扫描范围为其它值，例如1700mm。为了不增加病床的尺寸，本实施例中的CT成像单元41的最大扫描范围为1700mm～2100mm或2060mm或2000mm或1960mm或1900mm，本实施例中的CT成像单元31基本上可以对所有的患者实现全身扫描。
当支架432位于CT扫描位4332时，床板431在x轴方向行程较小，约为700mm～1000mm，或750mm～1000mm或800mm～950mm或820mm～945mm，此处表示行程的各数值指沿x轴方向与地面的距离。从这些数据可以看出，床板431在x轴方向的运动范围受到限制，当床板431向x轴正向运动的时候，需要防止患者与CT成像单元41发生碰撞，当床板431向x轴负向运动的时候，需要防止床板431与CT成像单元41发生碰撞。
当需要对患者进行PET扫描时，参考图6(c)所示，支架432位于PET扫描位4333，此时患者的整个身体均位于PET成像单元42的视野内，本实施例中的PET成像单元42一次扫描即可实现全身扫描。PET成像单元42的视野与PET成像单元沿轴向的尺寸有关，优选地，PET成像单元42的视野为1700mm～2000mm或1800mm～2000mm或1900mm～2000mm。
当支架432位于PET扫描位4333时，床板431在x轴方向的行程与CT扫描时床板431在x轴方向行程可以相同，也可以有所区别，要求床板431或患者与PET成像单元42不会发生碰撞。
在本实施例中，沿z轴方向，CT扫描面至CT成像单元41的侧面的距离仍约为400mm，PET成像单元42的视野为2000mm，则CT扫描面与PET成像单元42的视野中心的距离约为1400mm。如果将CT扫描位4332与PET扫描位4333之间的距离设置为1400mm，则要求改变病床43的结构及尺寸，一方面增加整体装置的尺寸，另一方面增加成本，因此在本实施例中，CT扫描位4332与PET扫描位4333之间的距离无需等于CT扫描面与PET成像单元42的视野中心之间的距离。
对比本实施例与图3-图5任一实施例可以发现，在图3-图5的实施例中，当支架332位于CT扫描位3331时，床板331靠近CT成像单元31的端面与CT扫描面之间的距离为400mm，而在本实施例中，当支架432位于CT扫描位4332时，床板431靠近CT成像单元41的端面与CT扫描面之间的距离只为50mm，在床板行程相同的情况下，本实施例中的病床装置43可以将更多的床板行程用于CT扫描，因此无需增加病床单元尺寸即可扩大了CT成像单元41的扫描范围。
当待检查区域较长时，在CT扫描过程中随着床板431沿z轴的移动，床板431无支撑的一端出现下沉，随着床板431沿z轴移动距离的变大，床板431的下沉量也越大，在PET扫描时，床板431无支撑的一端也会出现下沉，由图1和图2的分析可知，在CT图像中和PET图像中床板下沉量的趋势相反，因此，为了补偿CT成像模式下与PET成像模式下床板下沉量之间的差异，可以将图3-图5中的内容结合到本实施例从而对CT图像和PET图像中的床板下沉量进行补偿。
例如，PET/CT成像装置40还包括高度调节单元44，用于根据CT扫描时CT扫描面内的床板高度调节床板，使得调节后的床板高度变化趋势与CT扫描时的床板高度变化趋势一致。为了控制高度调节单元44驱动床板431来补偿CT成像模式与PET成像模式下的床板下沉量的差异，本实施例的PET/CT成像装置40还包括获取单元45及确定单元46：
所述获取单元45用于获取患者的图像，该图像可以为CT图像或定位片；
确定单元46用于确定图像中的床板高度与床板在轴向的移动距离之间的线性关系。
高度调节单元44根据上述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合该线性关系。在这种情况下对患者进行PET扫描得到扫描数据，如果对PET扫描数据进行重建，则得到与CT图像中床板高度变化趋势相同的PET图像，但此时的PET图像与CT图像中的床板位置具有位置误差，对该位置误差进行校正，即可补偿CT成像模式下与PET成像模式下的床板高度之间的差异，得到空间坐标匹配的CT图像与PET图像。
因此本实施例中的PET/CT成像装置40还可以包括校正单元48，用于校正CT图像中的床板位置和PET成像模式下的床板位置之间的误差。
不同患者重量对应的位置误差Δ可以通过实验进行获取并进行存储，使用的时候可以根据患者的重量直接获取即可。具体到本实施例，在PET扫描之后，校正单元48获取该患者对应的位置误差，对PET扫描数据进行校正，PET成像单元42的重建单元对校正之后的数据进行重建，从而得到与CT图像中床板位置匹配的PET图像。当然，在不影响PET扫描的前提下，可以直接通过将床板431整体下降该位置误差的距离，再进行成像，从而得到与CT图像中床板位置匹配的PET图像。
本实施例中的具体细节或不同实施方式请参考对图3-图5中成像装置的描述。
对应的，本发明的实施例还提出了一种成像方法。
图7示出了本发明一实施例中的成像方法。
参考图7所示，本实施例的方法包括如下步骤：
在步骤S701，获取图像。
所述图像可以为CT图像或定位片。在本实施例中以CT图像为例进行介绍，但并不以此限定本发明的保护范围。
在步骤S702，确定图像中的床板高度与床板在轴向的移动距离之间的线性关系。
在步骤S703，根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系。
根据步骤S702中确定的线性关系，调节床板，使得床板表面符合所述线性关系。在该步骤中，可以在调节床板的过程中实时监测床板上升的距离，从而判断床板表面是否符合所述线性关系，也可以根据线性关系进行计算得到床板应该被抬升的距离，再升高床板的一侧，使得调节后的床板表面符合所述线性关系。
在步骤S704，进行成像扫描。
在这种情况下进行PET扫描，可以解决CT成像模式下和PET成像模式下床板高度的变化趋势不同的问题，如果对扫描数据进行图像重建得到的PET图像中的床板高度变化将与CT图像中的床板高度变化基本一致，使得不同成像模式下得到的图像之间的配准变得简单，并且操作简单、容易实现，有助于图像融合。
此时得到的PET图像与CT图像中的床板位置仍具有位置误差，对该位置误差进行校正，即可补偿CT成像模式下与PET成像模式下的床板高度之间的差异，得到空间坐标匹配的CT图像与PET图像。因此，在另一实施方式中，图7中的成像方法还可以包括如下步骤：
在步骤S705，对扫描数据进行校正。
当然，本发明的实施例也可以直接通过降低床板来校正位置误差，如图8的实施例所示。
图8示出了本发明另一实施例中的成像方法。
参考图8所示，本实施例的方法包括如下步骤：
在步骤S801，获取图像。
所述图像可以为CT图像或定位片。在本实施例中以CT图像为例进行介绍，但并不以此限定本发明的保护范围。
在步骤S802，确定图像中的床板高度与床板在轴向的移动距离之间的线性关系。
在步骤S803，根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系。
在步骤S804，获取位置误差。
在步骤S805，根据位置误差调节床板，使得调节后的床板高度与所述图像中的床板高度一致。
例如，将床板整体下降该位置误差的距离，使得调节后的床板高度与所述图像中的床板高度一致。
在步骤S806，进行成像扫描。
在图8的实施例中，步骤S804中的获取位置误差也可以在步骤S801之前完成，为本实施例的等效变形方式。
图7或图8中的具体技术细节请参考如上对图3-图6中成像装置的描述，在此不再赘述。
以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (25)

1.一种成像方法，包括
获取图像；
确定所述图像中的床板高度随床板沿床板长度方向的移动距离之间的线性关系；
根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系；
执行成像扫描。
2.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，获取的图像为CT图像或定位片。
3.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述成像扫描为PET扫描。
4.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述确定所述图像中的床板高度随床板沿床板长度方向的移动距离之间的线性关系包括：
对所述图像进行分析，确定所述图像中的床板高度；
根据床板高度及床板移动距离，利用线性拟合确定所述线性关系。
5.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系包括：
将床板的一侧升高，使得床板表面符合所述线性关系。
6.根据权利要求5所述的成像方法，其特征在于，在将床板的一侧升高的过程中，实时监控床板上升的距离。
7.根据权利要求5所述的成像方法，其特征在于，在将床板的一侧升高之前，计算床板的一侧应该被升高的距离。
8.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，对成像扫描数据进行校正。
9.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，在执行成像扫描之前，校正床板的高度，使得床板高度与所述图像中的床板高度一致。
10.一种成像装置，包括
获取单元，用于获取图像；
确定单元，用于确定所述图像中的床板高度随床板沿床板长度方向的移动距离之间的线性关系；
高度调节单元，用于根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系；
成像单元，用于执行成像扫描。
11.根据权利要求10所述的成像装置，其特征在于，获取的图像为CT图像或定位片。
12.根据权利要求10所述的成像装置，其特征在于，所述成像单元为PET成像单元。
13.根据权利要求10所述的成像装置，其特征在于，所述确定单元用于：
对所述图像进行分析，确定所述图像中的床板高度；
根据床板高度及床板移动距离，利用线性拟合确定所述线性关系。
14.根据权利要求10所述的成像装置，其特征在于，所述高度调节单元用于将床板的一侧升高，使得床板表面符合所述线性关系。
15.根据权利要求14所述的成像装置，其特征在于，还包括计算单元，用于根据所述线性关系计算床板的一侧应该被升高的距离。
16.根据权利要求10所述的成像装置，其特征在于，还包括校正单元，用于对成像扫描数据进行校正。
17.根据权利要求10所述的成像装置，其特征在于，还包括校正单元，用于校正床板的高度，使得床板高度与所述图像中的床板高度一致。
18.一种PET/CT成像装置，包括
CT成像单元，用于执行CT扫描，
PET成像单元，用于执行PET扫描，
高度调节单元，用于根据CT扫描时CT扫描面内的床板高度调节床板，使得调节后的床板高度变化趋势与CT扫描时的床板高度变化趋势一致。
19.根据权利要求18所述的PET/CT成像装置，还包括：
获取单元，用于获取CT扫描得到的CT图像或定位片，
确定单元，用于确定CT图像或定位片中的床板高度随床板沿床板长度方向的移动距离之间的线性关系；
所述高度调节单元用于根据所述线性关系调节床板，使得调节后的床板表面符合所述线性关系。
20.根据权利要求19所述的PET/CT成像装置，其特征在于，还包括校正单元，用于校正PET扫描数据。
21.根据权利要求18所述的PET/CT成像装置，其特征在于，还包括检测单元，用于检测床板的不同位置位于CT扫描面时的床板高度。
22.根据权利要求18所述的PET/CT成像装置，其特征在于，还包括病床单元，所述病床单元包括底座、支架及所述床板，所述底座上设置释放位、CT扫描位及PET扫描位。
23.根据权利要求22所述的PET/CT成像装置，其特征在于，所述CT成像单元的最大扫描范围为1700mm～2100mm或2060mm或2000mm或1960mm或1900mm。
24.根据权利要求18所述的PET/CT成像装置，其特征在于，所述PET成像单元一次扫描即可实现全身扫描。
25.根据权利要求22所述的PET/CT成像装置，其特征在于，所述PET成像单元的视野为1700mm～2000mm或1800mm～2000mm或1900mm～2000mm。
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