CN112739266A - 包括射束成形滤波器的cbct - Google Patents

Abstract

在第一方面中，本发明涉及一种用于锥形束计算机断层摄影系统中的射束成形滤波器(1)。该滤波器包括辐射衰减元件，该辐射衰减元件用于定位在锥形束计算机断层摄影系统的X射线源与待成像的物体之间。作为辐射衰减元件的至少一部分(2)内的位置的函数的辐射衰减相对于旋转对称点(3)是旋转对称的。

Description

包括射束成形滤波器的CBCT

技术领域

本发明涉及计算机断层摄影领域，更具体地，涉及计算机断层摄影中的X射线束成形和通量均衡技术。更具体地，本发明涉及射束成形滤波器、锥形束计算机断层摄影系统和方法。

背景技术

在计算机断层摄影(CT)中，通常使用准直的X射线源将X射线束投射通过待成像的物体(例如患者)。然后，被物体衰减的X射线束被X射线检测器阵列接收。源和检测器通常围绕物体一起旋转以获得来自多个角度的图像，以便能够实现例如穿过物体的横截面图像的断层摄影重建。

射束成形装置(例如蝴蝶结型滤波器)可用于CT成像中，以在由被成像物体衰减时减小X射线束强度的动态范围。通过限制X射线检测器上的动态范围，可以避免或减少检测器饱和度和与之相关的伪影，可以减少X射线散射，并且可以将空间噪声分布调整为更加均匀。此外，可以通过这种射束成形装置，例如在不影响图像质量的情况下，减少患者接收的X射线辐射剂量。滤波器的形状通常被构造成补偿被成像物体的厚度变化，例如，患者身体的厚度变化。因此，选择形状使得X射线束强度轮廓近似匹配物体的衰减轮廓。射束成形装置通常可以包括用于定位在X射线源与待成像的物体之间的补偿器，例如蝴蝶结型滤波器。

蝴蝶结型设计用于CT扫描仪的临床应用中，例如，具有圆形和/或螺旋形的扫描轨迹。蝴蝶结型滤波器在中心的衰减较低，而在跨轴方向上朝较高的扇形角度增大衰减。如本领域已知的，蝴蝶结型滤波器可包括由金属制成的蝴蝶结形元件，例如铝或其他合适的材料(例如聚合物)的机加工件。

使用一维(1D)蝴蝶结型滤波器形状是本领域中已知的，如图2中所示的。这种1D蝴蝶结型滤波器具有沿着单个方向21是非恒定的，即蝴蝶结形的，并且在垂直于该方向的方向22上是基本恒定的衰减轮廓(例如，厚度轮廓)，因此被称为1D。衰减变化(例如厚度变化)的单个方向通常可以被定向在与患者的纵向轴线正交的方向上，例如使得滤波器沿着该纵向轴线呈现出基本恒定的轮廓。这种1D轮廓的形状可以适应于不同的身体区域，适应于不同的患者尺寸和/或优化患者中的剂量分布。

此外，在旨在用于在操作中沿着患者的纵向轴线定向的方向上具有非恒定轮廓的蝴蝶结型滤波器在本领域中也是已知的。例如，动态蝴蝶结型滤波器在本领域中是已知的，其由射束成形器元件的可控阵列组成。例如，为了在扫描期间或之间调整衰减轮廓，可以例如通过调整气体压力来单独地控制每个元件中的衰减。然而，这种动态滤波器的缺点在于，阵列的像素化可能是粗糙的和/或滤波器组件可能需要不切实际的增益校准。

还已知移动静态滤波器以改变相对于射束形状的有效衰减轮廓。例如，在WO2015/022599中，公开了一种可调节的滤波器组件，其包括第一滤波器元件和第二滤波器元件，第一滤波器元件被成形为背景楔以用于使具有大孔径的X射线衰减，第二滤波器元件被构造成产生脊，其可以相对于第一滤波器元件旋转(或调节)以适应不同的螺距值。

然而，在锥形束CT(CBCT)系统(例如，放射治疗中的C型臂系统和集成成像系统)中使用蝴蝶结型滤波器，由于蝴蝶结形状和摆动，通常需要进行旋转增益校准，以使入射通量重新标准化。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供用于锥形束CT成像中的射束成形的良好且有效的装置和方法。

本发明的实施例的优点在于，根据本发明的实施例的装置和/或方法可以特别适于射束成形以减少达到患者的剂量，以减小动态范围以防止或减小X射线检测器饱和度，以减少或避免成像伪影和/或以获得更均匀的空间噪声分布。

本发明的实施例的优点在于，根据本发明的实施例的装置和/或方法可以特别适合于在患者头部的成像中的射束成形，例如，在脑部成像(例如神经脉管系统成像)中。

本发明的实施例的优点在于，根据本发明的实施例的装置和/或方法可以特别适合于锥形束CT成像系统中的射束成形，该锥形束CT成像系统适于通过围绕至少两个轴线旋转来获取用于断层摄影重建的一系列投影，例如在C型臂锥形束系统中，该系统被配置成通过围绕多个非平行的旋转轴线旋转来获取图像，例如通过跟随包含同时进行的螺旋推进和滚动运动的获取轨迹。

本发明的实施例的优点在于，例如，可以实现人的头部的反向衰减轮廓的良好近似，特别是在考虑到包括围绕至少两个非共线的轴线的旋转的获取轨迹时，例如，同时滚动、俯仰和/或偏航运动。

本发明的实施例的优点在于，可以对包括根据实施例的滤波器的锥形束CT系统实现鲁棒的增益校准。

本发明的实施例的优点在于，可以实现很少或没有蝴蝶结型伪影，例如，在双轴线C型臂CBCT系统中，即使在使用蝴蝶结型滤波器和检测器之间的相对面内旋转的情况下也是如此。

本发明实施例的优点在于，可以在不需要动态可调节的射束成形器的情况下，例如，在不需要可平移或可旋转(例如相对于射束轴线)的滤波器或滤波器部件和/或不需要可控的滤波器元件的阵列的情况下，实现良好的射束成形。

上述目的是通过根据本发明的方法和装置来实现的。

在第一方面中，本发明涉及一种用于锥形束计算机断层摄影系统中的射束成形滤波器。该滤波器包括辐射衰减元件，该辐射衰减元件用于定位在锥形束计算机断层摄影系统的X射线源与待成像的物体之间。作为辐射衰减元件的至少一部分内的位置的函数的辐射衰减相对于中心点是旋转对称的。在一个实施例中，辐射衰减轮廓是圆对称的。

在根据本发明实施例的射束成形滤波器中，辐射衰减可以是到中心点的径向距离的非恒定函数。在实施例中，辐射衰减可以是到旋转对称点的径向距离的平滑函数和/或单调增加函数。

在根据本发明实施例的射束成形滤波器中，旋转对称点可以是辐射衰减元件的中心。

在根据本发明的实施例的射束成形滤波器中，辐射衰减元件的所述至少一部分可以具有局部变化的厚度，以提供作为位置的函数的辐射衰减。在实施例中，辐射衰减元件可以设置有具有圆对称的凹部或切口。例如，这种凹陷部分可以具有球形形状。

在根据本发明实施例的射束成形滤波器中，辐射衰减元件可以由铝、钼和/或特氟隆组成。

根据本发明的实施例的射束成形滤波器可以包括用于将射束成形滤波器机械地连接到锥形束计算机断层摄影系统的紧固件或机械连接器，使得在该系统的操作中辐射衰减元件被定位于X射线源与待成像的物体之间，并且使得在锥形束计算机断层摄影系统的操作中旋转对称点与由X射线源发射的电离辐射束的中心射束轴线重合。

在第二方面，本发明涉及一种锥形束计算机断层摄影系统，其包括根据本发明的第一方面的实施例的射束成形滤波器。

根据本发明的实施例的锥形束计算机断层摄影系统可以包括被配置成围绕检查体积联合地旋转的X射线源和X射线检测器。具体地，该系统适于通过围绕至少两个轴线旋转来获取用于断层摄影重建的一系列投影。

因此，例如，X射线源和X射线检测器可以被配置成围绕检查体积在相对于第一旋转轴线的第一角度范围内和相对于第二旋转轴线的第二角度范围内联合地旋转，其中第二旋转轴线与第一旋转轴不共线。

在根据本发明的实施例的锥形束计算机断层摄影系统中，X射线源和X射线检测器可以安装在C型臂上。

根据本发明的实施例的锥形束计算机断层摄影系统可以适合于在跟随基本上等中心的双轴线轨迹的同时获取图像数据(例如，投影图像)。

在根据本发明的实施例的锥形束计算机断层摄影系统中，射束成形滤波器可以被配置成在该系统的操作中相对于X射线源保持静止。

在第三方面，本发明涉及一种用于对受试者的头部的至少一部分进行成像的方法。该方法包括将射束成形滤波器的辐射衰减元件定位在受试者的头部与发射X射线束的锥形束的X射线源之间。作为位置(例如，辐射衰减元件的主表面上的位置)的函数的辐射衰减元件的辐射衰减相对于旋转对称点是旋转对称的。该方法包括使用X射线检测器检测被辐射衰减元件和受试者的头部衰减的锥形束的多个投影图像。该方法包括移动X射线源和X射线检测器，同时通过跟随基本上等中心的双轴线轨迹来检测多个投影图像。

在所附的独立和从属权利要求中给出了本发明的特定和优选方面。来自从属权利要求的特征可以适当地与独立权利要求的特征以及其他从属权利要求的特征相结合，而不仅限于权利要求中明确给出的特征。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的电离辐射束成形滤波器的照片。

图2示出了现有技术的非动态1D蝴蝶结型滤波器的照片。

图3示意性地示出了根据本发明的实施例的示例性射束成形滤波器的正视图。

图4示意性地示出了根据本发明的实施例的示例性射束成形滤波器的剖视图。

图5示意性地示出了与衰减相对应的示例性的等衰减线，该衰减作为根据本发明的实施例的射束成形滤波器的位置的函数。

图6示意性地示出了与衰减相对应的示例性的等衰减线，该衰减作为现有技术的非动态1D蝴蝶结型滤波器的位置的函数。

图7示出了图像，其中根据本发明的实施例的滤波器的等衰减曲线(例如，如图5所示)以标准取向叠加在人的头部的投影图像上。

图8示出了图像，其中现有技术的1D滤波器的等衰减曲线(例如，如图6所示)被叠加在同样在图7中使用的投影图像上。

图9示出了图像，其中根据本发明的实施例的滤波器的等衰减曲线(例如，如图5所示)以旋转取向叠加在人的头部的投影图像上。

图10示出了图像，其中现有技术的1D滤波器的等衰减曲线(例如，如图6所示)以图9的旋转取向叠加在人的头部的投影图像上。

图11示意性地示出了针对沿着具有大约+/-30的相对面内角度的等中心的双轴线轨迹的多个投影而言的与衰减相对应的示例性等衰减曲线，该衰减作为根据本发明的实施例的射束成形滤波器的位置的函数。

图12示意性地示出了针对沿着图11的等中心的双轴线轨迹的多个投影而言的与衰减相对应的示例性等衰减曲线，该衰减作为现有技术的非动态1D蝴蝶结型滤波器的位置的函数。

图13示意性地示出了根据本发明的实施例的系统。

图14示出了根据本发明的实施例的方法。

附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，出于说明性目的，一些元件的尺寸可能被放大并且未按比例绘制。

权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元件。

具体实施方式

将针对特定实施例并参考某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而是仅由权利要求来限定。所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，出于说明性目的，一些元件的尺寸可能被放大并且未按比例绘制。尺寸和相对尺寸不对应于实施本发明的实际减小。

此外，说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等用于在相似元件之间进行区分，而不必用于在时间、空间、等级或以任何其他方式描述顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或示出的其他顺序来操作。

此外，说明书和权利要求书中的术语“顶部”、“下方”等用于描述性目的，而不必用于描述相对位置。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或示出的其他取向来操作。

应当注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限于其后列出的装置；它不排除其他元件或步骤。因此，应将其解释为指定所提及的所述特征、整数、步骤或部件的存在，但并不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤或部件或其群组。因此，表述“包括装置A和B的设备”的范围不应限于仅由部件A和B组成的设备。这意味着相对于本发明而言，该设备的仅相关的部件是A和B。

在整个说明书中，对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在一个实施例中”不一定都指的是同一实施例，而是可以。此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合，这对于本领域的普通技术人员而言根据本公开将是明显的。

类似地，应当理解，在本发明的示例性实施例的描述中，有时将本发明的各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中，以简化公开内容并帮助理解各个发明性方面中的一个或多个。然而，该公开方法不应被解释为反映了这样一种意图，即所要求保护的发明需要比每个权利要求中明确记载的特征更多的特征。而是，如所附权利要求所反映的，发明性方面在于少于单个前述公开的实施例的所有特征。因此，详细说明之后的权利要求由此明确地并入该详细说明中，其中每个权利要求独立地作为本发明的独立实施例。

此外，尽管本文描述的一些实施例包括其他实施例中包括的一些特征但不包括其他特征，但是不同实施例的特征的组合意味着在本发明的范围内，并且形成不同的实施例，如本领域技术人员将理解的那样。例如，在下面的权利要求中，任何所要求保护的实施例都可以以任何组合使用。

在本文提供的描述中，阐述了许多具体细节。然而，应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，未详细示出公知的方法、结构和技术，以免混淆对本说明书的理解。

在第一方面中，本发明涉及一种用于锥形束计算机断层摄影系统中的射束成形滤波器。射束成形滤波器包括辐射衰减元件，该辐射衰减元件用于定位在锥形束计算机断层摄影系统的X射线源与待成像的物体之间。辐射衰减元件包括至少一部分，在该至少一部分内作为位置的函数的辐射衰减相对于旋转对称点是旋转对称的。

辐射衰减元件(例如，或整个射束成形滤波器)可以由金属或聚合物或某种其他合适的材料组成。示例性材料包括铝(Al)、钼(Mo)和特氟隆。

参考图3和图4，分别以正视图和剖视图示出了根据本发明的实施例的示例性射束成形滤波器1。此外，图1示出了根据本发明的实施例的射束成形滤波器1的照片。

滤波器1适于用在锥形束计算机断层摄影系统中。射束成形滤波器包括辐射衰减元件(或由其组成)，该辐射衰减元件用于定位在锥形射束计算机断层摄影系统的X射线源与待成像的物体之间。

如本领域中已知的，例如，在现有技术的蝴蝶结型滤波器中，滤波器1可以包括紧固件和/或机械连接器和/或支撑件4，其用于将滤波器机械地连接至锥形束计算机断层摄影系统，例如，通过接合系统的滤波器保持件，使得辐射衰减元件由此被定位在X射线源与待成像的物体之间(例如，在系统的源与检测器之间，例如，尤其是与检测器相比基本上更靠近源)。

滤波器1可以适于用作静态射束成形滤波器，例如。非动态射束成形滤波器。例如，紧固件和/或机械连接器和/或支撑件4可以适合于连接到CBCT系统的部件(例如滤波器保持件)，该部件相对于X射线源固定。例如，紧固件和/或机械连接器和/或支撑件4可能不适合于接收控制信号或力以动态地重新配置滤波器的作为位置的函数的辐射衰减。

在另一个实施例中，滤波器1可以被集成到准直单元中的滤波器轮(如本领域中已知的)中，这允许根据预先选择的成像协议在蝴蝶结滤波器之间自动地改变。

图3的正视图可以对应于当在使用中辐射衰减元件如所意图的被定位在X射线源和待成像的物体之间时，用于获得该视图的观察轴线平行于由X射线源发射的电离辐射束的主射束轴线时所呈现的视图。同样，图4的侧视图可以对应于当用于获得该视图的观察轴线垂直于该主射束轴线时所呈现的视图。

辐射衰减元件可以是基本上平面的，例如，可以具有主要平面形状，即使该形状可能局部偏离该主要平面形状，例如，以适应厚度的变化，从而提供作为位置的函数的辐射衰减，以用于对由X射线源发射的电离辐射束进行成形。

辐射衰减元件包括至少一部分2，其中作为位置的函数的辐射衰减相对于旋转对称点3是旋转对称的，例如是圆对称的。

作为离旋转对称点的径向距离的函数的辐射衰减可以是非恒定的，例如增加函数。

部分2可以具有局部变化的厚度，例如，如图4所示，以提供作为位置的函数的辐射衰减。例如，部分2被配置成在滤波器1中的凹部或切口。在凹陷的部分2内，作为在主(例如，前或后)表面上的位置的函数的厚度相对于旋转对称点3可以是旋转对称的，例如是圆对称的。

在图3和图4中，可以看到，凹陷的部分2具有厚度轮廓，该厚度轮廓提供了到旋转对称点3的径向距离的平滑、单调增加的辐射衰减函数。因此，部分2被成形为碗或碟，如图3中虚线所示。在一个示例中，凹陷的部分2内的切口具有球形形状。

然而，尽管厚度的变化可以提供有利地简单的方法来局部地改变衰减，但是本发明的实施例不限于此。例如，衰减特性的局部变化可以通过诸如密度、原子序数等的材料特性的变化来同样地实现。

部分2可以是辐射衰减元件的中心部分。旋转对称点3可以是辐射衰减元件的中心或接近中心。例如，滤波器1可以布置成使得在操作中球形切口的中心，即，最低射束衰减的区域，与X射线锥形束的中心射束对准。

辐射衰减元件可以适于定位在锥形束计算机断层摄影系统的X射线源与待成像的物体之间，使得在该系统的操作中旋转对称点3与由X射线源发射的电离辐射束的中心射束轴线基本重合。

如将在下文中进一步详细讨论的，旋转对称对于患者头部的成像尤其有利，例如颅骨成像和/或神经成像。例如，可以实现人的头部的反向衰减轮廓的良好近似。这种旋转对称对于在适于通过围绕至少两个轴线旋转来获取一系列投影的CBCT系统中进行头部成像更为有利，例如被配置为通过围绕多个非平行的旋转轴线旋转来获取图像的C型臂CBCT系统，例如通过跟随包括同时滚动和俯仰，同时滚动和偏航，同时俯仰和偏航，或同时滚动、俯仰和偏航运动的获取轨迹。例如，CBCT系统可以适合于跟随包括围绕至少两个非共线的轴线旋转的获取轨迹，例如同时滚动、俯仰和/或偏航运动。

通常，作为位置的函数的辐射衰减，例如衰减轮廓或衰减图，如本领域中已知的，被测量以形成增益图，使得获取的投影数据(测量到的患者成像数据)可以被标准化。在图5中示出了等衰减曲线51(例如，在最大强度的40％处)的增益图的示意图，其对应于根据本发明的实施例的滤波器1。这种圆形的等衰减曲线表示作为滤波器的衰减元件的位置的函数的衰减的径向对称性。为了比较起见，图6示出了现有技术的1D蝴蝶结型滤波器(例如，应于图2所示的现有技术的滤波器)的等衰减曲线61(例如，最大强度的40％)的示意图。

如上所述，衰减图的圆对称形状特别适合于近似人的头部的衰减，例如，在典型的获取取向上，比常规的现有技术的1D蝴蝶结型滤波器(如图8所示)更适合于此目的，该典型的获取取向例如是在常规的获取序列期间通常将使用的取向，在常规的获取序列中跟随围绕头部的圆形轨迹(例如围绕背腹轴线)。具体地，参考图7，根据本发明的实施例的滤波器的等衰减曲线(或所有可能的等衰减曲线中的至少一个)与现有技术的1D蝴蝶结型滤波器相比更好地符合头部的形状，例如，更好地符合所获取的投影图像的等强度曲线。

此外，当根据本发明的实施例的滤波器在CBCT系统中使用时，该CBCT系统适于跟随包括围绕至少两个非共线的轴线旋转的获取轨迹，例如，“双轴线”(旋转)轨迹，本发明的实施例在对头部进行成像中的优点甚至更加明显。这样的双轴线(或多轴线)轨迹可以有利地改善CBCT中的图像质量，因为与更常规的圆弧形获取(即，使用单轴线(旋转)轨迹)相比，可以以这种方式获取Tuy-sense意义上的足够数据。

例如，此类双轴线(或多轴线)获取的特征在于投影图像，其中头部在矢状面和/或冠状面上旋转，而常规的“单轴线”获取通常仅包括围绕头部的对应于横向(或轴向)平面中的旋转的各个投影角度的投影图像。这在图9中示出，其示出了对于可以在双轴线获取序列中使用的旋转获取取向，衰减图的圆对称形状可以比常规的现有技术的1D蝴蝶结型滤波器(如图10所示)更好地近似人的头部的衰减。

使用现有技术的1D蝴蝶结型滤波器，头部解剖结构在双轴线轨迹中的匹配不佳，可以通过1D蝴蝶结型轮廓相对患者轴线的相对面内旋转来减轻，同时保持检测器相对于C型臂固定。例如，蝴蝶结型滤波器的镜像对称的一维轴线可以对准以匹配头部的上下轴线的取向。然而，这需要更复杂的方法，其中蝴蝶结型滤波器(和/或CT系统)必须适于允许蝴蝶结型滤波器的旋转。此外，所需的对准将需要执行额外的对准步骤。

尽管如此，当将等中心的双轴线获取轨迹和相对面内旋转相结合时，根据本发明的实施例的滤波器仍将具有优势。在标准的螺旋或圆形CT或CBCT中，单个增益图足以重新标准化所获取的患者投影，因为蝴蝶结阴影(在投影中看到的)对于所有轨迹位置都是相同的。因此，所有投影的等衰减线是相同的，例如，如图6所示。因此，可以在较大的角度范围内对旋转增益图像进行平均，以减少增益投影中的泊松噪声，并解释沿轨迹的小的系统漂移或摆动。

但是，当使用本领域已知的常规的蝴蝶结型滤波器(例如如图12所示)时，使用等中心的双轴线轨迹以及蝴蝶结型滤波器和检测器的相对面内旋转会导致沿轨迹的每个源位置的增益投影发生变化，而使用径向对称的滤波器导致的增益投影与获取角度无关，参见图11。因此，可以以常规方法确定与等中心点的轻微偏差，例如，使用具有大角度平均/合并的旋转增益校准。另一方面，现有技术的1D蝴蝶结型滤波器对于每个投影角度将需要单独的增益图。

在第二方面，本发明涉及包括根据本发明的第一方面的实施例的射束成形滤波器的锥形束计算机断层摄影系统。

参考图13，示出了根据本发明的实施例的锥形束计算机断层摄影系统10。CBCT系统10可以包括X射线源100和X射线检测器101。X射线源100和X射线检测器101可以被配置为使得源和检测器能够围绕检查体积18(例如在该系统的使用中待成像的受试者被定位在其中的检查体积)联合地旋转。例如，检测器和源可以安装在可旋转台架上。

X射线源100可以适于发射跨过检查体积18的X射线锥形束。X射线检测器101可以适于接收从源穿过检查体积透射的锥形束。例如，X射线检测器可以是平板X射线检测器。

在本发明的优选实施例中，X射线源100和X射线检测器101可以被配置成使得源和检测器能够围绕检查体积在相对于第一旋转轴线的第一角度范围内和相对于第二旋转轴线(即，其与第一旋转轴线不共线)的第二角度范围内联合地旋转。例如，可以提供源和检测器围绕至少两个(例如三个)相互不共线的轴线联合旋转，例如，第一旋转106、第二旋转108和第三旋转107。

例如，锥形束计算机断层摄影系统可以适于在跟随基本上等中心的双轴线轨迹的同时获取成像数据。

锥形束计算机断层摄影系统10可以包括适于CBCT扫描的C型臂成像系统(或由其组成)。例如，X射线源100和X射线检测器101可以安装在C型臂102上，该C型臂102可以提供第一旋转自由度(第一旋转106)。C型臂可以可旋转地安装在L形臂104上，以提供第二旋转自由度(第二旋转108)。L形臂104可以可旋转地安装到固定锚点(或由固定锚点支撑)，例如，地板、墙壁或天花板，以提供第三旋转自由度(第三旋转107)。

锥形束计算机断层摄影系统10可以包括放射治疗装置的板载成像器(或由其组成)。

该系统可以包括用于支撑待成像的受试者(例如，患者)的受试者支撑件16。例如，可旋转的台架，例如C型臂102的可旋转部分，可以围绕受试者支撑件16旋转。

该系统可以包括本领域中已知的其他元件，例如数据处理和/或控制单元。例如，系统10可以包括用于从检测器101接收检测到的X射线数据的CT获取模块。该系统可以包括用于基于检测到的X射线数据来重建被成像的受试者的断层摄影表现的断层摄影重建模块。

射束成形滤波器1可以定位于X射线源100和待成像的物体之间，例如在X射线源100和检查体积18之间，或者可以被配置为在系统的操作中被这样定位。例如，系统10可以包括滤波器保持件，射束成形滤波器可以可移除地附接到滤波器保持件上以将射束成形滤波器1定位在源和待成像的物体之间，或者该系统可以包括用于可控地将射束成形滤波器移到该位置和/或在不需要射束成形滤波器时可控地将其从该位置移开的致动器。

射束成形滤波器1在系统的操作中可以相对于X射线源100保持静止，例如，波束成形滤波器可以不是动态射束成形滤波器，或者可以不被配置成动态射束成形滤波器。

在第三方面，本发明涉及一种用于对受试者的头部的至少一部分进行成像的方法。参考图14，示出了根据本发明的实施例的示例性方法30。方法30包括将射束成形滤波器的辐射衰减元件定位31在受试者的头部与发射X射线束的锥形束的X射线源之间。辐射衰减元件的作为位置的函数的辐射衰减相对于旋转对称点是旋转对称的，例如旋转对称点可以与锥形束的中心射束轴线重合。该方法包括通过使用X射线检测器检测32由辐射衰减元件和受试者的头部衰减的锥形束的多个投影图像。该方法包括移动33X射线源和X射线检测器，同时通过跟随基本上等中心的双轴线轨迹来检测多个投影图像。

Claims (15)

1.一种锥形束计算机断层摄影(CBCT)系统(10)，其适于通过围绕待成像的物体旋转来获取用于断层摄影重建的一系列投影，所述系统包括：

X射线源(100)，以及

包括辐射衰减元件的射束成形滤波器(1)，所述辐射衰减元件用于定位在所述X射线源与所述物体之间，其中，所述辐射衰减元件的至少一部分(2)内的辐射衰减轮廓相对于中心点(3)是圆对称的，并且所述辐射衰减相对于到所述部分(2)内的所述中心点的径向距离的函数是平滑函数。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述部分(2)内的所述辐射衰减的函数是单调增加函数。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述中心点(3)是所述辐射衰减元件的中心。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述部分(2)具有局部变化的厚度，以提供作为位置的函数的所述辐射衰减。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述部分(2)是具有球形形状的凹陷部分。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述辐射衰减元件由铝、钼和/或聚四氟乙烯组成。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述系统包括紧固件或机械连接器(4)，所述紧固件或机械连接器(4)用于将所述射束成形滤波器机械地连接至所述锥形束计算机断层摄影系统，使得所述辐射衰减元件由此被定位于所述X射线源与所述待成像的物体之间，并且在所述锥形束计算机断层摄影系统的操作中，所述旋转对称点(3)与由所述X射线源发射的电离辐射束的中心射束轴线重合。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述系统还包括X射线检测器(101)，其中所述X射线源(100)和所述X射线检测器被配置成围绕检查体积(18)联合地旋转。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述系统还适于同时围绕所述物体围绕至少两个非平行的旋转轴线旋转。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述X射线源(100)和所述X射线检测器(101)被配置成围绕所述检查体积在相对于第一旋转轴线的第一角度范围内和相对于第二旋转轴线的第二角度范围内联合地旋转，其中所述第二旋转轴线与所述第一旋转轴线不共线。

11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述系统(10)适于在跟随基本上等中心的双轴线轨迹的同时获取成像数据。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述X射线源(100)和所述X射线检测器(101)被安装在C型臂(102)上。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，在所述系统的操作中，所述射束成形滤波器(1)相对于所述X射线源(100)基本保持静止。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，在所述系统的操作中，所述滤波器的中心点与由所述X射线源发射的X射线锥形束的中心射线对准。

15.一种用于对受试者的头部的至少一部分进行成像的方法，所述方法包括：

将射束成形滤波器的辐射衰减元件定位于所述受试者的头部和发射X射线锥形束的X射线源之间，其中作为位置的函数的所述辐射衰减元件的辐射衰减是圆对称的，

使用X射线检测器检测被所述辐射衰减元件和所述受试者的头部衰减的所述锥形束的多个投影图像，以及

移动所述X射线源和所述X射线检测器，同时通过跟随基本上等中心的双轴线轨迹来检测所述多个投影图像。

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