CN113271861A - 自适应螺旋计算机断层摄影 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于控制多切片计算机断层摄影系统(1)MSCT的图像采集的设备(10)。所述设备包括用于接收来自MSCT(1)的投影图像数据的输入端(11)、用于控制MSCT(1)的操作的输出端(12)以及处理器(13)。所述处理器(13)适于控制所述MSCT以采集大体积定位器射线照片，并且适于在所述定位器射线照片中定义界定感兴趣器官的器官区域。所述处理器适于采集对象的大体积螺旋CT扫描，其中，当所述对象中的所述器官区域被平移到检查体积中时，增加X射线锥角，并且当所述器官区域被平移出所述检查体积时，减小X射线锥角。

Description

自适应螺旋计算机断层摄影
技术领域
本发明涉及多切片螺旋计算机断层摄影的领域，例如包括多行探测器阵列并且被配置用于对对象进行螺旋扫描的计算机断层摄影系统。更具体地，本发明涉及一种用于控制多切片计算机断层摄影系统的图像采集的设备、多切片计算机断层摄影系统和相关的方法。
背景技术
在本领域中已知的是，例如，如由包括许多探测器行的探测器阵列提供的计算机断层摄影中的大覆盖能够是有利的。例如，在采集用于断层摄影重建的投影数据期间，能够在X射线锥中同时覆盖整个器官，例如心脏。当采集投影数据时能够同时覆盖的身体的纵向段的长度能够有利地增加例如多达16cm，使得能够获得具有良好的空间和时间分辨率的轴向扫描。通常通过增加计算机断层摄影系统中的探测器行的数量来增加这种覆盖，使得能够提供高空间分辨率以及大覆盖两者。
螺旋计算机断层摄影采集在本领域中已知为获得射线照相投影数据的高效且快速的方法，该射线照相投影数据能够被重建成覆盖被成像对象的大体积(例如，身体的整个或大部分的扫描)的定性三维图像。
然而，对于螺旋扫描，X射线锥通常被准直，使得仅探测器的部分被照射，例如，用于螺旋扫描的探测器行的数量可以小于可用的行的数量。此外，由于在这样的螺旋扫描中沿着纵向轴线扫描对象，因此螺旋扫描的时间分辨率可能是相当低的，例如，运动伪影可能存在于所采集的体积图像中。
各种应用(诸如创伤情况)可能需要大体积概览(例如全身扫描或身体的大部分的扫描)以及针对更有限的感兴趣区域(诸如感兴趣器官，诸如心脏)的高时间和/或空间分辨率重建图像。
US20060262896公开了一种显示对象的侦察图像的方法。操作者指定侦察图像的在体轴方向上的至少一个范围。另外，操作者图形地输入或键输入并设置用于穿梭模式螺旋扫描的成像条件参数，例如螺距、噪声指数等，其中，使得每一个范围都是独立的。因此，能够针对每个区域或器官高效且易理解地独立设置诸如用于穿梭模式螺旋扫描的螺距和噪声指数的条件，这允许成像条件的优化和详细控制。
US2015/173692A1公开了一种具有动态准直器的CT设备，该动态准直器限定可调节以允许辐射穿过感兴趣体积的孔径。
WO2006/090321公开了一种CT装置，所述CT装置在相对大的部分的扫描期间使用低辐射剂量，预期人类的器官在该相对大的部分中以检测感兴趣对象，并且在感兴趣对象的更有限的部分的第二扫描期间使用增加的辐射剂量。
US2004/202283公开了一种CT装置，所述CT装置包括X射线辐照源、X射线探测器、以及准直器和控制器，所述X射线探测器包括多个探测元件段，所述准直器被配置为产生在切片方向和通道方向中的至少一个上可移动的开口，所述控制器被配置为执行第一螺旋扫描和第二螺旋扫描。在第一扫描中，对于快速低分辨率扫描，准直器在通道方向上的螺距和开口被选择得相当大。在第二扫描中，对于高分辨率扫描，准直器和螺距被选择得相当有限。
US2018/070908公开了一种CT装置，所述CT装置用于执行对象的第一扫描，基于解剖部位的形状识别对象的解剖部位的形状，并且执行第二扫描，所述第二扫描是其中CT装置的旋转主体倾斜的倾斜扫描。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供用于使用多切片计算机断层摄影系统扫描对象的良好、高效和快速的器件和方法。
本发明的实施例的优点是，能够例如在整个身体或身体的大部分的扫描中扫描对象的大体积，使得能够执行概览断层摄影重建，同时收集数据以实现感兴趣器官的进一步断层摄影重建。
本发明的实施例的优点是，能够避免或减少高度可移动器官的断层摄影重建中的运动伪影。本发明的实施例的优点是，感兴趣器官的进一步断层摄影重建的时间和/或空间分辨率能够高于概览断层摄影重建。
本发明的实施例的优点是，能够在单个操作中获得概览(例如，全身或身体的大部分的扫描)和感兴趣器官的高时间分辨率扫描(例如，单个心跳内的心脏的扫描)两者。
又一优点是，这种集成扫描程序能够快速地执行，例如提供快速创伤响应和操作效率方面的优点。又一优点是，能够在不依赖于操作者手动定义与感兴趣器官相对应的体积的情况下执行这种集成扫描程序，从而避免由于对用户的这种依赖的延迟和效率的降低。
本发明的实施例的优点是能够维持恒定的工作台馈送。优点是，能够避免由于操作期间的加速和/或减速的运动伪影。又一优点是，例如在创伤情况下，能够降低由加速和/或减速隐含的对于对象的风险。又一优点是，能够通过避免平移速度的突然和/或频繁的变化来增加对象的舒适度。
上述目的通过根据本发明的方法和设备来实现。
在第一方面中，本发明涉及一种用于控制多切片计算机断层摄影系统的图像采集的设备，所述多切片计算机断层摄影系统包括可旋转机架、多行探测器、X射线源和在纵向方向上移动的自动化检查床。所述设备包括输入端和输出端，所述输入端用于接收来自所述多切片计算机断层摄影系统的所述多行探测器的投影图像数据，所述输出端用于控制所述多切片计算机断层摄影系统的操作。所述设备还包括处理器。
所述处理器适于经由所述输出端控制所述多切片计算机断层摄影系统的第一操作，使得采集待成像的对象的大体积计算机断层摄影定位器射线照片。所述处理器适于经由所述输入端接收所述计算机断层摄影定位器射线照片。
所述处理器适于经由所述输出端控制所述计算机断层摄影系统的第二操作，使得采集所述对象的大体积螺旋计算机断层摄影扫描，在所述大体积螺旋计算机断层摄影扫描中，所述对象由所述自动化检查床平移通过例如由所述旋转机架限定的检查体积。
控制所述第二操作包括当通过所述自动化检查床的所述对象的所述平移引起在所述计算机断层摄影定位器射线照片上定义的并且基本上界定所述对象中的感兴趣器官的器官区域进入所述检查体积时，例如从所述器官区域的外边界直到所述器官区域的中心线，增加所述计算机断层摄影系统在所述纵向方向上的X射线锥角，并且当所述对象的所述平移引起所述器官区域离开所述检查体积时，例如从所述器官区域的中心线直到所述器官区域的外边界，减小所述X射线锥角。
在根据本发明的实施例的设备中，所述处理器可以适于经由输入端接收所述计算机断层摄影定位器射线照片，并且适于检测所述计算机断层摄影定位器射线照片中的基本上界定所述对象中的感兴趣器官(例如心脏)的器官区域。
在根据本发明的实施例的设备中，所述处理器可以适于控制所述计算机断层摄影系统的可控准直器的孔径以增加和减小所述X射线锥角。
在根据本发明的实施例的设备中，所述处理器可以适于在所述计算机断层摄影定位器射线照片上拟合所述感兴趣器官的模型。
在根据本发明的实施例的设备中，所述模型可以包括所述器官的代表性图像，并且所述拟合可以包括应用图像配准算法。
在根据本发明的实施例的设备中，所述模型可以包括所述器官的代表性参数模型，并且所述拟合可以包括估计所述模型的参数以便符合所述计算机断层摄影定位器射线照片。
在根据本发明的实施例的设备中，所述模型可以是指示所述感兴趣器官的投影视图的二维模型，所述投影视图对应于计算机断层摄影定位器射线照片投影。
在根据本发明的实施例的设备中，所述模型可以是所述感兴趣器官的三维模型。
在根据本发明的实施例的设备中，所述处理器可以适于通过确定所述器官在与所述检查床的平移方向相对应的纵向方向上的下限、上限和中心位置来检测所述器官区域。
在根据本发明的实施例的设备中，所述处理器适于在所检测到的器官区域的所述上限与所述检查区域一致时增加所述X射线锥角，并且在所检测到的器官区域的所述下限与所述检查区域一致时减小所述X射线锥角。例如，通过增加X射线锥角，可以增加在操作期间来自X射线源的辐射撞击的探测器行的数量，并且同样地，可以通过减小X射线锥角来减少活跃探测器行的数量。
在根据本发明的实施例的设备中，所述处理器可以适于接收电生理信号，例如ECG信号，其中，该信号与所述第二操作的所述扫描同步地(例如，同时地)采集。所述处理器可以适于确定针对多个心跳阶段中的每一个利用扩大的X射线锥角采集的投影的数量。例如，当针对每个阶段采集预定最小数量的投影时，可以减小锥角，例如，甚至在达到诸如上文提到的下限之前。
在根据本发明的实施例的设备中，所述处理器可以适于通过基本上连续的转变(例如，分别地线性增加和线性减小)来增加和减小所述X射线锥角。
在根据本发明的实施例的设备中，控制所述第二操作可以包括当通过所述自动化检查床的所述对象的所述平移引起所述器官区域进入所述检查体积时，增加所述计算机断层摄影系统的X射线管电流，并且当所述对象的所述平移引起所述器官区域离开所述检查体积时，减小所述X射线管电流。
在根据本发明的实施例的设备中，所述处理器可以适于控制所述自动化检查床的平移速度，以便在所述第二操作期间保持基本上恒定。
根据本发明的实施例的设备可以是用于控制所述多切片计算机断层摄影系统的操作者控制台系统，或可以包括在其中。
根据本发明的实施例的设备可以包括用于控制造影剂施予设备以将造影剂引入所述对象的身体中的另外的输出端。所述处理器可以适于经由所述另外的输出端发送控制信号，以在通过所述自动化检查床的所述对象的平移引起所述器官区域进入所述检查体积时或在通过所述自动化检查床的所述对象的平移引起所述器官区域进入所述检查体积之前的预定时间间隔处向所述对象施予所述造影剂。
在第二方面中，本发明涉及一种多切片计算机断层摄影系统，包括根据本发明的第一方面的实施例的设备。
在第三方面中，本发明涉及一种用于控制多切片计算机断层摄影系统的方法，所述多切片计算机断层摄影系统包括X射线源、多行探测器和在纵向方向上移动的自动化检查床。所述方法包括使用所述多切片计算机断层摄影系统来采集待成像的对象的大体积计算机断层摄影定位器射线照片，在所述大体积计算机断层摄影定位器射线照片中定义器官区域，其中，所述器官区域基本上界定所述对象中的感兴趣器官，并且采集所述对象的大体积螺旋计算机断层摄影扫描，在所述大体积螺旋计算机断层摄影扫描中，所述对象由自动化检查床平移通过检查体积。所述方法还包括当在所述螺旋计算机断层摄影扫描期间通过所述自动化检查床的所述对象的平移引起所述器官区域进入所述多切片计算机断层摄影系统的检查体积时，增加所述计算机断层摄影系统在所述纵向方向上的X射线锥角以及可选地X射线管电流，并且当在所述螺旋计算机断层摄影扫描期间所述对象的平移引起所述器官区域离开所述检查体积时，减小在所述纵向方向上的X射线锥角以及可选地X射线管电流。
本发明的特定和优选方面在所附独立和从属权利要求中阐述。从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征和其他从属权利要求的特征适当地组合，而不仅仅是根据权利要求中明确阐述的。
参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些和其他方面将是显而易见的并且得以阐明。
附图说明
图1图示了根据本发明的实施例的设备和方法。
图2图示了根据本发明的实施例的方法。
图3示出了示例性计算机断层摄影定位器射线照片，以图示本发明的实施例的特征。
图4示出了示例性计算机断层摄影定位器射线照片中的检测到的器官区域，以图示本发明的实施例的特征。
附图仅是示意性而非限制性的。在附图中，为了图示性目的，一些元件的尺寸可能放大并且没有按比例绘制。
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，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
具体实施方式
将参考特定实施例并且参考某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而仅由权利要求限定。描述的附图仅是示意性而非限制性的。在附图中，为了图示性目的，一些元件的尺寸可能放大并且没有按比例绘制。尺寸和相对尺寸不对应于实施本发明的实际缩减量。
此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二等用于区分相似的元件，并且不一定用于描述在时间上、空间上、排序上或以任何其他方式的顺序。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所描述或所图示的其他顺序进行操作。
此外，说明书和权利要求中的术语“上”、“下”等用于描述目的，而不一定用于描述相对位置。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所描述或所图示的其他取向进行操作。
要注意的是，权利要求书中使用的术语“包括”不应被解释为限于此后列出的单元；它不排除其他元件或步骤。因此，它被解释为指明所提及的所述特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件或其组的存在或添加。因此，表述“包含单元A和B的设备”的范围不应限于仅由组件A和B组成的设备。这意味着对于本发明，设备的唯一相关组件是A和B。
在本说明书全文中对“一个实施例”或“实施例”的提及意味着结合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，贯穿本说明书的多个地方的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定但可以全部指代相同的实施例。此外，可以以任何适合的方式在一个或多个实施例中组合特定的特征、结构或特性，如依据本公开内容对于本领域技术人员显而易见的。
类似地，应当理解，在本发明的示范性实施例的描述中，为了简化本公开内容并有助于理解各种创新方面的一个或多个，本发明的各种特征有时被一起分组在单个实施例、附图或其描述中。然而，本公开内容的方法不应被解释为反映所要求保护的发明需要比每个权利要求中明确叙述的更多特征的意图。相反，如权利要求所反映的，创新方面在于比单个前述公开实施例的所有特征更少。因此，权利要求由此明确地并入本详细描述中，其中，每个权利要求独立地作为本发明的单独实施例。
此外，尽管本文所述的一些实施例包括其他实施例中包括的一些但不是其他特征，但是不同实施例的特征的组合意图在本发明的范围内，并且构成不同的实施例，如本领域技术人员将理解的。例如，在权利要求中，任何要求保护的实施例能够以任何组合使用。
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施本发明的实施例。在其他情况下，没有详细示出众所周知的方法、结构和技术，以便不妨碍对说明书的理解。
在第一方面中，本发明涉及一种用于控制多切片计算机断层摄影(CT)系统(例如，根据本发明的第二方面的实施例的多切片计算机断层摄影系统)的图像采集的设备。
在图1中，示出了根据本发明的第一方面的实施例的设备10、以及根据本发明的第二方面的实施例的多切片计算机断层摄影系统1。
设备10可以是用于控制多切片计算机断层摄影系统1的控制台系统、或可以包括在其中。
设备10包括用于接收来自多切片计算机断层摄影系统1的多行探测器的投影图像数据(以及可选地其他状态数据，诸如床位置和/或运动信息、机架操作信息、电生理信息(例如ECG信号)、X射线管状态信息和/或探测器状态信息))的输入端11和用于控制多切片计算机断层摄影系统1的操作的输出端12。
设备10还包括处理器13，处理器13适于经由输出端12控制CT系统1的第一操作，使得采集待成像的对象的CT定位器射线照片。如本领域中已知的，CT定位器射线照片是例如当在台架保持在静止位置时使用自动化检查床将对象平移通过CT台架时采集的扫描投影射线照片，所述扫描投影射线照片经常被采集以使得操作者能够规定扫描范围的开始位置和结束位置。涉及这种CT定位器射线照片的其他常见术语包括侦察扫描、概观、内存储信息位置图和扫描照片。例如，CT定位器射线照片可以是待成像的对象的二维投影图像，例如当被定位在自动化检查床上时，例如正面射线照相投影图像，例如前后或后前图像。
处理器13适于经由输入端11接收CT定位器射线照片。
处理器13可以适于检测CT定位器射线照片中的器官区域，使得器官区域基本上界定对象中的感兴趣器官。
备选地，器官在纵向方向上的边缘或至少两个相对的极限边界能够通过基于定位器射线照片的人类视觉检查来确定，例如，使用图形用户接口选择，以便确定基本上界定对象中的感兴趣器官的器官区域。
基本上界定可以指的是至少近似地(例如，在准确度的裕量，例如高达10cm，优选地高达5cm内，例如甚至更优选地在1cm准确度内)定义器官在与检查床的平移方向相对应的纵向方向上的至少下限和上限。此外，处理器可以适于确定器官在下限与上限之间的中心位置，例如，下限和上限的平均值。
在示例性实施例中，感兴趣器官可以是心脏。然而，在其他实施例中，器官可以是一个或多个肺、肝、胃、脾、胰腺、胃肠道的一个或多个部分、一个或多个肾、子宫、脑等。在特别有利的实施例中，器官的特征在于隐含频繁运动的功能，例如其至少一些部分在5s或更短(例如1s或更短)的时间范围内经过至少一毫米(例如至少一厘米)的距离的局部位移，诸如心脏或肺。
处理器13可以适于在CT定位器射线照片上拟合感兴趣器官的模型。例如，该模型可以包括器官的代表性图像，并且拟合可以包括应用图像配准算法，例如刚性、仿射或可变形配准。例如，模型可以包括器官的代表性参数模型，并且拟合可以包括估计模型的参数，以便符合CT定位器射线照片。参数可以包括空间参数，例如2D或3D位置、取向(诸如2D或3D角度)、尺度参数(例如，1D、2D或3D缩放)、偏斜参数和/或指示不同对象之间的解剖变化的其他参数。模型还可以包括其他身体部分，以便在周围身体结构的背景内拟合感兴趣器官。
拟合可以包括在二维CT定位器射线照片上拟合二维模型，例如参考图像或参数模型。例如，用于2D/2D配准的合适算法在本领域中是众所周知的。
拟合还可以包括在二维CT定位器射线照片上拟合三维模型，例如参考体积图像或参数模型。例如，用于2D/3D配准的合适算法在本领域中是已知的，例如，用于图像引导的放射治疗、放射外科学、内窥镜检查和/或介入放射学的介入前和介入中数据的配准。
例如，可以在CT定位器射线照片中近似地确定感兴趣器官(诸如心脏)的位置。这能够例如通过将器官的模型(例如心脏模型)的边缘与定位器射线照片图像中的强度梯度配准来完成。器官的中心位置然后也能够被容易地确定，例如在经配准的器官模型的颅边缘和尾边缘的中间。
处理器13还适于经由输出端12控制CT系统的第二操作，使得采集对象的螺旋CT扫描，其中，机架的旋转和平移检查床的平移被控制以例如以第一节距获得螺旋CT扫描。
控制该第二操作包括当通过自动化检查床的对象的平移引起器官区域进入由机架定义的检查体积时，例如通过扩大由可控准直器提供的孔径来增加CT系统的X射线锥角，并且当通过自动化检查床的对象的平移引起器官区域离开检查体积时，减小CT系统的X射线锥角，例如使得以小于第一节距的第二节距扫描器官区域。
例如，当器官区域的上限与检查体积一致时，可以增加X射线锥角，并且当器官区域的下限与检查体积一致时，可以减小X射线锥角。在本公开中，“上”和“下”限不一定对应于感兴趣器官的解剖学后部和下部方面，而是可以根据在通过由机架在第二操作期间定义(例如，限定)的检查体积的对象的平移的意义上来定义。例如，当对象在下到后的意义上平移时，上限可以对应于器官的上边界，并且下限可以对应于器官的下边界，但是当对象在后到下的意义上平移时，上限可以对应于器官的下边界，并且下限可以对应于器官的上边界。
备选地，如果器官是心脏，则沿着其以大锥角测量数据的区域可以与测量的ECG信号相关。
X射线锥角可以通过离散跨步增加和减小，例如从例如用于全身或身体的大部分的螺旋扫描的窄锥到例如适合于以高(更高)时间和/或空间分辨率重建器官的断层摄影图像的宽锥，并回到窄锥。
优选地，X射线锥角可以通过连续的(或基本上连续的，例如在多个更小的离散跨步中)转变来增加和减小。例如，锥角可以通过在器官的上限与中心位置之间的(时间或位置的)(基本上)连续增加函数(例如线性增加)从窄锥增加到宽锥，并且通过在器官的中心位置与下限之间的(时间或位置的)(基本上)连续减小函数(例如线性减小)从宽锥减小到窄锥。
优选地，当器官区域的上限与检查体积一致时，可以增加X射线管电流，并且当器官区域的下限与检查体积一致时，可以减小X射线管强度。类似于上文的描述，管电流的这种增加和减小可以通过离散跨步或(基本上)连续函数来执行，例如，通过朝向器官的中心位置的线性增加和远离器官的中心位置的线性减小。
例如，一旦X射线锥到达感兴趣器官(诸如心脏)，就可以增加覆盖和管电流。可以通过以当X射线源到达对应于器官的中心的位置时最大的方式改变准直来获得更大的覆盖。对于恒定的工作台馈送，更大的覆盖意味着减小的相对节距。例如，假设覆盖大到足以覆盖整个心脏，则能够采集数据，使得能够获得单个心跳心脏重建。如果覆盖不足够大，例如，仅覆盖心脏的部分，则所采集的数据可能仍然足以用于进行多周期心脏重建。一旦采集感兴趣器官的足够数据，就可以再次减小覆盖和管电流，并且能够扫描剩余的感兴趣身体部分。
设备10可以适于在第二操作期间以基本上恒定的值控制检查床的工作台馈送(例如平移速度)，例如维持平移速度恒定。例如，第二操作可以是单螺旋扫描，其中，工作台馈送能够有利地维持恒定。优点是，能够避免由于操作期间的加速和/或减速的运动伪影。又一优点是，例如在创伤情况下，能够降低由加速和/或减速隐含的对对象的风险。又一优点是，能够通过避免平移速度的突然和/或频繁的变化来增加对象的舒适度。优点还有，能够在单个操作中获得概览(例如，全身或身体的大部分的螺旋扫描)和感兴趣器官的高时间和/或空间分辨率扫描(例如，单个心跳内的心脏的扫描)两者。对高时间分辨率的提及指的是在短时间段内的详细扫描的采集，例如以便避免或减少运动伪影，并不暗示针对不同时间点采集相同体积的多个体积图像。
设备10还可以包括另外的输出端15，其用于控制造影剂施予设备30(例如自动化造影剂注射器)以在第二操作期间将造影剂引入对象的身体中。处理器可以适于经由另外的输出端15发送控制信号，以便当通过自动化检查床的对象的平移引起器官区域进入由机架定义的检查体积时，例如当器官区域的下限与检查体积一致时，或在到达该位置之前的预定时间处向对象施予造影剂，使得造影剂能够充分灌注感兴趣器官。
在第二方面中，本发明还涉及一种多切片计算机断层摄影系统。
再次参考图1，示出了根据本发明的实施例的多切片计算机断层摄影系统1。CT系统1包括根据本发明的第一方面的实施例的设备10，例如控制台系统。
CT系统1适于例如经由设备10的输入端11向设备10提供投影图像数据。
CT系统1适于例如经由设备10的输出端12接收来自设备10的(一个或多个)控制信号。
根据本发明的实施例的CT系统1可以适于执行待成像的对象的一个或多个轴向扫描和/或一个或多个螺旋扫描，以便生成能够使用断层摄影重建算法重建的射线照相投影数据。CT系统1还适于采集对象的CT定位器射线照片，例如通过将对象平移通过由机架定义的检查体积，同时将X射线源和探测器保持在静止配置中。
例如，CT系统1可以包括固定机架202和旋转机架204，旋转机架204可以由固定机架202可旋转地支撑。当采集投影数据时，旋转机架204可以围绕纵向轴线绕检查体积206旋转以便包含对象的至少部分。CT系统可以包括自动化检查床114，以将对象支撑在检查体积206中。
CT系统1可以包括辐射源208，诸如X射线管，其可以由旋转机架204支撑并且被配置为与旋转机架204一起旋转。辐射源可以包括阳极和阴极。跨阳极和阴极施加的源电压可以使电子从阴极加速到阳极。电子流可以提供从阴极到阳极的电流，以便产生用于穿过检查体积206的辐射。
CT系统1可以包括探测器阵列210。该探测器阵列可以对着检查体积206，将角度弧对向辐射源208。探测器阵列可以包括二维像素阵列，例如包括适于将入射在其上的X射线辐射转换成可处理信号的像素。探测器阵列可以适于探测穿过检查体积的辐射并且适于生成指示其能量的信号。探测器阵列可以包括沿着纵向轴线彼此相邻布置的多行探测器像素。行的数量可以大到足以实现具有大覆盖的扫描。行的数量可以是至少128，优选地至少256，例如512或1024，或甚至更大。例如，在典型的配置中，256个探测器行可以在检查体积中在纵向方向上实现16cm的覆盖。
CT系统1可以包括用于改变由辐射源208发射的X射线辐射的锥角的可控X射线准直器209。例如，这样的准直器可以包括X射线辐射吸收材料，例如，在其中(例如，在其间)定义孔的两个这样的辐射吸收材料块。致动器可以响应于控制信号而平移辐射吸收材料以改变孔径面积。例如，响应于控制信号，两个块可以被移动得与彼此分开或朝向彼此移动。然而，本发明的实施例不限于可控X射线准直器的特定配置，因为这种可控准直器的各种配置在本领域中是众所周知的。
CT系统1还可以包括用于在第二操作期间将造影剂引入对象的身体中的造影剂施予设备30，例如自动化造影剂注射器。例如，造影剂施予设备30可以可操作地连接到另外的输出端15，以在经由另外的输出端15从处理器接收到控制信号时向对象施予造影剂。在第三方面中，本发明涉及一种用于控制多切片计算机断层摄影系统(例如，根据本发明的第二方面的实施例的多切片计算机断层摄影系统)的方法。该方法可以由根据本发明的第一方面的实施例的设备执行。
参考图2，根据本发明的第三方面的实施例的方法50包括使用多切片计算机断层摄影系统采集51待成像的对象的计算机断层摄影定位器射线照片。
方法50包括定义52(例如，检测)计算机断层摄影定位器射线照片中的器官区域，其中，器官区域基本上界定对象中的感兴趣器官，诸如心脏。
器官区域可以由用户例如使用图形用户接口来定义，或可以被自动检测。
检测器官区域可以包括例如使用计算机实施的算法在计算机断层摄影定位器射线照片上拟合感兴趣器官(例如心脏)的模型。模型可以包括器官的代表性图像，并且拟合模型的步骤可以包括应用图像配准算法。模型可以包括器官的代表性参数模型，并且拟合的步骤可以包括估计模型的参数，以便符合计算机断层摄影定位器射线照片。模型可以是指示感兴趣器官的投影视图的二维模型(例如，2D代表性图像或2D参数模型)，所述投影视图对应于计算机断层摄影定位器射线照片投影。模型可以是感兴趣器官的三维模型(例如，3D代表性图像或3D参数模型)。
检测器官区域可以包括确定感兴趣器官在与检查床的平移方向相对应的纵向方向上的下限、上限和中心位置。
该方法包括采集53对象的螺旋计算机断层摄影扫描，其中，对象由自动化检查床平移通过检查体积。
采集53螺旋计算机断层摄影扫描可以包括控制自动化检查床的平移速度，以便在螺旋计算机断层摄影扫描的采集期间保持基本上恒定。
该方法包括当在螺旋计算机断层摄影扫描期间通过自动化检查床的对象的平移引起器官区域进入多切片计算机断层摄影系统的检查区域时，增加计算机断层摄影系统的X射线锥角，并且当在螺旋计算机断层摄影扫描期间对象的平移引起器官区域离开检查体积时，减小X射线锥角。
增加和减小X射线锥角可以分别包括扩大和减小多切片计算机断层摄影系统的可控准直器的孔径。
当器官区域的上限与检查区域一致时，可以增加X射线锥角，并且当器官区域的下限与检查区域一致时，可以减小X射线锥角。
增加和减小X射线锥角可以通过基本上连续的转变来执行，例如从器官的上限到中心位置(例如)线性地增加，并且从器官的中心位置到下限(例如)线性地减小。
方法50还可以包括当通过自动化检查床的对象的平移引起器官区域进入检查体积时，增加计算机断层摄影系统的X射线管电流，并且当对象的平移引起器官区域离开检查体积时，减小X射线管电流。
该方法还可以包括控制造影剂施予设备，以当通过自动化检查床的对象的平移引起器官区域进入检查体积时或在通过自动化检查床的对象的平移引起器官区域进入检查体积之前的预定时间间隔处向对象施予造影剂。
例如，该方法可以应用于在创伤情况下执行扫描，本申请的实施例不限于此。在采集概观之后，确定器官区域，例如，确定心脏在纵向方向上的下限和上限。参考图4，示出了对象的示例性概观扫描。然后可以将心脏的3D参数模型与概观扫描配准，如图4所示。因此，能够确定心脏61的颅边缘和尾边缘以及中心线62。然后，能够执行螺旋扫描。该采集可以例如以对应于减小的覆盖(诸如4cm的覆盖(例如，其中仅64个探测器行被X射线源辐照))的准直开始。这可以例如对应于大约1的相对节距。在到达(例如)颅边缘的位置后，可以通过增加准直的孔径来减小节距，例如，以便对应于完全覆盖。该增加可以朝向中心线逐渐增加，并且当到达(例如)尾边缘时，可以减小回到对应于减小的覆盖的原始准直。

Claims (15)

1.一种用于控制多切片计算机断层摄影系统(1)的图像采集的设备(10)，所述多切片计算机断层摄影系统包括可旋转机架(204)、多行探测器(210)、X射线源(208)和在纵向方向上移动的自动化检查床(114)，所述设备包括：
输入端(11)，其用于接收来自所述多切片计算机断层摄影系统(1)的所述多行探测器的投影图像数据，
输出端(12)，其用于控制所述多切片计算机断层摄影系统(1)的操作，以及
处理器(13)，
其中，所述处理器(13)适于经由所述输出端(12)控制所述多切片计算机断层摄影系统(1)的第一操作，使得待成像的对象的大体积计算机断层摄影定位器射线照片被采集，
其中，所述处理器(13)适于经由所述输入端(11)接收所述计算机断层摄影定位器射线照片，
其中，所述处理器(13)适于经由所述输出端(12)控制所述计算机断层摄影系统(1)的第二操作，使得所述对象的大体积螺旋计算机断层摄影扫描被采集，在所述大体积螺旋计算机断层摄影扫描中，所述对象由所述自动化检查床平移通过检查体积(206)，
其中，控制所述第二操作包括当通过所述自动化检查床的所述对象的所述平移引起在所述计算机断层摄影定位器射线照片上定义的并且基本上界定所述对象中的感兴趣器官的器官区域进入所述检查体积时，增加所述计算机断层摄影系统在所述纵向方向上的X射线锥角，并且当所述对象的所述平移引起所述器官区域离开所述检查体积时，减小所述X射线锥角。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器(13)适于控制所述计算机断层摄影系统(1)的可控准直器(209)的孔径，以增加和减小所述X射线锥角。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述处理器(13)适于在所述计算机断层摄影定位器射线照片中检测所述器官区域。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述处理器(13)适于在所述计算机断层摄影定位器射线照片上拟合所述感兴趣器官的模型。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述模型包括所述器官的代表性图像，并且所述拟合包括应用图像配准算法，或其中，所述模型包括所述器官的代表性参数模型，并且所述拟合包括估计所述模型的参数，以便符合所述计算机断层摄影定位器射线照片。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的设备，其中，所述模型是指示所述感兴趣器官的投影视图的二维模型，所述投影视图对应于计算机断层摄影定位器射线照片投影，或其中，所述模型是所述感兴趣器官的三维模型。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述处理器(13)适于通过所述器官在与所述检查床的平移方向相对应的纵向方向上的下限、上限和中心位置来定义所述器官区域。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述处理器(13)适于在所述器官区域的所述上限与所述检查区域一致时增加所述X射线锥角，并且在所述器官区域的所述下限与所述检查区域一致时减小所述X射线锥角。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述处理器(13)适于通过基本上连续的转变来增加和减小所述X射线锥角。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，控制所述第二操作包括当通过所述自动化检查床的所述对象的所述平移引起所述器官区域进入所述检查体积时，增加所述计算机断层摄影系统的X射线管电流，并且当所述对象的所述平移引起所述器官区域离开所述检查体积时，减小所述X射线管电流。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述处理器(13)适于控制所述自动化检查床的平移速度，以便在所述第二操作期间保持基本上恒定。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述设备是用于控制所述多切片计算机断层摄影系统(1)的操作者控制台系统。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括用于控制造影剂施予设备(30)以将造影剂引入所述对象的身体中的另外的输出端(15)，并且其中，所述处理器(13)适于经由所述另外的输出端(15)发送控制信号，以在通过所述自动化检查床的所述对象的平移引起所述器官区域进入所述检查体积时或在通过所述自动化检查床的所述对象的平移引起所述器官区域进入所述检查体积之前的预定时间间隔处向所述对象施予所述造影剂。
14.一种多切片计算机断层摄影系统(1)，包括根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)。
15.一种用于控制多切片计算机断层摄影系统的方法(50)，所述多切片计算机断层摄影系统包括X射线源(208)、多行探测器(210)和在纵向方向上移动的自动化检查床(114)，所述方法包括：
使用所述多切片计算机断层摄影系统来采集(51)待成像的对象的大体积计算机断层摄影定位器射线照片，
在所述大体积计算机断层摄影定位器射线照片中定义(52)器官区域，其中，所述器官区域基本上界定所述对象中的感兴趣器官，
采集(53)所述对象的大体积螺旋计算机断层摄影扫描，在所述大体积螺旋计算机断层摄影扫描中，所述对象由自动化检查床平移通过检查体积，
当在所述螺旋计算机断层摄影扫描期间通过所述自动化检查床的所述对象的平移引起所述器官区域进入所述多切片计算机断层摄影系统的检查体积时，增加(54)所述计算机断层摄影系统在所述纵向方向上的X射线锥角，并且当在所述螺旋计算机断层摄影扫描期间所述对象的平移引起所述器官区域离开所述检查体积时，减小(55)在所述纵向方向上的所述X射线锥角。
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