CN117137506A - 用于带有两个托架的集成滤波器组件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于集成滤波器组件的各种系统和方法，该集成滤波器组件包括安装在托架上的至少一个领结式滤波器和至少一个射束硬化滤波器。在一个实施方案中，一种成像系统可以包括：第一托架，该第一托架包括至少一个射束硬化滤波器和至少一个领结式滤波器；第二托架，该第二托架包括至少两个附加的领结式滤波器；和托架驱动系统，该托架驱动系统用于使托架移动以选择性地将至少一个射束硬化滤波器和领结式滤波器之一定位在X射线束的路径中。至少一个射束硬化滤波器可以与至少一个领结式滤波器重叠。

Description

用于带有两个托架的集成滤波器组件的系统和方法

技术领域

本文所公开的主题的实施方案涉及诊断成像系统和方法，并且更具体地涉及带有集成滤波器组件的计算机断层摄影(CT)成像系统。

背景技术

非侵入性成像模态可以将X射线辐射形式的能量传输到成像受检者中。基于所传输的能量，随后可以生成指示成像受检者内部的结构或功能信息的图像。在计算机断层摄影(CT)成像系统中，X射线源生成X射线并将其朝向X射线检测器传输穿过成像受检者(诸如患者)。领结式滤波器可以被定位在X射线源和成像受检者之间，以基于成像受检者的解剖结构来调整X射线能量的空间分布。领结式滤波器可以被设计成将较高的X射线能量分配给受检者的特定成像区域。因此，在中心区域中改善了X射线检测器所接收的信号的高质振幅，并且减少了特定受检者周边的X射线剂量。受检者的不同解剖结构可能需要不同的领结式滤波器。例如，可以设计不同材料、形状和尺寸的领结式滤波器来对受检者身体的不同区域(诸如头部、胸部和腹部)进行成像。

此外，可以将射束硬化滤波器定位在X射线源和成像受检者之间来吸收或拦截较低能量的X射线，从而使X射线束衰减和“硬化”。在校准期间或在诊断患者扫描或侦测扫描期间，可能特别期望经由射束硬化滤波器来调节X射线束，该侦测扫描可以在诊断扫描之前，并且可以提供沿着受检者的纵向轴线的投影视图，包括受检者的内部结构。因此，需要一种用于将至少一个射束硬化滤波器和一个或多个领结式滤波器集成起来的系统和方法。

发明内容

在一个方面，一种系统包括：至少一个托架，该至少一个托架包括至少一个射束硬化滤波器和一个或多个领结式滤波器；和托架驱动系统，该托架驱动系统用于使至少一个托架移动以选择性地将至少一个射束硬化滤波器和一个或多个领结式滤波器定位在X射线源与受检者之间的X射线束路径内和外，至少一个射束硬化滤波器可以被定位在X射线束内和外或者可以与要被定位在X射线束内和外的一个或多个领结式滤波器中的至少一个领结式滤波器结合使用。

在一个方面，一种成像系统包括准直器组件，该准直器组件被定位成与X射线源相邻，该X射线源生成穿过准直器组件的X射线束，其中准直器组件包括至少一个托架，该至少一个托架包括至少一个射束硬化滤波器和至少一个领结式滤波器，其中该射束硬化滤波器耦接到托架的边缘并且远离至少一个领结式滤波器延伸。

在一个方面，一种用于成像系统的方法包括：在第一成像期间，使第一托架移动以将耦接到第一托架的射束硬化滤波器定位在X射线束的路径中，并且使第二托架移动以将容纳在第二托架中的第二领结式滤波器定位在X射线束的路径中；以及在第二成像期间，使第一托架移动以将射束硬化滤波器移出X射线束的路径。

在一个方面，一种计算机断层摄影(CT)成像系统包括：机架；X射线源，该X射线源定位在机架中以发射X射线；X射线检测器，该X射线检测器定位在机架中与X射线源相对；第一托架，该第一托架包括第一领结式滤波器和第一射束硬化滤波器；第二托架，该第二托架包括第二领结式滤波器和第三领结式滤波器，其中第二射束硬化滤波器定位在第二领结式滤波器与第三领结式滤波器之间；和托架驱动系统，该托架驱动系统用于通过将第一领结式滤波器、第二领结式滤波器、第三领结式滤波器和第一射束硬化滤波器、第二射束硬化滤波器中的一者或多者移入或移出X射线束来切换滤波器。

在一个方面，一种用于CT成像系统的患者前准直器组件，该患者前准直器组件包括：第一托架，该第一托架包括射束硬化滤波器和第一领结式滤波器；第一托架驱动系统，该第一托架驱动系统耦接到第一托架以用于将第一托架以及因此射束硬化滤波器和第一领结式滤波器移入和移出X射线束路径；第二托架，该第二托架包括第二领结式滤波器和第三领结式滤波器；和第二托架驱动系统，该第二托架驱动系统耦接到第二托架以用于将第二托架以及因此第二领结式滤波器和第三领结式滤波器移入和移出X射线束路径，其中射束硬化滤波器沿着第一托架的外边缘定位并且耦接到该外边缘，并且其中射束硬化滤波器可以单独地或与第二领结式滤波器或第三领结式滤波器中的一者组合地定位在X射线束路径中。

应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本公开的主题，其中以下：

图1示出了计算机断层摄影(CT)成像系统的绘画视图。

图2示出了示例性CT成像系统的方框示意图。

图3示出了包括托架、射束硬化滤波器和领结式滤波器的示例性集成滤波器组件的透视图。

图4示出了图3的示例性集成滤波器组件的第一部分分解图。

图5示出了包括托架和至少两个领结式滤波器的示例性集成滤波器组件的部分分解图。

图6示出了包括托架和至少两个领结式滤波器的示例性集成滤波器组件的部分分解图。

图7A和图7B示出了包括图3至图4的集成滤波器组件和图5的集成滤波器组件的示例性准直器组件在准直器组件内的不同位置处的截面图。

图8示出了包括图3至图4的集成滤波器组件和图6的集成滤波器组件的另选示例性准直器组件的截面图。

图9示出了包括另选示例性集成滤波器组件的另一另选示例性准直器组件的截面图。

图10示出了包括另选示例性集成滤波器组件的另一另选示例性准直器组件的截面图。

图11A示出了带有三个领结式滤波器和射束硬化滤波器的滤波器组件的第一位置。

图11B示出了图11A的滤波器组件的第二位置。

图11C示出了图11A的滤波器组件的第三位置。

图11D示出了图11A的滤波器组件的第四位置。

图11E示出了图11A的滤波器组件的第五位置。

图11F示出了图11A的滤波器组件的第六位置。

图12A示出了图示使用处于图11B、图11C和图11F中所示的第二位置、第三位置或第六位置之一的示例性滤波器组件的扫描的部件的示意图。

图12B示出了图示使用处于图11E中所示的第五位置的示例性滤波器组件的扫描的部件的示意图。

图12C示出了图示使用处于图11D中所示的第四位置的示例性滤波器组件的扫描的部件的示意图。

图13示出了可以与本文所述的示例性滤波器组件一起使用的不同射束硬化滤波器的示例性能谱曲线。

图14示出了未经滤波X射线和经滤波X射线的能谱之间的比较。

图15示出了用于使用集成滤波器组件进行校准的示例性方法的流程图。

图16示出了用于使用集成滤波器组件进行侦测和诊断扫描的示例性方法的流程图。

具体实施方式

在下面将描述一个或多个具体的实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，并非实际具体实施的所有特征都要在说明书中进行描述。应当理解，在任何此类实际具体实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于具体实施的决策以实现开发者的具体目标，诸如遵守可能因具体实施而不同的系统相关和业务相关约束。此外，应当理解，此类开发努力可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制作和制造的常规任务。

介绍本发明主题的各种实施方案的要素时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个(种)所述要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意指除了列出的元件之外还可存在附加元件。此外，以下讨论中的任何数值示例旨在非限制性的，并且因此附加的数值、范围和百分比在所公开的实施方案的范围内。

以下描述涉及X射线成像系统和方法的各种实施方案。特别地，提供了用于使用至少一个射束硬化滤波器和至少一个领结式滤波器的计算机断层摄影(CT)成像系统的系统和方法。图1至图2示出了计算机断层摄影(CT)成像系统的示例性实施方案，其中一个或多个滤波器被定位在X射线源(例如，X射线管)与成像受检者之间。可以基于正在被成像的或用于校准的受检者的解剖结构来选择不同的滤波器。图3至图4示出了集成滤波器组件的示例，该集成滤波器组件包括托架、射束硬化滤波器和领结式滤波器，该领结式滤波器可以被定位成调整空间分布并且调节到达受检者的射束。作为示例，在单个托架中，领结式滤波器可以被定位成与耦接到托架的一个边缘的射束硬化滤波器相邻。通过使托架沿着垂直于射束的轴线移动，可以将领结式滤波器或射束硬化滤波器定位在射束的路径中。图5示出了包括两个领结式滤波器的可以与第一托架结合使用的示例性第二托架。图6示出了包括两个领结式滤波器和任选的射束硬化滤波器的可以与第一托架结合使用的示例性第二托架。第二托架可以被定位成使得第二托架的滤波器与第一托架的射束硬化滤波器同时定位在射束的路径中。图7A至图7B示出了示例性第一托架和第二托架的不同位置的截面图。图8至图10描绘了包括不同射束硬化滤波器位置的第一托架和第二托架的不同配置。例如，射束硬化滤波器可以耦接到第二托架(例如，带有两个领结式滤波器的托架)。图11A至图11F示出了带有三个领结式滤波器和射束硬化滤波器的示例性滤波器组件的各种位置。图12A至图12C是图示可以使用示例性滤波器组件进行实施的扫描的各种部件的示意图。例如，射束硬化滤波器可以用于低剂量扫描和/或用于CT成像系统的校准。图13和图14以图形方式呈现了当使用示例性滤波器组件时减小的剂量和能谱。图15示出了用于使用集成滤波器组件中包括的一个或多个滤波器来校准成像系统的示例性方法。图16示出了用于使用集成滤波器组件中包括的一个或多个滤波器来对受检者成像的示例性方法。

虽然以举例的方式描述了CT成像系统，但应当理解，本技术在应用于使用其他成像模态采集的图像时也可能是有用的，诸如X射线成像系统、荧光成像系统、介入成像系统、乳房X线摄影成像系统、外科成像系统等。对CT成像模态的本发明论述仅提供作为一种合适的成像模态的示例。

可以结合不同类型的成像系统来实现各种实施方案。例如，可以结合CT成像系统来实现各种实施方案，其中X射线源投射扇形或锥形射束，该扇形或锥形射束经准直以位于笛卡尔坐标系的x-y平面内并且通常被称为“成像平面”。X射线束穿过正在被成像的受检者，诸如患者。X射线束在被患者衰减之后照射在X射线检测器上。在X射线检测器处接收的经衰减X射线束的强度取决于成像受检者对X射线束的衰减。X射线检测器的每个检测器元件产生单独的电信号，该单独的电信号是每个检测器元件位置处的X射线强度的测量值。来自所有检测器元件的X射线强度测量值是单独地采集，以产生传输分布。

在典型的旋转CT成像系统中，使X射线源和X射线检测器在机架内围绕待成像的受检者旋转，使得X射线束与成像受检者相交的角度不断变化。当机架完成一次完整的360度旋转时，发生完全的机架旋转。在一个机架角度下来自X射线检测器的一组X射线衰减测量值(例如，投影数据)被称为“视图”。因此，视图是机架的每个增量位置。受检者的“扫描”包括在X射线源和X射线检测器的一次旋转期间在不同的机架角度或视角下制作的一组视图。在轴向诊断扫描中，对投影数据进行处理以构建对应于穿过受检者拍摄的二维切片的图像。侦测扫描(在本文中也被称为定位扫描)提供沿成像受检者的纵向轴线的投影视图，并且通常提供聚合，每个聚合包括受检者的内部结构。一种用于由一组投影数据重建图像的方法在本领域中称为滤波反投影技术。该方法将来自扫描的衰减测量值转换为称为“CT数”或“亨氏单位”(HU)的整数，这些整数用于控制显示器上的对应像素的亮度。

对于侦测扫描(在本文中也被称为定位扫描)和诊断扫描，X射线束特性(诸如尺寸、形状和能量)可能不同。在某些侦测扫描和诊断扫描期间，期望使用较高功率的X射线。较高功率的X射线改善了诊断扫描的图像质量并且增加了X射线源的热稳定性。然而，X射线功率的增大可能增加患者的X射线辐射暴露或剂量。可以在X射线束的路径中使用射束硬化滤波器，以使X射线衰减并且在较低能量的X射线束进入患者身体之前减少其量(图14)。当需要较高能量的X射线束来进行患者扫描(例如，大患者)时，可以使用射束硬化滤波器以及领结式滤波器。射束硬化滤波器和领结式滤波器可以被安装在可以根据需要移入和移出X射线束的单独的托架上。然而，添加多个托架将会增加患者前准直器组件的成本和复杂性。同样，由于在扫描的各部分之间将托架移入和移出X射线束，因此完成扫描的时间可能较长。因此，根据本文所公开的实施方案，单个集成滤波器组件可以被整合为包括托架、多个射束硬化滤波器和多个领结式滤波器。基于扫描设置，可以将来自托架的一个或多个滤波器放置在X射线束的路径中。通过在单个集成滤波器组件中包括多个领结式滤波器和射束硬化滤波器，可以提高设置的可靠性，同时可以降低设置的成本和复杂性。

图1图示了示例性计算机断层摄影(CT)成像系统10，并且图2描绘了根据实施方案的示例性CT成像系统的示例性框图。CT成像系统包括机架12。机架12具有X射线源14，该X射线源生成并朝向机架12的相对侧上的X射线检测器组件15投射一束X射线16。X射线源14通过患者前准直器组件13投射该束X射线16，该患者前准直器组件使用例如一个或多个滤波器来调节该束X射线16。X射线检测器组件15包括准直器组件18(患者后准直器组件)、多个检测器模块20(例如，检测器元件或传感器)以及数据采集系统(DAS)32。多个检测器模块20检测穿过正在被成像的受检者或受检者22的投射X射线，并且DAS 32将该数据转换为数字信号以便进行后续处理。常规系统中的每个检测器模块20产生模拟电信号，该模拟电信号表示入射的X射线束的强度以及因此当该入射的X射线束穿过受检者22时经衰减的束的强度。在扫描以采集X射线投射数据期间，机架12和安装在其上的部件围绕旋转中心25(例如等中心)旋转，以便从相对于成像体积的多个视角收集衰减数据。

机架12的旋转以及X射线源14的操作由CT成像系统10的控制系统26控制。控制系统26包括：X射线控制器28，该X射线控制器向X射线源14提供功率和定时信号；准直器控制器29，该准直器控制器控制患者前准直器组件13的孔径长度和宽度(并且因此，X射线(例如X射线束)16的尺寸和形状)；和机架马达控制器30，该机架马达控制器控制机架12的旋转速度和位置。图像重建器34从DAS 32接收经采样并数字化的X射线数据，并且执行高速图像重建。将重建的图像作为输入应用于计算机36，该计算机将图像存储在存储装置38中。计算机36还经由操作员控制台40从操作员接收命令和扫描参数。相关联的显示器42允许操作员观察重建的图像和来自计算机36的其他数据。计算机36使用操作员提供的命令和参数来向DAS 32、X射线控制器28、准直器控制器29和机架马达控制器30提供控制信号和信息。另外，计算机36操作检查台马达控制器44，该检查台马达控制器控制电动检查台46以定位受检者22和机架12。具体地，检查台46使受检者22的各部分移动穿过机架开口或孔口48。

根据本公开的方面，CT成像系统10被配置为响应于用户输入来执行自动暴露控制。可以使用一个或多个滤波器组件(例如，图3至图6的滤波器组件50和52)来实现暴露控制，该一个或多个滤波器组件可以安装在机架12内位于X射线源14与受检者22之间。当射束16基本上在y-方向上时，滤波器组件50、52可在z-方向上行进进入和离开射束16。在本文所述的示例中，滤波器组件50、52包括多个领结式滤波器和至少一个射束硬化滤波器。滤波器组件50、52可以被定位成使得多于一个滤波器可以在扫描期间被定位在X射线束16的路径中。

图3至图6描绘了可以与本文所述的示例性CT成像系统10一起使用的示例性滤波器组件50、52。两个滤波器组件50、52可以各自包括托架54、56，并且每个托架54、56可以包括至少一个领结式滤波器。组合起来，滤波器组件50、52包括多个不同的领结式滤波器。特别地，图3至图4中所描绘的第一滤波器组件50包括具有第一领结式滤波器58的第一托架54。图5至图6中描绘的第二滤波器组件52包括具有第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62的第二托架56。另外，示例性托架54、56可以包括射束硬化滤波器。在图3、图4和图6所示的示例中，第一托架54包括从托架54的顶部边缘66延伸出去的第一射束硬化滤波器64，并且第二托架56包括定位在第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62之间的第二射束硬化滤波器96，如图6所示。然而，射束硬化滤波器64、96可以以不同方式进行配置(例如，如图8至图10中的另选构造中所描绘的)。领结式滤波器58、60、62在此以矩形示出作为示例。每个领结式滤波器58、60、62可以是刚性的和不可变形的。领结式滤波器58、60、62可以另选地具有不同的形状和材料构造，以提供适当的X射线光谱以对各种类型的解剖结构进行成像。领结式滤波器58、60、62可以改变X射线束在受检者22(诸如患者)的轴向平面中的空间分布(即，调节X射线束)。例如，重新分布的X射线束16可以在受检者22的中心具有较高能量并且在该受检者的周边具有较低能量。领结式滤波器58、60、62中的每者可以被设计成对人体的特定解剖结构或部分(诸如头部、胸部和腹部)进行成像。在成像期间，可以基于待扫描的受检者22的解剖结构来选择领结式滤波器58、60、62中的一者，并且可以将所选择的滤波器放置在X射线束路径16中。响应于解剖结构的改变，可以将滤波器从一个改变为另一个。基于扫描的性质，托架可以被定位成使得射束硬化滤波器可以被放置或可以不被放置在X射线束路径16中。射束硬化滤波器64、96可以使X射线束16衰减并且去除低能量分量，从而针对特定的扫描(诸如患者扫描或校准扫描)调节X射线束16。

在图3至图4中示出了第一滤波器组件50。第一滤波器组件50可以包括第一托架54。第一托架54可以包括在第一托架54的腔体内纵向形成的第一狭槽70。在一个示例中，第一狭槽70可以延伸穿过第一托架54的整个长度。在另一个示例中，第一狭槽70可以部分地延伸穿过第一托架54的长度。

第一领结式滤波器58可以被容纳在第一狭槽70内。第一领结式滤波器58可以被成形为带有第一直长边和第二平行长边的“领结”，该第二平行长边包括中心脊。第一领结式滤波器58可以由石墨形成。领结式滤波器58可以用于调整穿过第一领结式滤波器58的X射线束51的空间分布，并且领结式滤波器的尺寸控制对穿过第一领结式滤波器58的X射线束16进行的空间分布调整的水平。托架54可以包括在侧壁上的切口72，通过该切口可以看到领结式滤波器58。第一托架54可以沿着垂直于X射线束51的方向移动，如箭头53所示，以将X射线束定位在领结式滤波器58和射束硬化滤波器64上。

射束硬化滤波器64可以在托架54的顶表面76的边缘66上耦接到托架54。射束硬化滤波器64可以被定位成与第一领结式滤波器58相邻并且远离托架54的边缘66和第一领结式滤波器58延伸。射束硬化滤波器64的物理尺寸可以变化，但是可以等于或小于第一领结式滤波器58的物理尺寸，这是由于射束硬化滤波器64比滤波器58更靠近X射线源14。由于射束硬化滤波器64被定位成从第一托架54的顶表面76延伸出去，所以第一托架54和第二托架56可以被定位成使得射束硬化滤波器64与第二托架56中的领结式滤波器(例如，第二领结式滤波器60或第三领结式滤波器62)重叠(例如，在其上延伸)。

射束硬化滤波器64可以包括支撑结构78，以及被夹在支撑结构78之间的一个或多个金属板80。在该示例中，支撑结构78包括处于一个或多个金属板80的任一侧上的顶部窗框构件78A和底部支撑构件78B。每个金属板80和支撑结构78可以被堆叠在一起并且经由多个紧固件74被紧固在托架54的边缘66处。在该示例中，多个同心孔82形成在金属板80和支撑结构78中，并且每个紧固件74(用于将射束硬化滤波器64的各层附接到托架54)可以穿过存在于每层中的各个同心孔82。在一个示例中，支撑结构78可以由金属(诸如铝)制成，并且金属板80可以由相同的金属或不同的金属制成。用于金属板80的高衰减材料或重元素材料的示例包括铜、铅、锡、钼、钨、钛、锆等。金属板80将低能量X射线过滤掉并且保持高能量X射线，如图14所示。另选地，当在X射线检测器中需要特定能量阈值时，射束硬化滤波器64可以是钨并且主要用于校准X射线检测器。对于光子计数CT成像系统的光子计数X射线检测器而言尤其如此，该光子计数CT成像系统具有多个能量阈值以将每个捕获的X射线分配到多个能量仓，例如，多个低能量仓、中能量仓和高能量仓。能量装仓使得能够在患者图像中进行材料识别，这增强了CT诊断能力。X射线检测器中的能量阈值的校准可以通过单能量X射线源来实现。虽然薄钨膜(<50μm)可以充当典型的射束硬化滤波器，但是200μm至600μm的厚钨吸收大部分多能X射线源输出并且发射69.5keV的特定于钨的K边缘X射线(图13)。其他重元素材料(比如铅)发射其自己的特定K边缘X射线能量，并且也可以用作单能量源。300μm厚的钨会防止超过99％的X射线束穿透滤波器，从而产生特定能量为69.5keV的单一能量X射线(图13)。从钨射束硬化滤波器发出的特定能量对于校准光子计数CT成像系统的光子计数X射线检测器的能量阈值是理想的。

射束硬化滤波器64可以用于拦截较低能量的X射线，从而使穿过射束硬化滤波器64的X射线束51衰减和“硬化”。X射线束衰减的程度可以取决于衰减层(诸如金属板)的数量、每个衰减层的厚度、在衰减层中使用的材料以及射束硬化滤波器中衰减层的整体尺寸中的一者或多者。

作为示例，当在金属板80中使用更薄的射束硬化材料板时，支撑结构78可以用于限制射束硬化滤波器64的偏转，该偏转是由于可以用于使射束硬化材料的中部弯曲的机架旋转力。在该实施方案中，支撑结构78被定位在用于成像的硬化X射线束51的横截面积的外部。以这种方式，射束硬化滤波器64可以在使X射线束51硬化时单独考虑，同时由支撑结构78在X射线束51穿过射束硬化滤波器64的区域附近进行机械加强。此外，支撑结构78可以由坚硬但轻质的材料(诸如铝)制成，以使射束硬化滤波器64附近的过量X射线散射最小化。第一滤波器组件50可以单独与示例性CT成像系统10一起使用，或者可以与附加滤波器组件(诸如图5至图6的第二滤波器组件52)一起使用。

在图5至图6中示出了第二滤波器组件52。第二滤波器组件52可以包括第二托架56。第二托架56可以包括在托架56的腔体内纵向形成的第一狭槽86和第二狭槽88。第一狭槽86可以经由突片90与第二狭槽88分开。在一个示例中，两个狭槽86和88中的每者可以延伸穿过第二托架56的整个长度。在另一个示例中，两个狭槽86和88中的每者可以部分地延伸穿过托架56的长度。

第二领结式滤波器60可以被容纳在第一狭槽86内，而第三领结式滤波器62可以被容纳在第二狭槽88中。在一个示例中，第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62可以彼此相邻定位但不接触。在另一个示例中，第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62可以彼此相邻定位成共面接触。第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62中的每者可以被成形为带有第一直长边和第二平行长边的“领结”，该第二平行长边包括中心脊。在一个示例中，第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62可以具有相同的尺寸(诸如宽度、长度、厚度等)。在另一个示例中，第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62可以具有不同的尺寸(诸如宽度、长度、厚度)。第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62中的每者可以由石墨或其他X射线衰减材料形成。领结式滤波器可以用于调整穿过滤波器的X射线束51的空间分布，并且领结式滤波器的尺寸控制对穿过滤波器的X射线束51进行的空间分布调整的水平。托架56可以包括在侧壁上的切口92，通过该切口可以看到领结式滤波器60、62。如该示例所示，第三领结式滤波器62可以与托架56的侧壁和切口92共面。在图5中，领结式滤波器60、62可以经由支撑结构100和紧固件106被固定在其各自的狭槽86、88内。支撑结构100可以被嵌入在第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62之间的凹部98中，并且在每一端处经由多个紧固件106被固定到托架56。在该示例中，多个同心开口108形成在每个支撑结构100的两端上，并且每个紧固件106(用于将支撑结构100附接到托架56)可以穿过每个同心开口108。作为示例，支撑结构100的一个端部可以附接到托架56的突片90。第二托架56可以沿着垂直于X射线束51的方向移动，如箭头53所示，以将X射线束定位在领结式滤波器60、62中的一者上。

图6与图5的不同之处在于，在第二领结式滤波器60与第三领结式滤波器62之间，存在可以耦接到托架56的射束硬化滤波器96。射束硬化滤波器96可以被嵌入在第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62之间的凹部98中。射束硬化滤波器96的长度可以大于或等于第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62中的每者的长度。然而，射束硬化滤波器96的宽度可以比第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62中的每者的宽度窄。当射束硬化滤波器96被定位在第二领结式滤波器60与第三领结式滤波器62之间时，射束硬化滤波器96可以与第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62中的每者至少部分地重叠，并且可以与领结式滤波器的顶表面/侧表面共面接触。

射束硬化滤波器96可以包括在支撑结构101下面的一个或多个金属条102、104。在该示例中，第一金属条102和第二金属条104可以被定位在支撑结构101下方。第一金属条102、第二金属条104和支撑结构101中的每者可以被堆叠在一起，并且在每一端处经由多个紧固件106被固定到托架56。在该示例中，多个同心开口108形成在第一金属条102、第二金属条104和支撑结构101中的每者的两端上，并且每个紧固件106(用于将射束硬化滤波器96的各层附接到托架56)可以穿过存在于每层中的每个同心开口108。作为示例，射束硬化滤波器96的一个端部可以附接到托架56的突片90。在一个示例中，支撑结构101可以由金属(诸如铝)制成，并且第一金属条102和第二金属条104可以由相同的金属或不同的金属制成。用于金属条102、104的高衰减材料或重元素材料的示例包括铜、铅、锡、钼、钨、钛、锆等。

射束硬化滤波器96可以用于吸收较低能量的X射线，从而使低能量X射线衰减并且使穿过射束硬化滤波器96的X射线束51“硬化”。射束衰减的程度可以取决于衰减层(诸如金属条)的数量、每个衰减层的厚度、在衰减层中使用的材料以及衰减层的整体尺寸中的一者或多者。对于重元素材料(高衰减材料)，射束衰减程度高得多。重元素材料(比如钨)吸收进入的X射线并且发射它们的作为单能量的独特K边缘X射线。单能量X射线束主要旨在用于X射线检测器能量阈值校准。

作为示例，当在金属条102、104中使用更薄的射束硬化材料条时，支撑结构101可以用于限制由于可以用于使射束硬化材料的中部弯曲的机架旋转力而引起的偏转。在该实施方案中，支撑结构101被定位在用于成像的硬化X射线束51的横截面积的外部。以这种方式，射束硬化滤波器96可以在使X射线束51硬化时单独考虑，同时由支撑结构101在X射线束51穿过射束硬化滤波器96的区域附近进行机械加强。此外，支撑结构101可以由坚硬但轻质的材料(诸如铝)制成，以使射束硬化滤波器附近的过量X射线散射最小化。

图7A和图7B示出了定位在图1的示例性CT成像系统10内的图3至图4的第一集成滤波器组件50和图5的第二集成滤波器组件52的截面图。如图7A和图7B所示，滤波器组件50、52可以被定位成使得第一滤波器组件50的第一射束硬化滤波器64被定位在X射线束16的路径中。在该位置中，射束硬化滤波器64是定位在X射线束16的路径中的唯一滤波器。滤波器的该位置对于某些成像操作(诸如成像系统的校准)可能是优选的。在第一滤波器组件50和第二滤波器组件52的另一个示例性位置中，第一滤波器组件50的射束硬化滤波器64和第二滤波器组件52的领结式滤波器(例如，第二领结式滤波器60)都可以被定位在X射线束16的路径内。在该示出的位置中，射束硬化滤波器64与第二领结式滤波器60重叠。

图8至图10示出了定位在图1的示例性CT成像系统10内的图3至图4的第一集成滤波器组件50和图5至图6的第二集成滤波器组件52的另选配置的截面图。在图8所示的示例性配置中，第一滤波器组件50与图3至图4中所述的示例性第一滤波器组件50相同。然而，第二滤波器组件52包括定位在第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62之间的射束硬化滤波器96。图9描绘了另选配置，其中第一滤波器组件50不包括射束硬化滤波器，并且第二滤波器组件52包括耦接到第二托架56的顶表面116的边缘114的射束硬化滤波器112。示例性射束硬化滤波器112可以类似于结合图3至图4描述的射束硬化滤波器64。在图10中，所描绘的另选配置包括第一滤波器组件50和第二滤波器组件52，该第一滤波器组件不包括射束硬化滤波器，该第二滤波器组件包括耦接到托架56的顶表面116的边缘114的射束硬化滤波器112和定位在第二领结式滤波器60与第三领结式滤波器62之间的射束硬化滤波器96。虽然在图8至图10中描绘了三种另选配置，但是滤波器组件的任何数量的配置可以与耦接到托架的顶表面的边缘的射束硬化滤波器(例如，射束硬化滤波器64、96)一起使用，如本文所述。

如图7A、图7B和图8至图10所示，附加滤波器110、111可以耦接到托架56、54的下侧，并且可以沿着托架56、54的整个下表面延伸。滤波器可以在射束已经穿过射束硬化滤波器和领结式滤波器中的一者或多者之后进一步调节X射线束16。

在校准扫描或成像扫描期间，X射线束16可以首先穿过射束硬化滤波器64或112，之后穿过领结式滤波器(例如，领结式滤波器58、60或62)。托架54、56可以沿着垂直于X射线束16的方向移动，如图7A中的箭头53所示，以将X射线束定位成穿过领结式滤波器58、60、62和/或射束硬化滤波器64或112。可以通过选择射束硬化滤波器64或112和/或领结式滤波器58、60、62来调整射束衰减和空间分布的水平。在一个示例中，托架54、56可以被定位成使得X射线束穿过射束硬化滤波器64和第二领结式滤波器60，射束硬化滤波器64与第二领结式滤波器60重叠。在另一个示例中，托架54、56可以被定位成使得X射线束穿过第一领结式滤波器58、第二领结式滤波器60或第三领结式滤波器62。在又一个示例中，托架54、56可以被定位成使得X射线束穿过射束硬化滤波器64或112。在穿过第二领结式滤波器60或第三领结式滤波器62中的一者之后，X射线束还在进入受检者之前穿过附加滤波器110。在一些示例中，第二托架56可以被定位成使得X射线束穿过第二托架56上的射束硬化滤波器96以及第二领结式滤波器60或第三领结式滤波器62中的一者。在一些示例中，第二托架56可以被定位成使得X射线束穿过第二托架56上的射束硬化滤波器96。

在可能先于诊断扫描的侦测扫描期间，可能特别期望经由射束硬化滤波器对X射线束进行衰减。在诊断扫描期间，可以使用领结式滤波器而不使用射束硬化滤波器进行诊断扫描。通常，对于侦测扫描，相对于用于诊断扫描的射束尺寸，可以使用较小的射束(覆盖范围)。该较小的射束可以穿过射束硬化滤波器96，该射束硬化滤波器比领结式滤波器窄。此外，通过使用射束硬化滤波器64、96，可以在扫描期间使用具有升高的X射线管温度的较高功率的X射线源，而不会增加受检者的X射线暴露或剂量。较高的功率可以改善侦测扫描和/或随后的诊断扫描的图像质量，并且提高包括靶的X射线管的热稳定性。X射线管靶的较高温度可能有助于装置的长期可靠性，因为其保持更接近最佳工作温度；内部零件的温度循环次数越少，可靠性越高。

图11A至图11F示出了滤波器组件50、52的各种示例性位置。特别地，图11A至图11F描绘了处于其各自的托架54、56中的三个领结式滤波器58、60、62以及处于第一滤波器组件50中的射束硬化滤波器64。在该示例中，第一领结式滤波器58和射束硬化滤波器64一起定位在第一滤波器组件50中，并且第二领结式滤波器60和第三领结式滤波器62定位在第二滤波器组件52内。

第一滤波器组件50的第一托架54可以耦接到第一轴120，并且通过利用第一马达122使第一轴120旋转，可以使托架54沿着第一轴120平移。第一轴120可以是螺杆、滚珠螺杆或其他类似设计以将旋转运动转化成第一托架54的线性运动。第二滤波器组件52的第二托架56可以耦接到第二轴126，并且可以通过利用第二马达128使第二轴126旋转而沿着第二轴126平移。第二轴126可以是螺杆、滚珠螺杆或其他类似设计以将旋转运动转化成第二托架56的线性运动。第二托架56中存在局部空隙特征(未示出)，以避免在第二托架56沿着第二轴126平移时第一轴120与第二托架56的干扰。穿过准直器组件的X射线束的位置在图11A中被表示为103，并且X射线束的中心由水平线16指示。通过分别经由马达122、128使一个或两个轴120、126旋转，可以将三个领结式滤波器58、60、62中的一者与射束硬化滤波器64一起选择性地平移到X射线束16的射束路径中。第一轴120和第二轴126可以成一直线对准，并且通过间隙彼此间隔开。X射线束16可以传输穿过该间隙。马达(诸如马达122、128)、耦接到马达122、128的轴(诸如轴120、126)以及耦接到轴120、126的滤波器组件(诸如滤波器组件50、52)可以形成托架驱动系统130、132，诸如用于将滤波器移入和移出X射线束的马达。滤波器组件50、52可以包括一个或多个托架驱动系统130、132。

图11A示出了滤波器组件50、52的第一位置134。X射线束16传输穿过准直器壳体136，如由103所示，而不穿过任何滤波器。第一托架54可以被定位成更靠近第一马达122，并且第二托架56可以被定位成更靠近第二马达128。

图11B示出了滤波器组件50、52的第二位置138。X射线束16传输穿过第二托架56中的第三领结式滤波器62。第二滤波器组件52可以通过致动第二马达128并且将托架56中的第三领结式滤波器62平移到X射线束路径16中而从第一位置134移动到第二位置138。

图11C示出了滤波器组件50、52的第三位置140。X射线束16仅传输穿过第二托架56中的第二领结式滤波器60。第二托架56可以通过致动第二马达128并且将第二领结式滤波器60平移到X射线束路径16中而从第一位置134或第二位置138移动到第三位置140。

图11D示出了滤波器组件50、52的第四位置142。X射线束16传输穿过射束硬化滤波器64。滤波器组件50可以根据需要通过致动第一马达122以将第一托架54平移成更远离第一马达122并且随后或同时致动第二马达128以将第二托架56平移出X射线束路径16，而从上述第一位置134、第二位置138或第三位置140中的任一个位置移动到第四位置142。

图11E示出了滤波器组件50、52的第五位置144。X射线束16传输穿过射束硬化滤波器64和第二领结式滤波器60。滤波器组件50、52可以根据需要通过致动第一马达122以根据需要将第一托架54相对于第一马达122平移并且随后或同时致动第二马达128以将第二托架56中的第二领结式滤波器60平移到X射线束路径16中，而从上述第一位置134、第二位置138、第三位置140或第四位置142中的任一个位置移动到第五位置144。

图11F示出了滤波器组件50、52的第六位置146。X射线束16传输穿过第一领结式滤波器58。滤波器组件50可以根据需要通过致动第一马达122以将第一托架54平移成更远离第一马达122并且随后或同时致动第二马达128以将第二托架56平移出X射线束路径16，而从上述第一位置134、第二位置138、第三位置140、第四位置142和第五位置144中的任一个位置移动到第六位置146。

基于存储在非暂态存储器中的指令，计算装置(诸如图2的计算机36)可以通过致动两个马达122、128中的一者或多者来将滤波器组件50、52从上述任一位置移动到另一个位置。在一个实施方案中，一个滤波器和射束硬化滤波器被定位在一个托架中，并且两个滤波器被定位在另一个托架中。作为一个示例，两个滤波器可以耦接到一个轴并且由一个马达驱动。在另一个实施方案中，可以在准直器壳体136内布置三个以上的滤波器和多个射束硬化滤波器。例如，如果壳体中的滤波器总数为偶数，则耦接到每个轴的滤波器数量相同。如果壳体中的滤波器总数为奇数，则耦接到每个轴的滤波器数量会有所不同。

在又一个实施方案中，滤波器在准直器壳体136中的布置可以基于滤波器的类型。在本文中，滤波器的类型可以由滤波器被设计成对其进行成像的受检者部分来确定。例如，如果第一部分和第二部分被连接，则用于对受检者22的第一部分进行成像的第一领结式滤波器58和用于对受检者22的第二部分进行成像的第二领结式滤波器60可以彼此相邻定位。如果第一部分和第二部分未连接，则第一领结式滤波器58和第二领结式滤波器60可以彼此分开定位(诸如被另一个滤波器分开)。例如，用于对腹部进行成像的滤波器可以与用于对胸部进行成像的滤波器相邻定位，但是与用于对头部进行成像的滤波器分开定位。以这种方式，当在对腹部进行成像之后对胸部进行成像时，滤波器的切换更容易实现，并且总体托架运动更少。射束硬化滤波器可以耦接在能够用于侦测扫描的两个滤波器之间。将射束硬化滤波器定位在该位置使得从侦测扫描到诊断扫描的切换更容易，并且总体托架运动更少。

在其他实施方案中，包括滤波器的托架可以用齿条与小齿轮、皮带或电缆驱动系统中的任一者代替轴来平移。

图12A至图12C描绘了图示使用处于关于图11A至图11F所描述的各个位置的示例性滤波器组件的扫描的部件的示意图。例如，图12A描绘了使用CT成像系统10的扫描的示例性示意图，其中滤波器组件50、52被布置成使得领结式滤波器处于X射线束16的路径中。例如，图12A描绘了处于第二位置138、第三位置140或第六位置146中的一者中的滤波器组件50、52，其中领结式滤波器58、60、62中的一者处于X射线束16的路径中。图12B描绘了使用CT成像系统10的扫描的示例性示意图，其中滤波器组件50、52被布置成使得领结式滤波器和射束硬化滤波器处于X射线束16的路径中。例如，图12B描绘了处于第五位置144中的滤波器组件50、52，其中第二领结式滤波器60和射束硬化滤波器64处于X射线束16的路径中。图12C描绘了使用CT成像系统10的扫描的示例性示意图，其中滤波器组件50、52被布置成使得射束硬化滤波器处于X射线束16的路径中。例如，图12C描绘了处于第四位置142中的滤波器组件50、52，其中射束硬化滤波器64处于X射线束16的路径中。

以这种方式，图1至图12C提供了CT成像系统，该CT成像系统包括：机架，该机架用于接收成像受检者；X射线源，该X射线源被定位在机架中以用于发射X射线；X射线检测器，该X射线检测器被定位在机架中与X射线源相对；电动检查台，该电动检查台用于将成像受检者或患者移入和移出机架内的开口；计算装置，该计算装置具有存储在非暂态存储器中的指令；托架，该托架安装到机架；一个或多个领结式滤波器，该一个或多个领结式滤波器被定位在滤波器托架中的一者内；和至少一个射束硬化滤波器，该至少一个射束硬化滤波器被定位在滤波器托架之一中；以及托架驱动系统，该托架驱动系统用于通过将领结式滤波器之一和/或硬化滤波器之一移入或移出X射线束来切换滤波器。

图13和图14是能谱曲线的图形表示，其描绘了图3的射束硬化滤波器64取决于材料(诸如钨)的效果。使用钨射束硬化滤波器会产生具有特定能量(例如，69.5keV，图13)的单能量X射线束。单能量X射线束用于光子计数X射线检测器的能量校准。其还可以用于进行扫描以实现改进的图像质量，因为如果可以实现高X射线强度，则单能量X射线束是用于各种成像应用的理想X射线源。射束硬化滤波器吸收低能量X射线并且穿过高能量X射线，如图14所示，高能量X射线用于进行患者成像。因为其会增加X射线的平均能量，所以其被称为射束硬化滤波器。这些低能量X射线大部分预计也会被患者吸收，并且因此不会对患者图像质量产生影响，但会增加患者剂量。图13和图14示出了不同的滤波器特性，在本文件中它们都被称为射束硬化滤波器。

图15示出了用于使用集成滤波器组件(诸如本文所述的集成滤波器组件50、52)中的射束硬化滤波器来执行校准扫描的示例性方法200。方法200通过使用定位在滤波器组件内的射束硬化滤波器(诸如射束硬化滤波器64)来实现成像系统(诸如CT成像系统10)的X射线检测器的校准。另外，在校准期间可以使用幻象，或者校准可以作为空气扫描来执行。可以根据存储在CT成像系统10的计算装置(诸如图2的计算机36)中的非暂态存储器中的指令来执行方法200和本文中所述的所有方法。

在202处，可以将校准扫描的受检者(诸如图2中的受检者22、幻象或无受检者)定位在电动检查台(诸如图1中的检查台46)上。检查台马达控制器44可以使检查台46移动，使得受检者22的适当部分处于机架12内以供成像。

在204处，例程包括确定是否期望进行校准扫描。校准扫描可以用于校准成像系统的一个或多个部件，包括X射线检测器、X射线源、X射线剂量、机架重量平衡和/或用于处理由成像系统收集的数据的软件或固件。校准扫描也可以用于检测成像系统中的未对准。

如果确定期望进行校准扫描，则在206处，可以设置扫描参数以进行校准扫描。例如，用户可以根据扫描协议或菜单来输入或选择扫描参数。扫描参数可以包括将在扫描期间使用的滤波器的类型和序列。作为示例，对于校准扫描，可以将射束硬化滤波器用于调节用于对受检者进行成像的X射线束。扫描参数还可以包括设定扫描时间。作为一个示例，扫描定时可以包括用于对每个部分成像的开始时间和持续时间。

在208处，可以通过操作耦接到包括射束硬化滤波器(诸如图3中的射束硬化滤波器64)的托架的马达来将射束硬化滤波器定位在X射线束的路径中。托架可以在垂直于X射线束的平面的平面中沿着轴移动，以将射束硬化滤波器定位在X射线束中。控制器可以致动马达以将轴和托架移动至期望的位置。射束硬化滤波器可以拦截较低能量的X射线，从而使X射线束衰减和“硬化”。

在210处，方法200可以开始采集校准扫描的数据集。例如，可以激活X射线源(诸如图2的14)，并且可以开始通过射束硬化滤波器对受检者进行X射线暴露。

在从正被成像的受检者接收经衰减X射线时，从X射线检测器(诸如图2的15)采集数据集。作为一个示例，可以通过分析所采集的数据集来监视受检者的解剖结构或定位。可以基于扫描的开始位置和电动检查台的行进距离来计算当前成像的位置。在一个实施方案中，受检者的解剖结构或位置可以被分组为不同类型。作为另一个示例，可以对所收集的数据进行分析，例如，进行K边缘搜索以在电子器件中定位69.5keV并且产生其结果。该结果可以用于决定是完成校准还是重复校准。

在212处，例程包括确定校准扫描是否已经结束。可以在步骤206处基于协议设置来确定校准扫描的结束。如果确定校准扫描尚未结束，则在214处，可以继续进行侦测扫描并且可以采集数据。如果确定校准扫描已经结束，则完成校准。

图16示出了用于使用包括在集成滤波器组件(诸如集成滤波器组件50、52)中的多个滤波器来执行图像扫描的示例性方法300。方法300通过在连续扫描之间改变滤波器来实现成像受检者的图像采集。可以根据存储在CT成像系统的计算装置(诸如图2的计算机36)中的非暂态存储器中的指令来执行方法300和本文中所述的所有方法。

在302处，可以将成像扫描的受检者(诸如图2中的受检者22)定位在电动检查台(诸如图2中的检查台46)上。检查台马达控制器44可以使检查台移动，使得受检者的适当部分处于机架内以供成像。

在304处，例程包括确定是否期望进行侦测扫描。侦测扫描提供沿成像受检者的纵向轴线的投影视图，并且通常提供聚合，每个聚合包括受检者的内部结构。在侦测扫描期间，虽然可以将成像系统的所有部件保持在固定位置，但是可以使受检者穿过成像系统以对受检者执行扫描。侦测扫描可以用于识别受检者的感兴趣的区域以用于随后的诊断扫描。

如果确定期望进行侦测扫描，则在306处，可以设置扫描参数以进行侦测扫描。例如，用户可以根据扫描协议或菜单来输入或选择扫描参数。扫描参数可以包括将在扫描期间使用的滤波器的类型和序列。例如，对于侦测扫描，可以将领结式滤波器与射束硬化滤波器一起用于调节用于对受检者进行成像的X射线束。扫描参数还可以包括设定扫描时间。作为一个示例，扫描定时可以包括用于对每个部分成像的开始时间和持续时间。

在308处，可以通过操作耦接到包括领结式滤波器(诸如图6中的领结式滤波器60)和射束硬化滤波器(诸如图3中的射束硬化滤波器64)的托架的马达，将领结式滤波器和射束硬化滤波器定位在X射线束的路径中。托架可以在垂直于X射线束的平面的平面中沿着轴移动，以将领结式滤波器和射束硬化滤波器定位在X射线束中。控制器可以致动马达以将轴和托架移动至期望的位置。领结式滤波器可以改变X射线束在受检者(诸如患者)的轴向平面中的空间分布。例如，重新分布的X射线束可以在受检者的中心具有较高能量并且在该受检者的周边具有较低能量。射束硬化滤波器可以拦截较低能量的X射线，从而使射束衰减和“硬化”。射束硬化滤波器可以与领结式滤波器至少部分地重叠，并且射束可以首先穿过射束硬化滤波器，并且然后进入领结式滤波器。

在310处，方法300可以开始采集受检者的数据集。例如，可以激活X射线源(诸如图2的14)，并且可以开始通过领结式滤波器和射束硬化滤波器对受检者进行X射线暴露。对于侦测扫描，可以使用最小的准许射束。在一个示例中，射束可以为5mm。通过使用射束硬化滤波器来衰减到达受检者的射束，可以在侦测扫描期间使用具有升高的X射线管温度的较高功率的X射线源，而不会增加受检者的X射线暴露。较高的功率提高了诊断扫描的质量，并且提高了包括靶的X射线管的热稳定性。在一个示例中，可以使用50kW的X射线功率扫描技术(100kV,500mA)。

在接收来自受检者的所传输的辐射信号时，从X射线检测器(诸如图2的15)采集数据集。作为一个示例，可以通过分析所采集的数据集来监视受检者的解剖结构。作为另一个示例，可以通过当前成像的位置来估计受检者的解剖结构。可以基于扫描的开始位置和电动检查台的行进距离来计算当前成像的位置。在一个实施方案中，受检者的解剖结构可以被分组为不同类型。例如，可以基于尺寸、类型(诸如头部、胸部和腹部)对人体的解剖结构进行分组。

在312处，例程包括确定侦测扫描是否已经结束。可以在步骤306处基于协议设置来确定侦测扫描的结束。如果确定侦测扫描尚未结束，则在314处，可以继续进行侦测扫描并且可以采集数据。

如果确定侦测扫描已经结束，则在316处，例程包括确定是否期望进行诊断扫描。例如，可以基于根据在侦测扫描期间采集的数据重建的图像来做出进行诊断扫描的决定。来自侦测扫描的图像可以是二维的或三维的。基于侦测扫描，可以选择特定的解剖结构进行诊断扫描。诊断扫描可以提供特定解剖结构的详细图像，该详细图像可能无法经由侦测扫描获得。

如果在304处确定不期望进行侦测扫描，则例程可以直接前进至步骤316，以确定是否期望进行诊断扫描。侦测扫描可能不在诊断扫描之前进行。

如果确定不期望进行诊断扫描并且侦测扫描已完成，则在318处，显示并且存储从侦测扫描采集的数据集。在一个实施方案中，可以重建从受检者的不同部分采集的数据集以形成图像。所采集的数据集以及处理后的图像可以被保存在成像系统的存储装置中，并且可以不进行进一步的扫描。该例程然后可以结束。

如果确定期望进行诊断扫描，则例程可以前进至步骤320，其中可以设置扫描参数以进行诊断扫描。用户可以根据扫描协议或菜单来输入或选择扫描参数。扫描参数可以包括将在扫描期间使用的滤波器的类型和序列。可以基于待成像的成像受检者的解剖结构来选择滤波器的类型。参数还可以包括设定扫描时间。作为一个示例，扫描定时可以包括用于对每个部分成像的开始时间和持续时间。成像受检者的解剖结构信息可以被加载到计算装置的存储器。可以从预扫描采集解剖结构信息。可以从先前的侦测扫描或局部扫描采集解剖结构信息。该步骤还可以包括经由电动检查台来移动成像受检者，使得受检者的适当部分处于机架内以供成像。

在322处，可以将造影剂注射到成像受检者中。该造影剂可以增强专门针对某些解剖结构采集的图像的对比度。该步骤是任选的，并且可以在不使用造影剂的情况下进行诊断扫描。

在324处，可以通过操作耦接到包括领结式滤波器的托架的马达来将领结式滤波器定位在X射线束的路径中。可以基于受检者的当前成像的部分的解剖结构来确定滤波器的类型。托架可以在垂直于X射线束的平面的平面中沿着轴移动，以将该领结式滤波器定位在该射束中。在一个示例中，用于诊断扫描的领结式滤波器可以与用于侦测扫描的领结式滤波器相同。在另一个示例中，用于诊断扫描的领结式滤波器可以不同于用于侦测扫描的领结式滤波器。以这种方式，包括一个或多个领结式滤波器和/或射束硬化滤波器的单个托架可以用于侦测扫描和诊断扫描两者，而不需要附加的部件。此外，多个滤波器托架可以一起使用以将具有或不具有射束硬化滤波器的领结式滤波器定位到X射线束中。

在326处，可以采集受检者的数据集。例如，可以激活X射线源，并且可以开始通过所选择的领结式滤波器对受检者进行X射线暴露。对于诊断扫描，在滤波器组件处可以使用大约25mm至160mm的射束尺寸。在接收来自成像受检者的所传输的辐射信号时，从X射线检测器采集数据集。作为一个示例，可以通过分析所采集的数据集来监视成像受检者的解剖结构。作为另一个示例，可以通过当前成像的位置来估计成像受检者的解剖结构。可以基于扫描的开始位置和电动检查台的行进距离来计算当前成像的位置。在一个实施方案中，受检者的解剖结构可以被分组为不同类型。例如，可以基于尺寸，诸如头部、胸部和腹部的类型对人体的解剖结构进行分组。

在328处，例程包括确定诊断扫描是否已经结束。可以在步骤320处基于协议设置来确定诊断扫描的结束。如果确定诊断扫描尚未结束，则在330处，可以继续进行诊断扫描并且可以采集数据。

如果确定诊断扫描已经结束，则显示并且存储从诊断扫描采集的数据集。在一个实施方案中，可以重建从受检者的不同部分采集的数据集以形成图像。所采集的数据集以及处理后的图像可以被保存在成像系统的存储装置中，并且可以不进行进一步的扫描。该例程然后可以结束。

以这种方式，在第一成像(诸如侦测扫描)期间，可以使托架移动以将容纳在托架中的射束硬化滤波器和第一领结式滤波器定位在X射线源与成像受检者之间的X射线束的路径中，并且在第二成像(诸如诊断扫描)期间，可以使托架移动以将射束硬化滤波器和第一领结式滤波器移出X射线的路径并且然后将容纳在托架中的第二领结式滤波器定位在X射线的路径中。

通过使用射束硬化滤波器来衰减到达受检者的射束的技术效果是，在扫描期间可以使用具有升高的X射线管温度的较高功率的X射线源，而不会增加受检者的X射线暴露。总体而言，较高的功率提高了诊断扫描的质量，并且提高了包括靶的X射线管的热稳定性。

在一个示例中，成像系统包括具有一个或多个射束硬化滤波器和一个或多个领结式滤波器的托架。托架驱动系统使托架移动以选择性地将一个或多个射束硬化滤波器和一个或多个领结式滤波器之一定位在X射线源与受检者之间的X射线束的路径中。一个或多个射束硬化滤波器从托架的边缘延伸出去并且可以与第二托架中的领结式滤波器重叠。从托架延伸出去的一个或多个射束硬化滤波器可以使用支撑结构来耦接到托架。在前述示例性方法中，附加地或任选地，一个或多个射束硬化滤波器可以与一个或多个领结式滤波器部分地重叠。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，一个或多个领结式滤波器包括在托架内彼此相邻放置的第一领结式滤波器和第二领结式滤波器。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，射束硬化滤波器被放置在第一领结式滤波器与第二领结式滤波器之间，该射束硬化滤波器与第一领结式滤波器和第二领结式滤波器中的每者部分地重叠。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，第一领结式滤波器被容纳在形成于托架的腔体中的第一狭槽内，并且其中第二领结式滤波器被容纳在形成于托架的腔体中的第二狭槽中，第一狭槽经由突片与第二狭槽分开。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，射束硬化滤波器被嵌入在第一领结式滤波器与第二领结式滤波器之间的凹部内，该一个或多个射束硬化滤波器耦接到突片。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，每个射束硬化滤波器包括支撑结构和一个或多个金属板，该支撑结构和该一个或多个金属板被堆叠在一起并且经由多个紧固件耦接到突片。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，支撑结构和一个或多个金属板可以具有相同的尺寸，并且该支撑结构可以由与一个或多个金属板的材料不同的材料制成。

在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，在进入受检者之前，X射线束穿过一个或多个射束硬化滤波器，然后穿过一个或多个领结式滤波器之一，再穿过铝滤波器。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，托架驱动系统包括经由轴耦接到托架的马达，该马达操作用于使轴平移以将一个或多个射束硬化滤波器和一个或多个领结式滤波器之一定位在路径中。

用于成像系统的另一个示例性方法包括：在第一成像期间，使托架移动以将容纳在托架中的射束硬化滤波器和第一领结式滤波器定位在X射线源与成像受检者之间的X射线束的路径中，并且在第二成像期间，使托架移动以将射束硬化滤波器和第一领结式滤波器移出X射线的路径并且然后将容纳在托架中的第一领结式滤波器或第二领结式滤波器定位在X射线的路径中。在前述示例性方法中，附加地或任选地，第一成像是成像受检者的解剖结构的侦测扫描，并且第二成像是其诊断扫描，在第一成像中使用的射束尺寸小于在第二成像中使用的射束尺寸。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，使托架移动包括致动经由轴耦接到托架的马达，该轴在垂直于X射线的路径的方向的方向上平移以将射束硬化滤波器、第一领结式滤波器和第二领结式滤波器中的一者或多者定位在X射线的路径中。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，第一领结式滤波器和第二领结式滤波器中的每者被定位在托架内对应的相邻狭槽内部，并且射束硬化滤波器耦接到第一领结式滤波器与第二领结式滤波器之间的托架。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，射束硬化滤波器与第一领结式滤波器和第二领结式滤波器中的每者部分地重叠，并且在本文中，在第一成像期间，X射线束首先穿过射束硬化滤波器并且然后穿过第一领结式滤波器。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，一个或多个射束硬化滤波器从第一托架延伸出去并且可以移动以与定位在第二托架内的领结式滤波器重叠。

在又一个示例中，一种用于成像系统的系统包括：机架，该机架用于接收成像受检者；X射线源，该X射线源被定位在机架中以用于发射X射线暴露；X射线检测器，该X射线检测器相对于X射线源定位在机架的相对侧上；电动检查台，该电动检查台用于在机架内移动成像受检者；计算装置，该计算装置具有存储在非暂态存储器中的指令；一个或多个领结式滤波器；和一个或多个射束硬化滤波器，该一个或多个射束硬化滤波器被定位在滤波器托架中。一个或多个射束硬化滤波器可以从托架延伸出去。在一些示例中，一个或多个射束硬化滤波器可以与第二托架的领结式滤波器重叠。附加地或另选地，一个或多个射束硬化滤波器可以被安装在一个或多个领结式滤波器中的第一领结式滤波器与一个或多个滤波器中的第二领结式滤波器之间，与第一领结式滤波器和第二领结式滤波器中的每者部分地重叠。一种托架驱动系统用于通过将一个或多个领结式滤波器和/或一个或多个射束硬化滤波器移入或移出X射线束来切换滤波器。在前述示例性系统中，附加地或任选地，每个领结式滤波器包括第一直长边和第二平行长边，该第二平行长边包括中心脊。每个领结式滤波器由石墨制成。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，射束硬化滤波器包括支撑结构和堆叠在该支撑结构下方的一个或多个金属板中的每者。在任一个或所有前述示例中，附加地或任选地，矩形支撑结构由铝制成，并且一个或多个金属板由铜制成，其中一个或多个金属板中的每个金属板具有不同的厚度。

图3至图12C示出了各种部件相对定位的示例性配置。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触或直接耦接，则此类元件可分别被称为直接接触或直接耦接。相似地，至少在一个示例中，彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。例如，设置成彼此共面接触的部件可被称为共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，被定位成彼此间隔开并且其间具有空间而不具有其他部件的元件可被如此描述引用。作为又一个示例，被示为位于彼此的上面/下面、位于彼此相对侧、或位于彼此的左侧/右侧的元件可相对于彼此被如此描述引用。此外，如图所示，在至少一个示例中，元件的最顶部元件或点可被称为部件的“顶部”，并且元件的最底部元件或点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上面/下面可为相对图的竖直轴线而言的，并且可用于描述图中元件相对于彼此的定位。由此，在一个示例中，被示为位于其他元件上面的元件被竖直地定位在其他元件上面。作为又一个示例，图中所示的元件的形状可被称为具有那些形状(例如，诸如为圆形的、平直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等等)。此外，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。另外，在一个示例中，被示为位于另一个元件内或被示为位于另一个元件外的元件可被如此描述引用。

如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个该元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对“一个实施方案”的引用并非旨在被解释为排除也包含所叙述的特征的其他实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在...中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。

该书面描述使用示例来公开本公开的主题，包括最佳模式，并且还使相关领域中的普通技术人员能够实践本公开的主题，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法。本公开的主题可取得专利权的范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元素，则此类其他示例旨在落入权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种成像系统，所述成像系统包括：

准直器组件，所述准直器组件被定位成与X射线源相邻，所述X射线源生成穿过所述准直器组件的X射线束，其中所述准直器组件包括：

至少一个托架，所述至少一个托架包括至少一个射束硬化滤波器和至少一个领结式滤波器，其中所述射束硬化滤波器耦接到所述托架的边缘并且远离所述至少一个领结式滤波器延伸。

2.根据权利要求1所述的成像系统，还包括托架驱动系统，所述托架驱动系统用于使所述至少一个托架移动以选择性地将所述至少一个射束硬化滤波器和所述至少一个领结式滤波器中的一者定位在所述X射线束的路径内和外。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其中所述托架驱动系统包括经由轴耦接到所述托架的马达，所述马达操作用于使所述轴平移以将所述至少一个射束硬化滤波器和所述至少一个领结式滤波器中的一者定位在所述X射线束的所述路径内和外。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述至少一个托架是第一托架，并且还包括第二托架，其中所述第二托架包括一个或多个领结式滤波器，并且其中所述第一托架的所述至少一个射束硬化滤波器能够移动到与所述第二托架的所述一个或多个领结式滤波器之一重叠的位置中。

5.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述至少一个射束硬化滤波器是重元素材料，所述重元素材料发射用于X射线检测器的能量校准的单能量X射线。

6.根据权利要求4所述的成像系统，其中所述第一托架的所述至少一个领结式滤波器是第一领结式滤波器，并且其中所述第二托架的所述一个或多个领结式滤波器包括在所述第二托架内彼此相邻定位的第二领结式滤波器和第三领结式滤波器。

7.根据权利要求6所述的成像系统，其中所述第一领结式滤波器被定位在形成于所述第一托架中的第一狭槽内，并且其中所述第二领结式滤波器被定位在形成于所述第二托架中的第二狭槽内，并且所述第三领结式滤波器被定位在形成于所述第二托架中的第三狭槽内，所述第一狭槽经由突片与所述第二狭槽分开。

8.根据权利要求4所述的成像系统，其中所述至少一个射束硬化滤波器耦接到所述第一托架的所述边缘的顶表面，使得所述射束硬化滤波器能够移动到所述第二托架的所述一个或多个领结式滤波器之一的上方的位置中，以与所述第二托架的所述一个或多个领结式滤波器之一重叠。

9.根据权利要求4所述的成像系统，其中所述第一托架的所述至少一个射束硬化滤波器能够移动到所述X射线束穿过所述至少一个射束硬化滤波器的位置中。

10.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述至少一个射束硬化滤波器包括支撑结构和一个或多个金属板，所述支撑结构和所述一个或多个金属板被堆叠在一起并且经由多个紧固件耦接到所述至少一个射束硬化滤波器。

11.根据权利要求10所述的成像系统，其中所述支撑结构和所述一个或多个金属板能够具有相同的尺寸，并且其中所述支撑结构能够由与所述一个或多个金属板的材料不同的材料制成。

12.一种用于成像系统的方法，所述方法包括：

在第一成像期间，使第一托架移动以将耦接到所述第一托架的射束硬化滤波器定位在X射线束的路径中，并且使第二托架移动以将容纳在所述第二托架中的第二领结式滤波器定位在所述X射线束的所述路径中；以及

在第二成像期间，使所述第一托架移动以将所述射束硬化滤波器移出所述X射线束的所述路径。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：在所述第二成像期间，使所述第一托架或所述第二托架移动以将第一领结式滤波器、所述第二领结式滤波器或第三领结式滤波器定位在所述X射线束的所述路径中。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一成像是侦测扫描，并且所述第二成像是诊断扫描，并且其中在所述第一成像中使用的X射线束尺寸小于在所述第二成像中使用的X射线束尺寸。

15.根据权利要求12所述的方法，其中使所述第一托架移动包括致动经由轴耦接到所述第一托架的马达，所述轴使所述第一托架在垂直于所述X射线束的所述路径的方向的方向上平移，以将所述射束硬化滤波器定位到所述X射线束的所述路径内或外。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二领结式滤波器和所述第三领结式滤波器中的每者被定位在所述第二托架内对应的相邻狭槽内，并且所述射束硬化滤波器耦接到所述第一托架与所述第一领结式滤波器相邻，其中所述射束硬化滤波器附接到所述第一托架的顶表面，使得所述射束硬化滤波器能够在所述第二领结式滤波器上延伸。

17.一种计算机断层摄影(CT)成像系统，所述CT成像系统包括：

机架；

X射线源，所述X射线源定位在所述机架中以发射X射线；

X射线检测器，所述X射线检测器定位在所述机架中与所述X射线源相对；

第一托架，所述第一托架包括第一领结式滤波器和第一射束硬化滤波器；

第二托架，所述第二托架包括第二领结式滤波器和第三领结式滤波器，其中第二射束硬化滤波器定位在所述第二领结式滤波器与所述第三领结式滤波器之间；和

托架驱动系统，所述托架驱动系统用于通过将所述第一领结式滤波器、所述第二领结式滤波器、所述第三领结式滤波器和所述第一射束硬化滤波器、所述第二射束硬化滤波器中的一者或多者移入或移出X射线束来切换滤波器。

18.根据权利要求17所述的CT成像系统，其中所述第一领结式滤波器和所述第二领结式滤波器中的每者包括第一直长边和第二平行长边，所述第二平行长边包括中心脊。

19.根据权利要求17所述的CT成像系统，其中所述第二射束硬化滤波器包括支撑结构和堆叠在所述支撑结构下方的一个或多个金属条。

20.一种用于计算机断层摄影(CT)成像系统的患者前准直器组件，所述患者前准直器组件包括：

第一托架，所述第一托架包括射束硬化滤波器和第一领结式滤波器；

第一托架驱动系统，所述第一托架驱动系统耦接到所述第一托架以用于将所述第一托架以及因此所述射束硬化滤波器和所述第一领结式滤波器移入和移出X射线束路径；

第二托架，所述第二托架包括第二领结式滤波器和第三领结式滤波器；和

第二托架驱动系统，所述第二托架驱动系统耦接到所述第二托架以用于将所述第二托架以及因此所述第二领结式滤波器和所述第三领结式滤波器移入和移出所述X射线束路径；

其中所述射束硬化滤波器沿着所述第一托架的外边缘定位并且耦接到所述外边缘；并且

其中所述射束硬化滤波器能够单独地或与所述第二领结式滤波器或所述第三领结式滤波器中的一者组合地定位在所述X射线束路径中。