合成层析成像设备和方法

摘要

本发明涉及一种具有X射线发射器(1)和X射线探测器(11)的用于合成层析成像的设备及其运行方法。所述设备包括围绕旋转轴线(3)可转动地安置的固持装置(4)，所述X射线发射器(1)如此安置在所述固持装置(4)上，使得所述X射线发射器(1)的光学轴线(16)指向所述X射线探测器(11)，并且使得在所述固持装置(4)旋转时所述X射线发射器(1)的焦点描绘出环形轨迹(13)。本发明所提供的优点是，确保稳定的合成层析成像以进行透视检查。

权利要求

1.一种用于合成层析成像的设备，其具有X射线发射器(1)、X射线探测器(11)和围绕旋转轴线(3)可转动地安置的固持装置(4)，所述X射线发射器(1)安置在所述固持装置(4)上，使得所述X射线发射器(1)的光学轴线(16)指向所述X射线探测器(11)，并且使得在所述固持装置(4)旋转时所述X射线发射器(1)的焦点描绘出环形轨迹(13)，其特征在于，所述X射线发射器(1)向着旋转轴线(3)的方向(7)可移动地安置。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于具有平衡配重(5)，该平衡配重与所述X射线发射器(1)对置地、相对于旋转轴线(3)对称地安置在所述固持装置(4)上。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述平衡配重(5)具有所述X射线发射器(1)的质量。

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述平衡配重(5)向着旋转轴线(3)的方向(7)可移动地安置。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述固持装置(4)被设计为盘形。

6.如权利要求1至5之一所述的设备，其特征在于具有X射线准直仪(14)，其沿光学轴线(16)的方向安置在所述X射线发射器(1)的前面，使得所述X射线准直仪(14)与所述X射线发射器(1)一同旋转。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述固持装置(4)被设计为可移动的和/或可倾斜的。

8.一种用于合成层析成像的设备的运行方法，按此方法，固持装置(4)围绕旋转轴线(3)可转动地安置，在所述固持装置(4)旋转时，由此与所述固持装置(4)相连接的X射线发射器(1)的焦点(2)描绘出环形轨迹(13)，其特征在于，所述X射线发射器(1)向着旋转轴线(3)的方向移动。

9.一种透视检查设备，其具有如前述权利要求1至7之一所述的设备。

说明书

合成层析成像设备和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有X射线发射器的用于合成层析成像的设备和方法，所述X射线发射器的焦点实现了可控的移动。

背景技术

[0002] 当今，透视检查设备被在各种应用领域中所使用，例如用于胃肠检查。通过透视检查设备，借助X射线拍摄具有较高图像刷新频率的患者的连续的二维投影图像，以便反映患者体内的动态过程。这种动态过程例如可以是造影剂的扩散或者探针或导管插入时的医用器械的移动。

[0003] 目前，透视成像设备只提供二维的图像信息。关于影像结构所处的深度的信息、也就是与X射线源的间距没有包含在投影图中。因为无法对深度信息进行分离，所以信息中对于医学治疗重要的组织结构与其它的解剖学上的组织结构是重叠和遮盖。此外，在二维图像中无法获得器械相对于患者的位置的准确的空间识别。

[0004] 已知，替代X射线源或附加地，将具有碳纳米管(CNT)的多重X射线源安装在射线诊断系统中，该系统的各个单独的射线源可以被电子地开启和关闭。

[0005] 由此，可以非常快速地从围绕主视方向分配的不同的角度拍摄投影图，由这些投影图随后可以重建出合成层析体积。通过所述合成层析数据组可以实现局部的关于深度的分辨率，也就是说，设备用户可以隐去不改兴趣的深度层次的组织结构。在公开文献DE 10 2009 043 421 A1中提供了对于血管造影设备的相应转换。如果CNT多重X射线源的使用是稳定和可靠的，便可以应用于透视成像仪的运行。

[0006] 公开文献US 2007/0223650 A1公开了一种X射线发射器，其围绕垂直轴线可转动地安置。

[0007] 公开文献US 2006/0056585 A1也公开了一种X射线发射器，其围绕垂直轴线可转动地安置。

[0008] 此外，公开文献DE 10 210 028 438 A1也公开了一种X射线发射器，其围绕垂直轴线可转动地安置。

发明内容

[0009] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于合成层析成像的设备和所属方法，其确保了稳定和可靠地运行。

[0010] 所述技术问题通过按照本发明的一种用于合成层析成像的设备和运行所述设备的方法得以解决。

[0011] 本发明的核心在于，如下从机械方面扩展用于透视检查而设置的X射线发射器，使得X射线发射器可以快速地旋转，其中，X射线发射器的焦点描绘出环形轨迹，该环形轨迹的半径可以被快速和简单地改变。通过所建议的设备可以在对患者进行透视时获得圆形的合成层析图片的投影数据，从而可以实现合成层析成像。这种运行状态从根本上扩展了透视检查设备的功能性，因为与2D投影成像相比可以辨识关于深度的信息。由此，例如可以在可视化过程中隐去重要身体区域的前面和后面的组织结构。

[0012] 本发明涉及一种用于合成层析成像的设备，其具有X射线发射器和X射线探测器，其中，所述X射线发射器如此安置在围绕旋转轴线可转动地安置的固持装置上，使得所述X射线发射器的光学轴线指向所述X射线探测器，并且使得在所述固持装置旋转时所述X射线发射器的焦点描绘出环形轨迹。在此，所述X射线发射器向着旋转轴线的方向可移动地安置。本发明提供的优点是，焦点的环形轨迹的半径可以容易地改变。

[0013] 所述设备可以有利地包括平衡配重，其相对于旋转轴线对称地、与所述X射线发射器对置地安置在所述固持装置上。由此，在固持装置旋转时避免不平衡。

[0014] 此外，所述平衡配重可以具有所述X射线发射器的质量。

[0015] 在改进方案中，所述平衡配重向着旋转轴线的方向可移动地安置，由此平衡配重相对于旋转轴线的间距可以设置为等于X射线发射器相对于旋转轴线的间距。

[0016] 所述固持装置有利地被设计为盘形尤其是圆盘形，由此在旋转时避免出现不平衡。

[0017] 在另一个实施方式中，所述设备可以包括X射线准直仪，其沿光学轴线的方向如此安置在所述X射线发射器的前面，使得所述X射线准直仪与所述X射线发射器一同旋转，并且提供了相对旋转轴线的方向倾斜的锥形X射线。

[0018] 所述固持装置有利地被设计为可移动的和/或可倾斜的。

[0019] 本发明还涉及一种用于合成层析成像透视设备的运行方法，其中，当围绕旋转轴线可转动地安置的固持装置旋转时，与所述固持装置相连接的X射线发射器的焦点描绘出环形轨迹，并且其中，所述X射线发射器向着旋转轴线的方向可移动地安置。

[0020] 本发明还涉及一种透视检查设备，其具有前述按照本发明的设备。

附图说明

[0021] 以下结合示意性附图由对实施例的阐述获得本发明另外的特点和优点。

[0022] 在附图中：

[0023] 图1示出透视检查设备的立体图，

[0024] 图2示出按照本发明的固持装置的俯视图，和

[0025] 图3示出另一个按照本发明的固持装置的俯视图。

具体实施方式

[0026] 图1示出具有本发明装置的X光透视检查设备的立体图。在顶部支架8上安装有圆盘形的固持装置4。借助伸缩臂9将患者卧床10安置在固持装置4的下方。固持装置4围绕旋转轴线3可转动并且也可以相对于垂直线倾斜。X射线发射器1安置在固持装置4的下侧，使得X射线发射器1与固持装置4一同转动。在此，X射线发射器1的未示出的焦点描绘出环形轨迹。图中示出X射线发射器1以及从其上发射的X射线12处于三个不同的相对扭转的位置。

[0027] X射线12照射到患者卧床10下方的X射线探测器11上，该X射线探测器11处在X射线放射器1的光学轴线16的方向上。借助与X射线管1一同转动的X射线准直仪14，发射出的锥形X射线12可以朝向旋转轴线3的方向有所倾斜。由此并且通过X射线准直仪14与旋转轴线3的间距(该间距针对固持装置4与X射线探测器11之间的当前距离予以选择)，确保了X射线12与X射线发射器的当前旋转位置无关地总是照射到X射线探测器11平面的相同表面上。

[0028] 为了运行按照本发明的设备可以实施两种方法：一个是2D投影成像，另一个是合成层析成像。2D投影成像近似于传统的X光影像。X射线发射器1锁止在固持装置4内，并且相应地向着患者定位。所产生的X光影像图是按高帧频拍摄的一系列二维投影图。

[0029] 对于合成层析成像，在图像获取过程中X射线发射器1是旋转的。例如以每秒钟转一圈的速度发生旋转，并且X射线发射器在此以脉冲模式运行。在此，根据所获取的图像数据可以借助具有相对较高图像刷新频率的圆形层析合成法实现体积成像。例如层析合成体积的整体更新可以是1Hz的频率。局部更新可以具有更高的帧频，如前述所引用的公开文本DE 10 2009 043 421 A1所描述。重建的层析合成体积的可视化或者对体积或局部体积逐层地或者构建三维图像地实现，其中在使用剪裁平面的情况下可以隐去患者的干扰区域。例如可以在可视图像中去除椎骨或肋骨。

[0030] 图2示出图1的按照本发明的局部细节的俯视图。可以看到沿旋转方向6围绕旋转轴线3可转动的盘形的固持装置4。在设置于固持装置4内的导向槽15的端部上安置有X射线发射器1。在固持装置4转动时，X射线发射器1的焦点2描绘出一个围绕旋转轴线3的环形轨迹13。在导向槽15的另一个端部安装有平衡配重5，用于在旋转时避免出现不平衡。

[0031] 通过焦点2和旋转轴线3之间的半径R还决定了可实现的合成层析成像质量，该旋转轴线3预先给定了最大的层析合成角度。因此在按照本发明的设备的另一个实施方式中建议，通过X射线发射器1的平移改变半径R。在此，X射线发射器1和平衡配重5在导向槽15内朝向旋转轴线3移动。

[0032] 在图3中示出这种已移动的位置。X射线发射器1和平衡配重5从端部位置沿移动方向7移动，由此焦点移动半径被缩小。在其他方面，图3所示与图2相同。

[0033] 所建议的设备和所属方法还可以有另外的应用方式。在实时立体X光成像中，可以通过在相应两个沿X射线发射器1的转动方向的固定位置上的图像获取，从而获得立体图像对。同样地，在进行活体组织检查或导管插入检查时，也可以实现导管插入器械的空间实时定位。在动态供血成像中，借助层析合成实现时间序列的重建，用于跟踪注射的X光造影溶剂的运动，以便获得功能性的组织参数。

[0034] 附图标记列表

[0035]