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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611192990.9 (22)申请日 2016.12.21 (71)申请人 北京朗视仪器有限公司 地址 100084 北京市海淀区清华园清华同 方大厦8层A800B (72)发明人 吴宏新 李建军 张康平 孙来玉 王亚杰 张文宇 俞冬梅 (74)专利代理机构 北京科迪生专利代理有限责 任公司 11251 代理人 杨学明 顾炜 (51)Int.Cl. A61B 6/03(2006.01) A61B 6/14(2006.01) (54)发明名称 一种双源双探测器锥形束CT系统。
2、 (57)摘要 本发明涉及一种双源双探测器锥形束CT系 统， 包括： 扫描架、 两套X射线发生器、 两块面阵探 测器、 承载机构、 控制器、 CT重建模块和图像显示 模块； 两块面阵探测器之一成像视野较大， 而另 一块成像视野较小但分辨率更高； 两套X射线发 生器分别与两块面阵探测器配对使用； 每次扫描 只使用一块探测器。 本发明能够在一台锥形束CT 系统中集成大视野成像和小视野、 高分辨成像， 且分辨率比现有解决方案更高。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 106510747 A 2017.03.22 CN 106510747 A 1.一种双源双探测器锥形束CT系统， 包括： 扫描。
3、架、 两套X射线发生器、 承载机构、 控制 器、 CT重建模块和图像显示模块， 其特征在于： 还包括两块面阵探测器， 两块面阵探测器其 中一块可生成大视野CT图像， 另一块可生成高分辨率、 小视野CT图像； 两套X射线发生器分 别与两块面阵探测器配对使用； 每次扫描只使用一块探测器。 2.根据权利要求1所述的一种双源双探测器锥形束CT系统， 其特征在于： 使用者可在大 视野CT图像中指定需要生成高分辨率、 小视野CT图像的目标区域， 控制器将根据目标区域 中心和高分辨率、 小视野CT图像中心在X、 Y、 Z三个方向上的位置差， 驱动承载机构将目标区 域中心输送至高分辨率、 小视野CT图像中心，。
4、 实现精确定位。 3.根据权利要求1所述的一种双源双探测器锥形束CT系统， 其特征在于： 所述两套X射 线发生器可以是相同的， 也可以是不同的。 4.根据权利要求1所述的一种双源双探测器锥形束CT系统， 其特征在于： 与生成高分辨 率、 小视野CT图像的探测器配对使用的X射线发生器， 其焦点尺寸可以小于与生成大视野CT 图像的探测器配对使用的X射线发生器。 5.根据权利要求1所述的一种双源双探测器锥形束CT系统， 其特征在于： 所述与生成大 视野CT图像的探测器配对使用的X射线发生器可以是脉冲式X射线发生器。 6.根据权利要求1所述的一种双源双探测器锥形束CT系统， 其特征在于： 所述扫描架可。
5、 以是立式或卧式。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 106510747 A 2 一种双源双探测器锥形束CT系统 技术领域 0001 本发明涉及一种双源双探测器锥形束CT系统， 属于计算机断层成像(CT)。 背景技术 0002 锥形束CT是一种使用面阵列探测器进行三维成像的X射线CT系统。 系统扫描架、 由 X射线发生器、 面阵探测器、 承载机构、 控制器、 CT重建模块、 图像显示模块组成。 扫描时， X射 线发生器和探测器围绕被检对象旋转， 获取多个不同角度的投影数据， 然后通过CT重建模 块将投影数据转化为三维数据， 通过图像显示模块呈现给使用者。 0003 空间分辨率是锥形束C。
6、T系统的关键技术指标， 该指标取决于以下因素的组合： 探 测器分辨率、 X射线焦点尺寸、 投影图数量、 重建像素尺寸等。 其中， 探测器分辨率是决定系 统空间分辨率的最重要因素之一。 在其他配置不变的情况下， 探测器分辨率越高， 系统的空 间分辨率也越高。 受制造工艺、 采集速率等因素限制， 分辨率越高的探测器， 通常其成像视 野也较小； 反之， 成像视野越大探测器， 通常其分辨率越差。 相应地， 空间分辨率较高的锥形 束CT系统， 其成像视野相对较小； 而成像视野较大的锥形束CT系统， 其空间分辨率相对较 低。 0004 然而， 在实际应用中使用者往往既需要大视野检查， 又需要高分辨率检查。。
7、 以口腔 检查为例， 在进行口腔颌面部总体检查时， 需要较大的成像视野； 而在进行单颗牙齿的检查 时， 则需要很高的空间分辨率。 在其他应用中， 采用较低的分辨率进行大范围的全局检查， 采用较高的分辨率进行小范围的局部检查， 也是很常见的检查方式。 通过购买不同视野、 不 同分辨率的多台锥形束CT系统可以满足不同的检查需求， 但成本很高。 如何在一台锥形束 CT系统中集成大视野成像和高分辨成像， 是锥形束CT技术领域的一项难点问题。 0005 现有解决方案是在大视野CT系统基础上通过优化扫描参数提高分辨率， 具体优化 方法包括延长扫描时间、 增加投影数据采集频率、 减小重建像素尺寸等。 优化扫。
8、描参数可以 在一定程度上提高系统分辨率， 但无法突破探测器分辨率的限制。 因此， 无论如何优化参 数， 大视野锥形束CT系统的空间分辨率不如采用高分辨探测器的小视野锥形束CT系统。 0006 此外， 高分辨率、 小视野成像时， 由于成像视野较小， 而待检查部位往往是被检对 象的内部结构， 从外表很难直接观察到， 所以定位很困难。 仍以口腔检查为例， 使用者依靠 手动定位来进行高分辨率、 小视野成像时， 很容易出现成像后发现待检查部位， 如后槽牙， 未能全部进入图像中的情况， 导致需要对患者进行二次甚至更多次扫描， 增加患者剂量。 发明内容 0007 本发明的目的是克服现有技术的不足， 提供一种。
9、双源双探测器锥形束CT系统， 能 够在一台锥形束CT系统中集成大视野CT图像和高分辨率、 小视野CT图像， 且分辨率比现有 解决方案更高。 0008 本发明技术方案是： 一种双源双探测器锥形束CT系统， 包括： 扫描架、 两套X射线发 生器、 两块面阵探测器、 承载机构、 控制器、 CT重建模块和图像显示模块； 两块面阵探测器其 说 明 书 1/3 页 3 CN 106510747 A 3 中一块可生成大视野CT图像， 另一块可生成高分辨率、 小视野CT图像； 两套X射线发生器分 别与两块面阵探测器配对使用； 每次扫描只使用一块探测器。 0009 本发明所述的锥形束CT成像系统中， 扫描架是系。
10、统的主框架， 决定系统的整体结 构， 具有支撑、 运动和为其他部件提供安装位置等功能。 X射线发生器、 面阵探测器都安装在 扫描架上。 承载机构的功能是承载被检测对象， 根据扫描架的设计， 承载机构应采用可与扫 描架合理搭配的设计， 如座椅、 扫描床等。 控制器的功能是控制系统中各运动部件以及X射 线发生器的启动和停止等， 控制器一般安装在扫描架上。 CT重建模块和图像显示模块的功 能是处理扫描过程中获得的数据， 进行重建， 生成三维的CT图像并向用户显示， 同时提供用 户交互功能。 CT重建模块和图像显示模块可以是位于扫描架之外的电脑， 通过线缆与其他 模块进行连接， 也可以是安装在扫描架上。
11、的工控机(一种专门设计的电脑)。 0010 使用者可在大视野CT图像中指定需要生成高分辨率、 小视野CT图像的目标区域， 控制器将根据目标区域中心和高分辨率、 小视野CT图像中心在X、 Y、 Z三个方向上的位置差， 驱动承载机构将目标区域中心输送至高分辨率、 小视野CT图像中心， 实现高分辨率、 小视野 成像的精确定位。 0011 所述两套X射线发生器可以是相同的， 也可以是不同的。 0012 所述与生成高分辨率、 小视野CT图像的探测器配对使用的X射线发生器， 其焦点尺 寸可以小于与生成大视野CT图像的探测器配对使用的X射线发生器。 0013 所述与生成大视野CT图像的探测器配对使用的X射线。
12、发生器可以是脉冲式X射线 发生器。 0014 所述扫描架可以是立式或卧式。 0015 本发明与现有技术相比的优点在于： 0016 (1)与现有技术相比， 本发明采用的两块探测器的分辨率不同， 其中一块用于提供 较大的成像视野， 而另一块用于提供更高的分辨率， 由于额外安装了一块高分辨率探测器， 因此分辨率要高于现有的仅使用一块大视野探测器的系统。 而现有技术不能提高系统分辨 率。 0017 (2)本发明还可以通过扫描获得的大视野CT图像来引导高分辨率、 小视野CT成像， 实现高分辨率、 小视野成像的精确定位。 附图说明 0018 图1为本发明双源双探测器锥形束CT系统正面示意图； 0019 图。
13、2为本发明双源双探测器锥形束CT系统侧面示意图。 具体实施方式 0020 如图1、 2所示， 为本发明所述系统的一种实现方案， 由扫描架1、 两套X射线发生器 2-1和2-2、 两块面阵探测器3-1和3-2、 控制器4、 CT重建模块5、 显示模块6、 承载机构7组成。 0021 图中1为扫描架， 采用卧式设计， 为其他部件提供支撑和安装位置。 X射线发生器2- 1和2-2， 面阵探测器3-1和3-2都安装在扫描架1上。 其中， 3-1为用于生成大视野CT图像的探 测器， 与X射线发生器2-1配对使用； 3-2为用于生成高分辨率、 小视野CT图像的探测器， 与X 射线发生器2-2配对使用。 控。
14、制器4， 用于控制系统进行指定功能， 如承载机构的运动、 扫描 说 明 书 2/3 页 4 CN 106510747 A 4 架的运动以及X射线发生器的启动和停止。 控制器4一般也安装在扫描架上。 图中， CT重建模 块5和显示模块6采用独立于扫描架之外的设计， 可以是性能合适的电脑和显示器。 承载机 构7采用的是扫描床， 以配合卧式扫描架设计， 用于承载被检对象。 0022 本发明所述系统每次扫描只使用一套X射线发生器和一块探测器， 操作者可根据 需要选择。 0023 与两块探测器配对使用的两套X射线发生器可以是相同的， 也可以是不同的。 与生 成高分辨率、 小视野CT图像的探测器配对的， 。
15、可选用焦点更小的X射线发生器， 这样能够进 一步提高所获得图像的分辨率。 与生成大视野CT图像的探测器配对使用的X射线发生器可 以是脉冲式X射线发生器， 可以在一定程度上提高大视野CT图像的分辨率。 0024 需要说明的是， 图1、 2所示仅为本发明所述系统的一种实现方式， 本发明所述系统 也还可以采用立式扫描架， 系统组成结构与卧式扫描架相同， 包括扫描架、 两套X射线发生 器、 两块面阵探测器、 控制器、 CT重建模块、 显示模块、 承载机构。 0025 对于同一被检对象， 对其扫描获得的大视野CT图像， 可用来引导高分辨率、 小视野 CT图像的扫描。 具体方案是： 先使用一组X射线发生器。
16、和探测器， 如图1所示的X射线发生器 2-1和探测器3-1， 对被检对象进行一次扫描， 获得大视野CT图像， 由显示模块6向使用者显 示。 此后被检对象须保持不动(被检对象位于承载机构7上， 扫描时应处于系统的扫描区域 中， 如图1、 2所示的实现方案中， 扫描区域位于扫描架环形部分所形成的通道内)。 使用者在 大视野CT图像中指定需要生成高分辨率、 小视野CT图像的目标区域， 系统将计算目标区域 中心和高分辨率、 小视野CT图像成像中心在X、 Y、 Z三个方向上的位置差， 然后驱动承载机构 7运动， 带动被检对象将目标区域中心输送至高分辨率、 小视野CT图像成像中心， 此过程中 被检对象须在承载机构7上保持不动， 与承载机构7保持相对静止。 然后使用另一组X射线发 生器和探测器， 如图1所示的X射线发生器2-2和探测器3-2， 对被检对象进行扫描， 获得目标 区域的高分辨率、 小视野CT图像。 0026 提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的， 而并非要限制本发明的范围。 本 发明的范围由所附权利要求限定。 不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修 改， 均应涵盖在本发明的范围之内。 说 明 书 3/3 页 5 CN 106510747 A 5 图1图2 说 明 书 附 图 1/1 页 6 CN 106510747 A 6 。