发明名称 供电脑断层系统螺旋式扫描体积用之检测器阵列
摘要 在一种供锥形波束重建的增进方法与装置中,提供一种相对于移动轴不对称的增进式检测器阵列。在第一种实施例中,标准对称的阵列以波束轴为轴旋转一倾角α。在第二种实施例中,阵列具有实质的螺旋外形。按此方法,可有效率地使用检测器单元,使系统转距增加,且影像品质获增进。
申请公布号 TW381012 申请公布日期 2000.02.01
申请号 TW087110506 申请日期 1998.06.30
申请人 类比逻辑公司 发明人 赖景明
分类号 A61B8/13 主分类号 A61B8/13
代理机构 代理人 黄庆源 台北巿敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种用于重建物体体影像的电脑断层系统,包括辐射锥形波束的能量射源,该锥形波束以波束轴为中心,通过物体朝向检测器阵列,该射源与该检测器阵列绕物体旋转,当该物体与波束沿着垂直于波束轴之移动轴相互移动时,便能在连续的视角探测该物体,其中的检测器阵列包括检测器单元排列成行与列之长方形的阵列,置于该波束的路径内,与波束轴呈一倾角,其中≠0,因此,在扫瞄期间,该行与移动轴间呈一倾角。2.根据申请专利范围第1项的系统,其中倾角是由物体与波束间相对移动速率的函数决定。3.根据申请专利范围第1项的系统,其中倾角走由射源与检测器阵列绕物体旋转速率的函数决定。4.根据申请专利范围第1项的系统,进一步包括固定检测器阵列的固定架,以允许选择性地调整倾角。5.根据申请专利范围第4项的系统,其中的固定架是由马达驱动,以选择某范围的倾角。6.根据申请专利范围第1项的系统,其中的检测器阵列是平面。7.根据申请专利范围第1项的系统,其中的检测器阵列塑形于圆柱形表面。8.根据申请专利范围第7项的系统,其中圆柱形表面是环形的圆柱形表面,它的中心轴通过射源。9.一种用于重建物体体影像的电脑断层系统,包括辐射锥形波束的能量射源,该锥形波束以波束轴为中心,通过物体朝向检测器阵列,该射源与该检测器阵列的关系是绕物体旋转,当该物体与波束沿着垂直于波束轴之移动轴相互移动时,便能在连续的视角探测该物体,增进的检测器阵列包括:检测器单元按行与列排列成长方形阵列,以及将检测器阵列置于该波束的路径内,且能以可变的倾角绕波束轴旋转的固定架,因此,在扫瞄期间,该行与移动轴间呈一倾角。10.根据申请专利范围第9项的系统,其中倾角是由物体与波束间相对移动速率的函数决定。11.根据申请专利范围第9项的系统,其中倾角是由射源与检测器阵列绕物体旋转速率的函数决定。12.根据申请专利范围第9项的系统,其中的固定架是由马达驱动,供选择某范围的倾角。13.根据申请专利范围第9项的系统,其中的检测器阵列是平面。14.根据申请专利范围第9项的系统,其中的检测器阵列是塑形于圆柱形表面。15.根据申请专利范围第14项的系统,其中圆柱形表面是环形的圆柱形表面,它的中心轴通过射源。16.根据申请专利范围第9项的系统,其中倾角在-5到+5度间变化。17.一种用于电脑断层系统中供重建物体体影像的检测器阵列,该系统包括一射源,射源与阵列绕物体旋转,当该物体与该射源及阵列沿着垂直于旋转平面的移动轴相对移动时,在连续的视角探测该物体;该检测器阵列是由检测器单元按列与行排列成的二维阵列,该检测器阵列与移动轴呈不对称形状。18.根据申请专利范围第17项的检测器阵列,其中的检测器行垂直于检测器列,因此该单元呈长方形关系。19.根据申请专利范围第18项的检测器阵列,其中的阵列是长方形,且其中在阵列对角之顶与底列的检测器单元部分减量,以使阵列具有实质的螺旋外形。20.根据申请专利范围第18项的检测器阵列,其中的阵列是长方形,且其中在阵列对角之顶与底列的检测器单元部分增量,以使阵列具有实质的螺旋外形。21.根据申请专利范围第17项的检测器阵列,其中每一检测器行相对于中央行沿移动轴位移Z的量。22.根据申请专利范围第21项的检测器阵列,其中Z是由系统的转距决定。23.根据申请专利范围第21项的检测器阵列,其中Z决定于:(j-jo)DR/(r),其中j是行编号,jo是中央行编号,是列间的角间距,D是系统旋转角期间移动的距离,R是从X-射源到R的径向距离,r是从X-射源到旋转中心的径向距离。24.根据申请专利范围第21项的检测器阵列,其中检测器行的各单元相对于中央行单元沿着移动轴方向加长。25.根据申请专利范围第24项的检测器阵列,其中检测器单元的长度随着与中央行间的距离增加而增加。26.根据申请专利范围第17项的检测器阵列,其中行与射源间的距离随着该行相对于中央行的位置逐渐缩短。27.根据申请专利范围第17项的检测器阵列,其中检测器阵列之单元的行与列位于圆柱形表面。28.根据申请专利范围第17项的检测器阵列,其系统可完全使用检测器阵列中每一个单元收集的资料。图式简单说明:第一图说明习知技术之传统电脑断层系统中X-射源与单列检测器所定义的横向扇形波束垂直于旋转轴z-轴。第二图说明习知技术之锥形波束断层系统中X-射源与多列检测器阵列所定义的多横向扇形波束与多轴向扇形波束。第三图说明第二图系统的横向扇形波束,每一个指向不同的检测器列,位于相对于xy-平面的锥角处,具有2max的横向扇形角。第四图说明第二图系统的每一个轴向扇形波束指向不同的检测器行,位于相对于yz-平面的处,具有2max的轴向扇形角。第五图A描绘在静态扫瞄中,位于视角与+的相对轴向扇形波束。第五图B描绘在螺旋式扫瞄中,位于视角与+的相对轴向扇形波束。第六图说明根据本发明从横向扇形波束投影中重组出的平行投影。第七图说明根据本发明之横向扇形波束的几何关系与对应之投影路径的中点。第八图说明根据本发明之第七图中投影路径中点的顶视图。第九图说明根据本发明之第七图中投影路径中点轨迹的侧视图。第十图A说明根据本发明之中央检测器行jo的锥角。第十图B说明根据本发明之第j行检测器的锥角。第十一图说明根据本发明之第一与最后列投影资料的z位置领先与落后等z插入。第十二图说明根据本发明之某投影路径与中央投影间的空间距离与角度距离。第十三图A、第十三图B与第十三图C说明根据本发明沿z-轴移动从许多视角的轴向投影。第十四图说明根据本发明之中央检测器行等-z插入投影Sij()的分布。第十五图说明根据本发明之位于距中央检测器行某距离之检测器行使用cij做为插入中点的等-z插入投影Sij()的分布。第十六图说明根据本发明位于距中央检测器行某距离之检测器行使用bij做为插入中点的等-z插入投影Sij()的分布。第十七图说明根据本发明的相对轴向扇形波束,其中W是叠置区域的宽度,其中隔离线限制每一个扇形反投影的范围。第十八图说明根据本发明在固定于物体空间之座标系统(x',y',z')中之某段物体的重建,以及说明反投影第一阶段插入的几何关系。第十九图、第二十图A、第二十图B说明根据本发明之反投影第二阶段插入的几何关系。第二十一图A是说明根据前所描述之本发明技术之对称圆柱形检测器阵列,包括7列与31行检测器单元,适用于物体的断层成像。第二十一图B是第二十一图A之圆柱形检测器阵列的二维型式。第二十二图A说明第二十一图A与第二十一图B的检测器阵列,其中不需要的检测器单元,例如对影像品质没有助益的检测器根据本发明减量。第二十二图B说明根据本发明的检测器阵列其中在阵列的活性区域增加额外的检测器单元。第二十三图说明根据本发明的检测器阵列的每一行沿着移动轴相对位移一z位置。第二十四图描绘得自第二十三图之检测器阵列中第一列与最后一列之投影资料在等-z内插前及后的相对z位置。第二十五图说明根据本发明之检测器阵列的每一行沿着移动轴在z-位置的相对位移与伸长。第二十六图是根据本发明之检测器阵列的行到X-射源距离的顶视图。第二十七图A是根据本发明如第二十一图A之标准对称检测器阵列绕y轴旋转一小倾角透视图。第二十七图B是根据本发明之第二十七图A的倾斜检测器阵列的二维形状。第二十八图说明第二十七图A与第二十七图B中倾斜横向扇形的扇形角,以及在xy平面上量测到的对应扇形角a。第二十九图说明倾斜的轴向扇形中两个检测器行的位置以及产生直立轴向扇形的内插对应位置。第三十图说明在i列与j行的直立轴向扇形与对应之倾斜检测器阵列的i行与q列的检测。第三十一图说明倾斜横向扇形的扇形角以及将检测器阵列的圆柱形几何形状列入考量在xy平面上量测到的对应扇形角a。第三十二图说明直立行j与倾斜圆柱形检测器阵列位于i列q行之检测器间的三维几何形状与关系。第三十三图说明倾斜圆柱形检测器阵列位于i列q行之检测器之检测器的z位置。
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