專利名稱：多源ct系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于為一受檢對(duì)象產(chǎn)生X射線圖像的多源CT系統(tǒng)，包括圍繞一旋轉(zhuǎn)軸以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝且分別發(fā)射一 X射線束的至少一個(gè)第一及一第二 X射線源以及被所述X射線束射中的至少一個(gè)X射線檢測器。
背景技術(shù)：
提高機(jī)架旋轉(zhuǎn)頻率永遠(yuǎn)是計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描儀所需滿足的一個(gè)主要要求。機(jī)架圍繞患者旋轉(zhuǎn)的速度越快，記錄時(shí)間就越短，圖像的時(shí)間分辨率也就越高。這一點(diǎn)在心臟病領(lǐng)域特別重要，因?yàn)閷?duì)于跳動(dòng)著的心臟而言，高時(shí)間分辨率也會(huì)影響空間分辨率， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)脈鈣化的早期發(fā)現(xiàn)。然而，在提高旋轉(zhuǎn)頻率的同時(shí)也須達(dá)到一定的圖像質(zhì)量要求。這就需要輸送更大的輻射功率，所以這些X射線管須按照通常為1秒的必需的短時(shí)照射要求來特別設(shè)計(jì)。但是，旋轉(zhuǎn)頻率的提高意味著離心力的增大，反過來也會(huì)加重機(jī)架組件的負(fù)荷，因此目前的旋轉(zhuǎn)頻率限制在3HZ至4Hz。但是為了增加單位時(shí)間內(nèi)所能獲得的投影數(shù)量，現(xiàn)有技術(shù)使用雙管或多管CT系統(tǒng)，在此情況下，在機(jī)架殼體內(nèi)布置兩個(gè)或兩個(gè)以上X射線發(fā)射器-檢測器單元并錯(cuò)開一定角度。此外，一種能改善不同組織類型區(qū)分效果的已知方法是優(yōu)選同時(shí)用頻率分布不同的X射線一即用不同的最大X射線能或不同的頻譜重心一掃描受檢部位。專利申請(qǐng)公開案DE 10 2007 024 158A1揭示一種用于檢查患者的雙源CT系統(tǒng)， 其具有一機(jī)架殼體。該機(jī)架殼體內(nèi)布置兩個(gè)錯(cuò)開一定角度的X射線管，檢測器系統(tǒng)與它們相對(duì)布置。當(dāng)患者通過可控患者檢查臺(tái)沿該系統(tǒng)軸線穿過CT系統(tǒng)的測量區(qū)時(shí)，這些元件繞系統(tǒng)軸線旋轉(zhuǎn)。進(jìn)行雙能CT檢查時(shí)用不同的加速電壓驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)相似的X射線管，這使得兩個(gè)所使用的X射線譜差別極大，而且還在患者受照過程中在對(duì)應(yīng)的檢測器中提供不同的吸收值。除了至多持續(xù)數(shù)秒時(shí)間的短時(shí)掃描外，CT系統(tǒng)還可用于全身掃描和灌注測量。這些領(lǐng)域同樣要求X射線發(fā)射器針對(duì)不超過1分鐘的記錄時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。然而單憑一項(xiàng)技術(shù)措施無法滿足各方面的要求，因而X射線發(fā)射器負(fù)荷極大，這會(huì)縮短其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是對(duì)多源CT系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使其在以不同方式進(jìn)行記錄時(shí)能滿足相應(yīng)要求。本發(fā)明用以達(dá)成上述目的的解決方案為一種具有權(quán)利要求1所述特征的多源CT 系統(tǒng)。在具有至少兩個(gè)X射線源的多源CT系統(tǒng)中，本發(fā)明的基本思路包括提供不同的X 射線源，這些不同的X射線源明顯相異，尤其在技術(shù)結(jié)構(gòu)以及在特定記錄時(shí)間內(nèi)所能產(chǎn)生的最大X射線輻射功率方面。其中的至少一個(gè)X射線源優(yōu)化成適于所述CT系統(tǒng)的一第一工作模式，至少一個(gè)第二 X射線源優(yōu)化成適于所述CT系統(tǒng)的一第二工作模式。具體而言， 本發(fā)明的CT系統(tǒng)優(yōu)選僅包括一個(gè)技術(shù)上高度復(fù)雜的X射線源，該X射線源能在較短的記錄時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生極高的X射線輻射功率。所述第二X射線源則設(shè)計(jì)用于提供連續(xù)功率。優(yōu)選僅將該第二 X射線源用于全身測量或灌注測量。在具有多個(gè)X射線源的多源CT系統(tǒng)中，本發(fā)明可以使該多個(gè)X射線源分別得到與其各自用途相對(duì)應(yīng)的優(yōu)化。這能降低多源CT系統(tǒng)的成本。對(duì)所用X射線源進(jìn)行優(yōu)化后，這些X射線源至少基本上只在該優(yōu)化措施所對(duì)應(yīng)的模式下工作，這能延長其使用壽命。根據(jù)本發(fā)明，至少在在一特定記錄時(shí)間內(nèi)所能產(chǎn)生的最大X射線輻射功率方面， 所述第一 X射線源和所述第二 X射線源之間相差一倍數(shù)。這個(gè)倍數(shù)優(yōu)選為1. 3至3。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述第一 X射線源具有一用于陽極靶的磁軸承。這就使旋轉(zhuǎn)陽極的旋轉(zhuǎn)頻率能達(dá)到1000Hz。而且，所述第一 X射線源優(yōu)選還具有一與所述陽極靶熱耦合的輻射面，以便達(dá)到散熱目的。所述第一 X射線源針對(duì)5秒以下的記錄時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。本發(fā)明多源CT系統(tǒng)的第二 X射線源結(jié)構(gòu)比第一 X射線源簡單。所述第二 X射線源特定而言是一用于在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過40秒的時(shí)間內(nèi)提供持久輸出的旋轉(zhuǎn)活塞式X射線源 (Drehkolbenstrahler)且具有一由一球軸承或滑動(dòng)軸承支承的旋轉(zhuǎn)陽極。


圖1為本發(fā)明的多源CT系統(tǒng)；以及圖2為不同X射線源的X射線輻射功率與工作時(shí)間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式下文將借助實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明雙源CT系統(tǒng)1的一個(gè)例子。CT系統(tǒng)1具有機(jī)架殼體6，機(jī)架殼體6 內(nèi)布置有兩個(gè)錯(cuò)開一定角度的X射線管2和4，檢測器系統(tǒng)3和5位于這些X射線管對(duì)面。 當(dāng)患者7通過可控患者檢查臺(tái)沿系統(tǒng)軸線9穿過CT系統(tǒng)的測量區(qū)時(shí)，這些元件繞系統(tǒng)軸線 9旋轉(zhuǎn)?？刂婆c計(jì)算單元10用于控制、重建和實(shí)施本發(fā)明的方法，其存儲(chǔ)器內(nèi)包含有運(yùn)行時(shí)可執(zhí)行控制和重建工作的計(jì)算機(jī)程序ft^-Pi^。為了更好地區(qū)分患者7的受檢部位的不同組織類型，CT系統(tǒng)1可以雙能模式進(jìn)行工作。為此至少需要針對(duì)兩個(gè)不同的能譜進(jìn)行X射線吸收測量。這一點(diǎn)通過雙能CT掃描儀1而實(shí)現(xiàn)，該掃描儀能為患者7的至少一個(gè)軸向斷層重建兩個(gè)此前借助不同的有效X射線譜所產(chǎn)生的獨(dú)立圖像。優(yōu)選用兩個(gè)不同的管電壓進(jìn)行同時(shí)掃描。成像的重點(diǎn)是確定不同吸收效應(yīng)對(duì)兩個(gè)不同的X射線輻射功率所產(chǎn)生的影響。在附圖所示的例子中，用不同的加速電壓驅(qū)動(dòng)兩個(gè)X射線管2和4，這使得兩個(gè)所使用的X射線譜差別極大，而且還在患者7受照過程中在對(duì)應(yīng)的檢測器中提供不同的吸收值。根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)X射線管2和4存在技術(shù)性差異。X射線管2在不超過5秒的較短記錄時(shí)間內(nèi)所能發(fā)射的X射線輻射功率明顯高于X射線管4。因而在雙能模式下，X射線管2以相對(duì)較高的加速電壓工作。而X射線管4則被設(shè)計(jì)來用于40秒及以上的記錄時(shí)間。
4但其無法提供與X射線管2同樣高的X射線輻射功率，短時(shí)間內(nèi)也提供不了。因此，X射線管4在雙能掃描模式下以低于X射線管2的加速電壓工作。此外，X射線管4還用于—— 優(yōu)選在X射線管2斷開的情況下——需要10秒及以上記錄時(shí)間的全身掃描和灌注測量。X射線管2是一個(gè)技術(shù)上較為復(fù)雜的X射線管，其陽極靶由一磁軸承支承并由一磁場驅(qū)動(dòng)。陽極靶與輻射面熱耦合以達(dá)到傳熱目的。該陽極靶的旋轉(zhuǎn)頻率最高可達(dá)1000Hz。 采用這種結(jié)構(gòu)的X射線管2能短時(shí)提供極高的X射線輻射功率。與此相對(duì)照，X射線管4則是結(jié)構(gòu)更為簡單的旋轉(zhuǎn)活塞式X射線管 (Drehkolbem^hre)tJif X射線管所能達(dá)到的最大X射線輻射功率雖明顯低于X射線管 2(例如僅為X射線管2的50% )，但是在1分鐘及以上的記錄時(shí)間內(nèi)還是能達(dá)到較高的X 射線輻射功率。圖2為最大X射線輻射功率P與記錄時(shí)間s的關(guān)系圖。X射線管2的極限負(fù)荷曲線A示出在不超過1秒的短時(shí)范圍內(nèi)的明顯更高的X射線輻射功率。X射線管4則能在長達(dá)40秒的時(shí)間內(nèi)提供持久輸出(見極限負(fù)荷曲線B)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過X射線管2的持久輸出。通過使用兩個(gè)在技術(shù)上存在差異的X射線管2和4，本發(fā)明的雙源CT系統(tǒng)在短時(shí)記錄和長時(shí)記錄方面均得到了優(yōu)化。此外還能以雙能模式進(jìn)行工作。因此，兩個(gè)X射線管2 和4可以不同方式進(jìn)行記錄，記錄時(shí)又不會(huì)受到傳統(tǒng)CT系統(tǒng)所受到的限制，這能大幅延長 X射線管2和4的使用壽命，同時(shí)降低故障率。在一個(gè)特殊實(shí)施例中，“雙能”原理能以如下的方式實(shí)現(xiàn)X射線管2以較高的管電壓進(jìn)行工作，因?yàn)閄射線管2僅需相對(duì)較小的管電流就能達(dá)到相同的光子通量；X射線管4 則以相對(duì)較低的管電壓和相對(duì)較大的管電流進(jìn)行工作。
權(quán)利要求
1.一種用于為一受檢對(duì)象產(chǎn)生X射線圖像的多源CT系統(tǒng)(1)，包括至少一個(gè)第一 X射線源(2)和一第二X射線源G)，所述第一和第二X射線源圍繞一旋轉(zhuǎn)軸以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝且分別發(fā)射一 X射線束，至少一個(gè)被所述X射線束射中的X射線檢測器(3，5)， 其特征在于，所述第一 X射線源( 和所述第二 X射線源(4)存在技術(shù)差異。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多源CT系統(tǒng)(1)，其中，所述第一 X射線源(2)優(yōu)化成適于所述CT系統(tǒng)(1)的一第一工作模式，所述第二 X射線源(4)優(yōu)化成適于所述CT系統(tǒng)的一第二工作模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多源CT系統(tǒng)(1)，其中，至少在在一特定記錄時(shí)間內(nèi)所能產(chǎn)生的最大X射線輻射功率方面，所述第一 X射線源 (2)和所述第二 X射線源(4)之間相差一倍數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多源CT系統(tǒng)(1)，其中， 所述倍數(shù)大于1.3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多源CT系統(tǒng)(1)，其中， 所述第一 X射線源( 具有一由磁軸承支承的旋轉(zhuǎn)陽極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多源CT系統(tǒng)(1)，其中，所述第一 X射線源(2)可以在至少2秒的工作時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生至少為IOOkW的X射線輻射功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多源CT系統(tǒng)(1)，其中， 所述第二 X射線源實(shí)施為旋轉(zhuǎn)活塞式X射線管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多源CT系統(tǒng)(1)，其中，所述第二 X射線源(4)可以在至少30秒的工作時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生至少為60kW的X射線輻射功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多源CT系統(tǒng)(1)，其中，所述第一 X射線源(2)優(yōu)化成適于以較高X射線輻射功率短時(shí)工作，所述第二 X射線源⑷優(yōu)化成適于以較低X射線輻射功率在比所述第一X射線源⑵明顯更長的時(shí)間內(nèi)工
全文摘要
多源CT系統(tǒng)所使用的X射線管在以不同方式進(jìn)行記錄時(shí)往往會(huì)受到技術(shù)上的限制。因此，本發(fā)明建議在一多源CT系統(tǒng)(1)中同時(shí)使用不同的、針對(duì)不同記錄方法得到相應(yīng)優(yōu)化的X射線管(2，4)。
文檔編號(hào)A61B6/03GK102573637SQ201080043630
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者揚(yáng)·馬楚拉, 斯文·弗里茨萊 申請(qǐng)人:西門子公司