本發(fā)明涉及一種具有第一射線源和與第一射線源對(duì)應(yīng)的第一探測器以及第二射線源和與第二射線源對(duì)應(yīng)的第二探測器的斷層成像設(shè)備。斷層成像設(shè)備被構(gòu)造為，執(zhí)行掃描，其中在第一旋轉(zhuǎn)平面中沿著第一弧形的軌道曲線引導(dǎo)第一探測器，而同步地在第二旋轉(zhuǎn)平面中沿著第二弧形的軌道曲線引導(dǎo)第二探測器。斷層成像設(shè)備被構(gòu)造為，在此利用第一探測器獲取第一數(shù)據(jù)組并且利用第二探測器獲取第二數(shù)據(jù)組。

此外，本發(fā)明涉及一種相應(yīng)的用于運(yùn)行斷層成像設(shè)備的方法。

背景技術(shù)：

兩個(gè)數(shù)據(jù)組的每個(gè)數(shù)據(jù)組典型地是三維或四維的。三維數(shù)據(jù)組在此優(yōu)選被理解為體積掃描的數(shù)據(jù)組，從中可以得到完整的體積圖像。四維數(shù)據(jù)組通常被理解為至少兩個(gè)三維數(shù)據(jù)組的序列，從所述至少兩個(gè)三維數(shù)據(jù)組中可以重建至少兩個(gè)時(shí)間上相繼的體積圖像。在此，體積圖像中的第一體積圖像例如示出了流入階段并且體積圖像中的第二體積圖像例如示出了流出階段。斷層成像設(shè)備例如可以是x射線斷層成像設(shè)備或透射斷層成像設(shè)備。

典型地，兩個(gè)軌道曲線具有相同的形狀(但是典型地互相錯(cuò)開了圓周角差(umfangswinkeldifferenz))。典型地，第一射線源與第一探測器的距離也保持恒定，而沿著弧形的第一軌道曲線圍繞軌道軸引導(dǎo)第一探測器。這也適用于在第二射線源與第二探測器之間的距離。典型地，在第二射線源和第二探測器之間的距離與在第一射線源和第一探測器之間的距離大小相同。在該情況下還有利的是，兩個(gè)距離大小不同，例如以便平衡探測器參數(shù)中的差。第一射線源和第一探測器可以固定在共同的運(yùn)動(dòng)的載體上，例如同一個(gè)第一c形臂上，或固定在不同的運(yùn)動(dòng)的載體上，例如各個(gè)機(jī)械臂上。相應(yīng)地也適用于第二射線源和第二探測器?？蛇x地，在第一探測器上可以連接圖像放大器。這也適用于第二射線源和第二探測器。與之獨(dú)立的選項(xiàng)在于，第一探測器包括圖像放大器和/或第二探測器包括圖像放大器。

特別地在診斷和治療中總是對(duì)醫(yī)學(xué)設(shè)備的效率提出更高要求。由此，尤其追求如下目標(biāo)，避免由于錯(cuò)誤的診斷和治療造成的健康危險(xiǎn)和人員傷害。

de102006040934a1描述了一種用于借助c形臂雙平面系統(tǒng)(c形臂-biplan-system)來顯示血管系統(tǒng)的動(dòng)脈和/或靜脈的方法，該系統(tǒng)包括兩個(gè)c形臂。在填充過程期間各個(gè)c形臂從不同的投影角度拍攝一系列x射線圖像。來自于動(dòng)脈階段的第一和第二c形臂的填充過程的x射線圖像被組合為第一數(shù)據(jù)組。可以在組合兩個(gè)c形臂的x射線圖像的數(shù)據(jù)之前或在提取的動(dòng)脈血管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組上進(jìn)行重建為三維圖像數(shù)據(jù)組。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種斷層成像設(shè)備和一種用于運(yùn)行斷層成像設(shè)備的方法，利用其可以在工作開始(也就是例如僅在唯一的造影劑注射之后)進(jìn)行比已知的斷層成像設(shè)備更大體積的3d拍攝(例如對(duì)脊柱、大動(dòng)脈或其它血管的拍攝)。

按照本發(fā)明，上述技術(shù)問題通過斷層成像設(shè)備來解決，該斷層成像設(shè)備具有如下部件：第一射線源和與第一射線源對(duì)應(yīng)的第一探測器以及第二射線源和與第二射線源對(duì)應(yīng)的第二探測器。斷層成像設(shè)備被構(gòu)造為，執(zhí)行掃描，其中在第一旋轉(zhuǎn)平面中沿著第一弧形的軌道曲線引導(dǎo)第一探測器，而同步地在第二旋轉(zhuǎn)平面中沿著第二弧形的軌道曲線引導(dǎo)第二探測器。此外，斷層成像設(shè)備被構(gòu)造為，在此利用第一探測器獲取第一數(shù)據(jù)組并且利用第二探測器獲取第二數(shù)據(jù)組。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)平面彼此間隔地布置。

按照本發(fā)明的用于運(yùn)行斷層成像設(shè)備的方法包括如下處理。執(zhí)行掃描，其中在第一旋轉(zhuǎn)平面中沿著第一弧形的軌道曲線引導(dǎo)第一探測器，而同步地在第二旋轉(zhuǎn)平面中沿著第二弧形的軌道曲線引導(dǎo)第二探測器。在此利用第一探測器獲取第一數(shù)據(jù)組并且利用第二探測器獲取第二數(shù)據(jù)組。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)平面彼此間隔地布置。

本發(fā)明的方案在于，兩個(gè)探測器的旋轉(zhuǎn)平面彼此間隔。由此擴(kuò)大了斷層成像設(shè)備在軌道軸方向上的拍攝能力的最大空間延伸。兩個(gè)探測器的旋轉(zhuǎn)平面彼此間隔意味著，第一旋轉(zhuǎn)平面的第一軌道軸與第一旋轉(zhuǎn)平面的第一交點(diǎn)與第二旋轉(zhuǎn)平面的第二軌道與第二旋轉(zhuǎn)平面的第二交點(diǎn)間隔。典型地，兩個(gè)軌道軸相同地或至少彼此平行延伸地布置。兩個(gè)數(shù)據(jù)組共同地表示全面數(shù)據(jù)組，從該全面數(shù)據(jù)組借助已知的重建方法(例如借助按照feldkamp、davis、kress的濾波反投影法)可以產(chǎn)生全面斷層成像圖像。

斷層成像設(shè)備的一種實(shí)施方式在于，斷層成像設(shè)備被構(gòu)造為，在圖像重建之前由兩個(gè)數(shù)據(jù)組產(chǎn)生二維、三維或四維的全面數(shù)據(jù)組。為此，可以在相鄰區(qū)域或在重疊區(qū)域中將第二數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)與第一數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)相比較并且借助空間上和/或時(shí)間上的映射與第一數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)相匹配，從而獲得全面數(shù)據(jù)組，其數(shù)據(jù)在重疊區(qū)域中表示在第一和第二數(shù)據(jù)組之間的無干擾的過渡。映射例如可以包括空間上和/或時(shí)間上的移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)一個(gè)或多個(gè)歐拉角(偏航角、俯仰角、滾動(dòng)角；gier-,nick-,rollwinkel)、和/或拉伸或壓縮和/或其它適合的映射。在此沒有描述在兩個(gè)數(shù)據(jù)組之間的這種手動(dòng)或自動(dòng)匹配的合適的方法，因?yàn)槠鋵?duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員在概念“配準(zhǔn)(registrierung)”的情況下是已知的。

斷層成像設(shè)備的另外的實(shí)施方式在于，斷層成像設(shè)備被構(gòu)造為，借助第一圖像重建從第一數(shù)據(jù)組中產(chǎn)生二維、三維或四維的第一圖像；借助第二圖像重建從第二數(shù)據(jù)組中產(chǎn)生二維、三維或四維的第二圖像以及從第一和第二圖像中產(chǎn)生二維、三維或四維的全面圖像。為此，可以在相鄰區(qū)域或在重疊區(qū)域中將第二重建圖像的數(shù)據(jù)與第一重建圖像的數(shù)據(jù)相比較并且借助空間上和/或時(shí)間上的映射與第一圖像的數(shù)據(jù)相適應(yīng)，從而獲得全面圖像，其數(shù)據(jù)在重疊區(qū)域中表示在第一和第二圖像之間的無干擾的過渡。在此，映射例如也可以包括空間上和/或時(shí)間上的移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)一個(gè)或多個(gè)歐拉角度(側(cè)滑角、俯仰角、滾動(dòng)角)、和/或拉伸或壓縮和/或其它適合的映射。此外，也可以應(yīng)用在兩個(gè)圖像之間的手動(dòng)或自動(dòng)匹配的合適的方法，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員在概念“配準(zhǔn)”的情況下是已知的。

合適地是，減去重疊寬度后的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)平面的間隔小于第一探測器的一半寬度加上第二探測器的一半寬度。重疊寬度例如是第一探測器的在軌道軸方向上的一半寬度的或第二探測器的在軌道軸方向上的一半寬度的10％和20％之間。由于通過探測器可采集的拍攝區(qū)域的空間重疊，在全面的整體拍攝中還可以在考慮容差的條件下避免空間縫隙。此外，待檢查的對(duì)象的結(jié)構(gòu)可以被用于，在重疊體積中將第二數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)與第一數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)相比較并且借助空間上和/或時(shí)間上的映射與第一數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)相匹配，從而獲得全面數(shù)據(jù)組，其數(shù)據(jù)在重疊體積中表示在第一和第二拍攝區(qū)域之間的無干擾的過渡。

典型地，第二弧形的軌道曲線與第一弧形的軌道曲線同心地布置。與之無關(guān)地還具有優(yōu)勢的是，第一弧形的軌道曲線的半徑與第二弧形的軌道曲線的半徑大小相同。兩者的前提條件在于，全面數(shù)據(jù)組的可重建的體積的外部尺寸是無級(jí)的。

特別合適的實(shí)施方式在于，第二弧形的軌道曲線的起始位置相對(duì)于第一弧形的軌道曲線的起始位置在旋轉(zhuǎn)方向上錯(cuò)開了圓周角差地布置。由此，兩個(gè)探測器可以遍歷具有相同的直徑并且彼此同心的軌道曲線。

給出如下已知的優(yōu)點(diǎn)，斷層成像設(shè)備被構(gòu)造為，利用第一和/或利用第二探測器執(zhí)行短掃描(shortscan)。在短掃描中，在各個(gè)旋轉(zhuǎn)平面中對(duì)各自的射線源和探測器對(duì)，圍繞該對(duì)的軌道軸，以180°加上輻射角進(jìn)行角旋轉(zhuǎn)或軌道旋轉(zhuǎn)，以便對(duì)于給出的幾何獲得最小的完整數(shù)據(jù)組。

如果斷層成像設(shè)備被構(gòu)造為，利用第一和/或利用第二探測器執(zhí)行大體積掃描，則還可以進(jìn)一步擴(kuò)大可采集的拍攝體積。在大體積掃描的情況下，對(duì)各自的射線源和探測器對(duì)，圍繞該對(duì)的軌道軸，以360°進(jìn)行角旋轉(zhuǎn)或軌道旋轉(zhuǎn)，以便對(duì)于給出的幾何獲得最小的完整數(shù)據(jù)組，其中探測器的傳感器平面的中心點(diǎn)相對(duì)于射線源的射線束的中心射線在旋轉(zhuǎn)方向上偏移了探測器寬度的一半。由此，可分析的拍攝區(qū)域的直徑在旋轉(zhuǎn)方向上大約擴(kuò)大了兩倍。

除了大體積掃描之外替換地或附加地還可以借助減小源至傳感器距離來實(shí)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)方向上的視野的延伸。

斷層成像設(shè)備的實(shí)施方式的區(qū)別可以在于，第一數(shù)據(jù)組是二維的、三維的或四維的。此外，斷層成像設(shè)備的實(shí)施方式的區(qū)別可以在于，第二數(shù)據(jù)組是二維的、三維的或四維的。全面的重建圖像同樣可以是二維的、三維的或四維的，其中其維度最大與兩個(gè)數(shù)據(jù)組中具有較小維度的那個(gè)數(shù)據(jù)組的維度一樣。

附圖說明

對(duì)照所附的附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，附圖中：

圖1示意性、透視地并且非按比例地示出了具有患者支架和兩個(gè)c臂(c臂)的雙平面斷層成像設(shè)備(biplan-tomographieanlage)，和

圖2示意性、透視地并且非按比例地示出了患者支架和利用雙平面斷層成像設(shè)備可執(zhí)行的、對(duì)全面數(shù)據(jù)組的拍攝或全面體積圖像的重建的幾何，和

圖3示意性示出了用于運(yùn)行斷層成像設(shè)備的方法的流程。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述的實(shí)施例表示本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。

圖1中示出的雙平面斷層成像設(shè)備r具有第一c形臂c1和第二c形臂c2以及患者支架pa。在第一c形臂c1上固定第一射線源q1和第一探測器rd1。在第二c形臂c2上固定第二射線源q2和第二探測器rd2。為了在待檢查的對(duì)象zo上執(zhí)行全面掃描，第一c形臂c1圍繞軌道軸oa進(jìn)行角旋轉(zhuǎn)ra，而第二c形臂c2圍繞同一個(gè)軌道軸oa進(jìn)行軌道旋轉(zhuǎn)ro。在第二c臂c2的軌道旋轉(zhuǎn)ro的情況下，第二c形臂c2處于其中的(虛擬的)平面保持不變。在第一c形臂c1的角旋轉(zhuǎn)ra的情況下，第一c形臂c1圍繞c形臂的固定軸ba1旋轉(zhuǎn)。原則上還可能的是，執(zhí)行全面掃描，其中在掃描之前c形臂c1、c2布置為，使得兩個(gè)c形臂c1、c2在掃描時(shí)實(shí)施角旋轉(zhuǎn)或者使得其在掃描之前布置為，使得兩個(gè)c形臂c1、c2在掃描時(shí)實(shí)施軌道旋轉(zhuǎn)。

圖2中所示的利用雙平面斷層成像設(shè)備可執(zhí)行的、對(duì)全面數(shù)據(jù)組的拍攝或全面體積圖像的重建的幾何，示出了具有第一探測器rd1的中心點(diǎn)mp1的起始位置ap1和末端位置ep1的第一弧形的軌道曲線bk1d。此外，附圖示出了具有第二探測器rd2的中心點(diǎn)mp2的起始位置ap2和末端位置ep2的第二弧形的軌道曲線bk2d。此外，附圖示意性示出了在掃描時(shí)利用第一探測器rd1采集的第一數(shù)據(jù)組ds1的拍攝區(qū)域ab1的空間位置，和在掃描時(shí)利用第二探測器rd2采集的第二數(shù)據(jù)組ds2的拍攝區(qū)域ab2的空間位置。根據(jù)應(yīng)用，對(duì)于不同的身體器官和血管結(jié)構(gòu)，僅在人像模式(portrait-modus)下的掃描或僅在風(fēng)景模式(landscape-modus)下的掃描是合適的。在人像模式下探測器的較長的主縱軸平行于軌道軸延伸，而其在風(fēng)景模式下垂直于軌道軸延伸。

兩個(gè)拍攝區(qū)域ab1、ab2空間上在共同的重疊區(qū)域ub中重疊。如果兩個(gè)數(shù)據(jù)組ds1、ds2是三維或四維的，則共同的重疊區(qū)域是重疊體積uv，其在附圖中同樣示意性示出。典型地，重疊在軌道軸方向上僅是部分的，但在所有另外的維度中是完整的。這獨(dú)立于數(shù)據(jù)組是否是二維、三維或四維而成立。如果期望在其余的維度中的盡可能完整的重疊，則這一點(diǎn)除了別的之外可以通過如下實(shí)現(xiàn)，即，對(duì)于同步掃描，探測器rd1、rd2被實(shí)施為或者兩者在人像模式下或者兩者在風(fēng)景模式下。存在如下應(yīng)用情況，其中利用不同模式進(jìn)行全面掃描是合適的，也就是將在風(fēng)景模式下的掃描與在人像模式下的掃描組合(例如：頭部在風(fēng)景模式下并且上脊柱在人像模式下；骨盆在風(fēng)景模式下并且下脊柱在人像模式下)。

一種實(shí)施方式在于，在圖像重建之前由兩個(gè)數(shù)據(jù)組ds1、ds2產(chǎn)生二維、三維或四維的全面數(shù)據(jù)組ds12。為此，可以在相鄰區(qū)域、在重疊區(qū)域ub或在重疊體積uv中將第二數(shù)據(jù)組ds2的數(shù)據(jù)與第一數(shù)據(jù)組ds1的數(shù)據(jù)相比較并且借助空間上和/或時(shí)間上的映射與第一數(shù)據(jù)組ds1的數(shù)據(jù)相匹配，從而獲得全面數(shù)據(jù)組ds12，其數(shù)據(jù)在相鄰區(qū)域、在重疊區(qū)域ub或在重疊體積uv中表示在第一ds1和第二ds2數(shù)據(jù)組之間的無干擾的過渡。在此沒有描述在兩個(gè)數(shù)據(jù)組ds1、ds2之間的這種手動(dòng)或自動(dòng)匹配的合適的方法，因?yàn)槠鋵?duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員在概念“配準(zhǔn)(registrierung)”的情況下是已知的。

斷層成像設(shè)備的另外的實(shí)施方式在于，斷層成像設(shè)備被構(gòu)造為，借助第一圖像重建從第一數(shù)據(jù)組ds1中產(chǎn)生二維、三維或四維的第一圖像；借助第二圖像重建從第二數(shù)據(jù)組ds2中產(chǎn)生二維、三維或四維的第二圖像以及從第一和第二圖像中產(chǎn)生二維、三維或四維的全面圖像。為此，可以在相鄰區(qū)域、在重疊區(qū)域ub或在重疊體積uv中將第二重建圖像的數(shù)據(jù)與第一重建圖像的數(shù)據(jù)相比較并且借助空間上和/或時(shí)間上的映射與第一圖像的數(shù)據(jù)相匹配，從而獲得全面圖像，其數(shù)據(jù)在第一和第二圖像之間的銜接處或者在重疊區(qū)域ub或在重疊體積uv中表示在第一和第二圖像之間的無干擾的過渡。在此也可以應(yīng)用在兩個(gè)圖像之間的手動(dòng)或自動(dòng)匹配的合適的方法，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員在概念“配準(zhǔn)”的情況下是已知的。

合適地是，減去重疊寬度bu后的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)平面re1、re2的距離小于第一探測器rd1的一半寬度hbrd1加上第二探測器rd2的一半寬度hbrd2。重疊寬度bu例如是第一探測器rd1的在軌道軸方向oar上的一半寬度hbrd1的或第二探測器rd2的在軌道軸方向oar上的一半寬度hbrd2的10％和20％之間。由于通過探測器rd1、rd2可采集的拍攝區(qū)域ab1、ab2的空間重疊，在全面的整體拍攝中還可以在考慮容差的條件下避免空間縫隙。此外，待檢查的對(duì)象zo的結(jié)構(gòu)可以被用于，在重疊區(qū)域ub或在重疊體積uv中將第二數(shù)據(jù)組ds2的數(shù)據(jù)與第一數(shù)據(jù)組ds1的數(shù)據(jù)相比較并且借助空間上和/或時(shí)間上的映射與第一數(shù)據(jù)組ds1的數(shù)據(jù)相匹配，從而獲得全面數(shù)據(jù)組ds12，其數(shù)據(jù)在重疊體積ub或在重疊區(qū)域uv中表示在第一拍攝區(qū)域ab1和第二拍攝區(qū)域ab2之間的無干擾的過渡。

圖3中示出的用于運(yùn)行斷層成像設(shè)備r的方法100包括如下處理。在第一處理110執(zhí)行掃描，其中在第一旋轉(zhuǎn)平面re1中沿著第一弧形的軌道曲線bk1d引導(dǎo)第一探測器rd1，而同步地在第二旋轉(zhuǎn)平面re2中沿著第二弧形的軌道曲線bkd2引導(dǎo)第二探測器rd2。在第二處理120中利用第一探測器rd1獲取第一數(shù)據(jù)組ds1并且利用第二探測器rd2獲取第二數(shù)據(jù)組ds2。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)平面re1、re2彼此間隔地布置。

本發(fā)明涉及一種具有第一射線源q1和與第一射線源q1對(duì)應(yīng)的第一探測器rd1以及具有第二射線源q2和與第二射線源q2對(duì)應(yīng)的第二探測器rd2的斷層成像設(shè)備r。斷層成像設(shè)備r被構(gòu)造為，執(zhí)行掃描，其中在第一旋轉(zhuǎn)平面re1中沿著第一弧形的軌道曲線bkd1引導(dǎo)第一探測器rd1，而同步地在第二旋轉(zhuǎn)平面re2中沿著第二弧形的軌道曲線bkd2引導(dǎo)第二探測器rd2。此外，斷層成像設(shè)備r被構(gòu)造為，在此利用第一探測器rd1獲取第一數(shù)據(jù)組ds1并且利用第二探測器rd2獲取第二數(shù)據(jù)組ds2。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)平面re1、re2彼此間隔地布置。