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CN105212955B - 用于医学成像的x射线成像单元 - Google Patents

用于医学成像的x射线成像单元 Download PDF

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CN105212955B
CN105212955B CN201510492752.9A CN201510492752A CN105212955B CN 105212955 B CN105212955 B CN 105212955B CN 201510492752 A CN201510492752 A CN 201510492752A CN 105212955 B CN105212955 B CN 105212955B
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S·瓦尔蒂艾恩
A·安迪凯恩
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Abstract

本申请涉及一种用于医学成像的X射线成像单元(200)。该单元包括旋转部(220)，其包括第一X射线源(224)和X射线成像检测器单元(226)，配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴(222)的旋转移动(R)来提供图像；以及上搁架(250)，其用于支撑旋转部。上搁架配置为使旋转部能够通过线性移动(L)相对于上搁架移动并且利用枢轴接头(252)附接至立柱(240)从而使得上搁架能够绕立柱枢轴移动(P)。旋转部被配置为在成像期间通过线性移动和枢轴移动来定位。

Description

用于医学成像的X射线成像单元
技术领域
本申请总体上涉及一种用于医学成像的X射线成像单元。
背景技术
图1a-1b表示现代数字全景/头影测量/锥形束计算机断层扫描(CBCT)组合单元100，其通常具有包括向上和向下的移动Z的立柱140，以使单元100的高度适应全景、头影测量和CBCT成像模式下患者的高度。
单元100的上搁架150例如通过固定连接附接至立柱140。上搁架150支撑旋转部120。
所谓台架的旋转部120通常具有字母C的形状，其包含在一端上的X射线源124和在另一端上的X射线成像检测器单元126。旋转部120绕旋转轴122旋转R，通常可达400度。
X射线源124对于所有三种成像模式是共用的，并且X射线束限制设备128附接在X射线源124的前部。
检测器单元126可包括一个或两个检测器。一个检测器单元126可包括一个头影测量检测器，其还使得能够进行全景成像；一个全景/CBCT/头影测量组合检测器；或者一个单次拍摄检测器，其配置为用于头影测量成像。在两个检测器的情形中，检测器单元126可包括一个头影测量检测器，其还使得能够进行全景成像；和CBCT检测器。存在多种方式使检测器关于彼此附接以及改变位于X射线束中的检测器。
在成像期间，束限制设备128控制X射线束的尺寸和形状，从而使它匹配选定的成像模式、选定的图像尺寸、和相关检测器尺寸的需求。
旋转轴122将旋转部120固定至上搁架150，并且它通常被关联至至少一个线性移动，从而使旋转轴122、以及进而使旋转部120关于上搁架150的旋转中心能够在成像期间沿平行于上搁架150的Y移动进行调整。此外，能够存在垂直于第一线性移动的第二线性X移动，从而使旋转轴122能够定位在限定线性移动X、Y的平面内。
另外，甚至能够存在第三N移动，其使旋转轴122的固定点关于旋转部120移动。沿X射线束NA移动旋转轴122可用于改变全景和CBCT成像模式中的放大率。垂直于X射线束NP移动旋转轴122使得能够在CBCT成像中在偏置扫描和对称扫描之间的变化，进而影响视场(FOV)。
头影测量臂160用于将头影测量头162附接至单元100。它通常在一端具有专用的X射线成像检测器164和在另一端具有副准直器166。在这两个主要部分164、166之间悬挂着头影测量患者定位支撑部168、169，其包括耳杆168和鼻(鼻根)支撑件169。利用耳杆168从耳道的外部以及利用相应的支撑件169从鼻子支撑患者头部。
头影测量X射线检测器164以Cd移动附接至头162，Cd移动使检测器164垂直于X射线束移动。可替代地，当检测器164足够大时，能够通过单次拍摄技术进行头影测量成像。
头影测量副准直器166也以Cs移动附接至头162，Cs移动平行于Cd移动，并进而也垂直于X射线束。
支撑部168、169以使得它们旋转至以下两个主要成像位置的方式附接至头162：侧面和后前(PA)投影。侧面投影基本上是侧视图，并且PA投影是颅骨的从后到前的视图。
对于全景和CBCT成像，患者通常由下搁架142支撑并且也可能由颞部支撑件143支撑。支撑点通常是下巴和前额的尖端或者患者的颞部。
在扫描期间，全景成像单元100利用旋转R移动和线性X移动、Y移动或X移动和Y移动来生成全景图像。此外，根据所使用的传感器技术，利用检测器的时延积分(TDI)或全帧读出模式为图像计时。全景(锐化)层由移动的速度限定，并且在TDI的情形中，由全景检测器的读出率限定。当使用全帧检测器时，在扫描后在计算机上计算层的最终形状。旋转角度通常为约270度。
在单元100中，通常通过利用旋转移动R并以全帧模式读出CBCT检测器来实现CBCT成像。因而，通常以感兴趣区域(ROI)和旋转移动R的中心重合的方式生成感兴趣区域(ROI)的投影X射线图像。基于单元100，有效旋转角度(孔径)的范围通常为约180度至360度之间。
在头影测量成像中，将患者支撑至定位在单元100的头影测量头162处的患者定位结构168、169。X射线束布置为以旋转R和线性Y移动的组合来扫描患者头部。然后，通过副准直器166对射线束进一步准直并最终由头影测量检测器164捕获，副准直器和头影测量检测器都与射线束同步移动。
发明内容
本发明的一个目的在于消除公知的全景/头影测量/计算机断层扫描(CT)组合单元的缺陷并提供更廉价且更紧凑的X射线成像单元，以用于医学成像。
本发明的一个目的通过提供权利要求1的X射线成像单元、权利要求13的方法、权利要求14的计算机程序、以及权利要求15的有形非易失性计算机可读介质来实现。
本发明的一个实施方式是一种用于医学成像的X射线成像单元，其包括旋转部，旋转部包括第一X射线源和X射线成像检测器单元，其配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴的旋转移动来提供图像；以及用于支撑旋转部的上搁架。上搁架配置为使得旋转部通过线性移动而相对于上搁架移动并通过枢轴连接附接至立柱，以使得上搁架能够围绕立柱枢轴移动(P)。旋转部配置为通过成像期间的线性移动和枢轴移动定位。
术语“医学成像”指的是例如牙齿、口外、口腔、颌面部、或者耳朵、鼻子、以及喉咙成像。
本发明的一个实施方式是一种用于控制X射线成像单元的方法，所述单元包括旋转部，旋转部包括第一X射线源和X射线成像检测器单元，其配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴的旋转移动来提供图像；以及用于支撑旋转部的上搁架。上搁架被配置为使得旋转部通过线性移动而相对于上搁架移动并通过枢轴连接附接至立柱，以使得上搁架能够围绕立柱枢轴移动。所述方法包括通过成像期间的线性移动和枢轴移动定位旋转部。
本发明的一个实施方式是一种在计算机中运行计算机程序时用于控制X射线成像单元的计算机程序。所述单元包括旋转部，旋转部包括第一X射线源和X射线成像检测器单元，其配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴的旋转移动来提供图像；以及用于支撑旋转部的上搁架。上搁架被配置为使得旋转部通过线性移动而相对于上搁架移动并通过枢轴连接附接至立柱，以使得上搁架能够围绕立柱枢轴移动。所述计算机程序包括用于通过成像期间的线性移动和枢轴移动定位旋转部的定位代码。
本发明的一个实施方式是一种有形非易失性计算机可读介质，其包括在计算机中运行计算机程序时用于控制X射线成像单元的计算机程序。所述单元包括旋转部，旋转部包括第一X射线源和X射线成像检测器单元，其配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴的旋转移动来提供图像；以及用于支撑旋转部的上搁架。上搁架配置为使得旋转部通过线性移动而相对于上搁架移动并通过枢轴连接附接至立柱，以使得上搁架能够围绕立柱枢轴移动。所述计算机程序包括用于通过成像期间的线性移动和枢轴移动定位旋转部的定位代码。
本发明的其它实施方式在从属权利要求中限定。
从属权利要求中引用的特征可以相互自由地组合，除非另有明确规定。
应当使用下面定义的动词和术语的定义，除非在权利要求书或者在本描述/说明书中给出不同的定义。
动词“包括”在本文中用作开放性限定，其既不是排除也不是需要未引用特征的存在。动词“包含”和“具有”定义为包括。
本文所用的术语“一”、“一个”和“至少一个”定义为一个或多于一个，而术语“多个”定义为两个或多于两个。本文所用的术语“另一个”定义为至少第二个或更多。
术语“或者”通常在其意义上来说用于包括“和/或”，除非情境中另有明确规定。
附图简述
本发明的各实施方式将参照附图进行描述，其中
图1a-1b表示从正面和从上方观察的公知的数字全景/头影测量/CT组合单元；
图2a表示用于医学成像的X射线成像单元及其主要部件和移动；
图2b-2c表示X射线成像单元和在全景/CT和头影测量成像位置以及成像过程中的患者；
图2d表示用于头影测量成像中的头影测量准直器；以及
图2e表示X射线成像单元的功能元件。
具体实施方式
图2a表示X射线成像单元200的主要组件，其可用于医学成像，例如用于口外牙齿成像。
单元200包括旋转部(台架)220，其包括X射线单元，X射线单元包括第一X射线源224。X射线成像检测器单元(头)226附接至旋转部220。检测器单元226的位置能够调整，例如，它能够以线性形式旋转或移动。X射线源224和/或检测器单元226例如至少通过绕旋转部220的旋转轴222的旋转移动R提供全景、CT或头影测量图像。旋转部220的R移动可例如绕旋转轴222达400度。
旋转部220包括旋转电机，其配置为通过旋转装置(未示出)旋转旋转部220。可替代地，旋转电机可位于单元200的上搁架250中。
旋转部220具有例如字母C的形式并且X射线源224位于旋转部220的一端上。X射线源224对于两种成像模式-全景成像和CT成像(如CBCT成像)是共用的，其中X射线束是锥形束。在可替代的CT成像技术中，X射线束可以是锥形束、半月形锥束、或者其它形状的束。
另外，X射线单元包括针对X射线源224的束限制设备228，和被配置为调整束限制设备228的束限制电机。在成像期间，束限制设备228控制X射线束的尺寸和形状，从而使它匹配选定的成像协议、选定的图像尺寸、和相关的检测器尺寸的需求。
在旋转部220的另一端是检测器单元226，其可包括例如一个或两个X射线检测器(未示出)。该一个检测器单元226可包括一个全景检测器；一个头影测量检测器，其也使得能够进行全景成像；一个全景/CT组合检测器；一个全景/CT/头影测量组合检测器；或者一个配置为用于全景/CT成像和单次拍摄头影测量成像的检测器。该一个检测器单元226可以被调整，例如通过使它相对于旋转部220旋转从而使得该一个检测器单元226的监测器能够优选地垂直于所使用的X射线源224、265定位，和/或通过使它相对于旋转部220以线性方式移动来调整全景/CT成像中检测器和X射线源224之间的距离。
在两个检测器的情形中，检测器单元226可包括一个全景检测器和一个CT检测器；或者一个头影测量检测器，其也使得能够进行全景成像，和CT检测器。在两个检测器单元226中，检测器例如在全景成像中依次布置，于是，全景或头影测量检测器被布置为用于为成像模式设置放大率的前侧检测器，并且CT检测器被布置为后侧检测器。当在CT成像中需要使用后侧检测器或者在头影测量成像中需要使用前侧检测器时，检测器的交换(swap)被布置为使得前侧检测器通过移动装置(诸如轨道和被配置为沿轨道移动且旋转的旋转器)向旁边移动，从而使前侧检测器例如靠近后侧检测器滑动。可替代地，在头影测量成像中，前侧检测器能够关于后侧检测器移动至另一位置。头影测量成像中前侧检测器的位置取决于它如何通过扫频移动而移位，以及如何相对于所用的X射线源265进行R移动和L移动。头影测量检测器可以优选地垂直于所用的X射线源265定位。当需要移动返回前侧位置时，前侧检测器类似地通过滑动返回。
旋转部220可包括检测器电机，其配置为在检测器单元226包括用于全景和CT成像的单独检测器时，通过移动装置使至少一个检测器移动。
另外，单元200包括立柱240，用于调节单元200和旋转部220的高度Z。立柱240包括高度调节装置(未示出)，其包括例如高度电机，以及配置为由高度电机驱动的伸缩(telescopic)或配重(counterweighted)装置，用于提供向上/向下移动Z以使旋转部220的高度适应全景、头影测量或CT成像模式下患者201的高度。高度调节装置可实现Z移动，例如作为伸缩移动或配重移动。
下搁架242附接至立柱240并且旋转部220配置为在全景和CT成像期间定位在下搁架242上。下搁架242用于定位全景和/或CT成像的患者201并且在成像期间用于例如从患者201的下巴尖端支撑患者201。
可替代地，当单元200包括落座的患者201的定位系统(未示出)时，例如通过在Z方向调节以下至少一者的高度来实现Z移动：椅子、下搁架242和立柱240。
下搁架242还可包括头部支撑件(未示出)，其支撑在全景/CT成像位置中的例如患者201的前额和/或颞部。
单元200包括所述上搁架250，其支撑旋转部220。上搁架250利用枢轴接头(装置)252附接至例如立柱240的上端，该枢轴接头使得上搁架250能够绕立柱240并关于下搁架242枢轴移动P，从而旋转部220位于例如下搁架242上方。
上搁架250包括枢轴移动装置(未示出)，其例如包括配置为使上搁架250借助于枢轴接头252绕立柱240枢转的枢轴电机。
上搁架250包括线性移动装置(未示出)，例如，线性输送部，其配置为支撑旋转部220的旋转装置并使旋转部220能够绕旋转轴222旋转，至少一个轨道和/或轨迹，其配置为在上搁架250中导引线性输送部，和线性电机，其被配置为沿至少一条轨道和上搁架250驱动线性输送部，它们使得旋转部220和旋转装置通过线性移动L关于上搁架250移动。能够提供上搁架250的线性移动装置，从而使得上搁架250平面内的L移动为直接线性移动，例如，它平行于上搁架250或者关于平行方向成一定角度，或者使得上搁架250平面内的L移动为具有例如曲线路径或弯曲路径的非直接线性移动。
旋转装置将旋转部220附接至上搁架250。旋转装置能够移动至少一个L移动从而使轴222并进而使关于上搁架250的旋转中心能够被沿L移动调节。因而，轴222能够定位在成像期间由上搁架250的P移动和旋转部220的L移动限定的平面中。
成像期间旋转部220的L和P移动增加了单元200的成像模式和装置的数量，例如当在辐射期间单元200中存在更大数量的移动可用时，增加了例如全景和CT成像中旋转部220的虚拟旋转轴(中心)的使用。
虚拟旋转轴使得全景成像模式中能够使用例如恒定放大率。
机械旋转轴(中心)222通过P移动从下搁架242的中心线243及患者201偏移。图2b中表示的偏差D在扫描(辐射)过程开始时最大。当旋转单元220开始通过R移动、L移动和P移动绕虚拟旋转轴旋转时，旋转轴222移动至中心线243，于是在扫描中间偏差D最小，即不存在。然后，当旋转单元220继续扫描时，偏差D开始在相反方向上增大，并且在扫描结束时再次得到其最大值。偏差D的这种偏移使得放大率在整个扫描期间保持相同，即恒定。
另外，虚拟旋转轴使得能够在CT成像模式中对称和偏移扫描几何关系之间进行灵活选择。
在对称扫描过程中，虚拟旋转轴定位在X射线束的中心线上。在扫描期间，旋转轴222和旋转单元220通过R移动、L移动和P移动绕虚拟旋转轴移动例如大约180度，其中虚拟旋转轴在FOV的中心。
在偏移扫描过程中，其提供了比对称扫描过程更大的FOV，虚拟旋转轴定位在X射线束的一个边缘上。在扫描期间，旋转轴222和旋转单元220通过R移动、L移动和P移动绕虚拟旋转轴移动例如约180度。然后，虚拟旋转轴定位在X射线束的另一边缘上，并且旋转轴222和旋转单元220通过R移动、L移动和P移动绕虚拟旋转轴和相反方向上的FOV移动例如约180度，从而采集足够数量的成像数据。可替代地，虚拟旋转轴可以在扫描期间保持在相同位置，并且旋转轴222和旋转单元220通过R移动、L移动和P移动在一个方向上绕虚拟旋转轴移动例如约360度。
另外，能够设计轻得多且薄得多的上搁架250，于是当代替利用使上隔板250加宽的线性X移动以及使旋转部220加宽的Np移动而利用P移动时，单元200提供更小的占地面积。
旋转部220一端上的X射线源224的重量通常大于另一端上的检测器单元226的重量。因此，旋转部220的重心的移动能够对包括线性移动装置的旋转部220的连接结构(未示出)产生不同载荷，从而使旋转部220在成像期间摇摆并进而降低图像质量。
为了消除这些问题，上搁架250包括控制装置(未示出)，其使旋转部220能够相对于上搁架250进行R移动，从而轴222基本上穿过旋转部220的重心，旋转部220的重心转而在成像期间保持在旋转部220连接结构的中性轴内。通过在扫描期间使R移动、L移动和P移动同步来实现旋转部220的虚拟旋转轴。
控制装置移除施加在连接结构上的任何扭矩并通过移除由摇摆引起的伪迹而增强图像质量。
另外，控制装置使得能够制造具有更轻、更廉价且更细长结构的旋转部220及其连接结构。
另外，单元200包括在立柱240一侧上的第一头影测量臂260，其具有一定的第一长度。臂260将头影测量头(单元)262在一定的第一距离处附接至单元200，其中第一距离对应于距离立柱240的第一长度。
具有比传统头影测量单元明显更简单的结构的头影测量头(支撑件)262包括头影测量患者支撑装置268、269，例如两个耳杆268和鼻(鼻根)支撑件269，用于支撑待成像的患者201。患者201的头部被例如用耳杆268从耳道外部支撑并利用支撑件269从鼻子支撑。耳杆268和鼻支撑件269能够以使它们能够旋转至例如以下两个主要成像位置的方式附接至头影测量头262：侧面和PA投影。侧面投影基本上是侧视图，而PA投影是患者201的颅骨从后到前的视图。
耳杆268能够是可倾斜或可旋转的耳杆，其具有下方位置，在该位置处耳杆268支撑患者201；以及上方位置，在该位置处能够将患者201置于头影测量成像位置，或者在该位置处当倾斜或旋转的耳杆268在上方位置为患者201提供通畅通道时，患者201能够从头影测量成像位置离开。
另外，单元200在立柱240的另一侧上包括第二头影测量臂261，其具有一定的第二长度。臂261将用于头影测量成像的第二X射线源265在一定的第二距离处附接至单元200，第二距离对应于距离立柱240的第二长度。X射线源265包括用于头影测量成像的束限制设备267，并且束限制设备267被附接至X射线源265。X射线源265能够配置为通过配置为进行扫描移动S的旋转装置263绕旋转轴264旋转。X射线源265的轴264与X射线源265的焦点共线，从而使它穿过焦点。臂261或X射线源265包括旋转电机，其配置为绕轴264旋转X射线源265，轴264与X射线源265的焦点重合。
臂260、261可以是附接至立柱240的单独的臂，或者可替代地，能够使用一个臂260、261，其包括在其一端的头影测量头262以及在单个臂260、261的另一端的具有束限制设备267的X射线源265。
图2d表示附接至旋转部220的检测单元226的头影测量、组合、或者单次拍摄检测器如何与同样头影测量成像一起使用。
另外，图2d表示旋转部220可包括头影测量(副)准直器266，其用于头影测量成像。头影测量准直器266附接至例如旋转部220的一侧。
另外，旋转部220可包括：检测器电机，其配置为旋转检测器单元226以对头影测量成像，以及准直器电机，其配置为在Z方向调节头影测量准直器266的位置(高度)。可替代地，束限制电机或准直器电机能够配置为调节束限制设备228和头影测量准直器266二者。
旋转部220在头影测量头262上方被例如通过P移动、R移动和L移动来驱动，从而使检测器单元226和头影测量准直器266定位为用于头影测量成像。
当通过S移动绕轴264旋转时，X射线源265能够配置为例如与旋转部220中的检测器单元226和头影测量准直器266一起，提供来自定位患者201的头影测量图像，并且检测器单元226和头影测量准直器266布置为例如通过旋转部220的P移动、R移动和L移动中的至少一种来移动。可替代地，X射线束的扫描移动，例如线性S移动，能够通过移动X射线源265的束限制设备267来进行。
如果使用单次拍摄检测器，则检测器单元226和头影测量准直器266通过P移动、R移动和L移动中的至少一种移动来定位，但是可以在不进行这些移动和S移动的状态下来采集图像。
因而，当例如通过P移动、R移动、L移动和S移动执行扫描移动时，不需要专用固定器或检测器单元164的Cs移动以及头影测量准直器166的Cd移动。
臂260、261能够布置为使具有耳杆268和鼻支撑件269的头影测量头262的高度相对于X射线源265是固定的。
然而，固定高度会引起问题，这是由于患者201的解剖结构不同-耳开口相对于患者201肩部来说定位的垂直距离从一个患者201至另一患者是显著不同的。因此，患者201在所得到的头影测量图像中定位过低以致仅示出上脊椎，或者患者201在图像中定位太高以致患者201肩部接触检测器单元226，这特别对于扫描是一个问题。此外，优选的头影测量成像几何关系要求焦点和耳杆268的末端处于同一(水平)轴。
为了消除这些问题，能够使用可变长度的耳杆268，同时保持臂260、261相对于彼此具有固定高度。
可替代地或者另外地，为了消除这些问题，单元200可包括头影测量高度调节装置(未示出)，其配置为独立地调节臂260、261关于立柱240的高度，臂260、261在一端支撑头影测量头262，而在另一端支撑X射线源265。
当操作者已经通过向上/向下Zc移动调节了臂260、261的高度时，焦点自动地跟随耳杆268的末端，并且因而，几何关系(耳杆末端至焦点的线)保持原样。然而，患者201两侧上的检测器单元226和头影测量准直器266通过立柱240取得它们的高度，并且因而与调节之前相比关于耳杆268和患者201在不同的高度上。
头影测量高度调节装置通过使操作者(用户)能够调节患者201的高度来提供了将暴露区域适配至患者201的给定解剖结构的方式，而不损害其几何关系。
单元200的移动是简单的，这是由于检测器单元226和头影测量头262中副准直器266的传统X移动和Cd及Cs移动被通过利用P移动来取代。该移动是利用上搁架250的L移动和P移动来执行的。
另外，当利用P移动时，单元200的结构更简单且更偏移，这是由于头影测量成像能够可选地通过利用仅一个“不可拆卸的”检测器单元226来实现，从而当成像模式从全景/CT模式改变为头影测量模式时，不需要从旋转部220的固定器移除它而将它与头影测量头262的固定器分离，这避免了检测器单元226的破坏。检测器单元226中用于全景成像的检测器能够从全景成像位置旋转至头影测量成像位置，从而使得能够在全景和头影测量成像二者中使用相同的检测器。
另外，例如当从全景/CT模式向头影测量模式的改变(在不用将检测器单元226从一个固定器变换到另一个固定器的状态下，旋转部220从全景/CT成像位置移动到头影测量位置)被自动化时，单元200的结构提供了简单的工作流程，于是，减少了工作流程中的手动工作和工作流程所需时间。
单元200还能够包括绕立柱240枢转的上搁架250，以及配置为通过上述L和P移动来定位用于提供全景和/或CT成像的旋转部220，但是头影测量头262类似于公知的头影测量头，其包括头影测量检测器、副准直器、和患者定位支撑部。
通过旋转部220的X射线源224、以及头影测量头262的副准直器和头影测量检测器来提供头影测量成像。X射线源224布置为利用R和L移动扫描患者201的头部。X射线束由副准直器进行准直并由头影测量检测器捕获，副准直器和头影测量检测器都与X射线束同步。
图2b表示全景/CT成像期间患者201的定位。
患者201由下搁架242支撑并且能够在全景/CT成像位置的单元200处被支撑至头部支撑部，其中旋转部220在下搁架242上方。
如果上搁架250以及旋转部220处于与全景/CT成像位置不同的位置(处于头影测量成像位置或者例如全景/CT和头影测量成像位置之间的中间位置)，上搁架250通过P移动从这一位置移动至全景/CT成像位置，并随后旋转部220被进一步通过R移动和L移动进行调整，从而使旋转部220准备好用于全景/CT成像。
另外，旋转部220可具有患者定位位置，在该位置处当旋转部220在下搁架242或头影测量头262上方时，X射线源224或检测器单元226不阻碍患者201定位在全景/CT和/或头影测量成像位置。能够通过R移动实现患者定位位置，从而使旋转部220旋转至这一位置，在该位置处能够将患者201置于全景/CT和/或头影测量成像位置或者通过在X射线源224和检测器单元226之间移动患者201的头部来将患者201移开。可替代地，能够通过P移动来实现患者定位位置，于是，当定位患者201时，整个旋转部220被从全景/CT和/或头影测量成像位置移开。
定位的X射线源224和检测器单元226被配置为当旋转轴222(旋转部220的旋转中心)通过P和L移动的至少一种来定位时提供全景图像。
基于所使用的传感器技术，能够利用检测器的TDI或者全帧读出模式对图像计时。在TDI模式中，每次读出一列图像，而在全帧模式中，每次读出整个图像帧。全景(清晰(sharp))层由移动速率来限定，而在TDI的情形中，由全景检测器的读出率来限定。当使用全帧检测器时，该层的最终形状在扫描之后在计算机上计算。旋转角度通常为约270度。
在CT成像期间，患者201也被支撑至下搁架242并且能够在全景/CT成像位置处被支撑至单元200的头部支撑件。X射线源224和检测器单元226配置为当检测器单元226附接至旋转单元并且旋转部220的旋转中心定位为能够与ROI重合时提供CT图像。
在CT成像期间，当检测器单元226附接至旋转单元220并且旋转轴222通过R移动、L移动和P移动中的至少一种来定位时，定位的X射线源224和检测器单元226配置为提供CT图像，例如CBCT图像。
当利用对称成像几何关系时，能够通过仅利用R移动并以全帧模式读出CT检测器来执行CT成像。可替代地，当在上搁架250中利用控制布置(controlling arrangement)时，通过利用P移动、R移动和L移动，以定位旋转部220的虚拟旋转轴从而使它与ROI重合，能够执行CT成像。因而，以ROI和R移动的中心重合的方式生成ROI的投影X射线图像。根据单元200，有效旋转角度(孔径)的范围为例如约180至360度。
当利用偏移成像时，能够通过利用R移动、L移动和P移动扫描图像来执行CT成像。通过同步驱动这些R移动、L移动和P移动，旋转的有效中心能够偏移至束的一侧并进而生成偏移几何关系。
能够通过第一“立体”偏移几何关系和CT检测器的整个360度旋转来提供偏移扫描。
可替代地，能够通过第二偏移几何关系来提供偏移扫描，其中通过以检测器在第一成像方向上的约180度旋转来扫描实际上最大的第一成像偏移而对患者201进行成像。然后，检测器被移位至旋转中心的另一侧，以通过检测器在与第一方向相反的第二成像方向上的约180度旋转获得实际上最大的第二成像偏移。可替代地，检测器旋转至开始位置，移位至旋转中心的另一侧，并随后以第一方向上约180度的旋转来扫描实际上最大的第二成像偏移。
可替代地，能够通过第三偏移几何关系来提供偏移扫描，其中通过X射线束区域的边缘接触旋转中心的第一成像偏移以及检测器的360度旋转来对患者201进行成像。接下来，检测器和X射线源224以使得X射线束区域远离旋转中心移动从而使它撞击或轻微覆盖先前的成像区域的方式平行移位。然后，检测器旋转360度以完成第二成像偏移。
通过R移动、L移动和P移动而非一些常规系统在成像和患者定位中所需的R移动、L移动、X移动和N移动，单元200提供了CT成像几何关系的相同通用性。
图2c表示头影测量成像期间患者201的定位。
在头影测量成像位置，旋转部220处于位于头影测量头262处的患者支撑装置268、269上方，患者201被支撑至患者支撑装置268、269。
如果上搁架250以及旋转部220处于与头影测量成像位置不同的位置，例如在全景/CT成像位置或者在全景/CT和头影测量成像位置之间的中间位置，上搁架250通过P移动从这一位置移动至头影测量成像位置，并且随后旋转部220通过R和L移动被进一步调整，从而使旋转部220准备好用于头影测量成像。
定位的X射线源265配置为通过附接至X射线源265的束限制设备267以及通过S移动来扫描所支撑的患者201。检测器单元226和旋转部220配置为在头影测量成像期间通过R移动、L移动和P移动与X射线源265同步移动。
来自X射线源265的X射线束被布置为通过绕轴264的S移动旋转X射线源265和束限制设备267来扫描患者201的头部。可替代地，S移动可以通过例如线性地移动束限制设备267来进行。如果头影测量成像中使用的检测器单元226的检测器被水平第定位，则S移动也可以被设置为垂直扫描移动，而非水平S移动。可替代地，如果足够大的检测器(称为单次拍摄检测器)被用于单次拍摄头影测量图像，能够不进行S移动而执行头影测量成像。
然后，线束通过头影测量准直器266进一步准直，并最终由检测器单元226中同步移动的头影测量或组合检测器捕获。
单元200简化了头影测量成像期间的移动，这是由于对于头影测量准直器266和检测器单元226的检测器而言不需要额外的移动装置。
图2e表示单元200的功能元件。
单元200包括控制单元(控制面板)270，其配置为控制单元200以及上述移动和成像过程。控制单元270例如附接至立柱240。
控制单元270包括：至少一个处理器(部分)272，用于执行用户和/或软件发起的指令以及用于处理数据；以及至少一个存储器(部分)280，用于存储和保存数据，例如指令、软件和数据文件。
另外，控制单元270包括数据传输部分274，用于发送控制命令至例如枢转电机、线性电机、高度电机、旋转电机、检测器电机、束限制电机和准直器电机、驱动器、或者配置为提供单元200的各部件移动的其它装置(电机、装置)275，和/或接收来自测量装置或配置为检测单元200的各部件的功能其它检测装置276的数据。
另外，数据传输部分274还配置为发送控制指令至以下的至少一个：至少一个X射线源224、265、检测器单元266、和定位装置277，例如至少一个激光器、摄像机或者其它指示装置，配置为通过为患者201指示正确定位而促进患者201在全景成像位置和/或CT成像位置的定位。数据传输部分274还配置为接收来自至少一个下述部件的信息：至少一个X射线源224、265、检测器单元226、和定位装置277。
另外，控制单元270包括用户接口部分278，其包括例如下述部件的至少一个：至少一个功能键、触摸屏、和有线或无线远程控制器，用于输入控制指令，以及用于接收信息和/或指令。
至少一个存储器280包括用于控制数据传输部分的至少一个数据传输应用程序284、用于控制用户接口部分的用户界面应用程序288、以及用于控制单元200的功能的计算机程序(代码)289，例如，至少控制移动装置275、检测装置286、至少一个X射线源224、265、检测器单元226、和定位装置277的功能。另外，计算机程序289能够控制例如成像参数、成像尺寸、和成像模式。
至少一个存储器280和计算机程序289配置为利用至少一个处理器272使单元200至少提供图2a-2d的情境中所述的动作。
计算机程序289可以是计算机程序产品，其包括有形、非易失性(非暂时计算机可读介质，其包含在其内嵌入的用于计算机(控制单元270)使用的计算机程序代码289。
现已参照前述各实施方式在上文中解释了本发明，并且已经示意了本发明的各个优点。清楚的是，本发明并不仅限于这些实移动施方式，而是包括处于本发明范围和权利要求书的范围内的所有可能的实施方式。

Claims (14)

1.一种用于医学成像的X射线成像单元(200)，所述单元包括：
旋转部(220)，其包括第一X射线源(224)和X射线成像检测器单元(226)，配置为至少通过围绕旋转部的旋转轴(222)的旋转移动(R)来提供图像；以及
上搁架(250)，用于支撑旋转部，上搁架被配置为使旋转部能够通过线性移动(L)来相对于上搁架移动并且利用枢轴接头(252)附接至立柱(240)从而使得上搁架能够绕立柱枢轴移动(P)，
其特征在于，所述单元还包括：
第一臂(260)，用于将头影测量头(262)附接至所述单元，其中头影测量头(262)包括用于支撑待成像的患者(201)的头影测量患者支撑件(268，269)，以及
第二臂(261)，用于将第二X射线源(265)附接至所述单元，所述第二X射线源(265)被配置为与检测器单元一起提供头影测量图像，
其中，旋转部被配置为在成像期间通过线性移动和枢轴移动定位。
2.根据权利要求1所述的单元，其中第一X射线源和检测器单元被配置为提供全景图像，并且旋转部在全景成像期间通过旋转移动、线性移动和枢轴移动中的至少一种来定位。
3.根据任一前述权利要求所述的单元，其中当检测器单元被附接至旋转单元时，第一X射线源和检测器单元被配置为提供计算机断层扫描图像，并且旋转部在计算机断层扫描成像期间通过旋转移动、线性移动和枢轴移动中的至少一种来定位。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的单元，还包括下搁架(242)，用于定位待成像患者(201)以进行全景成像和/或计算机断层扫描成像，并且旋转部被配置为被定位在下搁架上方。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的单元，所述单元被配置为通过高度移动(Z)被调节。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的单元，还包括高度调节装置，所述高度调节装置被配置为通过伸缩移动或配重移动进行旋转部的高度移动(Z)。
7.根据权利要求1-2中任一项所述的单元，其中立柱包括高度调节装置，其被配置为调节旋转部的高度(Z)。
8.根据权利要求1所述的单元，其中第二X射线源包括束限制设备(267)，并且第二X射线源被配置为通过绕第二X射线源的旋转轴(264)旋转和/或通过移动束限制设备来执行扫描移动(S)。
9.根据权利要求8所述的单元，其中第二X射线源的旋转轴穿过第二X射线源的焦点。
10.根据权利要求1所述的单元，其中旋转部包括用于头影测量成像的头影测量准直器(266)，并且旋转部被配置为通过枢轴移动定位在头影测量头上方。
11.根据权利要求1所述的单元，其中第二X射线源被配置为通过附接至第二X射线源的束限制设备和扫描移动来扫描患者，并且检测器单元被配置为在头影测量成像期间通过旋转移动、线性移动和枢轴移动与第二X射线源同步移动。
12.一种用于控制根据权利要求1-7中任一项所述的X射线成像单元(200)的方法，所述方法包括以下步骤：
在成像期间通过线性移动和枢轴移动定位旋转部。
13.一种控制单元，包括用于执行被配置为执行权利要求12中所述方法的计算机程序(289)的至少一个处理器和用于存储所述计算机程序的至少一个存储器。
14.一种有形非易失性计算机可读介质，其包括配置为在计算机中运行时，执行权利要求12中所述方法的计算机程序(289)。
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