成像系統旋轉部件與等中心的對準的制作方法
【技術領域】
[0001]下文總體上涉及成像系統，并且更具體地涉及關于成像系統的等中心對一個或多個旋轉部件進行對準，并且結合對計算機斷層攝影(CT)的具體應用進行描述。然而，下文還適用于其他模態，例如正電子發射斷層攝影(PET)、單光子發射計算機斷層攝影(SPECT)和/或其他成像模態。
【背景技術】
[0002]CT掃描器通常包括固定框架和旋轉框架，所述旋轉框架經由軸承等可旋轉地被支撐在固定框架上。具有焦斑的X射線管和探測系統被安裝到旋轉框架并隨旋轉框架旋轉，其中，X射線管被定位為跨檢查區域與探測系統相對。焦斑發射由準直器準直的輻射，從而產生貫穿檢查區域以及其中的對象或目標的輻射束。探測系統探測貫穿檢查區域的輻射并生成指示所述輻射的投影數據。重建器重建投射數據，生成指示所述投影數據的體積圖像數據。
[0003]焦斑和探測系統的對準能夠影響圖像質量。例如，如果沒有對準，則應當撞擊探測系統的探測器像素的輻射中的一些可能不撞擊。在一個實例中，這導致陰影，其將環狀偽影引入到得到的重建圖像數據中。這被示出在圖1和圖2中。在圖1中，在焦斑102和探測器陣列106的探測器像素104/防散射網格110組件的精確空間對準的情況下，貫穿從焦斑102通過防散射網格110的路徑的輻射108撞擊探測器像素104。然而，在圖2中，在焦斑102和探測器像素104/防散射網格110組件的未對準的情況下，輻射108的子部分由防散射網格I1衰減，使得探測器像素104的子部分112接收不到輻射108或被陰影遮蔽。
[0004]已經通過在CT掃描器的不同子部件之間的接口上的緊密公差實現了焦斑與探測系統的精確對準。通過非限制性舉例的方式，如圖3所示，軸承302被機械加工為具有突出的同心圓或圓柱體304，其與旋轉框架308上的互補凹槽306以接口方式連接，大體關于等中心310或軸承302的中心對旋轉框架308進行對準。旋轉框架308具有對準銷312和314，其接合X射線管310和探測系統322的互補凹槽316和318，將x射線管320和探測系統322彼此以及與旋轉框架308大體對準。利用該方法，X射線管320和探測系統322與旋轉框架308對準，所述旋轉框架與軸承302對準。
[0005]為了精確對準，利用該方法，不同的部件具有緊密控制的公差，這將其關鍵特征件與其匹配對準特征件對準。遺憾的是，該方法至少由于添加到這些部件中的每個的機械加工成本而導致至少對于軸承、旋轉框架和探測系統的較高成本。另外，在制造限制和公差堆積的情況下，在該方法中仍然存在固有的不精確性，這不能夠被解釋或被移除。該不精確性不僅可以導致降低的圖像質量，而且還導致輻射劑量低效，因為貫穿被掃描的對象或目標的所有X射線不可以由探測系統探測到。因此，存在對用于將成像系統的某些部件與等中心進行對準的其他方法的未解決的需要。這包括具有滾珠、空氣和/或其他類型的軸承的成像系統。
【發明內容】
[0006]本文中描述的各方面解決了上述問題和其他問題。
[0007]下文描述了一種成像系統，其具有關于等中心的至少檢測系統的更精確的放置和對準并減少某些部件上的機械加工公差。在一個實例中，這通過從公差鏈移除旋轉機架并且依靠軸承以精確地對探測系統進行定位來實現。
[0008]在一個方面中，一種成像系統包括具有等中心的環形軸承。所述環形軸承包括固定側和具有至少一個對準特征件的可旋轉側。所述成像系統還包括機械地耦合到所述可旋轉側的旋轉機架。所述成像系統還包括成像部件。所述成像部件包括與所述可旋轉側的所述至少一個對準特征件互補的至少一個互補對準特征件。所述旋轉機架在所述成像部件與所述可旋轉側之間，并且所述成像部件通過所述至少一個對準特征件和所述至少一個互補對準特征件與所述等中心對準。
[0009]在另一方面中，一種方法包括:至少提供成像系統的子部分，在所述成像系統的所述子部分中，至少所述子部分的探測系統在空間上與所述子部分的環形軸承的旋轉部分對準并隨所述子部分的所述環形軸承的所述旋轉部分旋轉，使得所述探測系統在空間上與所述旋轉部分的等中心對準。旋轉機架在所述探測系統與所述環形軸承的所述旋轉部分之間。
[0010]在另一方面中，一種成像系統包括具有等中心的環形軸承。所述環形軸承包括固定側和具有至少一個對準特征件的可旋轉側。所述成像系統還包括機械地耦合到所述可旋轉側的旋轉機架。所述成像系統還包括成像部件。所述成像部件包括與所述可旋轉側的所述至少一個對準特征件互補的至少一個互補對準特征件。所述成像系統還包括對準設備。所述旋轉機架在所述成像部件與所述可旋轉側之間。當所述對準設備同時被安裝在所述至少一個對準特征件和所述至少一個互補對準特征件兩者中時，所述成像部件在空間上與所述等中心自動對準。
【附圖說明】
[0011]本發明采用各種部件和部件的布置以及各種步驟和步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優選實施例的目的，并且不應被解釋為對本發明的限制。
[0012]圖1示意性地示出了探測器像素/防散射網格組件與焦斑的精確對準。
[0013]圖2示意性地示出了在探測器像素/防散射網格組件與焦斑之間的未對準。
[0014]圖3示意性地示出了將探測系統與旋轉機架對準并且將旋轉機架與軸承對準的現有技術的范例。
[0015]圖4示意性地示出了范例性成像系統，在所述范例性成像系統中，至少探測系統與軸承對準而不與旋轉框架對準。
[0016]圖5示意性地示出了圖4的成像系統的一部分的前視圖。
[0017]圖6示意性地示出了具有用于將探測系統與軸承對準并將探測系統安裝到軸承的在軸承上的至少兩個特征件的范例。
[0018]圖7示出了圖6的范例的側視圖。
[0019]圖8示出了其中設備從軸承側安裝對準的圖7的變型。
[0020]圖9示出了其中設備從探測系統側安裝對準的圖7的另一變型。
[0021]圖10示出了其中至少兩個特征件僅用于對準探測系統的圖7的變型。
[0022]圖11示出了其中至少兩個特征件用于至少對準輻射源的圖6的變型。
[0023]圖12示出了其中至少一個對準特征件包括單個對準特征件的變型。
[0024]圖13示出了其中將探測系統與軸承對準并將探測系統安裝到軸承的方法。
[0025]圖14示出了其中將探測系統與軸承對準并將探測系統安裝到旋轉框架的方法。
【具體實施方式】
[0026]參考圖4和圖5，示出了成像系統400，例如計算機斷層攝影(CT)掃描器。圖4示出了成像系統400的側視圖，并且圖5示出了向成像系統400中看去的成像系統400的子部分。成像系統400包括固定機架402，其大體是固定的，因為其可以被配置為傾斜。
[0027]環形軸承404包括第一軸承子部分401和第二軸承子部分404 2，并定義了等中心406 (或環形軸承404的中心)。第一軸承子部分401機械地被固定在固定機架402內的靜態位置處。第二軸承子部分4042可旋轉地耦合到第一軸承子部分404 i，并使檢查區域408繞縱軸或z軸旋轉。軸承404能夠是滾珠軸承、空氣軸承和/或其他軸承。
[0028]旋轉機架410被安裝到第二軸承子部分4042。包括輻射敏感探測器陣列414的探測系統412被安裝到第二軸承子部分4042和/或旋轉機架410。輻射源416和準直器418被定位為跨檢查領域408與探測系統412相對。輻射源416發射由準直器418準直并由探測系統412探測到的輻射，所述探測系統生成指示所述輻射的投影數據。
[0029]如下面更詳細描述的，第二軸承子部分40