CN106974618A - 用于缩短多模态成像***的占据区的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种多模态成像***(100)包括第一成像***(102)和第二成像***(104)，第二成像***(104)不同于第一成像***。第一成像***与第二成像***滑动地安装于至少一个轨(110)上。台体具有可移动托盘(108)，托盘(108)被配置成当第一成像***和第二成像***沿着至少一个轨的一个位置彼此最接近定位时，延伸穿过第一成像***的扫描范围(116)。托盘还被配置成当第一成像***和第二成像***沿着至少一个轨的不同位置彼此最接近定位时，延伸穿过第二成像***的扫描范围(136)。扫描范围的至少一部分彼此重叠。

Description

用于缩短多模态成像***的占据区的方法和设备
本申请是申请号为200980139603.7、申请日为2009年07月20日、名称为“用于缩短多模态成像***的占据区的方法和设备”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明大体而言涉及多模态(modality)成像***，且更特定而言涉及缩短多模态成像***的占据区而无损扫描范围。
背景技术
多模态成像***采用多个成像***，诸如核医学(NM)成像***和计算机断层摄影(CT)成像***，这些成像***相对于彼此对准。在某些应用中，可通过利用CT成像***获取衰减数据来实现NM图像数据的衰减校正。两个图像数据集合的组合示出发射或NM图像数据与CT图像数据所示的结构元件之间的关系。两个图像数据集合需要相对于彼此对齐使得数据集合可适当地组合。
该***具有患者床，其提供用于在成像期间支承患者的托盘。托盘行进穿过两个模态以将相关的解剖结构移动到成像***中每一个的视场内。托盘长度可延伸以增加行进长度且增加距台体最远的模态的扫描范围。但是，需要更大的场所来容纳托盘延伸的行进长度。另一问题在于远离床延伸的托盘的部分可因患者重量而下垂。即使无延伸长度的托盘也可能会因患者重量而发生这种情况。这种下垂导致两个图像数据集合不对齐，因为在距台体最远获取的图像集合中，解剖结构定位于下部或更靠近地板处。
发明内容
在一实施例中，一种多模态成像***包括第一成像***和第二成像***，第二成像***不同于第一成像***。
第一成像***与第二成像***滑动地安装于至少一个轨上。台体包括可移动的托盘，托盘被配置成当第一成像***和第二成像***在沿着至少一个轨的一个位置彼此最接近定位时延伸穿过第一成像***的扫描范围。托盘还被配置成当第一成像***和第二成像***沿着至少一个轨的不同位置彼此最接近定位时延伸穿过第二成像***的扫描范围。扫描范围的至少一部分彼此重叠。
在另一实施例中，一种使用多模态成像***的方法包括使第一成像***和第二成像***沿着至少一个轨在相对于台体的位置彼此最接近定位。台体包括托盘，托盘被配置成延伸穿过第一成像***和第二成像***。利用第一成像***来获取图像数据。第一成像***和第二成像***沿着至少一个轨在更靠近台体的不同位置彼此最接近定位。利用第二成像***来获取图像数据。由第一成像***和第二成像***中的每一个所获取的图像数据的至少一部分在距台体相同距离处获取。
在又一实施例中，一种多模态成像***包括彼此不同的第一成像***和第二成像***。第二成像***安装到第一成像***上。第一成像***滑动地安装于至少一个轨上。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例形成的多模态成像***的侧视图，其具有核医学(NM)成像***和计算机断层摄影(CT)成像***。
图2示出根据本发明的实施例的图1的***，其中NM和CT成像***移动到轨的内端。
图3示出根据本发明的实施例将NM成像***和CT成像***定位于轨的相对端以允许检修。
图4示出根据本发明的实施例的图1的***的顶视图，其中台体远离成像***旋转。
图5示出根据本发明的实施例的图1的***的侧视图，其中台体远离成像***旋转。
图6示出使用单独担架或床利用根据本发明的实施例的成像***之一来使患者成像。
图7示出通用(GP)配置的实例，其中NM成像***被固定到房间地板上。
图8示出根据本发明的实施例形成的另一多模态成像***。
图9示出根据本发明的实施例移动图8的***到轨的内端以延伸成像***之一的扫描范围。
图10示出根据本发明的实施例的图8的***，其台体朝向其中一个轨旋转。
具体实施方式
当结合附图来阅读时，前文的总结以及本发明的某些实施例的下文的详细描述将更好地理解。附图在某种程度上示出了各种实施例的功能区块的图，这些功能区块未必表示硬件电路之间的划分。因此，例如，功能区块中的一个或多个(例如，处理器或存储器)可实施于单件硬件中(例如，通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘或类似硬件)。同样，程序可为单独的程序，可作为子程序合并于操作***中，可为安装软件包中的功能等。应了解各种实施例并不限于附图所示的布置和工具。
如本文所用的以单数形式陈述且前面有词“一”的元件或步骤应被理解为并不排除多个所述元件或步骤，除非明确地陈述这种排除。另外，对“一个实施例”的提及预期不理解为排除也合并所陈述特点的其它实施例的存在。此外，除非明确地陈述为相反情况，“包含”或“具有”特定性质的元件或多个元件的实施例可包括无该性质的其它这样的元件。
图1示出多模态成像***100的侧视图，其具有核医学(NM)成像***102 和计算机断层摄影(CT)成像***104。NM成像***102也能获取正电子发射断层摄影(PET)图像数据或一致成像。在此实例中，CT成像***104是高分辨率的，即，***104能获取与诊断CT***(未图示)相同类型的扫描数据中的某些或全部。应了解多模态成像***100可具有其它成像***的组合，使得成像***中的每一个可为下列成像***之一：NM成像***、CT成像***、PET成像***、X射线成像***(诸如C臂)、磁共振成像(MRI)***或其它类型的成像***。
NM成像***102和CT成像***104都滑动地安装于一个或多个轨110或其它输送器上，且被对准使得两个成像***102和104的等角点(isocenter)基本上共线。在图示实施例中，示出一组或一对大体上平行的轨110，但可也使用任何其它数量的轨。尽管并不限于此，成像***102和105可具备凹槽，其中可设有一个或多个轨110。或者，成像***102和104可具备一个或多个细长轨状突起，这些轨状突起在轨110的母轨道中滑动。轮、滚珠轴承、和/或一个或多个驱动螺钉也可用于促进NM成像***102和CT成像***104沿着轨110移动。而且，NM成像***102和CT成像***104中的每一个可具有相关联的驱动电机(未图示)以沿着轨110驱动该***。
床或台体106具备托盘108。台体106相对于轨110对准且具有基部，该基部在距成像***102和104最远的端部诸如利用销固定于地板上。在一实施例中，NM成像***102安装于轨110上比CT成像***104更靠近台体106。患者(未图示)躺于托盘108上且托盘108被延伸和/或驱动穿过NM成像***102和CT成像***104。托盘108被示出处于完全延伸位置。仅举例说明，托盘108可容纳高达两米的患者，但也可使用其它托盘和台体长度且并不受此限制。因此，托盘108可被驱动或延伸大约六英尺的行程。台体106也可被竖直驱动以定位患者用于扫描且便于加载和卸载患者。
成像***102和104的移动可自动地开始，诸如通过特定协议，或者可利用使用者输入控制，诸如保持按钮或开关来达成。而且，特定成像位置可为预定的使得NM成像***102和CT成像***104可自动地定位于所需位置，诸如通过使用传感器(例如，光学、激光等)和/或编码器。因此，NM成像***102和CT成像***104中每一个的定位是精确的以定位到所需位置的预定距离内，诸如，0.5毫米内。也可使用其它公差。此精准定位允许自两个***102和104的图像数据相对于彼此对齐。
NM成像***102具有一个或多个检测器112。在一实施例中，两个检测器112安装于机架114上且可彼此相对定位。检测器112也可移动到其它方位。检测器112各具有对应于检测器112的面(未图示)的视场(FOV)174。显示器128安装于机架114上。臂130从机架114延伸以保持遥控132和/或提供使用者介面控制。定子134与机架114互连且安装于轨110上(或另外与轨110成接口连接)。
诊断CT成像***104可具有X射线管(未图示)，X射线管具有例如20千瓦的功率。这需要粗线和/或电缆和空调来冷却X射线管。CT成像***104具有FOV 176，FOV 176大体上表示为对应于X射线管位置的线或平面。在一实施例中，FOV 176可例如距FOV 174的最近边缘178为1.15米。X射线管快速旋转，诸如以300转/分钟(rpm)，且因此需要CT成像***104稳定且由机架支承。CT成像***104还具有定子164，定子164安装于轨上或与轨成接口连接。在其它实施例中，与NM成像***102和CT成像***104中每一个相关联的其它部分或设备可用于将NM成像***102和CT成像***104单独地安装于轨110上。
如图1所示，CT成像***104定位于轨110的外端118，即，距台体106最远或者尽可能远。NM成像***102定位于最接近CT成像***104处。在一实施例中，NM成像***102和CT成像***104可定位于彼此0.1米内，如由线166和168所示。
在如图所示NM成像***102和CT成像***104远离台体106定位的情况下，检测器112可绕托盘108旋转以获取图像数据。而且，托盘108可被驱动穿过NM成像***102以在线144与146之间延伸的NM扫描范围116中获取图像数据。
NM扫描范围116基于轨110的长度和托盘108的长度。在一实例中，NM扫描范围116可例如为两米。举例而言，托盘108可最初定位成使得相关的第一解剖结构定位于FOV 174内的检测器112之间且朝向托盘108的外边缘(未图示)使得扫描始于线144附近。托盘108然后在箭头A方向被缓慢地驱动穿过NM成像***102，同时检测器112获取图像数据。或者，托盘108可在箭头B方向中定位和驱动同时进行扫描。
在某些实施例中，托盘支承件124可用于支承托盘108和患者的重量以防止在托盘108延伸时下垂。托盘支承件124可具有滚筒或另外被配置成允许托盘108沿着托盘支承件124平稳地行进。仅举例说明，托盘支承件124可允许托盘108被制成更薄或由更轻的材料制成，或者增加托盘108的重量限制。
当完全延伸时，托盘108的外边缘可不延伸超过轨110的外端118。因此，当CT成像***104在最远行程位置时从台体106的外端120到轨110的外端118或CT成像***104的外边缘204(选较大者)测量***100的占据区122。在一实施例中，***100的占据区122为(例如)5.2米。
图2示出***100，其中NM成像***102和CT成像***104移动到轨110的内端126。检测器112以竖直配置定位于台体106的任一侧上且定位成向外远离台体106。在此位置，台体106可装配于检测器112之间且检测器112不能绕托盘108旋转。托盘108同样被示出处于完全延伸位置。
通过将NM成像***102移动到轨110的内端126和将CT成像***104移动最接近NM成像***102，诸如彼此在0.1米内，可使线138与148之间的CT扫描范围136最大。在一实施例中，CT扫描范围136可例如为1.6米。举例而言，患者可定位于托盘108上。待扫描的患者的一部分定位于CT成像***104内。线138指示在CT成像***104内形成扫描平面或如图1所示的FOV 176的位置。然后在CT成像***104获取图像数据的同时托盘108在箭头A方向被驱动。或者，托盘108可在箭头B方向中定位和驱动。在某些实施例中，当获取衰减数据时，与NM成像***102相比，CT成像***104可扫描患者更少部分。举例而言，CT成像***104可仅扫描NM辐射收集的预期高浓度区域以最小化患者对X射线的暴露。在其它实施例中，CT成像***104可获取在CT扫描范围136的一部分或整个CT扫描范围136的图像数据。
NM扫描范围116和CT扫描范围136具有重叠部分140。在重叠部分140中，托盘108和因此患者的解剖结构相对于台体106在相同位置用于NM获取和CT获取。因此，在重叠部分140内，由NM成像***102和CT成像***104所获取的数据集合内的相同位置，托盘108具有相同的下垂量。在重叠部分140内获取的任何图像数据可易于对齐，因为无需竖直对准。
在具有相对于彼此对准且彼此紧邻固定到地板上的多模态***的现有技术***中，扫描范围是连续的。台体的托盘必须足够长以线性地行进穿过这些扫描范围中的每一个。因此，距台体最远定位超过该***的额外空间需要能在患者移动穿过外部扫描范围时容纳托盘的延伸范围。相比而言，由于NM成像***102和CT成像***104可沿着轨110移动，相应扫描范围116和136可至少略微重叠且需要***102和104周围更少的空间。
检修区142提供场所供人员检修CT成像***104。检修区142可例如为1.1米，从CT成像***104的外边缘204到轨110的外端118所测量。因此，轨110的外端118可最接近壁定位，而无损该检修区142。
图3示出将NM成像***102和CT成像***104定位于轨110的相对端来允许检修机架114的后部和CT成像***104的前部。台体106的托盘108被示出处于完全收回的位置。NM成像***102最接近轨110的内端126定位，且CT成像***104最接近轨110的外端118定位。因此检修区156可提供于两个成像***102与104之间。在一实施例中，检修区156可(例如)为1.3米，如由线158和160所示。
应了解图2的检修区142和检修区156可不同，取决于成像***102和104中每一个的大小和轨110的长度。此外，NM扫描范围116和CT扫描范围136可不同，取决于成像***102和104的大小、轨110的长度以及托盘108的长度。举例而言，增加轨110的长度或托盘108的长度可增加NM扫描范围116和CT扫描范围136中的一个或两个。但是，将形成较大的占据区122。
图4和图5分别示出***100的顶视图和侧视图，台体106远离NM成像***102和CT成像***104旋转。NM成像***102和CT成像***104可定位于轨110上距台体106尽可能远。托盘108完全收回，或者并未远离台体106延伸。台体106可例如朝向轨110之一枢转或旋转诸如20度且因此不再与轨110对准。然后可用准直器交换车152接近检测器112。两个检测器112中的每一个具有安装到检测器112面上的准直器，且单个准直器交换车152保持两个准直器。不同的准直器交换车(未图示)可保持适合于不同类型的NM成像的不同准直器集合。而且，通过使台体106枢转，更多场所可用于检修检测器112和NM成像***102的机架114的前侧。
图6示出使用单独的担架或床154来利用NM成像***102使患者成像。台体106根据需要在轨110之一的方向中枢转，诸如枢转50度或更多，且可枢转高达90度。检测器112旋转使得准直器向下朝向床154。因此，可使患者(未图示)成像，而无须移动患者到托盘108上。
图7示出通用(GP)配置170的实例，其中NM成像***102被固定到房间地板上。如图所示，未安装CT成像***。台体106可例如为2.6米且配置170的占据区172可为5米，当托盘108完全延伸时，从台体106的外端120到患者108的外端162测量。指示两米的NM扫描范围206。如果CT或其它成像***安装到地板上且整合到配置170内，托盘108将需要具有延伸的长度以提供如先前所讨论的所需CT扫描范围。因此，容纳组合的***所需的场所将随着占据区172增加而增加。
图8示出具有NM成像***102和CT成像***182的多模态成像***180。与图1的CT成像***104不同，CT成像***182并非具有详细分辨率的全面诊断CT***。替代地，这种CT成像***182是主要用于NM图像数据的衰减校正、自动对齐和较低分辨率成像的较低成本的***。举例而言，CT成像***182可具有大约200瓦功率的X射线管(未图示)。所需冷却比CT成像***104少很多，且X射线管旋转更缓慢，诸如大约5至10rpm。因此，CT成像***182可比CT成像***104小很多。在一实施例中，CT成像***182可不具有专用机架，而是可替代地安装到NM成像***102的机架114上且绕机架114旋转。
NM成像***102的定子134安装于一个或多个轨184上或者用于移动该***180的输送器上。轨184的长度可比轨110更短，因为CT成像***182更小。CT成像***182向外远离轨184延伸且并不连接到轨184。替代地，CT成像***182安装到定子134、机架114和/或成像***102的其它构件上。CT成像***182充当检测器112的重量的平衡件。在一实施例中，图7的GP配置170可被修改或改造成具有CT成像***182和轨184而不会产生更大的占据区172。
CT成像***182被配置成使得可在后端186附近进行检修。因此，无需使NM成像***102和CT成像***182分开以进行检修。***180具有与图7的GP配置170的占据区172相同的占据区208。
当***180移动到最接近轨184的外端188时，可在驱动托盘108在诸如箭头A的方向穿过FOV 174时在从线192延伸到线194的NM扫描范围190内扫描患者。仅举例说明，NM扫描范围190可为两米，或者与***100的NM扫描范围116相同。视情况，可使用托盘支承件124。
图9示出将***180移动到轨184的内端196以使CT扫描范围198从线200延伸到线202。线200指示CT成像***182内形成扫描平面或FOV的位置。NM扫描范围190和CT扫描范围198具有重叠部分210，其中托盘108和因此患者解剖结构在距台体106相同的位置或距离用于两种获取。因此，对于两个图像数据集合，托盘108所经历的任何下垂将相同。
在另一实施例中，参看***100和180，当沿着轨来移动成像***中的一个或两个时获取图像数据，同时保持托盘108固定或使托盘108在相反方向移动。
图10示出***180，其台体106朝向轨184之一旋转。示出两个轨184。类似于图4，形成空间供准直器交换车212接近。台体106还可进一步旋转使得可如图6所讨论使用外部床(未图示)。
至少一个实施例的技术效果是缩短多模态成像***的占据区，同时提供所需扫描范围的能力。因此，在标准大小场所中使用标准长度托盘的同时可增加多模态成像***的有效扫描范围。成像***安装于至少一个轨或输送器上且沿着轨在相对于台体的位置彼此靠近定位。位置取决于哪个成像***获取图像数据。在获取图像数据时驱动托盘穿过两个成像***。因此，在较小场所或空间中可容纳多于一种模态。两个成像***的扫描范围具有重叠部分，因此，当托盘延伸时托盘所经历的任何下垂在两个扫描范围中在患者的相同解剖位置发生，显著地改进了两个图像之间的对齐。
应了解上文的描述预期是说明性的而不是限制性的。举例而言，上述实施例(和/或其方面)可彼此组合地使用。此外，可做出许多修改以在不偏离本发明的本质范围的情况下使特定情形或材料适应本发明的教导内容。虽然本文所述的材料的尺寸和类型预期限定本发明的参数，它们绝无限制意义且为示范性实施例。通过阅读上文的描述，本发明的许多其它实施例将对于本领域技术人员显然。因此，应参考所附权利要求以及所附权利要求授权的等效物的范围来确定本发明的范围。在所附权利要求书中，术语“包括”和“在其中”用作相应词语“包含”和“其特征在于”的纯英语同义词。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，且预期并不对其物体施加任何数值限制。另外，下文的权利要求的限制并未以装置加功能格式书写且预期不基于35 U.S.C.§112，第六段来理解，除非这种权利要求限制明确地使用后面为功能描述而无进一步的结构的“装置”。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳实施方式，且也能使本领域技术人员实践本发明，包括做出和使用任何装置或***和执行任何合并的方法。专利保护范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想到的这些修改和其它实例。如果其它实例具有与权利要求书的字面语言并无不同的结构元件或者如果其它实例包括与权利要求书的字面语言并无实质不同的等效结构元件，其它实例预期在权利要求书的保护范围内。

Claims (19)

1.一种多模态成像***，包括：
第一成像***；
第二成像***，其不同于第一成像***，所述第一成像***和所述第二成像***具有不同类型检测器；
至少一个轨，所述第一成像***和第二成像***滑动地安装到所述至少一个轨上；
台体，其包括可移动的托盘，所述可移动的托盘被配置成当所述第一成像***与第二成像***沿着所述至少一个轨的一个位置彼此最接近定位时，延伸穿过所述第一成像***的扫描范围，所述托盘还被配置成当所述第一成像***和第二成像***沿着所述至少一个轨的不同位置彼此最接近定位时，延伸穿过所述第二成像***的扫描范围，所述扫描范围的至少一部分彼此重叠，图像在重叠的扫描范围在距台体相同距离处获取，以及
托盘支承件（124），设置在第一成像***和第二成像***之间。
2.根据权利要求1所述的***，其中所述第一成像***与第二成像***是下列成像***之一：核医学(NM)成像***、计算机断层摄影(CT)成像***、正电子发射断层摄影(PET)成像***、X射线成像***和磁共振成像(MRI)***。
3.根据权利要求1所述的***，其中所述第一成像***和第二成像***都被配置为滑动地安装到所述至少一个轨上。
4.根据权利要求1所述的***，其中所述第一成像***包括定子，所述定子被配置成滑动地安装到所述至少一个轨上，且其中所述第二成像***被配置成安装到所述第一成像***上。
5.根据权利要求1所述的***，其中所述第一成像***被配置成在所述至少一个轨上比所述第二成像***更靠近所述台体，其中当所述第一成像***获取图像数据时，所述第一成像***和第二成像***相对于所述台体定位于所述至少一个轨的外端，且其中当所述第二成像***获取图像数据时，所述第一成像***和第二成像***相对于所述台体定位于所述至少一个轨的内端。
6.根据权利要求1所述的***，其中所述第一成像***滑动地安装于所述至少一个轨上且所述第二成像***安装于所述第一成像***上，所述第一成像***与第二成像***沿着所述至少一个轨一起移动。
7.根据权利要求1所述的***，其中所述台体被配置成与所述至少一个轨对准，所述台体还被配置成能远离所述至少一个轨旋转。
8.根据权利要求1所述的***，其还包括至少一个电机，所述电机被配置成沿着所述至少一个轨驱动所述第一成像***与所述第二成像***中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的***，其中所述扫描范围是基于所述至少一个轨的长度和所述托盘的长度。
10.一种使用多模态成像***的方法，其包括：
使第一成像***和第二成像***沿着至少一个轨在相对于台体的位置彼此最接近定位，所述台体具有托盘和托盘支承件（124），所述托盘被配置成延伸穿过所述第一成像***和第二成像***，托盘支承件（124）设置在第一成像***和第二成像***之间；
利用所述第一成像***获取图像数据；
使所述第一成像***和第二成像***沿着所述至少一个轨在更靠近所述台体的不同位置彼此最接近定位；以及
利用所述第二成像***获取图像数据，其中由所述第一成像***和第二成像***中每一个所获取的图像数据的至少一部分在所述第一成像***和所述第二成像***的重叠区域在距所述台体相同距离处获取。
11. 根据权利要求10所述的方法，其还包括：
在利用所述第一成像***获取所述图像数据时，驱动所述托盘穿过扫描范围的至少一部分；以及
在利用所述第二成像***获取所述图像数据时，驱动所述托盘穿过扫描范围的至少一部分，所述扫描范围的至少一部分彼此重叠。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一成像***获取NM图像数据，且所述第二成像***获取CT图像数据和CT衰减数据中的至少一个。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述定位还包括将所述第一成像***和第二成像***单独地驱动就位。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述定位还包括将所述第一成像***和第二成像***驱动到彼此预定的距离内。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一成像***滑动地安装于所述至少一个轨上，且所述第二成像***安装于所述第一成像***上，所述定位还包括同时驱动所述第一成像***与第二成像***。
16. 根据权利要求10所述的方法，其还包括：
检测所述第一成像***和第二成像***中的至少一个沿着所述至少一个轨的位置；以及
将所述第一成像***和第二成像***中的所述至少一个驱动到沿着所述至少一个轨的预定位置。
17. 根据权利要求10所述的方法，其还包括：
通过将所述成像***中的每一个定位于所述至少一个轨的相对端而使所述第一成像***与第二成像***彼此分开；以及
在使它们彼此分开之后检修所述成像***中的至少一个。
18.一种多模态成像***，，其包括：
第一成像***；
第二成像***，其不同于第一成像***，所述第二成像***安装到所述第一成像***；以及
至少一个轨，第一成像***滑动地安装到所述至少一个轨上，
所述第二成像***不连接到所述至少一个轨；
还包括台体，台体包括可移动的托盘，所述可移动的托盘被配置成当所述第一成像***定位于沿着所述至少一个轨的一个位置时，延伸穿过所述第一成像***的扫描范围，所述托盘还被配置成当所述第一成像***定位于沿着所述至少一个轨的不同位置时，延伸穿过所述第二成像***的扫描范围，所述扫描范围的至少一部分彼此重叠；以及托盘支承件（124），设置在第一成像***和第二成像***之间。
19.根据权利要求18所述的***，其中所述第一成像***是NM成像***且所述第二成像***是低分辨率CT成像***。
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