专利名称：使用波束整形装置中的可移动边缘进行焦斑尺寸测量的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及x射线成像领域。具体而言，本发明涉及一种方法， 用于确定X射线管的焦斑(focal spot)的空间分布，所述焦斑是由电子碰 撞到X射线管阳极表面上而产生的。
本发明还涉及一种数据处理装置和一种医学X射线成像装置，用于确 定X射线管的焦斑的空间分布。
而且，本发明涉及一种计算机可读介质和一种程序单元，其具有指令， 用于执行上述用于确定X射线管的焦斑的空间分布的方法。
背景技术：
X射线管的焦斑的形状和尺寸是X射线成像的重要参数。模糊的焦斑 导致借助于源自放大的焦斑面积的X射线所记录的X射线图像不清楚。因
此，为了提供高质量的x射线图像，对焦斑尺寸的认知对于估计x射线系
统的质量而言是重要的。
存在许多方法来确定X射线管的焦斑形状。大多数方法在距X射线目
标指定距离处使用针孔，以便将放大的焦点图像投射在探测器上或一张胶
片上。这种针孔方法常常用作x射线管的性能指示。
用于确定焦斑面积的另一种方法是将所谓的星爆式(star-burst)图案用 作在距管某个距离处的对象。该星爆式图案包括多个具有强X射线吸收性 的圆扇区，其以对称方式排列在圆内。由于当靠近圆中心时在两个相邻扇 区之间的空间距离减小，因此由距中心的径向距离来给出X射线成像系统 的空间分辨率，在此径向距离上仍然可以在光学上分辨亮暗扇区。在星爆 图像内发生倒相的频率处的空间频率的倒数提供了在星爆的特定角度位置 处焦点模糊的有效宽度。可以在监视器上测量这个宽度，并且可以借助于 适当的缩放来确定焦斑的实际尺寸。
公开的"Generalizing the MTF and DQE to include a X-ray scatter andfocal spot unsharpness: Application to a new microangiographic system, Iacovos S. Kyprianou等人，Med. Phys. 32 (2) ， 2005年2月，Am. Assoc. Phys. Med" 公开了使用边缘响应来确定焦斑的尺寸。由此，使用调制传递函数(MTF) 来确定X射线图像的空间频率，其允许在频域中确定焦点模糊。
DE 101 395 OO公开了一种用于确定在X射线管内的焦斑的位置的方 法。该方法使用位于X射线源外壳中的测试吸收器，可以将该测试吸收器 设置到可以针对焦斑的进行可重现测量的位置上。该测试吸收器包括X射 线吸收结构，可以将该结构视为X射线接收器上的X射线图案。以复杂的 图像处理方法来实施对焦斑位置的确定。
EP 1 369 084 Al公开了一种边缘模型，用于评价辐射图像记录和探测 系统的清晰度响应。由辐射源对该边缘模型发射辐射，以产生辐射图像， 并且其中，对由该系统记录并探测的辐射图像进行评价。该边缘模型的设 计规定了该模型的弯曲的侧面包含多条直线，每一直线都包括辐射源的焦 点。所公开的模型的不利之处在于，由于复杂的表面结构，模型的制造是 相当复杂的。
会需要提供一种用于确定X射线管的焦斑的大小的方法，该方法无需 以复杂方式构成的模型，且该方法包括比较快速和容易的图像处理。
发明内容
可以由根据独立权利要求的主题来满足这个需要。由从属权利要求来 说明本发明的各个有利实施例。
根据本发明的第一方面，提供了一种方法，用于确定X射线管的焦斑
的空间尺寸，该焦斑是由电子碰撞到x射线管的阳极表面上而产生的。所
提供的方法包括以下步骤(a)产生源自焦斑的X射线束，(b)将衰减X 射线的边缘装置移动到X射线束中的预定位置，(c)借助于具有空间分辨 率的X射线探测器，基于该边缘装置的遮盖效果(shadowing effect)来测 量边缘响应函数，以及(d)分析边缘响应函数。由此，将边缘装置设置于 X射线波束整形装置内，该波束整形装置与X射线管相关联。
本发明的这个方面是基于这样的观念可以通过使用波束整形装置来 执行所述方法，所述波束整形装置无论如何都存在于通常公知的X射线成
6像系统中。这可以提供以下优点即，可以在无需对当前可利用的X射线 成像系统进行较大修改的情况下，执行用于确定焦斑空间尺寸的所述焦斑 大小测量方法。
所述衰减X射线的边缘可以是任何吸收性物体，其优选地具有尖锐的 边缘。当将边缘装置放置在X射线束内时，有限大小的焦斑将优选地具有 强吸收性的边缘装置的阴影图像投射到X射线探测器上。具有空间分辨能
力的x射线探测器会测量x射线强度的过渡区域。由此，会观察到从最深
的阴影经由半影区到X射线完全照射区域的过渡。该过渡区域包含与焦斑
大小有关的信息。
通过将边缘装置沿不同方向定向(这些方向优选地垂直于X射线束的
光轴)，还可以通过评价不同过渡区域的路线来提取与焦斑的具体形状有关 的信息。因此，所述方法不仅允许确定焦斑的总大小，所述方法还允许提 取沿着垂直于边缘装置的方向的焦斑大小信息。这意味着当多次执行所述 方法(其中，顺序地改变边缘装置的方向)时，可以沿着不同方向测量焦 斑的扩展。这就允许特别准确地确定焦斑的二维延长。
边缘装置位于波束整形器中的有利之处在于以下事实g卩，边缘装置
可以位于靠近x射线管处。其效果在于，实现了相对高的边缘响应放大率。
这进而又具有以下优点几乎完全由焦斑形状确定边缘响应，而所谓的探 测器预采样扩展函数(其实际上表示了采样孔径)的影响几乎可以忽略。 因此，即使是焦斑形状中的非常小的变化也可以探测到。换句话说，靠近 焦斑的边缘装置几乎完全用完了焦斑响应，而对于探测器响应的使用则达 到可忽略的程度或可更正程度。
根据本发明的一个实施例，X射线探测器是二维探测器。这可以提供 以下优点所述焦斑大小测量方法可以应用于包含X射线管和任何平板X 射线探测器的各种不同的X射线成像系统。通过与使用X射线图像增强器
的x射线探测装置进行对比，平板X射线探测器包括二维光电二极管阵列，
以x射线敏感层覆盖该阵列。由此，该x射线敏感层将x射线光子转换为
光，该光具有适当的能量范围，以便可以由二极管探测到该光。然而，还
可以使用X射线探测器来提供从X射线光子到电荷载流子的直接转换，电
荷载流子可以由电子传感器阵列来探测。
7x射线探测器可以与x射线成像采用相同的探测器，因此，x射线探
测器可以包括多个探测器像素单元，其提供了探测器的空间分辨率。
此外，可以将边缘响应函数记录为边缘装置造成的多个不同边缘响应 的平均值，从而不同的边缘响应对应于多条彼此之间沿着平行于边缘的方 向存在偏移的像素线。
必须提及的是，所述方法不仅是可以应用于二维x射线成像系统。由
于X射线图像的清晰度对于计算机断层摄影(CT)系统也是重要的参数， 因此焦斑大小测量方法对于CT所用的X射线管也是非常有用的。当然， 用于C臂系统的X射线管也可以针对焦斑大小进行校准。
根据本发明进一步的实施例，测量边缘响应函数的步骤包括通过累 积X射线探测器的至少多个像素单元的信号，来记录碰撞到这些像素单元 上的X射线的总强度。分别对这些探测器信号进行累积求和可以提供以下 优点由于增加了光子统计量，相当大地减小了边缘响应函数的噪声。
根据本发明进一步的实施例，该方法还包括计算脉冲响应函数，其表 示边缘响应函数的导数。这可以提供以下优点不是直接分析边缘响应函
数，而是可以评估更结构化的函数，以便准确地确定焦斑大小。因此，可
以实1L更准确的焦斑大小确定。
根据本发明进一步的实施例，该方法还包括计算调制传递函数，其表
示脉冲响应函数的傅立叶变换。调制传递函数(MTF)允许非常准确地确 定焦斑大小。由此，MTF的第一过零点通常是焦斑大小的可靠表示。在这 一点上，必须提及当使用MTF时，整个X射线系统的对比度应设置为线性 模式，而不应为例如对数标度，因为MTF仅是在线性信号范围中定义的。
优选地，所计算的调制传递函数表示脉冲响应函数的傅立叶变换的绝 对值。这使得MTF的处理和评估变得相当容易。
根据本发明进一步的实施例，该方法还包括(a)再次将所述衰减X 射线的边缘装置移动到X射线束中的另一预定位置，(b)借助于X射线探 测器测量另一边缘响应。其优点在于可以在X射线束内的多个不同位置 测量边缘响应。这使得对平均边缘响应的分析准确得多，从而还可以识别 在焦斑大小中非常小的变化。
根据本发明进一步的实施例，波束整形装置适于在横向上限制X射线
8束的尺寸。其优点在于，可以在用于对由x射线管发出的x辐射进行空间
整形的装置内实现该边缘装置。这个装置存在于几乎任何类型的X射线成
像系统中，以便在空间上约束x辐射束的横向尺度。波束整形装置通常包
括窗孔系统，其中，提供了光栏(diaphragm)或可移动隔板系统，以便对 辐射波束的横截面进行整形。在医学X射线成像系统的情况下，分别约束 X射线束大小的这个空间整形装置用于有效地将X射线照射限制在患者的 要接受X放射剂量的规定区域。
根据本发明进一步的实施例，波束整形装置适于修改从X射线管发出 的X射线束的波谱分布。通常，将这个波谱波束整形装置用于消除或至少 减小在整个X射线能量分布的较低能量范围内的X射线光子数量。尤其是 在医学X射线成像中，这种低能量光子不影响或仅微弱地影响X射线成像， 而它们对患者所被照射的总辐射剂量具有相当大的影响。因此，这些低能 量光子的消除使得整个X射线成像更有效。
可以通过将基于波谱的滤波器元件插入X射线束中，来实施波谱波束 整形。这个滤波器元件通常是例如由铜和/或铝制成的金属板。这种铜板的 厚度通常在0.1mm到lmm范围之间。为了在机械上固定这个薄铜板，可以 将铜板贴附到具有例如lmm厚度的铝板上。当然，还可以由铜/铝合金来制 造这个板。此外，这个板还可以具有不同的厚度或包括具有不同厚度的层。
根据本发明进一步的实施例，所述边缘装置是波谱滤波器元件。这意 味着滤波器元件适于修改从X射线管发出的X射线束的波谱分布。如上所 述，这个滤波器元件可以是例如由铜和/或铝制造的金属板。
必须指出，几乎lmm厚的铜板代表了X辐射的相当强的吸收器，尤其 是在使用低加速电压将电子碰撞到阳极表面上的情况下。在40到60kV数 量级的低加速电压具有以下优点通常用于修改X射线的波谱分布的典型 滤波器元件，可以用作具有尖锐边缘的具有强吸收性的滤波器元件。因此， 可以用公知的波束整形装置执行所述方法，而不必进行必需的任何机械修 改。根据滤波器的X射线衰减特性，当执行用于确定焦斑的空间分布的所 述方法时，可以暂时减小X射线管的加速电压。在这一点上，必须提及焦 斑的形状和/或尺寸通常并非强烈地依赖于加速电压，从而使得所测量的焦 斑尺寸对于在X射线管正常操作期间所使用的较高加速电压在良好逼近的
9情况下也是有效的。
优选地，波谱X射线滤波器元件插入或放在固定器上。此类固定器通
常用于波束整形装置中，并且适于接受或容纳波谱滤波器元件。 根据本发明进一步的实施例，将边缘装置容纳或连接到转动架。其优
点在于，边缘装置到X射线束内的至少一个预定位置的移动可以通过转动 架围绕旋转轴的简单机械转动来完成，该旋转轴相对于X射线束的光轴存
在偏移。与线性移动相比，从机械的观点来看，可以以容易得多的方式实 现旋转移动。
必须指出，根据边缘装置相对于x-y坐标系的方向，可以确定沿不同方 向的焦斑大小。具体而言，如果将边缘相对于x轴定向为约45。角，就确 定了在x方向与y方向之间的平均响应。换句话说，45°的倾斜角允许确 定一个边缘响应函数，其表示在沿x轴的第一边缘响应函数与沿y轴的第 二边缘响应函数之间的平均值。优选地，相对于探测器的方向来定义这些 轴。
必须提及，当然可以通过简单地将由故意倾斜的边缘所获得的图像旋 转回去来改变边缘响应函数的坐标基础。当然，可以借助于软件来执行旋 转，从而可以执行与边缘装置的边缘相平行的信号累积，以便提高边缘响 应函数的信噪比。
根据本发明进一步的实施例，边缘装置包括第一边缘和第二边缘，其 中第一边缘的方向相对于第二边缘倾斜。如果可利用适当的定位系统来将 边缘装置移动到至少两个不同的预定位置处以便提供不同边缘的方向，其 就具有以下优点可以沿着这两个不同方向独立地测量焦斑尺寸。
优选地，第一边缘和第二边缘的方向彼此垂直。这可以提供以下优点 可以为x方向和y方向确定各自的边缘响应函数。当然，这需要一个定位 系统，该定位系统允许对沿x方向延伸的边缘沿着y方向以及沿y方向延 伸的边缘沿着x方向分别进行定位。
必须提及，如果在转动架中可以获得独立的位置，就可以自由地选择 边缘材料。由此，诸如钩之类的具有强X射线吸收性的材料会是适当的。
根据本发明进一步的方面，提供了一种数据处理装置，用于确定X射 线管的焦斑的空间尺寸。该数据处理装置包括(a)数据处理器，其适于执行上述方法的各个示范性实施例，以及(b)存储器，其用于存储至少一 个所记录的边缘响应函数。
根据本发明进一步的方面，提供了一种医学X射线成像设备。该医学 X射线成像设备例如可以是计算机断层摄影扫描器或C臂系统。该医学X
射线成像设备包括上述的数据处理装置。
根据本发明进一步的方面，提供了一种计算机可读介质，在其上存储
了计算机程序，用于确定x射线管的焦斑的空间尺寸。该计算机程序当由
数据处理器执行时，适于执行上述方法的各个示范性实施例。
根据本发明进一步的方面，提供了一种程序单元，用于确定x射线管
的焦斑的空间尺寸。该程序单元当由数据处理器执行时，适于执行上述方 法的各个示范性实施例。
该计算机程序单元可以实现为采用诸如例如JAVA， 0++之类的任何适 合编程语言的计算机可读指令代码，并且可以存储在计算机可读介质上(可 移动盘片、易失性或非易失性存储器、嵌入式存储器/处理器等)。所述指令 代码用于对计算机或其它可编程装置进行编程，以执行预期的功能。可以 从网络获得所述计算机程序，例如环球网，可以从其下载所述计算机程序。
必须注意，已经参考不同主题说明了本发明的各个实施例。具体而言， 参考方法类型的权利要求说明了一些实施例，而参考设备类型的权利要求 说明了其它实施例。然而，除非另有指明，除了属于一类主题的特征的任 何组合之外，本领域技术人员会从以上及以下的说明中推断出将涉及不同 主题的特征之间的任何组合，尤其是方法类型的权利要求的特征与设备类 型的权利要求的特征之间的任意组合，认为已经由本申请所公开。
根据下文所述的实施例的实例，本发明以上定义的各个方面以及及更 多方面是显而易见的，并参考实施例的实例加以解释。参考实施例的实例， 在下文中会更详细的说明本发明，但本发明不限于此。
图la显示了当执行根据本发明的一个实施例的方法时，医学X射线成 像设备的示意图。
图lb显示了用于确定X射线管的焦斑大小的边缘响应函数的三维表示
ii图。
图2a显示了描绘多个边缘响应函数的曲线图。
图2b显示了描绘图2a所示的多个边缘响应函数的脉冲响应函数的曲 线图。
图2c显示了从图2b所示的脉冲响应函数获得的调制传递函数。 图3a显示了故意倾斜的边缘的X射线图像。
图3b显示了图3a示出的X射线图像，该X射线图像已经向回旋转了 45° 。
图4显示了波束整形装置的一部分，其配备了波谱滤波器元件，该元 件具有可移动的边缘，用于记录边缘响应函数。
图5显示了一个边缘装置，其具有两个边缘，用于记录沿着不同方向 的两个边缘响应函数。
图6显示了一个数据处理装置，其适于执行对焦斑大小的确定。
附图中的图示说明是示意性的。注意在不同附图中，为相似或相同的 元素提供了相同的参考标记，或者仅在第一个数字上与相应参考标记不同 的参考标记。
具体实施例方式
图la显示了医学X射线成像设备100的示意图。医学X射线成像设备 100包括X射线管105，具有阳极110。阳极110可转动地支撑在旋转轴115 内。电子束从电子源(未示出)射出，由此电子碰撞到焦斑112内的阳极 的表面lll上。由于电子束的有限聚焦，焦斑112具有空间放大。
X射线束117源自焦斑112，并沿光轴118投射。在医学X射线成像设 备100的正常操作期间，X射线束117至少部分地穿透受检查的对象(未 示出)，平板X射线探测器130接收表示二维X射线衰减分布的图像。在 该背景下，明显的是，焦斑112的大小越大，整个成像设备100的不清晰 度越大。
为了确定焦斑112的大小，将具有尖锐边缘121的具有强X射线吸收 性的边缘装置120设置在X射线束117内沿着由箭头125所示的移动方向 上的预定位置处。在该固定位置处，有限大小的焦斑将该吸收性的边缘装
12置120的阴影图像投射到平板探测器130上。由于焦斑112的有限大小， 边缘121的图像被擦拭，以致于在探测器130的X射线敏感表面上产生边 缘121的模糊图像131。模糊图像131的大小不仅取决于焦斑112的大小， 模糊图像131的大小还强烈地依赖于放大系数，该放大系数由距离12与距 离11之间的比率来规定。由此，距离12对应于在边缘121与探测器130 之间的距离。距离11是在焦斑112与边缘121之间的距离。
当将边缘装置120设置在X射线束117中时，测量碰撞到探测器130 上的X射线强度I的分布。由此，记录了具有过渡区域的边缘响应分布140。 由此，将强度I记录为固定X射线探测器130的探测器元件的x位置的函 数。边缘响应分布140在图lb中示出。该过渡区域的形状包含与由焦斑112 的大小所造成的模糊有关的信息。
图2a显示了描绘边缘响应函数的曲线图，其将强度I描绘为固定X射 线探测器的探测器元件的x位置的函数。至少执行三次测量，从而记录第 一边缘响应函数241a、第二边缘响应函数241b和第三边缘响应函数241c。 可以对这三个边缘响应函数241a、 241b、 241c求平均，以产生未描绘出的 平均边缘响应函数，其与初始的边缘响应函数相比，包含了显著减小的静 态噪声。因此，可以提高焦斑模糊测量的准确性。
图2b显示了描绘脉冲函数的曲线图，这些脉冲函数是通过对各自的边 缘响应函数求微分而从图2a所示的边缘响应函数获得的。因此获得了第一 脉冲响应函数246a，第二脉冲响应函数246b和第三脉冲边缘响应函数246c。 再一次，为了提高焦斑模糊测量方法的准确性，可以使用平均脉冲响应函 数进行进一步的处理。
图2c显示了描绘调制传递函数(MTF)的曲线图，这些调制传递函数 可以从图2b所示脉冲响应函数通过傅立叶变换获得。由此，获得了第一调 制响应函数251a、第二调制响应函数251b和第三调制响应函数。图2c中 没有见到第三调制响应函数，因为它恰好位于调制响应函数251a和251b 的曲线的下面。MTF将图像平面的对比度描述为每毫米中直线对数量的函 数。因此，MTF是对于空间分辨率的直接测量，如上所述，其主要取决于 焦斑的大小。这意味着因此可以容易且准确地确定焦斑沿着x轴的延伸。
图3a显示了在边缘装置的预定位置上所获得的X射线图像360。边缘装置的边缘相对于x-y坐标系倾斜了约45°角。由此，边缘装置覆盖了表 示X射线图像右上部分的X射线探测器部分，以致于没有或仅有很少的X 辐射碰撞到探测器上。与此相对照，表示X射线图像360的左下部分的X 射线探测器部分没有被边缘装置所覆盖。因此，这部分X射线图像360显 得很暗。故意倾斜的边缘导致确定了在x方向和y方向之间的平均边缘相 应。
图3b显示了进一步的X射线图像361。该图像对应于图像360，但已 经借助于已知的图像处理算法旋转了45。。
图4显示了以波束整形装置470的部件，其用于操作垂直透射到绘制 平面上的X射线束。首先，波束整形装置470用于对X射线束进行空间整 形。由此，设置了可移动隔板(未示出)，以便在横向上限制放射波束的横 截面。在医学X射线成像的情况下，波束整形装置用于有效地将X射线照 射限制在受检査患者的要接受X放射线剂量的规定区域上。其次，波束整 形装置470用于消除或至少减小在整个X射线能量分布的较低能量范围内 的X射线光子的数量。尤其在医学X射线成像中，这些低能量光子的消除 使得整个X射线成像更有效，因为这种低能量光子通常不影响或者仅微弱 影响X射线成像。
为了提供对X射线束的各种波谱操作，波束整形装置470配备了各种 波谱滤波器元件第一滤波器元件481、第二个滤波器元件482和第三滤波 器元件483。将滤波器元件481、 482和483容纳在转动架475内。转动架 475可在外壳471内旋转。转动架475可以围绕旋转轴475a旋转。提供了 包括齿轮的驱动装置477，以便驱动转动架475的旋转运动。因此，在转动 架475的外圆周设置齿圈476，其与齿轮477的齿圈啮合。
通过选择性的将滤波器元件481、 482和483中的一个插入到X射线束 中来执行波谱波束整形，X射线束从波束出口 472射出。滤波器元件481、 482和483是由铜和铝的组合物制成的金属板。板上铝层的厚度是lmm。 分别用于滤波器元件481、滤波器元件482和滤波器元件483的铜层的厚度 是O.lmm， 0.4mm和0.9mm。当然，根据具体应用，板厚度的值也可以不 同。
在波束整形装置470的正常使用中，将滤波器元件481、 482和483设
14置为使得它们完全覆盖由备用遮光器所对着的窗孔472。为了确定焦斑大 小，将具有最强吸收性的滤波器元件483的边缘485旋转到中心位置。通 过读出轴编码器来控制这个角度位置，该编码器耦接到转动架475。因此， 可以以可再现方式重复地调整这个位置。
为了能够执行如上所述的用于确定焦斑大小的方法，转动架475的一 个开口 478没有被滤波器元件占用。此外，开口 478延伸到滤波器元件483， 使得滤波器元件483的边缘485可以用于执行所述方法。由此，将边缘485 移动到X射线束内的预定位置，以便可以记录边缘响应函数。以上已经详 细说明了边缘响应函数的重要性。边缘响应函数用于计算脉冲响应函数， 脉冲响应函数进而又是调制传递函数(MTF)的计算基础，通过应用已知 的傅立叶变换算法并取傅立叶变换的绝对值，可以从脉冲响应函数获得调 制传递函数(MTF)。同样如上所述，MTF对于X射线束所源自的焦斑大 小非常有意义。
与将针孔用作投影装置并随后使用脉冲响应的傅立叶变换的己知方法 相比，所述方法对于投影装置相对于光轴的准确放置和对准并不敏感。因 此，用于确定焦斑大小的所述方法具有以下优点可以执行该方法，以便 监测X射线成像系统的随时间的性能，作为一个恒定性测试。如果由于任 何原因使得X射线管的焦斑在操作期间改变，则这允许容易进行识别。为 了执行对焦斑大小的可靠监测，必须经常执行所述方法。
在波束整形装置479内设置代表边缘装置的滤波器元件483的优点是
不需要特定硬件来执行所述焦斑大小的确定。因此，可以仅借助于软件修 改在标准X射线成像系统中实现焦斑大小的确定。为边缘装置使用滤波器 元件483的进一步的优点是以下事实通常将滤波器元件483靠近X射线 管布置。这意味着在边缘485与焦斑之间的距离比在边缘485与X射线探 测器之间的距离小得多。其优点在于，实现了用于记录边缘响应函数的高 放大系数，这允许对焦斑大小的准确确定。
在这一点上必须提及，用于确定焦斑大小的方法当然也可以通过将边 缘平移运动到波束内的预定位置来实现。
图5显示了边缘装置520的一个实例，其具有两个边缘，第一边缘585a 和第二边缘585b。第一边缘585a的方向平行于x轴，第二边缘585b的方
15向平行于y轴。通过将边缘装置520设置为使得第二边缘585b位于X射线 束517内，可以测量沿x轴的边缘响应函数。通过将边缘装置520设置为 使第一边缘585a位于X射线束517内，可以测量沿y轴的边缘响应函数。 如果可以利用适当的定位系统来移动边缘装置520，就可以沿着x-和y-方 向分别确定焦斑大小。
图6显示了数据处理装置6卯，其适于控制X射线成像系统，以便执 行用于确定X射线管的焦斑大小的空间尺寸的上述方法。数据处理装置6卯 包括中央处理单元(CPU) 691。 CPU 691连接到存储器692，其用于暂时 存储所采集的X射线数据，并存储至少一个边缘响应函数。经由总线系统 695， CPU 691连接到多个输入/输出网络或诊断装置，例如荧光镜X射线 成像系统、计算机断层摄影(CT)扫描器或C臂系统。而且，CPU 691连 接到显示装置693，例如计算机监视器，其用于显示与确定的焦斑大小和/ 或形状有关的信息。操作者或用户可以通过键盘694和/或任何其它输出装 置(没有在图6中示出)与CPU691交互。
应注意，术语"包括"不排除其它单元或步骤，"一"不排除多个。此 外，与不同实施例相关联描述的单元可合并。还应注意，权利要求中的参 考标记不应解释为限制权利要求的范围。
为了概括本发明的上述实施例，可以阐述为-
描述了一种方法，用于测量X射线系统100中的清晰度。所述测量是 基于公知的边缘响应。将代表投影装置的边缘装置120置于波束整形装置 470内。由于较高的几何放大系数，边缘响应函数241a还有脉冲响应函数 246a和调制传递函数251a会主要取决于焦斑112的大小，而不是用于接收 横向穿过边缘装置120的X辐射117的探测器130的预采样扩展函数。
参考标记列表
100 医学X射线成像设备 105 X射线管
110 阳极
111 阳极表面
112 焦斑115旋转轴
117X射线束
118光轴
120边缘装置/滤波器元件
121边缘
125移动方向
130平板X射线探测器
131边缘121的模糊图像
140边缘响应分布
11焦斑-边缘的距离
12边缘-探测器的距离
I强度
241a第一边缘响应函数
241b第二边缘响应函数
241c第三边缘响应函数
246a第一脉冲响应函数
246b第二脉冲响应函数
246c第三脉冲响应函数
251a第一调制传递函数
251b第一调制传递函数
360由故意倾斜的边缘获得的x射线图l
361旋转的X射线图像360
470波束整形装置
471夕卜壳
472波束出口/窗孔
475转动架
475a旋转轴
476齿圈
477驱动/齿轮
478开口481 第一滤波器元件
482 第二滤波器元件
483 第三滤波器元件 485 边缘
517 X射线束
520 边缘装置
585a 第一边缘
585b 第二边缘
690 数据处理装置
691 中央处理单元
692 存储器
693 显示装置
694 键盘
695 总线系统
18
权利要求
1、一种方法，用于确定X射线管(105)的焦斑(112)的空间尺寸，该焦斑是通过电子碰撞到所述X射线管(105)的阳极(110)的表面(111)上而产生的，所述方法包括以下步骤产生源自所述焦斑(112)的X射线束(117)，将衰减X射线的边缘装置(120)移动到所述X射线束(117)中的预定位置，借助于具有空间分辨率的X射线探测器(130)，基于所述边缘装置(120)的遮盖效果来测量边缘响应函数(241a)，并且分析所述边缘响应函数(241a)，其中，将所述边缘装置(120)设置在X射线波束整形装置(470)内，该波束整形装置(470)与所述X射线管(105)相关联。
2、 如权利要求l所述的方法，其中， 所述X射线探测器是二维探测器(130)。
3、 如权利要求2所述的方法，其中， 所述测量边缘响应函数(241a)的步骤包括通过累积所述X射线探测器的至少多个像素单元的信号，记录碰撞到 这些像素单元上的X射线(117)的总强度。
4、 如权利要求3所述的方法，还包括计算脉冲响应函数(246a),其表示所述边缘响应函数(241a)的导数。
5、 如权利要求4所述的方法，还包括计算调制传递函数(251a)，其表示所述脉冲响应函数(246a)的傅立 叶变换。
6、 如权利要求1所述的方法，还包括再次将所述衰减X射线的边缘装置(120)移动到所述X射线束(117) 中的另一预定位置，借助于所述X射线探测器(130)来测量另一边缘响应(241b)。
7、 如权利要求1所述的方法，其中所述波束整形装置(470)适于在横向上限制所述X射线束(117)的 尺寸。
8、 如权利要求1所述的方法，其中所述波束整形装置(470)适于修改从所述X射线管(105)发出的所 述X射线束(117)的波谱分布。
9、 如权利要求8所述的方法，其中 所述边缘装置(120)是波谱滤波器元件(483)。
10、 如权利要求1所述的方法，其中 将所述边缘装置(483)容纳或连接到转动架(475)。
11、 如权利要求l所述的方法，其中所述边缘装置(520)包括第一边缘(585a)和第二边缘(585b)，其 中，所述第一边缘(585a)的方向相对于所述第二边缘(585b)倾斜。
12、 一种数据处理装置，用于确定X射线管(105)的焦斑(112)的空间尺寸，所述数据处理 装置(690)包括数据处理器(691)，其适于执行如权利要求1中所述的方法，以及 存储器(692)，用于存储至少一个边缘响应函数。
13、 一种医学X射线成像设备，尤其是计算机断层摄影扫描器或C臂3系统，所述医学X射线成像设备(100)包括 如权利要求12所述的数据处理装置(6卯)。
14、 一种计算机可读介质，在其上存储了计算机程序， 用于确定X射线管(105)的焦斑(112)的空间尺寸， 所述计算机程序当由数据处理器(691)执行时，适于执行如权利要求1所述的方法。
15、 一种程序单元用于确定X射线管(105)的焦斑(112)的空间尺寸， 所述程序单元当由数据处理器(691)执行时，适于执行如权利要求1 所述的方法。
全文摘要
说明了一种方法，用于测量X射线系统(100)中的清晰度。所述测量基于公知的边缘响应。将代表投影装置的边缘装置(120)置于波束整形装置(470)内。由于较高的几何放大系数，边缘响应函数(241a)还有脉冲响应函数(246a)和调制传递函数(251a)会主要取决于焦斑(112)的大小，而不是用于接收横向穿过边缘装置(120)的X放射线(117)的探测器(130)的预采样扩展函数。
文档编号A61B6/00GK101500487SQ200780029372
公开日2009年8月5日 申请日期2007年7月23日 优先权日2006年8月9日
发明者R·M·斯诺尔仁 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司