用于x射线相衬成像的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于狭缝扫描(Slot-Scan)、X射线相衬成像的设备和方法。
【背景技术】
[0002]所述X射线相衬成像是新式的X射线成像方法，所述X射线成像方法不像在常规的X射线设备中那样仅仅将通过对象的吸收作为信息源使用。该方法将吸收与在通过对象时X射线放射的相位的位移组合。信息含量高得多，因为一方面所述吸收提供强吸收性的骨骼的精确的图像，另一方面相衬产生软组织结构的清晰的图像。这提供可能性:可以比迄今早得多地识别病理变化、如肿块的产生、血管变窄或者软骨的病理变化。
[0003]X射线放射对材料的通过借助于复折射率描述。折射率的虚部说明吸收的强度，而折射率的实部说明穿过材料运行的X射线波的相移。在所述相衬成像中，穿过对象的波前的局部相位或者局部相位梯度的相位信息被确定。与X射线断层摄影术类似，也可以基于大量图像重建相移的断层摄影表示。
[0004]存在用以实现X射线相衬成像的多种可能性。公知的解决方法是通过专门的装置和方法在通过对象时使X射线放射的相移作为强度波动可见。非常大有希望的方法是光栅相衬成像，也被称作Talbot-Lau (塔尔博特-劳厄)干涉测量法，如其多次在该文献中、例如也在欧洲公开文件EP I 879 020A1中得以描述。Talbot-Lau干涉仪的基本方面是三个X射线光栅，所述X射线光栅被布置在X射线管和X射线探测器之间。
[0005]除了传统的吸收图像外，这样的干涉仪还可以描绘其他图像形式的两个附加的测量参数:相衬图像和暗场图像。X射线波的相位在此通过使用干涉测量光栅装置通过与参考波干涉来确定。
[0006]EP I 879 020 Al公开了具有X射线管和像素化的X射线探测器的装置，要透视的对象被布置在所述X射线管和X射线探测器之间。也被称作相干光栅的源光栅被布置在X射线管的焦点与对象之间。它用于模拟具有X射线放射的空间部分相干性的多个线源，这是干涉测量成像的前提。
[0007]也被称作相位光栅或者Talbot光栅的衍射光栅被布置在对象与X射线探测器之间。所述衍射光栅给波前的相位印上典型为Pi的相移。
[0008]在衍射光栅与X射线探测器之间的吸收光栅用于测量通过所述对象产生的相移。对象之前的波前通过所述对象被“弯曲”。所述三个光栅必须彼此平行地并且彼此以精确的间隔被布置。
[0009]所述X射线探测器用于与位置有关地探测X射线量(Roentgenquanten)。因为X射线探测器的像素化通常不足以分辨Talbot图案的干涉条纹，所以强度图案通过推移光栅之一被扫描(=“phase-stepping (步进相移)”)。扫描逐步地或者连续地与X射线的方向垂直地并且与吸收光栅的缝隙方向垂直地进行。可以记录或者重建三种不同类型的X射线图像:吸收图像、相衬图像和暗场图像。
[0010]替代于“phase stepping (步进相移)”可以使用“狭缝扫描方法”，在所述狭缝扫描方法中，工作台与对象相对于X射线福射器和光栅被移动。例如在PCT公开文件W02013/111050A1中描述了这样的方法。在此，所述光栅也可以被选择得更小或者可以使用并列排列的部分光栅。为了组合对于狭缝扫描方法所需要的单图像，应精确地知道所述对象关于X射线福射器的射线扇(Strahlenfjicher)的位置。对此，系统的主组件以机械方式彼此连接，并且配备有昂贵的测量辅助装置。利用公知的装置能达到0.3至1.0mm的测量精度。
[0011]在狭缝扫描方法中，在位置固定的患者手术台和位置固定的探测器情况下，也可以与此相对地移动X射线辐射器的扇形射束。但是在此，对于相衬成像必须也推移三个X射线光栅。该选择因此是更昂贵的。
【发明内容】
[0012]本发明的任务是，说明用于狭缝扫描X射线相衬成像的另一设备和另一方法，其中可以更精确地确定对象与穿透对象的X射线扇之间的相对位置。
[0013]按照本发明，所提出的任务利用独立权利要求的设备和方法解决。有利的改进方案在从属权利要求中予以说明。
[0014]按照本发明，狭缝扫描相衬X射线成像设备包括在X射线光栅之一上和在病床上的位置标记元素。所述位置标记元素被构造和布置为，使得所述位置标记元素在X射线图像中是可见的。所述位置标记元素的彼此定位(Lage)被用于确定相对位置。所述位置标记元素因此用作调节辅助装置。借助于图像处理软件，所述相对位置可以从X射线图像中来确定。
[0015]本发明要求保护用于狭缝扫描相衬X射线成像的设备。所述设备具有X射线辐射器、多个X射线光栅、病床和X射线探测器。位置标记元素被布置在X射线辐射器的光程中。所述位置标记元素被构造为，使得所述位置标记元素在X射线图像中是可见的，并且在X射线图像中，可以从其彼此的定位和其间距中确定病床上的对象与X射线辐射器的X射线扇的相对位置。
[0016]本发明提供以下优点，即对设备的组件的成本高的、精确的机械调节是多余的。
[0017]在一种改进方案中，所述位置标记元素由第一和第二位置标记元素组成。
[0018]在另一实施方式中，所述第一位置标记元素可以被布置在X射线光栅之一上，并且所述第二位置标记元素可以被布置在病床上。
[0019]在另一构造方案中，多个第二位置标记元素可以在床板的纵向上被布置在病床的床板的表面上。
[0020]此外，图像处理单元可以确定位置标记元素彼此的定位和间距。
[0021]优选地，所述位置标记元素可以被构造为十字、圆环或者三角形。
[0022]在另一实施方式中，所述位置标记元素可以具有区域，所述区域在暗场图像中、相衬图像中、吸收图像中或者每个任意的组合中是可见的。
[0023]此外，所述位置标记元素可以具有ΙΟμπι至500 μπι的层厚，并且具有150μπι至25mm的直径。
[0024]本发明还要求保护用于狭缝扫描相衬X射线成像的方法，其中借助于在X射线图像中可见的、被布置在X射线辐射器的光程中的位置标记元素由位置标记元素在X射线图像中彼此的定位和间距来确定要透视的对象与X射线辐射器的X射线扇的相对位置。
[0025]在本方法的改进方案中，所述位置标记元素可以包括第一和第二位置标记元素。
[0026]在另一表现形式中，所述第一位置标记元素可以被布置在X射线光栅上，并且所述第二位置标记元素可以被布置在承载对象的病床上。
[0027]此外可以利用图像处理软件确定第一位置标记元素相对于第二位置标记元素的位置和间距。
[0028]本发明的另外的特点和优点根据示意性附图从对多个实施例的以下阐述中变得清楚。
【附图说明】
[0029]图1示出具有地面支架和天花板支架的狭缝扫描设备，
图2示出具有两个天花板支架的狭缝扫描设备，
图3示出具有C弧的狭缝扫描设备，
图4示出位置标记元素的示例，
图5示出X射线光栅上的位置标记元素，和图6示出病床的床板上的位置标记元素。
【具体实施方式】
[0030]图1至图3示意性示出用于X射线相衬成像的狭缝扫描设备的示例，所述狭缝扫描设备具有X射线辐射器3、X射线探测器9、病床7和光栅装置。所述光栅装置具有第一 X射线光栅4、第二 X射线光栅5和第三X射线光栅6。所述第二和第三X射线光栅5和6位于X射线探测器9之前的病床7的床板(=手术台板(Tischplatte))之下。所述病床7