准直器模块、辐射检测器和控制辐射成像设备的方法
【专利摘要】公开一种准直器模块、辐射检测器及控制辐射成像设备的方法。所述准直器模块可被设置在使用该准直器模块的辐射成像设备的辐射检测器中，所述准直器模块可包括：第一准直器，具有穿过对象的辐射通过的多个开口；以及第二准直器，位于第一准直器下方，并且具有通过第一准直器的辐射通过的多个开口。第一准直器或第二准直器被设计为可相对于第二准直器或第一准直器移动或旋转。通过第一准直器或第二准直器的移动，可调整允许穿过对象的辐射通过第一准直器或第二准直器的通过区域的大小。
【专利说明】准直器模块、辐射检测器和控制辐射成像设备的方法
【技术领域】
[0001]本文中所公开的实施例涉及一种准直器模块、辐射检测器、辐射成像设备和所述辐射成像设备的控制方法。
【背景技术】
[0002]发射到特定材料的辐射(例如X射线)可穿过该材料，或者可根据该材料的内部性质(例如，该材料的密度)而被该材料吸收预定量。
[0003]辐射成像设备可以是指使用特定材料的辐射透射或辐射吸收性质来获取材料的内部组织或结构的2D或3D图像的成像系统。辐射成像设备适于在接收到已穿过特定材料的辐射时产生图像。辐射成像设备的示例包括X射线成像设备、计算机断层扫描(CT)设备和全景数字乳房摄影(FFDM)设备。
[0004]考虑辐射成像设备的操作原理，如果从辐射成像设备的辐射发射器产生的辐射被发射到对象(诸如人体)，则辐射检测器接收发射到对象的辐射中的除了被对象的各种内部材料吸收的辐射之外的一些辐射。也就是说，辐射检测器可接收穿过对象的辐射或发射到对象附近的辐射。辐射检测器将接收到的辐射转变为电信号，并将电信号存储在存储元件(例如，电容器)中。辐射成像设备的图像处理器读出存储在存储元件中的电信号以产生辐射图像，显示装置(诸如监视器)向用户显示辐射图像。
[0005]照此，用户可通过图像来检查或诊察对象的内部组织、结构或材料。
[0006]如上所述的提供对象的内部组织或结构的图像的辐射成像设备可用于帮助医生或其他用户检测人体内的异常(诸如疾病)、在工业应用中识别机械元件的内部构造、在机场里扫描行李箱的内部等。
【发明内容】
[0007]本发明的一方面在于提供一种使得能够根据所需成像目的检测适当的辐射的包括多个准直器的准直器模块、使用该准直器模块的辐射检测器以及使用该准直器模块的辐射成像设备。
[0008]本发明的另一方面在于通过彼此上下堆叠的多个准直器中的至少一个准直器的移置来改变准直器模块的辐射通过区域的大小，从而允许适当的辐射被引入到辐射检测器。
[0009]本发明的另一方面在于通过调整将被引入到辐射检测器的辐射的量来提供具有针对所需成像目的进行优化的灵敏度或分辨率的辐射图像。
[0010]本发明的另一方面在于提供一种设置有准直器模块的辐射成像设备(例如，计算机断层扫描设备)，从而根据所需成像目的来调整辐射的产生或发射量以及准直器模块的位置，导致更少的辐射暴露(例如，更少的辐射暴露到患者的身体)。
[0011]本发明的另外的方面将部分地在以下描述中进行阐述，并且部分地从该描述将是显而易见的，或者可通过实施本发明来获悉。[0012]根据本发明的一方面，一种准直器模块包括:第一准直器，具有穿过对象的辐射通过的多个开口 ；以及第二准直器，具有通过第一准直器的辐射通过的多个开口。这里，第一准直器或第二准直器可相对于另一个准直器(即，第二准直器或第一准直器)移动(旋转)。
[0013]在这种情况下，可根据第一准直器或第二准直器的移动来调整允许穿过对象的辐射通过第一准直器或第二准直器的通过区域的大小。
[0014]第一准直器或第二准直器可以是可移动的，使得第一准直器的一些开口和第二准直器的一些开口彼此重叠。
[0015]第一准直器或第二准直器可朝向或远离第二准直器或第一准直器移动。
[0016]第一准直器或第二准直器的开口可通过分隔件彼此分开。第一准直器和第二准直器的开口可具有相同的大小，或者可具有不同的大小。
[0017]第一准直器和第二准直器的开口可具有在大约0.5_至大约IOmm的范围内的宽度以及在大约Imm至大约40mm的范围内的高度。
[0018]根据本发明的另一方面，一种准直器模块包括多个准直器，所述多个准直器具有穿过对象的辐射通过的多个开口，所述多个准直器彼此上下堆叠以允许辐射顺序地通过所述多个开口，并且所述多个准直器中的至少一个准直器可相对于另一个准直器移动。
[0019]根据本发明的另一方面，一种适于接收从辐射发射器发射的辐射的辐射检测器包括:第一准直器，具有穿过对象的辐射通过的多个开口 ；第二准直器，具有通过第一准直器的辐射通过的多个开口 ；以及传感器，感测通过第一准直器和第二准直器的辐射，并将所感测的辐射转变为电信号。这里，第一准直器或第二准直器可相对于第二准直器或第一准直器移动。
[0020]可根据第一准直器或第二准直器的移动来调整允许穿过对象的辐射通过第一准直器或第二准直器的通过区域的大小。
[0021]第一准直器或第二准直器可相对于第二准直器或第一准直器移动，使得第一准直器的一些开口和第二准直器的一些开口彼此重叠，并且第一准直器或第二准直器可朝向或远离第二准直器或第一准直器移动。
[0022]根据本发明的另一方面，一种辐射成像设备包括:多个准直器，具有穿过对象的辐射通过的多个开口 ；以及传感器，感测通过所述多个准直器的辐射，并将所述辐射转变为电信号，所述多个准直器彼此上下堆叠以允许辐射顺序地通过所述多个开口，并且所述多个准直器中的至少一个准直器可相对于另一个准直器移动。
[0023]根据本发明的另一方面，一种辐射成像设备包括:辐射发射器，将辐射发射到对象；第一准直器，具有穿过对象的辐射通过的多个开口 ；第二准直器，具有通过第一准直器的辐射通过的多个开口 ；传感器，感测通过第一准直器和第二准直器的辐射，并将所感测的辐射转变为电信号；图像处理器，基于通过传感器转变的电信号产生辐射图像；以及控制器，控制第一准直器或第二准直器中的至少一个的移动。
[0024]控制器可根据将成像的对象、该对象的成像区域或预设成像模式来控制第一准直器或第二准直器中的至少一个的移动。
[0025]可根据第一准直器或第二准直器的移动来调整允许穿过对象的辐射通过第一准直器或第二准直器的通过区域的大小。
[0026]第一准直器或第二准直器可相对于第二准直器或第一准直器移动，使得第一准直器的一些开口和第二准直器的一些开口彼此重叠。第一准直器或第二准直器可朝向或远离第二准直器或第一准直器移动。
[0027]图像处理器可基于从通过第一准直器和第二准直器的相同开口的辐射导出的电信号来产生与一个像素相应的辐射图像。
[0028]根据本发明的另一方面，一种辐射成像设备包括:辐射发射器，将辐射发射到对象；多个准直器，具有穿过对象的辐射通过的多个开口 ；传感器，感测通过所述多个准直器的辐射，并将所感测的辐射转变为电信号；以及图像处理器，基于来自传感器的电信号产生辐射图像，所述多个准直器彼此上下堆叠以允许辐射顺序地通过所述多个开口，并且所述多个准直器中的至少一个准直器可相对于另一个准直器移动。
[0029]所述辐射成像设备还可包括朝向所述多个准直器发射辐射的辐射发射器和基于来自传感器的电信号产生辐射图像的图像处理器。 [0030]根据本发明的另一方面，一种准直器模块可包括:第一准直器，具有接收福射的多个开口 ；以及第二准直器，具有接收通过第一准直器的辐射的多个开口。第一准直器和第二准直器中的至少一个可相对于另一个准直器移动或旋转。当高分辨率模式被选择时，可移动或旋转第一准直器或第二准直器以减小允许辐射通过第一准直器和第二准直器的通过区域的大小，而当高灵敏度模式被选择时，可移动或旋转第一准直器或第二准直器以增大通过区域的大小。
[0031]根据本发明的另一方面，一种辐射成像设备可包括:辐射发射器，发射辐射;第一准直器，具有接收从辐射发射器发射的辐射的多个开口 ；第二准直器，具有接收通过第一准直器的辐射的多个开口 ；传感器，感测通过第一准直器和第二准直器的辐射，并将所感测的辐射转变为电信号；图像处理器，基于来自传感器的电信号产生辐射图像；以及控制器，选择性地控制第一准直器或第二准直器中的至少一个的移动或旋转。当高分辨率模式被选择时，可控制第一准直器或第二准直器移动或旋转以减小允许辐射通过第一准直器和第二准直器的通过区域的大小，而当高灵敏度模式被选择时，可控制第一准直器或第二准直器移动或旋转以增大通过区域的大小。
[0032]根据本发明的另一方面，一种准直器模块可包括具有接收辐射的多个开口的多个准直器，其中，所述多个准直器彼此上下堆叠以允许辐射顺序地通过所述多个开口，并且所述多个准直器中的至少一个准直器可相对于另一个准直器移动或旋转。当高分辨率模式被选择时，可移动或旋转所述至少一个准直器以减小穿过对象的辐射通过的通过区域的大小。当高灵敏度模式被选择时，可移动或旋转所述至少一个准直器以增大通过区域的大小。
[0033]根据本发明的另一方面，一种辐射成像设备可包括:辐射发射器，发射辐射；多个准直器，具有接收从辐射发射器发射的辐射的多个开口 ；传感器，感测通过所述多个准直器的辐射，并将所感测的辐射转变为电信号；图像处理器，基于来自传感器的电信号产生辐射图像；以及控制器，选择性地控制所述多个准直器中的至少一个准直器的移动或旋转。当高分辨率模式被选择时，减小允许辐射通过所述多个准直器的通过区域的大小，而当高灵敏度模式被选择时，增大通过区域的大小。所述多个准直器可彼此上下堆叠以允许辐射顺序地通过所述多个开口。
[0034]根据本发明的另一方面，一种辐射成像设备可包括:辐射发射器，发射辐射；至少一个准直器模块，接收从辐射发射器发射的辐射；传感器，感测通过所述至少一个准直器模块的辐射，并将所感测的辐射转变为电信号；以及图像处理器，基于来自传感器的电信号产生辐射图像。可控制准直器模块使得允许辐射通过所述至少一个准直器模块的通过区域的大小减小或增大。所述辐射成像设备还可包括控制执行以下步骤的控制器:如果所选的辐射成像模式是高分辨率模式，则减小通过区域的大小，而如果所选的辐射成像模式是高灵敏度模式，则增大通过区域的大小。所述至少一个准直器模块可包括堆叠的具有多个开口的多个准直器，所述多个准直器中的至少一个准直器可相对于另一个准直器移动或旋转，并且辐射顺序地通过所述多个准直器的所述多个开口。准直器模块可包括具有多个开口的多个准直器，所述多个准直器的开口可具有不同的大小，并且准直器的位置可以是可切换的，使得在所述多个准直器中选择的准直器位于辐射路径中。
[0035]根据本发明的另一方面，一种控制辐射成像设备的方法可包括:将辐射成像模式设置为高分辨率模式或高灵敏度模式中的任何一种；并且控制准直器模块调整允许辐射通过准直器模块的通过区域的大小，其中，如果高分辨率模式被设置，则减小通过区域的大小，而如果高灵敏度模式被设置，则增大通过区域的大小。准直器模块可包括具有接收辐射的多个开口的多个准直器，所述多个准直器彼此上下堆叠以允许辐射顺序地通过所述多个开口，并且所述多个准直器中的至少一个准直器可相对于另一个准直器移动或旋转，并且其中，可移动或旋转所述多个准直器中的所述至少一个准直器以增大或减小允许辐射通过准直器模块的通过区域的大小。
[0036]根据本发明的另一方面，一种准直器模块可包括:第一准直器，具有接收福射的多个开口 ；以及第二准直器，被布置为邻近第一准直器，具有接收通过第一准直器的辐射的多个开口。第一准直器和第二准直器可操作为接收用于相对于彼此移动或旋转以调整允许辐射通过第一准直器和第二准直器的通过区域的大小的控制信号。
[0037]准直器模块还 可包括第三准直器，其中，准直器模块可操作为接收如下控制信号，所述控制信号用于通过沿着允许辐射通过第三准直器以及第一准直器和第二准直器之一的路径布置第三准直器来改变通过区域。
[0038]第一准直器和第二准直器可同时移动或旋转。准直器模块可接收将第一准直器和第二准直器中的至少一个驱动根据用户命令或根据预定距离量而设置的移动距离的控制信号。控制信号可将第一准直器和第二准直器中的至少一个驱动根据预定距离量而设置的移动距离，其中，所述预定距离量基于第一准直器的开口的宽度大小和第二准直器的开口的宽度大小。
[0039]控制信号可在横向方向、对角线方向、顺时针方向或逆时针方向中的至少一个方向上驱动第一准直器和第二准直器中的至少一个。第一准直器可紧邻第二准直器堆叠，并且控制信号可在使第一准直器和第二准直器彼此间隔开的方向上驱动第一准直器和第二准直器中的至少一个。第一准直器的开口的宽度可不同于第二准直器的开口的宽度。形成第一准直器的开口的分隔件的高度可不同于形成第二准直器的开口的分隔件的高度。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]从以下结合附图进行的对实施例的描述，本发明的这些和/或其他方面将变得清楚并且更易于理解，其中:
[0041]图1A至图1C是分别示出根据本发明的实施例的辐射成像设备的示图；[0042]图2是示出根据本发明的实施例的辐射检测器的示图；
[0043]图3是示出根据本发明的实施例的准直器模块的示图；
[0044]图4A至图4C是准直器模块的一个实施例的解释性示图；
[0045]图5A至图5F是准直器模块的另一实施例的解释性示图；
[0046]图6A和图6B是准直器模块的另一实施例的解释性示图；
[0047]图7是准直器模块的实施例的解释性示图；
[0048]图8是辐射成像设备的图像处理的解释性示图；和
[0049]图9是根据实施例的辐射成像设备的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0050]现在将详细论述本发明的实施例，在附图中示出这些实施例的示例，其中，相似的标号始终指的是相似的元件。
[0051]以下，将参照图1A至图8描述根据本发明的实施例的准直器模块、使用该准直器模块的辐射检测器以及使用该准直器模块的辐射成像设备。
[0052]图1A至图1C示出辐射成像设备的实施例。
[0053]如图1A所示，根据本发明的实施例，辐射成像设备可以是包括辐射发射器100和辐射检测器200的数字放射摄影(DR)设备，其中，辐射发射器100产生辐射，并将辐射发射到对象ob，辐射检测器200检测穿过对象ob的辐射。在这种情况下，假设辐射成像设备是如图1A所示的桌形X射线成像设备，对象ob可被放置在辐射检测器200的顶部。
[0054]如图1B所示，根据本发明的实施例，辐射成像设备可以是计算机断层扫描设备。同样地，辐射成像设备(例如，计算机断层扫描设备)包括辐射发射器100和辐射检测器200，其中，辐射发射器100产生辐射，并将辐射发射到对象ob，辐射检测器200检测穿过对象ob的辐射。在这种情况下，辐射发射器100和辐射检测器200可被布置为彼此面对以通过它们的旋转以各种角度捕捉对象ob的辐射图像。
[0055]尽管图1A和图1B示出了作为辐射成像设备的示例的X射线成像设备和计算机断层扫描设备，但是 辐射成像设备不限于此，并且本公开内容可应用于全景数字乳房摄影(FFDM)设备或其他类型的辐射成像设备。
[0056]根据实施例，除了辐射发射器100和辐射检测器200之外，如图1C所示，辐射成像设备还可包括图像处理器300和控制器400。这里，辐射检测器200可包括准直器模块220和传感器230。
[0057]准直器模块220可通过调整穿过对象ob的辐射将通过的通过区域的大小来执行到达传感器230的辐射的过滤。换句话讲，准直器模块220可通过增大或减小辐射通过区域的大小来控制穿过对象ob的一些福射到达传感器230。
[0058]图像处理器300可用于从存储在传感器230中的电信号读出辐射图像并对读出的辐射图像执行所需的图像处理(例如，诸如对比度或亮度调整的后处理)。
[0059]例如，控制器400可控制辐射发射器100或辐射检测器200的各种功能。具体地讲，控制器400可产生用于移动或旋转准直器模块220的多个准直器221和222中的至少一个的控制指令，并且可将控制指令发送到所述至少一个准直器，从而控制准直器模块220的辐射通过区域的大小。具体地讲，根据实施例，控制器400使得能够根据辐射成像模式来自动地调整辐射通过区域的大小。
[0060]辐射发射器100可包括产生辐射的辐射产生模块。辐射产生模块可包括辐射管和电源，其中，辐射管产生具有与施加到辐射管的电压相应的能量的辐射(例如，X射线)，电源将预定电压施加到辐射管。
[0061]详细地考虑辐射产生模块的辐射产生原理，当预定电压被从电源施加到辐射管时，辐射管中的电子被所施加的电压加速，其后在阳极附近快速地减少，致使基于能量守恒产生辐射。
[0062]一旦辐射被产生,辐射发射器100就将所产生的辐射发射到对象ob。
[0063]发射到对象ob的辐射可穿过对象ob，从而到达辐射检测器200，或者可直接到达福射检测器200,而不穿过对象ob。
[0064]图2和图3是示出辐射检测器的实施例的示图。
[0065]根据本发明的实施例，如图2所示，辐射检测器200包括支架210、准直器模块220和传感器230，其中，在支架210上放置对象ob，准直器模块220位于支架210下方，传感器230位于准直器模块220下方。也就是说，相对于发射辐射的装置，接收到的辐射可首先穿过支架210，然后穿过准直器模块220，然后穿过传感器230。
[0066]其上放置对象ob的支架210由高辐射透射率材料形成，以允许穿过对象ob的或被引向支架210的辐射(例如，X射线)到达传感器230。
[0067]准直器模块220可包括多个准直器，例如，如图2所示的两个准直器221和222。
[0068]准直器221和222执行辐射过滤以仅允许穿过对象ob的特定方向的辐射到达传感器230，并且为辐射提供方向性。也就是说，不仅可以阻止在穿过对象ob的同时散射的辐射到达传感器230，而且可以仅允许适当的辐射到达传感器230，这导致图像质量改进。
[0069]为了实现辐射过滤和方向性，如图2所示，准直器221和222包括由例如铅(Pb)形成的以吸收辐射光子的多个分隔件2211和2212。多个分隔件2211和2212吸收辐射，从而仅允许特定范围和方向上的辐射到达传感器230。
[0070]更具体地讲，如图3所示，从辐射发射器100发射的辐射Xl至x4在穿过对象ob之后到达传感器230。
[0071]如Xl和x3所表示的，穿过对象ob的辐射可根据内部组织的性质或结构而折射或散射。因此，当传感器230接收到散射的辐射Xl或x3时，这意味着传感器230接收到穿过与对象ob的所需内部组织不同的无用组织的辐射，这使辐射图像的精度降低。
[0072]在这种情况下，通过将具有由多个分隔件2211和2212限定的开口的准直器221和222布置在传感器230的前面，散射的辐射Xl或x3与准直器221和222的分隔件2211和2212碰撞(如A或B所表示的)，由此辐射xl或x3的光子被分隔件2211和2212吸收。仅被导向特定方向(例如，被引向地、而非散射)的辐射x2或x4 (即，初级光子)穿过多个准直器221和222的开口，从而到达传感器230上的位置，例如，位置C或O。
[0073]否则，例如，如果准直器221和222没有被安装在传感器230的前面，则散射的辐射x3可被引向与所需内部组织的位置不相应的位置D，这使图像的精度降低。 [0074]穿过准直器模块220的开口的辐射被传感器230的各个像素Pl至P5接收，并且传感器230将辐射转变为电信号以存储电信号。
[0075]图4A至图4C是准直器模块的一个实施例的解释性示图。[0076]如图4A和图4B所示，根据本发明的实施例，准直器模块220可包括多个准直器，例如，第一准直器221和第二准直器222。所述多个准直器可彼此上下堆叠。也就是说，准直器模块220可包括堆叠的多个准直器221和222。例如,相对于朝向传感器(例如,在向下的方向上)发射辐射的装置，第二准直器222可位于第一准直器221的下方。可替换地，相对于朝向传感器(例如，在水平方向上)发射福射的装置，第二准直器222可位于第一准直器221的后面。
[0077]准直器模块220的多个准直器中的至少一个准直器(例如，第一准直器221或第二准直器222)可包括由分隔件2211和2212限定的多个开口，其中，分隔件2211和2212具有恒定的水平长度wl和恒定的垂直长度w2。
[0078]根据实施例，如图4A和图4B所示，每个准直器(例如，第一准直器221或第二准直器222)可包括具有相同宽度wl和《2的开口。根据另一实施例，每个准直器(例如，第一准直器221或第二准直器222)可具有不同的宽度。
[0079]根据本发明的实施例，例如，第一准直器221和第二准直器222的开口的宽度wl或w2可在大约0.5mm至大约IOmm的范围内。因此,每个开口的面积可在大约0.25mm2至大约IOOmm2的范围内。
[0080]如果准直器221或222的任何一个开口的宽度wl或w2增大，则通过开口的辐射的量(即，光子的数量)增加。同样地，如果开口的宽度《I或《2减小，则通过开口的辐射的量(即，光子的数量)减少。
[0081 ] 因此，根据第一准直器221和第二准直器222的每个开口的大小(即，每个开口的面积)来确定通过准直器模块220到达传感器230的辐射的量。换句话讲，每个准直器221或222的开口的大小确定穿过对象ob的辐射将通过的准直器模块220的辐射通过区域的
大小。
[0082]如果构成准直器模块220的第一准直器221或第二准直器222的开口的宽度wl或《2增大，则通过一个开口的辐射的量(即，光子的数量)增加。结果，传感器230感测到大量的(或相对较大量的)辐射，并将辐射转变为电信号。从而，传感器230的以每单位像素为基础的辐射的量增加，这确保获取更大量的关于对象ob的信息。也就是说，可获取具有高灵敏度的辐射图像。
[0083]另一方面，如果开口具有大的宽度wI或w2，则这可使在对象ob中散射的一些辐射(例如，图4C中所示的辐射x6)被传感器230接收。也就是说，如图4C所示，在散射的辐射x5和x6的情况下，例如，如F所表示的，一些辐射x5可被准直器221的分隔件吸收。
[0084]然而，因为分隔件之间的空间宽，即，开口的宽度wl或《2大，辐射x6不被分隔件吸收，而是直接通过开口，从而到达传感器230上的位置E。另外，在当不经过散射时预期到达传感器230的第三像素P3的位置H的辐射x7的情况下，它可能到达非预期的位置，这可使对象ob的特定内部点的图像通过除了相应像素之外的任意像素形成，从而导致辐射图像的精度降低。
[0085]到达传感器230的辐射的量可根据各个准直器221和222的高度hi和h2来确定。如果高度hi和h2增大，则甚至稍微散射的辐射也可能无法通过各个准直器221和222，并且可与分隔件2211和2212碰撞并被 分隔件2211和2212吸收。因此，尽管被传感器230感测到的以每像素为基础的辐射的量减少，但是接收在对象ob中散射的辐射的可能性进一步降低，这改进了图像的精度。
[0086]根据实施例，例如，第一准直器221的高度hi或第二准直器222的高度h2可在大约Imm至大约40mm的范围内。
[0087]总之，为了到达准直器模块220下方的传感器230，如图3至图4C所示，穿过对象ob的辐射可能需要通过第一准直器221的开口和第二准直器222的开口两者。穿过对象ob的辐射将通过的准直器模块220的辐射通过区域的大小根据第一准直器221和第二准直器222的开口的宽度wl和《2以及各个准直器221和222的高度hi和h2来确定。
[0088]根据本发明的实施例，包括在准直器模块220中的多个准直器中的至少一个可沿一个或多个方向移动。 [0089]图5A至图5F是准直器模块的另一实施例的解释性示图。尽管图5A至图5F假设第一准直器221和第二准直器222具有相同宽度，但是准直器221和222两者的宽度不必彼此相等，而可以彼此不同。同样地，准直器221和222两者的高度可以彼此相等，但是不必彼此相等，而可以彼此不同。
[0090]如图5A至图5F所示，准直器模块220的至少一个准直器(例如，第一准直器221)可在给定方向d上移动。
[0091]在一个示例中，如图5A至图5F所示，第一准直器221可水平地移动。
[0092]更具体地讲，如图5B所示，第一准直器221可沿着X轴移动给定距离。在这种情况下，第一准直器221的移动距离可由用户任意选择或者基于准直器模块220的预设条件。根据实施例，第一准直器221的移动距离可被确定为在小于或等于第一准直器221和第二准直器222的宽度中的较小宽度的范围内。例如，如果第一准直器221的第一宽度小于第二准直器222的第二宽度，则第一准直器221沿着X轴的移动距离可在零与第一宽度之间的范围内。
[0093]如图5C所示，第一准直器221可沿着Y轴移动给定距离。同样地，第一准直器221的Y轴移动距离可由用户任意选择或者基于准直器模块220的预设条件。根据实施例，第一准直器221的Y轴移动距离可被确定为在小于或等于第一准直器221和第二准直器222的宽度中的较小宽度的范围内。例如，如果第一准直器221的第一宽度小于第二准直器222的第二宽度，则第一准直器221沿着Y轴的移动距离可在零与第一宽度之间的范围内。
[0094]如图所示，第一准直器221可在对角线方向上移动。也就是说，第一准直器221可沿着X轴和Y轴两个轴移动。第一准直器221的移动距离可由用户任意选择或者基于准直器模块220的预设条件。类似于上述示例，第一准直器221的移动距离可被确定为在基于第一准直器221和第二准直器222的宽度的预定范围内。
[0095]根据实施例，如图5E所示，第一准直器221可围绕旋转轴ol旋转，而不是在特定方向上移动。在这种情况下，如图5E所示，旋转轴ol可位于第一准直器221的中心。可替换地，旋转轴可位于第一准直器221的另一特定位置(例如，第二准直器222的左上端的特定位置02)，以允许第一准直器221围绕特定位置o2旋转。然而，本公开内容不如此受限，可选择其他位置。第一准直器221的移动距离可由用户任意选择或者基于准直器模块220的预设条件。类似于上述示例，第一准直器221的移动距离可被确定为在基于第一准直器221和第二准直器222的宽度的预定范围内。
[0096]同样地，第二准直器222可以以与第一准直器221相同的方式在特定方向上移动或旋转。
[0097]另外，可使第一准直器221和第二准直器222都旋转或移动。在这种情况下，可在不同的方向上(例如，在相反的方向上)使第一准直器221和第二准直器222都移动。
[0098]例如，第一准直器221和第二准直器222可同时移动或旋转。
[0099]当第一准直器221在水平方向上(例如，在移动方向d上)移动或旋转时，如图5A至图5F所示，第一准直器221的开口和第二准直器222的开口可在对角上彼此重叠。
[0100]穿过准直器模块220的辐射仅当既通过第一准直器221的开口、又通过第二准直器222的开口时才到达传感器230。因此，当第一准直器221的开口和第二准直器222的开口如图5A至图5F所示在对角上彼此重叠时，辐射通过空间的大小减小。也就是说，第一准直器221的开口和第二准直器222的开口可彼此重叠，使得第一准直器221的开口的仅一部分和第二准直器222的开口的仅一部分彼此重叠。例如，第一准直器221的开口的一部分可与第二准直器222的多个开口的一部分重叠。例如，第一准直器221的开口的一部分可不与第二准直器222的任一开口重叠。
[0101]也就是说，如果第一准直器221和第二准直器222被布置为使得它们的开口如图4A和图4B所示彼此一致，则穿过对象ob的辐射将通过的辐射通过区域的宽度等于各个准直器221和222的宽度wl和《2。如果准直器221和222在对角上彼此重叠，则如图所示，辐射通过区域的宽度减小到wl’和w2’，其中，wl’和《2’是由重叠的准直器221和222限定的空间的宽度。
[0102]参照图5F，如在辐射x9和xl2的情况下，在对象ob中散射的辐射可被第一准直器221的分隔件I和K吸收，或者如在辐射XlO的情况下，在对象ob中散射的辐射可能甚至在通过第一准直器221之后被第二准直器222的分隔件J吸收。仅不经过散射的适当的福射(例如，福射x8和xll的初级光子)可到达传感器230 (参见L和M)。
[0103]如果第一准直器221和第二准直器222被布置为使得它们的开口如图4C所示彼此一致，则前述辐射XlO可到达传感器230的第四像素P4上的位置(参见J')，致使辐射图像的精度降低。
[0104]如图5A至图5F所示，当准直器模块220的准直器221和222中的至少一个移动时，这致使减少量的辐射通过准直器模块220，并且仅允许精确信息的辐射到达传感器230。也就是说，随着传感器230的以每单位像素为基础的辐射的量减少，图像的灵敏度降低，然而由于仅感测初级光子，而不是感测与散射的辐射相应的光子，图像的精度提高。另外，可实现辐射图像的分辨率提高，并且可实现每单位面积的像素数量的增加(即，像素的大小的减小)。
[0105]如上所述，如果如图4A至图4C所示设置准直器模块220，则可获取具有高灵敏度、低精度和大像素的辐射图像。另一方面，如果如图5A至图5F所示设置准直器模块220，即，如果准直器模块220的至少一个准直器移动，则相对于图4A至图4C的实施例，可获取具有较低灵敏度、较高精度和较小像素的辐射图像。
[0106]因此，可通过一个准直器模块220来调整辐射图像的灵敏度和精度，这使得能够在不更换准直器模块220的情况下获取各种辐射图像。这可减轻经济负担。
[0107]图6A和图6B是准直器模块的实施例的解释性示图。
[0108]根据本发明的另一实施例，如图6A和图6B所示，准直器模块220的多个准直器中的至少一个(例如，第一准直器221或第二准直器222)可垂直移动。照此，多个准直器(例如，第一准直器221和第二准直器222)可彼此间隔开。
[0109]如图6B所示，例如，如果第一准直器221垂直移动并且与第二准直器222间隔开，则这可促使更容易地去除散射的辐射，并且帮助传感器230仅接收精确的辐射(B卩，初级光子)。
[0110]在图6B中的辐射X13至X16中，散射的或没有被引向传感器230的辐射xl3、xl4和xl6可分别在第二准直器222的位置Q以及第一准直器221的位置O和P处被吸收，并且仅福射xl5可到达传感器230。
[0111]如果发生第一准直器221不移动，则散射的辐射xl6不被移动之前的第一准直器221’的分隔件以及第二准直器222的分隔件吸收，从而在位置P'处到达传感器，这可使得不可获取精确的图像。然而，通过移动第一准直器221，可去除散射的辐射xl6，导致获取精确的图像。
[0112]图7是准直器模块的实施例的解释性示图。
[0113]根据本发明的另一实施例，如图7所示，准直器模块220可包括多个准直器221至223，并且准直器221至223均可相对于其他准直器221至223移动。也就是说，基于图7，第一准直器221可横向移动,第二准直器222可以不移动,第三准直器223可在前向方向上移动。另外，如图6A所示，各个准直器221至223可垂直移动，以便彼此间隔开。然而，图7仅仅是示例，多个准直器221至223可在不同方向上相对于彼此移动。 [0114]在准直器模块220包括两个、三个或更多个准直器221至223的情况下，可根据准直器221至223的移动来以各种方式调整辐射通过区域的大小，并且允许更大量的辐射通过准直器模块220的部分区域以及更少量的辐射通过准直器模块220的另一部分区域。
[0115]如上所述，准直器模块220的各个准直器221至223的操作可由用户手动控制，或者可响应于从上述控制器400发送的控制指令来进行控制。
[0116]根据实施例，可响应于控制器400的根据所选成像模式而产生的控制指令来选择性地驱动准直器模块220。
[0117]例如，如果成像模式被设置为高分辨率模式，则控制器400产生用于如图5A至图5E所示操作准直器模块220的多个准直器221至223中的至少一个准直器的控制指令。从而，响应于该控制指令，对准直器模块220的多个准直器221至223中的至少一个准直器(例如，第一准直器221)进行操作，例如，如图5A至图5E所示移动或旋转。结果，各个准直器(例如，第一准直器221和第二准直器222)在对角上彼此重叠，致使辐射通过区域的宽度减小。这阻止散射的辐射通过准直器模块220，并且帮助传感器230仅接收适当的辐射。以这种方式，在高分辨率成像模式下提高图像的精度和分辨率。
[0118]相反，如果成像模式被设置为高灵敏度模式，则控制器400产生用于以与高分辨率模式下的方式相反的方式操作准直器模块220的多个准直器221至223中的至少一个准直器的控制指令。从而，响应于该控制指令，多个准直器(例如，第一准直器221和第二准直器222)被布置为如图4A和图4B所示彼此一致。结果，辐射通过区域的宽度大于高分辨率模式下的辐射通过区域的宽度。因此，准直器模块220可使更大量的辐射通过，这允许传感器230接收比在高分辨率模式下更大量的辐射。以这种方式，在高灵敏度成像模式下，可获取高灵敏度辐射图像。[0119]根据本发明的实施例，准直器模块包括具有多个开口的多个准直器。如果所述多个准直器之中的任何一个准直器被选择，则控制所选的准直器被定位在穿过对象的辐射到达传感器的路径中。换句话讲，准直器模块内的多个准直器可以彼此替换，即，被切换。在这种情况下，各个准直器可具有不同大小的开口。更具体地讲，准直器模块内的任何一个准直器的开口可小于或大于其他准直器的开口。因此，可根据准直器模块的多个准直器中的任何一个是否被定位在辐射路径上来改变准直器的用于辐射通过的开口的大小，这使得能够调整辐射通过区域的大小。
[0120]以这种方式，由辐射发射器100发射并穿过对象ob从而通过准直器模块220的区域(例如，由第一准直器221的开口和第二准直器222的开口限定的通过区域)的辐射到达传感器230。
[0121]图8是辐射成像设备的图像处理的解释性示图。
[0122]如图8所示，传感器230可包括多个像素230P，每个像素230P可包括闪烁体231、光电二极管232和存储元件233。闪烁体231在被辐射击中时发光，并且通过感测已通过准直器模块220的福射来输出光子。光电二极管232感测从闪烁体231输出的光子,并将光子转变为电能量以输出用于辐射图像的电信号。存储元件233例如可以是存储从光电二极管232输出的电信号的电容器。
[0123]图像处理器300读出存储在存储元件233中的电信号，其后通过图像处理产生辐射图像。所产生的辐射图像可被显示在显示装置(诸如监视器)上。在这种情况下，如上所述，可根据准直器模块220的多个准直器221至223的相对位置来改变辐射图像的灵敏度、分辨率和精度。
[0124]图像处理器300可以是辐射检测器200的处理器，或者可以是在有线或无线通信网络中与辐射检测器200连接的外部信息处理设备的处理器，或者可以是这两个处理器的组合。
[0125]图9是根据实施例的辐射成像设备的控制方法的流程图。
[0126]根据本发明的实施例，在必要时从各种辐射成像模式之中选择任何一种辐射成像模式之后，可根据所选的辐射成像模式来执行对象的成像。
[0127]如图9所示，在所选的辐射成像模式下对对象成像的方法中，首先，可从多种成像模式之中选择任何一种成像模式(例如，高分辨率成像模式或高灵敏度成像模式)(S500)。这个选择可由用户执行，或者可根据对象或对象的成像区域而预先设置。
[0128]然后，根据所选的辐射成像模式来调整安装在支架与传感器之间的准直器模块的通过区域的大小。准直器模块的通过区域使穿过对象的一些辐射通过，但是滤除一些辐射，例如，散射的辐射。
[0129]例如，如果高分辨率模式被选择，则可减小准直器模块的通过区域的大小，而如果高灵敏度模式被选择，则可增大准直器模块的通过区域的大小。
[0130]根据本发明的实施例，准直器模块包括具有穿过对象的辐射通过的多个开口的多个准直器。所述多个准直器可彼此上下堆叠(或在水平布置中并排堆叠)，使得辐射顺序地通过所述多个开口。所述多个准直器中的至少一个准直器可相对于另一个准直器移动或旋转。
[0131 ] 如果高分辨率模式被选择(S510)，则可在给定方向上移动准直器模块的多个准直器中的至少一个准直器以便在对角上与另一个准直器重叠(S511)，这导致通过区域的大小减小(S512)。
[0132]如果放射摄影被启动(S513)，则由于准直器模块的通过区域的大小减小，产生精确的高分辨率图像。然而，因为传感器所接收到的辐射的绝对量减少，所以与高灵敏度模式相比，图像具有相对低的灵敏度。
[0133]如果高灵敏度模式被选择(S520)，则在给定方向上移动准直器模块的多个准直器中的至少一个准直器以便如图4A所示与另一个准直器一致，而不是在对角上与另一个准直器重叠(S521)，这导致通过区域的大小增大(S522)。
[0134]如果放射摄影被启动(S523)，则由于准直器模块的通过区域的大小增大，传感器接收更大量的辐射。因此，可获取具有与高分辨率模式相比相对高的灵敏度的图像。然而，如上所述，由于散射的辐射，图像的精度可降低。
[0135]根据本发明的另一实施例，准直器模块可包括具有不同大小的开口的多个准直器，可根据成像模式来选择所述多个准直器中的任何一个，并且可移动所选的准直器以使其被定位在穿过对象的辐射的路径中。在高分辨率成像模式的情况下，移动具有较小大小的开口的准直器以使其被定位在穿过对象的辐射的路径中。在高灵敏度成像模式的情况下，移动具有较大大小的开口的准直器以使其被定位在辐射路径中。也就是说，根据辐射成像模式来执行准直器模块的多个准直器之间的切换。
[0136]如从以上描述显而易见的是，通过提供准直器模块、使用该准直器模块的辐射检测器和使用该准直器模块的辐射成像设备，可根据成像目的来检测适当的辐射。
[0137]具体地讲，可通过 移动彼此上下堆叠的多个准直器中的至少一个准直器来响应于用户请求改变辐射通过区域的大小，这允许辐射检测器接收并检测适合于产生辐射图像的辐射。
[0138]因此，可获取具有针对所需成像目的进行优化的灵敏度或分辨率的辐射图像。
[0139]另外，可通过根据所需成像目的调整辐射的产生或发射量以及准直器模块的位置来减少患者身体的辐射暴露。
[0140]提供自由地调整通过区域的大小的准直器模块可实现经济效果，包括制造成本降低。
[0141]这里，注意的是，根据本文中所公开的示例实施例的辐射成像设备、准直器模块和控制方法可应用于目标对象(包括人类、动物或其他生命形式)或辐射成像可应用到的任何其他对象(例如，诸如机场安全或边境安全的安全应用、诸如拍摄焊接的X射线图像的工业应用、诸如拍摄绘画的X射线图像的艺术应用等)。
[0142]根据上述示例实施例的辐射成像设备和方法可使用一个或多个处理器，这些处理器可包括微处理器、中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)或专用集成电路(ASIC)以及这些和其他处理装置的部分或组合。
[0143]流程图图示的每个块可表示包括用于实现所指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令的单元、模块、代码段或代码部分。还应指出，在一些替代实现中，这些块中所指出的功能可不按次序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个块事实上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以按逆序执行。
[0144]用于控制根据上述实施例的辐射成像设备和/或准直器模块的方法可被记录在包括用于实现计算机所实施的各种操作的程序指令的非暂时性计算机可读介质中。所述介质还可单独地或与程序指令结合地包括数据文件、数据结构等。非暂时性计算机可读介质的示例包括:磁性介质，诸如硬盘、软盘和磁带；光学介质，诸如CD ROM盘和DVD ;磁光介质，诸如光盘；以及专门被构造为存储并执行程序指令的硬件装置，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等。程序指令的示例包括诸如由编译器生成的机器代码和包含可被计算机使用解释器执行的更高级代码的文件这两者。所描述的硬件装置可被构造为充当被记录、存储或固定在一个或多个计算机可读存储介质中的一个或多个软件模块，以便执行上述实施例的操作，反之亦然。程序指令可由一个或多个处理器执行。另外，非暂时性计算机可读存储介质可分布在通过网络连接的计算机系统之间，并且计算机可读代码或程序指令可被以分散的方式存储和执行。另外，计算机可读存储介质还可被实现在至少一个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)中。
[0145] 尽管已示出并描述了本发明的示例实施例，但是本领域技术人员将意识到，可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行改变，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定 。
【权利要求】
1.一种准直器模块，包括: 第一准直器，具有接收辐射的多个开口 ；和 第二准直器，具有接收通过第一准直器的辐射的多个开口， 其中，第一准直器和第二准直器中的至少一个相对于另一个准直器移动或旋转。
2.根据权利要求1所述的准直器模块，其中，根据第一准直器或第二准直器的移动或旋转来调整允许辐射通过第一准直器和第二准直器的通过区域的大小。
3.根据权利要求1所述的准直器模块，其中，第一准直器和第二准直器中的至少一个是可移动的或可旋转的，使得第一准直器的一些开口和第二准直器的一些开口彼此偏离。
4.根据权利要求1所述的准直器模块，其中，第一准直器或第二准直器朝向或远离第二准直器或第一准直器移动。
5.根据权利要求1所述的准直器模块，其中，第一准直器或第二准直器的开口通过分隔件彼此分开。
6.根据权利要求1所述的准直器模块，其中，第一准直器和第二准直器的开口具有相同的大小。
7.根据权利要求1所述的准直器模块，其中，第一准直器和第二准直器的开口的宽度在0.5mm至10_的范围内。
8.根据权利要求1所述的准直器模块，其中，第一准直器和第二准直器的高度在Imm至40mm的范围内。`
9.一种福射检测器,包括: 第一准直器，具有接收辐射的多个开口 ； 第二准直器，具有接收通过第一准直器的辐射的多个开口 ；和 传感器，感测通过第一准直器和第二准直器的辐射，并将所感测的辐射转变为电信号， 其中，第一准直器或第二准直器相对于第二准直器或第一准直器移动或旋转。
10.根据权利要求9所述的辐射检测器，其中，根据第一准直器或第二准直器的移动或旋转来调整允许辐射通过第一准直器和第二准直器的通过区域的大小。
11.根据权利要求9所述的辐射检测器，其中，第一准直器或第二准直器相对于第二准直器或第一准直器移动或旋转，使得第一准直器的一些开口和第二准直器的一些开口彼此重叠。
12.根据权利要求9所述的辐射检测器，其中，第一准直器或第二准直器朝向或远离第二准直器或第一准直器移动。
13.—种控制辐射成像设备的方法，所述方法包括: 将辐射成像模式设置为高分辨率模式或高灵敏度模式中的任何一种；和 控制准直器模块以调整允许辐射通过准直器模块的通过区域的大小， 其中，如果高分辨率模式被设置，则减小通过区域的大小，而如果高灵敏度模式被设置，则增大通过区域的大小。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，准直器模块包括具有接收辐射的多个开口的多个准直器，所述多个准直器彼此上下堆叠以允许辐射顺序地通过所述多个开口，并且所述多个准直器中的至少一个准直器相对于另一个准直器移动或旋转，并且 其中，移动或旋转所述多个准直器中的所述至少一个准直器以增大或减小允许辐射通过准直器模 块的通过区域的大小。
【文档编号】A61B6/03GK103784154SQ201310522999
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】姜智训, 崔炳善 申请人:三星电子株式会社