专利名称：具有防散射格栅的x射线照相方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用包括一个防漫射或防散射格栅的X射线照相装置获得的物体的X射线图象的质量的提高。
本发明可取的是，但是不限于，应用于探测乳房内微小钙化的乳房X射线照相检查。
X射线照相装置，特别是用于乳房X射线照相的X射线照相装置，包括在被照相物体，在这种情况下为乳房，与射线照相图象接收器，例如一个CCD(电荷耦合)接收器之间设置的一个防散射格栅。按照常规方式，该防散射格栅由一组金属板条构成，所有金属板条都指向沿所说物体和所说图象接收器方向发射的X射线辐射的焦点。因此，该防散射格栅允许非散射直射辐射束通过，而由所说金属板条吸收散射的辐射束。
既然如此，图象接收器的分辨率通常小于两个金属板条之间的间隙，该间隙一般为0.3毫米量级。其结果是在所获得的X射线图象上可以看到这些金属板条，这在乳房X射线照相中是特别不利的，因为它使得更加难以检测到微小钙化。
这个问题的一种解决方案包括在曝光过程中移动格栅使其在其平面内，即沿基本垂直于防散射格栅的金属板条方向直线平移。这种平移可以仅仅在一个方向，或者以往复方式，在两个方向进行。
虽然这样可以提高图象质量，但是仍然是不够的。此外，往复移动的实现在机械上需要更加复杂的方案来解决。
本发明的一个实施例在可能的范围内消除了防散射格栅在X射线照相底片上的可见痕迹。
本发明的一个实施例利用一种机械上很简单的移动防散射格栅的方法实现了对于图象质量的提高。
本发明的一个实施例使得能够利用防散射格栅的特殊位移型式提高图象质量。
更具体地说，本发明涉及用于提高利用包括一个防散射格栅的一种X射线装置获得的X射线图象的质量的方法，所说防散射格栅设置在成象物体与X射线图象接收器之间，在摄取图象时，该格栅在其平面内的一个起始位置与一个终止位置之间，按照预定的位移时间规律以直线平移方式移动。
图1为可用于实现根据本发明的一个实施例的方法的一种X射线装置的示意图；图2表示根据本发明的一个实施例，格栅的位移规律；图3表示图2所示位移规律的时间变量的空间导数。
根据本发明的一般特征，位移规律是相对于其时间坐标等于摄影持续时间的一半的点具有点对称性的一条连续曲线，其时间变量的空间导数分为相对于穿过格栅移动区域中心的一条对称轴对称的两个(最好是线性的)部分。此外，按照该位移规律，格栅在起始位置和终止位置附近以高位移速率移动。
根据实现本发明的一种模式，所说高位移速率为位移区域与摄影持续时间之比值的大约三倍至十倍。换句话说，该高位移速率为格栅在起始位置与摄影位置之间的线性位移速率值的大约三倍至十倍。在实现本发明的一种优选模式中，该连续曲线是由相对于其时间坐标等于所说摄影持续时间一半的点对称的两个部分构成的，这两个部分中每一个都表示变量“位置”作为变量“时间”平方根函数的变化曲线。
在图1中，参照符号F表示向将要进行X射线成象的物体OBJ方向发射X射线束RX的一个X射线管的焦点。X射线图象在接收器RI接收，所说接收器由例如一个CCD探测器构成。接收器RI与以微处理器为主构成的一个处理装置MT相连，X射线图象可以在一个显示屏ECR上看到。在将要进行X射线摄影的物体OBJ与接收器RI之间，设置有可以沿基本垂直于所发射的辐射束方向，即图1中XX方向平移的一个防散射格栅GR。这个格栅由多个金属板条LM构成，所有板条都指向焦点F。这些金属板条的间隔一般为0.3毫米量级，使得能够吸收被物体散射的辐射，而只让直线辐射束通过。
为了避免在获得的图象上看到金属板条LM，使格栅GR在其平面内，即沿XX方向，按照预定的在摄取每个图象时的一种模式在一个起始位置与一个终止位置之间作直线平移。
如果将格栅的“周期”规定为一个金属板条的边沿与紧邻板条的边沿之间的距离，即等于板条厚度加上两个相邻板条之间距离的一个距离长度，则观察到在所获得的图象上产生板条影象的主要原因是由于经过X辐射源与图象接收器的各个象素之间的格栅周期数目不是一个整数。换句话说，没有经过辐射RX与图象接收器的一个象素之间的格栅周期部分会造成相应的格栅板条在所获得的图象上留下影象。
此外，还观察到在起始位置和终止位置附近以高位移速率位移格栅的操作能够减少格栅在X射线图象上的可见痕迹，因为这种操作有助于减少位于格栅末端的不完整格栅周期的曝光时间。
但是，在位移区域中心不需要高位移速率，因为在这个区域有完整的格栅周期经过X辐射源与图象接收器的相应象素之间。
换句话说，因为格栅的周期性，到达图象接收器的X辐射强度是在入射能量的曝光时间长度上的时间积分乘以一个衰减系数。正是这个时间积分使得能够让格栅的不完整周期在图象上留下影象，而消除对应于在辐射RX和探测器RI的象素之间移动的格栅的完整周期的金属板条的痕迹。
一般来说，所说格栅每个图象的曝光时间TP内(TP＝T1-T0)在起始位置X0与终止位置XM之间的位移型式是相对于其时间坐标等于TP/2的点具有点对称性的一条连续曲线，其时间变量的空间导数dt/dx由相对于穿过格栅位移区域中心的一条对称轴对称的两个部分组成。在所说起始位置和终止位置附近的位移速率V0必须很高，例如在位移面积与摄影持续时间之比值的大约三倍至十倍之间，即高于线性位移速率三到十倍。
图2和图3所示的示例表示这条连续曲线CB是由相对于时间坐标为TP/2的点SP对称的两个部分构成的。这两个部分CB1和CB2中每一个表示变量“位置”(X)的变化曲线，它是变量“时间”(t)的平方根函数。
更精确地说，部分CB1的方程由下式(1)给出X(t)=A0+bct-TC0]]>对于t≤TP/2 (1)而部分CB2的方程由下式(2)给出X(t)A1-b-ct+TC1]]>对于t＝TP/2 (2)在这些公式中，A0、A1、b、c、TC0、和TC1为常数，从而能够将格栅位置相对于常数T0调整到X0值，和相对于常数T1调整到XM值，并且能够将两个部分CB1和CB2在点SP结合在一起。
为了在X射线摄影开始的瞬间T0获得高速率V0，按照抛物线形的位移曲线CB0使格栅在原点与位置X0之间具有预先位移。此外，在成象的结束时间T1，即当格栅已经到达位置XM时，后者以线性斜率返回到零位置(末端部分CB3)。
在图3中表示了图2中所示曲线CB的时间变量的空间导数。该导数曲线是由相对于穿过位移区域中心(XM-X0)/2的轴AS对称的两个线性部分CP1和CP2组成的。
这种曲线型式使得能够减少格栅金属板条在所获得图象上的可见度，因此能够改进图象质量，特别是有利于检测微小钙化，并且与曝光时间长短无关。此外，本发明不需要进行任何往复移动，这一点使得其对机械参数的敏感程度较小。
无需对处理软件或图象采集方式作任何改进即可实现这种图象质量的提高。
另外，格栅的移动通常是由一个步进马达实现的，而该马达在移动过程中本来就会产生振动。当振动频率相当于格栅板条间隔频率时，产生屏幕峰值，这种现象又增大了板条在图象上的可见度。已经观测到，根据本发明的位移型式可以将这种不希望产生的效应减至最小。
最后，尽管本发明利用并非线性的两个部分构成的空间导数dt/dx型式同样可以实现图象质量的明显提高，但是如果空间导数dt/dx由这样的线性部分构成能够进一步降低金属板条在图象上的可见度。
对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明范围的前提下可以对结构和/步骤和/或功能作出多种改进。
权利要求
1.用于提高利用包括一个防散射格栅的一种X射线照相装置获得的一个物体的X射线图象质量的方法，所说格栅设置在所说物体与一个X射线图象接收器之间，该格栅(GR)在摄取图象时，在其平面内一个起始位置(X0)和一个终止位置(XM)之间以直线平移方式移动，该方法包括以下步骤按照预定的位移时间规律移动所说格栅，所说位移规律是相对于其时间坐标为成象持续时间(TP)一半的点(SP)具有点对称性的一条连续曲线(CB)，所说曲线时间变量的空间导数(dt/dx)包含相对于穿过格栅移动区域中心的一条对称轴(AS)对称的两个部分(CP1、CP2)，和在所说起始位置(X0)和终止位置(XM)附近按照位移规律以高位移速率(V0)移动所说格栅(GR)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所说高位移速率(V0)为位移面积(XM-X0)与图象持续时间(TP)之比值的大约3倍至10倍。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所说时间变量的空间导数(dt/dx)的两个部分(CP1、CP2)为线性的。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于所说连续曲线(CB)由相对于其时间坐标等于所说X射线照相持续时间一半的点对称的两个部分(CB1、CB2)组成，这两个部分中每个都表示变量位置的变化型式，是变量时间的平方根的函数。
5.用于执行如权利要求1所述方法的一种X射线照相装置。
6.如权利要求1所述方法在一种X射线照相装置中的使用。
全文摘要
防散射格栅在X射线照相装置中的移动是相对于其时间坐标等于所说曝光时间(TP)一半的点(SP)具有点对称性的一条连续曲线(CB),该曲线时间变量的空间导数由相对于穿过格栅移动区域中点的一条对称轴对称的两个线性部分组成。在起始位置(XO)和终止位置(XM)附近格栅以高位移速率移动。
文档编号A61B6/06GK1251428SQ99121380
公开日2000年4月26日 申请日期1999年10月15日 优先权日1998年10月15日
发明者A·里克, A·马勒, J－L·博德里 申请人:Ge医疗系统有限公司