X射线探测的制作方法_2

文档序号:9816483阅读:来源:国知局
参考射束进行电流测量时,仅测量参考射束中的电流(将使主要射束 中的电流与参考射束中的电流相关),而不是进入X射线管壳体组件的总电流。
[0042] 根据另外的示范性实施例,所述参考滤波器和参考探测器被包括在真空管内。
[0043] 将参考探测器和参考滤波器放置在真空管内部允许参考射束布置被实现得更为 紧凑。
[0044] 根据本发明,提供了多个参考射束。所述多个参考射束中的每个都与参考探测器 相关联,并且所述管壳体组件在操作中被配置为选择或组合来自所述多个参考射束的信 号。
[0045] 因此,能够选择最强的参考信号,或者通过组合来自射束的信息来改进所计算的 信号的信噪比。
[0046] 根据本发明,还提供了一种X射线成像系统,具有:X射线管壳体组件;能够变更的 对象前X射线滤波器;对象后探测器;处理单元。所述X射线管壳体组件是如前面描述的X射 线管壳体组件。所述对象前X射线滤波器匹配所述X射线管壳体组件中的至少一个参考滤波 器。所述对象后探测器与所述X射线管壳体组件中的所述参考探测器是相同类型。此外,所 述处理单元从所述X射线管壳体组件接收信号,并使用所述信号来校正来自所述对象后探 测器的数据。
[0047] 在如描述的X射线成像系统中,所述参考射束被暴露于与成像射束(主要射束)相 同类型的元件。因此,能够准确地测量并且补偿由旋转阳极劣化引起的射束质量中的劣化。
[0048] 根据本发明的示范性实施例,提供了一种X射线成像系统。所述对象前X射线滤波 器不同于所述X射线管壳体组件中的所述至少一个参考滤波器。
[0049] 当所述X射线成像系统在患者前和患者后侧使用不同的滤波器值时,所述系统被 简化,运是因为不需要确保滤波器针对每次曝光都被匹配。
[0050] 根据本发明,还提供了一种用于确定X射线管的X射线发射特性中的变化的方法。 所述方法包括W下步骤:
[0051] a)生成来自X射线管的焦斑的X福射,
[0052] 其中,所述X福射包括主要部分和参考部分,其中,所述主要部分不同于所述参考 部分;其中,所述主要部分和所述参考部分在最小(a最/)、,±S、a最小,綺)与最大綺) 出射角之间,所述出射角是由基准平面对向的始于所述焦斑处的顶点的仰角;其中,所述X 福射包括主要部分和参考部分,其中,所述参考部分和所述主要部分的所述最小出射角 (口最小,綺、嗎小,强)彼此相等,并且所述参考部分和所述主要部分的所述最大出射角彼此相等 (口駄'#%、口献'强);
[0053] b)使用参考滤波器对所述参考部分进行滤波。
[0054] C)探测所述参考部分。
[0055] d)输出表示所述参考部分的特性的参考信号。
[0056] e)计算校正信号。
[0057] f)输出所述校正信号。
[0058] 如上面定义的所述方法允许提供校正信号,所述校正信号能够被用于补偿X射线 对象图像上的旋转阳极老化或加热的效应。额外地,经由运种方法获得的所述校正信号能 够被用于导出诸如管电流和管电压的重要操作信息。
[0059] 根据本发明,使用来自X射线管的不同的参考部分(射束)来表征X射线管中的缺 陷。所述参考射束不同于被用于对对象(例如患者)进行成像的X射线部分(射束)。参考探测 器在基准平面周围的任意位置(由旋转阳极的方位角巧定义的)都是可能的,只要所述位置 不同于被用于对象成像的主要射束。
[0060] -方面参考探测器的二维区,W及另一方面二维焦斑区,定义了参考部分。参考射 束的最小出射角,W及扇形角,应当等于成像束的运些。运是因为,从旋转阳极发射的光子 的光谱和强度分布呈现围绕针对焦斑被定位于其中的平面的法线的极性对称。
[0061] 如果与主要射束中的相同的滤波器被用在参考射束中,则运确保了相等的射束质 量。
[0062] 在前面的讨论中,讨论了来自源的X射线到主要部分和参考部分的划分。应理解, 术语"主要部分"简单地指从旋转阳极发射的X射线的被引导朝向感兴趣对象的,并且然后 由测量侧的探测器测量的扇区。
[0063] 类似地应理解,术语"参考部分"简单地指所发射的X射线的由参考探测器所探测 的另一扇区。X射线的参考部分和主要部分彼此不同。
[0064] 此外应理解,多于一个参考探测器可W被放置在X射线管壳体组件内部。在运种情 况下,将存在多于一个参考部分,针对每个参考探测器一个。如果提供了多个参考部分(W 及参考射束),则它们中的每个都可W具有不同的滤波器。W运种方式,可W无需用户干预 地自动选择被匹配到被用在主要射束中的滤波器的滤波器。
[0065] 还应理解,术语"最小出射角"定义在主要部分或参考部分中的任一个的边缘处与 旋转阳极的基准平面之间的角。此外,"最大出射角"定义在参考部分或主要部分的相对边 缘与旋转阳极的基准平面之间的角。参考部分的最小出射角与最大出射角是始于被定位于 焦斑处的顶点的仰角。
[0066] 根据前面的讨论还应理解,参考射束和主要射束是根据X射线管的罩中的或X射线 管壳体组件中的窗口来定义的。
[0067] 还应理解,基准平面被定义为与旋转阳极的截头锥形(倒角)表面(焦斑被定位于 其上)相切的平面。换言之,基准平面在电子束被引导到其上的与旋转阳极的倒角相同的平 面中。由于与截头锥形截面的面积相比较,焦斑的面积,W及其可W在其中移动的区通常非 常小,因此好的逼近在于,焦斑的运动发生在平坦平面上的中间位置(顶点)周围。该逼近的 效应并不实质性地影响本发明的操作。然而,所述逼近服务于允许对几何学的更容易的可 视化。
[0068] 当然,X射线管组件可W被用于CT系统内部。在CT系统中,X射线管组件关于患者旋 转并且生成X射线的扇形射束。探测器系统(其将由被成像的对象衰减的X射线转换为电信 号)在机架上与它相对地旋转。然后,计算机系统重建患者的解剖结构的图像。
[0069] 当然,所讨论的通用技术并不简单地适用于CT系统。许多其他类型的X射线系统可 W从参考射束的应用获益,W校正发生在X射线管(例如C型臂系统)中的缺陷。
[0070] 所述技术也能够被应用于诸如X射线扫描器的系统,所述X射线扫描器被用在工业 制造系统中,或者在旅客行李系统中。本申请不应当被视为被简单地限制到医学成像系统。
[0071] 本发明的运些和其他方面将根据下文描述的实施例变得显而易见,并且将参考下 文描述的实施例得到阐明。
【附图说明】
[0072] 将在W下附图中描述本发明的示范性实施例:
[0073] 图1示意性图示了 X射线管壳体组件的范例。
[0074] 图2示意性图示了根据另外的范例的通过X射线管壳体组件的横截面。
[0075] 图3A为当从旋转阳极上方查看时的主要射束和参考射束的范例。
[0076] 图3B为根据一个范例的旋转阳极X射线管中的相关角之间的几何关系的范例。 [0077]图3C为示出焦斑的旋转阳极的总体视图。
[0078] 图4为备选参考部分位置的另外的范例。
[0079] 图5A为具有倒角边缘的旋转阳极的代表性视图。
[0080] 图5B为示出X射线发射特性的旋转阳极的表示。
[0081 ]图6示出了从旋转阳极发射的参考部分和主要部分。
[0082] 图7示意性图示了参考探测器布置。
[0083] 图8图示了根据示范性实施例的X射线探测的另外的方面。
[0084] 图9为参考探测器布置的示范性实施例的示意性表示。
[0085] 图10图示了根据范例的具有参考探测器的X射线探测的另外的方面。
[0086] 图IlA为根据范例的一维焦斑狭缝相机的示意性表示。
[0087] 图IlB图示了从侧面示出的图IlB的一维焦斑狭缝相机的另外的方面。
[0088] 图12A图示了二维焦斑狭缝相机的第一备选实施例。
[0089] 图12B图示了二维焦斑狭缝相机的第二备选实施例。
[0090] 图13A图示了使用中的图12A的二维焦斑狭缝相机。
[0091] 图13B图示了使用中的图12B的备选实施例的二维焦斑狭缝相机。
[0092] 图14图示了根据范例的参考滤波器,其包括具有不同滤波器值的多个滤波器W及 不同衰减器,其中,滤波器和衰减器组合覆盖整个扇形射束。
[0093] 图15示出了具有偏置狭缝的一维多狭缝焦斑相机的范例。
[0094]图16图示了 C型臂X射线成像系统的范例。
[009引图17图示了根据范例的X射线成像方法。
【具体实施方式】
[0096] 图1示意性图示了根据本发明的X射线管壳体组件132"X射线管壳体组件132包括 被包含在源内部的X射线管102"X射线管具有在其内部维持真空的密封罩。在管内部,有被 布置为接近旋转阳极130的阴极128。
[0097] 当跨阴极和旋转阳极施加合适的电压时,电子束行进通过真空并撞击在旋转阳极 130上。如CT系统中使用的旋转阳极具有截头锥形(锥形的段)形式,其范例被示出在图3c 中。X射线射束在其处撞击在旋转阳极130上的点被已知为焦斑104。焦斑被定位于截头锥形 形式的倾斜侧(倒角)上。X射线作为对电子的快速减速与加速的结果而从焦斑被发射,从而 引起"初致"福射的发射。
[0098] 被布置在X射线管壳体组件132内部的是参考滤波器106和参考探测器108。参考探 测器具有通过参考滤波器106的焦斑104的X射线视图。
[0099] 参考探测器108输出参考信号125,所述参考信号被链接到入射在参考探测器的像 素上的X射线通量的水平。
[0100] 控制器被配置为接收参考信号并且执行计算,从而输出信号126,所述信号是基于 参考信号的。
[0101] 将注意到,在操作中,阴极128朝旋转阳极上的目标区发射电子。
[0102] 电子撞击在目标区上,因此生成X射线福射(X射线KX射线光子W随机方式被发 射,从而实现延伸到高于焦斑的半空间中的强度分布。在图1中,运借助于两个部分112和 110来图示。部分112也被称作为"参考部分",并且110被称作为"主要部分"。主要部分110通 常是从X射线管壳体组件132发射的,并且在X射线系统中,被布置为入射在要被成像的对象 上。
[0103] 参考部分112从X射线管102被发射通过参考滤波器106,并且由参考探测器108接 收。如图示的,基准平面114对向定义主要和参考部分的仰角。基准平面为与焦斑位于其上 的旋转阳极的截头锥形截面的边缘相切的平面。
[0104] 焦斑的表面在微观
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