一种开槽板、辐射器屏幕以及X射线辐射器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于限制入射X射线辐射的开槽板(3)，包括至少一个开槽开口(4)和两个不同的X射线滤光器区域((5)，(6))，该两个不同的X射线滤光器区域用于入射X射线辐射的X射线光谱差异化，其中，两个不同的X射线滤光器区域被永久地布置在该至少一个开槽开口的区域中，使得可以同时生成具有不同的X射线光谱的穿透开槽开口的X射线辐射的辐射部分。本发明专利技术还涉及一种辐射器屏幕、用于生成扇形辐射射束的X射线辐射器、具有这种X射线辐射器的计算机断层摄影设备、以及用于控制这种计算机断层摄影设备的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种开槽板、具有开槽板的辐射器屏幕、以及用于生成扇形射束的X射线辐射器。本专利技术还涉及一种具有这种X射线辐射器的计算机断层摄影设备、以及用于控制这种计算机断层摄影设备的方法。
技术介绍
在临床应用中，计算机断层摄影设备用来获取可以是要被检查的对象或患者体内的特定材料的X射线图像的数据记录。材料确定的方面在常规临床问题中正在变得更为重要，所以计算断层摄影设备的应用的重要性和应用领域大大增强。用来在评估和显示X射线数据期间识别材料的计算机断层摄影设备根据所谓的双能量法的原理进行操作。在该方法中，要检查的对象或患者例如使用高达80keV的X量子和高达140keV的X射线量子进行扫描。由于两种类型X射线辐射的X射线光谱不同，所以生成不同的平均衰减，使得在正常操作中与常规计算机断层摄影设备相比较，采集更全面的信息。在该情景中，可以在扫描期间使用具有不同能量的两个X射线辐射器或者可以在一个接一个地直接执行的X射线辐射器的两次扫描或位置之间交替X射线辐射器的管电压。两次扫描的不同管电压引起双能量法所需的X射线光谱的改变。X射线光谱的这种改变还可以在两次扫描或位置中的一个期间通过布置在射束路径中的X射线滤光器来加强。另一备选方案在于通过以下方式来至少部分地衰减来自X射线源的具有给定能量X射线辐射：在X射线源的射束路径中选择性使用X射线滤光器以便生成能量可变的X射线辐射。除了软件扩展之外，这种备选方案还需要计算断层摄影系统的硬件的扩展，其中，需要用于移动和定位X射线滤光器的单独移动机构。例如，US 2008/0198963 A1和US 2005/0220265 A1公开了用于双能量可视化的X射线系统，其中，转动X射线滤光器可以位于X射线射束中，使得由于X射线滤光器的转动，X射线辐射的光谱随时间而变化。这里，对每个位置交替进行记录，其中，每个记录与不同的X射线光谱相对应。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于进行双能量法的进一步方案。该目的通过根据权利要求1所述的开槽板、根据权利要求14所述的具有开槽板的辐射器屏幕、根据权利要求16所述的用于生成扇形射束的X射线辐射器、根据权利要求17所述的计算机断层摄影设备、和根据权利要求22所述的方法来实现。在各个从属权利要求中对本专利技术的有利发展进行描述。特别地，本专利技术涉及一种辐射器屏幕的开槽板，用于使用至少一个第一开槽开口来限制入射X射线射束，并且包括两个不同的X射线滤光器区域，该两个不同的X射线滤光器区域用于入射X射线射束的X射线光谱差异化，其中，两个不同的X射线滤光器区域被永久布置在该至少一个第一开槽开口的区域中，使得可以同时生成具有不同X射线光谱的穿透至少一个第一开槽开口的X射线射束的辐射分量。本专利技术基于这样的考虑：X射线滤光器可以用来衰减来自单个X射线源的X射线辐射，使得其X射线光谱相对于未经滤光的X射线辐射的光谱而改变。这使得能够生成或加强X射线光谱的改变。本专利技术进一步基于的考虑是：在能够相对于X射线源移动的具有至少一个开槽开口的开槽板的帮助下、并且使用永久地布置在开槽板上的至少一个X射线滤光器，辐射器屏幕特别有利地使得能够以节省材料的方式并且在简单的实施例中实现X射线光谱的这种改变。本专利技术进一步基于的考虑是：不同的滤光材料以不同的方式改变X射线辐射的X射线光谱，并且使用两种不同的X射线滤光器或两种不同的X射线滤光器区域会使得能够同时生成具有不同的X射线光谱的两个辐射分量，使得双能量记录所需的信息的记录可以以技术上简单的方式借助于单次扫描(特别地，螺旋扫描)来获得。常规计算断层摄影设备通常配备有具有开槽板的所谓的辐射器屏幕，该开槽板对扇形射束进行成形并且可以用来设定要被执行的扫描的定义切片厚度。在这种情况下，从技术观点来讲，辐射器屏幕的扩展相对简单地来实现。辐射器屏幕或开槽板会简单更换，从而使得能够使用根据本专利技术的开槽板、或使用根据本专利技术的辐射器屏幕来改装现有标准计算断层摄影设备用于双能量记录。这样，所建议的方案表示特征在于特别廉价的实现方式的节省材料和简单的实施例。在该情景中，X射线辐射应当被理解为是指由在X射线辐射器的阳极和阴极之间施加的管电压产生的、并且以扇形射束的形式由X射线辐射器发射的辐射。该X射线辐射的光谱的最大值(keV)与管电压的最大值(kV)相对应。使用两种不同的X射线滤光器的区域可以说是引起两个连续的局部扇形射束存在，即，包括不同的X射线光谱的并且同时穿过患者随后由X射线检测器检测到的入射扇形射束的两个不同滤光辐射分量。两个辐射分量的生成会通过辐射器屏幕经由开槽板(并且因此X射线滤光器区域)的定位而在X射线源的射束路径中发生。这里，在每种情况下，一个X射线滤光器区域仅部分地覆盖扇形射束。各辐射分量包括X射线光谱已经相对于未经滤光的X射线辐射而改变的经滤光的X射线辐射，即，入射X射线辐射。X射线光谱的改变由各X射线滤光器区域的实施例确定，特别是所使用的滤光材料和要被X射线辐射穿透的滤光材料的厚度。由于各X射线滤光器区域的布置和尺寸和开槽板的尺寸是已知的，所以由X射线检测器所记录的图像数据可以被分配给两个局部扇形射束。这种分配获得具有特定信息内容的两个数据记录，其可以特别地用来从使用包括这种具有开槽板的辐射器屏幕的X射线辐射器的扫描来确定所穿透的组织或材料。使用这种辐射器屏幕时的一个显著优点的事实是：用于生成两个辐射分量的X射线辐射源不必在患者的检查期间切换，而是可以使用相同的管电压来操作。由于不需要计算机断层摄影设备的重复分量(诸如例如，使用不同的X射线电压操作的两个X射线辐射器或两个X射线检测器)，所以用于获得双能量记录的所建议的方案还是特别有利的。另外，辐射器屏幕可以用来改装常规计算机断层摄影设备在于：仅仅更换用来形成入射X射线射束所需的扫描切片厚度的所使用的X射线辐射器的根据本专利技术的具有开槽板的辐射器屏幕，并且不同的X射线光谱的不同的图像记录在评估检测器数据期间加以考虑。所建议的用于通过使用两个不同的X射线滤光器区域同时对入射X射线辐射进行滤光来获得双能量记录的方法以简单的方式将单源计算机断层摄影设备转换成双能量扫描器，并且将使得能够在日常临床实践中大规模地建立双能量记录。相对于由X射线检测器获得的数据的特别准确的评估，X射线滤光器区域的布置和尺寸最好与X射线检测器的布置和尺寸相关，X射线辐射器的位置最好与X射线检测器的位置相关，使得在评估期间分配给受到各辐射分量影响的X射线检测器的那些子区域。根据本专利技术的开槽板的有利发展，第一X射线滤光器区域覆盖至少一个第一开槽开口的第一子区域，并且第二X射线滤光器区域覆盖至少一个第一开槽开口的剩余子区域。因此，总共而言，两个X射线滤光器区域覆盖至少一个第一开槽开口的整个区域。这确保完全使用用于根据至少一个第一开槽开口的尺寸的数据记录的检测器表面面积。这还确保清楚在任何时候这部分辐射分量撞击部分检测器表面面积。这确保X射线光谱的图像数据的分配。换句话说，在这种情况下，辐射器屏幕的X射线滤光器区域完全覆盖开槽开口的整个区域。其结果是，当开槽开口被适当地布置在X射线源的射束路径中时，X射线滤光器区域在X射线检测器的两个定义延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对X射线扇形射束进行限制和成形的开槽板，包括至少一个第一开槽开口并且包括两个不同的X射线滤光器区域，所述两个不同的X射线滤光器区域用于入射X射线射束的X射线光谱差异化，其中所述两个不同的X射线滤光器区域被永久布置在所述至少一个第一开槽开口的区域中，使得能够同时生成具有不同的X射线光谱的、穿透所述至少一个第一开槽开口的所述X射线射束的辐射分量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.10 DE 102014202330.01.一种用于对X射线扇形射束进行限制和成形的开槽板，包括至少一个第一开槽开口并且包括两个不同的X射线滤光器区域，所述两个不同的X射线滤光器区域用于入射X射线射束的X射线光谱差异化，其中所述两个不同的X射线滤光器区域被永久布置在所述至少一个第一开槽开口的区域中，使得能够同时生成具有不同的X射线光谱的、穿透所述至少一个第一开槽开口的所述X射线射束的辐射分量。2.根据权利要求1所述的开槽板，其中第一X射线滤光器区域覆盖所述开槽开口的第一子区域，并且第二X射线滤光器区域覆盖所述至少一个第一开槽开口的剩余子区域。3.根据前述权利要求中的任一项所述的开槽板，其中在每种情况下，所述两个X射线滤光器区域中的每个X射线滤光器区域覆盖所述开槽宽度的一半或所述开槽长度的一半。4.根据前述权利要求中的任一项所述的开槽板，还包括至少一个其它开槽开口，其中没有X射线滤光器区域被布置在所述至少一个其它开槽开口的区域中。5.根据权利要求4所述的开槽板，其中所述至少一个其它开槽开口的尺寸和所述至少一个第一开槽开口的尺寸是相同的。6.根据权利要求5所述的开槽板，其中所述至少一个第一开槽开口和所述至少一个其它开槽开口被布置成紧挨彼此。7.根据前述权利要求4至5中的任一项所述的开槽板，其中所述至少一个第一开槽开口和所述至少一个其它开槽开口分别被布置在所述开槽板的两个不同区域中。8.根据前述权利要求中的任一项所述的开槽板，其中所述至少一个第一开槽开口的所述两个不同的X射线滤光器区域包括不同的滤光材料。9.根据前述权利要求中的任一项所述的开槽板，其中至少一个X
\t射线滤光器区域包括选自以下各项组成的组中的滤光材料：锡、铝、铜、钛、钨、金、铁氟龙、碳、钼、和/或石墨。10.根据前述权利要求中的任一项所述的开槽板，包括至少两个第一开槽开口，每个第一开槽开口具有两个X射线滤光器区域，其中所述至少两个第一开槽开口中的所述X射线滤光器区域各自包括滤光材料的不同组合。11.根据权利要求8、9或10中的任一项所述的开槽板，其中至少一个第一开槽开口中的两个不同的X射线滤光器区域包括选自以下各项组成的组合的组中的滤光材料：锡/金、锡/碳、锡/石墨、或锡/铁氟龙。12.根据前述权利要求中的任一项所述的开槽板，还包括至少一个附加的开槽开口，所述至少一个附加的开槽开口具有一个单个X射线滤光器区域，所述一个单个X射线滤光器区域被永久地至少部分地布置在所述至少一个附加的开槽开口的区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·卡希，A·纳格尔，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE