从边缘上X射线检测器获取测量信息并相对于进入的X射线方向确定边缘上X射线检测器的方位制造技术

本发明专利技术提供了一种用于相对于X射线的方向从X射线源至少部分地确定边缘上X射线检测器的方位的方法。所述方法包括：获得(S1)来自通过X射线检测器执行的测量的信息，所述信息表示在与所述X射线检测器和所述X射线源相关的体模的两个不同相对位置的最小值处的X射线的强度，所述体模被定位于所述X射线源和所述X射线检测器之间，并且被设计成当暴露于X射线时将定向信息嵌入所述X射线场中。所述方法还包括：相对于X射线的方向并基于从测量所获得的信息和X射线检测器的空间构造、X射线源和体模的几何模型，确定(S2)与X射线检测器的方位相关联的至少一个参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从边缘上X射线检测器获取测量信息并相对于进入的X射线方向确定边缘上X射线检测器的方位
本专利技术所提出的技术总体上涉及X射线成像，更具体地，涉及一种用于根据进入的X射线的方向至少部分地确定边缘上X射线检测器的方位的方法，以及一种从边缘上X射线检测器获取测量信息的方法，一种用于预测在边缘上X射线检测器的运动效应和/或X射线源的焦斑的方法，以及相应的系统、计算机程序、计算机程序产品和X射线测量系统。
技术介绍
在医学应用和非破坏性测试中已经使用了诸如X射线成像等射线照相成像。通常，X射线成像系统包括X射线源和X射线检测器阵列，该阵列包括多个检测器，所述多个检测器包括一个或多个检测器元件(独立的测量X射线强度/流量的装置)。X射线源发射X射线，其通过待成像的对象或目标，然后由所述检测器阵列进行配准。由于一些材料比其它材料吸收更大部分的X射线，所以对象或目标的图像被形成。通常使用的X射线成像系统的例子是X射线计算机断层摄影(CT)系统，其可包括：X射线管，其产生X射线的扇形或锥形束；以及X射线检测器的相对阵列，其测量通过患者或物体透射的X射线的分数。X射线管和检测器阵列安装在围绕成像物体旋转的台架中。在图3中示出了扇形波束CT几何结构的图示。对于给定的旋转位置，每个检测器元件测量特定投影线的透射X射线。这种测量被称为投影测量。用于许多投影线的投影测量的采集被称为正弦图。通过图像重建，利用正弦图数据获得成像对象内部的图像。某些类型的图像重建，例如迭代重建或基材分解，需要详细描述成像系统的所谓前向模型的形成。检测器阵列的尺寸和分段影响CT设备的成像能力。在台架的旋转轴方向即图3的z方向上的多个检测器元件使得能够多片图像采集。在所述角方向(图3中的ξ)上的多个检测器元件，能够同时对同一平面中的多个投影进行测量，并应用于扇形/锥束CT中。大多数常规检测器被称为平板检测器，这意味着它们在切片方向(z)和角方向(ξ)上具有检测器元件。由低Z材料制成的X射线检测器需要在X射线束的方向上具有相当大的厚度，以便在CT中具有足够的检测效率。这可以通过采用“在边缘上”几何构型来解决上述问题，例如在美国专利第8,183,535号中所述，其中检测器阵列是由多个检测器构成，其包括具有低原子序数材料的薄晶片，所述薄晶片具有朝向撞击X射线的边缘。常见的是，每个检测器在晶片上的2D格栅上具有多个检测器元件。例如，每个单个晶片被定向成使得其在切片方向(z)上和在X射线的方向上具有检测器元件，如图3所示。在美国专利第4,937,453号、第5,734,417号、US2004/0251419和WO2010/093314中还提出了用于半导体检测器的在边缘上的几何结构。相对于X射线的方向以微小角度方位的晶片检测器通常也包括在术语“在边缘上”。对于作用为所设计的边缘上的检测器，通常重要的是，这些检测器被定向为这样的方式，使得它们被设计为相对于撞击的X射线的方向，或者至少所述检测器方位是已知的，并且被考虑。由于检测器的安装以及X射线管的焦点的位置的不确定性，并不一定相对于X射线的方向对每个检测器进行对准。如果检测器相对于X射线的方向未对准，并且未被校正，则它会导致，例如：较低的检测效率；较低的空间分辨率；在图像重建中的非精确的前向模型，进而降低图像质量。如果检测器相对于X射线的方向的方位可以被估计，可以在图像采集之前或之后进行校正。美国专利申请US2014/0211925、美国专利第8622615号和美国专利申请US2014/0153694涉及采用校准模型或装置的平板检测器的几何校准。然而，对于传统的平板检测器，X射线的方向对性能没有很大的影响。美国专利第5,131,021号、美国专利第8,262,288号、美国专利第6,370,218号、美国专利第6,370,218号、美国专利第5,131,021号涉及对X射线管的焦点位置的校准和/或调整。然而，在现有技术中，目前没有用于确定与用于CT的边缘上的检测器有关的参数的任何描述的方法。WO2010/093314仅描述了用于半导体检测器元件的机械失准的测量和校正的可能性，该半导体检测器元件是在X射线的方向上被分段，基于在上区段与下区段中所检测的X射线的预期比率的模型。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于相对于X射线的方向从X射线源至少部分地确定边缘上X射线检测器的方位的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种从具有检测器元件的边缘上X射线检测器获得测量信息的方法，所述检测器元件被布置为能够从X射线源测量在X射线方向上具有空间隔离的X射线强度。本专利技术的又一个目的是提供一种用于相对于X射线的方向估计与边缘上X射线检测器的方位相关联的至少一个参数的方法。本专利技术的还一个目的是提供一种用于预测边缘上X射线检测器的运动效应和/或X射线源的焦斑的方法。本专利技术的再一目的是提供一种系统，该系统被配置为相对于X射线的方向从X射线源至少部分地确定边缘上X射线检测器的方位。本专利技术的另一个目的是提供一种计算机程序，用于当由计算机执行时，相对于X射线的方向从X射线源至少部分地确定边缘上X射线检测器的方位。本专利技术的又一个目的是提供相应的计算机程序产品。本专利技术的还一个目的是提供一种改进的X射线测量系统这些和其它目的将通过本专利技术所提出的技术的具体实施例而得以满足。本专利技术人已经认识到，由于在X射线的方向上的检测器的程度，边缘上检测器的额外尺寸引入一个或多个必须被确定的附加参数，以获得对成像装置的完全几何描述。根据第一个方面，本专利技术提供了一种用于相对于X射线的方向从X射线源至少部分地确定边缘上X射线检测器的方位的方法。所述边缘上的检测器具有被设置为能够测量在X射线的方向上具有空间隔离的X射线强度的检测器元件。所述方法包括：——获得来自通过X射线检测器执行的测量的信息，所述信息表示在与所述X射线检测器和所述X射线源相关的体模的两个不同相对位置的最小值处的X射线的强度，所述体模被定位于所述X射线源和所述X射线检测器之间，并且被设计成当暴露于X射线时将定向信息嵌入所述X射线场中；以及——相对于X射线的方向并基于从测量所获得的信息和X射线检测器的空间构造、X射线源和体模的几何模型，确定与X射线检测器的方位相关联的至少一个参数。以此方式，能够以高效的方式获得可用于许多不同目的的有用信息。作为示例，与X射线检测器的方位相关联的参数可被用于执行系统校准，例如，对X射线管的焦点进行调整，对各个检测器的对准进行调整，通过后处理对所测量数据的迭代图像重建和/或校正中使用的前向模型进行改进，其中后处理可以包括将测得的数据插值到正弦图空间中的网格上。根据第二个方面，本专利技术提供一种从具有检测器元件的边缘上X射线检测器获得测量信息的方法，所述检测器元件被布置为能够从X射线源测量在X射线方向上具有空间隔离的X射线强度。所述方法包括：——在所述X射线源和所述X射线检测器之间提供一种体模，其被设计成当暴露于X射线时，将定向信息嵌入X射线场中；——引起所述体模相对于X射线检测器和X射线源的相对运动；——相对于X射线检测器和X射线源，在所述体模的的两个不同相对位置的最小值处执行对X射线的强度的测量，以获得所述测量信息。以此方式，能以高效的方式获得可被应用的有用测量信息，例如，用于估本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于相对于X射线的方向从X射线源至少部分地确定边缘上X射线检测器的方位的方法，其特征在于：所述边缘上的检测器具有被设置为能够测量在X射线的方向上具有空间隔离的X射线强度的检测器元件，所述方法包括：获得(S1)来自通过X射线检测器执行的测量的信息，所述信息表示在与所述X射线检测器和所述X射线源相关的体模的两个不同相对位置的最小值处的X射线的强度，所述体模被定位于所述X射线源和所述X射线检测器之间，并且被设计成当暴露于X射线时将定向信息嵌入所述X射线场中；以及相对于X射线的方向并基于从测量所获得的信息和X射线检测器的空间构造、X射线源和体模的几何模型，确定(S2)与x‑射线检测器的方位相关联的至少一个参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于相对于X射线的方向从X射线源至少部分地确定边缘上X射线检测器的方位的方法，其特征在于：所述边缘上的检测器具有被设置为能够测量在X射线的方向上具有空间隔离的X射线强度的检测器元件，所述方法包括：获得(S1)来自通过X射线检测器执行的测量的信息，所述信息表示在与所述X射线检测器和所述X射线源相关的体模的两个不同相对位置的最小值处的X射线的强度，所述体模被定位于所述X射线源和所述X射线检测器之间，并且被设计成当暴露于X射线时将定向信息嵌入所述X射线场中；以及相对于X射线的方向并基于从测量所获得的信息和X射线检测器的空间构造、X射线源和体模的几何模型，确定(S2)与x-射线检测器的方位相关联的至少一个参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述几何模型描述了所述射线源的位置、X射线检测器的位置和方位、所述体模的位置以及表示所述体模相对于X射线检测器和X射线源的相对运动的几何参数。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述几何模型能够预测来自关于所述检测器的所述体模的轨迹或阴影的运动。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：与所述方位相关联的所述至少一个参数包括在所述X射线的方向和在检测器平面内由在所述检测器上的X射线束的轨迹所限定的线之间的至少一个角度，其中X射线束由所述体模的特征来限定的。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：与所述方位相关联的所述至少一个参数还包括所述线在所述检测器平面中的方位。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：所述边缘上检测器在两个方向上具有元件，其中所述边缘上检测器的所述方向之一在所述X射线的方向上具有分量。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于：所述体模包括在X射线衰减片中的至少一个孔和/或边缘，或者包括至少一个滚珠轴承。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于：相对于X射线的方向所确定与X射线检测器的方位相关联的参数是被用于改进在图像重建中使用的前向模型。9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于：相对于X射线的方向所确定与X射线检测器的方位相关联的参数是被用于定位所述X射线管的焦点。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：从图像质量角度中找到所述焦斑的最佳位置。11.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于：相对于X射线的方向所确定与X射线检测器的方位相关联的参数是被用于调整在检测器阵列中的单个X射线检测器。12.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：相对于X射线的方向所确定的与所述X射线检测器的方位相关联的参数是被用于对由X射线检测器测量的测量数据进行后处理。13.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：相对于X射线的方向所确定与X射线检测器的方位相关联的参数是被用于在X射线的方向上有意地错位X射线检测器的检测器元件，以致实现过采样。14.一种从具有检测器元件的边缘上X射线检测器获得测量信息的方法，所述检测器元件被布置为能够从X射线源测量在X射线方向上具有空间隔离的X射线强度，其特征在于，所述方法包括：在所述X射线源和所述X射线检测器之间提供(S11)一种体模，其被设计成当暴露于X射线时，将定向信息嵌入X射线场中；引起(S12)所述体模相对于X射线检测器和X射线源的相对运动；相对于X射线检测器和X射线源，在所述体模的的两个不同相对位置的最小值处执行(S13)对X射线的强度的测量，以获得所述测量信息。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述体模包括在X射线衰减片中的至少一个孔和/或边缘，或者包括至少一个滚珠轴承。16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于：所述相对运动由包括所述X射线源和所述X射线检测器的旋转系统的旋转所引起的，和/或其中，所述相对运动是由所述体模的运动所引起的。17.一种用于基于由权利要求14-16中任一项所述的方法获得的测量信息来估计相对于X射线的方向与边缘上X射线检测器的方位相关联的至少一个参数的方法。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：相对于X射线的方向与所述X射线检测器的方位相关联的所述至少一个参数是基于所获的的测量信息和X射线检测器的空间构造、X射线源和体模的几何模型来确定的。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：所述几何模型描述了所述射线源的位置、X射线检测器的位置和方位、所述体模的位置以及表示所述体模相对于X射线检测器和X射线源的相对运动的几何参数。20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于：所述几何模型能够预测来自关于所述检测器的所述体模的轨迹或阴影的运动。21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其特征在于：与所述方位相关联的所述至少一个参数包括在所述X射线的方向和在检...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·斯约林，弗雷德里克·格洛伯格，
申请(专利权)人：棱镜传感器公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE