用于对X射线成像设备进行校准的测试对象制造技术

公开了一种用于相对于暗场成像校准X射线成像系统的校准方法和对应的对象。校准对象(1)通常包括多个部分(10、20)，其中，部分的至少一部分分别包括两种不同的材料。对应的部分中的一种材料(101、201)导致通过的X射线射束的衰减，并且另一材料(102、202)是导致入射X射线的小角度散射信号的暗场活性材料。一个部分中两种材料的比率从部分到部分变化。校准对象能够被用于相对于暗场可见度的非线性行为校准X射线成像系统。

Test object for calibration of X-ray imaging equipment

A calibration method and corresponding object for calibrating an X-ray imaging system relative to dark field imaging are disclosed. The calibration object (1) usually consists of several parts (10, 20), in which at least one part includes two different materials, respectively. In the corresponding part, one material (101, 201) causes the attenuation of the passing X-ray beam, and the other material (102, 202) is the dark field active material which causes the small angle scattering signal of the incident X-ray. The ratio of two materials in a part varies from part to part. Calibration objects can be used to calibrate X-ray imaging systems for non-linear behavior relative to dark field visibility.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对X射线成像设备进行校准的测试对象
本专利技术涉及用于X射线成像设备的校准对象、用于对X射线成像设备进行校准的方法、计算机程序和计算机可读介质。
技术介绍
X射线成像最近已经在各种对比机构(包括透射成像、相衬成像和暗场成像)中取得了进展。与后一种暗场成像对比机构相关的背景可以例如在Pfeiffer等人的“Hard-X-raydark-fieldimagingusingagratinginterferometer”(NaturePublishingGroup，doi：10.1038/nmat2096)中找到。暗场图像或更一般地基于散射的图像基于样本的局部散射能力，并且由通过样本散射的小角度衍射强度而不是如在透射成像的情况下的衰减强度形成。在常规透射X射线成像中，射束硬化导致伪影并且必须被校正以便提供适于诊断或其他基于图像的推理任务的准确图像。在暗场成像中存在类似的伪影。在过去，类似于射束硬化校正的校正已经被应用在暗场成像中。
技术实现思路
因此，能够需要用于校准用于暗场成像(或者更一般地，利用X射线进行基于散射的成像)的X射线成像系统的不同方法和相关对象。通过独立权利要求的主题解决了本专利技术的目的，其中，另外的实施例被包含在从属权利要求中。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于对被用于暗场成像的X射线成像设备进行校准的校准对象。校准对象包括多个部分。来自多个部分的第一部分包括第一常规材料(其中，与X射线的主导相互作用是衰减)和第二暗场活性材料，优选地是仅非常少地衰减X射线并且实现小角度散射的材料。类似地，来自多个部分的第二部分包括第一常规材料和第二暗场活性材料。因此，第一部分中的第一常规材料与第二暗场活性材料的比率不同于第二部分中的第一常规材料与第二暗场活性材料的比率。在本专利技术的校准方法期间可以有益地使用本专利技术的校准对象，如将在下文中进一步详述的。具体地，从将这样的校准对象(例如，图1至7中描绘的校准对象之一)曝光于X射线射束采集的数据可以用于线性化暗场成像系统的性能，并且因此用于关于暗场图像的X射线成像系统的校准。换言之，本文公开了测试体模，即校准对象，以校准暗场成像的系统。得到的数据可以用于线性化暗场图像的性能。因此使用该校准对象，即测试对象，如此处所述，可以校准暗场成像系统以实现对象高度与暗场信号D的对数的更好的线性关系。更线性的数据将有利地允许基于定量成像的计算机辅助决策。本专利技术的校准对象通常可以是单个结构元件，但也可以包括两个或更多个结构元件，所述结构元件可以机械地布置在一起以最终构建在X射线成像设备的校准期间使用的校准对象。这将在下文中基于示范性实施例更详细地解释。校准对象可以具有矩形实心、金字塔形、阶梯金字塔形的形状或者可以具有任何其他三维几何形状，如将从以下公开变得显而易见的。校准对象的部分可以包括校准对象的体积的部分。例如，校准对象的体积的上述部分可以由在底部表面的部分和对象的顶部表面的部分之间延伸的体积给出。在后一种情况下，体积可以根据底部面积或横截面积(例如与底部表面的前述部分相关联)以及校准对象的高度来表征。此处，校准对象的高度是指校准对象的底部表面和顶部表面之间的距离。由于在对应的部分中由常规材料或暗场活性材料填充的部分的不同高度，通常能够出现上述比率的差异。根据本专利技术的一个实施例，常规材料包括以下材料中的一项：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、POM(聚甲醛)、PE(聚乙烯)、铝或上述材料中的任何的组合。常规材料根据由X射线穿过的材料和材料的厚度将遍历X射线衰减到不同的信号水平。其应该不创建或只创建很少的暗场信号。根据本专利技术的一个实施例，暗场活性材料包括以下材料中的一项：组织、(中空)玻璃球、树脂中的(中空)玻璃球、泡沫、玻璃纤维或上述材料的任何组合。暗场活性材料通常包含结构，其在约100nm至约10μm的范围内。这些结构导致入射X射线的小角度散射信号，其形成由样本散射的小角度衍射强度的基础并且被记录用于暗场成像中的后续分析。在例如与临床应用有关的实施例中，暗场活性材料具有与暗场活性组织类似的形状，所述形状将在暗场成像系统的校准之后利用暗场成像系统进行分析。例如，如果系统将在校准后用于肺成像，则优选的材料是：闭孔泡沫，其具有大约50至300μm的孔尺寸，以及大约几μm的壁厚度；或对应尺寸的中空球。如果系统将在校准之后被用于骨骼成像，则优选的材料是开孔泡沫，其中，泡沫韧带具有与小梁类似的尺寸(约十至几百μm)。根据本专利技术的一个实施例，校准对象在第一部分和第二部分中包括第三材料。第三材料可以是常规材料或暗场活性材料。第三材料可以与被包括在第一部分和第二部分中的第一常规材料和第二暗场活性材料不同。例如，可以使用校准对象以校准暗场成像系统，以在之后用于肺成像中。针对该临床应用，可以选择第一常规材料以包括作为软组织的替代物的POM，并且可以将第二暗场活性材料选择为作为肺等效材料的闭孔泡沫。作为被包括在校准对象的第一和第二部分中的第三材料，铝可以被用作骨骼的替代物。根据本专利技术的一个实施例，类似于图3中所示的实施例，校准对象的部分可包括第一和第二子部分。在这种情况下，第一子部分包括部分的体积的部分，并且可以归于横截面积和第一高度。第二子部分包括该部分的体积的剩余部分并具有第二高度。因此，部分的第一子部分和第二子部分不重叠，即，它们是不相交的，或者换言之，不共享公共体积。第一子部分可包括常规材料，而第二子部分包括暗场活性材料。校准对象的若干部分可包括具有上述性质的第一和第二子部分。在这种情况下，第一子部分的高度可以分别从部分到部分变化。因此，第二子部分的高度也可以从部分到部分变化。对应的部分的第一和第二子部分被布置成使得穿过部分的X射线的射束可以连续地穿过第一和第二子部分。该实施例的另外的方面将在图3所示的实施例的背景下阐述。根据前述实施例，部分的高度，或换言之，厚度由其子部分的高度的总和给出。可以选择部分的高度，使得其对应于要在校准之后利用暗场成像系统检查/分析的样本的高度或厚度。根据本专利技术的一个实施例，校准对象包括第一和第二阶梯楔。第一阶梯楔包括常规材料，并且第二阶梯楔包括暗场活性材料。两者阶梯楔都可以具有至少三个阶梯，但是每个阶梯楔的阶梯数可以是例如十、二十或更大的量级。此外，第一阶梯楔的阶梯的数量可以等于或不等于第二阶梯楔的阶梯的数量。阶梯楔的布置可以是使得第二阶梯楔被布置在第一阶梯楔之上。第二阶梯楔的阶梯可以在平行于第一阶梯楔的阶梯的纵向延伸的平面中纵向延伸。然而，第二阶梯楔的阶梯的纵向延伸的取向也可以相对于第一阶梯楔的阶梯的纵向延伸被旋转90°。在具有两个阶梯楔的布置的前述实施例中，部分沿着垂直于第一和第二阶梯楔的纵向延伸的轴延伸。因此，在该实施例中，校准对象的部分可以呈现由第一阶梯楔的阶梯的部分形成的第一子部分。该部分的对应的第二子部分可以由第二阶梯楔的阶梯的部分形成。该布置确保了部分包括两个不重叠的子部分，一个子部分具有常规材料，并且另一个子部分具有暗场活性材料。根据本专利技术的实施例，校准对象包括阶梯楔和流体。阶梯楔包括暗场活性材料并被浸没到流体中，所述流体包括常规材料。流体可以是水。根据本专利技术的实施例，第一部分的高度可以等于校准对象的第二部分的高度。以这种方式，可以模拟恒定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对X射线成像设备(A)进行校准的校准对象(1)，所述校准对象包括：多个部分(10、20)，其中，来自所述多个部分的第一部分(10)包括第一常规材料(101)和第二暗场活性材料(102)，其中，来自所述多个部分的第二部分(20)包括第一常规材料(201)和第二暗场活性材料(202)，其中，两种材料的比率在所述第一部分中相对于所述第二部分是不同的，其中，所述对象包括第一阶梯楔(2)和第二阶梯楔(3)，其中，所述第一阶梯楔(2)包括所述第一常规材料(101)，并且其中，所述第二阶梯楔(3)包括所述第二暗场活性材料(201)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.08 EP 16173549.31.一种用于对X射线成像设备(A)进行校准的校准对象(1)，所述校准对象包括：多个部分(10、20)，其中，来自所述多个部分的第一部分(10)包括第一常规材料(101)和第二暗场活性材料(102)，其中，来自所述多个部分的第二部分(20)包括第一常规材料(201)和第二暗场活性材料(202)，其中，两种材料的比率在所述第一部分中相对于所述第二部分是不同的，其中，所述对象包括第一阶梯楔(2)和第二阶梯楔(3)，其中，所述第一阶梯楔(2)包括所述第一常规材料(101)，并且其中，所述第二阶梯楔(3)包括所述第二暗场活性材料(201)。2.根据权利要求1所述的校准对象(1)，其中，所述第一常规材料(101、201)包括以下材料中的一项：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、POM(聚甲醛)、PE(聚乙烯)、铝或其任何组合。3.根据前述权利要求中的任一项所述的校准对象(1)，其中，所述第二暗场活性材料(102、202)包括以下材料中的一项：组织、玻璃球、树脂中的玻璃球、泡沫、玻璃纤维或其任何组合。4.根据前述权利要求中的任一项所述的校准对象(1)，其中，来自所述多个部分的所述第一部分包括第三材料，其中，来自所述多个部分的所述第二部分包括所述第三材料，其中，所述第三材料是常规材料或暗场活性材料。5.根据前述权利要求中的任一项所述的校准对象(1)，其中，所述第一部分(10)包括具有第一高度(111)的第一子部分(11)和具有第二高度(121)的第二子部分(12)，其中，所述第一部分的所述第一子部分和所述第二子部分不重叠，其中，所述第二部分(20)包括具有第一高度(211)的第一子部分(21)和具有第二高度(221)的第二子部分(22)，其中，所述第二部分的所述第一子部分和所述第二子部分不重叠，其中，所述第一部分(10)的所述第一子部分(11)的所述第一高度(111)与所述第二部分(20)的所述第一子部分(21)的所述第一高度(211)不同，其中，所述第一部分(10)的所述第二子部分(12)的所述第二高度(121)与所述第二部分(20)的所述第二子部分(22)的所述第二高度(221)不同，其中，被包含在所述第一部分(10)中的所述第一常规材料(101)被包含在所述第一部分的所述第一子部分(11)中，并且被包含在所述第一部分中的所述第二暗场活性材料(102)被包含在所述第一部分的所述第二子部分(12)中，并且其中，被包含在所述第二部分(20)中的所述第一常规材料(201)被包含在所述第二部分的所述第一子部分(21)中，并且被包含在所述第二部分中的所述第二暗场活性材料(202)被包含在所述第二部分的所述第二子部分(22)中。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：HI·马克，T·克勒，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL