X射线成像设备和方法技术

一种用于产生物体的x射线图像的x射线成像设备，包括支撑框架，x射线源和x射线探测器被连接到支撑框架。x射线源和x射线探测器在它们之间限定有用于待检查物体的物体空间。x射线源被配置为从焦斑发射具有主方向的x射线束到物体空间中。x射线探测器包括对x射线的辐射敏感的像素阵列。x射线成像设备进一步包括布置为靠近x射线源且布置在x射线束的在x射线源与待检查物体之间的路径中的准直器。准直器包括限定准直器的多个通道的一个或多个准直器主体，通道具有在x射线源的侧面限定准直器的公共焦点的各自的中心方向，通道优选为在垂直于x射线束的主方向的平面中看到的2D阵列的通道。道。道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】X射线成像设备和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于产生物体的x射线图像的x射线成像设备，包括:
[0002]支撑框架，x射线源和x射线探测器连接到该支撑框架，
[0003]其中x射线源和x射线探测器在它们之间限定用于待检查物体的物体空间，
[0004]该x射线源被配置为从焦斑发射具有主方向的x射线束到物体空间中，
[0005]该x射线探测器包括对x射线辐射敏感的像素阵列。

技术介绍

[0006]这种x射线成像设备是众所周知的，并且用于通过发送穿过物体的x射线辐射束并且在被物体衰减之后检测辐射来检查物体，例如生物体，例如小动物，或者样本。
[0007]已知x射线成像设备的一个问题是，它们并不总是以足够高的分辨率提供检测到的图像，尤其是在要检查的物体的尺寸变化相对较大的情况下，更具体地说，在它们相对于x射线源相对较小的情况下。后者例如与小动物成像相关，其中动物(例如老鼠)体内的内脏或构造可能非常小。一些x射线源是已知的，其中焦斑或发射光子的区域本身很小，或者可以在大焦斑和小焦斑之间切换。这些小焦斑x射线源可能是不切实际的，在于它们通常相当庞大，例如因为“电子加速器”或电压源于是通常直接位于源的阳极的后面，这是不希望的，并且由于磨损大大增加，它们通常具有相对较短的使用寿命。

技术实现思路

[0008]因此，总体上本专利技术的目的是提供一种上述类型的x射线成像设备，其即使例如在小动物成像中对于小物体也能够提供高分辨率图像。
[0009]本专利技术的另一个目的是能够使用紧凑和/或长寿命的x射线源，其仍然具有高分辨率。
[0010]本专利技术提供根据权利要求1的x射线成像设备。
[0011]根据本专利技术的x射线成像设备可以实现一个或多个目标，因为准直器可以用作用于仅选择x射线源的焦斑的相对小的部分的装置。通常，这种x射线源是x射线管，其具有具有特定尺寸的发射区域，即焦斑，其相对于待检查物体中的构造特别是其所需要的细节不可忽视地小，因此可获得的分辨率通常不足。通过使用靠近x射线源的本专利技术的准直器装置(如将在本文中解释的，该装置具有通道，通道的中心方向源自焦点或者更确切地说源自聚焦体积)，该x射线焦斑的表观尺寸被进一步减小。事实上，有效尺寸变得接近准直器的焦点或聚焦体积的尺寸。取决于准直器的特性，这些尺寸在实施例中可以被限制为几微米，以用于小动物成像，或者零点几毫米，以用于临床X射线系统或CT扫描仪。
[0012]从理论上讲，有可能使准直器的通道的所有中心方向都恰好源自一个点，即焦点。然而，在实践中，从通道出来的x射线仍然会分布在围绕通道的中心方向的一系列方向上。这意味着从单个通道出来的x射线的表面来源也是一个“模糊的”焦点，即聚焦体积。然而，由于每个通道都将具有不可忽视的长度，所以这种分布，即聚焦体积的大小，可以显著小于
x射线源的原始焦斑面积。
[0013]根据本专利技术，准直器定位为靠近x射线源并且定位在x射线源和待成像物体之间。实际上，准直器将非常靠近x射线源，特别是尽可能地靠近x射线源定位。在实际实施例中，x射线源是x射线管，该x射线管具有包括x射线窗口的外壳，x射线束从该x射线窗口离开x射线源，其中准直器布置在窗口外侧，靠近窗口，例如铍窗口。
[0014]优选地，准直器和任何准直器移动器(当存在时)被安装到支撑框架上，例如安装在x射线源上和/或x射线源附近。例如，在支撑框架可由支撑框架驱动器移动以将x射线源带入相对于物体空间的各种空间位置的实施例中，准直器于是跟随支撑框架的运动，并保持为靠近x射线源并保持在x射线束的在x射线源与待检查物体之间的路径中。
[0015]准直器到x射线源的距离优选为固定距离，例如考虑到将准直器的通道的焦点定位在x射线源的实际焦斑上。例如，准直器可由相关联的移动器在垂直于x射线束延伸的方向或平面上移动，但不能沿着x射线束的方向朝向和远离x射线源移动。
[0016]优选地，准直器的多个通道的公共焦点位于X射线源的焦斑上。
[0017]优选地，准直器的多个通道的公共焦点具有小于X射线源的焦斑的有效尺寸，例如直径在10μm和50μm之间的例如用于小动物成像的有效尺寸。
[0018]在一实施例中，准直器的通道均具有在1μm和10μm之间，例如在1μm和5μm之间的例如用于小动物成像的直径或最大横截面尺寸。
[0019]根据本专利技术的x射线成像设备中的准直器包括一个准直器主体，或者有时包括多个准直器主体，这些准直器主体自身或组合限定用于x射线的通道或通孔。在通道之间是准直器的x射线阻挡材料，使得存在一些对应于阻挡材料的方向，当准直器处于其工作位置时，在这些方向上x射线源不会有效地发射辐射。为了补偿这种影响，并且也为了从那些方向获得信息，非常优选的是，准直器可以通过被配置为移动准直器的相关联的准直器移动器而被移动。例如，移动器被实施为在垂直于x射线束方向的两个方向上移动准直器。在实际实施例中，准直器的位移不需要大于(大得多)通道的中心到中心的距离，在一些实施例中甚至可以等于或甚至小于所述距离，例如为所述距离的一半或大约为所述距离。
[0020]当然，将这种准直器定位在x射线束路径中会降低x射线的强度，这可以通过延长曝光时间来补偿。可能有必要确保物体在延长曝光期间不移动。但请注意，通常需要检查的是物体的组织部分或被麻醉的物体，在这种情况下，延长曝光期间不会出现运动模糊。这同样表明，实际物体(例如，动物的器官或肢体)的绝对尺寸通常比普通物体即完整的动物小得多。
[0021]在一实施例中，x射线成像设备进一步包括准直器移动器，该准直器移动器被配置为在垂直于x射线束的主方向的平面中相对于x射线源在至少两个方向(例如正交方向)上移动准直器。
[0022]例如，准直器移动器被配置为在垂直于x射线束的主方向的平面中仅提供准直器相对于x射线源在至少两个方向(例如正交方向)上的平面运动。该解决方案的复杂性较低。
[0023]在采集与所述一个图像相关的数据的过程中，可以设想准直器移动器被配置并操作为在产生一个x射线图像期间将准直器移动到多个不同的位置。例如，准直器在垂直于x射线束的一个方向上在准直器的入射侧具有以中心到中心间隔隔开的多个通道的阵列，其中准直器移动器被配置并操作为例如在获取与一个图像相关的数据的过程中，例如从x射
线源相对于待检查物体的一个空间位置，在两个采集位置之间在所述一个方向上移动准直器通过与所述中心到中心的距离相关的距离，例如通过在所述中心到中心的距离的0.5倍和2倍之间的距离，例如所述中心到中心的距离的1倍的距离。
[0024]在一实施例中，准直器移动器被配置为移动并且被操作为相对于公共焦点在虚拟球面的区域上移动准直器。
[0025]在一实施例中，准直器移动器包括一个或多个压电致动器以提供准直器的运动，例如被配置并操作为在获取与所述一个图像相关的数据的过程中在产生一个x射线图像期间将准直器移动到多个不同的位置。
[0026]在一实施例中，准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于产生物体的x射线图像的x射线成像设备，包括:支撑框架，x射线源和x射线探测器连接到所述支撑框架，其中所述x射线源和所述x射线探测器在它们之间限定有用于待检查物体的物体空间，所述x射线源被配置为从焦斑发射具有主方向的x射线束到所述物体空间中，所述x射线探测器包括对所述x射线的辐射敏感的像素阵列，所述x射线成像设备进一步包括准直器，所述准直器布置为靠近所述x射线源，并且布置在所述x射线束的在所述x射线源与所述待检查物体之间的路径中，所述准直器包括一个或多个准直器主体，所述准直器主体限定所述准直器的多个通道，所述通道具有在所述x射线源的侧面限定所述准直器的公共焦点的各自的中心方向，所述通道优选为在垂直于所述x射线束的所述主方向的平面中看到的2D阵列的通道。2.根据权利要求1所述的x射线成像设备，其中所述准直器的所述多个通道的所述公共焦点在所述x射线源的所述焦斑上。3.根据权利要求1或2所述的x射线成像设备，其中所述准直器的所述多个通道的所述公共焦点具有小于所述x射线源的所述焦斑的有效尺寸。4.根据权利要求1
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3中任意一项或多项所述的x射线成像设备，其中所述准直器的所述多个通道的所述公共焦点具有直径在10μm和50μm之间的有效尺寸。5.根据权利要求1
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4中任意一项或多项所述的x射线成像设备，其中所述x射线源具有包括x射线窗口的外壳，所述x射线束从所述x射线窗口离开所述x射线源，其中所述准直器被布置在所述窗口的外侧，靠近所述窗口，例如铍窗口。6.根据权利要求1
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5中任意一项或多项所述的x射线成像设备，其中，所述x射线成像设备进一步包括准直器移动器，所述准直器移动器被配置为在垂直于所述x射线束的所述主方向的平面中的至少两个方向上相对于所述x射线源移动所述准直器，例如，所述准直器移动器被配置为在垂直于所述x射线束的所述主方向的平面中的至少两个方向上单独提供所述准直器相对于所述x射线源的平面运动，例如，其中所述准直器移动器被配置为在产生x射线图像期间移动所述准直器。7.根据权利要求6所述的x射线成像设备，其中所述准直器移动器被配置为相对于所述公共焦点在虚拟球面的区域上移动所述准直器。8.根据权利要求6
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7中任意一项或多项所述的x射线成像设备，其中所述准直器移动器包括一个或多个压电致动器以提供所述准直器的运动。9.根据权利要求6
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8中任意一项或多项所述的x射线成像设备，其中所述准直器在所述准直器的入射侧在垂直于所述x射线束的一个方向上具有以中心到中心的间隔隔开的多个通道的阵列，并且其中所述准直器移动器被配置为在所述一个方向上将所述准直器移动通过与所述中心到中心的距离相关的距离，例如通过在所述中心到中心的距离的0.5倍和2倍之间的距离，例如所述中心到中心的距离的1倍的距离。10.根据权利要求1
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9中任意一项或多项所述的x射线成像设备，进一步包括主框架，支撑所述x射线源和所述x射线探测器的所述支撑框架被安装到所述主框架，例如，所述支撑框架能相对于所述主框架围绕例如水平旋转轴线的旋转轴线旋转。11.根据权利要求1
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10中任意一项或多项所述的x射线成像设备，进一步包括被配置为用于在所述物体空间中承载物体的物体载架，例如，其中所述支撑框架和所述物体载架能
围绕例如水平轴线的轴线相对于彼此旋转。12.根据权利要求1
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11中任意一项或多项所述的x射线成像设备，其中所述准直器能可移除地定位在靠近所述x射线源的所述位置，例如，其中所述成像设备包括准直器移除器装置，所述准直器移除器装置被配置为用于将所述准直器从所述位置自动移除到所述x射线束之外的非工作位置。13.根据权利要求1
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12中任意一项或多项所述的x射线成像设备，其中所述准直器包括具有准直器板体的锥形束准直器，所述准直器板体具有穿过所述准直器板体的2D阵列的孔，其中所述孔全部指向所述公共焦点并形成所述准直器的所述多个通道，例如其中所述孔均具有在1μm和10μm之间，例如在1μm和5μm之间的直径。14.根据权利要求1
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12中任意一项或多项所述的x射线成像设备，其中所述准直器包括由第一准直器主体和与所述第一准直器主体串联布置的第二准直器主体组成的组，其中所述第一准直器主体在其中包括多个第一孔，其中所述第二准直器主体在其中包括多个第二孔，其中所述第一孔和所述第二孔一起形成所述准直器的所述多个通道。15.根据权利要求1
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12中任意一项或多项所述的x射线成像设备，其中所述准直器包括由第一准直器主体和与所述第一准直器主体串联布置的第二准直器主体组成的组，其中所述第一准直器主体包括间隔开的第一板的第一堆叠，在所述第一板之间具有各自的第一狭缝空间，所述第一狭缝空间指向公共的第一假想线，并且其中所述第二准直器主体包括间隔开的第二板的第二堆叠，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克，
申请(专利权)人：米拉布斯有限公司，
类型：发明
国别省市：