使用常规装备的多光谱X射线成像制造技术

一种X射线成像装置(XI)，包括具有阴极(C)和阳极(A)的X射线源(XS)。所述源(XS)要生成X辐射射束(XB)。X射线探测器(XD)探测在与被成像对象(OB)相互作用之后的X辐射。当所述X射线源(XS)在操作中时所述射束(XB)具有由足跟效应引起的在其阳极侧(AS)和阴极侧(XB)的不同的光谱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用常规装备的多光谱X射线成像


[0001]本专利技术涉及X射线成像装置、X射线图像采集方法、计算机程序单元、计算机可读介质以及在X射线成像中的足跟效应的使用。

技术介绍

[0002]X射线成像仍然是针对医学成像中的大量诊断和治疗任务的支柱。
[0003]常规X射线成像是能量积分，其中，X射线辐射中的光谱信息未被利用。X射线探测器仅仅用于探测作为线积分的积分能量以计算衰减图像。该常规能量积分X射线成像通常不允许材料鉴别。例如，可能不能区分特定衰减是由于小厚度的高密度材料还是由于较大厚度的低密度材料。在这两种情况下，在能量积分传统X射线成像中将观察到相同的衰减。
[0004]光谱X射线成像改变了这一点，其中，其利用了如在X射线探测器处探测到的接收到的X辐射中的光谱信息。光谱X射线成像允许计算材料特异性“图”，即由特定材料类型给予对比度的图像。光谱X射线成像也可以被用于计算单能量图像作为另一应用。
[0005]然而，光谱X射线成像需要新的投资，因为现有X射线成像器通常不适于光谱成像。要求专用硬件，诸如双层探测器、快速切换X射线源、双X射线源成像器等。

技术实现思路

[0006]因此，能够存在对执行光谱X射线成像的备选方式的需要。
[0007]本专利技术的目的由独立权利要求的主题解决，其中，另外的实施例被包含在从属权利要求中。应当注意，本专利技术的以下所描述的方面同样地适用于X射线图像采集方法、计算机程序单元和计算机可读介质。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供了一种X射线成像装置，包括：具有阴极和阳极的X射线源，其被配置为生成X辐射射束；以及X射线探测器，其用于探测在与被成像对象相互作用之后的X辐射，当所述X射线源在操作中时所述射束具有由足跟效应引起的在其阳极侧和阴极侧的不同的光谱；以及足跟效应利用机构，其被配置为通过与数据采集单元处的读出活动的定时一致地控制致动器来改变成像几何结构，来使所述探测器的像素交替曝光于所述射束的阳极侧和阴极侧两者，所述致动器作用于所述X射线源、患者检查台和探测器中的至少一项。
[0009]所提出的方法允许使用现有X射线成像器，而无需额外的硬件部件来执行光谱成像。
[0010]所述足跟效应利用机构在实施例中仅包括标准部件，诸如所述X射线源和所述X射线探测器。所述部件通过控制单元协调操作以实施新的成像协议。所述控制单元可以是可以重新编程以实施新协议的现有控制单元。因此，现有能量积分X射线成像器可以在光谱成像模式中操作。在这些实施例中不要求新的硬件部件。
[0011]更详细地，在实施例中，足跟效应利用机构改变成像几何结构，使得每个几何像素依次曝光于所述射束的不同部分，阳极侧和阴极侧，并且因此由于足跟效应而曝光于不同
的光谱。
[0012]在实施例中，所述足跟效应利用机构引起所述对象与所述X射线射束之间的相对运动。
[0013]在实施例中，所述运动由所述被成像对象在成像期间驻留于的支撑件的至少部分的运动引起，和/或由所述X射线源的运动引起。
[0014]在实施例中，所述X射线源的运动是横向的和/或旋转的，使得所述阳极和阴极的相应位置被改变，特别地并且在实施例中，被(交换)改变。
[0015]在实施例中，所述足跟效应利用机构引起所述支撑件和/或X射线源的运动，以便增加所述X射线源与所述对象之间的距离。
[0016]在实施例中，如此曝光多个像素，以获得针对多个像素的两组强度读数，针对两个光谱中的每个，至少一组，所述装置还包括光谱成像处理器，其被配置为基于所述两组强度读数计算用于所述对象的光谱影像。
[0017]尽管可以在没有额外硬件的情况下使用上文所描述的实施例，但是在现在参考的备选实施例中仍然设想某些这样的额外硬件。特别地，根据另一方面，提供了一种X射线成像装置，包括：X射线源，其被配置为生成X辐射射束；以及X射线探测器，其用于探测在与被成像对象相互作用之后的X辐射；以及可移动滤波器，其被布置在所述X射线源与所述对象之间并且可通过控制单元移动以便将所述射束的光谱至少局部地改变为第一光谱和第二光谱，从而使所述探测器的像素在两个光谱处交替曝光于X辐射。
[0018]以滤波器元件的形式设想额外硬件。然而，与上文所描述的作为昂贵的解决方案的专用光谱硬件选项相比，该滤波器更便宜且更容易安装/改装。
[0019]在实施例中，所述滤波器包括分别包括不同材料的子元件，其中，由所述滤波器运动引起，所述子元件中的至少两个交替地一次一个地被带入到与所述像素的(透视)配准。
[0020]两种材料要引起不同的光谱调制。设想的组合包括Al和Cu或Al和聚合物，诸如PE。所述元件之一可以被形成为空隙，在这种情况下空气是材料之一。
[0021]在实施例中，所述子元件以棋盘图案布置。
[0022]在另一方面中，提供了包括用于X射线成像装置的图像采集方法的相关方法，所述装置包括：具有阴极和阳极的X射线源，其被配置为生成X辐射射束；以及X射线探测器，其用于探测在与被成像对象相互作用之后的X辐射，当所述X射线源在操作中时所述射束具有由足跟效应引起的在其阳极侧和阴极侧的不同的光谱，所述方法包括：
[0023]通过与数据采集单元处的读出活动的定时一致地控制致动器来改变所述成像几何结构，来使所述探测器的像素交替曝光于所述射束的阳极侧和阴极侧两者，所述致动器作用于所述X射线源、患者检查台和探测器中的至少一项。
[0024]在另一方面中，提供了一种用于X射线成像装置的图像采集方法，所述装置包括用于生成X辐射射束的X射线源和用于探测在与被成像对象相互作用之后的X辐射的X射线探测器，所述方法包括：
[0025]通过移动被布置在所述X射线源与所述对象之间的可移动滤波器使所述探测器的像素交替曝光于第一光谱和第二光谱处的X辐射，以便将所述射束的光谱至少局部地改变为所述第一光谱和第二光谱。
[0026]在实施例中，所述交替曝光使在所述像素处的不同光谱处探测到两个测量值，并
且其中，所述方法还包括通过光谱成像算法处理两个测量值。
[0027]在实施例中，所述光谱成像算法被实施为机器学习算法。
[0028]在另一方面中，提供了一种计算机程序单元，其当由至少一个处理单元运行时适于使所述处理单元执行上文所描述的方法中的任一种。
[0029]在另一方面中，提供了一种在其上存储有所述程序单元的计算机可读介质。
[0030]在另一方面中，提供了足跟效应实现光谱X射线成像的用途。
[0031]定义
[0032]“用户”涉及操作成像装置或监督成像流程的人，诸如医学人员或其他人。换句话说，用户通常不是患者。
[0033]“对象”在本文中以一般意义使用，以包括有生命的“对象”，诸如人类或动物患者或其解剖部分，而且包括无生命对象，诸如安全检查中的行李物品或无损探测中的产品。然而，本文将主要参考医学领域讨论所提出的系统，因此我们将“对象”称为“患者”，并且感兴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种X射线成像装置(XI)，包括：具有阴极(C)和阳极(A)的X射线源(XS)，所述X射线源被配置为生成X辐射射束(XB)；以及X射线探测器(XD)，其用于探测在与被成像对象(OB)相互作用之后的X辐射，当所述X射线源(XS)在操作中时所述射束(XB)具有由足跟效应引起的在所述射束的阳极侧(AS)和阴极侧(XB)的不同的光谱；以及足跟效应利用(HH)机构，其被配置为通过与数据采集单元处的读出活动的定时一致地控制致动器来改变成像几何结构来使所述探测器(XD)的像素(PX、GR)交替曝光于所述射束(XB)的所述阳极侧(AS)和所述阴极侧(CS)两者，所述致动器作用于所述X射线源、患者检查台和所述探测器中的至少一项。2.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，所述足跟效应利用(HH)机构引起所述对象(OB)与所述X射线射束(XB)之间的相对运动。3.根据权利要求1或2所述的X射线成像装置，其中，所述运动是由所述被成像对象(OB)在成像期间驻留于的支撑件(TB)的至少部分的运动引起的，和/或是由所述X射线源(XS)的运动引起的。4.根据前述权利要求中的任一项所述的X射线成像装置，其中，所述X射线源(XS)的所述运动是横向的和/或旋转的，使得所述阳极(A)和所述阴极(C)的相应位置被改变。5.根据前述权利要求中的任一项所述的X射线成像装置，其中，所述足跟效应利用(HH)机构引起所述支撑件(TB)或支撑件(TB)和/或所述X射线源(XS)的运动，以便增加所述X射线源与所述对象(OB)之间的距离。6.根据前述权利要求中的任一项所述的X射线成像装置，其中，多个像素被如此曝光，以获得针对所述多个像素的两组强度读数，针对两个光谱中的每个光谱，至少一组强度读数，所述装置还包括光谱成像处理器(SP)，所述光谱成像处理器被配置为基于所述两组强度读数来计算针对所述对象(OB)的光谱影像。7.一种X射线成像装置(XI)，包括：X射线源(XS)，其被配置为生成X辐射射束(XB)；以及X射线探测器(XD)，其用于探测在与被成像对象(OB)相互作用之后的X辐射；以及可移动滤波器(FL)，其被布置在所述X射线源(XS)与所述对象(OB)之间并且能够由控制单元(CU)移动，以便将所述射束(XB)的光谱至少局部地改变为第一光谱和第二光谱，从而使所述探测器(XD)的像素(PX)在两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：