使用X射线荧光的成像系统技术方案

本文公开了一种系统(200)，其包括：辐射源(106)，其被配置为通过产生辐射并将其引导至人体(104)的一部分而引起所述人体的所述部分中的化学元素的特征X射线的发射；第一图像传感器(101)，其被配置为使用所述特征X射线捕获所述部分的图像组；以及第二图像传感器(101)，其被配置为使用已经透射过所述部分的所述辐射来捕获断层图像组。射来捕获断层图像组。射来捕获断层图像组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用X射线荧光的成像系统

技术介绍

[0001]X射线荧光(XRF)是来自被激发(例如，暴露于高能X射线或伽马射线)的材料的特征X射线的发射。如果原子暴露于X射线或伽马射线并且其光子能量大于电子的电离势，则所述原子内轨道上的电子可以被抛出，并在内轨道上留下空穴。当原子外轨道上的电子弛豫以填充所述内轨道上的所述空穴时，X射线(荧光X射线或二次X射线)被发射。所述被发射的X射线的光子能量等于所述外轨道和所述内轨道电子之间的能量差。
[0002]对于给定的原子，可能的弛豫数目是有限的。如图1A所示，当L轨道上的电子弛豫以填充K轨道(L
→
K)上的空穴时，荧光X射线称为Kα。来自M
→
K弛豫的荧光X射线称为Kβ。如图1B所示，来自M
→
L弛豫的荧光X射线称为Lα，依此类推。

技术实现思路

[0003]本文公开一种系统，其包括：辐射源，其被配置为通过产生辐射并将其引导至人体的一部分而引起所述人体的所述部分中的化学元素的特征X射线的发射；第一图像传感器，其被配置为使用所述特征X射线捕获所述部分的图像组；以及第二图像传感器，其被配置为使用已经透射过所述部分的所述辐射来捕获断层图像组。
[0004]在某方面，所述辐射源包括过滤器，所述过滤器被配置为阻挡其能量不足以引起所述特征X射线发射的辐射。
[0005]在某方面，所述化学元素是铼或碘。
[0006]在某方面，所述化学元素不是放射性的。
[0007]在某方面，所述化学元素与配体结合。
>[0008]在某方面，所述第一图像传感器包括像素阵列，并且其被配置为对一段时间内入射在所述像素上的所述特征X射线的光子计数。
[0009]在某方面，所述第一图像传感器包括包含砷化镓的X射线吸收层。
[0010]在某方面，所述第一图像传感器不包括闪烁体。
[0011]在某方面，所述图像组仅使用所述化学元素的所述特征X射线来捕获。
[0012]在某方面，所述的系统进一步包括处理器，所述处理器被配置为基于所述图像组来确定所述化学元素的三维分布。
[0013]在某方面，所述处理器被配置为基于所述断层图像组重构所述部分的三维图像。
[0014]在某方面，所述处理器被配置为叠加所述化学元素的三维分布和所述三维图像。
[0015]在某方面，所述第一图像传感器、所述第二图像传感器和所述辐射源被配置为移动至相对于所述人体的所述部分的多个位置。
[0016]本文公开一种方法，其包括：通过将辐射引导到人体的一部分而引起所述人体的所述部分中的化学元素的特征X射线的发射；使用所述特征X射线捕获所述部分的图像组；使用已经透射过所述部分的所述辐射来捕获断层图像组；基于所述图像组来确定所述化学元素的三维分布；基于所述断层图像组重构所述部分的三维图像；叠加所述化学元素的三维分布和所述三维图像。
[0017]在某方面，所述化学元素是铼或碘。
[0018]在某方面，所述化学元素不是放射性的。
[0019]在某方面，所述化学元素与配体结合。
[0020]在某方面，捕获所述图像组是通过对一段时间内所述特征X射线的光子计数而进行的。
[0021]在某方面，仅使用所述特征X射线捕获所述图像组。
[0022]在某方面，捕获所述图像组和所述断层图像组包括将图像传感器和辐射源移动至相对于所述部分的多个位置。
【附图说明】
[0023]图1A和图1B示意示出X射线荧光的机制。
[0024]图2示意示出根据实施例的一种系统。
[0025]图3A和图3B示意示出根据实施例的包括多个X射线检测器的第一图像传感器的透视图。
[0026]图4A和图4B分别示意示出根据实施例的所述X射线检测器的横截面图。
[0027]图5示意示出根据实施例的所述第一图像传感器的所述X射线检测器的俯视图。
[0028]图6A和图6B示意示出根据实施例的图2的所述系统的所述第一图像传感器、所述第二图像传感器和所述辐射源的移动。
[0029]图7A示意示出根据实施例的基于图像组确定的所述化学元素的三维分布，以及基于断层图像组重构的所述人体的所述部分的三维图像的示例。
[0030]图7B示意示出根据实施例的通过处理器叠加所述化学元素的所述三维分布和所述人体的所述部分的所述三维图像的示例。
[0031]图8示出根据实施例的方法的流程图。
[0032]图9A
‑
图9B各自示意示出根据实施例的所述X射线检测器的电子系统的组件图。
[0033]图10示意示出根据实施例的由X射线的入射光子产生的载流子所引起的电流的时间变化，以及电压的相应的时间变化。
【具体实施方式】
[0034]图2示意示出根据实施例的系统200，所述系统200包括第一图像传感器101、第二图像传感器102和辐射源106。所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106可被定位到或被移动到相对于物体的多个位置(例如，如图2中所示的所述人体104的一部分)。例如，所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106可朝向和远离所述人体104的所述部分移动或相对于所述人体104的所述部分旋转。在所述移动或所述旋转期间，所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106之间的相对位置可以固定也可以不固定。所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102可以被布置成距所述人体104的所述部分大约相同的距离或不同的距离。所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102的其他合适的布置可以是可能的。所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102可以在角方向上等间隔或不等间隔。在实施例中，所述第一图像传感器101不包括闪烁体。
[0035]所述系统200可以包括一个以上的辐射源106。在实施例中，所述辐射源106用可以使化学元素(例如，铼或碘)发出特征X射线(例如，通过荧光)的辐射来照射所述人体104的所述部分。所述化学元素可以通过丸剂或液体的形式口服或通过注射到肌肉或血液中的方式被引入人体。在示例中，所述化学元素不是放射性的。所述化学元素可以与配体结合。所述辐射源106可以进一步包括过滤器208，其被配置为阻挡其能量不足以引起特征X射线发射到达所述人体104的所述部分的辐射。所述辐射源106可以相对于所述人体104的所述部分可移动或静止。
[0036]在实施例中，所述第一图像传感器101仅使用所述特征X射线(例如，通过检测所述特征X射线的强度分布)来捕获图像组(例如，所述人体104的所述部分的图像)。即，所述第一图像传感器101可以忽略除了所述特征X射线以外的任何辐射。如图2所示，所述第一图像传感器101可以避开可能接收到来自所述辐射源106的已经透射过所述人体104的所述部分的辐射的位置。所述第一图像传感器101可以是相对于所述人体104的所述部分可移动的或静本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，其包括：辐射源，其被配置为通过产生辐射并将其引导至人体的一部分而引起所述人体的所述部分中的化学元素的特征X射线的发射；第一图像传感器，其被配置为使用所述特征X射线捕获所述部分的图像组；以及第二图像传感器，其被配置为使用已经透射过所述部分的所述辐射来捕获断层图像组。2.如权利要求1所述的系统，其中所述辐射源包括过滤器，所述过滤器被配置为阻挡其能量不足以引起所述特征X射线发射的辐射。3.如权利要求1所述的系统，其中所述化学元素是铼或碘。4.如权利要求1所述的系统，其中所述化学元素不是放射性的。5.如权利要求1所述的系统，其中所述化学元素与配体结合。6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一图像传感器包括像素阵列，并且其被配置为对一段时间内入射在所述像素上的所述特征X射线的光子计数。7.如权利要求1所述的系统，其中所述第一图像传感器包括包含砷化镓的X射线吸收层。8.如权利要求1所述的系统，其中所述第一图像传感器不包括闪烁体。9.如权利要求1所述的系统，其中所述图像组仅使用所述化学元素的所述特征X射线来捕获。10.如权利要求1所述的系统，其进一步包括处理器，所述处理器被配置为基于所述图像组来确定所述化学元素的三维分布。11.如权利要求10所述的系统，其中所述处理器被配置为基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹培炎，刘雨润，
申请(专利权)人：深圳帧观德芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：