X射线成像设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种X射线成像设备，其包括：X射线发生单元，包括至少一个X射线管，X射线管被构造为围绕成像部位以多个角度发射锥形X射线束，且以第一能量和第二能量的锥形X射线束从多个角度扫描成像部位，第一能量不同于第二能量；探测单元，构造为与X射线发生单元相对设置，配置为分别探测穿过成像部位的第一能量和第二能量的锥形X射线束以获得第一投影数据和第二投影数据；配准单元，配置为应用X射线管的旋转角度信息对第一投影数据和第二投影数据配准；及处理单元，配置为利用配准的第一投影数据与对应的配准的第二投影数据之间的能量衰减信息或系数，得到成像部位的成分信息，以实现增加图像输出信息、增加设备临床价值的效果。值的效果。值的效果。

【技术实现步骤摘要】
X射线成像设备


[0001]本申请涉及X射线成像设备，具体而言，涉及使用锥形X射线束进行双能量成像的X射线成像设备。

技术介绍

[0002]自从X射线被发现以来，X射线透视成像技术作为一种无损检测手段在医疗、安检、缉私等诸多领域得到了广泛的应用。X射线透视成像技术的基本原理是：X射线照射对象的成像部位，与成像部位的成分发生作用，穿过成像部位衰减后的X射线被探测器模块接收转换成电信号并形成图像；该图像上每个像素信号强度的大小反映的是该像素对于X射线透视方向上成像部位的成分对X光子吸收的强弱，即该X射线路径方向所有成像部位的成分对X射线线性衰减系数的积分。因此，单能X射线透视成像并不能够直接给出被透视对象的密度或原子序数等材料信息。而双能X射线技术利用两种能量的X射线对被检对象的成像部位进行扫描，通过比较同一材料在两种不同能量下的衰减差异，可以识别材料成分。
[0003]然而，目前使用锥形X射线束的X射线成像设备仅能使用平板探测器以单能X射线进行成像，而双能量成像仅用于使用扇形X射线束的CT系统。在双能CT系统中，X射线管构造于球状机架上在旋转的同时出射扇形X射线束，在X射线管的相对侧使用扇形探测器跟随X射线管旋转以捕获扇形X射线束并获得两种能量下的X射线通过人体时的衰减，以实现准确的人体的成分识别。
[0004]因此，需要一种适于使用锥形X射线束和平板探测器、而非扇形X射线束和扇形探测器(例如CT)的双能X射线成像设备(例如摄影X射线机、透视X射线机、胃肠X射线机、乳腺机、介入设备(DSA)等)。/>
技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种X射线成像设备，以至少解决现有技术中难以在使用锥形X射线束的成像设备中获得双能量的相关数据(例如准确的成像部位的成分)的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种X射线成像设备，其包括：X射线发生单元，包括至少一个X射线管，X射线管被构造为围绕成像部位以多个角度发射锥形X射线束，且X射线管配置为分别以第一能量的锥形X射线束和第二能量的锥形X射线束从多个角度扫描成像部位，第一能量不同于第二能量；探测单元，构造为与X射线发生单元相对设置，探测单元配置为分别探测穿过成像部位的第一能量的锥形X射线束以获得第一投影数据和穿过成像部位的第二能量的锥形X射线束以获得第二投影数据；配准单元，配置为应用X射线管的旋转角度信息对第一投影数据和第二投影数据配准；以及处理单元，配置为利用配准的第一投影数据与对应的配准的第二投影数据之间的X射线能量衰减信息或系数，得到成像部位的双能量成分信息。
[0007]以这种方式，可以通过用双能量的锥形X射线束从不同角度扫描成像部位而准确
地识别成像部位的成分，从而增加成像设备的图像输出信息、提高输出图像质量、且增加X射线成像设备的临床价值。
[0008]进一步地，根据本申请的一个实施例，探测单元构造为伴随X射线管的运动，以保持探测单元位于锥形X射线束的路径上。
[0009]以这种方式，利用随X射线管的运动而运动(例如随其旋转而旋转)的探测单元，可以捕获由X射线管从多个不同的角度发射、并穿过成像部位后的锥形X射线束。
[0010]进一步地，根据本申请的一个实施例，探测单元构造为平板探测器。
[0011]以这种方式，利用平板探测器可以捕获穿过成像部位的锥形X射线束。
[0012]进一步地，根据本申请的一个实施例，X射线发生单元与探测单元分别构造于一个C型臂的两端。
[0013]以这种方式，利用C型臂，可以实现探测单元与X射线发生单元的相对设置，以实现探测单元的平板探测器与X射线发生单元的X射线管的相对设置。
[0014]进一步地，根据本申请的一个实施例，X射线成像设备还包括一个开关单元，开关单元设置为控制X射线发生单元在发射第一能量的锥形X射线束和发射第二能量的锥形X射线束之间进行切换。
[0015]以这种方式，利用开关单元，X射线发生单元可以仅包括一个X射线管。可以控制开关单元使得该X射线管在发射第一能量的锥形X射线束和发射第二能量的锥形X射线束之间进行切换，从而实现双能量的锥形X射线束的出射。
[0016]进一步地，根据本申请的一个实施例，X射线成像设备还包括重建单元，重建单元配置为：在处理单元得到成像部位的双能量成分信息之后，重建配准的第一投影数据以得到第一断层图像，并且重建配准的第二投影数据以得到第二断层图像。
[0017]以这种方式，可以利用原始的第一投影数据和第二投影数据进行双能量运算来得到成像部位的双能量成分信息，并且可以利用上述重建单元通过对第一投影数据和第二投影数据断层重建来得到第一断层图像和第二断层图像，从而可以获得双能量的相关结果图像。由此，增加了成像设备的图像输出信息、提高了输出图像质量、且增加X射线成像设备的临床价值。
[0018]进一步地，根据本申请的一个实施例，X射线成像设备还包括重建单元，重建单元配置为：在配准单元执行配准之后，重建配准的第一投影数据以得到第一断层图像，并且重建配准的第二投影数据以得到第二断层图像，其中，处理单元配置为利用第一断层图像与第二断层图像之间的X射线能量衰减信息或系数，得到成像部位的双能量成分信息。
[0019]以这种方式，可以在对第一投影数据和第二投影数据执行配准之后，由上述重建单元重建配准的第一投影数据以得到第一断层图像，并且重建配准的第二投影数据以得到第二断层图像。然后，处理单元可以利用第一断层图像与第二断层图像之间的X射线能量衰减信息或系数来分析得到成像部位的双能量成分信息。由此，可以获得双能量的相关结果图像，增加了成像设备的图像输出信息、提高了输出图像质量、且增加X射线成像设备的临床价值。
[0020]进一步地，根据本申请的一个实施例，X射线成像设备还包括输出单元，输出单元配置为输出包含了所识别的成像部位的双能量成分信息的第一断层图像或第二断层图像。
[0021]以这种方式，输出单元可以输出包含了所识别的成像部位的双能量成分信息的第
一断层图像或第二断层图像(例如有效原子序数图，骨髓图、单能谱图等)，作为双能量的相关结果图像。
[0022]进一步地，根据本申请的一个实施例，X射线发生单元包括两个X射线管，两个X射线管在同一时间分别发射第一能量的锥形X射线束和第二能量的锥形X射线束。
[0023]以这种方式，可以省略开关单元。利用两个X射线管在旋转的同时分别发射第一能量的锥形X射线束和第二能量的锥形X射线束，可以最小化获得的第一投影数据和第二投影数据之间的位置偏差，提高投影数据的配准精度。
[0024]进一步地，根据本申请的一个实施例，X射线管被配置为围绕成像部位转动的角度的范围在0～360度之间以从多个角度扫描成像部位，并且多个角度之间的相邻间隔在0.5度至2度之间。即，相邻角度之间的间隔在0.5度至2度之间。
[0025]以这种方式，可以使X射线管从0度开始每旋转预定步长(其在0.5度至2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线成像设备，其特征在于，包括：X射线发生单元(110)，包括至少一个X射线管，所述X射线管被构造为围绕成像部位以多个角度发射锥形X射线束，且所述X射线管配置为分别以第一能量的锥形X射线束和第二能量的锥形X射线束从多个角度扫描所述成像部位，所述第一能量不同于所述第二能量；探测单元(130)，构造为与所述X射线发生单元(110)相对设置，所述探测单元(130)配置为分别探测穿过所述成像部位的第一能量的锥形X射线束以获得第一投影数据和穿过所述成像部位的第二能量的锥形X射线束以获得第二投影数据，所述X射线发生单元(110)与所述探测单元(130)分别构造于一个C型臂的两端；配准单元(150)，配置为应用所述X射线管的旋转角度信息对第一投影数据和第二投影数据配准；以及处理单元(170)，配置为利用配准的第一投影数据与对应的配准的第二投影数据之间的X射线能量衰减信息或系数，得到成像部位的双能量成分信息；其中，所述X射线成像设备还包括开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵喜，
申请(专利权)人：西门子数字医疗科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：