[发明专利]X射线成像设备及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用多X射线源的X射线成像设备和控制方法，尤其涉及提供X射线断层图像(tomographic image)的X射线成像设备和控制方法。

背景技术

已知使用碳纳米管作为冷阴极(cold cathode)的多X射线源。公知的X射线发射设备通过这样的方式来形成二维X射线源，即，使用将碳纳米管用作为发射电子的阴极的多X射线管，并呈二维状排列布置用于收集来自X射线管的X射线的X射线辐射窗。从X射线发射设备的二维X射线源发射出的X射线通过被检体并照射在X射线图像检测器上。该X射线图像检测器基于所照射的X射线的强度生成X射线图像的图像信号。在X射线发射设备的二维X射线源与被检体之间布置毛细管(capillary)按筛状(sieve-like)二维排列的准直器(collimater)，使得毛细管的轴方向为与二维X射线源和被检体之间的方向相同的方向(参见日本特开2004-089445(下文中称为“专利文献1”))。

同时，已知基于使用多X射线源所生成的透射X射线图像来计算被检体的断层图像的技术。在公知技术中，使用了利用电子束照射靶面(target surface)以促使发射X射线，并且通过使X射线通过准直器孔来使这些X射线形成为束的辐射源(radiationsource)。在表面上设置了多个准直器孔。在扫描电子束并顺次切换准直器孔时，由辐射检测器顺次检测通过被检体的X射线。透射成像部件基于来自保持各像素点的被检体图像信息的辐射检测器的检测信号，获得透射图像信息。由于X射线从准直器孔直接进入辐射检测器，并且几乎没有散射射线(scattering ray)进入，因此在透射图像信息中不包括散射射线信息；因而，可以获得不包括散射射线信息的三维图像信息(参见日本特开2000-060835(下文中称为“专利文献2”))。

如沿从焦点至检测器延伸的方向观看到的，在专利文献2中公开的X射线成像系统成四角锥状。因此，在接近检测器的区域中，在宽范围内拍摄到检测对象，并且在远离检测器的区域中，在窄范围内拍摄到检测对象。当在X射线源附近观察到该现象时，在多个X射线源之间的间距间隔中不能够获取到检测对象的投影数据(projection data)。换言之，在X射线源之间的间距区域中出现数据缺失区域。成像系统的放大率越大，该问题越明显。

另一问题是散射射线消除与X射线使用效率之间的互逆关系。在传统的X成像中，由X射线束形成的四角锥状的锥角被放大，从而提高了X射线使用效率，并且一次拍摄到大的被检体区域。然而，当利用X射线一次照射大的区域时，图像的分辨率由于散射射线而降低。尽管散射射线抑制网格(scattering raysuppression grid)可用于抑制这种散射射线，但由于散射射线抑制网格还使有效的直接射线衰减，因此这是不利的。专利文献2因此缩小了锥角以减少散射射线，但缩小锥角还导致X射线使用效率的下降。

发明内容

本发明的特征是，在使用多X射线源的X射线成像中，减少或消除出现在X射线源之间的间距区域中的数据缺失区域，并降低散射射线的影响。

根据本发明的方面，提供了一种X射线成像设备，包括：多X射线生成部件，其中沿第一方向以预定间距呈二维状布置有多个X射线焦点；切缝部件，其具有多个切缝构件，每个所述切缝构件与各X射线焦点分别相对布置并具有沿所述第一方向排列的多个切缝，每个所述切缝将来自与该切缝相对的X射线焦点的X射线形成为长度方向是不同于所述第一方向的第二方向的切片状的X射线束；二维检测部件，其在检测面处检测通过所述切缝部件而形成的X射线束的X射线强度；移动部件，其在保持所述多X射线生成部件和所述切缝部件之间的相对位置关系的情况下，沿所述第一方向移动所述多X射线生成部件和所述切缝部件；执行部件，其在所述多X射线生成部件和所述切缝部件位于在通过所述移动部件被移动所述预定间距的量的过程中的多个位置处时，基于通过所述二维检测部件所检测到的X射线强度来执行X射线成像，以获得X射线图像数据；以及重建部件，其基于通过所述执行部件执行所述X射线成像所获得的X射线图像数据，来重建X射线图像。