[发明专利]具有对光子通量的快速空间调制的X射线成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种X射线成像设备和一种操作这样的X射线成像设备的方法。

背景技术

X射线成像通常被用以获得关于感兴趣对象的内部结构的信息。X射线成像设备包括X射线源和被布置在观察体积的相对侧的X射线探测器，在X射线成像期间感兴趣对象可以被布置在所述观察体积中。来自X射线源的X射线被发送通过对象。由于对象的各种内部结构的不同的X射线吸收性质，可以基于由X射线探测器探测的X射线强度的局部分布来获得关于内部结构的信息。

在医学X射线成像中，感兴趣对象通常是人或者动物身体的感兴趣区域(ROI)。由于X射线可能伤害这样的身体的活组织，因此将在医学成像期间被施加到身体的X射线剂量最小化具有普遍益处。

在多数常规X射线成像设备中，X射线均匀地被发送通过感兴趣区域，即被施加到ROI的X射线强度在ROI的整个横截面上基本上是恒定的。然而，ROI通常包括具有显著不同的X射线吸收性质的各种内部身体结构。例如，ROI内的骨示出相对强的X射线吸收率，而诸如肌肉组织或者肺组织的其他组织示出显著较低的X射线吸收率。因此，在均匀X射线强度被发送在整个ROI上的情况下可能出现问题，因为带有具有低X射线吸收率的结构的ROI的部分被曝光过度，而具有强X射线吸收率的部分被曝光不足。

例如，主要包括如肺组织的软组织的部分几乎不吸收X射线，使得高强度的X射线被发送通过这些部分，并且捕获所发送的X射线的X射线探测器的探测器像素能够被曝光过度，即探测器部分进入到过载状况中。换言之，在这些软组织部分中，ROI经历过度的患者X射线剂量。另一方面，通常存在包括骨或者其他强X射线吸收结构的在ROI内的部分。被发送通过ROI的这些部分的X射线被高地衰减，并且捕获被发送通过这些高X射线吸收部分的X射线的X射线探测器的探测器像素可能被曝光不足，即这样的部分中的X射线探测器的像素接收仅非常低的X射线强度，使得在这样的“饥饿的”探测器单元中，噪声可能对探测器信号具有显著的影响。

因此，能够期望将被发送通过感兴趣区域的X射线的局部强度适应于在该感兴趣区域上包括的内部结构的性质。换言之，具有对X射线的原始光子通量的局部化和动态控制将是有帮助的，其中，该光子通量可以例如适于探测器信号。

动态衰减器已经被提出，但是不能实用于快速调制。例如，WO 0225671描述了一种X射线检查设备，除了别的以外，其包括具有滤波器元件的X射线滤波器，所述滤波器元件具有能够通过控制个体滤波器元件内的X射线吸收液体的量来进行调节的X射线吸收性。然而，对在滤波器元件内的液体进行重新布置通常是耗时的并且仅适于低频率图像采集。

类似地，US 6061426公开了一种包括这样的X射线滤波器和具有准直器元件的X射线准直器的X射线检查设备，其能够通过利用X射线拦截液体填充这些元件来在X射线发送状态与X射线拦截状态之间切换。

US 2011/0206259A1公开了一种C型臂成像设备，其中，X射线成像射束被滤波，以提供针对被获得的每幅投影图像的选定的经滤波的射束强度概况。射束滤波器包括数字射束衰减器，所述数字射束衰减器包括多个楔形对或者多个叶的集合。

US 2008/0037709A1公开了控制辐射的射束中的辐射强度的空间分布的系统和方法，包括如辐射吸收结构的相同周期性栅格的堆叠。

发明内容

可以存在对于实现对原始X射线光子通量的局部化和动态控制的成像设备和用于操作这样的X射线成像设备的方法的需要。尤其地，可以存在对于可以利用其迅速地影响所述原始X射线光子通量使得例如在X射线成像期间可以防止对X射线探测器的部分的曝光过度或者曝光不足的方法的需要。

可以通过独立权利要求的主题满足这样的需要。在从属权利要求中定义了本发明的另外的实施例。