[发明专利]电子束扫描多焦点反射式射线源装置

说明书

本发明公开了一种电子束扫描多焦点反射式射线源装置，包括射线源；射线源包括为第一壳体、设置在第一壳体内的扫描束电子枪、靶材组件、准直器以及控制组件；第一壳体上设有电极组件，控制组件与电极组件和扫描束电子枪电连接，电极组件通过控制组件为扫描束电子枪提供电能；靶材组件与扫描束电子枪间隔相对，其上设有多个间隔排布的受轰击位置，受轰击位置在扫描束电子枪发出的电子束的轰击下发射出X射线；准直器设置在靶材组件发射出X射线的一侧，其上设有分别与每一受轰击位置对应的多个准直窗口；靶材组件发射出的X射线通过准直窗口发射到射线源外部的探测器接收面上。本发明的电子束扫描多焦点反射式射线源装置，实现多焦点投影图像采集。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种电子束扫描多焦点反射式射线源。

背景技术

断层合成成像技术是医学放射影像学的重要部分，最典型的形式就是CT成像，其采用一个窄带探测器正对窄缝射线源，成像目标则位于两者之间。当射线源发出的X射线穿过成像目标，其衰减后的剩余射线就在探测器上获得一幅投影图像。以成像目标为中心，探测器和射线源同步围绕成像目标作360°旋转，过程中采集多达几百幅甚至上千幅投影图像后，通过重建软件，就可以将成像目标的内部三维结构包括X射线衰减密度等信息重建出来，进而获得各个方向的断层合成图像，供医生进行疾病诊断。

CT技术使医生获得了“神奇的眼睛”，可以看到人体内部的细节，从而成为疾病诊断的利器，目前已经成为医院不可或缺的重要设备，但其也有一些局限或缺陷，主要有：

CT的辐射剂量较大，譬如相当于典型的乳腺X线摄影的十几到几十倍，人体辐射伤害一直受到关注甚至质疑；

目前的整体几何分辨率较低，譬如只相当于数字乳腺X线摄影的1/2或更低，需要精细分辨解剖细节的临床应用仍旧受到局限；

针对密度对比度较小的人体部位，其分辨能力较差。

由于上述局限性，在某些临床领域，例如乳腺癌筛查和疾病诊断、齿科摄影等领域，依然依赖专用的X射线摄影或断层合成成像技术。

在乳腺成像领域，断层成像领域的进展明显落后于普通全身X射线CT技术的发展。直至2011年，美国的HOLOGIC公司获得FDA批准，第一次将数字化乳腺断层合成成像技术(Digital Breast Tomosynthesis，简称DBT)用于乳腺癌筛查。DBT成像过程分为三步：(1)图像采集：在探测器、乳房、压迫板不动的前提下，球管围绕乳房中心沿着一段(或一定角度范围的)弧线运动，在这过程中每隔一定角度拍摄一幅乳房的投影图像。(2)图像重建：投影图像采集完成后，作为原始数据，经过各种图像重建算法软件的处理，可以获得不同厚度坐标方向的断层合成图像，这个过程称为断层图像重建。(3)图像后处理：对重建好的图像进行后处理，主要的内容包括降噪、降低伪影、突出临床感兴趣区结构等特定目的，获得最终的图像。

运动模糊(Motion Blur)是在第一步的投影图像采集过程中，球管运动造成的图像模糊(Motion Blur)和乳房蠕动造成的运动模糊，一直受到学界的关注和研究。

通常情况下，球管运动和投影采集采用两种方式：(1)球管连续运动过程中，间隔特定时间(角度)发出X射线照射乳房，探测器采集一幅投影图像；(2)Step-and-Shoot模式，即球管步进运动一定角度，然后停止，发出X射线，探测器采集一幅投影图像；然后球管步进到下一个采集角度，再曝光采集下一帧投影图像。然而，上述两种方式存在以下缺陷：

采用球管连续运动可以缩短扫描时间，但由于探测器数据采集需要时间(通常大于100毫秒)，在此过程中球管焦点连续运动，将造成物体在探测器上的投影模糊，降低系统传递函数(MTF)，增加图像失真。

采用Step-and-Shoot模式，其可避免射线源(球管)的运动模糊，但还是无法避免运动刹车停止时，球管微小振动带来的运动模糊；延长球管停顿时间有利于消除振动，但将显著延长扫描时间，将会增加乳房蠕动造成的运动模糊。