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對(duì)檢查對(duì)象進(jìn)行高分辨率微分相襯成像的x射線拍攝系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對(duì)檢查對(duì)象進(jìn)行微分相襯成像的X射線拍攝系統(tǒng)，具有：至少一個(gè)產(chǎn)生準(zhǔn)相干X射線的X射線發(fā)射器；帶有對(duì)輻射敏感的、對(duì)X射線成像有效的輸入面的和布置成陣列的像素的X射線成像探測(cè)器；布置在檢查對(duì)象與射線成像探測(cè)器之間的衍射或相位光柵；為衍射或相位光柵對(duì)應(yīng)配設(shè)的檢偏器光柵；和用于控制X射線成像探測(cè)器與接收以及處理X射線成像探測(cè)器的圖像信號(hào)的圖像系統(tǒng)。相位光柵和檢偏器光柵的尺寸為，使得它們遮蓋X射線成像探測(cè)器的輸入面的僅一部分，圖像系統(tǒng)構(gòu)造為使讀出并處理X射線成像探測(cè)器的輸入面的由光柵遮蓋的部分作為用于相襯成像的部分區(qū)域，并且讀出并且處理X射線成像探測(cè)器的其余區(qū)域以便基于X射線的吸收成像。
【專利說明】對(duì)檢查對(duì)象進(jìn)行高分辨率微分相襯成像的X射線拍攝系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對(duì)檢查對(duì)象進(jìn)行微分相襯成像的X射線拍攝系統(tǒng)，其具有:至少一個(gè)用于產(chǎn)生準(zhǔn)相干的X射線的X射線發(fā)射器；帶有輻射敏感的、對(duì)射線成像有效的輸入面的和布置成陣列的像素的X射線成像探測(cè)器；布置在檢查對(duì)象與X射線成像探測(cè)器之間的衍射或相位光柵；為該衍射或相位光柵對(duì)應(yīng)配設(shè)的檢偏器光柵；和用于控制X射線成像探測(cè)器與接收以及處理X射線成像探測(cè)器的圖像信號(hào)的圖像系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于微分相襯成像(PCI)，通常將三個(gè)光柵引入X射線源的光路。在作者為M.Bech 等人發(fā)表在 Phys.Med.B1l.54 (2009)，第 2747 至 2753 頁中的文章 “Soft-tissuephase-contrast tomography with an X-ray tube”中，記載這一種下文還將進(jìn)一步闡述的用于PCI的實(shí)施例。
[0003]粒子，如X射線量子的波動(dòng)性允許借助復(fù)折射率來描述現(xiàn)象，如折射和反射。
[0004]η = 1- δ +i β
[0005]在此虛部β表示吸收，該吸收基于當(dāng)前的臨床X射線成像，例如計(jì)算機(jī)斷層成像、血管造影、放射性透視、熒光透視或乳房X光檢查，而實(shí)部δ表示在微分相位成像中觀察到的相位移動(dòng)。
[0006]從DE102010018715A1中已知一種X射線拍攝系統(tǒng)，其中，為定性高質(zhì)量X射線圖像使用對(duì)檢查對(duì)象進(jìn)行相襯成像的X射線拍攝系統(tǒng)，該X射線拍攝系統(tǒng)具有至少一個(gè)帶有多個(gè)用于發(fā)送相干X射線的場(chǎng)發(fā)射X射線源的X射線發(fā)射器、X射線成像探測(cè)器、布置在檢查對(duì)象與X射線成像探測(cè)器之間的衍射光柵G1和布置在衍射光柵G1與X射線成像探測(cè)器之間的另一個(gè)光柵G2。
[0007]可以執(zhí)行開頭所述類型的微分相襯成像的X射線拍攝系統(tǒng)從例如US7，500，784Β2中已知，結(jié)合圖1對(duì)其進(jìn)行了闡述。
[0008]圖1示出用于帶有由六軸的工業(yè)或多關(guān)節(jié)機(jī)器人形式的機(jī)座I固定的C弓臂2的介入性套件的X射線拍攝系統(tǒng)的典型的主要特征，在C弓臂2的端部上安設(shè)有X射線源(例如帶有X射線管和準(zhǔn)直器的X射線發(fā)射器3)以及安設(shè)有作為圖像拍攝單元的X射線成像探測(cè)器4。
[0009]借助例如從US7，500，784Β2中已知的具有優(yōu)選六根旋轉(zhuǎn)軸線并因此具有六個(gè)自由度的多關(guān)節(jié)機(jī)器人，C弓臂2可以任意在空間上調(diào)節(jié)，例如方式是它圍繞旋轉(zhuǎn)中心在X射線發(fā)射器3與X射線成像探測(cè)器4之間旋轉(zhuǎn)。按本發(fā)明的血管造影的X射線系統(tǒng)I至4尤其是能圍繞旋轉(zhuǎn)中心和旋轉(zhuǎn)軸線在X射線成像探測(cè)器4的C弓臂平面中旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選能圍繞X射線成像探測(cè)器4的中點(diǎn)和圍繞與X射線成像探測(cè)器4的中點(diǎn)相交的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
[0010]已知的多關(guān)節(jié)機(jī)器人具有固定地安裝在地板上的基本框架。在其上圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線以可旋轉(zhuǎn)的方式固定有旋轉(zhuǎn)臺(tái)。在該旋轉(zhuǎn)臺(tái)上圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地安設(shè)有機(jī)器人翼，在該機(jī)器人翼上，圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地固定有機(jī)器人臂。在機(jī)器人臂的端部上，圍繞第四旋轉(zhuǎn)軸線以可旋轉(zhuǎn)的方式安設(shè)機(jī)器人手。機(jī)器人手具有用于C弓臂2的固定元件，該固定元件可圍繞第五旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且可圍繞與之垂直延伸的第六旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
[0011]X射線診斷裝置的實(shí)現(xiàn)不依賴于工業(yè)機(jī)器人。也可以使用普通的C弓臂裝置。
[0012]X射線成像探測(cè)器4可以是矩形或方形、扁平的半導(dǎo)體探測(cè)器，它優(yōu)選由非晶硅(a-Si)制成。也可以采用集成的且必要時(shí)計(jì)數(shù)的CMOS探測(cè)器。
[0013]在X射線發(fā)射器3的光路中，在患者臥榻的臺(tái)板5上具有作為檢查對(duì)象的待檢查患者6。在X射線診斷裝置上，連接有帶有圖像系統(tǒng)8的系統(tǒng)控制單元7，該圖像系統(tǒng)接收并且處理(操作元件例如未示出)X射線成像探測(cè)器4的圖像信號(hào)并且處理。然后，在監(jiān)控信號(hào)燈9的顯示器上可以觀察到X射線照片。監(jiān)控信號(hào)燈9可以借助天花板安裝的可縱向移動(dòng)的、可樞轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)且高度可調(diào)節(jié)的支架系統(tǒng)10以懸臂和可下降的支承臂固定。
[0014]代替圖1中例如所示的、帶有六軸的工業(yè)或多關(guān)節(jié)機(jī)器人形式的基座的X射線系統(tǒng)，血管造影的X射線系統(tǒng)也可以具有垂直的天花板或地板安裝的用于C弓臂2的緊固裝置。
[0015]代替例如所示的C弓臂2，血管造影的X射線系統(tǒng)也可以具有分開的天花板和/或地板安裝的用于X射線發(fā)射器3和X射線成像探測(cè)器4的緊固裝置，它們例如直接電氣耦入口 ο
[0016]相襯成像原理根據(jù)圖2進(jìn)一步闡述。由不相干的X射線發(fā)射器3發(fā)出的X射線穿透吸收光柵O(Gtl)以便產(chǎn)生相干的X射線12，吸收光柵引起X射線源的位置相關(guān)性以及穿透檢查對(duì)象14，例如患者6。通過檢查對(duì)象14，相干的X射線12的波前通過相位移動(dòng)這樣地偏轉(zhuǎn)，如這表示無相位移動(dòng)，亦即，無對(duì)象的波前的法線15，并且表示具有相位移動(dòng)的波前的法線16。然后相位移動(dòng)的波前通過衍射或相位光柵17 (G1)，該光柵具有與X射線譜的典型能量適配的光柵常數(shù)以便產(chǎn)生干涉線，并且又通過正在吸收的檢偏器光柵IS(G2)以便讀出所產(chǎn)生的干涉圖案。檢偏器光柵18的光柵常數(shù)與相位光柵17的光柵常數(shù)和該布置的其余幾何形狀和尺寸匹配。檢偏器光柵18例如以第一或第η個(gè)泰伯(Talbot)距離布置。檢偏器光柵18在此將干涉圖案轉(zhuǎn)換成可由探測(cè)器測(cè)得的強(qiáng)度圖案。
[0017]也就是說吸收光柵13(?)布置得靠近X射線發(fā)射器3的管焦點(diǎn)11，兩個(gè)另外的光柵，即相位光柵17 (G1)和檢偏器光柵18 (G2)布置在X射線成像探測(cè)器4之前附近并且在X射線12的光路中在待檢查對(duì)象14的后方。因?yàn)槭褂迷卺t(yī)學(xué)成像中的X射線成像探測(cè)器4的面積為20cmX 20cm至43cmX 43cm，所以光柵Gl和G2必須具有幾乎相同的尺寸。
[0018]所使用的光柵GyG1和G2必須具有幾微米范圍內(nèi)的網(wǎng)格尺寸以便適合于具有根據(jù)應(yīng)用為25kV至140kV的管電壓的診斷X射線光譜。光柵Gtl, G1和G2的高度取決于所使用的材料和設(shè)計(jì)能量并因此應(yīng)當(dāng)為至少20 μ m至200 μ m。因此，在此出現(xiàn)的高寬比可以達(dá)到100或更多。
[0019]制造這種光柵Gtl, G1和G2，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)僅借助LIGA方法可實(shí)現(xiàn)并因此是耗費(fèi)的且昂貴。
[0020]若X射線源的管焦點(diǎn)11足夠小并且所產(chǎn)生的輻射功率仍然足夠大，則必要時(shí)省掉第一光柵Gtl,即吸收光柵13，如在設(shè)置例如多個(gè)場(chǎng)發(fā)射X射線源作為X射線發(fā)射器3時(shí)所給定那樣，如這從下列描述的DE102010018715A1中已知。
[0021]現(xiàn)在對(duì)于X射線成像探測(cè)器4的每個(gè)像素，微分相位移動(dòng)確定的方式是，通過由箭頭表示的所謂“相位-步進(jìn)”19，檢偏器光柵IS(G2)在多個(gè)步驟&=1，1(，例如1( = 4至8，)中垂直于相干的X射線12的福射方向和橫向于光柵結(jié)構(gòu)的布置移動(dòng)一個(gè)光柵常數(shù)相應(yīng)的分?jǐn)?shù)并且按照X射線成像探測(cè)器4的像素測(cè)得在拍攝時(shí)為該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的信號(hào)Sk并因此掃描產(chǎn)生的干涉圖案。然后，對(duì)于各像素，描述該調(diào)制的函數(shù)(例如正弦函數(shù))的參數(shù)通過合適的擬合方法，匹配或補(bǔ)償方法確定這樣測(cè)得的信號(hào)Sk。能見度，亦即，由最大和最小信號(hào)構(gòu)成的歸一化差(或更準(zhǔn)確地說:幅值相對(duì)平均信號(hào)歸一化)，是表征泰伯-勞(Talbot-Lau)干涉儀的質(zhì)量的量度。它定義為掃描的調(diào)制的襯度。τ — ~.a
V— 二 ^一:，二二...........................................................—.........................................................................m.I—I—.1
SI 3,擊- ν~-,
[0023]此外，在該等式中表示了幅值A(chǔ)和平均強(qiáng)度?。能見度可以在零和I之間取值，因?yàn)樗辛渴钦牟⑶襂max > Imin。在實(shí)際的干涉儀中，還滿足Imin >0，因此V的值域合理地窮盡。最小強(qiáng)度大于零，干涉儀的所有不理想的特性和缺點(diǎn)導(dǎo)致能見度的減小。作為可以通過能見度定義且通過該測(cè)量方式產(chǎn)生的第三信息表示為暗場(chǎng)。暗場(chǎng)指定由帶有對(duì)象和不帶對(duì)象的測(cè)量的能見度構(gòu)成的比。
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[0024]13 —..................................—....................................................?.......................ψ.工
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[0025]然后，從由用于各像素的擬合函數(shù)導(dǎo)出的帶對(duì)象和不帶對(duì)象(或患者)的特定尺寸的比較中可以產(chǎn)生三個(gè)不同的圖像:
[0026]⑴吸收?qǐng)D像，
[0027](ii)微分相襯圖像(DPC)JP
[0028](iii)暗場(chǎng)圖像(dark-field image).
[0029]上述的光柵，即吸收光柵13 (G0)、衍射或相位光柵17 (G1)和可通過相位步進(jìn)19移動(dòng)的檢偏器光柵18 (G2)在硅中通過蝕刻產(chǎn)生，其中，光柵Gtl和G2中各個(gè)單獨(dú)的薄片之間的間隙以強(qiáng)烈吸收的材料(通常是金)來電鍍地填充，如這例如記載在Franz Pfeiffer等人發(fā)表于 Nature Physics2 (2006),第 258 至 261 頁的文章 “Phase retrieval anddifferential phase-contrast imaging with low-brillance χ-ray sources，，中。
[0030]圖3示意性示出具有薄片20和間隙21的序列的相位光柵17 (G1)的橫截面，其中，網(wǎng)格尺寸22此處為4 μ m。薄片的高度23為22 μ m，以便為設(shè)計(jì)能量(此處例如約14keV)的X射線引起適合的相位移動(dòng)。
[0031]在圖4中，示出具有多個(gè)薄片20的檢偏器光柵IS(G2)，其中，間隙21以電鍍引入的金24填充。網(wǎng)格尺寸22此處為2 μ m。薄片的高度23為12 μ m，以便足夠強(qiáng)烈地吸收X射線。
[0032]這種制造的光柵Gtl, G1和G2具有約2cm至5cm的橫向尺寸。然后，按X射線成像探測(cè)器4的規(guī)格定向的各光柵Gtl至G2的總面積由一些單個(gè)的小塊光柵拼鋪而成。該方法是耗費(fèi)的。尤其是整個(gè)布置所需的均質(zhì)性對(duì)制造具有較高的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0033]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，設(shè)計(jì)按開頭所述類型的X射線拍攝系統(tǒng)，使得可以實(shí)現(xiàn)具有高分辨率的實(shí)時(shí)相襯成像，同時(shí)整個(gè)布置具有良好的均質(zhì)性以及低的用于光柵G0, G1和G2的成本。
[0034]該技術(shù)問題按本發(fā)明通過一種X射線拍攝系統(tǒng)解決，相位光柵和檢偏器光柵的尺寸為，使得它們遮蓋X射線成像探測(cè)器的輸入面的僅一部分，并且圖像系統(tǒng)構(gòu)造為，使得它讀出和處理由光柵遮蓋的、X射線成像探測(cè)器的輸入面的部分作為用于相襯成像的部分區(qū)域，并且讀出和處理X射線成像探測(cè)器的其余區(qū)域以便基于X射線的吸收進(jìn)行成像。
[0035]由此，只需要小型光柵來相襯成像，從而顯著地減小耗費(fèi)的成本。也只需要X射線成像探測(cè)器的部分區(qū)域具有必要時(shí)需要的高分辨率。
[0036]已證實(shí)有利的是，相位光柵和檢偏器光柵可移動(dòng)地布置成，使得它們可引入光路和/或通過X射線成像探測(cè)器的成像的輸入面定位在不同的部分區(qū)域上。
[0037]按本發(fā)明，相位光柵和檢偏器光柵可以作為一個(gè)單元共同地剛好在X射線成像探測(cè)器之前引入或定位。
[0038]以有利的方式，X射線成像探測(cè)器的部分區(qū)域可以具有比其余區(qū)域更高的分辨率。
[0039]在PCI探測(cè)器作為用于相襯成像的X射線成像探測(cè)器在用于常規(guī)的吸收成像的X射線成像探測(cè)器之前引入光路并且PCI探測(cè)器具有與光柵相似的尺寸時(shí)，獲得特別靈活的布置。
[0040]按本發(fā)明，PCI探測(cè)器和光柵的尺寸可以為5cm X 5cm。
[0041]已證實(shí)有利的是，相位光柵，檢偏器光柵和PCI探測(cè)器可手動(dòng)地和/或電機(jī)驅(qū)動(dòng)地共同地引入光路或定位，其中，適宜的是，PCI探測(cè)器與相位光柵和檢偏器光柵在結(jié)構(gòu)上連接。
[0042]PCI探測(cè)器可以按本發(fā)明通過電纜和/或通過無線的接口與圖像系統(tǒng)連接。
[0043]以有利的方式，PC1-探測(cè)器可以具有比更大的X射線成像探測(cè)器按面積更小的像素，以便能夠?qū)崿F(xiàn)更高的位置分辨率。
[0044]在PCI探測(cè)器設(shè)計(jì)成量子計(jì)數(shù)探測(cè)器時(shí)，可以確定探測(cè)到的X射線量子的能量。
[0045]為了根據(jù)所使用的光柵較大的高寬比能夠?qū)崿F(xiàn)光柵布置朝X射線源的焦點(diǎn)的精確定向，可以給相位光柵、檢偏器光柵和/或PCI探測(cè)器配備設(shè)備。
[0046]為此，按本發(fā)明可以在PCI探測(cè)器上安設(shè)致動(dòng)器，該致動(dòng)器使PCI探測(cè)器能夠在兩個(gè)空間方向上傾斜，其中，致動(dòng)器可以布置在PCI探測(cè)器的角上。
[0047]為了使所述傾斜達(dá)到期望自由度，可以提供至少三個(gè)致動(dòng)器。
[0048]已證實(shí)有利的是，設(shè)置測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)是否達(dá)到正確的斜度或定向。
[0049]因?yàn)橄嘁r布置的失調(diào)導(dǎo)致拍攝到的X射線照片較強(qiáng)的光暈，所以測(cè)量系統(tǒng)可以檢測(cè)在拍攝到的X射線照片中的光暈，該測(cè)量系統(tǒng)這樣操作致動(dòng)器以便正確定向，使得觀察到的光暈最小。
[0050]備選地，PCI探測(cè)器和/或光柵的正確定向也借助光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)。
[0051]在PCI探測(cè)器和/或光柵的正確定向根據(jù)借助激光或光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)量實(shí)現(xiàn)時(shí)可以計(jì)算PCI探測(cè)器必須被致動(dòng)器移動(dòng)多少來達(dá)到需要的斜度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]下列根據(jù)附圖中所示的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。附圖中:
[0053]圖1是已知的介入性套件的C弓臂血管造影系統(tǒng)，具有作為支撐設(shè)備的工業(yè)機(jī)器人，
[0054]圖2是已知的用于微分相襯成像的泰伯-勞干涉儀示意性的結(jié)構(gòu)，具有延長的管焦點(diǎn)，三個(gè)光柵G。，G1和G2和像素探測(cè)器，
[0055]圖3是相位光柵結(jié)構(gòu)的示意圖，
[0056]圖4是檢偏器光柵G2的結(jié)構(gòu)的示意圖，具有其間隙填充以金的薄片，
[0057]圖5是按本發(fā)明的實(shí)施例，具有正常大小的X射線成像探測(cè)器和小型PCI探測(cè)器，
[0058]圖6是備選的實(shí)施例，具有剛好安設(shè)在X射線成像探測(cè)器之前的更小的光柵單元，
[0059]圖7是布置在X射線成像探測(cè)器上的PCI探測(cè)器，具有用于使PCI探測(cè)器傾斜的致動(dòng)器以及
[0060]圖8是拍攝到的X射線照片朝圖像邊緣通過光暈的示例陰影。

【具體實(shí)施方式】
[0061]在圖5中現(xiàn)在示出按本發(fā)明的實(shí)施例，其中，除了正常大小的X射線成像探測(cè)器4外還使用小型PCI探測(cè)器25，該P(yáng)CI探測(cè)器25的尺寸例如可以為5cmX5cm。在該P(yáng)CI探測(cè)器25上并且與PCI探測(cè)器25結(jié)構(gòu)上連接地設(shè)有尺寸相似的(此圖中未示出的)光柵G1和G2。該小型PCI探測(cè)器25在需要的情況下引入相干的X射線12的光路中并且在此布置在用于常規(guī)吸收成像的更大的X射線成像探測(cè)器4之前。小型PCI探測(cè)器25可以手動(dòng)地或電機(jī)驅(qū)動(dòng)地借助未示出的設(shè)備移入大型X射線成像探測(cè)器4之前的X射線12的光路中并且通過大型X射線成像探測(cè)器4的輸入面在雙箭頭26的方向上移動(dòng)。通過電纜27或通過無線的接口可以將小型PCI探測(cè)器25連接在X射線系統(tǒng)上。
[0062]為了小型PCI探測(cè)器25能夠?qū)崿F(xiàn)更高的位置分辨率，它具有比按面積更大的X射線成像探測(cè)器4更小的像素。
[0063]在另一種按本發(fā)明的實(shí)施形式中，小型PCI探測(cè)器25可以設(shè)計(jì)成量子計(jì)數(shù)探測(cè)器，以便以這種方式實(shí)現(xiàn)確定探測(cè)到的X射線量子的能量。
[0064]在圖6中所示的備選實(shí)施形式中，光柵G1和G2的僅一個(gè)單元28引入相干的X射線12的光路中并且直接布置在更大的X射線成像探測(cè)器4的前方。在此，更大的X射線成像探測(cè)器4通過其面積用作吸收探測(cè)器；僅在由光柵G1和G2遮蓋的區(qū)域內(nèi)，X射線成像探測(cè)器4用作相襯探測(cè)器。
[0065]對(duì)于PCI探測(cè)器25或光柵G1和G2的單元28按圖5或圖6的布置存在的問題是，所使用光柵H(G1)和IS(G2)的較大的高寬比需要光柵布置朝X射線源的管焦點(diǎn)11精確定向。這至少在手動(dòng)放置小型PC1-探測(cè)器25時(shí)幾乎不可能。因此，按本發(fā)明提供一種設(shè)備，該設(shè)備使小型PCI探測(cè)器25或光柵H(G1)和18(G2)能夠朝管焦點(diǎn)11定向。圖7示出布置在大型吸收襯度X射線成像探測(cè)器4上的小型相襯探測(cè)器25。在PCI探測(cè)器25上安設(shè)致動(dòng)器29，該致動(dòng)器29能夠?qū)崿F(xiàn)PCI探測(cè)器25在兩個(gè)空間方向(相對(duì)PCI探測(cè)器25的縱向和橫向)上的斜度30。致動(dòng)器29在此有利地布置在PCI探測(cè)器25的角上。
[0066]為了實(shí)現(xiàn)傾斜30期望的自由度，需要至少三個(gè)致動(dòng)器29。在圖7中所示的布置中提供四個(gè)致動(dòng)器29。
[0067]為了將PCI探測(cè)器25按本發(fā)明朝X射線源的管焦點(diǎn)11定向，操作測(cè)量系統(tǒng)，借助該操作系統(tǒng)可以確定何時(shí)達(dá)到正確的斜度30。因?yàn)橄嘁r布置以已知的方式的失調(diào)導(dǎo)致拍攝到的X射線照片強(qiáng)的光暈31，如在圖8中所示，所以朝圖像邊緣示出陰影。該光暈31現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)用于實(shí)現(xiàn)正確定向。致動(dòng)器29應(yīng)當(dāng)這樣操作，使得觀察到的或測(cè)得的光暈31最小。
[0068]另一種確定PCI探測(cè)器25的正確定向的可能性是光學(xué)的方法。借助激光或通過光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)(例如 Northern Digital Inc.(www.ndigital.com)公司的 Polaris)測(cè)量PCI探測(cè)器25和X射線發(fā)射器3的精確的位置和定向。由此算出PCI探測(cè)器25必須被致動(dòng)器29移動(dòng)多少才能達(dá)到需要的斜度30。
[0069]小型PCI探測(cè)器25或光柵H(G1)和18 (G2)可以布置在固定的位置上。但它們也可以固定在移動(dòng)設(shè)備(未示出)上，以便它可以手動(dòng)地和/或電機(jī)驅(qū)動(dòng)地例如從相干X射線12的光路外部的停止位置移動(dòng)到X射線成像探測(cè)器4之前的任意位置中。該位置由患者的解剖結(jié)構(gòu)，感興趣區(qū)域(ROI)的特別關(guān)注的細(xì)節(jié)確定。
[0070]按本發(fā)明的布置基于的思想是，省掉用光柵G1和G2對(duì)整個(gè)輻射敏感的、X射線成像探測(cè)器4的輸入面的遮蓋。而按泰伯-勞方法的相襯成像僅應(yīng)用在更小的面積上。該更小的面積應(yīng)當(dāng)這樣地布置在患者后方以便相襯成像，使得可以由患者的解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)注的細(xì)節(jié)制作相襯圖像和暗場(chǎng)圖像。
[0071]尤其是，使用在該更小面積上的探測(cè)器可以具有比整個(gè)探測(cè)器輸入面更高的位置分辨率，因?yàn)橐阎诎刺┎?勞方法的相襯成像中，襯度/噪音比隨著位置分辨率的提高而顯著改善。
[0072]附加地，可以為該更小的探測(cè)器使用量子計(jì)數(shù)探測(cè)器，該量子計(jì)數(shù)探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)是，在X射線劑量少時(shí)不產(chǎn)生噪音并且附加地實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)到的X射線的能譜的確定。
[0073]按本發(fā)明的步驟在于，將相襯成像的區(qū)域限定為與射線成像相關(guān)的區(qū)域的一部分。傳統(tǒng)的基于X射線吸收的成像在更大的面積上實(shí)現(xiàn)，而按本發(fā)明的相襯成像限制在具有較高分辨率的特別關(guān)注的區(qū)域上。
[0074]雖然例如從DE19524858A1中已知這些布置，所述布置例如能夠在探測(cè)面的一部分上實(shí)現(xiàn)更高的位置分辨率。上述的X射線圖像產(chǎn)生系統(tǒng)限定為，在X射線成像探測(cè)器的分區(qū)上通過不同的子探測(cè)器實(shí)現(xiàn)更高的位置分辨率，而按本發(fā)明在傳統(tǒng)的X射線成像探測(cè)器4的分區(qū)上實(shí)現(xiàn)完全新式的成像方式，S卩，相襯成像。
[0075]因?yàn)楣鈻臛tl, G1和G2是對(duì)于按泰伯-勞方法的相襯成像重要的成本因素，所以具有按本發(fā)明的布置的用于相襯成像系統(tǒng)的制造成本明顯更低廉。
[0076]此外，通過量子計(jì)數(shù)的高分辨率的PCI探測(cè)器25可以實(shí)現(xiàn)更好的襯度/噪音比，而不必在具有這樣高的分辨率的大面積上實(shí)現(xiàn)耗費(fèi)的X射線成像探測(cè)器4。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)檢查對(duì)象(6)進(jìn)行微分相襯成像的X射線拍攝系統(tǒng)，該X射線拍攝系統(tǒng)具有:至少一個(gè)用于產(chǎn)生準(zhǔn)相干的X射線(12)的X射線發(fā)射器(3);帶有輻射敏感的、對(duì)射線成像有效的輸入面的和布置成陣列的像素的X射線成像探測(cè)器(4);布置在所述檢查對(duì)象(6)與所述X射線成像探測(cè)器(4)之間的衍射或相位光柵(17)、為所述衍射或相位光柵(17)對(duì)應(yīng)配設(shè)的檢偏器光柵(18)和用于控制X射線成像探測(cè)器(4)且接收以及處理所述X射線成像探測(cè)器(4)的圖像信號(hào)的圖像系統(tǒng)(8)，其特征在于，所述相位光柵(17)和所述檢偏器光柵(18)的尺寸為，使得它們遮蓋X射線成像探測(cè)器(4)的輸入面的僅一部分，所述圖像系統(tǒng)(8)構(gòu)造為，使得讀出并處理所述X射線成像探測(cè)器(4)的輸入面的、由所述光柵(17)和(18)遮蓋的部分作為用于相襯成像的部分區(qū)域并且讀出并且處理所述X射線成像探測(cè)器(4)的其余區(qū)域以便基于吸收X射線的成像。
2.按權(quán)利要求1所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述相位光柵(17)和所述檢偏器光柵(18)可移動(dòng)地布置成，使得它們能引入所述光路(12)中和/或通過所述X射線成像探測(cè)器(4)的成像的輸入面能定位在不同的部分區(qū)域上。
3.按權(quán)利要求1或2所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述相位光柵(17)和所述檢偏器光柵(18)能作為一個(gè)單元共同地在所述X射線成像探測(cè)器(4)之前直接引入或定位。
4.按權(quán)利要求1至3之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述X射線成像探測(cè)器(4)的部分區(qū)域具有比其余區(qū)域更高的分辨率。
5.按權(quán)利要求1至4之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，PCI探測(cè)器(25)作為用于相襯成像的X射線成像探測(cè)器能在用于常規(guī)的吸收成像的X射線成像探測(cè)器(4)之前引入所述光路，所述PCI探測(cè)器(25)具有與所述光柵(17)和(18)相似的尺寸。
6.按權(quán)利要求5所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述PC1-探測(cè)器(25)和所述光柵(17)和(18)的尺寸為5cmX5cm。
7.按權(quán)利要求5或6所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述相位光柵(17)、檢偏器光柵(18)和所述PCI探測(cè)器(25)能手動(dòng)地和/或電機(jī)驅(qū)動(dòng)地共同地引入所述光路(12)或定位.
8.按權(quán)利要求5至7之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI探測(cè)器(25)與所述相位光柵(17)和所述檢偏器光柵(18)在結(jié)構(gòu)上連接。
9.按權(quán)利要求5至8之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI探測(cè)器(25)通過電纜(27)和/或通過無線的接口與所述圖像系統(tǒng)⑶連接。
10.按權(quán)利要求5至9之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI探測(cè)器(25)按面積具有比更大的X射線成像探測(cè)器(4)更小的像素，以便能實(shí)現(xiàn)更高的位置分辨率。
11.按權(quán)利要求5至10之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI探測(cè)器(25)設(shè)計(jì)成量子計(jì)數(shù)探測(cè)器。
12.按權(quán)利要求1至11之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，為所述相位光柵(17)、所述檢偏器光柵(18)和/或所述PCI探測(cè)器(25)配設(shè)有允許所述光柵(17)和(18)和/或所述PCI探測(cè)器(25)朝所述X射線發(fā)射器(3)的管焦點(diǎn)(11)定向的設(shè)備。
13.按權(quán)利要求5至12之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，在所述PCI探測(cè)器(25)上安設(shè)致動(dòng)器(29)，其能夠?qū)崿F(xiàn)所述PCI探測(cè)器(25)在兩個(gè)空間方向上傾斜(30)。
14.按權(quán)利要求13所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述致動(dòng)器(29)布置在所述PCI探測(cè)器(25)的角上。
15.按權(quán)利要求13或14所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置至少三個(gè)致動(dòng)器(29)。
16.按權(quán)利要求13至15之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)是否達(dá)到正確的斜度(30)或定向。
17.按權(quán)利要求16所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)拍攝到的X射線照片中的光暈，該測(cè)量系統(tǒng)為正確定向這樣地操作所述致動(dòng)器(29)，使得觀察到的光暈(31)最小。
18.按權(quán)利要求1至17之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI探測(cè)器(25)和/或所述光柵(17)和(18)的正確定向借助光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)。
19.按權(quán)利要求1至18之一所述的X射線拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI探測(cè)器(25)和/或所述光柵(17)和(18)的正確定向根據(jù)借助激光或光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)量實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】G01N23/04GK104274198SQ201410320900
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】M.霍黑塞爾, K.克林根貝克 申請(qǐng)人:西門子公司