CN106214169B - 用于产生检查对象的x射线图像的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及记录无散射辐射的X射线图像。描述一种用于产生检查对象的X射线图像的方法。在该方法中在X射线探测器的方向上发射X射线,其中在X射线探测器和发射X射线的X射线源之间布置有检查对象。以横穿X射线探测器的探测面的方式移动被布置在检查对象和X射线探测器之间的防散射射线格栅。时间以及位置分辨地检测包括入射在X射线探测器上的X射线的强度的X射线探测器信号。最后,在顾及X射线探测器信号的所检测的强度的由防散射射线格栅的移动造成的时间上的波动的情况下分析X射线探测器信号。还描述一种X射线成像装置。
Description
技术领域
本发明涉及用于产生检查对象的X射线图像的方法。此外,本发明涉及用于产生检查对象的X射线图像的X射线成像装置。
背景技术
借助于现代成像方法产生如下图像数据,所述图像数据可以被用于可视化所成像的检查对象。所述成像方法经常基于检测X射线辐射。在借助于X射线辐射进行可视化时给检查对象施加X射线辐射。根据检查对象的结构上的构造,X射线被不同地吸收。X射线辐射的被透射的分量在X射线探测器的投影面或者探测器面上被接收。根据在X射线探测器的投影面上所检测的X射线辐射的不同的局部的强度可以推断出检查对象的内部结构、尤其患者的骨骼。在此,骨头吸收特别多的辐射,使得少量的辐射到达探测器面上的相应的部位处并且这些部位在图像表示中也仅仅少量地被涂黑。因此,骨架部分在图像表示中显现为明亮的,而吸收少量辐射的身体的区域、诸如软组织显现为黑暗的。
不过,在借助于X射线辐射成像时在检查对象中X射线辐射不仅被吸收,而且X射线辐射的很大的分量尤其在厚的检查对象的情况下在相应的检查对象本身中被散射。由于这些散射射线的出现,图像对比度被减小并且因此图像质量被损害。
为了降低散射辐射的所描述的影响,常规的成像X射线***除了具有X射线源的X射线辐射器和X射线探测器之外还包括用于减少散射辐射的防散射射线光栅(Streustrahlenraster)。也被称为防散射射线格栅的常规的防散射射线光栅包括具有高的线数的防散射辐射薄片。防散射辐射光栅被布置在检查对象和X射线探测器之间,使得被检查对象散射的辐射被防散射辐射薄片吸收。这种格栅大多由铅或者其它强吸收材料构成并且在格栅结构之间的区域中由稳定的、吸收更少的材料、如纸和铝构成。
也存在在格栅结构之间具有空隙的防散射射线光栅,所述防散射射线光栅具有如下优点:由于空隙,更少的辐射被防散射射线光栅吸收,由此在相同的图像质量的情况下得出降低的患者剂量。不过,在采用这种防散射射线格栅的情况下在X射线成像时由于空隙的与格栅结构的格栅薄片相比强烈不同的吸收而在由X射线探测器所检测的图像上出现这些格栅结构,所述格栅结构然而在那里损害图像再现。为了消除格栅结构的这些干扰性的成像按常规使用复杂的校正算法。
避免格栅结构的成像的另一可能性在于使用具有低的线数的移动的防散射射线光栅。通过移动防散射射线光栅避免:在X射线探测器上对应于格栅结构的依赖于位置的X射线强度差被成像。
替代地,防散射射线光栅也被省略并且在成像时得出的散射射线分量事后基于模型考虑被计算出。此外也可能的是,在成像之前校准以及因此在图像分析时补偿由格栅在X射线探测器上所造成的亮度波动或者亮度差。
此外,按常规尝试借助于合适的格栅几何结构来减少格栅结构的干扰性的成像。这尤其通过使用每毫米具有非常高的数量的格栅薄片的格栅是可能的。
发明内容
本发明的任务是开发如下方法和设备,利用所述方法和设备可以在同时降低患者的辐射负荷以及减少成像的耗费的情况下进行具有良好的图像质量的X射线成像。
该任务通过如下所述的用于产生检查对象的X射线图像的方法以及X射线成像装置被解决。按照本发明第一方面的一种用于产生检查对象的X射线图像的方法,具有下列步骤:在X射线探测器的方向上发射X射线,其中在所述X射线探测器和发射所述X射线的X射线源之间布置有检查对象;以横穿所述X射线探测器的探测面的方式移动防散射射线格栅,所述防散射射线格栅被布置在所述检查对象和所述X射线探测器之间;时间以及位置分辨地检测X射线探测器信号,所述X射线探测器信号包括入射在所述X射线探测器上的X射线的强度;在顾及所述X射线探测器信号的所检测的强度的由所述防散射射线格栅的移动所造成的时间上的波动的情况下分析所述X射线探测器信号;其中在分析所述X射线探测器信号时进行所述X射线探测器信号从时域到频率空间中的变换并且所述防散射射线格栅的移动的频谱分量被滤出,其中图像数据的位于围绕所述散射射线格栅的移动的频率的频率间隔中的频谱分量被消除。按照本发明第二方面的一种用于产生检查对象的X射线图像的X射线成像装置,具有:X射线探测器,所述X射线探测器用于时间和位置分辨地检测入射在所述X射线探测器上的X射线的强度;X射线源,所述X射线源用于在所述X射线探测器和处于所述X射线探测器和所述X射线源之间的检查对象的方向上发射X射线;防散射射线格栅,所述防散射射线格栅被布置在所述检查对象和所述X射线探测器之间;致动器,所述致动器用于以横穿所述X射线探测器的探测面的方式移动所述防散射射线格栅;控制装置,所述控制装置用于操控所述致动器;分析单元,所述分析单元用于在顾及所述X射线探测器信号的所检测的强度的由所述防散射射线格栅的移动所造成的时间上的波动的情况下处理X射线探测器信号,其中在分析所述X射线探测器信号时进行所述X射线探测器信号从时域到频率空间中的变换并且所述防散射射线格栅的移动的频谱分量被滤出,其中图像数据的位于围绕所述散射射线格栅的移动的频率的频率间隔中的频谱分量被消除。
在根据本发明的用于产生检查对象的X射线图像的方法中,由X射线源在X射线探测器的方向上发射X射线,其中在X射线源和X射线探测器之间布置有检查对象。检查对象例如可以是人或动物。检查对象也可以是别的要更详细地检查的材料物体。被布置在检查对象和X射线探测器之间的防散射射线格栅以横穿X射线探测器的探测面的方式被移动。换言之,防散射射线格栅在相对于检查对象和X射线探测器的辐照方向的横向上被移动。X射线探测器的传感器面被理解为探测面,所述传感器面朝向X射线源和由X射线源所产生的X射线。如果X射线从X射线源射到探测面上,则传感器事件被触发或者能量子被存放,其被下游的分析电子装置检测。结构化的吸收X射线的元件应当被理解为防散射射线格栅,所述元件具有吸收散射射线并且因此使被透射穿过检查对象的X射线的方向平行的特性。进行X射线探测器信号的时间和位置分辨的检测,所述X射线探测器信号包括入射在X射线探测器上的X射线的依赖于位置和时间的强度。换言之,X射线探测器信号包括关于入射在X射线探测器上的X射线的强度的信息。所谓的衰减值与所检测的强度互补,所述衰减值定量地再现由X射线源所发射的X射线的由检查对象以及防散射射线格栅所造成的衰减。
最后,X射线探测器信号在顾及X射线探测器信号的所检测的强度的由防散射射线格栅的移动所造成的时间上的波动的情况下被分析。即,在确定所检测的X射线的被校正的强度以及被校正的衰减值时所测量的X射线探测器信号的由移动的防散射射线格栅所造成的分量被顾及并且优选地至少部分地被消除。
根据本发明的用于产生检查对象的X射线图像的X射线装置包括用于入射在X射线探测器上的X射线的强度的时间和位置分辨的检测的X射线探测器。X射线源也是根据本发明的X射线装置的一部分,所述X射线源用于在X射线探测器和处于X射线探测器和X射线源之间的检查对象的方向上发射X射线。根据本发明的X射线装置此外包括防散射射线格栅,所述防散射射线格栅被布置在检查对象和X射线探测器之间。致动器也是根据本发明的X射线装置的一部分,所述致动器用于在相对于X射线探测器的探测面的横向上移动防散射射线格栅。根据本发明的X射线装置此外包括用于操控致动器的控制装置,即控制命令由控制装置提供给致动器,以便以预先确定的方式、即横向于X射线探测器面以预先确定的速度来移动防散射射线格栅。根据本发明的X射线装置也具有分析单元,所述分析单元用于在顾及X射线探测器信号的所检测的强度的由防散射射线格栅的移动所造成的时间上的波动的情况下处理X射线探测器信号。
根据本发明的X射线装置的各个组件可以以软件组件的形式被构造。这尤其涉及分析单元。但是,该组件原则上也可以部分地、尤其在涉及特别迅速的计算时以软件辅助的硬件、例如FPGA等的形式被实现。所需要的接口同样可以例如在仅涉及从其它软件组件接纳数据时被构造为软件接口。但是,所述接口也可以被构造为以硬件的方式所构建的通过合适的软件所操控的接口。
尽可能以软件的方式实现具有如下优点:甚至至今已经被使用的X射线装置也可以以简单的方式通过软件更新被升级,以便以根据本发明的方式工作。就这点而言,所述任务也通过相应的具有计算机程序的计算机程序产品被解决,所述计算机程序能够直接被加载到X射线***的X射线装置的控制装置的存储装置中,具有程序段,以便当所述程序在X射线装置中被实施时实施根据本发明的方法的所有步骤。这种计算机程序产品除了计算机程序之外必要时可以包括附加的组成部分,诸如文档和/或附加的组件、甚至硬件组件、诸如用于利用软件的硬件钥匙(软件保护器(Dongles)等)。
计算机可读介质、例如记忆棒、硬盘或别的可移植的或者被固定地装入的数据载体用于移植到X射线装置和/或用于在X射线装置上或中存储,在所述计算机可读介质上存储计算机程序的由计算机单元能够读入以及能够实施的程序段。计算机单元例如可以为此具有一个或多个共同工作的微处理器等。
随后的描述分别包含本发明的特别有利的设计方案和改进方案。在此,一个类别的方案尤其也可以以类似于另一类别的方案的方式被改进。此外,也可以在本发明的范围中将不同的实施例和不同的特征也组合成新的实施例。
在根据本发明的方法的一种设计方案中,防散射射线格栅的移动与X射线探测器的传感器面或者探测面的法线和/或与X射线的传播方向正交地进行。即,防散射射线格栅的移动优选地与由X射线源发射的X射线辐射的传播方向正交地进行。在此,防散射射线格栅本身优选地与X射线辐射的传播方向正交地被对准,即,使得被透射的X射线辐射的未被散射的分量也被透射穿过防散射射线格栅。
在根据本发明的方法的一种优选的设计方案中,防散射射线格栅以恒定的速度被移动。防散射射线格栅的恒定的移动具有如下优点:在格栅薄片的恒定的间距的情况下由防散射射线格栅所造成的干扰信号以固定的时间间隔出现并且在分析的范围中可更容易地从所检测的X射线探测器信号的总频谱中被消除。在该优选的设计方案中干扰信号周期性地出现并且能够在频谱分析中容易地被识别。如果在探测器的每个像素上具有已知频率的周期信号作为干扰信号被产生,则也可以采用具有更差的均匀性、即具有在光栅面之上局部地变化的格栅间距、粗糙度等的格栅。例如也可以在这种设计方案中放弃X射线***的校准,以便对光栅在X射线***的不同位置中的扭曲作出反应。
优选地,在根据本发明的方法中防散射射线格栅横向于X射线探测器的探测器面的法线周期性地被来回移动。防散射射线格栅的移动方向因此以固定的时间间距被改变。在该设计方案中,防散射射线格栅的偏移的程度可以在横向上被限制。甚至防散射射线格栅的尺寸也可以因此受限于分别当前的成像区域。
在根据本发明的方法的一种特别实用的变型方案中,防散射射线格栅以恒定的移动频率被来回移动。与恒定的格栅间距相组合,针对由于格栅移动的干扰信号的频谱在该特别的实施方式中得出受限于频率的清晰的最大值,所述最大值是能够容易地检测的并且可以在计算上容易地被消除。在该上下文中以及也在本发明的描述的进一步的过程中不是X射线辐射的能量分布而是X射线辐射的强度的如下频谱应当被理解为干扰信号和X射线信号的频谱,所述频谱依赖于X射线的强度的时间上的走向以及因此尤其依赖于X射线的强度的时间上的变化。
特别优选地,在根据本发明的方法中防散射射线格栅的移动频率低于记录频率,以所述记录频率进行一系列的图像记录。一系列的图像记录共同形成一个图像记录。即,一系列的图像记录的各个在时间上先后被记录的子图像的强度被组合、优选地被相加。在根据本发明的方法的该设计方案中仅在所述一系列的图像记录的一部分中出现由格栅移动引起的干扰。至少在防散射射线格栅的各个薄片的间距或者格栅间距包括X射线探测器的多个传感器像素时情况如此。根据所述一系列的图像记录能够看出干扰的周期性。通过防散射射线格栅的移动所触发的各个强度波动以足够的时间分辨率被检测。
在一种优选的实现形式中,一系列的图像记录的各个图像的记录在如下时间段期间进行,在所述时间段中格栅以恒定的速度被移动。在如下时间中不进行图像的记录,在所述时间中格栅的移动方向被反转。这通过图像系列的记录的开始与格栅的恒定的速度的达到相同步并且在格栅被制动之前记录终止来达到。在该设计方案中,在格栅结构的记录中达到特别精确的时间上的周期性,所述周期性在频谱表示中导致由格栅结构所造成的频谱分量的特别清晰的最大值。
在根据本发明的方法的一种要特别有利地应用的变型方案中,在分析X射线探测器信号时进行X射线探测器信号从时域到频率空间中的变换。此外,其频率位于防散射射线格栅的移动的频率处的信号分量、即防散射射线格栅的移动的频谱分量被滤出。探测器信号的由格栅结构所造成的频谱分量以这种方式被消除。
在根据本发明的方法的一种特别有利的设计方案中,防散射射线格栅的移动的频谱分量的滤出通过如下计算被实施,所述计算包括将防散射射线格栅的移动的频谱分量从X射线探测器信号的频谱中减去。
在根据本发明的方法的一种特别的变型方案中规定如下频率间隔,防散射射线格栅的移动的频率位于所述频率间隔中,其中X射线探测器信号的处于所规定的频率间隔中的频谱分量被滤出。频率间隔的规定例如可以提前、即在图像记录之前根据已知的测量参数、诸如格栅间距的分布、移动速度的分布或防散射射线格栅的移动的频率的时间上的波动被确定。但是,所述频率间隔也可以在测量之后通过X射线探测器信号的频谱的分析被确定。
在根据本发明的X射线装置的一种优选的设计方案中,防散射射线格栅具有一维的格栅结构,该格栅结构具有一些格栅薄片,其中格栅薄片优选地与防散射射线格栅的移动方向正交地延伸。在该设计方案中在成像被移动的格栅时不得出如下格栅结构,所述格栅结构在成像中显现为未被移动的并且因此将不供频谱滤波使用。
根据本发明的X射线装置的防散射射线格栅在格栅薄片之间优选地分别包括空隙,所述空隙优选地被填充空气并且分别作为用于X射线辐射的穿透的空闲的空隙被布置在格栅薄片之间。如果格栅结构之间的中间区域被构造为空隙,则X射线辐射的强度由于防散射射线格栅的衰减被减轻,使得要检查的对象、例如患者的剂量负荷在相同的图像质量的情况下可以比在具有X射线的更强的吸收的实心的防散射射线格栅的情况下更低地发生。
此外,本发明不限于平面的格栅以及具有平行的射线的X射线源。商业上惯用的X射线辐射器近似地从一个点发射,使得在该情况下格栅薄片可以被对准该点并且格栅可以利用合适的机械构造以围绕该点旋转的方式被移动。
附图说明
下面参照所附的图根据实施例再一次更详细地解释本发明。
图1示出根据本发明的第一实施例的X射线***;
图2示出如下流程图,利用所述流程图阐明根据本发明的一个实施例的用于产生检查对象的X射线图像的方法,
图3示出防散射射线格栅的图示,
图4示出如下图表,利用所述图表阐明X射线探测器信号的时间上的走向,
图5示出如下图表,利用所述图表阐明衰减值在变换到频率空间中之后的频谱,
图6示出根据本发明的第二实施例的X射线***。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的一个实施例的X射线***1。X射线***1包括X射线源2,利用所述X射线源,X射线RS在z方向上、即在检查对象O、在该实施方式中患者的方向上被发射。患者O处于患者床L上并且被所发射的X射线RS在z方向上、即在与患者床L的支撑面正交的方向上照透。X射线RS的一部分被患者O吸收。X射线RS的另一部分被透射穿过患者O的身体。在此,被透射的X射线的一部分又在患者O的身体中被散射,即被散射的X射线辐射的传播方向偏离z方向。
在z方向上观察时在患者床L之下、即在床L的与X射线源2和患者O相反的侧上布置有X射线探测器4,所述X射线探测器接收被透射穿过患者O的身体的X射线辐射并且产生位置分辨的以及也时间分辨的、依赖于入射的X射线辐射的强度的X射线探测器信号。X射线探测器例如可以以0至200Hz的频率记录图像系列。为了单个图像的成像所需的剂量以这种方式被分布到图像系列的多个图像上。在患者床L和X射线探测器4之间布置有防散射射线格栅3,所述防散射射线格栅吸收被患者O的身体散射的X射线,使得从防散射射线格栅3朝X射线探测器4出射的X射线在z方向上、即与X射线探测器4的探测器面DF正交地对准。如在图1中以及详细地在图3中示出的,防散射射线格栅3具有格栅薄片8,所述格栅薄片在y方向上、即与X射线辐射RS的传播方向并且与患者床L以及患者O的纵向正交地延伸。防散射射线格栅3的各个格栅薄片8相互在x方向上、即在患者床L的纵向上以格栅间距D相互远离地被布置。
在图1中此外示出了致动器5,利用所述致动器横向于格栅薄片8的方向、即在这里也用BR标记的x方向上优选地周期性地来回移动防散射射线格栅3。通过在方向BR上、即在该情况下在x方向上移动防散射射线格栅3来阻止:防散射射线格栅3的结构作为线出现在X射线记录上。致动器5被控制装置6操控,所述控制装置将控制信号BSS发送到致动器5,利用所述控制信号例如将开始命令、停止命令和规定防散射射线格栅的移动速度所利用的信号传送到致动器5。控制装置6也附加地与X射线源2和患者床L连接。控制装置6将X射线控制信号RSS发送到X射线源2,利用所述X射线控制信号例如规定X射线源2的X射线的强度和/或X射线的能量或者X射线的能量分布。此外,控制装置6将方位信号PSS发送到患者床L的定位机构(未示出),利用所述方位信号可以调整患者O的方位。
此外,控制装置6优选地使致动器5、X射线源2和分析单元7同步,使得当达到格栅3的恒定的速度时开始图像系列的记录以及X射线辐射产生。
虽然通过防散射射线格栅3的移动来避免格栅薄片作为图像记录上的在y方向上延伸的线显现,然而由格栅薄片投影到探测器面上的结构现在在图像记录中作为时间上周期性的干扰信号出现。为了补偿该干扰信号,所检测的探测器信号IS被分析单元7进一步处理,使得由格栅薄片8引起的干扰信号被消除。探测器信号的对应于防散射射线格栅3的移动的频率fG的频谱分量例如从图像数据中被滤出。X射线的时间上的强度波动的频谱应当如在整个申请中通常那样如果没有明确地另外说明也被理解为频谱。滤出例如可以包括依赖于时间的图像数据到频率空间中的变换。紧接着关于X射线辐射的衰减的依赖于时间的最大值的表现(对应于X射线辐射的所检测的强度的最小值)检查由变换所获得的频谱,所述最大值与格栅移动的频率fG相关。规定围绕格栅移动的频率fG的如下频率间隔IFG,所述最大值位于所述频率间隔中(参见图5)。此外,图像数据的位于所提到的围绕散射射线格栅3的移动的频率fG的频率间隔IFG中的频谱分量被消除。对于规定频率间隔IFG来说例如可以规定频谱衰减A(f)的阈值Amin,所述阈值在频率间隔IFG之内必须被超出。这种滤波在技术上例如可以借助于被调整到所发现的频率间隔IFG上的带通滤波器被实现。替代地,滤波也可以在图像数据的数字化之后纯粹地以计算的方式被执行。滤波例如可以以计算的方式通过依赖于时间的图像数据与滤波函数的卷积被实现。在频率空间中,这种卷积对应于所变换的滤波函数与图像数据的衰减频谱A(f)相乘。如果针对滤波的计算操作在频率空间中被执行,则必须紧接着将所滤波的衰减频谱反变换到时域中。因此获得被清除了格栅移动的干扰信号的图像数据。
在图2中阐明了根据本发明的一个实施例的用于产生检查对象O的X射线图像的方法200。在步骤2.I中,X射线RS在X射线探测器4和处于X射线探测器4和X射线源2之间的检查对象O的方向上被发射。在步骤2.II中,被布置在检查对象O和X射线探测器2之间的防散射射线格栅3相对于X射线探测器4的探测面DF横向地被移动。在步骤2.III中,针对X射线探测器4的每个像素检测入射在X射线探测器4上的X射线辐射RS的依赖于时间的强度数据IS。相应的衰减值A(t)与强度数据互补,所述衰减值包括关于X射线辐射通过一个或多个处于X射线源和X射线探测器之间的对象的衰减的信息。紧接着,这些依赖于时间的测量数据A(t)在步骤2.IV中被变换到频率空间中。在步骤2.V中执行通过变换所获得的衰减频谱的分析。如已经提及的,尤其分析在格栅移动的频率fG的情况下衰减的最大值,其中例如所述最大值的方位和宽度被确定。在此,例如也可以规定如下频率间隔IFG,所述频率间隔对应于最大值的宽度并且所述频率间隔是要滤出的频率范围。
在步骤2.VI中,现在根据在步骤2.V中所执行的分析来进行依赖于时间的测量数据A(t)的滤波FL。滤波FL可以被理解为对应于所测量的依赖于时间的衰减值A(t)的函数与滤波函数的卷积。在频率空间中,这种卷积简单地对应于所变换的滤波函数和通过依赖于时间的衰减值的函数到频率空间中的变换所得到的衰减频谱A(f)的乘积。在步骤2.VII中进行所滤波的衰减频谱到时域中的反变换RT。这样获得的所滤波的图像数据在步骤2.VIII中被保存在图像存储器中或者被显示在屏幕上。
在图3中详细地示出了如例如在图1中的装置中采用的防散射射线格栅3。防散射射线格栅3具有多个在y方向上被对准的格栅薄片8。格栅薄片8以间距D相互被布置。格栅薄片之间的间距D例如可以为大约1mm。格栅薄片8的厚度通常为10至200μm。格栅3在X射线记录期间在x方向上以速度v被移动。优选地,格栅3以恒定的速度被来回移动。格栅3被移动的典型的速度为3mm/s。于是频率fG=v/D得出为3Hz。相反地,在不应限制性地被理解的该计算示例中,格栅3的波动周期TG或者格栅3被来回移动的周期为大约0.33秒。
在图4中示出了如下图表,所述图表阐明针对X射线探测器的所选择的像素所测量的衰减值A(t)(以任意的单位a.u.)的时间上的走向。衰减值随着时间t波动。即,所述衰减值在时间T1和T2具有最大值,在所述时间时格栅薄片掠过X射线探测器的所观察的像素。在其余的时间,衰减值A(t)基本上保持恒定。两个时间T1、T2之间的时间上的间距对应于格栅3的波动周期TG。该周期TG由格栅3被移动的频率fG得出为TG=1/fG。
在图5中示出了如下图表,所述图表阐明作为频率空间中的频谱A(f) 的所测量的衰减值A(以任意的单位a.u.)。在频率f=0Hz处可看出第一最大值,所述最大值对应于X射线图像的衰减值A的频谱分布的如下分量,所述分量由实际的图像记录在不移动防散射射线格栅3的情况下引起。在防散射射线格栅3被来回移动的频率fG处可看出第二最大值。第二最大值具有一定的宽度,所述宽度对应于格栅频率间隔IFG的伸展。该格栅频率间隔IFG的伸展例如可以由格栅被移动的频率的时间上的变化或者由格栅薄片间距的空间上的变化或者格栅薄片厚度决定。位于格栅频率间隔IFG中的频谱分量根据本发明从衰减频谱A(f) 被移除,以便这样获得患者的不受格栅薄片的结构影响的X射线图像。在图表5中的曲线中假设了记录频率比频率fG大得多并且因此位于所示出的频率范围之外。
在图6中示出了根据本发明的第二实施例的X射线***1a的细节。X射线***1a包括X射线源2a,利用所述X射线源在径向方向上将X射线RS作为来自中点M或者如下轴M的扇形射线在患者O的方向上发射,所述轴处于X射线源2a处的X射线辐射RS的出射部位处。患者O处于患者床L上并且被所发射的X射线RS在围绕中点M的径向方向上被照透。X射线RS的一部分被患者O吸收。X射线RS的另一部分被透射穿过患者O的身体。在此,被透射的X射线的一部分在患者O的身体中又被散射,即被散射的X射线辐射的传播方向偏离径向方向。
在床L的与X射线源2a和患者O相反的侧上在患者床L之下布置有X射线探测器4a,所述X射线探测器接收被透射穿过患者O的身体的X射线辐射并且产生位置分辨的以及也时间分辨的、依赖于入射的X射线辐射的强度的X射线探测器信号。X射线探测器的探测器面DF根据X射线辐射RS的径向的对准在该实施例中被轻微地弯曲。X射线探测器4a的探测器面DF的曲率对应于具有如下半径的圆的曲率,所述半径对应于中点M和探测器面DF之间的间距。在患者床L和X射线探测器4a之间布置有防散射射线格栅3a,所述防散射射线格栅吸收被患者O的身体散射的X射线,使得从防散射射线格栅3a朝X射线探测器4a出射的X射线RS在径向方向上、即与X射线探测器4a的被弯曲的探测器面DF正交地被对准。
防散射射线格栅3a在该实施例中同样弓形地被弯曲。防散射射线格栅3a的曲率对应于具有如下半径的圆的曲率,所述半径对应于中点M和防散射射线格栅3a之间的间距。防散射射线格栅3a具有格栅薄片8a,所述格栅薄片在y方向上、即与X射线辐射RS的径向的传播方向以及与患者床L以及患者O的纵向正交地延伸。防散射射线格栅3a的各个格栅薄片8a在防散射射线格栅3a的弓形方向上以优选地有规律的格栅间距相互远离地被布置。在图6中所示出的实施方式与在图1中所示出的实施方式一样包括(在图6中未示出的)单元、诸如控制装置、分析单元和致动器。防散射射线格栅3a在图像记录期间在弓形方向BR上被来回移动。在该实施方式中进行防散射射线格栅3a围绕中点M、即X射线的起点或者围绕与纸平面垂直地延伸穿过所提到的中点M的轴的一种类型的旋转移动。
所描述的方法和所描述的X射线装置尤其可以应用于放射照相术以及血管造影术的领域。例如可以将所谓的C形臂设备或者也可以将具有被悬挂在载体、例如被安装在天花板上的载体上的X射线源的X射线***用作X射线装置。
最后再一次指出,前面所描述的用于产生检查对象的X射线图像的方法200以及前面所描述的X射线装置1仅仅是本发明的优选的实施例并且就本发明的范围通过权利要求被预先给定而言,本发明可以由本领域技术人员在不离开所述范围的情况下被改变。因此,方法200和X射线装置1首先根据医学图像数据的记录被解释。然而本发明不限于医学领域中的应用,而是本发明原则上也可以被应用于针对其它目的的图像的记录。为了完整起见也指出,不定冠词“一个”的使用不排除有关的特征也可以多次存在。术语“单元”同样不排除该单元由多个组件构成,所述组件必要时也可以在空间上被分布。
附图标记列表
1、1a X射线***/X射线装置
2、2a X射线源
3、3a 防散射射线格栅
4、4a X射线探测器
5 致动器
6 控制装置
7 分析单元
8、8a 格栅薄片
A、A(t) 衰减数据/测量数据
BR 移动方向
BSS 控制信号
D 格栅间距
DF 探测器面
fG 频率
IFG 频率间隔
FL 滤波
FT 傅立叶变换
L 患者床
O 检查对象
PSS 方位信号
RS X射线
RSS X射线控制信号
RT 反变换
T1、T2 测量时间点
TG 波动周期
V 速度
IS 探测器信号
Claims (12)
1.用于产生检查对象(O)的X射线图像的方法(200),具有下列步骤:
- 在X射线探测器(4)的方向上发射X射线(RS),其中在所述X射线探测器(4)和发射所述X射线(RS)的X射线源(2)之间布置有检查对象(O),
- 以横穿所述X射线探测器(4)的探测面(DF)的方式移动防散射射线格栅(3),所述防散射射线格栅被布置在所述检查对象(O)和所述X射线探测器(2)之间,
- 时间以及位置分辨地检测X射线探测器信号(IS),所述X射线探测器信号包括入射在所述X射线探测器(4)上的X射线(RS)的强度,
- 在顾及所述X射线探测器信号(IS)的所检测的强度的由所述防散射射线格栅(3)的移动所造成的时间上的波动的情况下分析所述X射线探测器信号(IS),
其中在分析所述X射线探测器信号(IS)时进行所述X射线探测器信号(IS)从时域到频率空间中的变换(FT)并且所述防散射射线格栅(3)的移动的频谱分量被滤出,其中图像数据的位于围绕所述防 散射射线格栅(3)的移动的频率(fG)的频率间隔(IFG)中的频谱分量被消除。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述防散射射线格栅(3)的移动与所述X射线探测器(4)的探测面(DF)的法线正交地进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述防散射射线格栅(3)以恒定的速度(V)被移动。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述防散射射线格栅(3)横向于所述X射线探测器(4)的探测面(DF)的法线周期性地被来回移动。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述防散射射线格栅(3)以恒定的移动频率(fG)被来回移动。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中所述防散射射线格栅(3)的移动频率(fG)低于记录频率,以所述记录频率进行一系列的图像记录。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述防散射射线格栅(3)的移动的频谱分量的滤出通过计算被实施,所述计算包括将所述防散射射线格栅(3)的移动的频谱分量从所述X射线探测器信号(IS)的频谱中减去。
8.根据权利要求1或7所述的方法,其中频率间隔(IFG)被规定,所述防散射射线格栅(3)的移动的频率(fG)位于所述频率间隔中,其中所述X射线探测器信号(IS)的处于所规定的频率间隔(IFG)中的频谱分量被滤出。
9.用于产生检查对象(O)的X射线图像的X射线成像装置(1),具有:
- X射线探测器(4),所述X射线探测器用于时间和位置分辨地检测入射在所述X射线探测器(4)上的X射线(RS)的强度,
- X射线源(2),所述X射线源用于在所述X射线探测器(4)和处于所述X射线探测器(4)和所述X射线源(2)之间的检查对象(O)的方向上发射X射线(RS),
- 防散射射线格栅(3),所述防散射射线格栅被布置在所述检查对象(O)和所述X射线探测器(4)之间,
- 致动器(5),所述致动器用于以横穿所述X射线探测器(4)的探测面(DF)的方式移动所述防散射射线格栅(3),
- 控制装置(6),所述控制装置用于操控所述致动器(5),
- 分析单元(7),所述分析单元用于在顾及所述X射线探测器信号(IS)的所检测的强度的由所述防散射射线格栅(3)的移动所造成的时间上的波动的情况下处理X射线探测器信号(IS),
其中在分析所述X射线探测器信号(IS)时进行所述X射线探测器信号(IS)从时域到频率空间中的变换(FT)并且所述防散射射线格栅(3)的移动的频谱分量被滤出,其中图像数据的位于围绕所述防 散射射线格栅(3)的移动的频率(fG)的频率间隔(IFG)中的频谱分量被消除。
10.根据权利要求9所述的X射线成像装置,其中所述防散射射线格栅(3)具有一维的格栅结构,所述格栅结构具有一些格栅薄片(8),其中所述格栅薄片(8)与所述防散射射线格栅(3)的移动方向(BR)正交地延伸。
11.根据权利要求10所述的X射线成像装置,其中在所述格栅薄片(8)之间分别布置有用于X射线辐射的穿透的空闲的空隙。
12.计算机可读介质,在所述计算机可读介质上存储有由计算机单元能够读入以及能够实施的程序段,以便当所述程序段被所述计算机单元实施时实施根据权利要求1至8之一所述的方法的所有步骤。
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