本发明专利技术涉及一种用于对检查对象进行微分相衬成像的X射线拍摄系统，具有：至少一个产生准相干X射线的X射线发射器；带有对辐射敏感的、对X射线成像有效的输入面的和布置成阵列的像素的X射线成像探测器；布置在检查对象与射线成像探测器之间的衍射或相位光栅；为衍射或相位光栅对应配设的检偏器光栅；和用于控制X射线成像探测器与接收以及处理X射线成像探测器的图像信号的图像系统。相位光栅和检偏器光栅的尺寸为，使得它们遮盖X射线成像探测器的输入面的仅一部分，图像系统构造为使读出并处理X射线成像探测器的输入面的由光栅遮盖的部分作为用于相衬成像的部分区域，并且读出并且处理X射线成像探测器的其余区域以便基于X射线的吸收成像。
【技术实现步骤摘要】
对检查对象进行高分辨率微分相衬成像的X射线拍摄系统
本专利技术涉及一种用于对检查对象进行微分相衬成像的X射线拍摄系统，其具有:至少一个用于产生准相干的X射线的X射线发射器；带有辐射敏感的、对射线成像有效的输入面的和布置成阵列的像素的X射线成像探测器；布置在检查对象与X射线成像探测器之间的衍射或相位光栅；为该衍射或相位光栅对应配设的检偏器光栅；和用于控制X射线成像探测器与接收以及处理X射线成像探测器的图像信号的图像系统。
技术介绍
对于微分相衬成像(PCI)，通常将三个光栅引入X射线源的光路。在作者为M.Bech 等人发表在 Phys.Med.B1l.54 (2009)，第 2747 至 2753 页中的文章 “Soft-tissuephase-contrast tomography with an X-ray tube”中，记载这一种下文还将进一步阐述的用于PCI的实施例。 粒子，如X射线量子的波动性允许借助复折射率来描述现象，如折射和反射。 η = 1- δ +i β 在此虚部β表示吸收，该吸收基于当前的临床X射线成像，例如计算机断层成像、血管造影、放射性透视、荧光透视或乳房X光检查，而实部δ表示在微分相位成像中观察到的相位移动。 从DE102010018715A1中已知一种X射线拍摄系统，其中，为定性高质量X射线图像使用对检查对象进行相衬成像的X射线拍摄系统，该X射线拍摄系统具有至少一个带有多个用于发送相干X射线的场发射X射线源的X射线发射器、X射线成像探测器、布置在检查对象与X射线成像探测器之间的衍射光栅G1和布置在衍射光栅G1与X射线成像探测器之间的另一个光栅G2。 可以执行开头所述类型的微分相衬成像的X射线拍摄系统从例如US7，500，784Β2中已知，结合图1对其进行了阐述。 图1示出用于带有由六轴的工业或多关节机器人形式的机座I固定的C弓臂2的介入性套件的X射线拍摄系统的典型的主要特征，在C弓臂2的端部上安设有X射线源(例如带有X射线管和准直器的X射线发射器3)以及安设有作为图像拍摄单元的X射线成像探测器4。 借助例如从US7，500，784Β2中已知的具有优选六根旋转轴线并因此具有六个自由度的多关节机器人，C弓臂2可以任意在空间上调节，例如方式是它围绕旋转中心在X射线发射器3与X射线成像探测器4之间旋转。按本专利技术的血管造影的X射线系统I至4尤其是能围绕旋转中心和旋转轴线在X射线成像探测器4的C弓臂平面中旋转，优选能围绕X射线成像探测器4的中点和围绕与X射线成像探测器4的中点相交的旋转轴线旋转。 已知的多关节机器人具有固定地安装在地板上的基本框架。在其上围绕第一旋转轴线以可旋转的方式固定有旋转台。在该旋转台上围绕第二旋转轴线可转动地安设有机器人翼，在该机器人翼上，围绕第三旋转轴线可旋转地固定有机器人臂。在机器人臂的端部上，围绕第四旋转轴线以可旋转的方式安设机器人手。机器人手具有用于C弓臂2的固定元件，该固定元件可围绕第五旋转轴线转动并且可围绕与之垂直延伸的第六旋转轴线旋转。 X射线诊断装置的实现不依赖于工业机器人。也可以使用普通的C弓臂装置。 X射线成像探测器4可以是矩形或方形、扁平的半导体探测器，它优选由非晶硅(a-Si)制成。也可以采用集成的且必要时计数的CMOS探测器。 在X射线发射器3的光路中，在患者卧榻的台板5上具有作为检查对象的待检查患者6。在X射线诊断装置上，连接有带有图像系统8的系统控制单元7，该图像系统接收并且处理(操作元件例如未示出)X射线成像探测器4的图像信号并且处理。然后，在监控信号灯9的显示器上可以观察到X射线照片。监控信号灯9可以借助天花板安装的可纵向移动的、可枢转、旋转且高度可调节的支架系统10以悬臂和可下降的支承臂固定。 代替图1中例如所示的、带有六轴的工业或多关节机器人形式的基座的X射线系统，血管造影的X射线系统也可以具有垂直的天花板或地板安装的用于C弓臂2的紧固装置。 代替例如所示的C弓臂2，血管造影的X射线系统也可以具有分开的天花板和/或地板安装的用于X射线发射器3和X射线成像探测器4的紧固装置，它们例如直接电气耦入口 ο 相衬成像原理根据图2进一步阐述。由不相干的X射线发射器3发出的X射线穿透吸收光栅O(Gtl)以便产生相干的X射线12，吸收光栅引起X射线源的位置相关性以及穿透检查对象14，例如患者6。通过检查对象14，相干的X射线12的波前通过相位移动这样地偏转，如这表示无相位移动，亦即，无对象的波前的法线15，并且表示具有相位移动的波前的法线16。然后相位移动的波前通过衍射或相位光栅17 (G1)，该光栅具有与X射线谱的典型能量适配的光栅常数以便产生干涉线，并且又通过正在吸收的检偏器光栅IS(G2)以便读出所产生的干涉图案。检偏器光栅18的光栅常数与相位光栅17的光栅常数和该布置的其余几何形状和尺寸匹配。检偏器光栅18例如以第一或第η个泰伯(Talbot)距离布置。检偏器光栅18在此将干涉图案转换成可由探测器测得的强度图案。 也就是说吸收光栅13(?)布置得靠近X射线发射器3的管焦点11，两个另外的光栅，即相位光栅17 (G1)和检偏器光栅18 (G2)布置在X射线成像探测器4之前附近并且在X射线12的光路中在待检查对象14的后方。因为使用在医学成像中的X射线成像探测器4的面积为20cmX 20cm至43cmX 43cm，所以光栅Gl和G2必须具有几乎相同的尺寸。 所使用的光栅GyG1和G2必须具有几微米范围内的网格尺寸以便适合于具有根据应用为25kV至140kV的管电压的诊断X射线光谱。光栅Gtl, G1和G2的高度取决于所使用的材料和设计能量并因此应当为至少20 μ m至200 μ m。因此，在此出现的高宽比可以达到100或更多。 制造这种光栅Gtl, G1和G2，根据现有技术仅借助LIGA方法可实现并因此是耗费的且昂贵。 若X射线源的管焦点11足够小并且所产生的辐射功率仍然足够大，则必要时省掉第一光栅Gtl,即吸收光栅13，如在设置例如多个场发射X射线源作为X射线发射器3时所给定那样，如这从下列描述的DE102010018715A1中已知。 现在对于X射线成像探测器4的每个像素，微分相位移动确定的方式是，通过由箭头表示的所谓“相位-步进”19，检偏器光栅IS(G2)在多个步骤&=1，1(，例如1( = 4至8，)中垂直于相干的X射线12的福射方向和横向于光栅结构的布置移动一个光栅常数相应的分数并且按照X射线成像探测器4的像素测得在拍摄时为该结构产生的信号Sk并因此扫描产生的干涉图案。然后，对于各像素，描述该调制的函数(例如正弦函数)的参数通过合适的拟合方法，匹配或补偿方法确定这样测得的信号Sk。能见度，亦即，由最大和最小信号构成的归一化差(或更准确地说:幅值相对平均信号归一化)，是表征泰伯-劳(Talbot-Lau)干涉仪的质量的量度。它定义为扫描的调制的衬度。τ — ~.aV— 二 ^一:，二二...........................................................—.....................本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对检查对象(6)进行微分相衬成像的X射线拍摄系统，该X射线拍摄系统具有：至少一个用于产生准相干的X射线(12)的X射线发射器(3)；带有辐射敏感的、对射线成像有效的输入面的和布置成阵列的像素的X射线成像探测器(4)；布置在所述检查对象(6)与所述X射线成像探测器(4)之间的衍射或相位光栅(17)、为所述衍射或相位光栅(17)对应配设的检偏器光栅(18)和用于控制X射线成像探测器(4)且接收以及处理所述X射线成像探测器(4)的图像信号的图像系统(8)，其特征在于，所述相位光栅(17)和所述检偏器光栅(18)的尺寸为，使得它们遮盖X射线成像探测器(4)的输入面的仅一部分，所述图像系统(8)构造为，使得读出并处理所述X射线成像探测器(4)的输入面的、由所述光栅(17)和(18)遮盖的部分作为用于相衬成像的部分区域并且读出并且处理所述X射线成像探测器(4)的其余区域以便基于吸收X射线的成像。
【技术特征摘要】
2013.07.05 DE 102013213244.11.一种用于对检查对象(6)进行微分相衬成像的X射线拍摄系统，该X射线拍摄系统具有:至少一个用于产生准相干的X射线(12)的X射线发射器(3);带有辐射敏感的、对射线成像有效的输入面的和布置成阵列的像素的X射线成像探测器(4);布置在所述检查对象(6)与所述X射线成像探测器(4)之间的衍射或相位光栅(17)、为所述衍射或相位光栅(17)对应配设的检偏器光栅(18)和用于控制X射线成像探测器(4)且接收以及处理所述X射线成像探测器(4)的图像信号的图像系统(8)，其特征在于，所述相位光栅(17)和所述检偏器光栅(18)的尺寸为，使得它们遮盖X射线成像探测器(4)的输入面的仅一部分，所述图像系统(8)构造为，使得读出并处理所述X射线成像探测器(4)的输入面的、由所述光栅(17)和(18)遮盖的部分作为用于相衬成像的部分区域并且读出并且处理所述X射线成像探测器(4)的其余区域以便基于吸收X射线的成像。2.按权利要求1所述的X射线拍摄系统，其特征在于，所述相位光栅(17)和所述检偏器光栅(18)可移动地布置成，使得它们能引入所述光路(12)中和/或通过所述X射线成像探测器(4)的成像的输入面能定位在不同的部分区域上。3.按权利要求1或2所述的X射线拍摄系统，其特征在于，所述相位光栅(17)和所述检偏器光栅(18)能作为一个单元共同地在所述X射线成像探测器(4)之前直接引入或定位。4.按权利要求1至3之一所述的X射线拍摄系统，其特征在于，所述X射线成像探测器(4)的部分区域具有比其余区域更高的分辨率。5.按权利要求1至4之一所述的X射线拍摄系统，其特征在于，PCI探测器(25)作为用于相衬成像的X射线成像探测器能在用于常规的吸收成像的X射线成像探测器(4)之前引入所述光路，所述PCI探测器(25)具有与所述光栅(17)和(18)相似的尺寸。6.按权利要求5所述的X射线拍摄系统，其特征在于，所述PC1-探测器(25)和所述光栅(17)和(18)的尺寸为5cmX5cm。7.按权利要求5或6所述的X射线拍摄系统，其特征在于，所述相位光栅(17)、检偏器光栅(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：M霍黑塞尔，K克林根贝克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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