一种X射线/γ射线成像装置，包括像素化X射线/γ射线探测器(3)，被测物体的摆放台(2)、X射线或γ射线源(1)和配置成扰动能谱的结构(6)，这些均位于公共轴上，所述探测器(3)包括配置成探测入射X射线/γ射线波长光子的构件。所述射线源布置成使X射线/γ射线能谱沿着公共轴以撞击配置成扰动所述X射线能谱的所述结构和被测物体/对象。所述结构和所述物体摆放台位于所述射线源和所述探测器构件之间，所述结构包括至少三个相邻区域，每个区域与紧邻区域不同并配置成对X射线能谱产生不同的干扰。对探测光子执行随机降噪算法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别涉及对X射线能量敏感的材料使用的X 射线成像装置和方法。
技术介绍
X射线成像装置广泛用于医疗和兽医领域以获得肉眼无法看到的组织的图像。人 们普遍都知道，虽然X射线成像能够对诊断起到辅助作用，但使患者受X射线照射本身就具 有危险。就像计算机断层（CT)扫描设备，对患者构成的危险非常显著。英国健康保护局发 布的数据显示，在CT扫描中，患者接受的X射线能量如此之高，以致做CT扫描的每一千人 中，就有一人因扫描而死。在一些辖区，在患者确定接受CT扫描前，要求顾问医师给出正在 调查的身体状况对患者生命构成的危险高于做CT扫描对患者生命构成的危险的意见。因此非常希望能够在X射线成像装置中降低患者接受的X射线剂量，特别是CT扫 描仪。 众所周知，能量较低的X射线比能量较高的X射线对患者更加有害。这是因为较 低能量的X射线更容易被人体组织吸收，而能量越高的X射线通常在穿过人体组织时吸收 率较低。 众所周知，可用一种通常所说的射束硬化的方法去除X射线谱中能量较低的X射 线。但这会降低对患者的有效剂量。然而，X射线探测器看到的对比度降低，因而图像质量 也会降低。 剂量降低问题已经解决，特别是对过度暴露X射线问题最严重的CT扫描仪。 例如，如美国专利US8, 243, 875中举例说明的，可使用阻挡滤光片。专利技术人Xu在 该专利中描述在X射线源前面设置一个计算机控制的孔径以限制X射线束角度，从而使X 射线仅辐照到正被检查的物体上需要关注的那些区域。 另一种方法涉及X射线衰减的主动反馈，将剂量降至需要的最小信噪比，如美国 专利US8, 406, 373中举例说明。在该专利中，专利技术人Graham描述了一种使用调制器使X射 线通量在图像的不同部位具有变化的设备，以在图像中细节至关重要的区域提供高信噪比 和相应的高剂量，而在图像中细节较不重要的其他区域提供较低的信噪比和相应的剂量。另一种降低剂量的方法是将X射线成像与其他技术结合。例如，在美国专利US 8, 155, 729中，专利技术人Hsieh描述了一种在心脏成像中收集X射线和超声数据并对数据进 行组合的装置。据说这可减少CT扫描中需要的切片数量，从而降低剂量。 另一种方法涉及数据的数学处理。在美国专利US8, 363, 779和US8, 199, 875中， 专利技术人Chandra描述了能对用X射线束得到的数据集进行无缝集成的专利技术，所述X射线束 设定为两种不同的能量。数据集的集成增强了对比度，而提供材料的特异性。该方法的时 间设置必须要非常谨慎，以便在收集数据集时不会增加提供给患者的剂量。与标准仪器相 比，它们最多为中间剂量，但能提供附加信息。 还有另一种方法涉及改进部件设备。在美国专利US8, 378, 310中，专利技术人 Bournefalk描述了一种调节光子计数器中脉冲堆积的方法，改善了探测器的信号质量，从 而使得在有脉冲堆积的情况下能对患者使用较低的剂量。在美国专利US7, 200, 201中，发 明人Unger描述了一种利用准直降低进入探测器的散射辐射的量的方法，从而提高了得到 的对比度并降低了剂量。 虽然上述装置可降低X射线剂量，但大家知道它的剂量降低量微小。因此，需要提 供一种能显著降低X射线剂量但不损害X射线成像效果的装置。 这种X射线装置的主要应用领域为人类和动物医学。然而，事实上其也被应用于 其他应用领域，，这种装置还在分析对X射线损伤敏感的任何物体或物质上有功用，例如植 物材料和聚合物等。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，提供了一种X射线成像装置，所述装置包括X射线或γ射线探测器、被测物体/对象的摆放台、X射线或γ射线源和配置成扰动辐射能谱的结构， 这些均位于公共轴上，所述探测器包括配置成探测入射X射线/γ射线波长光子的像素化 构件，其中所述X射线/γ射线源布置成使X射线/γ射线能谱沿着公共轴以撞击配置成 扰动X射线述能谱的所述结构和固定的被测物体；所述结构和所述被测物体摆放台位于所 述X射线源和所述像素化构件之间；所述结构位于X射线源和被测物体摆放台之间或位于 被测物体摆放台和探测器之间，二者均与公共轴相交；所述结构包括至少三个相邻区域，每 个区域与紧邻区域不同并配置成对X射线能谱产生不同的干扰。 所述结构可包括重复阵列，每个阵列包括至少三个相邻区域，每个区域与紧邻区 域不同并配置成对X射线能谱产生不同的干扰。 所述X射线成像装置可包括配置成校准X射线源发射的X射线波长光子的准直 器，重复阵列结构的每个阵列可校准成与准直器产生的X射线能的射束在一条直线上。 配置成探测入射X射线/γ射线辐射的所述构件可为间接探测器并包括闪烁体。 其他探测器包括：硅二极管探测器、锂漂移硅探测器、高纯锗（HPGe)探测器、镉探 测器（碲化镉、碲锌镉、碲锰镉等）、正比计数器、充气式探测器。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种权利要求1所述的X射线/γ射线成像装置。 优选地，所述结构位于所述X射线源和被测物体摆放台之间，每个均穿过公共轴。 优选地，所述结构位于被测物体摆放台和所述探测器之间，每个均穿过公共轴。 优选地，其中一个所述区域为孔径。 优选地，探测器构件的像素数量大于等于所述结构中区域的数量。 所述装置可进一步包括数据记录工具，所述记录工具配置成记录各个像素和/或 各组像素的被测入射X射线/γ射线波长光子。探测器像素输出与数据库中存储的信息之 间的差异可记录在数据记录工具中。 优选地，图像处理软件配置成消除所述结构对被测X射线/γ射线光子的影响。 优选地，所述降噪算法为随机降噪算法。 优选地，所述降噪算法将探测器相邻像素输出的差异与识别的数据库条目的相邻 像素的输出间的差异进行比较，并修正探测器相邻像素的输出，以使这些输出的差异更接 近识别出与探测器相邻像素输出类似的数据库条目的相邻像素的输出之间的差异。 优选地，所述图像处理软件配制成使修正一组像素中像素的输出为该组中每个像 素的输出所共有，所述一组像素与所述结构的一个区域相关。 优选地，所述图像处理软件配置成输出修正程度为可控的，所述修正为修正输出 以使其更接近识别出与探测器相邻像素输出类似的数据库条目的相邻像素的输出之间的 差异。 优选地，所述图像处理软件配置成根据一组像素表示相同材料的确定度选择修正 程度，其中确定度越大，探测器相邻像素输出的修正越大。 优选地，所述降噪算法识别数据库中最接近探测器像素输出的信息并用数据库中 的识别信息替换像素输出。 优选地，与所述结构的一个区域相关的一组像素中像素的输出用相同的识别信息 替换。 优选地，所述图像处理软件配置成提供与某一材料类型和/或材料厚度探测相关 的特征的输出。 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种权利要求18所述的医疗设备。优选地，所 述设备包括多个探测器，且更优选地，所述多个探测器安装成能绕患者支架转动。 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种权利要求21所述的图像分析过程。 所述图像分析过程可包括将各个像素和/或各组像素的被测入射X射线/γ射线 波长光子记录在数据记录工具中这一步。 所述图像分析过程可包括消除所述结构对被测X射线/γ射线光子的影响这一 步。 所述图像分析过程可包括将具有类似输出的像素分一组这一步。 所述图像本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种X射线/γ射线成像装置，所述装置包括像素化X射线/γ射线探测器，被测物体的摆放台、X射线或γ射线源和配置成扰动能谱的结构，这些均位于公共轴上，所述探测器包括配置成探测入射X射线/γ射线波长光子的构件，其中所述射线源布置成使X射线/γ射线能谱沿着公共轴以撞击配置成扰动X射线能谱的所述结构和固定的被测物体/对象；所述结构和所述被测物体摆放台位于所述射线源和所述探测器构件之间；所述结构包括至少三个相邻区域，每个区域与紧邻区域不同并配置成对X射线能谱产生不同的干扰；所述装置进一步包括图像处理软件和数据库，其中数据库存储表示至少一种材料类型和/或材料厚度的信息，所述信息与在足以确定X射线/γ射线能谱波动中心的时间内相似射线源的X射线/γ射线能谱对所述结构和所述至少一种材料的影响有关，其中所述结构包括重复的阵列，每个阵列包括至少三个相邻区域，每个区域与紧邻区域不同并配置成对X射线能谱产生不同的干扰；所述图像处理软件配置成执行算法以确定X射线波长光子穿过物体的材料类型和/或材料厚度；所述图像处理软件将探测器的像素输出与数据库中存储的信息进行比较并根据所有数据库中信息的降噪算法处理探测器的输出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：盖瑞·吉普森，
申请(专利权)人：IBEX创新有限责任公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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