X射線濾波器和X射線設備制造技術

本實用新型專利技術涉及一種用于成像的X射線設備(1)的X射線濾波器(13)，其具有至少一個第一濾波器區域(13.1)以及至少一個第二濾波器區域(13.2)，其中，所述第一濾波器區域和所述第二濾波器區域具有不同的X射線吸收特性，其中，所述X射線濾波器(13)設計為通過對多色的X射線輻射進行濾波來同時產生具有不同能量的、空間上分離的X射線。本實用新型專利技術還涉及一種用于成像的X射線設備(1)。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種X射線濾波器以及一種X射線設備。
技術介紹
X射線拍攝的特性決定性地通過用以照射拍攝區域的X射線輻射的光譜或能量來 確定。因為不同材料散射和吸收X射線輻射的能力根據X射線輻射的光譜或能量而不同。 因此，可以通過以X射線輻射的不同光譜或能量照射拍攝區域來推斷出拍攝區域的材料組 成。以X射線輻射的不同光譜或能量照射拍攝區域尤其在醫學成像中使用，并且還稱作"雙 能"、下面稱作"兩能"或更普適地"多能"方法。例如，可以通過這種方法識別人體中的骨骼 或其它組織并且擴展評估造影劑支持的圖像的可能性。現代的醫學設備、例如計算機斷層 成像設備以多種方法實現了兩能方法，例如以兩個在不同管電壓條件下運行的X射線管作 為X射線源同時照射，或者僅以一個X射線管作為X射線源進行照射。 在使用僅一個X射線管的情況下，產生不同光譜或能量的可能性基于所謂的"kv 轉換"。在此，將X射線管的電壓在兩個值之間直至每秒數百次地轉換，其中，電壓值分別決 定X射線輻射的確定的光譜或確定的能量。在斷層成像中，"kv轉換"這樣實現，即，電壓在 兩次投影的拍攝之間變化。在"kV轉換"中，在X射線管旋轉期間拍攝在第一電壓情況下 的多個投影和在第二電壓情況下的多個投影。因為所施用的劑量也隨著X射線管的電壓變 化，所以必須附加地調整X射線管的電流和/或每次X射線投影的曝光時間。因此，"kv轉 換"是一種產生不同光譜或能量的、技術上高開銷并且昂貴的方法。 技術上更簡單的是使用濾波器，其弱化所入射的X射線輻射的強度。從文獻DE 10 2008 056 891 B4中例如已知一種用于執行螺旋掃描的計算機斷層成像設備。斷層成像設 備包括用于產生輻射扇區的可旋轉的X射線輻射器和徑向地對置定位的、帶有所屬的評估 單元的X射線探測器，其中，在X射線輻射器下游設有X射線濾波器。X射線濾波器的位置 與X射線探測器的位置相關并且X射線濾波器為了產生輻射扇區的未濾波的和同時產生濾 波的輻射分量而在運行中僅部分駛入輻射扇區。在此，輻射分量具有不同的X射線光譜。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是在技術上簡單并且成本低廉地構建借助X射線 設備進行的多能圖像的拍攝。此外，多能圖像的拍攝的時間分辨率應該盡可能高。 本技術基于如下思想：將用于成像的X射線設備的X射線濾波器構建為使得 X射線濾波器具有至少一個第一濾波區域以及至少一個第二濾波區域，其中，第一濾波區域 和第二濾波區域具有不同的X射線吸收特性，從而將X射線濾波器設計為通過多色X射線 輻射的濾波而同時產生空間上分離的、具有不同能量的X射線。通過同時產生空間上分離 的、具有不同能量的X射線，對于X射線設備還能夠實現同時地、空間上分離地探測具有不 同能量的X射線和由此拍攝多能圖像。一方面，本技術提供如下有優點，即，多能圖像 的拍攝可以技術上簡單并且成本低廉地執行。因為多虧了根據本技術的X射線濾波 器，X射線設備既不需要第二X射線源，也不需要用于快速控制X射線源的、耗費的調整電 子系統。此外，根據本技術的X射線濾波器廉價地被制造并且可以在已經存在的X射 線濾波器中被改裝。本技術的另一優點在于高的時間分辨率，因為根據本技術的X 射線濾波器在掃描方法中僅引起在以不同能量、確定的拍攝區域的拍攝之間非常小的時間 偏移。 根據本技術的另一方面，X射線濾波器具有不連貫的多個第一濾波器區域和 /或不連貫的多個第二濾波器區域。通過將X射線濾波器精細地劃分為具有不同的X射線 吸收特性的多個小的濾波器區域，能夠實現多個不同的拍攝和重建方案。尤其，通過進一步 減小在以不同能量的、確定的拍攝區域的拍攝之間的時間偏移來提高時間分辨率。 根據本技術的另一方面，第一濾波器區域設計為用于硬化X射線輻射，并且 第二濾波器區域設計為用于沒有硬化地衰減X射線輻射和/或用于軟化X射線輻射。由此， 在由不同的濾波器區域濾波過的X射線之間的光譜分離特別大。由此可以特別良好地應 用用于重建多能圖像或者用于材料分解的通常方法。 本技術還可以以X射線設備的形式實現，包括根據本技術的X射線濾波 器、用于發射多色的X射線輻射的X射線源，以及包括平面的X射線探測器，其設計為用于 探測由X射線源發射的X射線輻射。本技術的想法在本技術的該變型方案中體現 為，X射線濾波器可以在X射線源與X射線探測器之間定位為使得X射線設備構建為用于 拍攝多能圖像。在借助根據本技術的X射線設備拍攝多能圖像情況下的優點如已經闡 述那樣基于根據本技術的X射線濾波器。總結而言，本技術將簡單地實現并且成 本低廉。本技術的另一優點在于在拍攝多能圖像時的高時間分辨率。 根據本技術的另一方面，通過第一濾波器區域濾波的X射線輻射的強度與通 過第二濾波器區域濾波的X射線輻射的強度的比例是可以預先給定的。由此可以將兩個強 度的比例尤其均衡，從而在相同曝光時間條件下對于兩個在不同能量下拍攝的圖像實現相 似的圖像質量。 根據本技術的另一方面，X射線濾波器的第一和第二濾波器區域分別僅沿著 X射線濾波器的整個尺寸的一部分在縱軸線的方向上或者橫向于縱軸線來伸展。由此，在計 算機斷層成像的范圍中能夠實現在以不同能量的、確定的拍攝區域的拍攝之間特別小的時 間偏移。 根據另一方面，根據本技術的X射線濾波器構建為使得至少一個濾波器區域 能夠與至少一個其它濾波器區域獨立地移動。由此，提高在使用本技術時，尤其關于不 同的拍攝和重建方案使用本技術時的靈活性。 根據本技術的另一方面，至少一個濾波器區域具有多個葉片狀的濾波器元 件，其分別可以相對于彼此移動為使得可以調整各個濾波器區域沿著X射線輻射的傳播方 向的尺寸。由此，可以以技術上可以簡單實現且靈活的方式和方法來調整濾波器的強度。因 為，物理濾波器的尺寸和厚度調整濾波器的強度。 根據另一方面，根據本技術的X射線設備包括重建單元，其設計為用于重建 空間上高分辨率的多能圖像。 根據另一方面，根據本技術的X射線設備構建為用于同時拍攝兩個定位片 (Topogramm)，其中，第一定位片僅基于通過第一濾波器區域濾波的X射線福射，并且其中， 第二定位片僅基于通過第二濾波器區域濾波的X射線輻射。由此，可以以單個的定位片拍 攝來獲得與兩個不同的X射線能量有關的、用于縱覽拍攝區域和尤其用于進一步規劃高分 辨率的斷層成像檢查的信息。 根據本技術的另一方面，X射線設備是計算機斷層成像設備，還設計為用于 拍攝至少兩個分別為斷層成像的圖像，其中，第一圖像僅基于通過第一濾波器區域濾波的X 射線輻射，并且其中，第二圖像僅基于通過第二濾波器區域濾波的X射線輻射，其中，第一 和第二圖像分別基于對相同的拍攝區域的完整掃描。由此，本技術可以有利地在能夠 實現高的空間的、三維的分辨率的斷層成像方法中應用。 根據另一方面，根據本技術的計算機斷層成像設備設計為用于拍攝運動的拍 攝區域的至少兩個分別為斷層成像的圖像，以及設計用于將第一圖像和第二圖像配準為使 得第一圖像和第二圖像分別代表拍攝區域的相同的運動狀態。 根據本技術的另一方面，拍攝區域包括患者的心臟的至少一部分，其中，還拍 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于成像的X射線設備(1)的X射線濾波器(13)，其具有至少一個第一濾波器區域(13.1)以及至少一個第二濾波器區域(13.2)，其特征在于，所述第一濾波器區域和所述第二濾波器區域具有不同的X射線吸收特性，其中，所述X射線濾波器(13)設計為通過對多色的X射線輻射進行濾波來同時產生具有不同能量的、空間上分離的X射線。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：T阿爾曼丁格，T比伯勒，T弗洛爾，B施米特，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：新型
國別省市：德國;DE