[發明專利]分布式X射線源和包括其的X射線成像系統

無效

• 申請號: 201080040935.2
• 申請日: 2010-09-13
• 公開（公告）號: CN102498540A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: A·萊瓦爾特;R·皮蒂格;W·克羅斯特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H01J35/06
• 分類號: H01J35/06;H01J35/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

技術領域

本發明涉及一種適于從局部相異(distinct)的焦斑發射X射線束的分布式X射線源。此外，本發明還涉及一種包括這種分布式X射線源的X射線成像系統，特別是醫學成像系統。

背景技術

可以將X射線成像系統用于醫學和非醫學領域兩者中的各種應用。例如，醫學X射線成像系統可以包括一般輻射性、乳房X射線照相、X射線C臂、合成X射線斷層攝影和計算機斷層攝影成像系統。這樣的成像系統可以適于基于穿過患者的X射線衰減生成患者的一部分的圖像或視圖。或者，X射線成像系統可以用于非醫學應用，諸如旅客行李的安全篩查或工業質量控制。

在下文中，將更為詳細地描述X射線成像的被稱為合成X射線斷層攝影的一種具體應用，其例如可以用于醫學X射線乳房照相分析中。然而，應當注意，本發明不限于這樣的應用。

在合成X射線斷層攝影中，可以針對同一感興趣區域，但從不同的角度，拍攝多個X射線投影，以便在所采集的圖像數據的數學重建過程之后提供被成像對象的體(3D)信息或準體(準3D)信息。通常，對于合成X射線斷層攝影，所采集的數據集的總角范圍是受限的。這可能意味著并不能獲得感興趣區域的完整3D重建，并且深度分辨率可能比原始采集的個體X射線投影的2D分辨率低得多，它可能取決于X射線投影的數量和采集X射線投影的總角范圍。

一種用于醫學成像的合成X射線斷層攝影的常規系統裝置包括常規X射線管，其相繼移動到不同位置，在每個位置都利用位于對象相對位置的探測器拍攝同一感興趣區域的投影圖像。X射線管描述的路徑可以是直的、圓形段或者有限總角范圍之內的任何其他曲線。針對合成X射線斷層攝影的這種常規系統裝置中所使用的X射線管通常可以是具有旋轉陽極的標準X射線管，因為具有固定陽極的X射線管的最大可能額定功率可能不夠高，不能在給定時間，例如若干秒之內，獲得所需數量的圖像。

然而，例如，如用于乳房X射線照相中那樣，具有旋轉陽極的標準X射線管可能非常大并且笨重。因此，移動這種X射線管通過若干不同的圖像采集位置可能非常困難。通常依賴兩種方式，然而每種都有其缺點：

(a)步進拍攝：這可能需要頻繁并且迅速地對整個X射線管加速和減速，這可能導致整個X射線成像系統振動，可能會由于運動偽影導致圖像質量下降；

(b)連續移動X射線管：移動X射線源(因此連續移動焦斑)可能使采集的X射線投影圖像模糊。

在這些情況中的任一種情況下，可能無法非常快速地移動大而重的X射線管，使得總檢查時間可能相當長。對于用于乳房X射線照相的合成X射線斷層攝影而言，除了例如由于呼吸導致產生運動偽影的風險之外，這可能導致患者相當不適。

作為備選，如果使用多個靜止X射線管替代單個運動的X射線管，標準的旋轉陽極管可能過大，而無法并排安裝。而且，這種系統的所得功耗和成本價格對于商用醫學成像系統而言可能過高。

作為另一備選方案，可以使用具有固定陽極的小型常規X射線管。然而，在這樣的X射線成像系統中，可能無法達到所需的額定功率以便在適度短的時間之內獲得所需數量的圖像。

同樣地，長的總檢查時間可能導致患者顯著不適。

發明內容

可能需要一種改進型X射線成像系統，其可以克服常規系統的上述缺陷中的至少一些。具體而言，可能需要一種X射線成像系統，其可以避免由于大而重的X射線管的運動導致的振動、焦點模糊和/或功率限制。

根據本發明的第一方面，提出了一種分布式X射線源。X射線源包括電子束源裝置和陽極裝置。所述電子束源裝置適于向所述陽極裝置上的至少兩個局部相異的焦斑發射電子束。所述X射線源適于使所述陽極裝置相對于所述電子束源裝置位移。

根據該第一方面，本發明依據的基本創意是提供一種X射線源，其能夠利用高X射線功率從陽極裝置上的多個局部分布式焦斑發射X射線束。為此目的，電子束源裝置可以包括一個或多個電子束發射器，也稱為電子發射陰極。優選地，電子束發射器的數量可以等于陽極裝置上布置的焦斑的數量，使得每個焦斑可以從特定關聯的電子束發射器接收電子束。在陽極裝置上提供至少兩個焦斑，然而優選在陽極裝置上提供更大數量的焦斑，例如超過5個焦斑，優選超過10個焦斑，其中，可以彼此相對以顯著的距離(例如若干厘米)來布置焦斑。從每個焦斑可以發射X射線束，允許從不同位置并在不同角度下生成感興趣區域的X射線投影圖像。