[發明專利]通過直接測量干涉圖案進行X射線成像的X射線拍攝系統

有效

• 申請號: 201410113535.X
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN104068875B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: P.伯恩哈特;M.斯帕恩
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種通過直接測量干涉圖案對檢查對象進行X射線成像，特別是進行差分的、有實時能力的相位對比成像的X射線拍攝系統，具有：用于產生準相干X射線輻射的至少一個X射線輻射器、具有探測器層和按照矩陣布置的探測器像素的X射線圖像探測器、布置在檢查對象和X射線圖像探測器之間并且產生干涉圖案的衍射或相位光柵。

背景技術

差分的相位對比成像是成像方法，其特別是在塔耳波特-勞(Talbot-Lau)干涉儀裝置中自一段時間以來獲得許多關注。例如在出版物F.Pfeiffer等[1],"Hard X-ray dark-field imaging using a grating interferometer",Nature Materials7,第134至137頁中描述了，借助由一個常規的X射線管、三個光柵和一個X射線探測器組成的干涉儀結構，從相同的數據組中既可以重建吸收對比度、差分相位對比度也可以重建暗場對比度。類似的也可以從Joseph J.Zambelli等[2],"Radiation dose efficiency comparison between differential phase contrast CT and conventional absorption CT",Med.Phys.37(2010),第2473至2479頁中獲悉。

粒子（諸如X射線量子）的波特性允許借助復雜的折射率

n=1–δ+iβ

描述諸如折射和反射現象。在此虛部β描述了吸收，所述吸收作為目前臨床上的X射線成像，如計算機斷層成像、血管造影、放射線照相、熒光透視或乳腺X射線照相的基礎，而實部δ描述了在差分相位成像中觀察到的相位偏移。

從DE102010018715A1中公知一種X射線拍攝系統，在所述X射線拍攝系統中為了高質量的X射線成像，使用對檢查對象進行相位對比度成像的X射線拍攝系統，其具有：至少一個包括了多個用于發送相干X射線輻射的場發射X射線源的X射線輻射器、一個X射線圖像探測器、一個布置在檢查對象和X射線圖像探測器之間的衍射光柵G₁和另一個布置在衍射光柵G₁和X射線圖像探測器之間 的光柵G₂。

可以用來執行開頭提到的那種差分相位對比成像的X射線拍攝系統例如從US7,500,784B2公知，借助圖1對其進行解釋。

圖1示出了用于介入的成套設備的X射線拍攝系統的典型的主要特征，所述成套設備具有由按照六軸的工業或彎曲臂機器人形式的支架1所支承的C形臂2，在其端部安裝了X射線輻射源（例如具有X射線管和準直器的X射線輻射器3）和作為圖像拍攝單元的X射線圖像探測器4。

借助例如從US7500784B2中公知的優選具有六個旋轉軸和由此六個自由度的彎曲臂機器人，可以在空間上任意調節C形臂2，例如通過將其圍繞在X射線輻射器3和X射線圖像探測器4之間的旋轉中心旋轉。按照本發明的血管造影X射線系統1至4特別地可以圍繞在X射線圖像探測器4的C形臂平面中的旋轉中心和旋轉軸旋轉，優選圍繞X射線圖像探測器4的中點和圍繞與X射線圖像探測器4的中點相交的旋轉軸。

公知的彎曲臂機器人具有基座，其例如固定地安裝在地板上。在其上可圍繞第一旋轉軸旋轉地固定旋轉器。在該旋轉器上可圍繞第二旋轉軸樞轉地安裝了機器人搖臂，在該機器人搖臂上可圍繞第三旋轉軸旋轉地固定了機器人臂。在該機器人臂的端部可圍繞第四旋轉軸旋轉地安裝了機器人手。機器人手具有用于C形臂2的緊固件，其可圍繞第五旋轉軸樞轉，并且可圍繞與之垂直地延伸的第六旋轉軸旋轉。

X射線診斷裝置的實現不依賴于工業機器人。也可以使用通常的C形臂設備。

X射線圖像探測器4可以是矩形的或方形的、平的半導體探測器，其優選由閃爍體（例如CsJ）和光電二極管的激活的矩陣組成，所述光電二極管由無定形硅（a-Si）制造。但是也可以使用基于CMOS的集成的探測器或計數探測器（例如CdTe或CZT和ASIC）。

在X射線輻射器3的光路中，作為檢查對象的待檢查的患者6的患者位于支撐臺的臺板5上。在X射線診斷裝置上連接了具有圖像系統8的系統控制單元7，其接收并處理X射線圖像探測器4的圖像信號（操作元件例如沒有示出）。然后可以在監視器陣列9的顯示器上觀察X射線圖像。監視器陣列9可以借助天花板安裝的、縱向可移動的、可樞轉的、可旋轉的和具有支架和可下沉的支承臂的高度可調支承體系統10來保持。