[发明专利]防散射X‑射线滤线栅器件及其制造方法

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及诊断放射线摄影术领域，更具体来说，涉及防散射X-射线滤线栅器件及其制造方法。

背景技术

在X-射线成像中广泛使用防散射滤线栅(grid)来增强图像质量。从点源发射的X-射线穿过患者或物体，然后在合适的X-射线检测器中加以检测。X-射线成像通过按照X-射线检测器上的位置检测X-射线的强度而工作。具有较小强度的较暗区域对应于物体中的较高密度或厚度区域，而具有较大强度的较亮区域则对应于物体中的较低密度或厚度区域。这种方法依赖于直接穿过物体或被完全吸收的X-射线。但是，X-射线也可能在患者或物体中经历散射过程，主要是康普顿散射。这些X-射线生成图像噪声，并且因而降低图像的质量。为了减少这些散射X-射线的影响，采用防散射滤线栅。该滤线栅优先使初级X-射线(那些没有发生散射的X-射线)通过并剔除(reject)散射X-射线。这是通过将低X-射线吸收材料(例如，石墨或铝)与高X-射线吸收层(例如，铅或钨)交错来实现的。然后，散射X-射线优先在进入X-射线检测器之前中止。但是，滤线栅中也会吸收一小部分初级X-射线。

防散射滤线栅性能的主要度量之一是定量改善因子(QIF，quantum improvement factr)，其中QIF＝T_p²/T_t。T_p是穿过滤线栅的初级X-射线传输，T_t是总传输。该等式表明实现高初级传输的重要性。如果初级X-射线损失，那么成像信息也会损失，并且因此必须增加X-射线剂量或者接受图像质量降级。为1或更大的QIF指示图像质量的改善，而＜1的QIF指示滤线栅实际上对图像质量有损害。

防散射滤线栅的首要设计度量是线频率、线厚度和滤线栅高度，通常将它们表示为比率。通常以线/cm为单位表示的线频率给出在给定距离中吸收材料带的数量。线厚度正好是吸收线的厚度，它通常用微米为单位表示。滤线栅比率是滤线栅高度与空隙距离(一对滤线栅线之间的低吸收材料的量)之比。在制造滤线栅时所使用的材料以及滤线栅覆盖物的类型和厚度也会影响滤线栅性能，滤线栅覆盖物是用于包裹滤线栅以提供机械支撑的非活性薄片。

在设计防散射滤线栅时，必须使散射剔除程度与初级传输保持平衡，以便使定量改善因子增至最大。但是，由于制造限制，这并不总是可能的。例如，在诸如乳房X光摄影术的低能量过程中，由于用非常薄的线制造滤线栅存在限制，所以滤线栅线总是比需要的厚。此外，在这样的低能量过程中，空隙材料可以是初级X-射线的显著吸收体。

传统的滤线栅制造方法涉及在空隙材料上层压铅箔或利用细锯来在石墨衬底中开槽并用铅填充这些槽。还建议采用模塑法作为滤线栅制造方法，例如如美国专利公开号US20090272874中所公开。

因此，不断需要对现有X-射线滤线栅设计和制造技术进行改进。

发明内容

本发明通过提供防散射X-射线滤线栅器件以及制造防散射X-射线滤线栅器件的方法来克服上述缺点中的至少一些缺点，由此最终提供改进的滤线栅性能。更具体来说，本发明涉及一种快速、价廉且可高度重复的滤线栅制造技术，该技术提供具有非常薄的滤线栅线以及高度透明的空隙材料的滤线栅。

因此，根据本发明的一个方面，一种制造防散射X-射线滤线栅器件的方法包括：提供包含基本上不吸收X-射线的第一材料的衬底，该衬底中具有多个通道；在所述多个通道的侧壁上施加层，其中该层包含基本上不吸收X-射线的第二材料；以及在所述多个通道的一部分中施加显著吸收X-射线的第三材料，从而定义多个X-射线吸收元件。

根据本发明的另一个方面，一种防散射X-射线滤线栅器件包括：包含基本上不吸收X-射线的第一材料的衬底，该衬底中具有多个通道；基本上不吸收X-射线的第二材料，其用于内衬所述多个通道的侧壁；以及显著吸收X-射线的第三材料，其至少部分地驻留在所述多个通道中，从而定义多个X-射线吸收元件。

根据以下详细描述和附图，本发明的各种其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

附图示出目前预期用于进行本发明的一个实施例。

图1是结合本发明的方面的放射性摄影成像系统的剖视图。

图2是根据本发明的方面制造的防散射X-射线滤线栅器件的一部分的剖视图。

图3是根据本发明的方面进一步制造的来自图2的防散射X-射线滤线栅器件的部分的剖视图。

图4是根据本发明的方面进一步制造的来自图3的防散射X-射线滤线栅器件的部分的剖视图。