[发明专利]准直仪装置和方法

说明书

发明领域

本发明涉及利用X光射束进行扫描的X光设备中的方法和装置，尤其涉及X光设备中的准直仪装置。

背景技术

根据现有技术，光子计数多狭缝扫描使X光成像尤其是乳房X光照相术具有低剂量X光并有效地抑制散射光子。多狭缝扫描设备的实例在US 7,302,031、US 7,016,458和US 7,020,237中进行了介绍，并且还在图1-2中示出。在典型的多狭缝扫描X光设备中，由线检测器组对这些X光进行检测。多狭缝准直仪位于X光源与被成像的对象之间。该多狭缝准直仪形成与这些线检测器的图案匹配的X光射束。这些X光束穿过被成像的对象进行扫描，且图像由来自这些线检测器的数据的累积构成。例如，在图1的设备中，通过旋转扫描臂来进行扫描，这种扫描臂基本上是一种刚性轴，这种刚性轴具有X光源（110）、多狭缝准直仪（120）和线检测器包。例如，可将人的胸部置于压缩叶板（140）与支架之间该检测器包上方。位置编码器测量该压缩叶板的位置，该位置相当于胸部厚度，该胸部厚度用于优化该X光源中的电压。

这种准直仪本身可以是一种带有窄长的缝隙（aperture）的钨板，这些缝隙称为狭缝。这种钨板在横向方向上缺乏刚性，因此将其置于框架内，这种框架典型地用碳纤维制成，且适度地对X光敏感。多狭缝准直仪的不同设置可有益于不同的检查。例如，细的准直仪狭缝比宽的狭缝产生较好的图像分辨率，但宽的狭缝允许较大的X光通量，并由此而允许较短的总图像获取时间。例如，US专利6,621,891介绍了采用相对于彼此移动的两层准直仪控制准直仪狭缝宽度的方法和装置。

一直以来将这种准直仪设计成在允许不同的对象厚度成像的位置运行，如厚的胸部和薄的胸部。可容易地理解，准直仪对图像分辨率有影响。X光源具有尺寸不可忽略的焦斑，该焦斑导致模糊。大焦斑与远离对象的准直仪的组合可使细的X光射束在到达小的成像对象之前基本上扩散。图3示出了由大焦斑尺寸和置于该X光源附近的准直仪所导致的模糊的放大图示。根据现有技术，出于锥形射束几何尺寸的不同放大因数的原因，准直仪通常仅在距该X光源一定距离处运行。简单地将该准直仪移位至更靠近该X光源的位置往往会将这些射束加宽，且这些射束往往不再撞击这些线检测器。可在不同的距离采用不同的准直仪，只要相对于原始尺寸重新确定该准直仪的尺寸。可通过人的操作来对准直仪进行手动切换。这种切换旨在在不同的应用之间进行切换，如正常胸部成像和活体检视模式。然而，对于典型的筛查乳房X光照相术工作流程而言，这种手动切换太慢。这种准直仪必须通过刚性机构以高重复精度附接。为了患者的安全，必须对适当地附接该准直仪进行验证和检查。在该多狭缝准直仪上方，X光通量非常高，且在X光在这些准直仪狭缝之外通过时，患者往往会接收到不可接受的剂量。

这种准直仪的稳健性（robustness）对图像的分辨率至关重要，图像的分辨率要求在对该准直仪和周围的机械进行的各种设计中要谨慎而小心。准直仪的位置和狭缝的宽度不会随着该X光设备的旋转而变化，以获取用于有残疾患者的45-60度的中侧斜位视图（MLO）图像、90度的中侧视图（ML）图像以及180度的图像。此外，该准直仪周围的空间非常有限。在乳房X光照相术中，在该准直仪的前部实际上没有空间，因为在非常接近于患者的肋部对患者的胸部进行成像。在左侧和右侧的空间同样也受限，因为需要靠近患者的肩部获取ML/MLO图像。

准直仪的位置还必须允许相对于该X光源和这些线检测器进行校准。该准直仪的位置必须至少在该准直仪的两端能够大致正交于这些狭缝调节，即在大体上横向于X光的方向上的平面内进行微小旋转和平移。在现有技术中，在横向于狭缝方向的方向上的调节公差通常在30微米。这些公差在其它方向上是适度的，但仍要求刚性和校准。根据现有技术，可相对于托架来校准每个准直仪的位置，该托架又刚性地附接到系统。

还可在检查之间移动这种准直仪，如根据专利US 7,664,223所述。根据图1-2中的设备，将这种准直仪布置成朝向该X光源附近的静止位置沿着扫描臂竖直地移位。该扫描臂基本上是一种用于承载X光管、准直仪和检测器的刚性轴。

还可以有辐射盖（如根据US 7,440,539所述)，必须以该准直仪并不因这种盖的重量而偏转的方式附接这种辐射盖。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提高X光设备中的图像分辨率，其中，该分辨率取决于该准直仪。