[发明专利]曲面镜和包括该曲面镜的X射线数据采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种能反射X射线的曲面镜和包括该曲面镜的X射线数据采集系统。

背景技术

在X射线成像领域中，由于X射线管发出的X射线具有连续的宽能谱，例如分布在1～150keV内，其中低能X射线(如1～10keV)对最后的成像结果没有意义，而且会在穿过人体的组织器官时被衰减。为了减少低能X射线对人体的辐射，目前的常见做法是在X射线传播方向上布置一些由衰减材料构成的薄层(以下简称衰减层)，以在X射线到达人体前将低能X射线衰减掉，不过衰减后的X射线仍具有连续的宽能谱，例如10～150keV。对目前的X射线成像技术而言，X射线的能谱越宽，图像的信噪比越差。

鉴于宽能谱的X射线对X射线成像的限制，一些新兴的X射线成像技术(例如相位差成像)等提出单色(monochromic)X射线的概念，理想的单色X射线的能谱是单一的，例如为70keV，其信噪比很高，且增强图像对比度，并提供更多成像信息。不过目前仅能在实验室特定条件下通过同步加速器辐射源得到单色X射线。由于目前单色X射线在普通条件下无法得到，所以商业化很困难。

本发明之前，本申请人还提交了一份申请号为201010615763.9的发明专利申请，提出可以使用反射膜滤光镜来产生分离的、单能谱的X射线，用于多选择的能量尖峰。这种反射膜滤光镜能在医学成像所用的频谱范围中进行能谱选择，其已被本申请人的数次实验结果所证明。不过，由于入射到反射膜滤光镜上的各X射线束与反射膜滤光镜的夹角不尽相同，根据布拉格公式，经反射膜滤光镜反射后的X射线的频谱也不尽相同，仍具有一定的频谱宽度，相比单色X射线束而言，信噪比仍较差，可提供的成像信息也有限。此外，由于入射到反射膜滤光镜上的X射线束和从该反射膜滤光镜上反射出的X射线束都是锥形束，在每个成像平面中则为扇形束，扇形束的边缘X射线和中心X射线与探测器的距离不等，从而限制对原始数据的重建，使重建后的图像中存在伪影。

发明内容

为克服现有技术中图像的信噪比较差和因X射线锥形束的几何参数引起的图像伪影的缺陷，本发明提出一种能反射X射线的曲面镜和包括该曲面镜的X射线数据采集系统。该曲面镜的凹面上镀有复数层能反射X射线的反射膜，且所述反射膜的层厚经设计沿所述曲面镜的切线方向呈梯度分布，使得不同频谱的入射X射线束经所述曲面镜反射后，得到平行的、单色的出射X射线束。

有鉴于此，本发明提供一种能反射X射线的曲面镜，该曲面镜的凹面上镀有复数层能反射X射线的反射膜，且所述反射膜的层厚经设计沿所述曲面镜的切线方向呈梯度分布，其中，所述曲面镜经布置使其镀有反射膜的表面与各入射X射线束之间存在夹角，所述入射X射线束经所述反射膜反射后，使出射X射线束变为平行的、频谱相同的X射线束。以提高图像的信噪比，显示更多的图像信息，并减少因锥形束的几何参数引起的图像伪影。

根据本发明的一个实施例，所述入射X射线束是锥形束或扇形束。

根据本发明的一个实施例，所述反射膜的层厚根据如下公式来设计：