[实用新型]X射线滤波器和X射线设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种X射线滤波器以及一种X射线设备。

背景技术

X射线拍摄的特性决定性地通过用以照射拍摄区域的X射线辐射的光谱或能量来确定。因为不同材料散射和吸收X射线辐射的能力根据X射线辐射的光谱或能量而不同。因此，可以通过以X射线辐射的不同光谱或能量照射拍摄区域来推断出拍摄区域的材料组成。以X射线辐射的不同光谱或能量照射拍摄区域尤其在医学成像中使用，并且还称作“双能”、下面称作“两能”或更普适地“多能”方法。例如，可以通过这种方法识别人体中的骨骼或其它组织并且扩展评估造影剂支持的图像的可能性。现代的医学设备、例如计算机断层成像设备以多种方法实现了两能方法，例如以两个在不同管电压条件下运行的X射线管作为X射线源同时照射，或者仅以一个X射线管作为X射线源进行照射。

在使用仅一个X射线管的情况下，产生不同光谱或能量的可能性基于所谓的“kV转换”。在此，将X射线管的电压在两个值之间直至每秒数百次地转换，其中，电压值分别决定X射线辐射的确定的光谱或确定的能量。在断层成像中，“kV转换”这样实现，即，电压在两次投影的拍摄之间变化。在“kV转换”中，在X射线管旋转期间拍摄在第一电压情况下的多个投影和在第二电压情况下的多个投影。因为所施用的剂量也随着X射线管的电压变化，所以必须附加地调整X射线管的电流和/或每次X射线投影的曝光时间。因此，“kV转换”是一种产生不同光谱或能量的、技术上高开销并且昂贵的方法。

技术上更简单的是使用滤波器，其弱化所入射的X射线辐射的强度。从文献DE 10 2008 056 891 B4中例如已知一种用于执行螺旋扫描的计算机断层成像设备。断层成像设备包括用于产生辐射扇区的可旋转的X射线辐射器和径向地对置定位的、带有所属的评估单元的X射线探测器，其中， 在X射线辐射器下游设有X射线滤波器。X射线滤波器的位置与X射线探测器的位置相关并且X射线滤波器为了产生辐射扇区的未滤波的和同时产生滤波的辐射分量而在运行中仅部分驶入辐射扇区。在此，辐射分量具有不同的X射线光谱。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是在技术上简单并且成本低廉地构建借助X射线设备进行的多能图像的拍摄。此外，多能图像的拍摄的时间分辨率应该尽可能高。

本实用新型基于如下思想：将用于成像的X射线设备的X射线滤波器构建为使得X射线滤波器具有至少一个第一滤波区域以及至少一个第二滤波区域，其中，第一滤波区域和第二滤波区域具有不同的X射线吸收特性，从而将X射线滤波器设计为通过多色X射线辐射的滤波而同时产生空间上分离的、具有不同能量的X射线。通过同时产生空间上分离的、具有不同能量的X射线，对于X射线设备还能够实现同时地、空间上分离地探测具有不同能量的X射线和由此拍摄多能图像。一方面，本实用新型提供如下有优点，即，多能图像的拍摄可以技术上简单并且成本低廉地执行。因为多亏了根据本实用新型的X射线滤波器，X射线设备既不需要第二X射线源，也不需要用于快速控制X射线源的、耗费的调整电子系统。此外，根据本实用新型的X射线滤波器廉价地被制造并且可以在已经存在的X射线滤波器中被改装。本实用新型的另一优点在于高的时间分辨率，因为根据本实用新型的X射线滤波器在扫描方法中仅引起在以不同能量、确定的拍摄区域的拍摄之间非常小的时间偏移。

根据本实用新型的另一方面，X射线滤波器具有不连贯的多个第一滤波器区域和/或不连贯的多个第二滤波器区域。通过将X射线滤波器精细地划分为具有不同的X射线吸收特性的多个小的滤波器区域，能够实现多个不同的拍摄和重建方案。尤其，通过进一步减小在以不同能量的、确定的拍摄区域的拍摄之间的时间偏移来提高时间分辨率。

根据本实用新型的另一方面，第一滤波器区域设计为用于硬化X射线辐射，并且第二滤波器区域设计为用于没有硬化地衰减X射线辐射和/或用于软化X射线辐射。由此，在由不同的滤波器区域滤波过的X射线之间的 光谱分离特别大。由此可以特别良好地应用用于重建多能图像或者用于材料分解的通常方法。