專利名稱：雙能x射線攝影設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及雙能X射線攝影領(lǐng)域，并具體地涉及一種雙能X射線攝影設(shè)備。
背景技術(shù)：
利用雙能X射線攝影技術(shù)來獲取同一視角的具有不同平均X射線能量(即，低平均能量和高平均能量)的兩個X射線圖像，即，低能X射線圖像和高能X射線圖像。通過組合該低能X射線圖像和高能X射線圖像，可以導(dǎo)出特定特征的圖像。例如，對于人體胸腔圖像而言，利用雙能X射線攝影技術(shù)可以導(dǎo)出僅骨骼圖像和/或僅軟組織圖像。目前，在市場上有兩種雙能X射線攝影系統(tǒng)。一種雙能X射線攝影系統(tǒng)是富士公司的雙能X射線攝影系統(tǒng)，其通過使用兩個CR (計算機攝影)板并在這兩個CR板之間插入一個金屬板來實現(xiàn)雙能X射線圖像的獲取，其中，所述兩個CR板被設(shè)計為對于不同的X射 線能量敏感。然而，由于在觀看CR板形成的圖像時需要輔助的光掃描來照射CR板，因此富士公司的雙能X射線攝影系統(tǒng)所獲取的雙能X射線圖像不能被即時讀取，難以進行實時的數(shù)字化圖像處理。另一種雙能X射線攝影系統(tǒng)是GE公司的雙能X射線攝影系統(tǒng)，其通過使用單個數(shù)字X射線探測器和快速X射線能量開關(guān)來獲取具有不同X射線能量的兩個X射線圖像，其中，所述X射線能量開關(guān)對X射線管的曝光管電壓進行切換以便獲得高X射線能量和低X射線能量。盡管GE公司的雙能X射線攝影系統(tǒng)可以即時讀取X射線圖像，但是其要求先后兩次X射線曝光。由于需要先后兩次曝光，因此該雙能X射線攝影系統(tǒng)對被拍攝對象的運動非常敏感，在所獲取的高能X射線圖像和低能X射線圖像之間的可能出現(xiàn)虛影。此外，由于所述X射線能量開關(guān)對X射線管的曝光管電壓進行切換，使得兩次曝光之間X射線管內(nèi)的X射線焦點發(fā)生偏移，這也造成了所獲取的高能X射線圖像和低能X射線圖像之間的虛影。因此，存在對于一種能夠即時查看所獲取的X射線圖像并且解決虛影問題的雙能X射線攝影設(shè)備的需要。

實用新型內(nèi)容考慮到上述問題而提出了本實用新型。本實用新型旨在提供一種能夠即時查看所獲取的X射線圖像并且解決虛影問題的雙能X射線攝影設(shè)備。根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括計算機X射線攝影板，用于對透過被拍攝對象而照射到其上的X射線進行成像；第一 X射線過濾器，用于對透過所述計算機X射線攝影板的X射線進行過濾；以及數(shù)字X射線探測器，用于對透過所述第一 X射線過濾器的X射線進行成像。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影設(shè)備還可以包括計算機X射線攝影板讀取器，用于讀取所述計算機X射線攝影板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，從而提供第
一X射線圖像；所述數(shù)字X射線探測器提供第二 X射線圖像；以及圖像處理部件，用于對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理，以生成結(jié)果圖像。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影設(shè)備還可以包括X射線圖像分析部件，用于分析所述第二 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量，并且根據(jù)所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)X射線源的曝光參數(shù)。優(yōu)選地，所述結(jié)果圖像可以為被拍攝對象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個。優(yōu)選地，所述第一 X射線過濾器為金屬板，所述第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而所述第二 X射線圖像為高能X射線圖像，形成所述低能X射線圖像的光子的平均能量低于形成所述高能X射線圖像的光子的平均能量。根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括第一 X射線過濾器，用于對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾；第二 X射線過濾器，用于對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾；x射線過濾器切換器，用于在所述第一 X射線過濾器和所述第·
二X射線過濾器之間進行切換，以便僅利用其中之一來對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾；以及數(shù)字X射線探測器，用于對透過被拍攝對象的X射線進行成像，以提供X射線圖像，其中，在所述第一 X射線過濾器對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾時，所述數(shù)字X射線探測器提供第一 X射線圖像，而在所述第二 X射線過濾器對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾時，所述數(shù)字X射線探測器提供第二 X射線圖像。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影設(shè)備還可以包括圖像處理部件，用于對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理，以生成結(jié)果圖像。優(yōu)選地，所述結(jié)果圖像可以為被拍攝對象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影設(shè)備還可以包括第一 X射線圖像分析部件，用于分析所述第一 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量，其中，在所述第一 X射線圖像滿足所述預(yù)定圖像質(zhì)量的情況下，所述X射線過濾器切換器將第一 X射線過濾器切換至第二 X射線過濾器。優(yōu)選地，在所述第一 X射線圖像不滿足所述預(yù)定圖像質(zhì)量的情況下，所述第一 X射線圖像分析部件還可以根據(jù)所述第一 X射線圖像的圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)X射線源的曝光參數(shù)。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影方法還可以包括第二 X射線圖像分析部件，用于分析所述第二 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量，其中，在所述第二 X射線圖像滿足所述預(yù)定圖像質(zhì)量的情況下，所述圖像處理部件對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理以生成結(jié)果圖像。優(yōu)選地，在所述第二 X射線圖像不滿足所述預(yù)定圖像質(zhì)量的情況下，所述第二 X射線圖像分析部件根據(jù)所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)X射線源的曝光參數(shù)。優(yōu)選地，所述第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而所述第二 X射線圖像為高能X射線圖像，形成所述低能X射線圖像的光子的平均能量低于形成所述高能X射線圖像的光子的平均能量。優(yōu)選地，所述第一 X射線過濾器為由鋁(Al)、銅(Cu)、其它金屬、或多于兩種金屬的組合制成的過濾板。優(yōu)選地，所述第二 X射線過濾器為由銅(Cu)、鑰(Sm)、鈰(Ce)、其它金屬、稀土材料、或上述材料的組合制成的過濾板。
通過結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細描述，本實用新型的上述和其它目的、特征、優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖I圖示了根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影方法的示意性框圖。圖2圖示了應(yīng)用根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影設(shè)備的雙能X射線攝影系統(tǒng)的示意性框圖。圖3圖示了銅(Cu)的X射線光子吸收的示意圖。圖4圖示了鋁(Al)的X射線光子吸收的示意圖。圖5圖示了根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法的示意性框圖。圖6圖示了應(yīng)用根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影設(shè)備的雙能X射線攝影系統(tǒng)的示意性框圖。圖7圖示了鑰(Sm)的X射線光子吸收的示意圖。圖8圖示了雙能X射線圖像的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
具體實施方式
下面參考附圖來說明根據(jù)本實用新型實施例的雙能X射線攝影設(shè)備和雙能X射線攝影方法。具體地，將結(jié)合圖1-4來描述根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備，將結(jié)合圖5-7來描述根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備。第一實施例在圖I中，示出了根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影方法100。根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影方法100在步驟S105處開始。在步驟S110，初始化雙能X射線攝影系統(tǒng)，至少包括設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。X射線源的曝光參數(shù)可以包括X射線源的曝光管電壓、曝光管電流、以及曝光時間中的至少一項。接下來，在步驟S120，以所設(shè)置的曝光參數(shù)從X射線源發(fā)射X射線，并利用X射線源發(fā)射的X射線照射被拍攝對象。在步驟S130，利用計算機X射線攝影板(CR板)對透過被拍攝對象的X射線進行成像，以形成CR板攝影圖像。在步驟S140，讀取所述計算機X射線攝影板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，以提供第一 X射線圖像。接下來，在步驟S150，利用第一 X射線過濾器對透過所述計算機X射線攝影板的X射線進行過濾。所述第一X射線過濾器大量吸收X射線中的具有較低能量的光子，如圖3中的(C)所示，而使得X射線中的具有較高能量的光子的絕大部分照射到數(shù)字X射線探測器上。在步驟S160，利用數(shù)字X射線探測器對透過所述第一 X射線過濾器的X射線進行成像，以提供第二X射線圖像。然后，在步驟S170，判斷所述第二 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要來定制。在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時，該方法前進到步驟S180。在步驟S180，對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理，生成結(jié)果圖像。作為示例，所述結(jié)果圖像為被拍攝對象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個?？梢岳矛F(xiàn)有的圖像處理方法與設(shè)備來實現(xiàn)該圖像處理功能，根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影方法不受所采用的具體圖像處理方法與設(shè)備的限制，在本實用新型的雙能X射線攝影方法的范圍內(nèi)可以應(yīng)用將來開發(fā)的其它圖像處理方法與設(shè)備。在所述第二 X射線圖像不滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時，例如所述第二 X射線圖像的圖像亮度不夠，或者所述第二 X射線圖像的圖像清晰度太低，該方法返回步驟S110，并根據(jù)對所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量的分析結(jié)果來設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。因此，第一 X射線圖像是由透過被拍攝對象的X射線(既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子)形成的，而第二X射線圖像是由經(jīng)過第一X射線過濾器的X 射線(主要包括具有較高能量的光子)形成的。換句話說，第一 X射線圖像與第二 X射線圖像相比具有相對較低的X射線平均能量，而第二 X射線圖像與第一 X射線圖像具有相對較高的X射線平均能量。此外，在所述第二 X射線圖像不滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時，可以不執(zhí)行步驟S140，即，不讀取CR板上的攝影圖像，不將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式以提供第一 X射線圖像。換句話說，在此情況下，可以將步驟S140和S180合并到步驟S180中，在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時，先讀取CR板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式以提供第一 X射線圖像，再利用第一 X射線圖像和第二 X射線圖像以生成結(jié)果圖像，例如，被拍攝對象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個。具體地，可以在所述第二X射線圖像不滿足預(yù)定質(zhì)量條件時不讀取CR板上的攝影圖像而直接擦除CR板上的攝影圖像，并且在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時在從CR板讀取其攝影圖像之后再擦除CR板上的攝影圖像。優(yōu)選地，在步驟S120中，首先從X射線光源發(fā)出X射線，然后利用第二 X射線過濾器對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾，最后再利用透過所述第二 X射線過濾器的X射線對被拍攝對象進行X射線攝影。所述第二 X射線過濾器用于吸收不可能穿過被拍攝對象(例如，人體)的那部分X射線，由此，減少無用X射線能量對被拍攝對象的輻射。最后，根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影方法在步驟S199結(jié)束。接下來，參照圖2來說明根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影系統(tǒng)200。在圖2中，圖示了根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影系統(tǒng)200，其包括X射線源210、雙能X射線攝影設(shè)備220、以及控制設(shè)備230。雙能X射線攝影設(shè)備220包括計算機X射線攝影板(CR板)2210、第一 X射線過濾器2220、以及數(shù)字X射線探測器2230。從X射線源210發(fā)出的X射線照射到被拍攝對象(例如，人體)上，在透過被拍攝對象之后直接照射到計算機X射線攝影板2210上。利用計算機X射線攝影板2210對透過被拍攝對象而照射到其上的X射線進行成像，以形成CR板攝影圖像。已知記錄在CR板上的影像信息需要經(jīng)過激光掃描讀取并經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。因此，不能直接讀取CR板上的攝影圖像。需要利用計算機X射線攝影板讀取器讀取所述計算機X射線攝影板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，從而提供第一 X射線圖像。然而，對于根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影設(shè)備而言，該計算機X射線攝影板讀取器不是必須的，該計算機X射線攝影板讀取器可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨立/分離的設(shè)備而存在。計算機X射線攝影板讀取器對CR板進行激光掃描，讀取CR板上的攝影圖像，并將該攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。由于計算機X射線攝影板讀取器讀取CR板的方式是已知的，在此不對其進行贅述。然而，本實用新型不受具體的計算機X射線攝影板讀取器讀取CR板的方式的限制，在不偏離本實用新型構(gòu)思的情況下可以利用將來開發(fā)的計算機X射線攝影板讀取方式。在CR板2210之后，第一 X射線過濾器2220對透過所述計算機X射線攝影板2210的X射線進行過濾。然后，數(shù)字X射線探測器1230對透過所述第一 X射線過濾器的X射線進行成像，從而提供第二 X射線圖像。下面結(jié)合圖3來簡要說明第一 X射線圖像和第二 X射線圖像的能量。盡管已經(jīng)注意到在被拍攝對象之間存在著個體差異，被拍攝對象的肌肉、器官和·骨頭對X射線的吸收有所不同，透過被拍攝對象之后的X射線的頻譜與照射到被拍攝對象的X射線的頻譜也會有所不同。然而，在下面的描述中，為了簡化描述，仍利用照射到被拍攝對象的X射線作為透過被拍攝對象之后的X射線來展開描述。在圖3中圖示了 Imm厚度的銅(Cu)板的X射線光子吸收的示意圖。如圖3所示，(A)示出了從X射線源發(fā)出的(在此，假設(shè)為被照射到被拍攝對象上的)原始的X射線的譜，(B)示出了經(jīng)過第一 X射線過濾器2220吸收后照射到數(shù)字X射線探測器2230上的X射線的譜，而(C)示出了被第一 X射線過濾器2220吸收的X射線的譜。在圖3中，橫軸表示X射線光子的能量，縱軸表示位于某一能量處的光子的數(shù)量。如圖3中的㈧所示，其示出了照射到被拍攝對象上的原始的X射線，該原始的X射線的譜既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子。因此，透過被拍攝對象的X射線直接照射到CR板2210上，直接照射到該CR板上的X射線既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子。如上所述，所述第一 X射線過濾器2220位于CR板2210和數(shù)字X射線探測器2230之間，其大量吸收X射線中的具有較低能量的光子，如圖3中的(C)所示，而使得X射線中的具有較高能量的光子的絕大部分照射到數(shù)字X射線探測器2230上。因此，源自CR板2210的第一 X射線圖像是由透過被拍攝對象的X射線(既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子)形成的，而源自數(shù)字X射線探測器2230的第二 X射線圖像是由經(jīng)過第一 X射線過濾器2220的X射線(主要包括具有較高能量的光子)形成的。換句話說，源自CR板2210的第一 X射線圖像與源自數(shù)字X射線探測器2230的第二 X射線圖像相比具有相對較低的光子平均能量，而源自數(shù)字X射線探測器2230的第
二X射線圖像與源自CR板2210的第一 X射線圖像具有相對較高的光子平均能量。即，第
一X射線圖像為低能X射線圖像，第二 X射線圖像為高能X射線圖像。所述第一 X射線過濾器2220可以由銅(Cu)、鑰(Mo)、其它金屬材料、或者金屬材料的組合制成。此外，所述第一 X射線過濾器2220不限于一個X射線過濾器，而可以由多于一個X射線過濾器組成，例如由多個由相同或不同金屬材料制成的X射線過濾器層疊而成。 此外，根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影設(shè)備220還可以包括圖像處理部件(未示出)，其用于對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理，以生成結(jié)果圖像。該圖像處理部件可以作為根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影設(shè)備的部件而存在，或者可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨立/分離的設(shè)備而存在，例如，存在于圖中所示的控制設(shè)備230中。例如，圖像處理部件對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理，以生成被拍攝對象(例如，人體)的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個。如圖8所示，示出了利用所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像生成的被拍攝對象的胸腔的軟組織圖像和骨圖像。根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影設(shè)備220通過利用數(shù)字X射線探測器2230可以即時地查看所獲的第二 X射線圖像，由此可以實時地控制X射線圖像的生成，以獲得良好質(zhì)量的X射線圖像，同時避免X射線劑量的浪費并且避免被拍攝對象過多地暴露在X射線下。 為此，根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影設(shè)備220還可以包括X射線圖像分析部件(未示出)，其用于分析所述第二X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等。在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時，所述圖像處理部件2240對所述第一X射線圖像和第二X射線圖像進行處理，以生成結(jié)果圖像。然而，在所述第二X射線圖像不滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時，例如所述第二 X射線圖像的圖像亮度不夠，或者所述第二 X射線圖像的圖像清晰度太低，該X射線圖像分析部件根據(jù)所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)X射線源的曝光參數(shù)，例如，曝光管電壓、曝光管電流、或曝光時間等。與圖像處理部件相類似地，該X射線圖像分析部件可以作為根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影設(shè)備的部件而存在，或者可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨立/分離的設(shè)備而存在，例如，存在于圖中所示的控制設(shè)備230中。附帶地，根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影設(shè)備220還可以包括CR板擦除部件(未示出)，其用于擦除CR板上的影像。例如，在所述第二 X射線圖像不滿足預(yù)定質(zhì)量條件時，計算機X射線攝影板讀取器不讀取CR板上的攝影圖像，而直接由CR板擦除部件擦除CR板上的攝影圖像；在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時，在計算機X射線攝影板讀取器從CR板讀取其攝影圖像之后，再由CR板擦除部件擦除CR板上的攝影圖像。類似地，該CR板擦除部件也可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨立/分離的設(shè)備而存在。此外，根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影設(shè)備220還包括第二 X射線過濾器2240，其用于吸收不可能穿過被拍攝對象(例如，人體)的那部分X射線，從而減少無用X射線能量對被拍攝對象的輻射。第二 X射線過濾器2240可以由Al、Cu、Al/Cu的組合、或其它金屬材料的組合制成。在圖4中示例性地給出了 Imm厚度的鋁(Al)板的X射線光子吸收的情況。如圖4所示，(A)示出了從X射線源發(fā)出的原始的X射線的譜，(B)示出了經(jīng)過第二 X射線過濾器2240吸收后照射到被拍攝對象上的X射線的譜，而(C)示出了被第二 X射線過濾器2240吸收的X射線的譜。在圖4中，橫軸表示X射線光子的能量，縱軸表示位于某一能量處的光子的數(shù)量。如圖4中的(A)所示，其示出了從X射線源發(fā)出的原始的X射線，該原始的X射線的譜既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子。[0071]第二 X射線過濾器2240大量吸收(例如，完全吸收)不可能穿過被拍攝對象的那部分X射線。例如，如圖4中的(C)所示，光子的能量小于15keV的那部分X射線的光子被完全吸收，而對于光子能量大于15keV的那部分X射線的光子的吸收較少。在圖4中，給出了由Imm的Al板實現(xiàn)的第二 X射線過濾器2240的X射線光子吸收的示例，但是本實用新型不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以利用不同厚度的Al板、或者利用不同金屬材料的金屬板來實現(xiàn)第二 X射線過濾器2240，只要其可以大量吸收(不限于完全吸收)不可能穿過被拍攝對象的那部分X射線，減少無用X射線能量對被拍攝對象的輻射即可。此外，從圖3中可以看出，總的X射線光子數(shù)量是恒定的，S卩，被第一 X射線過濾器2220吸收的X射線光子數(shù)量與透過第一 X射線過濾器2220的X射線光子數(shù)量之和等于 照射到第一 X射線過濾器2220的X射線光子數(shù)量。同理，從圖4中可以看出，總的X射線光子數(shù)量也是恒定的，即，被第二 X射線過濾器2240吸收的X射線光子數(shù)量與透過第二 X射線過濾器2240的X射線光子數(shù)量之和等于照射到第二 X射線過濾器2240的X射線光子數(shù)量。根據(jù)本實用新型第一實施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備通過利用數(shù)字X射線探測器可以即時地查看所獲的第二 X射線圖像，由此可以實時地控制X射線圖像的生成。此夕卜，利用單次X射線曝光可以獲得雙能X射線圖像高能X射線圖像和低能X射線圖像，因此可以有效地避免由兩次X射線曝光所引起的虛影問題，例如，由于被拍攝對象的運動而引起的虛影、或者由于X曝光管的管電壓變化而引起的虛影。第二實施例接下來，將結(jié)合圖5-7來描述根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備。在圖5中，示出了根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法500。根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法500在步驟S505處開始。在步驟S510，初始化雙能X射線攝影系統(tǒng)，至少包括設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。X射線源的曝光參數(shù)可以包括X射線源的曝光管電壓、曝光管電流、以及曝光時間中的至少一項。接下來，在步驟S520，以所設(shè)置的曝光參數(shù)從X射線源發(fā)射X射線。在步驟S525，利用第一 X射線過濾器對從X射線源發(fā)射的X射線進行過濾。在步驟S530，利用透過第一X射線過濾器的X射線照射被拍攝對象。在步驟S535，利用數(shù)字X射線探測器對透過被拍攝對象的X射線進行成像，以形成第一 X射線圖像。然后，在步驟S540，判斷所述第一 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要來定制。在步驟S540的判斷結(jié)果為“是”時，該方法前進到步驟S550。接下來，在步驟S550，快速地將第一 X射線過濾器切換至第二 X射線過濾器。然后，在步驟S560，仍以所設(shè)置的曝光參數(shù)從X射線源發(fā)射X射線。在步驟S565，利用第二 X射線過濾器對從X射線源發(fā)射的X射線進行過濾。在步驟S570，利用透過第二X射線過濾器的X射線照射被拍攝對象。在步驟S575，利用數(shù)字X射線探測器對透過被拍攝對象的X射線進行成像，以形成第二 X射線圖像。[0085]作為示例，形成所述第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量小于所述第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量，因此，第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。例如，具有圖4中的⑶的X射線譜的X射線可以作為形成第一X射線圖像的X射線，具有圖3中的(B)的X射線譜的X射線可以作為形成第二 X射線圖像的X射線。從圖3中的(B)和圖4中的(B)可以看出，形成第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖4 (B))低于形成第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖3 (B) )，S卩，第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。作為另一示例，具有圖4中的⑶的X射線譜的X射線可以作為形成第一 X射線圖像的X射線，具有圖7中的(B)的X射線譜的X射線可以作為形成第二 X射線圖像的X射線。從圖7中的⑶和圖4中的⑶可以看出，形成第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖4(B))低于形成第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖7(B))，S卩，第一X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。作為又一示例，具有圖3中的(B)的X射線譜的X射線可以作為形成第一 X射線圖像的X射線，具有圖7中的(B)的X射線譜的X射線可以作為形成第二 X射線圖像的X射線。從圖3中的(B)和圖7中的(B)可以看出，形成第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖3(B))低于形成第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖7(B))，S卩，第一X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。然后，在步驟S580，對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理，生成結(jié)果圖像。作為示例，所述結(jié)果圖像為被拍攝對象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個。可以利用現(xiàn)有的圖像處理方法與設(shè)備來實現(xiàn)該圖像處理功能，根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法不受所采用的具體圖像處理方法與設(shè)備的限制，在本實用新型的雙能X射線攝影方法的范圍內(nèi)可以應(yīng)用將來開發(fā)的其它圖像處理方法與設(shè)備。在步驟S540的判斷結(jié)果為“否”時，例如所述第一 X射線圖像的圖像亮度不夠，或者所述第一X射線圖像的圖像清晰度太低，該方法返回步驟S510，并根據(jù)對所述第一X射線圖像的圖像質(zhì)量的分析結(jié)果來設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。此外，盡管在圖5中未示出，在步驟S575之后，還可以包括一個與步驟S540相似的步驟，用于判斷所述第二X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件。所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件可以與用于第一 X射線圖像的預(yù)定圖像質(zhì)量條件不同，可以包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要來定制。在該步驟的判斷結(jié)果為“是”時，該方法前進到步驟S580，進行圖像處理。而在該步驟的判斷結(jié)果為“否”時，例如所述第
二X射線圖像的圖像亮度不夠，或者所述第二 X射線圖像的圖像清晰度太低，該方法返回步驟S510，并根據(jù)對所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量的分析結(jié)果來設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法中，可以包括步驟S540以及與步驟S540相似的上述步驟之一或兩者。最后，根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法在步驟S599結(jié)束。盡管上面按照先利用第一 X射線過濾器過濾X射線并生成作為低能X射線圖像的第一 X射線圖像、然后利用第二 X射線過濾器過濾X射線并生成作為高能X射線圖像的第
二X射線圖像的順序描述了根據(jù)本實用新型第二實施例的X射線攝影方法，然而本實用新型不限于此，可以反之先利用第二 X射線過濾器過濾X射線并生成作為高能X射線圖像的第二 X射線圖像、然后利用第一 X射線過濾器過濾X射線并生成作為低能X射線圖像的第一 X射線圖像。接下來，參考圖6來說明根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影系統(tǒng)600。在圖6中，圖示了根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影系統(tǒng)600，其包括X射線源610、雙能X射線攝影設(shè)備620、以及控制設(shè)備630。雙能X射線攝影設(shè)備620包括第一 X射線過濾器6210、第二 X射線過濾器6220、X射線過濾器切換器(未示出)、以及數(shù)字X射線探測器6230。從X射線源610發(fā)出的X射線照射到第一 X射線過濾器6210上，第一 X射線過濾器6210對從X射線源610發(fā)出的X射線進行過濾，吸收X射線中的一部分光子。例如，第
一X射線過濾器6210可以是由鋁(Al)、銅(Cu)、其它金屬、或多于兩種金屬的組合制成的過濾板。第一 X射線過濾器6210不限于是一片過濾板，而根據(jù)需要可以是多于一片過濾板
的層疊。替換地，從X射線源610發(fā)出的X射線照射到第二 X射線過濾器6220上，第二 X射線過濾器6220對從X射線源610發(fā)出的X射線進行過濾，吸收X射線中的一部分光子。例如，第二 X射線過濾器6220可以是由銅(Cu)、鑰(Sm)、鈰(Ce)、其它金屬、稀土材料、或上述材料的組合制成的過濾板。第二 X射線過濾器6220不限于是一片過濾板，而根據(jù)需要可以是多于一片過濾板的層疊。在圖7中圖示了 Imm厚度的鑰(Sm)板的X射線光子吸收的示意圖。如圖7所示，(A)示出了從X射線源發(fā)出的原始的X射線的譜，(B)示出了經(jīng)過第二 X射線過濾器6220吸收后照射到數(shù)字X射線探測器6230上的X射線的譜，而(C)示出了被第二 X射線過濾器6220吸收的X射線的譜。在圖7中，橫軸表示X射線光子的能量，縱軸表示位于某一能量處的光子的數(shù)量。X射線過濾器切換器實現(xiàn)第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器之間的快速切換，以便在同一時刻僅將第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器之一投入到X射線的傳輸路徑中。作為示例，X射線過濾器切換器可以為轉(zhuǎn)輪，第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器沿著轉(zhuǎn)輪的切線方向交替地在該轉(zhuǎn)輪上排列，由此在轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時將第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器交替地投入到X射線的傳輸路徑中。本實用新型不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到X射線過濾器切換器的其它實現(xiàn)方式，只要其快速地實現(xiàn)第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器的切換，將第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器交替地投入到X射線的傳輸路徑中即可。數(shù)字X射線探測器6230對透過被拍攝對象的X射線進行成像。具體地，在第一 X射線過濾器6210對X射線進行過濾時，數(shù)字X射線探測器6230提供第一 X射線圖像；而在第二 X射線過濾器6220對X射線進行過濾時，數(shù)字X射線探測器6230提供第二 X射線圖像。在利用第一 X射線過濾器6210對X射線進行過濾后形成所述第一 X射線圖像并且在利用第二 X射線過濾器6220對X射線進行過濾后形成所述第二 X射線圖像的情況下，形成所述第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量小于所述第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量，因此，第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。此外，根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影設(shè)備600還可以包括圖像處理部件(未示出)，其用于對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理，以生成結(jié)果圖像。該圖像處理部件可以作為根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影設(shè)備的部件而存在，或者可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨立/分離的設(shè)備而存在，例如，存在于圖中所示的控制設(shè)備630中。例如，圖像處理部件對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理，以生成被拍攝對象(例如，人體)的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個。如圖8所示，示出了利用所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像生成的被拍攝對象的胸腔的軟組織圖像和骨圖像。 優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影設(shè)備620還可以包括第一X射線圖像分析部件(未示出)，其用于分析所述第一 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等。在所述第一 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時，所述X射線過濾器切換器將第
一X射線過濾器快速切換至第二 X射線過濾器。然后，所述X射線源第二次發(fā)出X射線，第
二X射線過濾器對X射線進行過濾，以生成第二 X射線圖像。優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影設(shè)備620還可以包括第二X射線圖像分析部件，其用于分析所述第二 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以與用于第一 X射線圖像的預(yù)定圖像質(zhì)量條件不同。所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要來定制。應(yīng)注意，根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影設(shè)備可以包括第一 X射線圖像分析部件和第二 X射線圖像分析部件之一或兩者。在第一 X射線圖像和/或第二 X射線圖像滿足相應(yīng)的預(yù)定圖像質(zhì)量條件時，所述圖像處理部件2240對所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進行處理，以生成結(jié)果圖像。作為示例，所述結(jié)果圖像為被拍攝對象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個?？梢岳矛F(xiàn)有的圖像處理方法與設(shè)備來實現(xiàn)該圖像處理功能，根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法不受所采用的具體圖像處理方法與設(shè)備的限制，在本實用新型的雙能X射線攝影方法的范圍內(nèi)可以應(yīng)用將來開發(fā)的其它圖像處理方法與設(shè)備。與圖像處理部件相類似地，第一和第二 X射線圖像分析部件可以作為根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影設(shè)備的部件而存在，或者可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨立/分離的設(shè)備而存在，例如，存在于圖6中所示的控制設(shè)備630中。根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備在保持X射線管的曝光管電壓和管電流不變的前提下，通過X射線過濾器切換器實現(xiàn)兩個不同的X射線過濾器之間的快速切換，從而利用兩個不同的X射線過濾器來獲取具有不同的X射線平均能量的雙能X射線圖像。此外，根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備通過在兩次X射線曝光時保持X射線管的曝光管電壓和管電流不變，可以有效地避免由于曝光管電壓和管電流的改變而引起的X射線管內(nèi)的X射線焦點偏移，由此可以有效地避免由于此X射線焦點偏移而引起的高能X射線圖像和低能X射線圖像之間的虛影。另一方面，通過利用X射線過濾器切換器實現(xiàn)兩個不同的X射線過濾器之間的快速切換，也能夠有效地減少兩次X射線曝光之間的時間間隔。注意，通過快速X射線過濾器切換器在兩個不同X射線過濾器之間進行切換所造成的兩次X射線曝光之間的時間間隔大量小于通過改變X射線管的曝光管電壓和管電流所引起的兩次X射線曝光之間的時間間隔。因此，根據(jù)本實用新型第二實施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備也可以有效地避免由于被拍攝對象的運動而引起的虛影。盡管在上面已經(jīng)參照附圖通過示例說明了根據(jù)本實用新型第一實施例和第二實施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備，但是應(yīng)理解，所述實施例僅是示例性的，而非限制性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離權(quán)利要求及其等價物中限定的本實用新型的范圍和精神的情況下，可以對這些示例性實施例做出各種形式和細節(jié)上的變化。例如，在本實用新型第一實施例和第二實施例中說明的第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器的組成僅僅是示例，在不偏離權(quán)利要求及其等價物中限定的本實用新型的范圍和精神的情況下，可以 容易地想到第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器的材料、厚度等。
權(quán)利要求1.一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括 計算機X射線攝影板，用于對透過被拍攝對象而照射到其上的X射線進行成像； 第一 X射線過濾器，用于對透過所述計算機X射線攝影板的X射線進行過濾；以及 數(shù)字X射線探測器，用于對透過所述第一 X射線過濾器的X射線進行成像。
2.如權(quán)利要求I所述的雙能X射線攝影設(shè)備，還包括 計算機X射線攝影板讀取器，用于讀取所述計算機X射線攝影板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，從而提供第一 X射線圖像；以及所述數(shù)字X射線探測器提供第二 X射線圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的雙能X射線攝影設(shè)備，其中 所述第一 X射線過濾器為金屬板，以及 所述第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而所述第二 X射線圖像為高能X射線圖像，形成所述低能X射線圖像的光子的平均能量低于形成所述高能X射線圖像的光子的平均能量。
4.如權(quán)利要求I所述的雙能X射線攝影設(shè)備，還包括 第二 X射線過濾器，用于對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾， 其中，所述第二X射線過濾器對其能量不足以穿過被拍攝對象的光子的吸收能力大于對X射線中的其余光子的吸收能力， 利用透過所述第二 X射線過濾器的X射線對被拍攝對象進行X射線攝影。
5.一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括 第一 X射線過濾器，用于對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾； 第二 X射線過濾器，用于對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾； X射線過濾器切換器，用于在所述第一 X射線過濾器和所述第二 X射線過濾器之間進行切換，以便僅利用其中之一來對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾；以及 數(shù)字X射線探測器，用于對透過被拍攝對象的X射線進行成像，以提供X射線圖像，其中，在所述第一 X射線過濾器對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾時，所述數(shù)字X射線探測器提供第一 X射線圖像， 而在所述第二 X射線過濾器對從X射線光源發(fā)出的X射線進行過濾時，所述數(shù)字X射線探測器提供第二 X射線圖像。
專利摘要本實用新型提供了一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括計算機X射線攝影板，用于對透過被拍攝對象而照射到其上的X射線進行成像；第一X射線過濾器，用于對透過所述計算機X射線攝影板的X射線進行過濾；以及數(shù)字X射線探測器，用于對透過所述第一X射線過濾器的X射線進行成像。該設(shè)備利用單次X射線曝光可以獲得雙能X射線圖像，因此可以有效地避免由兩次X射線曝光所引起的虛影問題，例如，由于被拍攝對象的運動而引起的虛影、或者由于X曝光管的管電壓變化而引起的虛影。
文檔編號A61B6/00GK202699156SQ20112026528
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者趙建國 申請人:趙建國