專利名稱：具有防散射格柵的x射線照相方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用包括一個防漫射或防散射格柵的X射線照相裝置獲得的物體的X射線圖象的質量的提高。
本發(fā)明可取的是，但是不限于，應用于探測乳房內微小鈣化的乳房X射線照相檢查。
X射線照相裝置，特別是用于乳房X射線照相的X射線照相裝置，包括在被照相物體，在這種情況下為乳房，與射線照相圖象接收器，例如一個CCD(電荷耦合)接收器之間設置的一個防散射格柵。按照常規(guī)方式，該防散射格柵由一組金屬板條構成，所有金屬板條都指向沿所說物體和所說圖象接收器方向發(fā)射的X射線輻射的焦點。因此，該防散射格柵允許非散射直射輻射束通過，而由所說金屬板條吸收散射的輻射束。
既然如此，圖象接收器的分辨率通常小于兩個金屬板條之間的間隙，該間隙一般為0.3毫米量級。其結果是在所獲得的X射線圖象上可以看到這些金屬板條，這在乳房X射線照相中是特別不利的，因為它使得更加難以檢測到微小鈣化。
這個問題的一種解決方案包括在曝光過程中移動格柵使其在其平面內，即沿基本垂直于防散射格柵的金屬板條方向直線平移。這種平移可以僅僅在一個方向，或者以往復方式，在兩個方向進行。
雖然這樣可以提高圖象質量，但是仍然是不夠的。此外，往復移動的實現(xiàn)在機械上需要更加復雜的方案來解決。
本發(fā)明的一個實施例在可能的范圍內消除了防散射格柵在X射線照相底片上的可見痕跡。
本發(fā)明的一個實施例利用一種機械上很簡單的移動防散射格柵的方法實現(xiàn)了對于圖象質量的提高。
本發(fā)明的一個實施例使得能夠利用防散射格柵的特殊位移型式提高圖象質量。
更具體地說，本發(fā)明涉及用于提高利用包括一個防散射格柵的一種X射線裝置獲得的X射線圖象的質量的方法，所說防散射格柵設置在成象物體與X射線圖象接收器之間，在攝取圖象時，該格柵在其平面內的一個起始位置與一個終止位置之間，按照預定的位移時間規(guī)律以直線平移方式移動。


圖1為可用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法的一種X射線裝置的示意圖；圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，格柵的位移規(guī)律；圖3表示圖2所示位移規(guī)律的時間變量的空間導數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一般特征，位移規(guī)律是相對于其時間坐標等于攝影持續(xù)時間的一半的點具有點對稱性的一條連續(xù)曲線，其時間變量的空間導數(shù)分為相對于穿過格柵移動區(qū)域中心的一條對稱軸對稱的兩個(最好是線性的)部分。此外，按照該位移規(guī)律，格柵在起始位置和終止位置附近以高位移速率移動。
根據(jù)實現(xiàn)本發(fā)明的一種模式，所說高位移速率為位移區(qū)域與攝影持續(xù)時間之比值的大約三倍至十倍。換句話說，該高位移速率為格柵在起始位置與攝影位置之間的線性位移速率值的大約三倍至十倍。在實現(xiàn)本發(fā)明的一種優(yōu)選模式中，該連續(xù)曲線是由相對于其時間坐標等于所說攝影持續(xù)時間一半的點對稱的兩個部分構成的，這兩個部分中每一個都表示變量“位置”作為變量“時間”平方根函數(shù)的變化曲線。
在圖1中，參照符號F表示向將要進行X射線成象的物體OBJ方向發(fā)射X射線束RX的一個X射線管的焦點。X射線圖象在接收器RI接收，所說接收器由例如一個CCD探測器構成。接收器RI與以微處理器為主構成的一個處理裝置MT相連，X射線圖象可以在一個顯示屏ECR上看到。在將要進行X射線攝影的物體OBJ與接收器RI之間，設置有可以沿基本垂直于所發(fā)射的輻射束方向，即圖1中XX方向平移的一個防散射格柵GR。這個格柵由多個金屬板條LM構成，所有板條都指向焦點F。這些金屬板條的間隔一般為0.3毫米量級，使得能夠吸收被物體散射的輻射，而只讓直線輻射束通過。
為了避免在獲得的圖象上看到金屬板條LM，使格柵GR在其平面內，即沿XX方向，按照預定的在攝取每個圖象時的一種模式在一個起始位置與一個終止位置之間作直線平移。
如果將格柵的“周期”規(guī)定為一個金屬板條的邊沿與緊鄰板條的邊沿之間的距離，即等于板條厚度加上兩個相鄰板條之間距離的一個距離長度，則觀察到在所獲得的圖象上產(chǎn)生板條影象的主要原因是由于經(jīng)過X輻射源與圖象接收器的各個象素之間的格柵周期數(shù)目不是一個整數(shù)。換句話說，沒有經(jīng)過輻射RX與圖象接收器的一個象素之間的格柵周期部分會造成相應的格柵板條在所獲得的圖象上留下影象。
此外，還觀察到在起始位置和終止位置附近以高位移速率位移格柵的操作能夠減少格柵在X射線圖象上的可見痕跡，因為這種操作有助于減少位于格柵末端的不完整格柵周期的曝光時間。
但是，在位移區(qū)域中心不需要高位移速率，因為在這個區(qū)域有完整的格柵周期經(jīng)過X輻射源與圖象接收器的相應象素之間。
換句話說，因為格柵的周期性，到達圖象接收器的X輻射強度是在入射能量的曝光時間長度上的時間積分乘以一個衰減系數(shù)。正是這個時間積分使得能夠讓格柵的不完整周期在圖象上留下影象，而消除對應于在輻射RX和探測器RI的象素之間移動的格柵的完整周期的金屬板條的痕跡。
一般來說，所說格柵每個圖象的曝光時間TP內(TP＝T1-T0)在起始位置X0與終止位置XM之間的位移型式是相對于其時間坐標等于TP/2的點具有點對稱性的一條連續(xù)曲線，其時間變量的空間導數(shù)dt/dx由相對于穿過格柵位移區(qū)域中心的一條對稱軸對稱的兩個部分組成。在所說起始位置和終止位置附近的位移速率V0必須很高，例如在位移面積與攝影持續(xù)時間之比值的大約三倍至十倍之間，即高于線性位移速率三到十倍。
圖2和圖3所示的示例表示這條連續(xù)曲線CB是由相對于時間坐標為TP/2的點SP對稱的兩個部分構成的。這兩個部分CB1和CB2中每一個表示變量“位置”(X)的變化曲線，它是變量“時間”(t)的平方根函數(shù)。
更精確地說，部分CB1的方程由下式(1)給出X(t)=A0+bct-TC0]]>對于t≤TP/2 (1)而部分CB2的方程由下式(2)給出X(t)A1-b-ct+TC1]]>對于t＝TP/2 (2)在這些公式中，A0、A1、b、c、TC0、和TC1為常數(shù)，從而能夠將格柵位置相對于常數(shù)T0調整到X0值，和相對于常數(shù)T1調整到XM值，并且能夠將兩個部分CB1和CB2在點SP結合在一起。
為了在X射線攝影開始的瞬間T0獲得高速率V0，按照拋物線形的位移曲線CB0使格柵在原點與位置X0之間具有預先位移。此外，在成象的結束時間T1，即當格柵已經(jīng)到達位置XM時，后者以線性斜率返回到零位置(末端部分CB3)。
在圖3中表示了圖2中所示曲線CB的時間變量的空間導數(shù)。該導數(shù)曲線是由相對于穿過位移區(qū)域中心(XM-X0)/2的軸AS對稱的兩個線性部分CP1和CP2組成的。
這種曲線型式使得能夠減少格柵金屬板條在所獲得圖象上的可見度，因此能夠改進圖象質量，特別是有利于檢測微小鈣化，并且與曝光時間長短無關。此外，本發(fā)明不需要進行任何往復移動，這一點使得其對機械參數(shù)的敏感程度較小。
無需對處理軟件或圖象采集方式作任何改進即可實現(xiàn)這種圖象質量的提高。
另外，格柵的移動通常是由一個步進馬達實現(xiàn)的，而該馬達在移動過程中本來就會產(chǎn)生振動。當振動頻率相當于格柵板條間隔頻率時，產(chǎn)生屏幕峰值，這種現(xiàn)象又增大了板條在圖象上的可見度。已經(jīng)觀測到，根據(jù)本發(fā)明的位移型式可以將這種不希望產(chǎn)生的效應減至最小。
最后，盡管本發(fā)明利用并非線性的兩個部分構成的空間導數(shù)dt/dx型式同樣可以實現(xiàn)圖象質量的明顯提高，但是如果空間導數(shù)dt/dx由這樣的線性部分構成能夠進一步降低金屬板條在圖象上的可見度。
對于本領域技術人員來說，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下可以對結構和/步驟和/或功能作出多種改進。
權利要求
1.用于提高利用包括一個防散射格柵的一種X射線照相裝置獲得的一個物體的X射線圖象質量的方法，所說格柵設置在所說物體與一個X射線圖象接收器之間，該格柵(GR)在攝取圖象時，在其平面內一個起始位置(X0)和一個終止位置(XM)之間以直線平移方式移動，該方法包括以下步驟按照預定的位移時間規(guī)律移動所說格柵，所說位移規(guī)律是相對于其時間坐標為成象持續(xù)時間(TP)一半的點(SP)具有點對稱性的一條連續(xù)曲線(CB)，所說曲線時間變量的空間導數(shù)(dt/dx)包含相對于穿過格柵移動區(qū)域中心的一條對稱軸(AS)對稱的兩個部分(CP1、CP2)，和在所說起始位置(X0)和終止位置(XM)附近按照位移規(guī)律以高位移速率(V0)移動所說格柵(GR)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所說高位移速率(V0)為位移面積(XM-X0)與圖象持續(xù)時間(TP)之比值的大約3倍至10倍。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于所說時間變量的空間導數(shù)(dt/dx)的兩個部分(CP1、CP2)為線性的。
4.如權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于所說連續(xù)曲線(CB)由相對于其時間坐標等于所說X射線照相持續(xù)時間一半的點對稱的兩個部分(CB1、CB2)組成，這兩個部分中每個都表示變量位置的變化型式，是變量時間的平方根的函數(shù)。
5.用于執(zhí)行如權利要求1所述方法的一種X射線照相裝置。
6.如權利要求1所述方法在一種X射線照相裝置中的使用。
全文摘要
防散射格柵在X射線照相裝置中的移動是相對于其時間坐標等于所說曝光時間(TP)一半的點(SP)具有點對稱性的一條連續(xù)曲線(CB),該曲線時間變量的空間導數(shù)由相對于穿過格柵移動區(qū)域中點的一條對稱軸對稱的兩個線性部分組成。在起始位置(XO)和終止位置(XM)附近格柵以高位移速率移動。
文檔編號A61B6/06GK1251428SQ99121380
公開日2000年4月26日 申請日期1999年10月15日 優(yōu)先權日1998年10月15日
發(fā)明者A·里克, A·馬勒, J－L·博德里 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)有限公司