專利名稱：具有散射輻射校正的x射線探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線探測器、X射線裝置和校正強度信號的方法。
X射線裝置通過圖像生成方法提供由X射線輻照的對象的圖像。在這里，X射線可以由對象外部的X射線源輻射，或者在分別施予放射性樣品的情況下從對象自身輻射。被探測X射線包括沿著輻照方向的原輻射以及散射輻射。在圖像生成期間，在被探測X射線強度中高比例的散射輻射將導(dǎo)致圖像偽影。在這方面，最小化散射輻射的比例是圖像生成質(zhì)量好的重要因素。
文獻(xiàn)US 2002/0003863A1描述了一種所謂的防散射輻射柵格(ASG)，其沿輻照方向在X射線探測器之前以減小在X射線強度中散射輻射的比例。然而，防散射輻射柵格并不完全消除散射輻射的比例。沿輻照方向觀察，這可能導(dǎo)致散射輻射的比例超過原輻射的比例，特別是在具有高X射線吸收的區(qū)域后面，因此妨礙了好的圖像生成質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是提供一種X射線探測器，其使得能夠確定散射輻射的比例以用于隨后強度數(shù)據(jù)的校正。
該目的通過如下的X射線探測器、X射線裝置和應(yīng)用于X射線裝置的方法來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的X射線探測器被提供以用于確定X射線的強度，該強度具有沿輻照方向的原輻射部分以及散射輻射部分，其中X射線探測器包括被提供以用于減小在X射線強度中散射輻射的比例的濾波元件，固定到濾波元件上并被提供用于在X射線離開濾波元件之前將X射線轉(zhuǎn)換成第一強度信號的至少第一傳感器元件，以及沿輻照方向布置在濾波元件后面以用于將X射線轉(zhuǎn)換成第二強度信號的第二傳感器元件。在僅有第一傳感器元件的一個實施例中，由于散射輻射的均勻比例被確定，因此實現(xiàn)了本發(fā)明所基于的目的(確定X射線強度中散射輻射的比例)。在具有若干個第一傳感器元件的另一實施例中，另外確定散射輻射的比例變化。
在另一實施例中，提供第一傳感器元件與第二傳感器元件的信號傳導(dǎo)耦合，其沿輻照方向的延長線(extension)被布置在第一傳感器元件的后面。在該實施例中，耦合的第二傳感器元件被提供以用于傳送第一傳感器元件的第一強度信號。在這里，這改變了第二傳感器元件的目的，但不是其主要組成。如果在第二元件的表面上有被提供用于耦合的附加耦合涂層，其中所述涂層妨礙了第一強度信號的傳送，則在耦合之前將僅僅除去這些涂層。就這一點而言，沿輻照方向在濾波元件后面X射線探測器的所有主要部件與沒有第一傳感器元件的X射線探測器相比可以保持不變。從制造的觀點來看，這提供了下述優(yōu)點，即對于這里要求權(quán)利的X射線探測器而言，可以使用在X射線探測器生產(chǎn)中的多種制造步驟而不用進(jìn)行改變。這特別適用于使用閃爍體作為用于將X射線轉(zhuǎn)換成可見光的材料，以用于通過玻璃纖維材料或諸如透鏡系統(tǒng)之類的其他光學(xué)方法進(jìn)行光耦合，因為可以在沒有相當(dāng)大的電路和成本以及在傳輸損耗可忽略的情況下實現(xiàn)該類型的耦合。
在進(jìn)一步的實施例中，第一傳感器元件被可逆地(reversibly)固定到濾波元件以及被可逆地耦合到沿輻照方向的延長線位于它后面的第二傳感器元件。通過改變第一傳感器元件的位置和數(shù)量的可能性，探測器可以適于不同的基本條件，例如以強弱交替散射對象的順序生成X射線圖像。在散射輻射比例的空間變化大的強散射對象的情況下，為了捕獲局部比例的散射輻射，第一傳感器元件的數(shù)量必須比散射輻射的比例基本均勻的對象大。然后，第二傳感器元件被提供以用于將X射線轉(zhuǎn)換成第二強度信號，或者當(dāng)被耦合到第一傳感器元件時，用于傳送第一強度信號。在除去/安裝第一傳感器元件之后可逆耦合的情況下，這些功能可以換成第二傳感器元件。
為了確定在被測量X射線強度中散射輻射的比例，第一和第二強度信號之間的散射輻射的比例差是必需的。固定在濾波元件的下部區(qū)域中的第一傳感器元件生成第一強度信號，第一強度信號與第二強度信號相比具有足夠大的散射輻射的比例差。第一和第二強度信號之間的散射輻射的比例差越大，可以越精確地確定用于校正強度數(shù)據(jù)的散射射線分布。所以，帶有轉(zhuǎn)換層的第一傳感器元件的布置是有利的，沿輻照方向觀察，所述轉(zhuǎn)換層的表面被布置在濾波元件的前面或同一水平上。在該布置中，第一強度信號包含仍然未被任何濾波元件減小的散射輻射的比例。
眾所周知，散射輻射基本上沒有優(yōu)選方向地撞擊濾波元件。第一傳感器元件關(guān)于散射輻射的敏感性取決于轉(zhuǎn)換層表面的幾何形狀。由于對于大入射角來說投影的轉(zhuǎn)換層表面較小，因此帶有平坦的轉(zhuǎn)換層表面的第一傳感器元件對入射角大的散射射線幾乎不敏感。術(shù)語入射角在這里被定義為在原輻射的輻照方向和散射輻射的傳播方向之間的角。第一傳感器元件的實施例具有圓頂形幾何形狀的轉(zhuǎn)換層，并且非常類似地評價來自不同方向的散射輻射。適合用于轉(zhuǎn)換來自任意方向的散射輻射的該幾何形狀因此使得能夠測量散射輻射比例高的第一強度信號。這里，圓頂形應(yīng)當(dāng)被理解成是指曲面。
在進(jìn)一步的實施例中，可以使用兩個第一傳感器元件，在每個元件中具有轉(zhuǎn)換層的不同表面幾何形狀以用于具有不同入射角的散射射線的不同評價。對于該實施例，可以作為入射角的函數(shù)來另外確定散射輻射的比例。如果已知散射輻射的比例是入射角的函數(shù)，則可以在入射角小的散射輻射(其比例幾乎未被濾波元件改變)和原輻射之間進(jìn)行區(qū)別。
本發(fā)明也涉及一種帶有如權(quán)利要求1所述的X射線探測器和圖像生成單元的X射線裝置，其中當(dāng)使用第一強度信號時，圖像生成單元被提供以用于校正第二強度信號。
本發(fā)明也涉及一種要用于如權(quán)利要求9所述的X射線裝置的圖像生成單元中的方法，所述X射線裝置包括至少第一傳感器元件，所述方法包括以下步驟-在濾波元件后面的位置從第二強度信號來確定內(nèi)插(interpolated)強度信號，所述濾波元件沿延長的輻照方向位于第一傳感器元件的后面，-在所述位置從內(nèi)插強度信號、從沿輻照方向位于它之前的第一傳感器元件的第一強度信號和從濾波元件的減小參數(shù)來計算散射輻射的比例，-從在前一步驟中計算的散射輻射的比例來對于第二傳感器元件確定濾波元件后面的散射輻射的比例，-利用計算的濾波元件后面的散射輻射的比例來校正第二強度信號，以及-基于校正的第二強度信號來生成圖像。
根據(jù)本發(fā)明的X射線探測器和用于校正強度數(shù)據(jù)的方法使得能夠改善圖像生成，特別是在由待檢查的對象吸收較高的區(qū)域中。由第二傳感器元件測量的第二強度信號在那里基本上用于稍后的圖像生成。第一強度信號用于校正第二強度信號。沿輻照方向的延長線觀察在第一傳感器元件后面的位置失去的第二強度信號的測量值可以從第二強度信號周圍被內(nèi)插，只要第一傳感器元件占傳感器元件總數(shù)的相對比例不會變得太大。估計表明，在強散射對象的情況下，一方面，一些百分比的第一傳感器元件的相對比例足夠用于確定散射射線的比例，另一方面，需要用于圖像生成的濾波元件下面的第二強度信號可以沒有困難地被內(nèi)插。
通常，也可以通過復(fù)雜校準(zhǔn)測量和模擬計算來確定散射輻射的比例。這原則上導(dǎo)致與用以上方法獲得的圖像質(zhì)量類似的圖像。然而，必要的時間花費將很大。用作應(yīng)用的基礎(chǔ)的本發(fā)明使得能夠改善圖像生成，而沒有對于用戶而言顯著的附加時間花費。
通過第一傳感器元件布置在X射線探測器內(nèi)和隨后保證第一和第二傳感器元件之間的空間接近，第一和第二傳感器元件的測量數(shù)據(jù)彼此良好地相關(guān)，從而可以實現(xiàn)實際散射射線校正。這不可以由在X射線探測器外部的散射射線傳感器實現(xiàn)，特別是寬度為數(shù)厘米的大表面探測器，因為在該情況下，散射射線傳感器和待校正的像素(第二傳感器元件)之間的距離將在散射輻射的典型空間變化為幾厘米的情況下導(dǎo)致數(shù)據(jù)的錯誤校正。在這方面，第一傳感器元件布置在X射線探測器的有效區(qū)域(通過傳感器元件和濾波元件給定的體積)內(nèi)使得能夠比散射輻射傳感器在有效的X射線探測器區(qū)域外部的可能備用探測器具有更好的圖像生成。
在下文中參考附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實施例的例子。附圖示出了

圖1是X射線裝置的圖示，圖2是帶有不同定位的第一傳感器元件的X射線探測器的透視側(cè)視圖，
圖3是帶有第一傳感器元件的不同實施例的X射線探測器的透視側(cè)視圖，圖4是用于校正強度信號的方法的圖解順序，以及圖5a-5c給出用于不同探測器配置的模擬計算的結(jié)果。
圖1用圖表示X射線裝置的主要部件。為了檢查對象3，X射線裝置包括X射線源1、根據(jù)本發(fā)明的X射線探測器5和圖像生成單元6。來自X射線源1的輻射2沿輻照方向入射在對象3上，并且或者被吸收、散射，或者沿著原始輻照方向穿透對象。散射射線4通常沿著不同于輻照方向的傳播方向射在X射線探測器5上。散射輻射的入射角應(yīng)當(dāng)被理解成是指在散射輻射的傳播方向和輻照方向之間的角度。所以，在原輻射(沿著輻照方向的傳播)和散射輻射之間進(jìn)行區(qū)分。這同樣也適用于諸如正電子發(fā)射斷層攝影(PET)或單光子發(fā)射計算機斷層攝影(SPECT)之類的方法。這里，X射線未由在對象外部的X射線源1產(chǎn)生，而是在施予放射性樣品后在對象自身中產(chǎn)生。由于這里待探測的X射線也包括原輻射部分和散射輻射部分，因此在該應(yīng)用下的本發(fā)明使得能夠也利用諸如PET或SPECT之類的檢查方法來改善圖像。
利用對象的輻照明顯減小了原輻射的強度。在直徑為30cm的聚丙烯充滿水的圓筒上的模擬表明，總強度中散射輻射的相對比例從在對象的邊緣(最大原射線強度)的1％一直上升到在最低原射線強度區(qū)域中的25％。對于其他對象，沿輻照方向在對象后面的原輻射的強度甚至可以由于局部特征而小于在更高吸收的區(qū)域中的散射輻射。在這些區(qū)域中，可以觀察到諸如陰影或模糊之類的圖像偽影。對于實際的圖像生成，散射射線的充分抑制是必要的，因為它是硬件和/或軟件相關(guān)的。
為了在X射線探測器的位置減小散射輻射的強度，通常濾波元件沿輻照方向放置在X射線探測器的前面。利用該措施，沿輻照方向觀察在濾波元件后面的散射輻射在X射線強度中的比例明顯小于在濾波元件之前的比例。根據(jù)文獻(xiàn)US2002/0003863A1，用于抑制散射輻射的常規(guī)布置表示一種防散射射線柵格，所述柵格包括高度為幾厘米的X射線吸收材料的壁，所述壁被布置成平行于原輻射的輻照方向。在防散射射線柵格下的結(jié)構(gòu)化傳感器元件允許數(shù)量級為1-2mm2的位置分辨率。在這里，結(jié)構(gòu)化可以對應(yīng)于散射射線柵格的走向。具有以上尺寸的防散射射線柵格仍然透射在防散射射線柵格前面的原始散射輻射的大約5-15％。對于實際的圖像生成，這對于具有較低原射線強度的區(qū)域來說仍然太高。準(zhǔn)確知道散射輻射的局部比例將使得能夠更進(jìn)一步校正傳感器信號。到目前為止，僅僅在有效探測器區(qū)域外部的傳感器被用于確定X射線強度的散射輻射的比例。該概念適用于寬度在幾厘米的散射輻射的調(diào)制長度以下的探測器。利用寬度例如大于10cm的大表面探測器以及大對象，不再能夠以必要的精度從有效探測器區(qū)域外部的傳感器的測量數(shù)據(jù)外推散射輻射的比例，因為在散射射線傳感器和待校正的傳感器元件之間的空間距離太大。假設(shè)X射線寬度(RB)適于探測器寬度(DB)，(例如RB＝a*DB，其中a＝0.55)，特別是對于大表面探測器(大探測器寬度)必須進(jìn)行精確的散射射線測量，因為由于較大的X射線體積，所以大表面探測器相應(yīng)地比寬度較小的探測器接收相對于原輻射具有相同原射線能量的更多散射輻射，所述寬度較小的探測器由于較小的X射線體積而接收更少的散射輻射。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的X射線探測器，其包括被提供用于減小X射線強度中散射輻射的比例的濾波元件8，固定到濾波元件8并被提供用于測量離開濾波元件之前的X射線強度(第一強度信號)的第一傳感器元件(9a，9b)，以及被提供用于測量沿輻照方向13在濾波元件后面的X射線強度(第二強度信號)的第二傳感器元件7。在第二傳感器元件之上濾波元件的布置可以不同。除了圖2中所示的濾波元件被放置在第二傳感器元件上的布置之外，還存在其中在濾波元件和第二傳感器元件之間具有特定寬度的間隙的實施例。在該應(yīng)用下的本發(fā)明并不涉及濾波元件相對于第二傳感器元件的特定布置，并且因此包括兩種布置。在現(xiàn)有技術(shù)的實施例的例子中，第二傳感器元件包括用于將X射線轉(zhuǎn)換成可見光的閃爍體層和用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的圖像敏感探測器。在這里，除了光敏傳感器的強制可用結(jié)構(gòu)化之外局部分辨率仍可以用閃爍體層中的相應(yīng)附加結(jié)構(gòu)化來優(yōu)化。第二傳感器元件可以另外配備有用于沿光敏探測器的方向反射可見光的功能涂層。在實施例的另一例子中，第二傳感器元件包括直接轉(zhuǎn)換材料(將X射線直接轉(zhuǎn)換成電信號，例如氧化鉛、鎘鋅碲)，其被耦合到在適合用于局部分辨測量的結(jié)構(gòu)中的評價電子器件。
將以這樣一種方式選擇在根據(jù)本發(fā)明的X射線探測器中第一傳感器元件的位置，即在X射線從濾波元件出現(xiàn)之前實現(xiàn)它們的測量。在從濾波元件出現(xiàn)之前的X射線的測量在這里是指，第一傳感器元件的厚度為D的轉(zhuǎn)換層的全部體積應(yīng)當(dāng)在濾波元件內(nèi)。利用離開濾波元件之前(第一強度信號)和在濾波元件之后(第二強度信號)的強度測量，獲得X射線的強度數(shù)據(jù)，它們在散射輻射的比例方面不同，而原輻射的比例是相同的，如果忽略來自濾波元件的陰影效應(yīng)的話。散射射線分布可以利用在下文中解釋的方法從第一和第二強度信號的數(shù)據(jù)記錄來計算，并且可以用于校正第二強度信號。該方法的實施僅僅假設(shè)在第一和第二強度信號之間散射射線比例差足夠大。通過濾波元件內(nèi)第二傳感器元件的布置9b和通過濾波元件的表面上的布置9a來實現(xiàn)該假設(shè)。對于布置9a，散射輻射的比例特別大，因為濾波元件的散射射線減小效應(yīng)還未在這里開始，并且因此可以被良好地評價。
為了固定第一傳感器元件，優(yōu)選地提供濾波元件。第一傳感器元件然后可以被插入濾波元件中，被粘合層固定到濾波元件的壁上，或者被機械夾緊裝置固定到濾波元件上。對于根據(jù)本發(fā)明的X射線探測器和進(jìn)一步的校正方法，沿輻照方向的延長線在第一傳感器元件下面提供第二傳感器元件不是必要的。第一強度信號可以被直接傳輸?shù)焦怆姌O以用于轉(zhuǎn)換成電信號。圖2示出具有到在第一傳感器元件下面并沿輻照方向的延長線的第二傳感器元件的耦合10的實施例。在該實施例中，耦合的第二傳感器元件被提供以用于傳送第一傳感器元件的第一強度信號。將X射線轉(zhuǎn)換成強度信號未由耦合的第二傳感器元件實現(xiàn)。在帶有可逆的機械、化學(xué)或另一類型的固定的實施例中，當(dāng)布置在其上的第一傳感器元件被除去之后，以前耦合的第二傳感器元件再次接管將X射線轉(zhuǎn)換成第二強度信號的功能。
可以以不同的方式執(zhí)行第一傳感器元件與第二傳感器元件的耦合。例如，濾波元件可以在為第一傳感器元件而提供的位置處充滿著信號傳導(dǎo)材料。該材料可以在濾波元件的制造期間或在稍后的時間點被引入濾波元件中。耦合材料可以是轉(zhuǎn)換材料。用于第一和第二傳感器元件之間盡可能無損失的信號傳送的實施例的例子是通過玻璃纖維材料的耦合10。在玻璃纖維材料與第一和第二傳感器元件之間的接口11和12處的可能信號損失可以通過使用具有合適折射率的粘合劑或油來最小化。
具有作為轉(zhuǎn)換層的閃爍體材料的第二傳感器元件可以配備有用于沿光電二極管的方向反射光輻射的層(例如，在轉(zhuǎn)換層的表面上，其面對X射線的輻照方向)。這些層傳輸原始X射線，并將所轉(zhuǎn)換的輻射反射到期望的方向中(至光電二極管)。這樣的層防止第一強度信號傳輸?shù)焦怆姸O管，所以必須在耦合第一傳感器元件之前被除去或者在制造X射線探測器期間已經(jīng)被避免。這例如可以在探測器的生產(chǎn)過程中通過合適的涂層印刷方法來實現(xiàn)，其中被提供用于耦合到第一傳感器元件的第二傳感器元件被省略，或者通過帶有適當(dāng)掩模的涂層來實現(xiàn)?？蛇x地，隨后借助于機械或化學(xué)溶液方法來除去在第二傳感器元件上的這種涂層是可能的，因為濾波元件優(yōu)選地僅僅在制造傳感器元件之后被添加，所以面對稍后的輻照方向的第二傳感器元件表面可自由地進(jìn)行可能的修飾。
圖3示出帶有至少一個轉(zhuǎn)換層的第一傳感器元件(9a，9c，9d)，所述轉(zhuǎn)換層具有沿輻照方向在濾波元件前面或同一水平上的表面，所述第一傳感器元件在該表面的幾何形狀實施例的方面不同。對于這些實施例，可以另外考慮散射輻射的強烈變化的入射角。帶有平探測器表面的第一傳感器元件9a對入射角小的散射輻射特別敏感，這是因為對于這些小角度，轉(zhuǎn)換層的相應(yīng)投影表面大。帶有圓頂形表面的第一傳感器元件9c對入射角大和小的散射輻射同樣敏感。圓頂形在這里被理解成是指沿第三空間維度均勻彎曲的表面。第一傳感器元件9d可以另外配備有X射線吸收層14。利用傳感器元件9d，X射線強度中原輻射的比例被抑制，同時主要探測入射角大的散射射線。具有不同表面幾何形狀的第一傳感器元件的布置將允許依賴于角地確定散射射線分布。已知散射輻射的角分布，原輻射和入射角小的散射輻射之間的差別以及因此散射輻射的附加校正將是可能的。到目前為止，入射角小的散射輻射的比例不能通過濾波元件減小和/或進(jìn)行數(shù)學(xué)校正。
在圖4中表示了被提供用于校正所測量強度數(shù)據(jù)的方法。它使用第一傳感器元件的第一強度信號I1和第二傳感器元件的第二強度信號I2的測量值作為輸入值。I2-int表示沿輻照方向的延長線在濾波元件后面的位置處在第一傳感器元件下面從第二強度信號內(nèi)插的強度信號。S2-SE1表示沿輻照方向的延長線在濾波元件后面的位置處在第一傳感器元件下面計算的散射輻射的比例。此外，S2-SE2表示在濾波元件后面的第二傳感器元件的散射輻射的比例。第二強度信號和用于濾波元件后面的所有位置的散射輻射的比例的完整數(shù)據(jù)矩陣被表示為I2-SE1-SE2和S2-SE1-SE2。濾波元件后面用于后續(xù)圖像生成的校正的強度信號被表示為I2′。對于每個第二傳感器元件q，存在強度Iq＝αq*Pq+βq*Sq，其中Pq和Sq表示未濾波的原輻射和散射輻射的比例，以及α和β是減小參數(shù)，它們?nèi)Q于濾波元件的位置和幾何形狀。濾波元件然后被提供以用于最小化β。入射X射線將具有X射線強度I，在從具有減小參數(shù)βq＝0的理想濾波元件發(fā)射之后Iq∝Pq。對于實際的濾波元件，βq＞0。為了確定后續(xù)信號校正的減小參數(shù)，通過用或不用濾波元件在測試對象上進(jìn)行的X射線的強度測量來提供唯一的校準(zhǔn)程序。在X射線探測器的第一和第二傳感器元件的根據(jù)本發(fā)明的布置中，q個第二傳感器元件被提供以用于測量用于圖像生成的第二強度信號，以及m個第一傳感器元件被用于測量用于校正第二強度數(shù)據(jù)的第一強度信號，其中n＝m+q，以及q＞m。在測量從濾波元件發(fā)射之前的m個第一強度信號I1(矩形16)和在第一濾波元件之后的q個第二強度信號I2(矩形15)之后，在沿延長的輻照方向在濾波元件后面的位置處在第一傳感器元件后面的強度I2-int(矩形17)從用于I2的數(shù)據(jù)被內(nèi)插。直接測量I2-int是不可能的，因為在離開濾波元件之前第一傳感器元件已經(jīng)轉(zhuǎn)換了X射線。如果沿輻照方向的延長線在第一傳感器元件下面存在第二傳感器元件，則它僅僅被提供以用于傳送第一強度信號。在濾波元件后面的第二強度信號的數(shù)據(jù)矩陣I2-SE1-SE2現(xiàn)在包括用于所有n個傳感器元件/濾波元件后面的位置的n個值(矩形18)，包括q個測量的第二強度信號和m個內(nèi)插的強度信號?，F(xiàn)在可以為所有m個第一傳感器元件計算沿輻照方向的延長線在濾波元件后面的散射輻射的比例S2-SE1(矩形19)，例如通過在步驟(矩形16)和(矩形17)之后解單值(unambiguous)方程組(a)I1＝P1-SE1+S1-SE1(b)I2-int＝α*P1-SE1+β*S1-SE＝P2-SE1+S2-SE1其中P2-SE1＝α*P1-SE1，S2-SE1＝β*S1-SE1，以及已知的減小參數(shù)α和β。所有q個第二傳感器元件的第二強度信號中散射輻射的比例S2-SE2借助于從沿輻照方向的延長線在第一傳感器元件后面在濾波元件后面的所有m個位置的m個計算值S2-SE1的內(nèi)插和/或外推確定(矩形20)。對于m＝1的特殊情況，確定散射輻射的比例S2-SE2被理解成是指用于數(shù)據(jù)矩陣S2-SE1-SE1的所有剩余q個值的S2-SE1的常數(shù)變換。用于散射輻射的比例的數(shù)據(jù)矩陣S2-SE1-SE2現(xiàn)在包括用于所有n個傳感器元件的n個值(矩形21)，其在特殊情況m＝1時都相同。在濾波元件后面用于圖像計算的第二強度信號的校正(矩形22)包括從數(shù)據(jù)矩陣I2-SE1-SE2(矩形18)的相應(yīng)n個值中減去數(shù)據(jù)矩陣S2-SE1-SE2(矩形21)的n個值。然后利用校正的n個強度數(shù)據(jù)I2′來生成圖像(矩形23)。
確定在濾波元件后面X射線強度中散射輻射的比例(矩形19)的可選方法是迭代計算，利用該方法，在濾波元件后面的散射輻射的比例作為初始值被設(shè)置為零，并且借助于第一和第二強度數(shù)據(jù)的迭代內(nèi)插和校正來計算散射輻射的相應(yīng)比例。如果執(zhí)行該迭代方法直到達(dá)到合適的中止標(biāo)準(zhǔn)，則可以獲得等效結(jié)果。該可選計算的缺點在于較高的計算工作量。
圖5a、5b和5c在相對于長為20cm和直徑為40cm的水筒(其中具有不同直徑和不同吸收性能的圓筒子結(jié)構(gòu)被另外布置)進(jìn)行模擬計算的基礎(chǔ)上表明，通過根據(jù)本發(fā)明的強度數(shù)據(jù)的校正可以實現(xiàn)清楚的圖像改善。X射線探測器包括64×672個第二傳感器元件的矩陣。X射線吸收的程度在這里由不同的灰度色調(diào)表示。圖5a借助于沒有散射射線部分的理想探測器示出上面圓筒的圖像。圖5b示出在帶有濾波元件的此X射線探測器的第二強度信號的基礎(chǔ)上的圖像生成，濾波元件的減小參數(shù)為α和β，其中β＝0.1(對應(yīng)于30mm厚的濾波元件)。在沒有本發(fā)明的強度信號的校正的情況下，圖像偽影作為該布置的子結(jié)構(gòu)的“陰影投影”清楚可見。相同的原輻射強度和濾波元件之上散射輻射的比例以及如圖5b中所示的衰減參數(shù)被用于圖5c。另外，對于沿輻照方向的延長線在0.4％的第二傳感器元件前面的該模擬，第一傳感器元件被布置成用于測量第一強度信號，并且根據(jù)本發(fā)明的校正第二強度信號的方法被執(zhí)行。在圖5b中可見的圖像偽影在圖5c中不再被顯示，這證明了根據(jù)本發(fā)明的方法的有效性。
權(quán)利要求
1.一種用于確定X射線的強度的X射線探測器，所述強度具有原輻射部分和散射輻射部分，所述原輻射部分具有輻照方向，所述X射線探測器包括-濾波元件，其被提供以用于減小在X射線強度中散射輻射的比例，-固定到濾波元件上的至少第一傳感器元件，用于在X射線從濾波元件出現(xiàn)之前將X射線轉(zhuǎn)換成第一強度信號，以及-第二傳感器元件，其被提供以用于將X射線轉(zhuǎn)換成第二強度信號并沿輻照方向被布置在濾波元件后面。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線探測器，其特征在于，第一傳感器元件被提供以用于信號傳導(dǎo)耦合到沿輻照方向的延長線位于它后面的第二傳感器元件，以及第二傳感器元件被提供以用于傳輸?shù)谝粡姸刃盘枴?br> 3.如權(quán)利要求2所述的X射線探測器，其特征在于，玻璃纖維材料或透鏡系統(tǒng)被提供以用于信號傳導(dǎo)耦合。
4.如權(quán)利要求2所述的X射線探測器，其特征在于，第一傳感器元件被可逆地固定到濾波元件上，并且以信號傳導(dǎo)的方式被可逆地耦合到第二傳感器元件，所述第二傳感器元件沿輻照方向的延長線位于它后面。
5.如權(quán)利要求1所述的X射線探測器，其特征在于，第一傳感器元件具有轉(zhuǎn)換層，沿輻照方向觀察，所述轉(zhuǎn)換層的表面位于濾波元件的前面或在同一水平上。
6.如權(quán)利要求5所述的X射線探測器，其特征在于，轉(zhuǎn)換層的表面具有圓頂形幾何形狀。
7.如權(quán)利要求5所述的X射線探測器，其特征在于，存在兩個第一傳感器元件，它們的表面情況的區(qū)別在于不同的幾何形狀。
8.一種X射線裝置，包括如權(quán)利要求1-7中任何一項所述的X射線探測器以及圖像生成單元，所述圖像生成單元被提供以用于使用第一強度信號來校正第二強度信號。
9.一種要在如權(quán)利要求8所述的X射線裝置中的圖像生成單元中執(zhí)行的方法，所述方法包括以下步驟-在濾波元件后面的位置從第二強度信號確定內(nèi)插強度信號，所述濾波元件沿延長的輻照方向位于第一傳感器元件的后面，-在所述位置從內(nèi)插強度信號、從沿輻照方向位于它之前的第一傳感器元件的第一強度信號和從濾波元件的減小參數(shù)來計算散射輻射的比例，-從在前一步驟中計算的散射輻射的比例來對于第二傳感器元件確定濾波元件后面的散射輻射的比例，-利用計算的濾波元件后面的散射輻射的比例來校正第二強度信號，以及-基于校正的第二強度信號來生成圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及X射線裝置、X射線探測器和校正強度信號的方法。一種X射線探測器于是包括用于確定X射線的強度(其包括具有輻照方向的原輻射部分和散射輻射部分)的至少第一傳感器元件和第二傳感器元件，它們均被提供以用于將X射線轉(zhuǎn)換成第一和第二強度信號；以及濾波元件，其被提供以用于減小在X射線強度中散射輻射的比例，其中第二傳感器元件沿輻照方向被布置在濾波元件后面，以及其中固定到濾波元件上的第一傳感器元件被提供以用于確定離開濾波元件之前X射線的強度。從第一和第二傳感器元件的測量數(shù)據(jù)計算的散射輻射的比例被提供以用于校正用于后續(xù)圖像生成的第二強度信號。
文檔編號G04G21/04GK1973213SQ200580021181
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者B·施維瑟, G·沃格特梅爾, K·J·恩格爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司