用于x射線相襯成像的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于狹縫掃描(Slot-Scan)、X射線相襯成像的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]所述X射線相襯成像是新式的X射線成像方法，所述X射線成像方法不像在常規(guī)的X射線設(shè)備中那樣僅僅將通過對(duì)象的吸收作為信息源使用。該方法將吸收與在通過對(duì)象時(shí)X射線放射的相位的位移組合。信息含量高得多，因?yàn)橐环矫嫠鑫仗峁?qiáng)吸收性的骨骼的精確的圖像，另一方面相襯產(chǎn)生軟組織結(jié)構(gòu)的清晰的圖像。這提供可能性:可以比迄今早得多地識(shí)別病理變化、如腫塊的產(chǎn)生、血管變窄或者軟骨的病理變化。
[0003]X射線放射對(duì)材料的通過借助于復(fù)折射率描述。折射率的虛部說明吸收的強(qiáng)度，而折射率的實(shí)部說明穿過材料運(yùn)行的X射線波的相移。在所述相襯成像中，穿過對(duì)象的波前的局部相位或者局部相位梯度的相位信息被確定。與X射線斷層攝影術(shù)類似，也可以基于大量圖像重建相移的斷層攝影表示。
[0004]存在用以實(shí)現(xiàn)X射線相襯成像的多種可能性。公知的解決方法是通過專門的裝置和方法在通過對(duì)象時(shí)使X射線放射的相移作為強(qiáng)度波動(dòng)可見。非常大有希望的方法是光柵相襯成像，也被稱作Talbot-Lau (塔爾博特-勞厄)干涉測量法，如其多次在該文獻(xiàn)中、例如也在歐洲公開文件EP I 879 020A1中得以描述。Talbot-Lau干涉儀的基本方面是三個(gè)X射線光柵，所述X射線光柵被布置在X射線管和X射線探測器之間。
[0005]除了傳統(tǒng)的吸收?qǐng)D像外，這樣的干涉儀還可以描繪其他圖像形式的兩個(gè)附加的測量參數(shù):相襯圖像和暗場圖像。X射線波的相位在此通過使用干涉測量光柵裝置通過與參考波干涉來確定。
[0006]EP I 879 020 Al公開了具有X射線管和像素化的X射線探測器的裝置，要透視的對(duì)象被布置在所述X射線管和X射線探測器之間。也被稱作相干光柵的源光柵被布置在X射線管的焦點(diǎn)與對(duì)象之間。它用于模擬具有X射線放射的空間部分相干性的多個(gè)線源，這是干涉測量成像的前提。
[0007]也被稱作相位光柵或者Talbot光柵的衍射光柵被布置在對(duì)象與X射線探測器之間。所述衍射光柵給波前的相位印上典型為Pi的相移。
[0008]在衍射光柵與X射線探測器之間的吸收光柵用于測量通過所述對(duì)象產(chǎn)生的相移。對(duì)象之前的波前通過所述對(duì)象被“彎曲”。所述三個(gè)光柵必須彼此平行地并且彼此以精確的間隔被布置。
[0009]所述X射線探測器用于與位置有關(guān)地探測X射線量(Roentgenquanten)。因?yàn)閄射線探測器的像素化通常不足以分辨Talbot圖案的干涉條紋，所以強(qiáng)度圖案通過推移光柵之一被掃描(=“phase-stepping (步進(jìn)相移)”)。掃描逐步地或者連續(xù)地與X射線的方向垂直地并且與吸收光柵的縫隙方向垂直地進(jìn)行。可以記錄或者重建三種不同類型的X射線圖像:吸收?qǐng)D像、相襯圖像和暗場圖像。
[0010]替代于“phase stepping (步進(jìn)相移)”可以使用“狹縫掃描方法”，在所述狹縫掃描方法中，工作臺(tái)與對(duì)象相對(duì)于X射線福射器和光柵被移動(dòng)。例如在PCT公開文件W02013/111050A1中描述了這樣的方法。在此，所述光柵也可以被選擇得更小或者可以使用并列排列的部分光柵。為了組合對(duì)于狹縫掃描方法所需要的單圖像，應(yīng)精確地知道所述對(duì)象關(guān)于X射線福射器的射線扇(Strahlenfjicher)的位置。對(duì)此，系統(tǒng)的主組件以機(jī)械方式彼此連接，并且配備有昂貴的測量輔助裝置。利用公知的裝置能達(dá)到0.3至1.0mm的測量精度。
[0011]在狹縫掃描方法中，在位置固定的患者手術(shù)臺(tái)和位置固定的探測器情況下，也可以與此相對(duì)地移動(dòng)X射線輻射器的扇形射束。但是在此，對(duì)于相襯成像必須也推移三個(gè)X射線光柵。該選擇因此是更昂貴的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的任務(wù)是，說明用于狹縫掃描X射線相襯成像的另一設(shè)備和另一方法，其中可以更精確地確定對(duì)象與穿透對(duì)象的X射線扇之間的相對(duì)位置。
[0013]按照本發(fā)明，所提出的任務(wù)利用獨(dú)立權(quán)利要求的設(shè)備和方法解決。有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中予以說明。
[0014]按照本發(fā)明，狹縫掃描相襯X射線成像設(shè)備包括在X射線光柵之一上和在病床上的位置標(biāo)記元素。所述位置標(biāo)記元素被構(gòu)造和布置為，使得所述位置標(biāo)記元素在X射線圖像中是可見的。所述位置標(biāo)記元素的彼此定位(Lage)被用于確定相對(duì)位置。所述位置標(biāo)記元素因此用作調(diào)節(jié)輔助裝置。借助于圖像處理軟件，所述相對(duì)位置可以從X射線圖像中來確定。
[0015]本發(fā)明要求保護(hù)用于狹縫掃描相襯X射線成像的設(shè)備。所述設(shè)備具有X射線輻射器、多個(gè)X射線光柵、病床和X射線探測器。位置標(biāo)記元素被布置在X射線輻射器的光程中。所述位置標(biāo)記元素被構(gòu)造為，使得所述位置標(biāo)記元素在X射線圖像中是可見的，并且在X射線圖像中，可以從其彼此的定位和其間距中確定病床上的對(duì)象與X射線輻射器的X射線扇的相對(duì)位置。
[0016]本發(fā)明提供以下優(yōu)點(diǎn)，即對(duì)設(shè)備的組件的成本高的、精確的機(jī)械調(diào)節(jié)是多余的。
[0017]在一種改進(jìn)方案中，所述位置標(biāo)記元素由第一和第二位置標(biāo)記元素組成。
[0018]在另一實(shí)施方式中，所述第一位置標(biāo)記元素可以被布置在X射線光柵之一上，并且所述第二位置標(biāo)記元素可以被布置在病床上。
[0019]在另一構(gòu)造方案中，多個(gè)第二位置標(biāo)記元素可以在床板的縱向上被布置在病床的床板的表面上。
[0020]此外，圖像處理單元可以確定位置標(biāo)記元素彼此的定位和間距。
[0021]優(yōu)選地，所述位置標(biāo)記元素可以被構(gòu)造為十字、圓環(huán)或者三角形。
[0022]在另一實(shí)施方式中，所述位置標(biāo)記元素可以具有區(qū)域，所述區(qū)域在暗場圖像中、相襯圖像中、吸收?qǐng)D像中或者每個(gè)任意的組合中是可見的。
[0023]此外，所述位置標(biāo)記元素可以具有ΙΟμπι至500 μπι的層厚，并且具有150μπι至25mm的直徑。
[0024]本發(fā)明還要求保護(hù)用于狹縫掃描相襯X射線成像的方法，其中借助于在X射線圖像中可見的、被布置在X射線輻射器的光程中的位置標(biāo)記元素由位置標(biāo)記元素在X射線圖像中彼此的定位和間距來確定要透視的對(duì)象與X射線輻射器的X射線扇的相對(duì)位置。
[0025]在本方法的改進(jìn)方案中，所述位置標(biāo)記元素可以包括第一和第二位置標(biāo)記元素。
[0026]在另一表現(xiàn)形式中，所述第一位置標(biāo)記元素可以被布置在X射線光柵上，并且所述第二位置標(biāo)記元素可以被布置在承載對(duì)象的病床上。
[0027]此外可以利用圖像處理軟件確定第一位置標(biāo)記元素相對(duì)于第二位置標(biāo)記元素的位置和間距。
[0028]本發(fā)明的另外的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)示意性附圖從對(duì)多個(gè)實(shí)施例的以下闡述中變得清楚。
【附圖說明】
[0029]圖1示出具有地面支架和天花板支架的狹縫掃描設(shè)備，
圖2示出具有兩個(gè)天花板支架的狹縫掃描設(shè)備，
圖3示出具有C弧的狹縫掃描設(shè)備，
圖4示出位置標(biāo)記元素的示例，
圖5示出X射線光柵上的位置標(biāo)記元素，和圖6示出病床的床板上的位置標(biāo)記元素。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1至圖3示意性示出用于X射線相襯成像的狹縫掃描設(shè)備的示例，所述狹縫掃描設(shè)備具有X射線輻射器3、X射線探測器9、病床7和光柵裝置。所述光柵裝置具有第一 X射線光柵4、第二 X射線光柵5和第三X射線光柵6。所述第二和第三X射線光柵5和6位于X射線探測器9之前的病床7的床板(=手術(shù)臺(tái)板(Tischplatte))之下。所述病床7