[发明专利]X射线成像装置和X射线成像方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及X射线成像模式。更特别地，本发明涉及X射线成像装置和X射线成像方法，所述X射线成像装置和X射线成像方法可通过使用窄宽度传感器和小剂量X射线暴露来提供具有期望的尺寸和形状的视场的三维X射线图像。

背景技术

X射线根据X射线衰减系数衰减，诸如置于X射线的路径中的物质的光电效应、康普顿散射等。

X射线成像模式是使用X射线的渗透性的射线照相术，其中物体的内部结构的X射线图像基于在X射线通过物体的过程中累积的衰减的量来获得。为了实现此方法，X射线成像装置包括：X射线源，其朝向物体发射X射线；X射线传感器，其布置为面向X射线源，物体在X射线源和X射线传感器之间，并且所述X射线传感器配置为接收已经通过物体的X射线；以及图像处理器，其配置为通过使用X射线传感器的检测结果产生视场(FOV)的X射线图像。

同时，近来，由于半导体和信息处理技术的发展，X射线成像模式已经被使用数字传感器的数字射线照相术(DR)取代，并且X射线成像方法也以各种方式被发展。

例如，牙科X射线全景图像通过以下过程获得：当X射线源和X射线传感器面向彼此时，通过沿着物体(即，受检者的颚骨)移动X射线源和X射线传感器来射线照相；并且通过将颚骨轨迹上的期望的焦点层的牙齿和围绕其的组织的传播布置关系与射线照片结合来显示透射图像。为实现此，X射线源和X射线传感器在预定角度范围内、沿着其间的旋转轴线执行旋转移动，并且在预定长度范围内、沿着受检者的向前和向后方向执行线性移动。

X射线全景图像被用作标准图像，其对于牙医来说是最熟悉的，因为牙齿和围绕其的组织的整个布置关系可以被容易地识别。然而，获得X射线全景图像是有问题的，需要多轴线驱动系统以将X射线源和X射线传感器的线性移动和旋转移动链接。

作为另一个例子，牙科X射线计算机断层照相(CT)图像通过以下过程获得：当X射线源和X射线传感器面向彼此时，通过沿着物体(即，受检者的头部)旋转X射线源和X射线传感器来射线照相；并且通过重构射线照片来显示包括头部的视场的三维X射线图像。为实现此，X射线源和X射线传感器当面向彼此时在预定角度范围内、沿着通过物体的旋转轴线旋转。

X射线CT图像不仅能够显示物体的三维X射线图像，还能够根据期望的位置和方向精确和清楚地显示层析成像图像，由此其被用于需要高精度的领域，诸如植入过程等。然而，其是有问题的，问题在于辐射至受检者的辐射剂量是高的，以获得一般的X射线CT图像，并且需要具有大面积的昂贵的X射线传感器。

对于后者更具体地说，当执行一般的X射线CT时，传感器应接收沿所有方向通过视场的整个区域的X射线。因此，需要具有面积比用于全景X射线图像的传感器大得多的传感器。

例如，在通过使用主要用于牙科领域的锥束X射线成像方法来获得具有第一高度t1和第一宽度w1的视场的X射线CT图像的情况下，假设X射线源和X射线传感器之间的旋转轴线通过视场的中心，传感器的第二高度t2应与放大率*第一高度t1的值相等或更大(即，t2≥放大率*t1)，其中放大率被限定为X射线源和旋转轴线之间的距离与X射线源和X射线传感器之间的距离的距离比；并且传感器的第二宽度w2应与放大率*第一宽度w1的值相等或更大(即，w2≥放大率*w1)，由此可能接收通过视场的整个区域的X射线。这里，如果必须的话，可以使用半束X射线成像方法，其被配置为通过使用覆盖大于一半的视场的非对称X射线束来将传感器的第二宽度减少至最大放大率*(w1)/2。

然而，不管是哪种成像方法，用于X射线CT的传感器的面积是大的。另外，通用传感器的成本根据其面积显著增加，所以X射线CT成像器具是有问题的，问题在于需要具有大面积的传感器。因此，其成本由于传感器的尺寸而增加。

发明内容

技术问题

因此，本发明着眼于发生在相关领域中的上述问题，且本发明旨在提出一种X射线成像装置和X射线成像方法，与包括半束方法的常规X射线CT器具相比，所述X射线成像装置和X射线成像方法能够通过使用窄宽度的传感器和低剂量的X射线暴露来提供具有预期尺寸和形状的视场的三维X射线图像。

本发明进一步旨在提出一种X射线成像装置，其可通过使用单独的固定旋转轴线而不增加或者移动X射线源和X射线传感器之间的物理旋转轴线来扩展视场或选择所述视场使其具有自由形式形状，并且可甚至提供全景图像。

技术方案