[发明专利]关于X射线装置中散射的改进及其使用方法

说明书

一种X射线装置，包括X射线源和X射线检测器，两个部件之间设有干扰入射在其上的X射线光子的元件。所述装置进一步包括代表材料类型和材料厚度值的第一数据库、指示材料类型和/或材料厚度的散射辐射值的第二数据库、可执行将X射线检测器的输出信号与第一数据库中的数值进行比较的算法并且可输出来自第一数据库最可能的材料和/或厚度的处理器；从第二数据库中选择与材料类型和/或材料厚度相关联的散射辐射；将散射辐射从X射线检测器的输出信号中去除。

技术领域

本发明涉及通常利用防散射栅格的X射线设备，尤其是涉及一种提供用于分析X射线图像的散射X射线的装置。

背景技术

物体受到X射线辐射时，一些X射线光子被吸收，一些穿过物体、非散射地撞击到X射线探测器上。这称为“直接辐射”。一些X射线被吸收，而其他的X射线散射。所产生的散射强度可能超过由检测器检测到的直接辐射的大小。散射辐射由于对比度降低和噪声增加而导致图像质量很差。吸收的X射线可提供X射线图像中的对比度。因为无法识别散射的X射线光子来自哪里，若散射X射线光子撞击检测器，将增加图像中的随机噪声。

解决散射问题最广泛采用的技术是在X射线检测器和待测对象之间放置防散射栅格。所述防散射栅格包括由X射线吸收材料形成的一系列间隔开的平行薄片。大部散射X射线与其中一个薄片接合并吸收。因此，主要是当存在防散射栅格时由X射线检测器检测到的直接辐射。

在US1164987(Bucky)中说明了原始的防散射栅格。

防散射栅格的其中一个问题是，除了可减少检测图像中散射的影响之外，吸收薄片的X射线可吸收一些直接辐射，即那些在薄片的路径中行进的光子。

为了补偿反散射栅格中损失的光子，并因此补偿图像质量的降低，通常的做法是增加X射线流量。然而，当X射线成像是X射线敏感材料时是不利的。这在医学成像中是最受关注的，其中必须增加患者的X射线辐射剂量以补偿存在的抗散射栅格。

人们已进行了一些尝试以减少X射线成像中使用的X射线功率。

US7551716使用数学方法代替了防散射栅格以大致确定散射X射线光子。人们认为通过使用数学方法以大概确定散射X射线光子，与使用防散射栅格的X射线装置相比，可减小X射线剂量或增加信噪比。

申请人提交的编号为GB2498615的专利申请中说明了一种包括多吸收板的X射线装置。在此类X射线装置中，X射线能谱以许多不同的方式干扰。该装置和方法提供了可识别材料性质的信息。编号为GB2498615的专利申请案通过引用并入本文。

现有技术解决了由散射辐射引起的问题，即通过使用防散射栅格来明显减少散射辐射，或者通过使用数学校正来消除对来自X射线图像的散射辐射的估值。

本发明利用涉及测量直射和散射辐射的新方法解决了散射问题。这是通过对直射和散射辐射产生影响的装置进行改变来实现的。

以前，人们认为散射辐射会对X射线图像产生负面影响。之前针对散射问题的尝试重点在于进一步去除散射辐射，使图像尽可能通过直接X射线辐射撞击在X射线检测器上形成。

除了测量散射辐射之外，本发明提供了用于识别材料和材料厚度以及改善对比度噪声比的散射辐射。

通过将来自X射线检测器的测量输出信号与散射辐射的独立测量进行比较，则可识别包含直接辐射和散射辐射的图像内的散射辐射，并从图像中去除散射辐射。由此可提高对比度噪声比。在医疗应用和使用X射线来分析可受到X射线伤害的材料的其它应用情况下，本发明既允许减少剂量以产生相似的图像标准，也允许使用相同的X-ray剂量产生更好的图像。

发明内容