CN109561867B - 可变焦的x射线抗散射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于X射线检测器(100)的抗散射装置(10)。该抗散射装置(10)包括具有用于吸收X射线的多个板条(13)的抗散射格栅(12)和布置在抗散射格栅(12)的一侧(17a)上的覆盖元件(14、14a)，其中板条(13)的端部(16a)被联接到覆盖元件(14、14a)，并且覆盖元件(14、14a)包括电活性聚合物材料。覆盖元件(14、14a)的尺寸能够通过将电压施加至电活性聚合物材料来改变，使得板条的端部(16a)之间的距离能通过施加电压来改变。
Description
技术领域
本发明总体上涉及辐射检测器领域。更具体而言，本发明涉及用于X射线检测器的抗散射装置、具有这种抗散射装置的X射线检测器以及用于产生抗散射装置的方法。
背景技术
X射线图像的图像品质通常在X射线检测器和/或具有可变的源-图像距离的X射线成像系统中会受到限制。为了改善图像品质，通常利用包括抗散射格栅的抗散射装置，其通过减少入射在X射线检测器的接收区域上的散射的辐射来允许增加X射线图像中的对比度。
这种X射线系统的示例是(例如)C型臂系统，其中可将包括X射线检测器和抗散射装置和/或抗散射格栅的组件移动成较接近于和/或较远离X射线源。在具有可变的源-图像距离的其它X射线成像系统中，可根据应用需求和/或要求将X射线源移动成较接近于和/或较远离包括平台和具有抗散射装置的X射线检测器的组件。在所有这些系统中，通常需要选择小于最优的抗散射格栅的栅比(grid ratio)，以在以不同于其标称焦距的源-图像距离操作时降低由格栅造成的阴影伪影的有害效应。在国际规范IEC60627中，提供了用于给定格栅参数的应用限制，并且这些限制应当针对所允许的源-图像距离的范围与消费者的希望相匹配。
这个问题的可能的解决方案可以是具有可变聚焦的抗散射格栅，其中焦距和/或聚焦距离可针对源-图像距离的一定范围与实际的源-图像距离相匹配。对于此类格栅，可选择如IEC60627中限定的较高的纵横比，这可降低X射线图像中的散射的辐射量并且因此可改善图像品质。
通常，抗散射装置和/或抗散射格栅包括利用诸如空气、有机材料和/或铝的X射线透明间隔材料间隔开的铅薄片形成的堆叠体，其使每个铅薄片以朝向抗散射装置和/或抗散射格栅的焦点的取向定位在等于焦距和/或聚焦距离的距离处。此外，抗散射装置和/或抗散射格栅可覆盖有碳纤维或铝覆盖元件，以给予格栅足够的刚度并且保护内部以免遭受湿气和损害。
在文献US 5,291,539A中，公开了一种可变聚焦的抗散射格栅，其具有柔性的、细长的、板条式格栅结构，该格栅结构悬挂在一对间隔开的格栅支撑框架之间，每个格栅支撑框架适于绕格栅的悬挂端中间的横向轴线旋转。机械调整装置提供了框架的相等但相反的角运动，以使格栅沿着圆形路径弯曲。
发明内容
因此，需要一种紧凑的、可靠的、鲁棒的、能容易控制的、能容易调整的且具有成本效益的抗散射装置，并且需要一种具有这种抗散射装置的X射线检测器。
本发明的目的通过独立权利要求的主题予以解决，其中进一步的实施方案包含在从属权利要求和以下描述中。
根据本发明的第一方面，提供一种用于X射线检测器的抗散射装置。该抗散射装置包括具有用于吸收X射线和/或光子和/或X射线光子的多个板条的抗散射格栅。此外，该抗散射装置包括布置在抗散射格栅的一侧上和/或外表面上的覆盖元件。其中，板条的端部联接(例如，机械地联接)到覆盖元件。此外，覆盖元件包括电活性聚合物材料，其中覆盖元件的尺寸能够通过将电压施加至电活性聚合物材料和/或变化加至电活性聚合物材料的电压来改变、变化和/或增加，使得板条的端部之间的距离能够通过施加和/或变化电压来控制、增加、变化和/或改变。
抗散射格栅尤其可指可变聚焦的抗散射格栅，即，具有可变和/或可调整的聚焦距离的聚焦格栅。通常，如(例如)在国际规范IEC60627中限定的，聚焦格栅可指其中X射线吸收板条的平面在聚焦距离处汇聚成直线的格栅。因此，聚焦距离可指聚焦格栅的入射面与吸收板条的平面汇聚成的线之间的距离。
板条可指包括X射线吸收材料(诸如，例如铅(Pb)、钼(Mo)、钨(W)和/或其化合物)的条带、薄片、棒和/或管形元件。
覆盖元件通常可指用于机械地支撑板条的任何机械支撑结构。例如，覆盖元件可指板状结构，例如覆盖板，并且板条的端部可联接到覆盖板和/或覆盖元件的一侧和/或布置在覆盖板和/或覆盖元件的一侧上。板条的端部可通过任何合适的固定手段机械地联接到覆盖元件。例如，端部可被胶合和/或熔焊和/或钎焊到覆盖元件。板条可布置在覆盖元件上和/或联接到覆盖元件，使其从覆盖元件和/或从覆盖元件的一侧横向地延伸。
此外，抗散射格栅的板条可通过间隔件、间隔材料和/或空气彼此间隔开。间隔件和/或间隔材料可以是柔韧的，以允许改变板条的端部之间的距离。间隔件和/或间隔材料可包括X射线透明材料，诸如，例如纤维材料、聚合物材料等。
电活性聚合物材料，也称为压电活性聚合物材料，可指这样的聚合物材料和/或聚合物，即，该聚合物材料和/或聚合物可具有由施加至电活性聚合物材料和/或施加在整个电活性聚合物材料上的电场、电压和/或电势差诱发的尺寸变化。换句话说，可通过施加电压诱发电活性聚合物材料的延伸和/或可通过施加电压使电活性聚合物材料膨胀。因此，可通过施加电压来改变、控制和/或增加电活性聚合物材料的长度和/或大小。所施加的电压可在kV范围内。
改述第一方面，X射线吸收板条布置在覆盖元件上和/或附接至覆盖元件，使其从覆盖元件横向地和/或从覆盖元件的一侧横向地延伸。通过将电压、电场、电势和/或电势差施加至电活性聚合物材料，可至少在一个方向上改变和/或增加覆盖元件的长度、大小和/或尺寸。因此，通过将电压施加至电活性聚合物材料，可诱发覆盖元件的延伸和/或可使覆盖元件至少在一个方向上膨胀。更具体而言，覆盖元件的尺寸、大小和/或长度可与所施加的电压的量和/或电平成比例。因此，可通过变化所施加的电压来变化覆盖元件的尺寸、大小和/或长度。因此，对于最初未施加电压，可增加覆盖元件的尺寸、大小和/或长度，而对于最初施加的电压，电压的减小可导致覆盖元件的尺寸、大小和/或长度的减小。换句话说，对于最初施加的电压，覆盖元件可在电压减小时收缩。此外，因为板条的端部被联接和/或固定到覆盖元件，所以板条的端部之间的距离也被改变和/或增加。这也可导致板条的至少一部分的取向和/或延伸方向的改变。因此，可通过将电压施加至电活性聚合物材料来改变和/或调整抗散射格栅和/或抗散射装置的聚焦距离。
根据一个实施方案，抗散射装置的至少一部分能够通过将电压施加至覆盖元件的电活性聚合物材料来弯曲。例如，覆盖元件的至少外表面可以是能弯曲的。因此，通过施加电压，抗散射装置的至少一部分的曲率能够通过施加电压来调整和/或诱发。这可通过施加电压而允许使抗散射装置和/或抗散射格栅从平坦形状弯曲成弯曲形状。因此，将电活性聚合物材料使用于抗散射装置的覆盖元件可提供操纵覆盖元件的尺寸且由此改变和/或调整抗散射格栅的曲率半径的可能性。此外，通过改变曲率半径，可影响、控制和/或改变抗散射格栅的焦距和/或聚焦距离。这可允许调整等于在源-图像距离的一定范围内的源-图像距离的焦距/聚焦距离，以便改善图像品质。这可进一步减轻通常使用的可变聚焦的抗散射格栅的困难的机械操作。另外，通过使用电活性聚合物材料，可提供具有成本效益的抗散射装置。
本发明总体上可视为基于以下发现和理解。在具有可变的源-图像距离的成像系统中，常规的非柔性抗散射格栅的抗散射格栅功能可能在不同于抗散射格栅的标称格栅焦距和/或标称聚焦距离的源-图像距离设置下受到阻碍。作为折衷，抗散射格栅的参数，最值得注意的是栅比，可被选择为相对低的，使得在所允许的源-图像距离范围的边缘和/或边界处起作用的格栅可以是可接受的，其中栅比可指板条的高度与板条之间的距离之间的比。这可能降低抗散射格栅和/或抗散射装置的整体性能。因此，相比于抗散射装置将用于单个固定的源-图像距离的系统，该抗散射装置可能对于区分初级辐射与次级辐射(即，散射的辐射)的选择性较小。因此，通过控制和/或改变本发明的抗散射装置的板条的端部之间的距离，可根据所需要的源-图像距离改变聚焦距离。这可允许在源-图像距离的相当宽的范围上获取恒定品质的图像。
根据一个实施方案，覆盖元件包括电活性聚合物材料的至少一个层或多个层。电活性聚合物的层，其在下文中可称为电活性聚合物层，可堆叠在彼此的顶部上，其中层的边缘可相对于彼此平齐、对准和/或移位。
根据一个实施方案，覆盖元件包括用于施加电压的至少一个电极或多个电极。通常，就在各种位置和/或区域处提供接触电活性聚合物的可能性而言，这可增加抗散射装置的灵活性。另外，可借助于该多个电极施加大小和/或正负号不同的电压。
根据一个实施方案，多个电活性聚合物层和多个电极交替地布置。具体地，电活性聚合物层和电极可按照夹层状或多层堆叠结构交替地堆叠在彼此的顶部上。通常，这种多层堆叠结构可减小用于抗散射格栅的一定曲率半径的所需要的和/或用于覆盖元件的尺寸的一定变化的所需要的电压。
根据一个实施方案，电活性聚合物材料包括选自由偏二氟乙烯(Vinylidene-Fluoride)和三氟乙烯(Trifluorovinyl)组成的群组的至少一种单体。
根据一个实施方案，电活性聚合物材料包括聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚三氟乙烯(PTFV)或其共聚物中的至少一种。任何其它电活性聚合物材料也可用作用于覆盖元件的材料。然而，覆盖元件也可包括其它材料。例如，覆盖元件可包括除电活性聚合物之外的任何其它柔性聚合物材料。
根据一个实施方案，覆盖元件被形成为箔。例如，覆盖元件可被形成为单块和/或柔性的箔。通常，这可减少部件的数目，简化生产，降低生产成本并增加覆盖元件和/或抗散射装置的鲁棒性。
根据一个实施方案，抗散射装置进一步包括另一覆盖元件，其中抗散射格栅布置在覆盖元件与该另一覆盖元件之间。板条的另外的端部被联接(尤其是机械地联接)到该另一覆盖元件。板条的另外的端部可关于板条的纵向延伸和/或纵向延伸方向与板条的端部相反。该另外的端部可胶合、熔焊和/或钎焊到该另一覆盖元件和/或其一侧。因此，板条可从覆盖元件(例如)横向地延伸到该另一覆盖元件。
根据一个实施方案，该另一覆盖元件是刚性的。其中，“刚性的”可意指该另一覆盖元件可能并不通过覆盖元件的任何变形(潜在地通过将电压施加至覆盖元件而诱发的)而弹性地变形。例如，该另一覆盖元件可包括金属、纤维材料和/或塑料材料。
根据一个实施方案，板条的另外的端部固定在该另一覆盖元件处和/或固定地附接到该另一覆盖元件。通常，这可允许增加和/或改变联接到覆盖元件的板条的端部之间的距离，同时维持联接到另一覆盖元件的板条的另外的端部之间的恒定距离。因此，可通过将电压施加至覆盖元件来诱发抗散射装置的梯形形状，由此改变抗散射格栅的聚焦距离。
另外，当没有电压施加至覆盖元件时，抗散射格栅可以是平行格栅，即，板条可相对于彼此平行地布置。通过施加电压，可提供聚焦的格栅。
根据一个实施方案，该另一覆盖元件包括电活性聚合物材料，其中该另一覆盖元件的尺寸能够通过将电压施加至该另一覆盖元件的电活性聚合物材料和/或变化加至该另一覆盖元件的电压来改变、变化和/或增加，使得板条的另外的端部之间的距离能够通过施加和/或变化电压来控制、变化、改变和/或增加。换句话说，覆盖元件和另一覆盖元件可包括电活性材料，使得可通过施加和/或变化电压来改变、变化和/或增加板条的端部与另外的端部之间的距离。其中，可将相等的或不同的电压施加至覆盖元件和另一覆盖元件。通常，就允许改变抗散射格栅的形状而言，这可进一步增加抗散射装置的可变性。
本发明的另一方面涉及一种抗散射布置结构。该抗散射布置结构包括如以上所述且在下文中描述的多个抗散射装置。抗散射布置结构的抗散射装置可按照相对于彼此的任意取向和/或任意角度布置在彼此的顶部上。尤其是，抗散射布置结构可包括两个抗散射装置，例如，从而提供交叉格栅、正交交叉格栅和/或倾斜交叉格栅。抗散射布置结构的抗散射格栅可以相对于辐射检测器的像素结构以任意角度布置。此外，抗散射装置的抗散射格栅也可彼此相邻地布置，即并列地布置，从而允许增加抗散射装置的总面积和/或大小。
应注意的是，抗散射装置的特征和/或元件可以是抗散射布置结构的特征和/或元件，且反之亦然。
本发明的第二方面涉及抗散射装置中的电活性聚合物材料的用途，其用于通过将电压施加至电活性聚合物材料来调整抗散射装置的抗散射格栅的聚焦距离。更具体地说，电活性聚合物可被用作用于抗散射装置和/或抗散射格栅的至少一个覆盖元件的材料。通常，抗散射装置可包括如以上所述和在下文中描述的任何特征和/或元件。
本发明的第三方面涉及一种X射线检测器，该X射线检测器包括如以上所述和在下文中描述的至少一个抗散射装置。
应注意的是，X射线检测器的特征和/或元件可以是抗散射装置的特征和/或元件，且反之亦然。
根据一个实施方案，X射线检测器进一步包括柔性衬底箔，该柔性衬底箔可(例如)包括聚酰亚胺材料等。X射线检测器进一步包括像素阵列，例如光敏像素阵列，该阵列布置在衬底箔上并且被构造成用于检测X射线。此外，X射线检测器包括布置在像素阵列上的闪烁体，其中抗散射装置布置在闪烁体上，并且抗散射格栅布置在抗散射装置的覆盖元件与闪烁体之间。其中，X射线检测器的至少一部分能够通过将电压施加至覆盖元件的电活性聚合物材料来弯曲。这可意指仅抗散射装置和/或仅抗散射格栅可以通过施加电压来弯曲。替代性地，其它元件和/或整个X射线检测器也可以是能够弯曲的。
根据一个实施方案，衬底箔包括电活性聚合物材料，其中X射线检测器能够通过将电压施加至衬底箔的电活性聚合物材料来弯曲。
根据一个实施方案，X射线检测器进一步包括层，例如柔性箔层，该层包括电活性聚合物材料。该层可(例如)布置在抗散射格栅与闪烁体之间或布置在X射线检测器的外表面上。
根据本发明的第四方面，提供一种用于产生抗散射装置的方法。该方法包括以下步骤：
提供具有用于吸收X射线的多个板条的抗散射格栅；
将覆盖元件布置在该抗散射格栅的一侧上，使得板条从覆盖元件横向地延伸；以及
将板条的端部联接到覆盖元件。
其中，覆盖元件包括电活性聚合物材料，并且覆盖元件的尺寸能够通过将电压施加至电活性聚合物材料来改变和/或增加，使得板条的端部之间的距离能够通过施加电压来控制、改变和/或增加。
应注意的是，抗散射装置和/或X射线检测器的特征和/或元件可以是该方法的特征、元件和/或步骤。反过来，该方法的特征、元件和/或步骤可以是抗散射装置和/或X射线检测器的特征和/或元件。
参照下文描述的实施方案，本发明的这些和其他方面将变得明显并得以阐明。
附图说明
将参照附图中所示的示例性实施方案在下文中更详细地解释本发明的主题，其中：
图1和2各自示意性地示出X射线成像系统的透视图；
图3A至3C示意性地示出根据一个实施方案的用于X射线检测器的抗散射装置；
图4A和4B示意性地示出根据一个实施方案的用于X射线检测器的抗散射装置；
图5和6各自示意性地示出根据若干实施方案的用于抗散射装置的覆盖元件；
图7至12各自示出根据若干实施方案的X射线检测器；
图13示出了例示说明根据一个实施方案的用于生产抗散射装置10的方法的步骤的流程图。
原则上，在附图中相同和/或类似的部分具有相同的附图标记。附图未按比例绘制。
具体实施方式
图1示意性地示出具有可变的源-图像距离的X射线成像系统500的透视图。成像系统500是所谓的数字介入式X射线系统500或C型臂系统500。
X射线成像系统500包括弧形和/或半圆形的C型臂502，其中在C型臂502的第一端部501上布置用于发射X射线光子的X射线源504。在C型臂502的第二端部503上布置具有抗散射装置10的X射线检测器100。抗散射装置10通常被布置和构造成用于吸收次级X射线光子，即散射的光子。C型臂502的第一端部501与第二端部503之间的距离可变化。因此，源504与检测器100之间的源-图像距离可变化，如由图1中的箭头506所示。
成像系统500进一步包括用于支撑患者的可移动平台505。
在后续的附图中更详细地描述X射线检测器100和/或抗散射装置10。
图2示意性地示出具有可变的源-图像距离的X射线成像系统500的透视图。成像系统500是所谓的数字式X射线照相系统500。如果没有另外声明，则图2的X射线成像系统包括与图1的成像系统相同的元件和特征。
与图1的成像系统相反，图2的成像系统的X射线检测器100和抗散射装置10布置在平台505下方和/或以下，并且X射线源501布置在平台505上方。
而且，在图2的成像系统500的情况下，源-图像距离也可变化，如由箭头506所示。
图3A至3C示意性地示出根据一个实施方案的抗散射装置10。具体地，抗散射装置10可指用于X射线检测器100的可变焦的抗散射装置10。
抗散射装置10包括具有多个板条13和/或薄片13的抗散射格栅12。板条13可布置成若干行和/或列，由此形成板条13的阵列。板条13可包括适合于吸收光子(例如X射线光子)的任何材料，诸如Pb、Mo和/或W。板条13可通过布置在直接相邻的板条13之间的间隔件15彼此间隔开和/或分离开。间隔件15可以是柔韧的，和/或包括X射线透明的、柔韧的间隔材料，诸如，例如纤维材料和/或聚合物材料。板条13因此可嵌置在形成间隔件15的间隔材料的基质中。然而，板条13也可以通过空气分离开。因此，间隔材料可以是空气。
此外，抗散射装置10包括布置在抗散射格栅12的一侧17a上的覆盖元件14a，和布置在抗散射格栅12的另一侧17b上的另一覆盖元件14b，其中一侧17a与另一侧17b相反。其中，板条13布置在覆盖元件14a与另一覆盖元件14b之间。更具体地说，板条13中的每一个的第一端部16a机械地联接和/或附接到覆盖元件14a和/或覆盖元件14a的一侧。此外，板条13中的每一个的另外的端部16b机械地联接和/或附接到另一覆盖元件14b和/或另一覆盖元件14b的一侧。板条13的端部16a和/或另外的端部16b因此从覆盖元件14a横向地延伸到另一覆盖元件14b。端部16a和/或另外的端部16b各自可胶合、熔焊、钎焊和/或以其它方式附接到覆盖元件14a和/或另一覆盖元件14b。
通常，覆盖元件14a和/或另一覆盖元件14b可具有板状结构并且分别指覆盖板，板条13在覆盖板之间被布置成夹层状结构。
至少覆盖元件14a包括电活性聚合物材料，诸如，例如聚偏二氟乙烯和/或聚三氟乙烯。通常，电活性聚合物材料能够通过施加电压、电场、电势和/或电势差而膨胀。此外，电活性聚合物材料是能够弹性变形的，即当电压减小和/或不施加电压时，该材料可收缩回到其原始形状和/或大小。
由于包含在覆盖元件14a中的电活性聚合物材料，可通过将电压施加至覆盖元件14a和/或包含在该覆盖元件中的电活性聚合物材料来改变和/或增加覆盖元件14a的尺寸。换句话说，可通过施加电压使覆盖元件14a在大小和/或长度方面膨胀，和/或可通过施加电压诱发覆盖元件14a的延伸。此外，当施加电压并且使覆盖元件14a伸展时，板条的端部16a之间的距离改变和/或增加，并且由此改变、更改和/或调整抗散射装置10的聚焦距离11。
除了改变、更改和/或调整聚焦距离11之外，当将电压施加至覆盖元件14a时，还可使抗散射装置10的至少一部分弯曲。换句话说，可通过将电压施加至覆盖元件14来改变抗散射装置10和/或其外表面的曲率半径。
因为电活性聚合物材料通常仅在电压的影响下膨胀，所以另一覆盖元件14b也可包括电活性聚合物材料，这允许抗散射装置在至少两个相反的方向上弯曲。
为了将电势和/或电压施加至覆盖元件14a，抗散射装置10包括连接到覆盖元件14a和/或包含于其中的电活性聚合物材料的电极18a。为了将电势和/或电压施加至另一覆盖元件14b，抗散射装置10包括连接到另一覆盖元件14b和/或包含于其中的电活性聚合物材料的另一电极18b。电极18a和/或另一电极18b可以是分别连接覆盖元件14a和另一覆盖元件14b的区域的平坦电极和/或平面电极。然而，电极18a、18b替代性地可仅局部地连接到相应的覆盖元件14a、14b。
通常，覆盖元件14a、14b可与分别施加至电极18a、18b的电压的增加成比例地膨胀。此外，通过减小所施加的电压，对应的覆盖元件14a、14b可与电压减小成比例地收缩。因此，可通过变化施加至相应的电极18a、18b的电压的量和/或电平来变化覆盖元件14a、14b的大小。
在图3A中，没有电压施加至覆盖元件14a和另一覆盖元件14b。因此，抗散射装置10是平坦的，并且可具有(例如)约1000mm的焦距11和/或聚焦距离11和/或焦长11。在图3B中，电压被施加至覆盖元件14a，由此诱发在侧向方向上的延伸，即横向于板条13的纵向延伸方向的延伸。电压的施加导致板条13的端部16a之间的距离的增加，并且因此导致抗散射装置10的曲率半径增加。因此，聚焦距离11被减小到约800mm。相反，在图3C中，电压被施加至另一覆盖元件14b并且没有电压或较小的电压被施加至覆盖元件14a。因此，抗散射装置10在相对于图3B的相反方向上弯曲，即可使曲率的正负号反转，并且增加板条13的另外的端部16b之间的距离。在图3C中，抗散射装置的聚焦距离可以是约1200mm。
在下文中，概括了抗散射装置10的各方面、特征和/或元件。抗散射装置10包括覆盖元件14a、14b，该覆盖元件包含电活性聚合物材料，诸如PVDF和/或PTFV，并且电极18a、18b分别附接到覆盖元件14a、14b。将电势差加在电极18a、18b上随后可操纵覆盖元件14a、14b的侧向尺寸并且诱发抗散射格栅12和/或抗散射装置10的弯曲。因为抗散射格栅12的内部包括板条13和/或薄片13，所以在一个方向上的弯曲和/或变弯的刚度比垂直和/或横向方向上的弱得多。因此，抗散射装置10和/或抗散射格栅12可优选地沿着较弱方向弯曲，该较弱方向可横向于板条13的纵向延伸方向。这种弯曲可影响板条13的位置，并且因此使抗散射格栅12和/或抗散射装置10的焦距11改变。作为一个示例，在图3A中示出了最初聚焦的抗散射装置的格栅，其可被弯曲成图3B中所示的较小焦距11或弯曲成图3C中所示的较大焦距11。优选从具有接近于源-图像距离范围的中心的某一预先存在的焦距11的平坦的抗散射格栅12和/或平坦的抗散射装置10开始，并且仅轻微弯曲抗散射格栅12和/或抗散射装置10，以通过正曲率获得较小焦距11且通过负曲率获得较大焦距11，从而防止抗散射格栅在由于内部部件的蠕变导致的恒定张力下破裂。
通常，抗散射格栅12的内部可以是柔性的，板条13的至少一部分和电活性聚合物材料和/或包含电活性材料的覆盖元件14a、14b可在相反两侧上覆盖抗散射格栅12。覆盖元件14a、14b可覆盖抗散射格栅12，如同膜和/或箔。可通过将电压施加在电活性聚合物上而精细地调整覆盖元件14a、14b的长度。顶层，即另一覆盖元件14b，可膨胀预定的百分比，而底层，即覆盖元件14a，优选保持在固定的长度。这可导致抗散射格栅12和/或抗散射装置10的弯曲并且诱发焦距变化。
如果使用未聚焦的和/或平坦的抗散射装置10，则可使抗散射装置10的曲率半径等于源-图像距离，并且该抗散射装置可用于具有静态弯曲的X射线检测器100的成像系统500，该静态弯曲的X射线检测器具有等于源-图像距离的曲率半径。抗散射装置10的可弯性随后可仅被用于将抗散射装置10固定在静态的曲率半径中，并且抗散射装置10和/或抗散射格栅12可处于恒定的曲率下。
如果聚焦的抗散射装置10和/或抗散射格栅12以在平坦状态中的标称格栅焦距用在成像系统500的源-图像距离的范围内，则当源-图像距离等于抗散射格栅12的标称焦距11时，抗散射装置10可在平坦模式中使用。当医疗应用需要不同的源-图像距离时，可相应地弯曲抗散射装置10和/或抗散射格栅12。此时的益处可在于抗散射格栅12可能并非处于恒定的曲率下。替代性地，其可与等于标称聚焦距离11的源-图像距离一起使用，不必使用电压并且可减少抗散射装置10和/或抗散射格栅12的可能蠕变或破裂。
可计算出，电活性聚合物和/或覆盖元件14a、14b的所需要的相对长度变化分别可仅在千分之一的范围内，以诱发用于通常的标称焦距11和格栅厚度的较大焦距变化。
本发明可使用在其中源-图像距离是可变的但是已知的和/或能测量的任何固定式和/或移动式成像系统500中。因为本发明提供用以相对于实际的源-图像距离来优化抗散射格栅12和/或抗散射装置10的焦距11的途径和/或方法，所以抗散射格栅12的透射在源-图像距离范围的边缘处可能更好，并且可实现较好的图像品质。因为提升了源-图像距离范围限制的因数，所以可选择具有较高栅比的抗散射格栅12，这对于可能的源-图像距离中的每一个来说可得到甚至更好的图像品质。
另外的应用可以解决抗散射格栅12和/或抗散射装置10可在将适度量的热施加至抗散射格栅和抗散射装置时不受控制的弯曲的问题。这可能是温暖气候中的问题，因为抗散射格栅12和/或抗散射装置10会变得弯曲，使其不再能配合到可移动的布凯氏(bucky)系统中并且X射线系统500可能出现事故。
电活性聚合物和/或覆盖元件14a、14b也可被用作用于测量抗散射格栅12的曲率的传感器，并且外部电压然后可用来使抗散射格栅12变平，因此抗散射格栅可不再是弯曲的并且其曲率将不会在成像系统500中引起问题。
图4A和4B示意性地示出根据一个实施方案的用于X射线检测器100的抗散射装置10。如果没有另外声明，则图4A和4B的抗散射装置10包括与先前附图中所示的抗散射装置10相同的特征和元件。
与图3A至3C中所示的抗散射装置10相反，图4A和4B中所示的抗散射装置10的另一覆盖元件21是刚性的、硬的、不能变形的，和/或不包括电活性聚合物材料。因此，也不需要连接另一覆盖元件21的另一电极，即，图4A和4B的抗散射装置10包括连接覆盖元件14(其包括电活性聚合物材料)的仅一个电极18。
在图4A中所示的抗散射装置10的构造中，没有电压施加至电极18。
当在图4A中经由电极18将电压施加至覆盖元件14时，这导致覆盖元件14的尺寸(具体地侧向尺寸)的增加，并且导致板条13的端部16a之间的距离的增加。如图4B中所示，这导致抗散射装置10的梯形形状而未必诱发抗散射装置10的弯曲和/或变弯。覆盖元件的梯形形状可通过变化所施加的电压的量和/或电平来调整和/或变化。
在下文中概括了以上所述的实施方案的另外的方面、特征、功能和/或元件。如(例如)在图4A和4B中所示，抗散射装置10的抗散射格栅12可被限定在硬框架中，并且间隔材料可以是足够柔韧的。这可导致几乎平坦的抗散射格栅12和/或抗散射装置10，其中薄片13和/或板条13自身可在平行于覆盖元件14的平面中移动，以便生成可变的焦距/聚焦距离。
图5示意性地示出根据一个实施方案的用于抗散射装置10的覆盖元件14。如果没有另外声明，则图5中所示的覆盖元件14包括与先前附图中所描述的覆盖元件14a、14b相同的功能、特征和元件。
图5中所示的覆盖元件14包括电活性聚合物材料形成的层20和两个电极18，该两个电极各自覆盖层20的相反侧。当将电压施加和/或加在电极18上时，覆盖元件14可由于电极之间的静电相互作用而在垂直(即电极)方向上主动地收缩并且由此在一个侧向方向和/或多个侧向方向上膨胀，类似于橡胶带。通常，通过利用多个电极18，可减少用于一定延伸的所需要的电压。
图6示意性地示出根据一个实施方案的用于抗散射装置10的覆盖元件14。如果没有另外声明，则图6中所示的覆盖元件14包括与先前附图中所描述的覆盖元件14、14a、14b相同的功能、特征和元件。
图6的覆盖元件14总共包括五个电极和电活性聚合物材料形成的四个层20。其中，电极18和层20交替地布置和/或堆叠在彼此的顶部上。因此，
图6中所示的覆盖元件14可指多层堆叠的覆盖元件14。
当将电压施加和/或加在电极18上时，覆盖元件14可侧向地膨胀且在垂直方向上被挤压和/或改变。通常，通过利用多个电极18，可进一步减少用于一定延伸的所需要的电压。
图7示出根据一个实施方案的具有抗散射装置10的X射线检测器100。如果没有另外声明，则图7中所示的X射线检测器100的抗散射装置10包括与参照先前附图所描述的抗散射装置10相同的功能、特征和元件。
图7的X射线检测器100包括柔性的衬底箔102。衬底箔102可包括(例如)聚酰亚胺、玻璃和/或硅作为衬底材料。然而，衬底箔102也可包括电活性聚合物材料。为简单起见，未详细地示出各层，诸如检测器覆盖物、闪烁体封装层、光电二极管和像素元件。
X射线检测器100进一步包括布置在衬底箔102的顶部上的像素阵列104和/或层。像素阵列104(为简单起见，像素未示出)被构造成用于检测光子。出于这个目的，像素阵列104可包括至少一个光电二极管，该至少一个光电二极管光学地联接到闪烁体106，该闪烁体布置在阵列104的顶部上并且被构造成用于将X射线光子转换成可见光，该可见光继而可通过光电二极管转换成电流和/或电荷，该电流和/或电荷然后可由像素阵列104检测到。
在闪烁体106的顶部上布置抗散射装置10，其中抗散射格栅12和/或板条13与闪烁体106接触并且覆盖元件14形成检测器100的外表面。
在另一个实施方案中，检测器属于直接检测类型并且不存在闪烁体。抗散射格栅和/或抗散射装置直接安装在一个层的顶部上，该层对于撞击到这个层上的X射线敏感。在这个敏感层以下的结构化电极中，可产生和/或生成电子信号。这种检测器可由硒、硅和/或任何其它的半导体材料层制成，例如在足够薄时，该层也可弯曲。
通常，图7中所示的X射线检测器100可指柔性检测器100，例如柔性箔102上的检测器、薄和/或柔性的玻璃上的检测器，或减薄的硅衬底上的检测器，该柔性检测器可被弯曲而具有固定焦距或可变焦距。
图7的X射线检测器100进一步包括层103，该层包括电活性聚合物材料，其中衬底箔102、阵列104、闪烁体106和抗散射装置10形成的组件布置在层103的顶部上。换句话说，层103布置在外表面上并且形成X射线检测器100的外层。图7中所示的X射线检测器100可进一步包括至少一个电极(为简单起见，也未示出)，用于将电压施加至覆盖元件14和/或层103以便诱发覆盖元件14和/或层103的延伸，由此诱发整个检测器100的弯曲。因此，闪烁体106和阵列104可以是足够柔性的，以跟随抗散射格栅12和/或抗散射装置10的曲率。
举例来说，X射线检测器100可具有约30cm乘40cm的尺寸，抗散射装置10和/或抗散射格栅12可具有约1.5mm到3mm的厚度，闪烁体106可具有约0.3mm到0.6mm的厚度，且检测器104可具有约0.02mm到约0.2mm的厚度，并且衬底箔102可具有约0.5mm到约1mm的厚度。
此外，覆盖元件14可具有约0.5mm到约1mm的总厚度，可施加约50kV的电压，并且电活性聚合物可以是PVDF/PTFE共聚物。
应注意的是，可提供这样的X射线检测器100，即，该X射线检测器不包括抗散射装置10，但是该X射线检测器可包括具有电活性材料的层103。然后可通过将电压施加至层103的电活性聚合物材料来使这样的检测器100弯曲和/或变弯。
此外，应注意的是，层103可与衬底箔102结合。例如，衬底箔102可由层103替换。
图8示出根据一个实施方案的具有抗散射装置10的X射线检测器100。如果没有另外声明，则图8中所示的X射线检测器100的抗散射装置10包括与参照先前附图所描述的抗散射装置10相同的功能、特征和元件，并且图8中所示的X射线检测器100包括与图7的X射线检测器100相同的功能、特征和元件。
此外，图8的X射线检测器100包括具有电活性聚合物材料的层103，例如柔性箔层103，该层103布置在抗散射格栅12与闪烁体106之间。层103和/或覆盖元件14可连接到电极18(未示出)以便使X射线检测器100弯曲。
图9示出根据一个实施方案的具有抗散射装置10的X射线检测器100。如果没有另外声明，则图9中所示的X射线检测器100的抗散射装置10包括与参照先前附图所描述的抗散射装置10相同的功能、特征和元件。此外，如果没有另外声明，则图9中所示的X射线检测器100包括与参照先前附图所描述的X射线检测器100相同的功能、特征和元件。
如图9中可看出的，像素阵列104和闪烁体106是平坦的和/或直的，并且通过将电压施加至相应的覆盖元件14a、14b(图9中未示出)仅使抗散射装置10弯曲，其中曲率的中心在闪烁体106和阵列104的与抗散射装置10相反的一侧上。
图10示出根据一个实施方案的具有抗散射装置10的X射线检测器100。如果没有另外声明，则图10中所示的X射线检测器100的抗散射装置10包括与参照先前附图所描述的抗散射装置10相同的功能、特征和元件。此外，如果没有另外声明，则图10中所示的X射线检测器100包括与参照先前附图所描述的X射线检测器100相同的功能、特征和元件。
如图10中可看出的，像素阵列104和闪烁体106是平坦的和/或直的，并且通过将电压施加至相应的覆盖元件14a、14b(图10中未示出)仅使抗散射装置10弯曲，其中曲率的中心在闪烁体106和阵列104的与抗散射装置10相同的一侧上。
图11示出根据一个实施方案的具有抗散射装置10的X射线检测器100。如果没有另外声明，则图11中所示的X射线检测器100的抗散射装置10包括与参照先前附图所描述的抗散射装置10相同的功能、特征和元件。此外，如果没有另外声明，则图11中所示的X射线检测器100包括与参照先前附图所描述的X射线检测器100相同的功能、特征和元件。
如图11中可看出的，像素阵列104和闪烁体106是柔性的，并且通过将电压施加至相应的覆盖元件14a、14b(图11中未示出)使阵列104、闪烁体106和抗散射装置10形成的整个堆叠体弯曲。因此，本发明可用来产生具有用以配合检测器100的曲率的良好界定的曲率的抗散射格栅12。对于这类格栅12，平坦的未聚焦的格栅内部可以是有益的，并且格栅焦距可仅通过抗散射格栅12的曲率诱发。
图12示出根据一个实施方案的具有抗散射装置10的X射线检测器100。如果没有另外声明，则图12中所示的X射线检测器100的抗散射装置10包括与参照先前附图所描述的抗散射装置10相同的功能、特征和元件。此外，如果没有另外声明，则图12中所示的X射线检测器100包括与参照先前附图所描述的X射线检测器100相同的功能、特征和元件。
图12中所示的X射线检测器100基本上对应于图11的检测器100，其中(例如)通过将电压施加至如参照图3A至3C详细地解释的另一覆盖元件14a、14b而使曲率反转。
图13示出了例示说明根据一个实施方案的用于产生抗散射装置10的方法的步骤的流程图。
在第一步骤S1中，提供具有用于吸收X射线的多个板条13的抗散射格栅12。抗散射格栅12的板条可通过柔韧的间隔材料或空气彼此间隔开。
在第二步骤S2中，将覆盖元件14a布置在抗散射格栅12的一侧上，使得板条13从覆盖元件14a横向地延伸。
在另一步骤S3中，将板条13的端部16a机械地联接到覆盖元件14a，其中覆盖元件14a包括电活性聚合物材料并且覆盖元件14a的尺寸能够通过将电压施加至电活性聚合物材料来改变和/或增加，使得板条13的端部16a之间的距离能够通过施加电压来改变、控制和/或增加。
虽然已经在附图和前面的描述中详细例示说明和描述了本发明，但这样的例示说明和描述将被视为例示说明性的或示例性的，而非限制性的；本发明并不限于所公开的实施方案。根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所主张的本发明时，能够理解并实现所公开的实施方案的其它变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。在权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。
Claims (10)
1.一种X射线检测器(100)，所述X射线检测器包括：
柔性的衬底箔(102)；
像素阵列(104)，所述像素阵列布置在所述衬底箔(102)上并且被构造成用于检测X射线；
闪烁体(106)，所述闪烁体布置在所述像素阵列(104)上；和
抗散射装置(10)，所述抗散射装置(10)包括：
具有用于吸收X射线的多个板条(13)的抗散射格栅(12)；以及
覆盖元件，所述覆盖元件被布置在所述抗散射格栅(12)的一侧上；
其中，所述板条(13)的端部被联接到所述覆盖元件；所述覆盖元件包括电活性聚合物材料；所述覆盖元件的尺寸能够通过将电压施加至所述电活性聚合物材料来改变，使得所述板条(13)的所述端部之间的距离能够通过施加所述电压来改变，以改变所述抗散射装置的曲率半径；
其中，所述抗散射装置(10)布置在所述闪烁体(106)上，并且所述抗散射格栅(12)布置在所述抗散射装置(10)的所述覆盖元件与所述闪烁体(106)之间；并且
所述像素阵列、所述闪烁体和所述抗散射装置形成的整个堆叠体通过将所述电压施加至所述覆盖元件的所述电活性聚合物材料而弯曲，以使所述X射线检测器具有可变的焦距。
2.根据权利要求1所述的X射线检测器(100)，其中，
所述抗散射装置(10)的至少一部分能够通过将所述电压施加至所述覆盖元件的所述电活性聚合物材料来改变尺寸。
3.根据权利要求1所述的X射线检测器(100)，其中，
所述覆盖元件包括所述电活性聚合物材料的至少一个层(20)；和/或
所述覆盖元件包括用于施加所述电压的至少一个电极(18)。
4.根据权利要求1所述的X射线检测器(100)，其中，
所述抗散射装置(10)包括多个层(20)和多个电极(18)；并且
所述多个层(20)和所述多个电极(18)交替地布置。
5.根据权利要求1所述的X射线检测器(100)，其中，所述电活性聚合物材料包括选自由偏二氟乙烯和三氟乙烯组成的群组的至少一种单体。
6.根据权利要求1所述的X射线检测器(100)，其中，
所述覆盖元件被形成为箔。
7.根据权利要求1所述的X射线检测器(100)，其中，
所述衬底箔(102)包括电活性聚合物材料；并且
所述X射线检测器(100)能够通过将电压施加至所述衬底箔(102)的所述电活性聚合物材料来改变尺寸。
8.根据权利要求1或7所述的X射线检测器(100)，其中，所述X射线检测器进一步包括：
层(103)，所述层包括电活性聚合物材料。
9.根据权利要求1所述的X射线检测器(100)，其中，所述抗散射装置还包括：
另一覆盖元件；
其中，所述抗散射格栅(12)布置在所述覆盖元件与所述另一覆盖元件之间；所述板条(13)的另外的端部被联接到所述另一覆盖元件。
10.根据权利要求9所述的X射线检测器(100)，其中，
所述另一覆盖元件包括电活性聚合物材料；并且
所述另一覆盖元件的尺寸能够通过将电压施加至所述另一覆盖元件的所述电活性聚合物材料来改变，使得所述板条(13)的所述另外的端部之间的距离能够通过施加所述电压来改变。
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