CN1619338A - 在检测器阵列前遮蔽杂散辐射的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在检测器阵列(2)前遮蔽杂散辐射的方法，检测器阵列(2)由多个检测器元件(3)组成、尤其用于医疗X射线设备，其中，在该检测器阵列(2)之前设置一个杂散辐射光栅(1)，该光栅由通过填充和支撑材料(5)相互分开的、用于杂散辐射，特别是X射线辐射的薄片形的吸收部件组成，各吸收部件相互近似于平行地展开。该方法的特征在于，使用这样一种杂散辐射光栅(1)，即，其中所述吸收部件(4)相邻的这样紧密，使得该吸收部件(4)的平均距离至少比检测器阵列(2)的检测器元件(3)的中心距离小两倍。所述方法使得可以使用可廉价制造的杂散辐射光栅。

Description

在检测器阵列前遮蔽杂散辐射的方法
技术领域
本发明涉及一种在检测器阵列前遮蔽杂散辐射的方法，这种检测器由多个检测器元件组成的、尤其是用于医疗X射线设备，其中，在检测器阵列前设置一个杂散辐射光栅，该光栅由通过填充和支撑材料相互分开的、用于杂散辐射(特别是X射线辐射)的薄片形吸收部件组成，各吸收部件相互近似于平行地展开。
背景技术
在典型的使用X射线透视方法的领域中，例如X射线检查或者医疗上的X射线诊断中，在X射线透视中可以达到的分辨率起到重要作用。在使用具有相互间尽可能紧凑排列的小面积检测器元件的检测器阵列，以及一个设置在这些检测器元件之前的、用于紧凑限制空间角(在该空间角下X射线可以落到各检测器元件上)的装置的条件下，可以实现好的分辨率。这种被公知为杂散辐射光栅的装置，在理想的情况下仅允许在所使用的X射线管的焦点和各检测器元件之间的直线连接上传播的X射线通过，而吸收由于杂散而落在其它角度下的X射线。该杂散辐射由于其形成原因不对图像信息起到贡献，并且如果在它们抵达检测器元件上之前不加以衰减，则会导致使信号噪声比以及X射线图像可达到的分辨率明显恶化。通过使用适当的杂散辐射光栅可以明显地降低抵达检测器元件的杂散辐射的成分，由此在许多情况下才能得到可以使用的X射线图像，其中，该杂散辐射光栅通常与各X射线设备的几何关系、特别是X射线管和X射线检测器的设置相匹配。
杂散辐射光栅由多个通过填充和支撑材料相互分开的、用于杂散辐射的吸收部件组成，这些吸收部件要么全部在垂直于杂散辐射光栅的表面的相同方向上取向，要么对准一个共同的焦点、即X射线管的焦点取向。目前在X射线CT设备中通常还使用这样的杂散辐射光栅，其吸收部件由相互近似于平行延伸的铅薄片构成，在它们之间设置了作为填充和支撑材料的纸带。在许多情况下，在制作杂散辐射光栅时这样设置铅薄片的距离，使得在使用杂散辐射光栅时铅薄片尽可能精确地处于检测器一侧的发光材料阵列的分开间隔之上。为此，杂散辐射光栅必须在机械上非常精确地加工。由于这种对于精度的高要求造成了杂散辐射光栅制作的高造价。
DE 197 26 846 C1公开了一种杂散辐射光栅，其中，在此同样是薄片形的、相互平行取向的吸收部件的距离，从光栅的中间向边缘连续地增加。同时，吸收部件的宽度朝向边缘增大。通过杂散辐射光栅的这种结构，可以在整个光栅宽度上进一步实现一致的吸收比。不过，在此也存在对加工精度的要求。
DE 199 20 301 C2公开了另一种杂散辐射光栅，其中，吸收部件按相距的(beabstandenten)顺序相对于一个中心基本上按径向展开。在该杂散辐射光栅中吸收部件的展开和排列按一定的规则预先给出。在此，作为支撑材料使用硅，在硅中按照所希望的吸收部件顺序的展开而蚀刻洞。在这些洞中放入由铅制成的杆状吸收部件。这种杂散辐射光栅也对加工中保持极高的精度提出了要求，这种加工尤其可通过所建议的利用硅作为支撑材料的加工技术实现。
US 5263075A描述了一种杂散辐射光栅，其允许对入射的X射线的二维准直(Kollimierung)。该杂散辐射光栅由玻璃纤维束制成，从中蚀刻出单个的片状切片。各玻璃纤维的核心被蚀刻掉，从而形成毛细管状的、用于X射线的通道。然后，还对该玻璃材料掺杂直至60％的氧化铅形式的铅，从而在通道外实现提高了的X射线吸收。不过，由于在此所需的蚀刻以及掺杂步骤该杂散辐射光栅的加工也是相对昂贵的。
发明内容
从上述现有技术出发，本发明要解决的技术问题是，提供一种在检测器阵列前遮蔽杂散辐射的方法，该方法使得可以使用可廉价制造的杂散辐射光栅。
在本发明的在检测器阵列前遮蔽杂散辐射的方法中，检测器阵列由多个检测器元件组成、尤其用于医疗X射线设备，在该检测器阵列前按公知的方式设置一个杂散辐射光栅，该光栅由通过填充和支撑材料相互分开的、用于杂散辐射(特别是X射线辐射)的薄片形的吸收部件组成，各吸收部件相互近似于平行地展开。该方法的特征在于使用这样一种杂散辐射光栅，即，在其中吸收部件相邻的这样紧密，使得吸收部件的平均距离至少比检测器阵列的检测器元件的中心距离小两倍。
通过选择薄片形吸收部件的很小的距离，不再需要在加工时按照检测器阵列的光栅确定该距离。因为在加工中不要求任何吸收部件的高精度的取向或者保持窄的容差，这可以显著地更廉价地制造这种杂散辐射光栅。按同样的方式按照本发明的方法在使用这种杂散辐射光栅时不再要求在检测器阵列上的精确定位。
在使用本发明的用于遮蔽X射线杂散辐射的方法时，各吸收部件必须由X射线的强吸收材料构成，例如由如铅、钨、钽或钼等重金属构成。其它X射线强吸收材料，例如充填有铅粉的塑料，也可以作为吸收部件的材料使用。另一方面，填充和支撑材料应当尽可能少地吸收X射线。这种材料例如是如聚乙烯、聚苯乙烯或聚丙烯的塑料或者是纸张。
对于按本方法使用的杂散辐射光栅的功能而言，吸收部件的5％至30％的填充度(即，吸收部件占整个杂散辐射光栅体积的体积部分)被证明是优选的，因为在不必承受对形成图像信息的X射线明显衰减的条件下利用该值实现了足够的准直。
杂散辐射光栅本身可以板状地构成，这样其中的吸收部件基本上全部按与杂散辐射光栅表面垂直的相同方向取向。不过，这样一种同样是平板形式构成的杂散辐射光栅也会造成机械上这样的变形，即构成弯曲成接近碗状的板，其中吸收部件至少接近球心取向，该球心在采用杂散辐射光栅时应该与X射线管的焦点一致。这种变形恰恰可以在使用塑料作为填充和支撑材料时很容易实现。
本发明首先适用于要求X射线准直应用中的使用。不过，优选的应用领域在于使用医疗X射线设备、特别是计算机断层造影的场合。
在本发明中杂散辐射光栅仅仅安装在检测器阵列上面或者固定在其上，而不必考虑其针对检测器阵列的各检测器元件或像素的配置。由此省略了定位的花费。
附图说明
下面对照附图所示实施方式对本发明的方法再次举例说明。其中，
图1示出一个按照本发明方法的、杂散辐射光栅和检测器阵列配置的例子，
图2以剖面形式放大示出图1中的例子。
具体实施方式
图1示出了一个按照本发明方法的、杂散辐射光栅1和检测器阵列2配置的举例。检测器阵列2由多个检测器元件3组成，这些检测器元件3表示拍摄的入射X射线6的各个像素。为了遮蔽杂散辐射，按照本发明使用杂散辐射光栅1，其薄片形的吸收部件4具有比检测器阵列2的检测器元件3的中心距离D小至少两倍的距离d。在该例中杂散辐射光栅1固定在检测器阵列2之上，而不必将其按特殊的方式相对于各检测器元件3之间的无效区域进行定位。在此，杂散辐射光栅1允许基本上垂直出现的X射线6通过，而吸收由于在被透视对象中的散射以倾斜的角度入射的X射线7。
在图2中可以看出图1的在一个检测器元件3之上的、杂散辐射光栅1的放大断面图，其中，在图1和图2中示出的杂散辐射光栅1和检测器阵列2的高度不是按照比例绘制的。在杂散辐射光栅1中，作为吸收部件4使用了由铅或钨制成的金属膜，在各吸收部件之间是作为填充和支撑材料的塑料膜5，其起到了保持吸收部件4之间的距离的作用。该塑料膜5例如可由PE、PP或者PET构成。它们的厚度在检测器元件3像素宽度的1/10和1/5之间，杂散辐射光栅1安放在检测器元件3之上。塑料膜5在制造中与承担吸收X射线量子的薄金属膜交替地粘接成堆连接。该连接也可以直接设置在检测器阵列2之上并进行粘接，而不必为此要求按像素结构对准。
这种一维的杂散辐射光栅1适用于单行检测器阵列，或者适用于还不需要在其它方向(特别是CT设备的z方向)准直的大小适当的检测器阵列。

Claims (8)

1.一种在检测器阵列(2)前遮蔽杂散辐射的方法，该检测器阵列(2)由多个检测器元件(3)组成、尤其是用于医疗X射线设备，其中，在该检测器阵列(2)前设置一个杂散辐射光栅(1)，该光栅由通过填充和支撑材料(5)相互分开的、用于杂散辐射、特别是X射线辐射的薄片形的吸收部件(4)组成，各吸收部件(4)相互近似于平行地展开，
其特征在于，使用这样一种杂散辐射光栅(1)，即，其中所述吸收部件(4)相邻得这样紧密，使得吸收部件(4)的平均距离至少比检测器阵列(2)的检测器元件(3)的中心距离小两倍。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用这样一种杂散辐射光栅(1)，其中，所述吸收部件(4)相互间按相同的距离设置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用这样一种杂散辐射光栅(1)，其中，所述吸收部件(4)是由X射线强吸收材料构成的、单个的薄膜。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用这样一种杂散辐射光栅(1)，其中，所述填充和支撑材料(5)是通过由对X射线透明的材料构成的单个薄膜组成的。
5.根据利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，使用这样一种杂散辐射光栅(1)，其中，所述吸收部件(4)在距离方向上的展开最大为所述检测器元件(3)的中心距离的1/5。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，使用这样一种杂散辐射光栅(1)，其中，所述吸收部件(4)及填充和支撑材料(5)在所述杂散辐射光栅(1)中呈现一种体积比，该体积比给出吸收部件(4)的填充度在5％至30％之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，使用这样一种杂散辐射光栅(1)，其中，所述吸收部件(4)由金属材料构成，而所述填充和支撑材料(5)是塑料材料。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，使用这样一种杂散辐射光栅(1)，其中，所述吸收部件(4)由金属材料构成，而所述填充和支撑材料(5)是纸张材料。
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