CN1991575B

CN1991575B - 计算机放射摄影系统及使用方法

Info

Publication number: CN1991575B
Application number: CN2006100641608A
Authority: CN
Inventors: C·比诺; N·R·小科尔比; K·G·赫尔德
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: US7550754B2; EP1798576A3; US20080185535A1; RU2012114622A; RU2012114623A; EP1798576B1; JP2007172612A; EP1798576A2; US20070138419A1; US7244955B2; JP5329035B2; CN1991575A; RU2006144665A

Abstract

提供了一种用于对对象(16)成像的计算机放射摄影(CR)系统(10)。该系统包括辐射源(12)、存储荧光屏(14)、照明源(18)和二维成像器(20)。辐射源设置成照射存储荧光屏，并且存储荧光屏设置成存储辐射能量。照明源设置成照明存储荧光屏的至少一个子区域以便激励光子从存储荧光屏发射。二维(2D)成像器设置成利用激励发射光子从存储荧光屏捕获二维图像。存储荧光屏(14)进一步设置成在照射时发射即时发射光子，并且2D成像器(20)进一步设置成从存储荧光屏(14)接收即时发射光子。

Description

计算机放射摄影系统及使用方法

技术领域

本发明一般地涉及计算机放射摄影(CR)系统并且更具体地涉及一种提高计算机放射摄影系统中扫描速度和图像质量的系统及方法。

背景技术

计算机放射摄影系统采用的成像技术利用涂有存储荧光体的成像板来捕获穿过待成像对象的X-射线。待成像对象典型地被X-射线曝光，并且在成像板上形成X-射线隐像。当用低能量扫描光束(例如激光束)激励时，成像板上的存储荧光体在吸收X-射线的位置处释放出可见光。然后该光被捕获并转换为电信号，其随后转换为能够被传输到远程系统或地点的数据并显示在激光打印胶片或软拷贝工作站和数字化地储存。

传统地，计算机放射摄影扫描技术利用光学集成检测器系统来应用连续扫描激光束。典型地，以光栅形式实施扫描以便覆盖整个成像板。扫描激光束重复地在水平方向上扫描成像板，同时成像板缓慢地在正交方向上移动从而扫描整个板表面。一些CR系统还采用线性阵列扫描器，其用一行激励光每次扫描成像板的一行。但是，线性阵列CR扫描器需要扫描设备将成像板传送通过光学读取设备(利用滚轴系统)。这种接触可能最终损坏到成像板的点，该点处将不再可用。由于受成像操作花费的实际扫描时间限制了每像素或每行滞留时间，所以上述扫描方法限制了能够被存储荧光体收集的光量。另外，这些设备的校正是一维(横向跨过板的一排)的并且不补偿X-射线束或荧光体粒度的非一致性。

另外，如本领域熟练技术人员所知道的，通常存储的仅仅是一部分沉积到CR荧光板上的X-射线能量。相当数量的光(由于入射X-射线能量)在曝光时被迅速地发射，其通常不被检测器捕获。因此，由于不能收集这种即时的发射，许多沉积到CR板上的能量损失了。而且，在现有用于取回存储的发射信息的CR读取方法中，一些信号留在荧光板内，其在擦除周期过程中典型地浪费了。由于即时发射和未取回的存储发射而导致的X-射线能量损失降低了X-射线曝光检测量子效率及信噪比，否则可以得到更高的图像扫描质量。在医疗应用中，这种能量传递给患者而无益于增强诊断。在无创检测应用中，这种浪费的能量导致用于收集图像的吞吐量周期比其它方式需要的更长。

因此需要开发一种能够彻底且有效地从CR板收集能量的CR扫描技术。另外，需要开发一种能够在X-射线曝光期间从CR板收集即时发射和存储发射的CR扫描技术。还需要创造一种没有移动部件的系统以避免损坏成像板并产生一种能够容易地维护的设备。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于对对象成像的计算机放射摄影(CR)系统。该系统包括辐射源、存储荧光屏、照明源和二维成像器。辐射源设置成穿过对象来照射存储荧光屏，和存储荧光屏设置成存储对象的辐射能量图形。照明源设置成照明存储荧光屏的至少一个子区域以便激励光子从存储荧光屏发射从而提供被检查对象可视的描绘。二维(2D)成像器设置成利用激励发射光子从存储荧光屏捕获二维图像。

在另一个实施例中，提供了一种计算机放射摄影读出系统。该系统包括照明源，设置成照明存储荧光屏的至少一个子区域以便激励光子从存储荧光屏发射。该系统进一步包括二维(2D)成像器，设置成利用激励发射光子从存储荧光屏的至少一个子区域捕获二维图像。

还提供了一种读取存储荧光屏的方法实施例。该方法包括用照明源照明存储荧光屏的至少一个子区域以便激励光子从存储荧光屏发射。该方法进一步包括用2D成像器利用激励光子从存储荧光屏的至少一个子区域捕获至少一个二维图像。

还提供了一种配准存储荧光屏的方法实施例。该配准方法包括记录存储荧光屏的识别号。该配准方法进一步包括基于识别号取回与存储荧光屏相关的校正函数。该配准方法进一步包括在被成像对象的视场内利用校正函数配准存储荧光屏。

附图说明

参照附图阅读了下面详细说明之后，将会更好地理解本发明的这些及其他特征、方面，和优点，图中相同的符号表示相同的部件，其中：

图1是说明典型的存储荧光体的特征激励和发射动作以及不同激励光源的光谱示意图；

图2是用于对对象成像的二维计算机放射摄影(CR)扫描系统的示意图；

图3是读取存储荧光屏的二维CR读出系统的示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维CR读出系统的前光(front lit)构造的示意图；

图5是根据本发明再一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维CR读出系统的前光构造的示意图；

图6是根据本发明再一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维CR读出系统的前光构造的示意图；

图7是根据本发明一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维CR读出系统的背光(back lit)构造的示意图；

图8是根据本发明另一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维CR读出系统的背光构造的示意图。

具体实施方式

图1是说明典型的存储荧光体的特征激励和发射动作以及不同激励光源4和8的光谱示意图。从图1可以看到，所需的激励和即时发射光谱2与激励激发光谱带6具有非重叠或不相交的波长，由此允许在有激励能量(包络6)的情况下恢复发射光谱2(相应于所需的存储隐性X-射线曝光图形)。曲线9示出了用于典型存储荧光体的特征激励函数。传统的CR系统采用具有特征光谱4(通过使用脉冲状函数示出)的窄带源(典型为激光)来激励存储荧光体以便在任意激励能量4存在的情况下使发射能量2的最终分离更容易。传递到荧光体的全部激励能量与在整个曝光时间上积分的曲线4与9的乘积成比例。由于源4的带宽小(典型地仅有几纳米)，需要采用一种利用小聚焦激光点的扫描方法以便在2D成像板表面上以合理的激光代价获得所需的能量沉积。

本发明的实施例利用一种更有效的策略，如下文参照图2-7更详细的说明。对于图1所示的特定范例，使用具有连续分布光谱8的源(仅示出了接受带6内的光谱)。如本领域熟练技术人员知道的，例如钨丝灯或卤化钨白炽灯的白炽源具有例如连续光谱8的光谱并且具有非常低的成本和高的光能。也可以使用具有连续与离散光谱的组合(例如弧光放电灯)的其它灯。由于到达荧光体的全部激励能量与曲线9与8(在整个曝光时间上积分)的乘积成比例，大量光能可传递到存储荧光体而不需扫描昂贵的聚焦光源，例如激光。

本发明的实施例公开了一种能够经济地在短时间内向整个板表面传递激励能量的照明方法。如下文参照图2和图3更详细的说明，公开的二维成像系统从整个板表面(或成像板的子区域)捕捉激励能量并且在整个激励期间是并行的。而且，以合理的成本使用具有对发射波长有高响应性(responsitivity)(高检测器量子效率及高增益的连接效应)的成像器是可行的。参照图2和图3论述了成像器的示例。用滤光镜过滤“原始”光源的宽带光发射光谱以便获得如同8的曲线使得最大能量到达存储荧光体同时限制了额外的激励光到达接近激励发射光谱2的2D照相机。在一个特定的实施例中，为了进一步地排除杂散的非激励发射进入2D照相机，在区域3中具有通频带的光带通滤光镜放置在照相机的前面。参照图2和图3论述了滤光镜的示例。参照图2和图3论述了2D照相机的示例。

图2是用于对象成像的二维计算机放射摄影(CR)扫描系统10的示意图。本发明的实施例可应用于医疗和无损评价(NDE)。对于医疗应用，对象包括人或动物或他们的一部分。对于NDE应用，对象包括例如工业零件。根据一个实施例，如图2所示，系统10通常包括辐射源12、存储荧光屏14、照明源18和二维成像器20。辐射源12的非限制性示例包括X-射线源或伽马-射线源。虽然在此描述的许多实施例将X-射线描绘为用于CR辐射的示例类型，应当知道的是，公开的发明还可应用其它辐射类型，例如伽马射线、中子、或带电粒子。辐射源12将X-射线穿过感兴趣的对象16并照射存储荧光屏14。存储荧光屏14存储从辐射源12照射的辐射能量。照明源18(典型的黄-红光)照明存储荧光屏14的子区域或一部分并激励相应于存储荧光屏14内捕获的X-射线能量的光子的发射。所激励的光子对应于在激励处的早先X-射线强度。当对应于捕获的X-射线能量的光子被释放时，典型地从存储荧光屏14发射出紫蓝色光的光谱。照明源18还可设置成照明整个存储荧光屏14。在一个实施例中，照明源18为窄带光源，其非限制性的示例包括激光器或激光二极管。照明源18还包括宽光谱照明源、滤光白炽源、滤光低压钠灯、发光二极管(LED)、超超亮度发光二极管(SLED)、单灯泡或灯泡阵列。

二维(2D)成像器20设置成利用从存储荧光屏14激励的发射光子捕获二维图像。根据一个实施例，存储荧光屏14设置成在辐射源12的照射基础上发射即时发射光子，并且2D成像器20进一步设置成从存储荧光屏接收即时发射光子。在一个非限制性示例中，该2D成像器设置成具有线性16位动态范围并包括一个4096×4096阵列。

在一个特定实施例中，2D成像器20包括固态照相机。2D成像器20还包括电荷耦合器件(CCD)照相机、互补金属氧化物半导体(CMOS)照相机、或电荷注入器件(CID)照相机。CCD照相机包括薄背光CCD，该CCD包括蓝光增强成像器以便改进2D成像器20对蓝光的量子效率，从而改进器件的总效率。还可通过将波长偏移荧光体与成像器件自身紧密接触地放置来实现成像器在这个区域的进一步增强，从而在检测器具有更高量子效率的情况下将更高能量的(例如)蓝光转换为更高的的波长。在另一个实施例中，2D成像器20包括光电二极管阵列，例如非晶硅光电二极管阵列。进一步，2D成像器20可设计成具有低噪声电子，和多针相位(MPP)CCD逻辑以便提供低的用于长曝光时间的暗电流。在一个实施例中，2D成像器设置成捕捉存储荧光屏的子阵列的2D图像。在另一个实施例中，2D成像器设置成捕捉存储荧光屏的放大区域的2D图像。换言之，如果荧光体没有完全读出，可以利用放大视图和放大照明来第二次读取。在一个实施例中，可利用更集中的光源照明该板的一部分，并且移动照相机更靠近荧光体以便恰好置于那个区域的中心，所述区域给出关于感兴趣区域更高的空间分辨率。实现全部这些方面无需再重曝光对象，和不必调整条件来得到不同的x-射线几何放大倍数从而获得相似效果。另外，子阵列的2D图像可以用1：1的光学器件或具有放大倍数的光学器件获得，由此在这个放大的区域内给出可能增加的空间分辨率。

参照图2，系统10进一步可选地包括位于照明源18与存储荧光屏14之间的分色镜22。分色镜22将来自照明源18的激励照明(典型地黄-红光谱)传到存储荧光屏14并反射来自存储荧光屏14的激励发射光子(典型地蓝光谱)。2D成像器20进一步设置成接收被分色镜22反射的激励发射光子。在一个实施例中，分色镜包括分色光束分离器。可选地，蓝光滤过镜24布置在分色镜22与2D成像器20之间以便进一步过滤剩余的激励(黄-红)照明并且仅允许来自存储荧光屏14的所需的激励(蓝光)光通过。

系统10进一步可选地包括屏蔽装置26和辐射屏蔽27，布置在分色镜22与2D成像器20之间。屏蔽装置26可由含铅玻璃或冕牌玻璃构成，例如，辐射屏蔽27可以为铅屏蔽的形式。屏蔽装置26及辐射屏蔽27保护2D成像器20不受来自辐射源12的辐射。对于图2描绘的实施例，透镜系统28可操作地连接到2D成像器20。透镜系统28可包括用作空间及波长象差校正的多元件透镜、空间成像透镜、变焦透镜或高透射透镜。根据一个特定实施例，透镜系统28进一步设置成具有高几何精度及大孔径，适合于被收集的光量。屏蔽玻璃26和透镜系统28还可包括抗反射涂层以避免降低图像质量的多重反射。透镜系统28和2D成像器20可选地被控制器30控制。根据本实施例，2D成像器20和透镜系统28设置成读出存储荧光屏14上的感兴趣区以执行子阵列成像。系统10进一步可选地包括设置成移动2D成像器20并聚焦透镜系统28的平移装置32。对于这个实施例，控制器30进一步设置成控制该平移装置32。在特定实施例中，平移装置32包括移动平台。

再次参照图2，从即时发射和激励发射收集的光被组合以图像，该图像具有比从单个发射收集的光改进的性能。可选地，在回到用于读取存储荧光体的系统10之前，系统10还可用于捕获刚激励的光，以允许荧光板的移动性用于捕获来自系统10之外的辐射源的图像。本领域熟练技术人员应当知道，捕获的图像可以从外部获以便通过连接到CR扫描系统10的本地网络进行观察和分析。

图3用于读取存储荧光屏的二维(2D)计算机放射摄影(CR)读出系统的前光构造的示意图。如图3所示，系统100包括存储荧光屏14/照明源18和二维成像器20。如上所述，存储荧光屏14储存捕获的X-射线能量。在一个非限制性示例中，该存储荧光屏包括BaFBr:Eu²⁺。存储荧光屏可以有不透明背衬或位于盒子里。照明源18(典型黄-红光)照明存储荧光屏14的子区域并从存储荧光屏14激励光子的发射。激励的光子对应于激励处早先的X-射线强度。当与捕获的X-射线能量对应的光子被释放时，典型地从存储荧光屏14发射紫蓝光的窄光谱。照明源18还可设置成照明整个存储荧光屏14。在某些非限制性示例中，照明源18包括激光器或激光二极管。照明源18其它例子已在上文中讨论。二维(2D)成像器20利用从存储荧光屏14激励的发射光子捕获二维图像。如上所述，2D成像器20可以包括固态照相机、CCD照相机、CMOS照相机、或CID。在另一个实施例中，2D成像器可包括光电二极管阵列，例如，非晶硅光电二极管阵列。

参照图3，系统100进一步可选地包括位于照明源18与存储荧光屏14之间的分色镜22。分色镜将来自照明源18的激励照明(典型地黄-红光谱)传到存储荧光屏14并反射来自存储荧光屏14的激励发射光子(典型地蓝光谱)。2D成像器20进一步设置成接收被分色镜22反射的激励发射光子。在一个实施例中，分色镜包括分色光束分离器。可选地，窄带滤光镜42布置在分色镜22与2D成像器20之间进一步过滤剩余的激励(红)照明并仅允许所需的来自存储荧光屏14的激励(蓝)光通过。

可选地，系统进一步包括可操作地连接到2D成像器20的透镜系统28。透镜系统28可包括用作空间及波长象差校正的多元件透镜、空间成像透镜、变焦透镜或高透射透镜。透镜系统28和2D成像器20可选择地被控制器30控制。如上所述，如果需要的话，2D成像器20和透镜系统28设置成执行子阵列成像。系统10可选地进一步包括设置成移动2D成像器20并聚焦透镜系统28的平移装置32。对于这个实施例，控制器30进一步设置成控制该平移装置32。可选地，存储发光体14可从系统100移除以便照射，并且回到系统100以便用上述激励装置进行图像捕捉。有利地，2D成像器20可设置成读取屏的子阵列或整个区域。在一个实施例中，2D成像器设置成捕获存储荧光屏子阵列的2D图像。在另一个实施例中，2D成像器设置成捕获存储荧光屏的放大区域的2D图像。如上所述，如果荧光体没有完全读出，可以利用放大视图和放大照明来第二次读取。在一个实施例中，可利用更集中的光源照明该板的一部分，并且移动照相机更靠近荧光体以便恰好置于那个区域的中心，所述区域给出关于感兴趣区域更高的空间分辨率。

还提供了一个读取存储荧光屏14的方法实施例，例如使用2DCR读出系统100来执行该方法实施例。读取存储荧光屏14的方法包括用照明源18照明存储荧光屏14的至少一个子区域以便从存储荧光屏14激励光子的发射。该方法进一步包括采用2D成像器从存储荧光屏14的至少一个子阵列利用激励的光子捕获至少一个二维(2D)图像。根据特定的实施例，还捕获了来自存储荧光屏14的放大区域的至少一个2D图像。如上所述，如果荧光体没有完全读出，可以利用放大视图和放大照明来第二次读取。在一个实施例中，可利用更集中的光源照明该板的一部分，并且移动照相机更靠近荧光体以便恰好置于那个区域的中心，所述区域给出关于感兴趣区域更高的空间分辨率。进一步，可基于激励源的照明度实现多次读取。

根据另一个实施例，该方法进一步包括用辐射源12穿过对象16来照射存储荧光屏14以便存储对象16的辐射能量图，其中照射步骤在照明及捕获步骤之前执行，并且其中捕获步骤包括从整个存储荧光屏捕获至少一个2D图像。该方法进一步包括重复照射、照明及捕获步骤，其中捕获步骤的重复包括在存储荧光屏耗尽所存储的图形之前从存储荧光屏的放大区域捕获至少一个2D图像。

图4是根据本发明另一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维计算机放射摄影(CR)读出系统300的前光构造的示意图。图4的示例使用光束分离器22及滤光镜46，如下所述。在特定实施例中，如图4所示，照明源18为宽发射光谱照明源。滤光镜46布置在照明光源18与光束分离器22之间。滤光镜46设置成将来自照明源18的照明光谱限制并匹配到存储荧光屏14的吸收函数。在一个非限制性示例中，滤光镜46包括与Edmund Scientific IR吸收滤光镜(零件号45649)层叠的Schott OG530有色玻璃滤光镜。如在此使用的，存储荧光板14的吸收函数描述波长范围，在该波长范围上包括有存储荧光板的材料能够吸收能量以便释放早先X-射线曝光产生的隐像。光束分离器22设置成将已被滤光镜46过滤的激励能量(典型的黄-红光谱)传到存储荧光屏14并把激励的读出能量(典型的蓝光谱)反射到2D成像器20。系统300另外可选地包括布置在光束分离器22与可操作地连接到2D成像器(20)的透镜系统28之间的窄带滤光镜42。窄带滤光镜设置成进一步过滤剩余的激励(黄-红)照明并仅允许所需的来自存储荧光屏14的激励(蓝)光通过。进一步，窄带滤光镜42的波长范围设置成与来自存储荧光板14的发射光谱的波长范围相匹配。在一个非限制性的示例中，窄带滤光镜42包括Schott BG-12有色玻璃滤光镜。

图5是根据本发明再一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维计算机放射摄影(CR)读出系统400的前光构造的示意图。如下所述，图5所示的特定实施例给光束分离滤光镜40增加了一个额外的前置滤光镜48。在特定实施例中，如图5所示，照明源18为宽发射光谱照明源。前置滤光镜48布置在照明源18与光束分离滤光镜40之间。前置滤光镜48设置成首先将照明光谱进行光谱整形成荧光屏14的吸收函数。在一个非限制性的示例中，前置滤光镜48包括SchottGG400有色玻璃滤光镜(其透过波长大于400nm的能量)。系统400进一步包括布置在前置滤光镜48与存储荧光屏14之间的光束分离滤光镜40。光束分离滤光镜40设置成进一步光谱整形激励能量(典型的黄-红光谱)并把来自存储荧光屏14的激励读出能量(典型的蓝光谱)反射到2D成像器20。光束分离滤光镜40可进一步设置成包括多个滤光镜以便实施光学过滤并获得所需的全部透射函数。系统400可选地包括布置在光束分离滤光镜40与可操作地连接到2D成像器20的透镜系统28之间的窄带滤光镜42。窄带滤光镜42的波长范围设置成与来自存储荧光板14的发射光谱的波长范围相匹配。即，窄带滤光镜42设置成进一步过滤剩余的激励(黄-红)照明并仅允许需要的来自存储荧光屏14的激励(蓝)光通过。

图6是根据本发明再一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维计算机放射摄影(CR)读出系统500的前光构造的示意图。在特定实施例中，如图6所示，系统500包括一个或更多照明源18，每个照明源设置为宽发射光谱光源。滤光镜50布置在每个宽发射光谱照明源18与存储荧光屏14之间。该滤光镜50设置成将照明光谱匹配并限制为存储荧光屏14的激励吸收函数。系统500另外包括布置在可操作地连接到2D成像器20的透镜系统28与存储荧光屏14之间的窄带滤光镜42。窄带滤光镜42的波长范围设置成与来自存储荧光板14的发射光谱的波长范围相匹配。即，窄带滤光镜42设置成进一步过滤剩余的激励(黄-红)照明并仅允许所需的来自存储荧光屏14的激励(蓝)光通过。在特定实施例中，2D成像器20的光轴52与存储荧光屏14正交以便当成像存储荧光屏14时使光畸变最小。如本领域技术人员知道的，光轴52可不必与存储荧光屏正交。滤过的照明轴54以一个角度照射到存储荧光屏14上，该角度的选取使得产生系统500紧凑封装。进一步，一个或更多照明源18可空间地布置在2D成像器20的光轴52周围并以互相配合的方式控制。照明源的放置方式使得以递送以一个角度照射到板14上的能量，该照明源允许当不需光束分离滤光镜时系统500有更紧凑形状。另外，多个照明源18允许在板14上有更均匀的照明覆盖，并提供了更高强度照明由此能够更快速地读出板。

图7是根据本发明一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维计算机放射摄影(CR)读出系统600的背光构造的示意图。在特定实施例中，如图7所示，照明源18为宽发射光谱照明源。存储荧光屏14布置在宽发射照明源18与2D成像系统20之间。在一个特定实施例中，存储荧光屏14包括透明或半透明的背衬。提供一个用于存储荧光屏14的插入槽56。布置在宽发射照明源18与存储荧光屏14之间的滤光镜58设置成光谱整形激励能量为在存储荧光屏14内荧光体的接受带宽。参考数字55代表包含来自激励发射源18以及来自存储荧光屏14的激励发射的波长的光。系统600额外地包括窄带滤光镜42，布置在存储荧光屏14与可操作地连接到2D成像器的透镜系统28之间。窄带滤光镜42的波长范围设置成与来自存储荧光板14的发射光谱的波长范围相匹配。即，窄带滤光镜42设置成进一步过滤剩余的激励(黄-红)照明并仅允许所需的来自存储荧光屏14的激励(蓝)光通过。

图8是根据本发明另一个实施例的用于读取存储荧光屏的二维CR读出系统700的背光构造的示意图。图8所示的背光构造包括把存储荧光体14放在非晶硅平板检测器64上并从背面照明它。进一步，为了避免在读出阵列上黄-红混杂，可用蓝染料制作荧光体14以便减少激励照明传输到硅平板检测器64。存储荧光体14可通过用蓝玻璃纤维制成的光纤面板滤光镜和准直器60成像。后者透过蓝光，但吸收激励红光。具有蓝纤维的光纤面板可被不同折射率的包层玻璃环绕和可以涂为黑色。包层玻璃将光保持在光纤内，并且所环绕的黑色涂层防止光纤之间的串扰。黑色玻璃还会在输入面吸收任何红激励光并避免这样的光通过包层而造成混杂。光纤面板滤光镜和准直器60及光学胶合剂62可沉积在非晶硅检测器阵列64上以便进一步将激励发射光从激励光中分离。如那些本领域技术人员知道的，对于不同的激励和发射波长可使用适当的滤光镜来提供分离和适当的灵敏度。

有益地，公开的实施例使得非扫描系统能够捕获板的2D区域。以这种方式，公开的系统能够实施二维成像，还减少了例如在这些系统中由于在激励光、采样率和板的运动之间的瞬间效应产生诸如托尾的扫描伪像。如下文中更详细的论述，采集瞬时2D图像适于2D校准例程，该例程使得x-射线束的强度屏蔽、照明光、荧光体结构噪声、系统中的光学器件和在成像器像素内的灵敏度分布能够标准化。

如那些本领域技术人员知道的，需要有一种在整个板表面上具有均匀响应(给出最佳可能的图像质量)的检测系统，实际上，需要构成一个“校正”或加权函数，其将应用到原始检测的激励信号以便在光学收集和检测器灵敏度方面校正空间不均匀性。典型地，这是通过校准过程实现的，在该过程中形成板(在整个板表面上以恒定强度曝光)的图像。这个图像通常称为“平场”图像并且用于产生校正函数，该函数应用到随后所研究对象的原始图像中。

传统地，串行扫描CR系统形成不依赖于特定板的标识信息的通用一维(1D)校正函数，并将该校正函数等同地应用到原始图像的所有排上。本发明的实施例通过使用机械配准方法把CR板固定在2D照相机的视场内以及用机器可读标签来记录所使用的成像板的唯一标识并能够取回所存储的对特定板关键的2D校正函数，来产生并应用2D校正函数以便产生高质量图像。在一个特定实施例中，提供了配准存储荧光屏的方法。该方法包括记录存储荧光屏的识别号。该方法进一步包括基于识别号取回与存储荧光屏相关的校正函数，和在成像对象的视场内用校正函数来配准存储荧光屏。根据一个特定实施例，用机器可读标签记录识别号。根据另一个特定实施例，在对象的视场内配准存储荧光屏包括将二维基准图形应用到存储荧光屏。

根据本发明的实施例，校正技术的使用使得存储荧光屏能够精确地与2D成像器配准并能够在存储荧光屏内有更低噪声的操作(通过移除不均匀的辐射源)和更低的结构噪声。另外，公开的校正技术减少了2D成像器内的像素到像素的变化，由此为被检查对象提供增强的对比度。另外，本发明的实施例提供了应用到板或盒子或叠加到所存储的所研究对象的X-射线图像中的2D基准图形的使用。这些标志可以为标准序列核对符号(例如，尺子上的标志)的形式在2D图像视场内永久地沿盒子或板或保持器或许多小2D图形的边缘排列，用于执行在CR系统内板相对于成像照相机确切的x-y偏移位置的2D计算。这使得CR板的机械固定可以具有较低的精度，因为可用软件“再配准”原始图像到精确位置，该位置适于采用对所使用的板唯一的预存储的2D校正图形。进一步，或者校正图像配准到板或者板配准到校正图像。

上述示意的实施例公开了一种读出计算机放射摄影(CR)荧光板的装置，或者在荧光盒中，或者为二维形式的独立薄片。有益地，存储荧光屏可在固定位置被瞬间读出，而不需要机械式板扫描机构。对于图1所示的典型实施例，在X-射线曝光捕获即时X-射线发射(典型地，其在CR系统中被消耗)输出期间且还在X-射线曝光，捕获存储发射(典型的，如CR系统中一样)之后，读出来自存储荧光屏的荧光体，由此使得成像期间能够获得最佳检测量子效率。进一步，如上所述，二维(2D)成像器或CCD或CMOS低照度相机形式的光传感器使得高速图像采集能够实现，同时使得需要的诊断或检查灵敏度能够实现。另外，2D成像器的使用减少了对CR板的机械损坏，因为不需要将板传输通过一维扫描器设备。

上述实施例具有多个优势，包括能够获得更快及更完整地读取CR板，导致高效率、高产出率曝光、同样曝光水平下的高图像质量曝光、快速检测器量子效率(DQE)、减少的扫描伪像(例如带、线和阴影)、减少了对成像板的损坏、更简化的系统结构(由于移动零件更少)、以及使用更低成本的光源。高扫描效率进一步减少了曝光需要的能量需求。本发明的实施例还消除了重复地更换CR板的需要，因为曝光和读出过程本身不损坏板。本发明的实施例可用作多种场合，例如，无损检测(NDT)和医疗成像。

虽然仅示意和描述了本发明的一些特征，本领域技术人员可进行许多变形和改变。因此，应当知道的是，附属的权利要求书意图覆盖所有这样的落入本发明的实际精神内的变形和改变。

部件列表

2　　　　激励的发射光谱

4 激励发射光谱

3 光学滤光镜的通带

6 过滤的光能量源的通带

8 宽带光源的光谱

9 存储荧光体能量的接受函数

10 CR系统

12 辐射源

14 存储荧光屏

16 对象

18 照明源

20 2D成像器

22 分色镜

24 蓝光滤过镜

26 屏蔽装置

27 辐射屏蔽

28 透镜系统

30 控制器

32 平移装置

40 光束分离滤光镜

42 窄带滤光镜

44

46 滤光镜

48 前置滤光镜

50 滤光镜

52 光轴

54 过滤的照明轴

55 波长

56 插入槽

58 滤光镜

60 光纤面板滤光镜和准直器

62 光学胶合剂

64 非晶硅检测器阵列

100 CR读出扫描系统

200 前光CR读出扫描系统

300 前光CR读出扫描系统

400 前光CR读出扫描系统

500 前光CR读出扫描系统

600 背光CR读出扫描系统

700 背光CR读出扫描系统

Claims

1.一种用于对对象(16)成像的计算机放射摄影系统(10)，该计算机放射摄影系统包括：

辐射源(12)；

存储荧光屏(14)，其中所述辐射源设置成穿过对象(16)来照射所述存储荧光屏(14)，并且其中所述存储荧光屏(14)设置成存储所述对象(16)的辐射能量图形；

照明源(18)，设置成照明所述存储荧光屏(14)的至少一个子区域以便激励多个光子从所述存储荧光屏(14)发射；

二维成像器(20)，设置成利用至少激励的发射光子从所述存储荧光屏(14)的至少一个子区域捕获至少一个二维图像；和

分色镜，放置在所述照明源与所述存储荧光屏之间，并且设置成将来自所述照明源的激励照明传到所述存储荧光屏且反射来自所述存储荧光屏的激励发射光子，其中所述二维成像器还设置成接收被所述分色镜反射的激励发射光子，

其中所述存储荧光屏(14)进一步设置成在照射时发射多个即时发射光子，并且其中所述二维成像器(20)进一步设置成从所述存储荧光屏(14)接收即时发射光子，以及

其中所述计算机放射摄影系统设置为前光计算机放射摄影系统。

2.如权利要求1所述的计算机放射摄影系统(10)，进一步包括置于所述分色镜与所述二维成像器(20)之间的至少一个屏蔽装置(26)和一个用于所述二维成像器的辐射屏蔽(27)。

3.如权利要求1所述的计算机放射摄影系统(10)，其中所述分色镜包括分色光束分离器。

4.一种用于对对象(16)成像的计算机放射摄影系统(10)，该计算机放射摄影系统包括：

辐射源(12)；

存储荧光屏(14)，其中所述辐射源设置成穿过对象(16)来照射所述存储荧光屏(14)，并且其中所述存储荧光屏(14)设置成存储对象(16)的辐射能量图形；

照明源(18)，设置成照明所述存储荧光屏(14)的至少一个子区域以便激励多个光子从所述存储荧光屏(14)发射；和

分色镜(22)，放置在所述照明源(18)与所述存储荧光屏(14)之间并设置成把来自所述照明源(18)的激励照明传到所述存储荧光屏(14)并反射来自所述存储荧光屏(14)的激励发射光子，其中所述二维成像器(20)进一步设置成接收被所述分色镜(22)反射的激励发射光子，其中所述分色镜包括分色光束分离器，

其中，所述计算机放射摄影系统为背光计算机放射摄影系统。

5.如权利要求4所述的计算机放射摄影系统(10)，进一步包括置于所述分色镜(22)与所述二维成像器(20)之间的至少一个屏蔽装置(26)和一个用于所述二维成像器的辐射屏蔽(27)。

6.一种计算机放射摄影读出系统(100)，包括：

照明源(18)，设置成照明存储荧光屏(14)的至少一个子区域以便激励多个光子从所述存储荧光屏(14)发射；和

二维成像器(20)，设置成利用激励的发射光子从所述存储荧光屏(14)的至少一个子区域捕获至少一个二维图像，其中所述二维成像器(20)设置成捕获所述存储荧光屏中放大区域的至少一个二维图像；和

分色镜(22)，放置在所述照明源(18)与所述存储荧光屏(14)之间并设置成把来自所述照明源的激励照明传到所述存储荧光屏并反射来自所述存储荧光屏的激励发射光子，其中所述二维成像器进一步设置成接收被所述分色镜反射的激励发射光子。

7.如权利要求6所述的计算机放射摄影读出系统(100)，其中所述分色镜(22)包括分色光束分离器(22)。

8.如权利要求7所述的计算机放射摄影读出系统(100)，进一步包括：蓝光滤过镜(24)，布置在所述分色镜(22)与所述二维成像器(20)之间。

9.一种计算机放射摄影读出系统(500)，包括：

一个或更多照明源(18)，设置成照明存储荧光屏(14)的至少一个子区域以便激励多个光子从所述存储荧光屏(14)发射，其中每个照明源设置为宽发射光谱光源；

二维成像器(20)，设置成利用激励的发射光子从所述存储荧光屏(14)的至少一个子区域捕获至少一个二维图像；和

一个或更多滤光镜(50)，布置在所述一个或更多照明源中相应各个与所述存储荧光屏之间，其中所述一个或更多滤光镜中的每一个设置成将来自所述一个或更多照明源中相应那个照明源的照明光谱匹配并限制为所述存储荧光屏的吸收函数。

10.如权利要求9所述的计算机放射摄影读出系统(500)，进一步包括：

窄带滤光镜(42)，设置成过滤来自所述一个或更多照明源(18)的剩余激励照明并使来自所述存储荧光屏(14)的激励光能够通过；和

透镜系统(28)，可操作地连接到所述二维成像器(20)，其中所述窄带滤光镜布置在所述透镜系统与所述存储荧光屏之间。