用于x射線圖像拍攝設(shè)備的可旋轉(zhuǎn)的散射格柵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種具有圓形基面和多個(gè)輻射通道的可旋轉(zhuǎn)的散射格柵，以及包 括相應(yīng)的散射格柵的X射線圖像拍攝設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知的X射線圖像拍攝設(shè)備典型地具有如下結(jié)構(gòu):徑向?qū)ΨQ的X射線輻射從點(diǎn)狀X 射線源、通常是X射線管出射。該X射線輻射穿透檢查對(duì)象、例如患者，并且被空間分辨的圖 像接收器或者X射線輻射探測器探測到。在檢查對(duì)象或者患者中，通過入射的X射線輻射與 材料的相干和不相干的交互作用產(chǎn)生散射。該散射同樣由探測器探測到，然而未載有圖像 信息，由此在所產(chǎn)生的X射線圖像拍攝中形成干擾信號(hào)。相比于初級(jí)X射線輻射，在檢查對(duì)象 中形成的散射沿所有空間方向發(fā)出。因?yàn)閹缀醪荒茏柚乖赬射線成像中形成散射，所以使用 散射柵。該散射柵利用了散射的隨機(jī)的方向分布。散射柵安裝在檢查對(duì)象和探測器之間。它 通常由精細(xì)的葉片或接片(Steg)構(gòu)成，該葉片或接片由特別好地吸收X射線輻射的材料、例 如鉛制成。葉片基本上平行于X射線輻射方向布置并且在該方向上具有特定的長度，從而初 級(jí)X射線輻射的大部分可以通過格柵，因?yàn)樗簧渲腥~片壁，相反地，散射大部分射中葉片 壁并在那里被吸收。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，葉片壁典型地具有80μπι到1 ΟΟμπι的厚度。對(duì)于血管造影中例 如為150μπι到200μπι的像素大小而言，清楚的是，散射柵的結(jié)構(gòu)會(huì)在X射線圖像拍攝中由X射 線圖像拍攝設(shè)備成像。換言之，當(dāng)格柵太大時(shí)，可以在X射線圖像拍攝中識(shí)別出其周期性。該 效果很不利于對(duì)觀察者所形成的圖像印象以及圖像質(zhì)量。
[0004] 避免在X射線圖像拍攝中成像格柵的一個(gè)可能性在于，將散射柵在圖像采集期間 相對(duì)于X射線輻射探測器移動(dòng)。這種方法例如在公開文獻(xiàn)DE102005052992A1中描述。在那 里，散射柵經(jīng)歷線性運(yùn)動(dòng)，具體而言，格柵實(shí)施相對(duì)于探測器的直線的來回運(yùn)動(dòng)。在基于格 柵的圖像信息的空間中的擦拭或涂抹引起的是，不能再分辨X射線圖像拍攝中的格柵的各 個(gè)葉片。然而，恰好在介入治療中以例如每秒15至30幀的高圖像速率工作。相應(yīng)地，格柵的 線性運(yùn)動(dòng)也必須以很高的速度進(jìn)行。這例如在所出現(xiàn)的加速力方面對(duì)機(jī)械和執(zhí)行器提出高 要求，因?yàn)楦駯疟仨毐粺o聲和無振動(dòng)地引導(dǎo)。此外，格柵的線性運(yùn)動(dòng)必須與X射線脈沖同步， 這同樣要求高的開發(fā)開銷。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 基于此，本實(shí)用新型的任務(wù)是，提供一種改進(jìn)的散射格柵，其克服了所描述的缺 點(diǎn)。該任務(wù)根據(jù)本實(shí)用新型通過散射格柵和X射線圖像拍攝設(shè)備來解決。
[0006] 本實(shí)用新型一方面基于將用于抑制在X射線圖像拍攝中示出散射格柵的線性運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)變?yōu)樯⑸涓駯诺男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且同時(shí)基于匹配格柵接片的、對(duì)于散射格柵的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)最 合適的格柵形狀或構(gòu)型。通過這些措施，可以在X射線成像中有效抑制散射，并且在散射格 柵的可以簡單地實(shí)現(xiàn)并且可靠的運(yùn)動(dòng)中阻止在X射線圖像拍攝中對(duì)散射格柵成像。
[0007] 相應(yīng)地，本實(shí)用新型涉及一種用于X射線圖像拍攝設(shè)備的、用于在X射線輻射方向 上布置在X射線輻射探測器之前的散射格柵，其中，散射格柵具有半徑為r = Rmax的圓形基 面，散射格柵構(gòu)建為可以圍繞散射格柵的中心旋轉(zhuǎn)，并且散射格柵在基面內(nèi)包括多個(gè)透射X 射線輻射的輻射通道，其中，輻射通道是通過多個(gè)完全圍繞其的格柵接片形成的，其中，格 柵接片分別在基面中沿著螺旋形曲線延伸。
[0008] 根據(jù)本實(shí)用新型的散射格柵以其圓形和由此旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的基本形狀而特別良好地 適用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗试S基本上均勻的重量分布，從而散射格柵的旋轉(zhuǎn)軸線也對(duì)應(yīng)于 它的主慣性軸線。相應(yīng)地，散射格柵構(gòu)建為可以圍繞其中心旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸線和主慣性軸線延 伸穿過該中心。旋轉(zhuǎn)特別良好地適合作為運(yùn)動(dòng)方式，因?yàn)樯⑸涓駯艃H還在起動(dòng)和慣性運(yùn)動(dòng) 時(shí)經(jīng)受加速力，這會(huì)在成像之前和之后進(jìn)行。旋轉(zhuǎn)是聲音較小和振動(dòng)較少地進(jìn)行的，并且也 可以在機(jī)械上簡單地實(shí)現(xiàn)。在一分鐘中實(shí)現(xiàn)300至1500轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)頻率。對(duì)此所需的驅(qū)動(dòng)有利 地作用于散射柵的側(cè)面或者說作用于其圓周上，以便不損害X射線成像。驅(qū)動(dòng)例如可以通過 電磁場進(jìn)行或者以機(jī)械方式通過某類V帶進(jìn)行。
[0009] 典型地，散射柵的柵結(jié)構(gòu)是通過平行和/或直角地延伸并且間隔恒定的柵葉片形 成的，或者構(gòu)建為蜂巢形的。輻射通道于是分別對(duì)應(yīng)于位于葉片之間的線形、矩形、方形或 蜂巢形的通道。發(fā)明人現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到，當(dāng)摒棄這些慣用的柵結(jié)構(gòu)時(shí)，可以用旋轉(zhuǎn)的散射格柵來 改進(jìn)散射抑制。相應(yīng)地，格柵接片根據(jù)本實(shí)用新型在基面中在螺旋形軌道上延伸。螺旋在本 實(shí)用新型的意義下理解成每個(gè)如下平面曲線，該曲線圍繞一個(gè)點(diǎn)、即螺旋極點(diǎn)延伸并且離 它越來越遠(yuǎn)。
[0010] 根據(jù)本實(shí)用新型的散射格柵實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的散射抑制，這顯著擴(kuò)大了圖像質(zhì)量與所 使用的劑量的比例。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，散射格柵的格柵接片在其上延伸的螺旋 形曲線的極點(diǎn)位于它的圓形基面的中心。這簡化了散射格柵的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的構(gòu)型，并且如下 面更詳細(xì)描述那樣還有利于格柵接片在散射格柵的基面內(nèi)的均勻分布。
[0011] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，螺旋形曲線右旋和左旋地延伸。換言之，散射格柵包 括從散射格柵的中心出發(fā)執(zhí)行順時(shí)針彎曲的格柵接片，以及從散射格柵的中心出發(fā)執(zhí)行逆 時(shí)針彎曲的格柵接片。于是，右旋曲線上的格柵接片和左旋曲線上的格柵接片相交。輻射通 道相應(yīng)地通過右旋曲線上的兩個(gè)相鄰格柵接片和左旋曲線上的兩個(gè)相鄰的格柵接片形成， 并且格柵接片的彎曲可忽略地具有梯形形狀。格柵接片的交點(diǎn)顯著提高了散射格柵的穩(wěn)定 性，其根據(jù)該方面構(gòu)建為自支承的。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，螺旋形曲線構(gòu)建為平面的、對(duì)數(shù)型的螺旋線。該方面 基于這樣的考慮，即，在散射格柵的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，在X射線圖像拍攝中可見與局部運(yùn)動(dòng)方向 相切地延伸的格柵接片。理想的是，僅徑向延伸的格柵接片。因?yàn)橛纱司筒荒軜?gòu)建自支承的 結(jié)構(gòu)，所以發(fā)明人選擇了穩(wěn)定性和成像特性之間最好的折衷，即，使得格柵接片沿著對(duì)數(shù)型 螺旋線延伸。對(duì)數(shù)型螺旋線可以以極坐標(biāo)等式
[0013] r{jp) = a*e^ a,k eR,k^0
[0014] 來描述，其中，k =常數(shù)作為螺旋線的螺距，并且α作為螺旋角，其中tan(c〇=k。對(duì) 數(shù)型螺旋線具有的特性是，通過螺旋極點(diǎn)的每條直線以相同的角度與螺旋線相交。尤其在 螺旋線的螺距為1時(shí)，格柵接片相對(duì)于半徑總是位于45°的角度中。在一個(gè)替選的構(gòu)型中，可 以匹配對(duì)數(shù)型螺旋線的螺距并且尤其將其選擇為大于1，這實(shí)現(xiàn)了格柵接片相對(duì)于其半徑 的陡度加大(Auf stei lung)。由此，格柵接片更接近于徑向走向。格柵接片的徑向走向在旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中最快地消失并由此不可見。此外，格柵接片的徑向走向提高了散射格柵的穩(wěn)定性， 更陡的格柵接片可以更好地吸收旋轉(zhuǎn)力。