專(zhuān)利名稱(chēng)：曲面鏡和包括該曲面鏡的x射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種能反射X射線的曲面鏡和包括該曲面鏡的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在X射線成像領(lǐng)域中，由于X射線管發(fā)出的X射線具有連續(xù)的寬能譜，例如分布在I 150keV內(nèi)，其中低能X射線(如I IOkeV)對(duì)最后的成像結(jié)果沒(méi)有意義,而且會(huì)在穿過(guò)人體的組織器官時(shí)被衰減。為了減少低能X射線對(duì)人體的輻射，目前的常見(jiàn)做法是在X射線傳播方向上布置一些由衰減材料構(gòu)成的薄層(以下簡(jiǎn)稱(chēng)衰減層)，以在X射線到達(dá)人體前將低能X射線衰減掉，不過(guò)衰減后的X射線仍具有連續(xù)的寬能譜，例如10 150keV。對(duì)目前的X射線成像技術(shù)而言，X射線的能譜越寬，圖像的信噪比越差。鑒于寬能譜的X射線對(duì)X射線成像的限制，一些新興的X射線成像技術(shù)(例如相位差成像)等提出單色(monochromic)X射線的概念,理想的單色X射線的能譜是單一的，例如為70keV，其信噪比很高，且增強(qiáng)圖像對(duì)比度，并提供更多成像信息。不過(guò)目前僅能在實(shí)驗(yàn)室特定條件下通過(guò)同步加速器輻射源得到單色X射線。由于目前單色X射線在普通條件下無(wú)法得到，所以商業(yè)化很困難。本發(fā)明之前，本申請(qǐng)人還提交了一份申請(qǐng)?zhí)枮?01010615763.9的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，提出可以使用反射膜濾光鏡來(lái)產(chǎn)生分離的、單能譜的X射線，用于多選擇的能量尖峰。這種反射膜濾光鏡能在醫(yī)學(xué)成像所用的頻譜范圍中進(jìn)行能譜選擇，其已被本申請(qǐng)人的數(shù)次實(shí)驗(yàn)結(jié)果所證明。不過(guò)，由于入 射到反射膜濾光鏡上的各X射線束與反射膜濾光鏡的夾角不盡相同，根據(jù)布拉格公式，經(jīng)反射膜濾光鏡反射后的X射線的頻譜也不盡相同，仍具有一定的頻譜寬度，相比單色X射線束而言，信噪比仍較差，可提供的成像信息也有限。此外，由于入射到反射膜濾光鏡上的X射線束和從該反射膜濾光鏡上反射出的X射線束都是錐形束，在每個(gè)成像平面中則為扇形束，扇形束的邊緣X射線和中心X射線與探測(cè)器的距離不等，從而限制對(duì)原始數(shù)據(jù)的重建，使重建后的圖像中存在偽影。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中圖像的信噪比較差和因X射線錐形束的幾何參數(shù)引起的圖像偽影的缺陷，本發(fā)明提出一種能反射X射線的曲面鏡和包括該曲面鏡的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該曲面鏡的凹面上鍍有復(fù)數(shù)層能反射X射線的反射膜，且所述反射膜的層厚經(jīng)設(shè)計(jì)沿所述曲面鏡的切線方向呈梯度分布，使得不同頻譜的入射X射線束經(jīng)所述曲面鏡反射后，得到平行的、單色的出射X射線束。有鑒于此，本發(fā)明提供一種能反射X射線的曲面鏡，該曲面鏡的凹面上鍍有復(fù)數(shù)層能反射X射線的反射膜，且所述反射膜的層厚經(jīng)設(shè)計(jì)沿所述曲面鏡的切線方向呈梯度分布，其中，所述曲面鏡經(jīng)布置使其鍍有反射膜的表面與各入射X射線束之間存在夾角，所述入射X射線束經(jīng)所述反射膜反射后，使出射X射線束變?yōu)槠叫械?、頻譜相同的X射線束。以提高圖像的信噪比，顯示更多的圖像信息，并減少因錐形束的幾何參數(shù)引起的圖像偽影。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述入射X射線束是錐形束或扇形束。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述反射膜的層厚根據(jù)如下公式來(lái)設(shè)計(jì):
權(quán)利要求
1.一種能反射X射線的曲面鏡，其特征在于， 該曲面鏡的凹面上鍍有復(fù)數(shù)層能反射X射線的反射膜，且所述反射膜的層厚經(jīng)設(shè)計(jì)沿所述曲面鏡的切線方向呈梯度分布，其中， 所述曲面鏡經(jīng)布置使其鍍有反射膜的表面與各入射X射線束之間存在夾角，所述入射X射線束經(jīng)所述反射膜反射后，使出射X射線束變?yōu)槠叫械?、頻譜相同的X射線束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面鏡，其特征在于，所述入射X射線束是錐形束或扇形束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面鏡，其特征在于，所述反射膜的層厚根據(jù)如下公式來(lái)設(shè)計(jì):
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面鏡，其特征在于，所述反射膜的層厚為nm量級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面鏡，其特征在于，所述反射膜對(duì)X射線的反射率為0.5以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面鏡，其特征在于，所述反射膜的每一層包括由W材料構(gòu)成的子層和由B4C材料構(gòu)成的子層，這兩種子層交替布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面鏡，其特征在于，所述夾角為0.2° 2°。
8.—種X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括一 X射線源、一探測(cè)器和一如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的能反射X射線的曲面鏡，其中， 所述X射線源發(fā)出錐形或扇形X射線束，并入射到所述曲面鏡上； 所述曲面鏡經(jīng)布置使其鍍有反射膜的凹面與入射X射線束之間存在夾角，所述入射X射線束經(jīng)所述曲面鏡的凹面反射后，反射出平行的、頻譜相同的X射線束； 所述探測(cè)器接收所述反射出的X射線束。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種曲面鏡，其凹面上鍍有復(fù)數(shù)層能反射X射線的反射膜，且所述反射膜的層厚經(jīng)設(shè)計(jì)沿所述曲面鏡的切線方向呈梯度分布，其中，所述曲面鏡經(jīng)布置使其鍍有反射膜的表面與各入射X射線束之間存在夾角，所述入射X射線束經(jīng)所述反射膜反射后，使出射X射線束變?yōu)槠叫械?、頻譜相同的X射線束。本發(fā)明還提供一種包括該曲面鏡的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。以提高圖像的信噪比，并減少因錐形束的幾何參數(shù)引起的圖像偽影。
文檔編號(hào)A61B6/00GK103239243SQ201210028020
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者王薇, 田毅, 張建衛(wèi), 朱京濤 申請(qǐng)人:上海西門(mén)子醫(yī)療器械有限公司