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] 本實用新型涉及一種具有圓形基面和多個輻射通道的可旋轉(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。相比于初級X射線輻射，在檢查對象 中形成的散射沿所有空間方向發(fā)出。因為幾乎不能阻止在X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的方向分布。散射柵安裝在檢查對象和探測器之間。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X射線輻射的大部分可以通過格柵，因為它不射中葉片壁，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，可以在X射線圖像拍攝中識別出其周期性。該 效果很不利于對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可能性在于，將散射柵在圖像采集期間 相對于X射線輻射探測器移動。這種方法例如在公開文獻DE102005052992A1中描述。在那 里，散射柵經(jīng)歷線性運動，具體而言，格柵實施相對于探測器的直線的來回運動。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 線性運動也必須以很高的速度進行。這例如在所出現(xiàn)的加速力方面對機械和執(zhí)行器提出高 要求，因為格柵必須被無聲和無振動地引導(dǎo)。此外，格柵的線性運動必須與X射線脈沖同步， 這同樣要求高的開發(fā)開銷。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 基于此，本實用新型的任務(wù)是，提供一種改進的散射格柵，其克服了所描述的缺 點。該任務(wù)根據(jù)本實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動 轉(zhuǎn)變?yōu)樯⑸涓駯诺男D(zhuǎn)運動，并且同時基于匹配格柵接片的、對于散射格柵的旋轉(zhuǎn)運動最 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 柵的可以簡單地實現(xiàn)并且可靠的運動中阻止在X射線圖像拍攝中對散射格柵成像。
[0007] 相應(yīng)地，本實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)包括多個透射X 射線輻射的輻射通道，其中，輻射通道是通過多個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)本實用新型的散射格柵以其圓形和由此旋轉(zhuǎn)對稱的基本形狀而特別良好地 適用于旋轉(zhuǎn)運動，因為它允許基本上均勻的重量分布，從而散射格柵的旋轉(zhuǎn)軸線也對應(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動方式，因為散射格柵僅還在起動和慣性運動 時經(jīng)受加速力，這會在成像之前和之后進行。旋轉(zhuǎn)是聲音較小和振動較少地進行的，并且也 可以在機械上簡單地實現(xiàn)。在一分鐘中實現(xiàn)300至1500轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)頻率。對此所需的驅(qū)動有利 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)動例如可以通過 電磁場進行或者以機械方式通過某類V帶進行。
[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)識到，當(dāng)摒棄這些慣用的柵結(jié)構(gòu)時，可以用旋轉(zhuǎn)的散射格柵來 改進散射抑制。相應(yīng)地，格柵接片根據(jù)本實用新型在基面中在螺旋形軌道上延伸。螺旋在本 實用新型的意義下理解成每個如下平面曲線，該曲線圍繞一個點、即螺旋極點延伸并且離 它越來越遠(yuǎn)。
[0010] 根據(jù)本實用新型的散射格柵實現(xiàn)了改進的散射抑制，這顯著擴大了圖像質(zhì)量與所 使用的劑量的比例。根據(jù)本實用新型的一個方面，散射格柵的格柵接片在其上延伸的螺旋 形曲線的極點位于它的圓形基面的中心。這簡化了散射格柵的旋轉(zhuǎn)對稱的構(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相鄰格柵接片和左旋曲線上的兩個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)本實用新型的另一方面，螺旋形曲線構(gòu)建為平面的、對數(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)運動中，在X射線圖像拍攝中可見與局部運動方向 相切地延伸的格柵接片。理想的是，僅徑向延伸的格柵接片。因為由此就不能構(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數(shù)型 螺旋線延伸。對數(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 數(shù)型螺旋線具有的特性是，通過螺旋極點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，格柵接片相對于半徑總是位于45°的角度中。在一個替選的構(gòu)型中，可 以匹配對數(shù)型螺旋線的螺距并且尤其將其選擇為大于1，這實現(xiàn)了格柵接片相對于其半徑 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)運動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。