专利汇可以提供用于对能量输入束整形的方法和设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 辐射 方法,尤其是用于给对象(1)的研究区域(2)成像的方法,包含以至少一个 能量 输入束源(210)产生至少一个能量输入束(3)的步骤,其中至少一个能量输入束(3)包含多个单个能量输入束分量(3.1,3.2,3.3…),并以至少一个能量输入束(3)沿多个投射方向辐射研究区域(2),其中能量输入束分量(3.1,3.2,3.3…)由能量输入屏蔽材料制成的具有通孔的至少一个束掩模(211)形成。进一步,描述了一种用于辐射对象或给对象成像的成像方法和设备。,下面是用于对能量输入束整形的方法和设备专利的具体信息内容。
1.一种辐射方法,尤其用于给对象(1)的研究区域(2)成像,所述 方法包含下面的步骤:
以至少一个能量输入束源(210)产生至少一个能量输入束(3),其 中所述至少一个能量输入束(3)包含多个单独的能量输入束分量(3.1, 3.2,3.3...),以及
以所述至少一个能量输入束(3)沿多个投射方向辐射所述研究区 域(2),
其特征在于:
利用具有通孔(213)的、由能量输入屏蔽材料制成的至少一个束掩 模(211)形成所述能量输入束分量(3.1,3.2,3.3...)。
2.如权利要求1所述的辐射方法,其中
所述束掩模(211)安装在所述能量输入束源(210)上,以及
通过相对于所述研究区域(2)移动具有所述束掩模(211)的所述能 量输入束源(210)来设定所述多个投射方向。
3.如权利要求1所述的辐射方法,其中
多个所述束掩模(211)和所述研究区域(2)相互之间具有固定的位 置,以及
通过在每个所述束掩模(211)上操作所述至少一个能量输入束源 来设定所述多个投射方向。
4.如前面任意一个权利要求所述的辐射方法,其中形成所述能量 输入束分量(3.1,3.2,3.3...)的步骤包含将所述能量输入束透射通过 具有不同尺寸的通孔(213)的平面束掩模(211)或通过都具有相同尺寸 的通孔(213)的曲面束掩模(211)。
5.如权利要求1至3中任意一个所述的辐射方法,其中形成所述 能量输入束分量(3.1,3.2,3.3...)的步骤包含将所述能量输入束透射 通过都具有相同尺寸的通孔(213)的平面束掩模(211)或通过具有不同 尺寸的通孔(213)的曲面束掩模(211)。
6.如前面任意一个权利要求所述的辐射方法,还包含调节所述束 掩模(211)和所述能量输入束源(210)间距离的步骤。
7.如前面任一权利要求所述的辐射方法,还包含设置所述能量输 入束(3)的束角(α)的步骤。
8.如权利要求7所述的辐射方法,其中以孔径(216)设置所述束 角(α)。
9.如权利要求8所述的辐射方法,还包含调整所述孔径(216)的 直径和所述孔径(216)与所述能量输入束源(210)间距离中至少一个的 步骤。
10.一种用于给对象(1)的研究区域(2)成像的成像方法,包含下 面的步骤:
以根据前面任意一个权利要求所述的方法辐射所述研究区域(2),
确定对应于所述多个投射方向的多个投射函数,其中每个所述投 射函数包含用平行于当前投射方向的能量输入束分量测得的衰减值, 以及
使得所述多个衰减值经历图像重构过程。
11.如权利要求10所述的成像方法,其中所述衰减值用探测器 设备(300)测量,而且其中,读出所述探测器设备(300)中专用预定的 多组探测器单元以获得所述衰减值。
12.如权利要求10或11中任意一个所述的成像方法,其中所述 图像重构过程包含:
确定作为与所述投射函数的值相乘的多项式的总和的图像函数, 或
分解所述衰减值,其中所述分解经历滤波反投射重构。
13.如权利要求10至12中任意一个所述的成像方法,其中测量 所述衰减值以提供Radon数据,所述Randon数据在下面的设备中测 量:
X射线计算机断层扫描(CT)设备,
PET成像设备,
光断层扫描器,
SPECT成像设备,或
基于中子的透射探测系统。
14.一种用于给对象(1)的研究区域(2)成像的成像设备(100),包 含:
测量设备(200,300),用于测量对应于多个投射方向的投射函数, 所述测量设备(200,300)包含至少一个能量输入束源(200,210)和探 测器设备(300),所述能量输入束源(200,210)用于产生至少一个具有 多个单独能量输入束分量(3.1,3.2,3.3...)的能量输入束(3),
其特征在于包含:
由能量输入屏蔽材料制成的、具有通孔(213)的至少一个束掩模 (211),其用于形成所述能量输入束分量(3.1,3.2,3.3...)。
15.如权利要求14所述的成像设备,其中所述束掩模(211)包含 具有不同尺寸的通孔(213)的平面束掩模(211)或都具有相同尺寸的通 孔(213)的曲面源掩模(211)。
16.如权利要求14所述的成像设备,其中所述束掩模(211)包含 都具有相同尺寸的通孔(213)的平面束掩模(211)或具有不同尺寸的通 孔(213)的曲面源掩模(211)。
17.如权利要求14至16中任意一个所述的成像设备,还包含调 节所述束掩模(211)与所述能量输入束源(200,210)间距离的第一调节 设备(217)。
18.如权利要求14至17中任意一个所述的成像设备,其中所述 能量输入束源(200,210)相对于所述对象(1)是可移动的。
19.如权利要求14至18中任意一个所述的成像设备,其中所述 束掩模包含可随所述能量输入束源(210)移动的源掩模(211)。
20.如权利要求19所述的成像设备,其中所述源掩模(211)是可 从所述能量输入束源(200,210)拆除的。
21.如权利要求14至18中任意一个所述的成像设备,包含用于 整形所述能量输入束源(200,210)的能量分布函数的多个框架掩模 (224),所述框架掩模(221)以预定位置固定在源载体(220)上。
22.如权利要求21所述的成像设备,其中所述框架掩模(224)的 所述位置间隔相等弧长。
23.如权利要求21或22所述的成像设备,其中所述源载体(220) 包含具有所述框架掩模(224)的环形屏蔽物(222),所述环形屏蔽物 (222)在与所述框架掩模(224)的位置不同的位置处屏蔽所述能量输入 束源(200,210)。
24.如权利要求21至23中任意一个所述的成像设备,其中所述 探测器设备(300)包含多个框架传感器(320),用于探测表示与多个预 定投射方向对应的所述能量输入的衰减的衰减值,所述框架传感器 (320)以预定位置固定在所述源载体(220)上。
25.如权利要求14至24中任意一个所述的成像设备,其中所述 测量设备(200,300)包含:
X射线计算机断层扫描(CT)设备,
超声断层扫描设备,
PET成像设备,
光断层扫描器,
γ射线成像设备,
SPECT成像设备,或
基于中子的透射探测系统。
26.一种由能量输入屏蔽材料制成的、具有通孔(213)的束掩模 (211),其用于形成给对象(1)的研究区域(2)成像的能量输入束分量 (3.1,3.2,3.3...)。
本发明涉及一种用于成像目的的能量输入束的整形方法,尤其是 涉及这样一种辐射方法,该方法用至少一束能量输入束对对象的研究 区域成像。进一步,本发明涉及一种以该辐射方法为基础的对研究区 域进行成像的方法和设备,尤其是用于断层扫描成像的方法和设备。
技术背景
对样品进行非破坏性研究是各种技术领域的一个重要目标,这些 技术领域比如是材料科学、医疗检查、考古学、建筑技术、关于安全 问题的技术等。一种例如通过计算机断层扫描(CT)获取样品图像的方 式,是基于以x射线从不同投射方向穿过对象平面的辐射,然后基于 在不同方向测得的衰减数据来重构对象平面。图9示意性描述了使用 由x射线源210’产生的常规扇形束5’辐射研究区域2’。扇形束5’包 含根据x射线源210’的发射特性而成形的电磁场的连续分布。由探测 器310’测得的全部衰减数据可用Radon空间中所谓的Radon数据描 述。
目前所知道的最相关的常规重构方法可总结为基于迭代重构的 方法或那些基于所谓的滤波反投射(back-projection)的方法。迭代 重构方法需要极长的计算时间,因此具有本质上的缺陷。另一方面, 滤波反投影方法具有这样一种一般的缺陷,即重构中所包含的插值步 骤会导致误差和假像,这种误差和假象甚至有随着空间频率的增加而 增加的趋势。滤波反投影方法的另一个问题涉及用以从中重构图像数 据的Radon数据的离散化。要得到最佳的滤波反投影重构,需要使得 探测器上的探测器单元与投射的辐射射线准确地匹配。但通常情况并 非如此。因此,就引入了由使用滤波反投影算法的Radon数据重构导 致的不确定性和平滑效应。
T.Bortfeld等人描述了一种所谓的Chebyshev域滤波反投影 (CD-FBP)算法,其用于由沿投射方向的多个投射来重构二维图像 (“Phys.Med.Biol.”,Vol.44,1999,p.1105-1120)。使用该CD-FBP算 法,以分解形式表示该投射,其中该投射经历上述滤波反投影重构。 可以例如使用扇形束几何结构来测量该投射,其中可以测量与彼此之 间具有等角度间隔的各个单独投射线相应的衰减值。用扇形束的不同 投射方向所测得的各个单独投射线可用于提供图像重构使用的平行 投射。该CD-FBP算法没有产生实际的实现。该算法假定了实际无法 得到的理想扇形束几何形状。因此,T.Bortfeld等人的算法需要与常 规的滤波反投影类似的插值步骤。进一步,因为该CD-FBP算法本质 上是离散的,所以它不适应于常规辐射源的连续辐射特性。最后,该 CD-FBP算法因在重构的图像中出现假像而具有本质上的缺陷。
以上缺陷不仅与常规CT成像相关,而且与涉及Radon数据的所 有可用重构方法都相关。
发明目的
本发明的目的是提供一种对对象进行辐射的改进方法,该方法可 避免上述常规技术的缺点并且尤其是该方法可用于改善成像。尤其 是,本发明的目的是提供一种改善了辐射源对所用图像重构算法的适 应性的辐射方法。进一步,本发明的目的是提供一种改进的成像设备, 其可改善对研究区域的成像,特别是可以减少假像。
使用包含如权利要求1、14、及26所述特征的方法或设备可实 现上述目的。本发明的优选实施例及应用由独立权利要求限定。
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