輻射生成器、防散射柵格及輻射成像裝置制造方法
【專利摘要】提供了輻射生成器、防散射柵格和包括輻射生成器和防散射柵格中的至少一者的輻射成像裝置。輻射生成器包括：輻射源，其包括放射性同位素并被配置為生成輻射；第一開口，其被配置為使所生成的輻射之中的在指定方向上照射的輻射通過(guò)；以及會(huì)聚器，其被配置為將從輻射源照射的輻射會(huì)聚到第一開口中。
【專利說(shuō)明】輻射生成器、防散射柵格及輻射成像裝置
[0001]相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年I月23日在美國(guó)專利商標(biāo)局遞交的61/755，749號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)和2013年5月15日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局遞交的10-2013-0055281號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，這里通過(guò)引用將這些申請(qǐng)的公開內(nèi)容全部并入。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]符合示范性實(shí)施例的方法和裝置涉及生成輻射的輻射生成器(radiationgenerator)、去除散射的福射的防散射柵格(ant1-scatter grid)以及包括福射生成器和防散射柵格中的至少一者的輻射成像裝置。
【背景技術(shù)】[0004]輻射成像裝置將預(yù)定量的輻射照射到物體上，例如照射到身體等上，并且測(cè)量穿透該物體的輻射。通過(guò)輻射檢測(cè)器測(cè)量輻射以便計(jì)算物體的每個(gè)點(diǎn)的輻射吸收率以將輻射吸收率形成為圖像。為此，輻射成像裝置在各種角度執(zhí)行二維(2D)輻射成像以獲得一個(gè)點(diǎn)處的圖像。
[0005]特別地，對(duì)于當(dāng)在各種角度執(zhí)行輻射成像時(shí)具有更簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的輻射生成器已進(jìn)行了研究。另外，已研究了獲取更清楚的輻射圖像的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]前述和/或其他方面可通過(guò)提供一種生成輻射的輻射生成器、一種去除散射的輻射的防散射柵格和一種包括該輻射生成器和該防散射柵格中的至少一者的輻射成像裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007]一示范性實(shí)施例提供了一種具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的輻射生成器。
[0008]一示范性實(shí)施例還提供了一種去除散射的輻射的防散射柵格。
[0009]一示范性實(shí)施例還提供了一種包括該輻射生成器和該防散射柵格中的至少一者的輻射成像裝置。
[0010]根據(jù)該示范性實(shí)施例的一方面，提供了一種輻射生成器，包括:輻射源，其包括放射性同位素并被配置為生成輻射；第一開口，其被配置為使所生成的輻射之中的在指定方向上照射的輻射通過(guò)；以及會(huì)聚器，其被配置為將從輻射源照射的輻射會(huì)聚到第一開口中。[0011 ] 在指定方向上照射的輻射可以是在會(huì)聚器的會(huì)聚角內(nèi)照射的。
[0012]輻射源可位于會(huì)聚器內(nèi)部，并且會(huì)聚器的截面可在朝著第一開口的方向上變小。
[0013]會(huì)聚器可包括:第一構(gòu)件，其被配置為阻擋在與物體相反的方向上照射的輻射；以及第二構(gòu)件，其被配置為圍繞第一構(gòu)件并被配置為將在指定方向上照射的輻射引導(dǎo)向物體。
[0014]第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的至少一個(gè)可包括吸收照射的輻射的材料。
[0015]輻射生成器還可包括:準(zhǔn)直器，其被配置為打開第一開口以控制照射到物體上的輻射。
[0016]準(zhǔn)直器被配置為在與第一開口平行的方向上水平移動(dòng)以控制照射到物體上的輻射的量。
[0017]準(zhǔn)直器被配置為以輻射生成器的中心軸為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)以便控制照射到物體上的輻射的量。
[0018]準(zhǔn)直器可包括第二開口，該第二開口被配置為使通過(guò)了第一開口的輻射通過(guò)。
[0019]準(zhǔn)直器可包括對(duì)于輻射具有第一吸收量的第一區(qū)域和對(duì)于輻射具有不同于第一輻射吸收量的第二吸收量的第二區(qū)域。
[0020]在示范性實(shí)施例的一方面中，輻射源可生成X射線。
[0021]輻射生成器還可包括:發(fā)散器(diverger)，其具有在離開第一開口的方向上增大的截面并且發(fā)散已通過(guò)第一開口的輻射。
[0022]在示范性實(shí)施例的一方面中，通過(guò)發(fā)散器指向物體的輻射可在會(huì)聚器的會(huì)聚角和發(fā)散器的發(fā)散角中較小的那個(gè)之內(nèi)照射。
[0023]根據(jù)示范性實(shí)施例的另一方面，提供了一種輻射成像裝置，包括:輻射生成器；以及輻射檢測(cè)器，其包括 多個(gè)像素，其中所述多個(gè)像素中的每一個(gè)檢測(cè)穿透了物體的輻射。
[0024]輻射成像裝置還可包括:防散射柵格，其位于物體與輻射檢測(cè)器之間并且被配置為去除從輻射源照射的散射的輻射。
[0025]在示范性實(shí)施例的一方面中，通過(guò)了防散射柵格的輻射可聚焦在輻射生成器上。
[0026]防散射柵格可包括:多個(gè)輻射路徑，它們使輻射通過(guò)以允許輻射入射到輻射檢測(cè)器上；以及多個(gè)屏障(barrier)，它們將多個(gè)輻射路徑劃分成二維(2D)柵格并且阻擋在多個(gè)輻射路徑之間行進(jìn)的輻射。多個(gè)輻射路徑可二維地排列在與多個(gè)像素之一相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。
[0027]多個(gè)輻射路徑中的至少一個(gè)可被填充以輻射穿透的材料。
[0028]多個(gè)輻射路徑中的至少一個(gè)的截面可在朝著輻射檢測(cè)器的方向上變大。
[0029]根據(jù)示范性實(shí)施例的另一方面，提供了一種去除散射的輻射的防散射柵格。該防散射柵格可包括:多個(gè)輻射路徑，它們使輻射通過(guò)以入射在檢測(cè)輻射的像素上；以及多個(gè)屏障，它們將多個(gè)輻射路徑劃分成二維(2D)柵格并且阻擋在多個(gè)輻射路徑之間行進(jìn)的輻射。多個(gè)輻射路徑可二維地排列在與多個(gè)像素之一相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。
[0030]多個(gè)輻射路徑中的至少一個(gè)的截面可在朝著輻射檢測(cè)器的方向上變大。
[0031]多個(gè)輻射路徑中的至少一個(gè)可被填充以輻射穿透的材料。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]上述和其他方面通過(guò)參考附圖詳細(xì)描述其示范性實(shí)施例將變得更加清楚，附圖中:
[0033]圖1是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的輻射成像裝置的外部部分的視圖；
[0034]圖2是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的輻射生成器的截面視圖；
[0035]圖3是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例當(dāng)輻射成像裝置執(zhí)行輻射成像時(shí)準(zhǔn)直器的操作的視圖；
[0036]圖4是圖示出根據(jù)另一示范性實(shí)施例的可應(yīng)用到圖2的輻射生成器的準(zhǔn)直器的平面圖；
[0037]圖5是圖示出根據(jù)另一示范性實(shí)施例的可應(yīng)用到圖2的輻射生成器的準(zhǔn)直器的平面圖；
[0038]圖6A是圖示出利用圖5的準(zhǔn)直器執(zhí)行的輻射的照射的視圖；
[0039]圖6B是圖示出利用圖5的準(zhǔn)直器執(zhí)行的輻射發(fā)射的中斷或阻擋的視圖；
[0040]圖7A至7C是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的準(zhǔn)直器的視圖；
[0041]圖8是圖示出根據(jù)另一示范性實(shí)施例的輻射生成器的截面視圖；
[0042]圖9是圖示出根據(jù)另一示范性實(shí)施例的輻射生成器的截面視圖；
[0043]圖10是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的輻射檢測(cè)器的示意圖；
[0044]圖11是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的防散射柵格的視圖；
[0045]圖12是圖示出防散射柵格與輻射檢測(cè)器之間的關(guān)系的視圖；并且
[0046]圖13是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的輻射生成器、防散射柵格與輻射檢測(cè)器之間的關(guān)系的示意圖。
[0047]圖14是放大圖11 的輻射路徑和屏障的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]以下，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)示范性實(shí)施例的輻射生成器、防散射柵格和包括輻射生成器和防散射柵格中的至少一者的輻射成像裝置。在對(duì)附圖的描述中，相同或相應(yīng)的兀素由相同的標(biāo)號(hào)表不，并且對(duì)其的重復(fù)描述被省略。
[0049]本文描述的“物體”可包括例如人、動(dòng)物或者人或動(dòng)物的一部分。例如，物體可包括器官，例如肝臟、心臟、子宮、胸部、腹部等等，或者血管。然而，物體不限于活體，而也可以是例如行李或包裹。另外，本文描述的“用戶”可以是醫(yī)學(xué)專家，例如醫(yī)生、護(hù)士、醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)專家、醫(yī)學(xué)成像專家，等等，或者修理醫(yī)療裝置的技師，但示范性實(shí)施例不限于此。
[0050]圖1是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的輻射成像裝置100的外部部分的視圖。輻射成像裝置100例如是圖1中的計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)裝置,但示范性實(shí)施例不限于此。因此，輻射成像裝置100可應(yīng)用到所有類型的利用輻射執(zhí)行成像的成像裝置。
[0051]如圖1中所示，輻射成像裝置100包括機(jī)架(gantry) 10和檢查臺(tái)20。機(jī)架10具有第一開口 11，該第一開口 11在中央是圓柱形狀的，并且物體30被定位在第一開口 11中。照射或發(fā)射輻射的輻射生成器200和檢測(cè)透過(guò)物體30的輻射的輻射檢測(cè)器300被布置在機(jī)架10內(nèi)部。輻射生成器200可位于與輻射檢測(cè)器300相反的方向上。物體30被定位在機(jī)架10的第一開口 11的預(yù)定區(qū)域的中央。該預(yù)定區(qū)域可以在第一開口 11的圓周的中央。輻射生成器200和輻射檢測(cè)器300以允許輻射垂直入射在物體30上的結(jié)構(gòu)安裝在機(jī)架10中。
[0052]機(jī)架10被機(jī)架驅(qū)動(dòng)器(未示出)以360°角度或預(yù)定角度繞著物體30旋轉(zhuǎn)以便輻射生成器200和輻射檢測(cè)器300在各種角度獲得物體30的圖像。機(jī)架驅(qū)動(dòng)器可水平地前后移動(dòng)，即沿著X軸移動(dòng)，以便物體30的要成像的部分被定位在機(jī)架10的中央。機(jī)架驅(qū)動(dòng)器可安裝在機(jī)架10內(nèi)部或外部。
[0053]檢查臺(tái)20是以例如具有預(yù)定寬度的床的形式提供的，物體躺下并被定位在該床上。物體30例如可以是患者。另外，檢查驅(qū)動(dòng)器(未示出)安裝在檢查臺(tái)20的在機(jī)架10的第一開口 11的中央的預(yù)定區(qū)域中。檢查臺(tái)20可被檢查臺(tái)驅(qū)動(dòng)器水平前后移動(dòng)，使得患者的要成像的部分被定位在機(jī)架10的內(nèi)部中央。根據(jù)患者的身體大小和患者的要成像的部分，檢查臺(tái)驅(qū)動(dòng)器可上下移動(dòng)檢查臺(tái)，即在z軸方向上移動(dòng)，或者左右移動(dòng)檢查臺(tái)，即在y方向上移動(dòng)，以便獲取清楚的圖像。
[0054]輻射生成器200生成輻射并將輻射照射到物體30上。輻射生成器200可將輻射以扇形照射到物體30上。
[0055]輻射生成器200的照射模式的示例包括傳統(tǒng)照射(軸向照射)、螺旋狀照射、可變間距螺旋狀照射、螺旋狀穿梭照射，等等。傳統(tǒng)照射指的是每當(dāng)檢查臺(tái)20在X軸方向上以預(yù)定間隔移動(dòng)時(shí)就旋轉(zhuǎn)輻射生成器200和輻射檢測(cè)器300以獲取投影數(shù)據(jù)的方法。螺旋狀照射指的是旋轉(zhuǎn)輻射生成器200和輻射檢測(cè)器300以按預(yù)定速度移動(dòng)檢查臺(tái)20以便獲取投影數(shù)據(jù)的方法?？勺冮g距螺旋狀照射指的是旋轉(zhuǎn)輻射生成器200和輻射檢測(cè)器300以改變檢查臺(tái)20的速度以便獲取投影數(shù)據(jù)的方法。螺旋狀穿梭照射指的是如下方法:旋轉(zhuǎn)輻射生成器200和輻射檢測(cè)器300以使檢查臺(tái)20加速和減速以便在X軸的正和負(fù)方向上前后移動(dòng)檢查臺(tái)20，從而獲取投影數(shù)據(jù)。輻射生成器200可按上述照射模式之一來(lái)照射輻射，但不限于這些示范性模式。
[0056]圖2是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的輻射生成器200a的截面視圖。
[0057]參考圖2，輻射生成器200a包括:源210，其包括放射性同位素并生成輻射；第一開口 220，所生成的輻射中在指定方向上照射的輻射通過(guò)該開口 ；以及會(huì)聚器230，其將從源210照射的輻射會(huì)聚到開口 220中?？稍谟衫巛椛渖善?00a的用戶指定的方向上發(fā)射輻射。
[0058]源210包括放射性同位素并生成輻射。輻射可以是X射線。然而，輻射不限于此，而可以是伽馬射線。源210可以是關(guān)于輻射生成器200a的中心軸對(duì)稱的。源210在所有方向上生成輻射。放射性同位素可包括以下各項(xiàng)中的至少一者:釕-177、鈰_137、141或143、鋱-161、欽-166、鉺-166 或 172、銩-172、鐿-169、釔-90、錒-255、砹-211、釓-148、159、碘-124、鈦-45、銠-105、鈀-103、錸-186、188、鈧-47、釤-153、鍶-89、釩-48、銀-111、镅-241、鎘-109以及鈷-57。
[0059]生成輻射的源210布置在會(huì)聚器230的內(nèi)部，并且會(huì)聚器230會(huì)聚輻射以使得從源210在指定方向上照射的輻射通過(guò)第一開口 220。會(huì)聚器230的截面在從源210向第一開口 220的方向上變小。因此，會(huì)聚器230中斷或阻擋所生成的輻射之中在與指定方向不同的方向上照射的輻射，或者將該輻射引導(dǎo)向指定方向。會(huì)聚器230可關(guān)于輻射生成器200a的中心軸對(duì)稱。
[0060]例如，會(huì)聚器230可包括第一構(gòu)件240和第二構(gòu)件250，該第一構(gòu)件240中斷在與物體30相反的方向上照射的輻射，該第二構(gòu)件250圍繞第一構(gòu)件240并且引導(dǎo)輻射在指定方向上照射到物體30上。第一構(gòu)件240可布置為與源210接觸。第一構(gòu)件240還可包括吸收輻射的材料。例如，第一構(gòu)件240可包括銀(Ag)、金(Au)、鎢(W)、鑰(Mo )，等等。因此，第一構(gòu)件240可吸收所生成的輻射之中來(lái)自與物體30相反的方向的從源照射的輻射。
[0061] 第二構(gòu)件250也可包括吸收輻射的材料。第二構(gòu)件250可吸收所生成的輻射之中在與指定方向不同的方向上照射的輻射，并且只有在指定方向上照射的輻射可通過(guò)第二構(gòu)件 250。
[0062]在指定方向上照射的輻射可以是以低于或等于會(huì)聚器230的會(huì)聚角Θ I的角度照射的輻射。換言之，以超過(guò)會(huì)聚角Θ I的角度從源210照射的輻射可入射在第二構(gòu)件250上并被第二構(gòu)件250吸收。通過(guò)第一開口 220的輻射的形狀可等于第一開口 220的截面的形狀。第一開口 220的截面的形狀可等于輻射檢測(cè)器300的截面的形狀以便高效地執(zhí)行放射線照相。
[0063]輻射生成器200a還包括控制從第一開口 220照射的輻射的準(zhǔn)直器260a。準(zhǔn)直器260a可具有平板形狀并且可由吸收輻射的材料形成。由于源210連續(xù)地生成輻射，所以如果未執(zhí)行放射線照相則準(zhǔn)直器260a可關(guān)閉第一開口 220以防止輻射被照射到第一開口 220外部。如果在執(zhí)行放射線照相，則準(zhǔn)直器260a可打開第一開口 220以將輻射照射到物體30上。
[0064]準(zhǔn)直器260a可在與第一開口 220平行的方向上水平移動(dòng)以打開或關(guān)閉第一開口220。準(zhǔn)直器260a被準(zhǔn)直器驅(qū)動(dòng)器(未示出)所驅(qū)動(dòng)。
[0065]圖3是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例當(dāng)輻射成像裝置執(zhí)行放射線照相時(shí)準(zhǔn)直器260a的操作的視圖。
[0066]如果當(dāng)輻射生成器200a執(zhí)行單次旋轉(zhuǎn)時(shí)輻射成像裝置執(zhí)行放射線照相四次，則輻射生成器200a可如圖3中所示將輻射照射到物體30上。輻射檢測(cè)器(未示出)與輻射生成器200a的輻射照射同步以在輻射生成器200a照射輻射時(shí)檢測(cè)輻射。當(dāng)輻射生成器200a照射輻射310時(shí)，準(zhǔn)直器260a可打開第一開口 220。當(dāng)輻射生成器200a中斷輻射320的照射時(shí)，準(zhǔn)直器260a可在與第一開口 220平行的方向上水平移動(dòng)以關(guān)閉第一開口 220。 [0067]準(zhǔn)直器260a可關(guān)閉第一開口 220的整個(gè)區(qū)域，但示范性實(shí)施例不限于此。準(zhǔn)直器260a也可關(guān)閉第一開口 220的某一區(qū)域。例如，準(zhǔn)直器260a可選擇地阻擋一照射區(qū)域以只將輻射照射到物體30的特定興趣區(qū)域上。準(zhǔn)直器260a可調(diào)整照射到物體30上的輻射的量。
[0068]圖4是根據(jù)示范性實(shí)施例的應(yīng)用到圖2的輻射生成器200a的準(zhǔn)直器260b的平面圖。如圖4中所示，準(zhǔn)直器260b被分成多個(gè)區(qū)域，即第一區(qū)域261、第二區(qū)域262、第三區(qū)域263和第四區(qū)域264。第一區(qū)域261可由完全阻擋輻射的材料形成，而其他區(qū)域，即第二區(qū)域262、第三區(qū)域263和第四區(qū)域264，可由阻擋一些輻射的材料形成。例如，第二區(qū)域262可由透過(guò)80%的輻射的材料形成，并且第三區(qū)域263可由透過(guò)50%的輻射的材料形成。
[0069]另外，在準(zhǔn)直器260b的第四區(qū)域264中形成第二開口 270a。輻射只通過(guò)第二開口270a和第一開口 220彼此重合的區(qū)域，因此可調(diào)整輻射區(qū)域的大小。準(zhǔn)直器260b可在與第一開口 220平行的方向上水平移動(dòng)以使得第一區(qū)域261、第二區(qū)域262、第三區(qū)域263和第四區(qū)域264之一與第一開口 220重合，以便調(diào)整所發(fā)射的輻射的量或輻射區(qū)域的大小。或者，準(zhǔn)直器260b可不與第一開口 220重合以照射所有通過(guò)了第一開口 220的輻射。
[0070]或者，準(zhǔn)直器260b可旋轉(zhuǎn)以打開或關(guān)閉第一開口 220。
[0071]圖5是圖示出根據(jù)另一示范性實(shí)施例的準(zhǔn)直器260c的平面圖。
[0072]參考圖5，準(zhǔn)直器260c布置在第一開口 220與物體30之間并且阻擋從第一開口220照射的輻射。準(zhǔn)直器260c的截面可具有大于第一開口 220的截面的平板形狀并且包括形成第二開口 270b的區(qū)域，輻射通過(guò)該第二開口 270b。因此，輻射生成器200b可由于準(zhǔn)直器260c的旋轉(zhuǎn)而反復(fù)執(zhí)行輻射的照射和輻射的中斷。
[0073]圖6A是圖示出在輻射生成器200b中利用圖5的準(zhǔn)直器260c執(zhí)行的輻射的照射的視圖。圖6B是圖示出在輻射生成器200b中利用圖5的準(zhǔn)直器260c執(zhí)行的輻射發(fā)射的中斷的視圖。
[0074]如圖6A中所示，當(dāng)準(zhǔn)直器260c旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一開口 220的至少一部分和第二開口270b的至少一部分與彼此重合。在此情況下，輻射通過(guò)第一開口 220和第二開口 270b與彼此重合的區(qū)域，以被照射到物體30上。
[0075]如圖6B中所示，當(dāng)準(zhǔn)直器260c旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一開口 220和第二開口 270b不與彼此重合。在此情況下，從源210照射的輻射雖然通過(guò)第一開口 220，但輻射被準(zhǔn)直器260c所中斷。因此，輻射生成器200b中斷輻射的照射。
[0076]準(zhǔn)直器中的開口的數(shù)目不限于一個(gè)，從而可形成多個(gè)開口，并且開口的大小和形狀可變化。如果形成較大數(shù)目的第二開口，則可降低準(zhǔn)直器的旋轉(zhuǎn)速度。輻射生成器可包括各種大小的第二開口并且可控制輻射區(qū)域。[0077]圖7A至7C是圖示出根據(jù)各種示范性實(shí)施例的準(zhǔn)直器260d、260e和260f的視圖。如圖7A中所示，在準(zhǔn)直器260d中可形成多個(gè)第二開口 270b和270c。雖然在圖7A中示出了兩個(gè)開口，即第二開口 270b和270c，但示范性實(shí)施例不限于兩個(gè)開口。然而，如果形成較大數(shù)目的第二開口，則可降低準(zhǔn)直器的旋轉(zhuǎn)速度，并且輻射生成器的輻射的照射和中斷可反復(fù)發(fā)生。
[0078]如圖7B中所示，準(zhǔn)直器260e的第二開口 270b和第二開口 270d的大小可彼此不同。因此，如果要將輻射照射到寬輻射區(qū)域上，則具有比第二開口 270d更大的大小的第二開口 270b可與第一開口 220重合。如果要將輻射照射到窄輻射區(qū)域上，則準(zhǔn)直器260e可旋轉(zhuǎn)以使大小較小的第二開口 270d與第一開口 220重合。
[0079]如圖7C中所示，準(zhǔn)直器260f可被分成多個(gè)區(qū)域，即第一區(qū)域271、第二區(qū)域272、第三區(qū)域273和第四區(qū)域274。這些區(qū)域，即第一區(qū)域271和第四區(qū)域274可由完全阻擋輻射的材料形成，而第二區(qū)域272和第三區(qū)域273可由部分阻擋輻射的材料形成。例如，第二區(qū)域272可由透過(guò)80%的輻射的材料形成，并且第三區(qū)域273可由透過(guò)50%的輻射的材料形成。第二開口 270b可形成在準(zhǔn)直器260f的第四區(qū)域274中。因此，輻射通過(guò)第二開口270b和第一開口 220與彼此重合的區(qū)域，以調(diào)整輻射區(qū)域的大小。當(dāng)準(zhǔn)直器260f旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一區(qū)域271、第二區(qū)域272、第三區(qū)域273和第四區(qū)域274之一可與第一開口 220重合以調(diào)整輻射的量或輻射區(qū)域。
[0080]圖8是圖示出根據(jù)另一示范性實(shí)施例的輻射生成器200c的截面視圖。
[0081]參考圖8，與圖2的輻射生成器200a —樣，輻射生成器200c包括源210和會(huì)聚器230。輻射生成器200c還可包括發(fā)散已通過(guò)第一開口 220的輻射的發(fā)散器280。隨著發(fā)散器280在離開第一開口 220的方向上延伸，發(fā)散器280的截面可變大。隨著通過(guò)了第一開口 220的輻射更靠近物體30，輻射的密度變低。
[0082]發(fā)散器280的一端由第三構(gòu)件290形成。第三構(gòu)件290的一端連接到會(huì)聚器230，并且第三構(gòu)件290的另一端指向物體30。第三構(gòu)件290可由吸收輻射的材料制成或者包括吸收輻射的材料。因此，第三構(gòu)件290可進(jìn)一步限制通過(guò)第一開口 220的輻射的量。例如，如果發(fā)散器280的發(fā)散角Θ 2小于會(huì)聚器230的會(huì)聚角Θ1，則在會(huì)聚器230的會(huì)聚角θ I內(nèi)的方向上從源210照射的輻射部分通過(guò)第一開口 220。然而，由于發(fā)散器280的發(fā)散角Θ 2小于會(huì)聚器230的會(huì)聚角Θ1，所以通過(guò)了第一開口 220的部分輻射被發(fā)散器280所中斷，并且在發(fā)散器280的發(fā)散角Θ 2內(nèi)的方向上照射的輻射的部分通過(guò)發(fā)散器280。
[0083]另外，發(fā)射的輻射的形狀可等于第一開口 220的截面或發(fā)散器280的截面。第一開口 220或發(fā)散器280的截面可等于輻射檢測(cè)器的截面以高效地執(zhí)行放射線照相。
[0084]會(huì)聚器230和發(fā)散器280可關(guān)于第一開口 220相互對(duì)稱,但不限于此。會(huì)聚器230和發(fā)散器280可關(guān)于第一開口 220不相互對(duì)稱。如果會(huì)聚器230和發(fā)散器280關(guān)于第一開口 220相互對(duì)稱，則通過(guò)發(fā)散器280照射的輻射的密度可以是均勻的。
[0085]準(zhǔn)直器260g布置在發(fā)散器280與物體30之間并且控制照射到發(fā)散器280上的輻射的量。準(zhǔn)直器260g可由吸收輻射的材料制成或者包括吸收輻射的材料。由于源210連續(xù)地生成輻射，所以如果不執(zhí)行放射線照相，則準(zhǔn)直器260g可接觸第三構(gòu)件290的另一端以防止輻射被照射到第三構(gòu)件290外部。然而，如果執(zhí)行放射線照相，則準(zhǔn)直器260g打開發(fā)散器280以便向物體30發(fā)射輻射。
[0086]準(zhǔn)直器260g可中斷所有發(fā)射的輻射，但示范性實(shí)施例不限于此。準(zhǔn)直器260g可中斷輻射的一部分。例如，準(zhǔn)直器260g可選擇性地中斷一輻射區(qū)域以僅將輻射照射到物體30上的感興趣的特定區(qū)域上。準(zhǔn)直器260g可調(diào)整照射到物體30上的輻射的量。
[0087]準(zhǔn)直器260g可具有平板形狀并且可在與第一開口 220平行的方向上水平移動(dòng)以便控制輻射的照射或者可以以輻射生成器200c的中心軸為基準(zhǔn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以控制輻射的照射。應(yīng)用到圖8C的輻射生成器200c的準(zhǔn)直器260g可以是上述的準(zhǔn)直器260a、260b、260d、260e或260f。然而，由 于準(zhǔn)直器260g打開或關(guān)閉發(fā)散器280，所以準(zhǔn)直器260g的大小和開口(未示出)的大小可與上述的準(zhǔn)直器260a、260b、260d、260e或260f的大小不同。
[0088]圖9是圖示出根據(jù)另一示范性實(shí)施例的輻射生成器200d的視圖。參考圖9，輻射生成器200d包括:源210，其包括放射性同位素并生成輻射；第一開口 220，在指定方向上照射的部分輻射通過(guò)該第一開口 220 ;會(huì)聚器230，其將從源210照射的輻射會(huì)聚到第一開口 220中；以及發(fā)散器290，其發(fā)散已通過(guò)第一開口 220的輻射。
[0089]輻射生成器200d還包括兩個(gè)準(zhǔn)直器，即，第一準(zhǔn)直器260h和第二準(zhǔn)直器260i。第一準(zhǔn)直器260h布置在第一開口 220與發(fā)散器280之間，并且第二準(zhǔn)直器260i布置在發(fā)散器280與物體30之間。因此，第一準(zhǔn)直器260h控制通過(guò)第一開口 220的輻射，并且第二準(zhǔn)直器260i控制通過(guò)發(fā)散器280的輻射。例如，第一準(zhǔn)直器260h可控制輻射的照射或中斷，并且第二準(zhǔn)直器260i可控制輻射的量或輻射區(qū)域。如上所述，參考圖2或圖4描述的準(zhǔn)直器260a或260b可被應(yīng)用為第一準(zhǔn)直器260h，并且參考圖4至圖7C描述的準(zhǔn)直器260c、260d、260e或260f可被應(yīng)用為第二準(zhǔn)直器260i。然而，示范性實(shí)施例不限于此，從而準(zhǔn)直器260a、260b、260c、260d、260e和260f之一可被應(yīng)用為第一準(zhǔn)直器260h和第二準(zhǔn)直器260i。
[0090]由于上述的輻射生成器200a、200b、200c和200d具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)并執(zhí)行簡(jiǎn)單操作，因此容易設(shè)計(jì)包括輻射生成器200a、200b、200c或200d的輻射成像裝置。詳細(xì)地說(shuō)，發(fā)射電場(chǎng)的輻射生成器通過(guò)電子碰撞而生成熱量，從而額外地需要冷卻裝置。然而，使用放射性同位素的輻射生成器不需要額外的冷卻裝置。特別地，如果輻射生成器200a、200b、200c和200d被應(yīng)用到成像裝置，例如CT裝置，則在相關(guān)技術(shù)中機(jī)架的旋轉(zhuǎn)速度由于冷卻裝置的安裝而受到限制。然而，如果使用根據(jù)示范性實(shí)施例的放射性同位素，則不需要冷卻裝置。因此，不需要限制機(jī)架的旋轉(zhuǎn)速度。因此，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)物體成像。上述的輻射生成器200a、200b,200c和200d可被有用地應(yīng)用來(lái)對(duì)諸如患者的心臟之類的物體執(zhí)行成像。
[0091]使用放射性同位素的輻射生成器200a、200b、200c和200d可通過(guò)改變?cè)?10來(lái)生成具有不同波長(zhǎng)帶的輻射。
[0092]圖10是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的福射檢測(cè)器400的示意圖。如圖10中所示，輻射檢測(cè)器400與輻射生成器200同步以便檢測(cè)輻射并將檢測(cè)到的輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
[0093]輻射檢測(cè)器400由可分別接收輻射的多個(gè)像素410形成。像素410可形成為二維(2D)陣列或一維陣列。這里，每個(gè)像素410可包括接收輻射并將輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光接收器件。例如，像素410可包括閃爍體411、光電二極管(或光二極管)412和存儲(chǔ)器件413。
[0094]閃爍體411接收輻射并且根據(jù)接收到的輻射輸出光子，具體而言是可見光子，即可見光。光電二極管412接收從閃爍體411輸出的光子并將光子轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。存儲(chǔ)器件413電連接到光電二極管412并且存儲(chǔ)從光電二極管412輸出的電信號(hào)。這里，存儲(chǔ)器件413可以是存儲(chǔ)電容器之類的。對(duì)每個(gè)像素410的存儲(chǔ)器件413中存儲(chǔ)的電信號(hào)執(zhí)行圖像處理以便創(chuàng)建輻射圖像。
[0095]輻射檢測(cè)器400可利用直接方法來(lái)檢測(cè)輻射，該直接方法利用光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器來(lái)將輻射直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
[0096]從輻射生成器200照射的輻射穿透物體30，但也可被諸如空氣之類的介質(zhì)所散射。特別地，如果散射的輻射被輻射檢測(cè)器400檢測(cè)到，則散射的輻射在生成圖像時(shí)成為噪聲。
[0097]因此，根據(jù)示范性實(shí)施例的輻射成像裝置可包括去除散射的輻射的防散射柵格。
[0098]圖11是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的防散射柵格500的視圖。圖12是圖示出防散射柵格500與輻射檢測(cè)器400之間的關(guān)系的視圖。圖13是圖示出根據(jù)示范性實(shí)施例的輻射生成器200、防散射柵格500與輻射檢測(cè)器400之間的關(guān)系的示意圖。圖14是放大圖11的輻射路徑和屏障的視圖。圖13的輻射生成器200可以是使用放射性同位素的輻射生成器200或者可以是另一種類型的輻射生成器。
[0099]如圖11至圖14中所示，防散射柵格500布置在物體30與輻射檢測(cè)器400之間。例如，防散射柵格500可布置在輻射檢測(cè)器400的面對(duì)物體30的表面上。輻射從輻射生成器200朝著防散射柵格500發(fā)射。從輻射生成器200照射的輻射從輻射生成器200朝著輻射檢測(cè)器400發(fā)散。如果輻射從輻射檢測(cè)器400照射，則輻射會(huì)聚在輻射生成器200上。因此，如果防散射柵格500具有與輻射模式類似的結(jié)構(gòu)，則防散射柵格500可防止未散射的輻射被去除。
[0100]詳細(xì)地說(shuō)，防散射柵格500包括使輻射通過(guò)的多個(gè)輻射路徑510。通過(guò)輻射路徑510的輻射入射在輻射檢測(cè)器400上。屏障520將多個(gè)輻射路徑510劃分成二維(2D)型柵格并且防止輻射 路徑510之間的輻射的發(fā)射。
[0101]輻射路徑510的截面可小于像素410的截面。因此，多個(gè)輻射路徑510可以二維地排列在與像素410之一相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。另外,如圖14中所示，輻射路徑510中的至少一個(gè)可具有漸細(xì)的形狀。輻射路徑510中的至少一個(gè)可會(huì)聚在輻射生成器200上。例如，輻射路徑510中的至少一個(gè)可具有如下形狀:截面在從輻射生成器200向輻射檢測(cè)器400的方向上加寬。從輻射生成器200照射的輻射在從輻射生成器200向輻射檢測(cè)器400的方向上逐漸發(fā)散。輻射路徑510可以是空的空間或者可填充以輻射可穿透的塑料等。截面的平均大小可以是大約0.1毫米X0.1毫米。屏障的高度可以小于大約2毫米并且屏障的厚度可以是大約0.01毫米。
[0102]屏障520可包括吸收輻射的材料。因此，入射到屏障520上的輻射被屏障520所吸收。屏障520可由諸如銀(Ag)、金(Au)、鎢(W)、鑰(Mo)之類的具有高原子序數(shù)的材料形成?；蛘?，屏障520可包括反射輻射的材料。
[0103]防散射柵格500可通過(guò)噴墨方法制造。例如，包括諸如具有高原子序數(shù)的材料之類的吸收輻射的材料的第一類型的墨被打印在基板上的與屏障520相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中，并且包括諸如塑料之類的透過(guò)輻射的材料的第二種墨被打印在其他區(qū)域中，即與輻射路徑510相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。反復(fù)執(zhí)行上述打印方法以制造防散射柵格500，然后從防散射柵格500去除基板。當(dāng)重復(fù)打印方法時(shí)，輻射路徑510聚焦到輻射生成器200上。利用打印方法制造防散射柵格500，從而降低了材料成本和制造時(shí)間量。另外，可通過(guò)3D打印方法制造防散射柵格500。
[0104]輻射路徑510可以是空間，但可由諸如塑料之類的透過(guò)輻射的材料形成，以增大防散射柵格500的強(qiáng)度。換言之，雖然屏障520的厚度較薄，但輻射路徑510中填充的材料保持了防散射柵格500的形狀。因此，可應(yīng)用諸如金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)之類的具有弱機(jī)械強(qiáng)度的材料作為形成屏障520的材料。
[0105]由于輻射路徑510的截面較小，所以多個(gè)輻射路徑510可二維地排列在與像素410之一相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。屏障520的高度與輻射路徑510的截面成比例，從而可以使輻射路徑510的截面較小以便使屏障520的高度較小。因此，由于降低了防散射柵格500的高度，所以防散射柵格500可被制 造成改善散射去除效果并且可具有較小的大小。另外，由于多個(gè)輻射路徑510 二維地排列在與像素410之一相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中，所以可以去除在各個(gè)方向上散射的輻射。
[0106]防散射柵格500布置在物體30與輻射檢測(cè)器400之間以允許未散射的輻射610入射到輻射檢測(cè)器400上并且允許散射的輻射620被防散射柵格500去除。
[0107]防散射柵格500不限于去除從使用放射性同位素的輻射生成器200照射的輻射。防散射柵格500可被應(yīng)用來(lái)去除從使用電場(chǎng)的輻射生成器等照射的輻射。
[0108]如上所述，根據(jù)示范性實(shí)施例，提供了具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的輻射生成器以容易地設(shè)計(jì)輻射成像裝置。
[0109]另外，根據(jù)示范性實(shí)施例的防散射柵格去除在各個(gè)方向上散射的輻射。另外，可以使防散射柵格較小。
[0110]雖然已參考其示范性實(shí)施例具體示出和描述了示范性實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的示范性實(shí)施例的精神和范圍的情況下可對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種輻射生成器，包括: 輻射源，其包括放射性同位素并被配置為生成輻射； 第一開口，其被配置為使所生成的輻射之中的在指定方向上照射的輻射通過(guò)；以及 會(huì)聚器，其被配置為將從所述輻射源照射的輻射會(huì)聚到所述第一開口中。
2.如權(quán)利要求1所述的輻射生成器，其中，在所述指定方向上照射的輻射是在所述會(huì)聚器的會(huì)聚角內(nèi)照射的。
3.如權(quán)利要求1所述的輻射生成器，其中，所述輻射源位于所述會(huì)聚器內(nèi)部，并且所述會(huì)聚器的截面在朝著所述第一開口的方向上變小。
4.如權(quán)利要求1所述的輻射生成器，其中，所述會(huì)聚器包括: 第一構(gòu)件，其被配置為阻擋在與物體相反的方向上照射的輻射；以及 第二構(gòu)件，其被配置為圍繞所述第一構(gòu)件并被配置為將在指定方向上照射的輻射引導(dǎo)向所述物體。
5.如權(quán)利要求4所述的輻射生成器，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的至少一個(gè)包括吸收照射的輻射的材料。
6.如權(quán)利要求1所述的輻射生成器，還包括: 準(zhǔn)直器，其被配置為打開所述第一開口以控制照射到物體上的輻射。
7.如權(quán)利要求6所述的輻射生成器，其中，所述準(zhǔn)直器被配置為在與所述第一開口平行的方向上水平移動(dòng)以便控制照射到所述物體上的輻射的量。
8.如權(quán)利要求6所述的輻射生成器，其中，所述準(zhǔn)直器被配置為以所述輻射生成器的中心軸為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)以便控制照射到所述物體上的輻射的量。
9.如權(quán)利要求6所述的輻射生成器，其中，所述準(zhǔn)直器包括第二開口，該第二開口被配置為使通過(guò)了所述第一開口的輻射通過(guò)。
10.如權(quán)利要求6所述的輻射生成器，其中，所述準(zhǔn)直器包括對(duì)于輻射具有第一輻射吸收量的第一區(qū)域和對(duì)于輻射具有不同于所述第一輻射吸收量的第二輻射吸收量的第二區(qū)域。
11.如權(quán)利要求1所述的輻射生成器，其中，所述輻射源生成X射線。
12.如權(quán)利要求1所述的輻射生成器，還包括: 發(fā)散器，其具有在離開所述第一開口的方向上增大的截面并且發(fā)散已通過(guò)所述第一開口的輻射。
13.如權(quán)利要求12所述的輻射生成器，其中，通過(guò)所述發(fā)散器指向物體的輻射是在所述會(huì)聚器的會(huì)聚角和所述發(fā)散器的發(fā)散角中較小的那個(gè)之內(nèi)照射的。
14.一種輻射成像裝置，包括: 如權(quán)利要求1所述的輻射生成器；以及 輻射檢測(cè)器，其包括多個(gè)像素，其中所述多個(gè)像素中的每一個(gè)檢測(cè)穿透了物體的輻射。
15.如權(quán)利要求14所述的輻射成像裝置，還包括: 防散射柵格，其位于所述物體與所述輻射檢測(cè)器之間并且被配置為去除從輻射源照射的散射的輻射。
16.如權(quán)利要求14所述的輻射成像裝置，其中，通過(guò)了所述防散射柵格的輻射會(huì)聚在所述輻射生成器上。
17.如權(quán)利要求15所述的輻射成像裝置，其中，所述防散射柵格包括: 多個(gè)輻射路徑，所述多個(gè)輻射路徑使輻射通過(guò)以允許輻射入射到所述輻射檢測(cè)器上；以及 多個(gè)屏障，所述多個(gè)屏障將所述多個(gè)輻射路徑劃分成二維(2D)柵格并且阻擋在所述多個(gè)輻射路徑之間行進(jìn)的輻射， 其中，所述多個(gè)輻射路徑二維地排列在與所述多個(gè)像素之一相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。
18.如權(quán)利要求17所述的輻射成像裝置，其中，所述多個(gè)輻射路徑中的至少一個(gè)被填充以所述福射穿透的材料。
19.如權(quán)利要求17所述的輻射成像裝置，其中，所述多個(gè)輻射路徑中的至少一個(gè)的截面在朝著所述輻射檢測(cè)器的方向上變大。
20.一種去除散射的福射的防散射柵格,該防散射柵格包括: 多個(gè)輻射路徑，所述多個(gè)輻射路徑使輻射通過(guò)以入射到檢測(cè)輻射的像素上；以及多個(gè)屏障，所述多個(gè)屏障將所述多個(gè)輻射路徑劃分成二維(2D)柵格并且阻擋在所述多個(gè)輻射路徑之間行進(jìn)的輻射， 其中，所述多個(gè)輻射路 徑二維地排列在與多個(gè)像素之一相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。
【文檔編號(hào)】A61B6/03GK103932724SQ201410034008
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月23日
【發(fā)明者】趙敏局, 裵貞兒, Y.薩卡伊 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社