專利名稱：多x射線攝像設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用X射線源的醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)設(shè)備的領(lǐng)域中的非破壞性X射線 攝像、診斷等所使用的多X射線攝像設(shè)備以及該設(shè)備的控制方法。
背景技術(shù)：
普通的X射線管使用熱電子源作為電子源。這種類型的X射線管通過(guò)利用從被加 熱至高溫的細(xì)絲發(fā)射的并且廣泛擴(kuò)展的熱電子照射由塊狀金屬制成的X射線靶，在電子束 入射側(cè)上生成X射線。然后使用所生成的X射線。因此，點(diǎn)光源型X射線管通過(guò)傾斜地引 出細(xì)長(zhǎng)的X射線焦點(diǎn)來(lái)形成偽點(diǎn)X射線光源。已經(jīng)通過(guò)將X射線光源與被攝體的位置間隔 開，提高了 X射線強(qiáng)度分布的均勻性。近來(lái)，作為替代熱電子源的電子源，已經(jīng)提出了冷陰極型多電子源。另外，作為該 技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)提出了引出多X射線束的方法經(jīng)過(guò)了設(shè)計(jì)的平面型多X射線生成設(shè)備 (專利文獻(xiàn)1)。此外，已經(jīng)提出了在已經(jīng)使用傳統(tǒng)的點(diǎn)光源型X射線管的X射線CT領(lǐng)域中使用多 X射線源。例如，已經(jīng)提出了以下方法該方法通過(guò)在使多X射線源和平面型二維傳感器的 組合繞被攝體的軸轉(zhuǎn)動(dòng)并且使這兩者沿著該軸移動(dòng)時(shí)測(cè)量X射線透射數(shù)據(jù)，來(lái)形成三維CT 圖像(專利文獻(xiàn)2)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特愿2006-057846專利文獻(xiàn)2 日本特開2006-6169
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，當(dāng)要通過(guò)使用具有多個(gè)焦點(diǎn)的多X射線源形成X射線投影圖像時(shí)，由于該多 X射線源的焦點(diǎn)之間的間隔為約幾毫米，因此關(guān)于被攝體的X射線透射數(shù)據(jù)呈離散狀。這使 得難以獲得高分辨率的二維透射X射線圖像?？紤]到以上問(wèn)題而做出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是通過(guò)使用多X射線源來(lái)獲取 高分辨率的透射X射線圖像。用于解決問(wèn)題的方案為了實(shí)現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的X射線攝像設(shè)備具有以下結(jié)構(gòu)。即， 一種X射線攝像設(shè)備，包括多X射線源，其包括用以通過(guò)利用電子束照射X射線靶來(lái)生成X射線的多個(gè)X射 線隹占.檢測(cè)器，用于檢測(cè)已經(jīng)從所述多X射線源發(fā)射出的并且已經(jīng)到達(dá)檢測(cè)面的X射 線.
移動(dòng)部件，用于在面向所述檢測(cè)面的面內(nèi)移動(dòng)所述多X射線源；獲取部件，用于通過(guò)在使用所述移動(dòng)部件使所述多X射線源相對(duì)于所述檢測(cè)面偏 移時(shí)、使用所述多X射線源進(jìn)行多次X射線照射，針對(duì)各次照射從所述檢測(cè)器獲取X射線檢 測(cè)信號(hào)；以及生成部件，用于基于由所述獲取部件所獲取的多個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)來(lái)生成X射線 投影圖像。另外，為了實(shí)現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面的X射線攝像設(shè)備的控制方法 是一種X射線攝像設(shè)備的控制方法，所述X射線攝像設(shè)備包括多X射線源，其包括用以通 過(guò)利用電子束照射X射線靶來(lái)生成X射線的多個(gè)X射線焦點(diǎn)；檢測(cè)器，用于檢測(cè)已經(jīng)從所述 多X射線源發(fā)射出的并且已經(jīng)到達(dá)檢測(cè)面的X射線；以及移動(dòng)部件，用于在面向所述檢測(cè)面 的面內(nèi)移動(dòng)所述多X射線源，所述控制方法包括以下步驟獲取步驟，用于通過(guò)在使用所述移動(dòng)部件使所述多X射線源相對(duì)于所述檢測(cè)面偏 移時(shí)、使所述多X射線源進(jìn)行多次X射線照射，針對(duì)各次照射從所述檢測(cè)器獲取X射線檢測(cè) 信號(hào)；以及生成步驟，用于基于在所述獲取步驟中獲取的多個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)來(lái)生成X射線 投影圖像。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)使用多X射線源來(lái)獲取高分辨率的透射X射線圖像。通過(guò)以下結(jié)合附圖所進(jìn)行的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中，在 整個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記指定相同或類似的部分。


包含在說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，并和說(shuō)明書 一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的多X射線源本體的構(gòu)成的示例的圖；圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的元件基板的平面圖；圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的掃描型多X射線源的圖；圖4是用于說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的多X射線單元中的X射線源的配置和掃描的 圖；圖5是示出各X射線源如何發(fā)射X射線束的圖；圖6是用于說(shuō)明多X射線源的照射區(qū)域的移動(dòng)和X射線的檢測(cè)的圖；圖7是用于說(shuō)明單位單元內(nèi)的X射線源陣列的驅(qū)動(dòng)的圖；圖8說(shuō)明X射線靶的表面溫度的變化和用于X射線照射的脈沖電流的施加之間的 關(guān)聯(lián)；圖9是示出根據(jù)第三實(shí)施例的一維陣列的多X射線源的應(yīng)用示例的圖；圖10是示出根據(jù)第三實(shí)施例的使用一維陣列的多X射線源的X射線投影設(shè)備的 示例的圖；圖11是用于說(shuō)明根據(jù)第四實(shí)施例的掃描型多X射線源的圖；以及圖12是用于說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的X射線攝像設(shè)備的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。第一實(shí)施例圖1是示出具有用以通過(guò)利用電子束照射X射線靶來(lái)生成X射線的多個(gè)X射線焦 點(diǎn)的多X射線源本體10的構(gòu)成的圖。在多X射線源本體10的真空室11中配置多電子束 生成單元12和作為X射線靶的透射型靶13。多電子束生成單元12包括元件基板14和具 有在元件基板14上排列的多個(gè)電子發(fā)射元件15的元件陣列16。驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元17控制電 子發(fā)射元件15的驅(qū)動(dòng)。設(shè)置用以控制生成自電子發(fā)射元件15的多個(gè)電子束e的透鏡電極 19和陽(yáng)極電極20。經(jīng)由高電壓引入部21和22向電極19和20施加高電壓。通過(guò)絕緣體 18將透鏡電極19固定至元件基板14。發(fā)射自電子發(fā)射元件15的電子束e撞擊的透射型靶13分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)電子發(fā)射 元件15離散地布置，以構(gòu)成X射線焦點(diǎn)。另外，靶13設(shè)置有由重金屬制成的真空室X射線 屏蔽板23。真空室X射線屏蔽板23設(shè)置有X射線引出部24。真空室11的位于X射線引 出部24前方的壁部25設(shè)置有包括X射線透射膜26的X射線引出窗27。發(fā)射自電子發(fā)射元件15的電子束e受到透鏡電極19的透鏡效應(yīng)的影響，并且在 陽(yáng)極電極20的透射型靶13的部分處被加速至最終電位水平。靶13所生成的X射線束X 通過(guò)X射線引出部24，并通過(guò)X射線引出窗27被引出至大氣。多X射線源本體10設(shè)置有 用于在面向檢測(cè)器35的檢測(cè)面的面內(nèi)二維地掃描多X射線源的掃描機(jī)構(gòu)34。掃描機(jī)構(gòu)34 與多X射線源的X射線生成同步地移動(dòng)該多X射線源的位置。檢測(cè)器35檢測(cè)已經(jīng)從多X射線源發(fā)射出并且已經(jīng)到達(dá)檢測(cè)面的X射線?？刂破?300包括CPU和R0M(未示出)，并且整體控制包括多X射線源本體10和檢測(cè)器35的、根據(jù) 本實(shí)施例的X射線攝像設(shè)備。即，控制器300在通過(guò)使掃描機(jī)構(gòu)34移動(dòng)多X射線源使該多 X射線源相對(duì)于檢測(cè)面偏移時(shí)，進(jìn)行X射線照射。以這種方式，控制器300通過(guò)在多X射線 源所偏移至的各個(gè)位置處從檢測(cè)器35獲取X射線檢測(cè)信號(hào)，來(lái)獲取多個(gè)檢測(cè)信號(hào)。然后， 控制器300基于這些檢測(cè)信號(hào)(X射線透射強(qiáng)度數(shù)據(jù))和獲取到該檢測(cè)信號(hào)時(shí)多X射線源 的位置，生成X射線投影圖像。以下將詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例的X射線攝像操作。如圖2所示，電子發(fā)射元件15 二維排列在元件陣列16上。隨著近來(lái)納米技術(shù)的 進(jìn)步，可以通過(guò)器件工藝在預(yù)定位置處形成nm(納米)尺寸的微細(xì)結(jié)構(gòu)。利用該納米技術(shù) 制造電子發(fā)射元件15。經(jīng)由驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元17通過(guò)(后面要說(shuō)明的)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sl和S2來(lái) 分別控制電子發(fā)射元件15的電子發(fā)射量。即，通過(guò)使用作為矩陣信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sl和S2 來(lái)分別控制元件陣列16的電子發(fā)射量，這樣使得可以對(duì)構(gòu)成多X射線束的X射線束分別進(jìn) 行0N/0FF(開/關(guān))控制。冷陰極型電子發(fā)射元件可以通過(guò)僅對(duì)電子發(fā)射元件施加幾十伏(V)至幾千伏 (kv)的電壓來(lái)發(fā)射電子。因此，將該電子發(fā)射元件用作電子源的X射線生成設(shè)備無(wú)需對(duì)陰 極加熱，并且不需要生成X射線的等待時(shí)間。另外，由于不需要對(duì)陰極加熱的能量，因此甚 至可以通過(guò)使用多X射線源來(lái)獲得低功耗的X射線源。由于可以通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)電壓的高速 驅(qū)動(dòng)操作來(lái)對(duì)用于這些電子發(fā)射元件的電流進(jìn)行0N/0FF控制，因此可以制造選擇要驅(qū)動(dòng) 的電子發(fā)射元件并且進(jìn)行高速應(yīng)答操作的多陣列型X射線源。
當(dāng)實(shí)際形成多X射線束時(shí)，在X射線焦點(diǎn)的位置附近需要用作限制在各個(gè)X射線 焦點(diǎn)處生成的X射線的放射角的屏蔽切縫的構(gòu)件。因此，在多X射線源中需要幾毫米以上 的間隔。圖3是示意性示出根據(jù)本實(shí)施例的掃描型多X射線源30的示例的圖，該掃描型多 X射線源30包括具有以20mm間隔排列的12X12的X射線焦點(diǎn)(以下還稱為X射線源)的 多X射線源31。多X射線源31包括各自具有3X3的X射線源33的陣列的多X射線單元 Bij0這些多X射線單元按4X4矩陣排列。如圖1和2所示，各X射線源33包括電子發(fā)射 元件15和靶13。注意，對(duì)多X射線源31進(jìn)行控制，以使得在一次X射線照射中，各多X射 線單元32中的一個(gè)X射線源生成X射線。在各多X射線單元32中，依次掃描射線源陣列 的X射線焦點(diǎn)。設(shè)置用以整體移動(dòng)多X射線源31的掃描機(jī)構(gòu)34。掃描機(jī)構(gòu)34可以至少在 多X射線源的焦點(diǎn)之間的距離內(nèi)，即，在鄰接的X射線焦點(diǎn)之間的距離內(nèi)，整體移動(dòng)多X射 線源31。在本實(shí)施例中，使用掃描機(jī)構(gòu)34來(lái)移動(dòng)多X射線源31等同于移動(dòng)多X射線源本 體10。注意，如上所述，控制器300包括CPU和ROM(未示出)，并且整體控制掃描型多X 射線源30。如以下將說(shuō)明的，控制器300通過(guò)執(zhí)行預(yù)定的控制程序來(lái)控制多X射線源31、 掃描機(jī)構(gòu)34和檢測(cè)器35，由此執(zhí)行X射線攝像。圖4是以上所述的多X射線單元Bij的X射線焦點(diǎn)的位置的放大圖，更具體為進(jìn) 行生成的X射線源的位置按m(l，1)、m(l，2)、m(l，3) ,m(3,1)…的順序依次移動(dòng)的情況。圖 5示出多X射線單元的X射線源所生成的X射線束如何擴(kuò)展。圖5是示出在從側(cè)方觀看時(shí) 多X射線源31如何生成X射線的圖，并且示出多X射線單元Bll B14的陣列。在各多X 射線單元中，排列有作為該單元中的X射線源的X射線源m(l，l)、m(l，2)和m(l，3)。在這 種情況下，附圖標(biāo)記xl、x2和x3表示發(fā)射自各個(gè)X射線源的X射線束。當(dāng)X射線源m(1，1)要生成X射線時(shí)，各個(gè)多X射線單元的位置處的X射線源m(1， 1)準(zhǔn)備好生成X射線。對(duì)生成自所有的多X射線單元的X射線源m(l，l)的X射線束的發(fā) 散角進(jìn)行控制，以防止其在檢測(cè)器35上相互干擾。這適用于各個(gè)多X射線單元的其余的X 射線源。即，在本實(shí)施例中，所有的多X射線單元按X射線源m(l，l) —X射線源m(l，3)、 X射線源m(2，l) — X射線源m(2，3)、X射線源m(3，l) — X射線源m(3，3)的順序，同時(shí)驅(qū) 動(dòng)這些X射線源。換言之，將多X射線源31的多個(gè)X射線源33分割成組，從而根據(jù)即使使 X射線源同時(shí)生成X射線、也不會(huì)在檢測(cè)器35的檢測(cè)面上相互干擾的X射線的X射線焦點(diǎn) 來(lái)形成組。即，在本實(shí)施例中，對(duì)X射線源分組，使得各個(gè)單元的X射線源m(l，l)屬于第一 組，并且各個(gè)單元的X射線源m(l，2)屬于第二組。然后，針對(duì)各組驅(qū)動(dòng)多個(gè)X射線源33以 生成X射線。 當(dāng)來(lái)自X射線源m (1，1)的X射線照射結(jié)束并且來(lái)自下一 X射線源的X射線照射開 始時(shí)，將利用該X射線束獲得的X射線檢測(cè)信號(hào)作為圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器(未 示出)中。另外，將多X射線源31此時(shí)的位置保存在存儲(chǔ)器中，從而生成投影圖像。之后， 驅(qū)動(dòng)下一 X射線源m(l，2)以進(jìn)行X射線照射。在各個(gè)多X射線單元32中依次點(diǎn)亮X射線 源33時(shí)，經(jīng)由檢測(cè)器35來(lái)獲取被攝體36的X射線透射圖像數(shù)據(jù)。
按以上方式獲得的X射線透射圖像數(shù)據(jù)是來(lái)自按X射線源之間的間隔(在這種情 況下，20mm)彼此間隔開的位置的X射線圖像。由于該原因，當(dāng)根據(jù)這些圖像數(shù)據(jù)再現(xiàn)透射X射線圖像時(shí)，相對(duì)于被攝體36傾斜入射的X射線分散。因此，當(dāng)將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成投影圖 像時(shí)，由于圖像數(shù)據(jù)存在缺陷，因此不能期望高質(zhì)量的投影圖像。因此，在本實(shí)施例中，為了通過(guò)消除X射線源之間的這種數(shù)據(jù)缺陷來(lái)實(shí)現(xiàn)高圖像 質(zhì)量的近距離投影攝像，通過(guò)在使用掃描機(jī)構(gòu)34細(xì)微移動(dòng)圖3中的多X射線源31的位置 時(shí)進(jìn)行多次X射線照射，來(lái)獲取X射線投影數(shù)據(jù)。通過(guò)使用以上所述的掃描型多X射線源 30，獲取各個(gè)多X射線源之間的(例如，多X射線源的m(l，l)和m(l，2)之間的)X射線投 影數(shù)據(jù)。因此，可以實(shí)現(xiàn)能夠獲取高分辨率圖像的近距離投影攝像設(shè)備。將參考圖6來(lái)說(shuō)明在通過(guò)使用掃描型多X射線源30移動(dòng)X射線源時(shí)實(shí)際上如何 進(jìn)行X射線攝像的方式。首先考慮多X射線單元中的X射線源陣列中的一個(gè)X射線源m(k， 1)。首先，當(dāng)多X射線源m(k，1)在位置pi處發(fā)射X射線時(shí)，檢測(cè)器dl d9檢測(cè)到透射出 的X射線。然后，掃描機(jī)構(gòu)34將多X射線源的位置移動(dòng)至p2。當(dāng)多X射線源m(k，l)在移 動(dòng)之后在位置P2處發(fā)射X射線時(shí)，檢測(cè)器d2 dlO檢測(cè)到透射出的X射線。以這種方式， 在使多X射線源從Pl至PlO重復(fù)移動(dòng)至鄰接的多X射線源時(shí)獲取透射X射線數(shù)據(jù)，并且各 單元中的射線源陣列的X射線源重復(fù)發(fā)射X射線。圖7示出與以上的X射線照射方法相關(guān)聯(lián)的、各單元中的射線源陣列的各X射線 源的時(shí)序操作。在位置Pl處使X射線源m(l，l)在時(shí)段At內(nèi)點(diǎn)亮。隨后，依次切換并且 點(diǎn)亮X射線源直至X射線源m(3，3)。然后，多X射線源31的位置從pi移動(dòng)至p2，并且按 相同的方式使X射線源重復(fù)點(diǎn)亮。圖12的流程圖如下概括根據(jù)以上所述的第一實(shí)施例的X射線攝像設(shè)備的攝像操 作。假定如圖4所示，在多X射線單元32中X射線源按3X3矩陣排列，并且流程圖中的 kmax 禾口 Imax 均為 3?？刂破?00通過(guò)使用掃描機(jī)構(gòu)34將多X射線源31移動(dòng)至相對(duì)于檢測(cè)器35具有 預(yù)定位置關(guān)系的基準(zhǔn)位置(步驟S101)。首先，控制器300選擇各多X射線單元的X射線源 m(l，1)，并且執(zhí)行使這些X射線源同時(shí)生成X射線并且使檢測(cè)器35獲得X射線圖像信息的 獲取處理(步驟S102和S103)。之后，控制器300依次選擇并驅(qū)動(dòng)X射線源m(l，2)和m(l， 3)，并且重復(fù)以上的獲取處理。即，控制器300依次驅(qū)動(dòng)各多X射線單元的X射線源m (1，2) 和m(l，3)，并且通過(guò)使用檢測(cè)器35來(lái)獲得各個(gè)X射線圖像信息(步驟S103 S105)。隨后，控制器300針對(duì)k = 2重復(fù)上述的步驟S103 S105。即，控制器300依次驅(qū) 動(dòng)各多χ射線單元的X射線源m(2，1) m(2，3)，并且通過(guò)使用檢測(cè)器35來(lái)獲得X射線圖 像信息(步驟S106和S107)。同樣，控制器300針對(duì)k = 3重復(fù)上述的步驟S103 S105。 即，控制器300依次驅(qū)動(dòng)各多X射線單元的X射線源m(3，1) m(3，3)，并且通過(guò)使用檢測(cè) 器35來(lái)獲得X射線圖像信息(步驟S106和S107)。在完成使用各多X射線單元中的所有 的X射線源的獲取處理之后，控制器300通過(guò)使用掃描機(jī)構(gòu)34將多X射線源31從例如圖 6中的Pl移動(dòng)至p2。然后，控制器300在位置p2處重復(fù)上述的步驟S102 S107中的處 理(步驟S108和S109)。當(dāng)多X射線源31到達(dá)位置plO并且通過(guò)重復(fù)上述處理完成位置PlO處的X射線 照射和檢測(cè)時(shí)，處理從步驟S108進(jìn)入步驟S110。在步驟SllO中，控制器300通過(guò)使用在步 驟S103中獲取的X射線圖像信息進(jìn)行圖像生成來(lái)獲得X射線投影圖像。如上所述，第一實(shí)施例可以通過(guò)當(dāng)在多X射線源的面內(nèi)并且在X射線源的間隔的范圍內(nèi)移動(dòng)該多X射線源時(shí)使該多X射線源進(jìn)行X射線照射(掃描)，使用該多X射線源 來(lái)獲取高質(zhì)量的X射線投影圖像的數(shù)據(jù)。即，由于即使將多X射線源布置在二維平面型檢 測(cè)器附近、仍可以進(jìn)行高分辨率的X射線攝像，因此可以獲得高分辨率的緊湊型X射線攝像 設(shè)備。另外，由于在將X射線源布置在檢測(cè)器附近時(shí)進(jìn)行攝像，因此可以高效地使用X射線 的功率。這樣可以獲得泄漏到周圍的X射線減少了的低成本的X射線設(shè)備。另外，由于以 防止來(lái)自各個(gè)X射線源的X射線在檢測(cè)面上干擾的方式選擇要同時(shí)驅(qū)動(dòng)的多X射線源的X 射線源，因此可以防止來(lái)自不同的X射線源的X射線的干擾，并且可以獲得分辨率較高的X 射線圖像。第二實(shí)施例利用各多X射線單元中的射線源陣列的X射線源所獲得的X射線的強(qiáng)度依賴于X 射線靶材的熔點(diǎn)或其冷卻系統(tǒng)、電子束用的加速電壓、電流值、焦點(diǎn)大小、照射時(shí)間和X射 線引出方法等。由于傳統(tǒng)的X射線管的最大的X射線功率是由要使用的X射線靶材的溫度限制所 確定的，因此通過(guò)使X射線靶以機(jī)械方式轉(zhuǎn)動(dòng)從而依次移動(dòng)照射位置來(lái)進(jìn)行熱擴(kuò)散，由此 引出更高的X射線功率。與此相對(duì)比，本實(shí)施例所使用的方案通過(guò)以電方式掃描多電子源 的位置來(lái)進(jìn)行X射線靶的熱擴(kuò)散，以允許注入更高的X射線功率。將參考圖8來(lái)說(shuō)明這些 具體例子。圖8示出當(dāng)利用電子束照射X射線靶時(shí)、該X射線靶表面的溫度的時(shí)間變化。圖8 中的“A”和“B”分別表示在生成矩形脈沖信號(hào)作為電子源用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的電子電流的波 形(圖8中的“8B”)以及X射線靶的表面溫度的變化(圖8中的“8A”)的示例。在通過(guò) 脈沖電流生成X射線的Ims內(nèi)，X射線靶的溫度Tm急速上升，并且在從斷開脈沖電流的時(shí)間 起的約9ms內(nèi)，由于向周邊結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱，因此X射線靶的表面溫度恢復(fù)為初始溫度狀態(tài)“To”。 在本實(shí)施例中，為了從多X射線源有效地生成X射線，使圖3中的各多X射線單元32中的 一個(gè)X射線源總是點(diǎn)亮。將各單位單元中的射線源陣列的所有的X射線源為OFF的時(shí)間設(shè) 置為X射線靶的表面溫度的冷卻時(shí)間。這使得可以形成利用多X射線源的特性的高功率的 X射線源。為了在從這種多X射線源引出能量時(shí)安全地操作該多X射線源，按不超過(guò)X射線 靶的溫度限制的方式管理與圖7所示的各單位單元中的各射線源陣列的X射線照射時(shí)間 At有關(guān)的設(shè)置，這是重要的。例如，結(jié)合X射線靶的溫度容許值Tmax，通過(guò)多X射線源的包括電流、電壓和Δ t 的參數(shù)來(lái)確定X射線靶的表面溫度Tm。因此，對(duì)At進(jìn)行設(shè)置以保持下式成立。Tm = T (電壓，電流，Δ t)Tm < Tmax可以通過(guò)預(yù)先作為函數(shù)或數(shù)據(jù)保持這些數(shù)據(jù)并且通過(guò)確定要應(yīng)用至X 射線靶的最大的HiAs值，來(lái)提高多X射線源的安全性。另外，從一個(gè)X射線源生成X射線的 時(shí)間間隔，即，電子束的照射的時(shí)間間隔至少是由于電子束的照射已經(jīng)上升了的X射線靶 的溫度下降至第一溫度以下(To以下)的時(shí)間段。注意，如果X射線投影圖像所需的X射線劑量超過(guò)該mAs值，則可以進(jìn)行設(shè)置以使 多X射線源在相同的位置處自動(dòng)重復(fù)必要的X射線照射。使用該方法可以在使多X射線源 的性能最大化時(shí)進(jìn)行攝像。
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第三實(shí)施例第一實(shí)施例已經(jīng)例示了在使用具有二維陣列的多X射線源的情況下的投影攝像 方法。第三實(shí)施例將參考圖9來(lái)例示在使用具有一維陣列的多X射線源的情況下的攝像設(shè) 備和攝像方法。在面向具有一維陣列的多X射線源40的位置處，布置細(xì)長(zhǎng)的檢測(cè)器42。在與具有 一維陣列的多X射線源40和檢測(cè)器42垂直的方向上布置被攝體。多X射線源40包括一 維陣列的多X射線單元和構(gòu)成一維單元中的射線源陣列的X射線源。在圖9的情況下，各 多X射線單元包括X射線源m(l，1)、m(l，2)和m(l，3)。通過(guò)重復(fù)依次點(diǎn)亮X射線源m(l，l)、m(l，2)和m(l，3)以及在陣列方向上移動(dòng)多 X射線源40的操作，來(lái)使該多X射線源生成X射線，由此獲取X射線投影數(shù)據(jù)。在以與X射 線源的陣列間隔對(duì)應(yīng)的寬度掃描多X射線源40的階段，在與多X射線源40中的X射線源 的陣列方向垂直的方向上移動(dòng)被攝體。注意，代替移動(dòng)被攝體，可以使用在與X射線源的陣 列方向垂直的方向上同時(shí)移動(dòng)多X射線源40和檢測(cè)器42的方法。圖10是示出被配置為一起移動(dòng)多X射線源40和檢測(cè)器42的構(gòu)成的示例的圖。在 這種情況下，由支撐單元43固定多X射線源40和檢測(cè)器42。基座44上的驅(qū)動(dòng)單元45與 從X射線源生成X射線同步地移動(dòng)多X射線源40和檢測(cè)器42。如上所述，第三實(shí)施例使用具有多個(gè)X射線焦點(diǎn)的一維陣列的多X射線源40?？?制器300在使掃描機(jī)構(gòu)34在多個(gè)X射線焦點(diǎn)的陣列方向41上移動(dòng)多X射線源31時(shí)，使多 X射線源40發(fā)射X射線，由此使用檢測(cè)器42來(lái)獲取X射線檢測(cè)信號(hào)。然后，控制器300通 過(guò)在與陣列方向41垂直的方向上移動(dòng)多X射線源40時(shí)重復(fù)該處理，來(lái)獲得二維的X射線 圖像信息。注意，如果檢測(cè)器42具有足夠大的檢測(cè)區(qū)域，則可以在與多X射線源40的陣列 方向41垂直的方向上僅移動(dòng)多X射線源40。由于檢測(cè)器42的檢測(cè)面與對(duì)應(yīng)于一次照射的 多X射線源40的區(qū)域相對(duì)應(yīng)，因此圖9和10所示的構(gòu)成被配置成在與陣列方向41垂直的 方向上移動(dòng)多X射線源40和檢測(cè)器42這兩者。如上所述，根據(jù)第三實(shí)施例，可以通過(guò)使用一維的多X射線源來(lái)形成使用非常緊 湊的、低成本的掃描型多X射線源的X射線投影設(shè)備。第四實(shí)施例圖11示出掃描型多X射線源的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中獲得高質(zhì)量的X射線投影數(shù)據(jù)的方法。 為了獲得高分辨率的X射線圖像，需要將多X射線源的姿勢(shì)控制的精度設(shè)置為幾十微米以 下。實(shí)現(xiàn)此目的的簡(jiǎn)便的方法是，除了多X射線源31用的掃描機(jī)構(gòu)34以外，將用以讀取多 X射線源31的位置的、使用光學(xué)部件的位置檢測(cè)器38安裝至根據(jù)第四實(shí)施例的掃描型多X 射線源30。位置檢測(cè)器38讀取在X射線照射時(shí)多X射線源31的位置。可以通過(guò)將該位置 數(shù)據(jù)用作在從X射線透射強(qiáng)度數(shù)據(jù)(檢測(cè)信號(hào))轉(zhuǎn)換成X射線投影圖像時(shí)的X射線源位置 校正數(shù)據(jù)，來(lái)將該X射線透射強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高分辨率的投影圖像。如以上已經(jīng)說(shuō)明了的，根據(jù)以上所述的各實(shí)施例，可以通過(guò)使用傳統(tǒng)的獲得斷層 圖像的方法來(lái)將由掃描型多X射線設(shè)備所獲取的透射X射線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成X射線投影圖像。 由此可以提供利用多X射線源的特性并且可以獲取高分辨率圖像的緊湊型X射線投影攝像 設(shè)備。其它實(shí)施例
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另外，通過(guò)執(zhí)行以下處理來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。即，該處理用于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或各種類型的存 儲(chǔ)介質(zhì)向系統(tǒng)或設(shè)備供給用于實(shí)現(xiàn)以上實(shí)施例的功能的軟件(程序)，并且使該系統(tǒng)或設(shè) 備的計(jì)算機(jī)(或CPU、MPU等)讀出并執(zhí)行該程序。本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，并且可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變和修 改。因此，為了向公眾告知本發(fā)明的范圍，作出以下權(quán)利要求書。本申請(qǐng)要求2008年9月18日提交的日本專利申請(qǐng)2008-239754的優(yōu)先權(quán)，在此 通過(guò)引用包含其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種X射線攝像設(shè)備，包括多X射線源，其包括用以通過(guò)利用電子束照射X射線靶來(lái)生成X射線的多個(gè)X射線焦點(diǎn)。檢測(cè)器，用于檢測(cè)已經(jīng)從所述多X射線源發(fā)射出的并且已經(jīng)到達(dá)檢測(cè)面的X射線； 移動(dòng)部件，用于在面向所述檢測(cè)面的面內(nèi)移動(dòng)所述多X射線源； 獲取部件，用于通過(guò)在使用所述移動(dòng)部件使所述多X射線源相對(duì)于所述檢測(cè)面偏移 時(shí)、使用所述多X射線源進(jìn)行多次X射線照射，針對(duì)各次照射從所述檢測(cè)器獲取X射線檢測(cè) 信號(hào)；以及生成部件，用于基于由所述獲取部件所獲取的多個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)來(lái)生成X射線投影 圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線攝像設(shè)備，其特征在于，所述獲取部件通過(guò)在使用所述 移動(dòng)部件在鄰接的X射線焦點(diǎn)的距離內(nèi)移動(dòng)所述多X射線源時(shí)、使用所述多X射線源進(jìn)行 多次X射線照射，從所述檢測(cè)器獲取多個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的X射線攝像設(shè)備，其特征在于，所述獲取部件通過(guò)將所述 多個(gè)X射線焦點(diǎn)分割成多個(gè)組以使得即使同時(shí)生成X射線、也能夠防止X射線在所述檢測(cè) 面上相互干擾，并且通過(guò)針對(duì)各組從所述多個(gè)X射線焦點(diǎn)生成X射線，來(lái)利用所述檢測(cè)器獲 取X射線檢測(cè)信號(hào)，以及所述獲取部件在針對(duì)所有的所述多個(gè)組完成檢測(cè)信號(hào)的獲取之后，通過(guò)使用所述移動(dòng) 部件來(lái)移動(dòng)所述多X射線源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的X射線攝像設(shè)備，其特征在于，照射所述電子束 以從所述多個(gè)X射線焦點(diǎn)中的各個(gè)X射線焦點(diǎn)生成X射線的間隔至少是由于所述電子束的 照射已經(jīng)上升了的所述X射線靶的溫度下降至不大于第一溫度所需的時(shí)間段，并且照射所 述電子束的時(shí)間是由于所述電子束的照射所引起的所述X射線靶的溫度的上升不超過(guò)溫 度容許值的時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的X射線攝像設(shè)備，其特征在于， 所述多個(gè)X射線焦點(diǎn)呈二維排列，以及所述移動(dòng)部件在二維方向上移動(dòng)所述多X射線源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的X射線攝像設(shè)備，其特征在于， 所述多個(gè)X射線焦點(diǎn)呈一維排列，以及所述獲取部件執(zhí)行以下的獲取處理通過(guò)在使用所述移動(dòng)部件在所述多個(gè)X射線焦點(diǎn) 的陣列方向上移動(dòng)所述多X射線源時(shí)、使所述多X射線源進(jìn)行X射線照射，使用所述檢測(cè)器 獲取X射線檢測(cè)信號(hào)，以及所述獲取部件在使用所述移動(dòng)部件在與所述陣列方向垂直的方向上移動(dòng)所述多X射 線源時(shí)，重復(fù)所述獲取處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線攝像設(shè)備，其特征在于，所述移動(dòng)部件在與所述陣列方 向垂直的方向上一起移動(dòng)所述多χ射線源和所述檢測(cè)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的X射線攝像設(shè)備，其特征在于，還包括用于檢測(cè) 所述多X射線源的位置的位置檢測(cè)部件，其中，所述生成部件通過(guò)基于由所述位置檢測(cè)部件檢測(cè)到的所述多X射線源的位置對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行校正，來(lái)生成X射線投影圖像。
9.一種X射線攝像設(shè)備的控制方法，所述X射線攝像設(shè)備包括多X射線源，其包括用 以通過(guò)利用電子束照射X射線靶來(lái)生成X射線的多個(gè)X射線焦點(diǎn)；檢測(cè)器，用于檢測(cè)已經(jīng)從 所述多X射線源發(fā)射出的并且已經(jīng)到達(dá)檢測(cè)面的X射線；以及移動(dòng)部件，用于在面向所述檢 測(cè)面的面內(nèi)移動(dòng)所述多X射線源，所述控制方法包括以下步驟獲取步驟，用于通過(guò)在使用所述移動(dòng)部件使所述多X射線源相對(duì)于所述檢測(cè)面偏移 時(shí)、使所述多X射線源進(jìn)行多次X射線照射，針對(duì)各次照射從所述檢測(cè)器獲取X射線檢測(cè)信 號(hào)；以及生成步驟，用于基于在所述獲取步驟中獲取的多個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)來(lái)生成X射線投影 圖像。
10.一種程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線攝像設(shè)備的控制方法。
11.一種存儲(chǔ)有程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述程序用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要 求9所述的X射線攝像設(shè)備的控制方法。
全文摘要
公開了一種X射線攝像設(shè)備，包括多X射線源，其包括用以通過(guò)利用電子束照射X射線靶來(lái)生成X射線的多個(gè)X射線焦點(diǎn)；檢測(cè)器，用于檢測(cè)已經(jīng)從所述多X射線源發(fā)射出的并且已經(jīng)到達(dá)檢測(cè)面的X射線；移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于在面向所述檢測(cè)面的面內(nèi)移動(dòng)所述多X射線源。通過(guò)利用所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)所述多X射線源，所述X射線攝像裝置在使所述檢測(cè)器所具有的所述多個(gè)X射線焦點(diǎn)的位置相對(duì)于所述檢測(cè)面偏移時(shí)從所述多X射線源發(fā)射X射線，并且由此從所述檢測(cè)器獲得多個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)?；趶乃鰴z測(cè)器獲得的多個(gè)X射線檢測(cè)信號(hào)，生成X射線投影圖像。
文檔編號(hào)H01J35/06GK102112053SQ200980129788
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者佐藤真, 奧貫昌彥, 小倉(cāng)隆, 辻井修, 難波永 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社