由與陽(yáng)極板相同的材料制成的光譜保持足跟效應(yīng)補(bǔ)償過(guò)濾器的制造方法
【專利說(shuō)明】由與陽(yáng)極板相同的材料制成的光譜保持足跟效應(yīng)補(bǔ)償過(guò)濾
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[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年01月23日、發(fā)明名稱為“由與陽(yáng)極板相同的材料制成的光譜保持足跟效應(yīng)補(bǔ)償過(guò)濾器”的專利申請(qǐng)200880002843.8的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明大體涉及足跟效應(yīng)補(bǔ)償過(guò)濾器，X射線管和計(jì)算機(jī)斷層(CT)成像系統(tǒng)，以及更具體地涉及，靶角度足跟效應(yīng)的補(bǔ)償。
【背景技術(shù)】
[0003]在已知的CT系統(tǒng)中，通過(guò)將加速電子束導(dǎo)向典型的鎢陽(yáng)極板而產(chǎn)生X射線。X射線在陽(yáng)極的一定穿透深度產(chǎn)生，由此發(fā)出的輻射在離開(kāi)板之前會(huì)經(jīng)過(guò)不同量的陽(yáng)極材料。
[0004]因而，產(chǎn)生的輻射的強(qiáng)度和光譜呈現(xiàn)圓錐形角度依賴變化，導(dǎo)致探測(cè)器行依賴于光束的硬化和強(qiáng)度，也即公知的所謂足跟效應(yīng)。
[0005]尤其是當(dāng)圓錐角度橫跨256行探測(cè)器時(shí)，這個(gè)足跟效應(yīng)是很顯著的，并且需要被校正以避免圖像偽影。X射線管源通常包括一個(gè)陽(yáng)極側(cè)和一個(gè)陰極側(cè)。該陽(yáng)極側(cè)也稱為靶，其被電子轟擊以產(chǎn)生X射線束輻射。來(lái)自X射線管的X射線在X射線管的靶(陽(yáng)極)內(nèi)的很淺深度產(chǎn)生。向著被掃描物體的陽(yáng)極側(cè)移動(dòng)的X射線比向著該物體陰極側(cè)移動(dòng)的X射線要經(jīng)過(guò)靶的更多的體積。因而，向著陽(yáng)極側(cè)移動(dòng)的離開(kāi)靶的X射線的衰減與對(duì)向著陰極側(cè)移動(dòng)的X射線的衰減相比更大。
[0006]Mori等提出了足跟效應(yīng)補(bǔ)償過(guò)濾器，其被放置在X射線束之前，沿著陽(yáng)極-陰極方向或者所謂的Z-方向具有變化的厚度。該過(guò)濾器由鋁制成，并被設(shè)計(jì)為沿著所述方向使射線束強(qiáng)度相等。然而，該過(guò)濾器不能校正上述的光譜失真(Mori等人，Prototype heeleffect compensat1n filter for cone-beam CT，Phys.Med.B1l.，50 (2005)N359-N370)。
[0007]如US 6968042中所描述的，處于X射線源和X射線探測(cè)器之間的具有陽(yáng)極側(cè)和陰極側(cè)的過(guò)濾器，在陰極側(cè)比陽(yáng)極側(cè)具有更高的衰減系數(shù)。該衰減系數(shù)被確定以至少部分補(bǔ)償靶角度足跟效應(yīng)。該過(guò)濾器材料是鋁、銅、鈦或者鈹。然而，歸因于所選擇的材料，該過(guò)濾器不能校正上述的光譜失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了至少部分補(bǔ)償足跟效應(yīng)，以及額外地獲得恒定的光譜，提供由與陽(yáng)極板相同的材料制成的過(guò)濾器。然而由于在陽(yáng)極材料中的較淺的電子穿透深度，該補(bǔ)償過(guò)濾器必需是很薄的。
[0009]這樣的過(guò)濾器的生產(chǎn)過(guò)程可以通過(guò)諸如濺射法或一些其他的外延Gpitactical)過(guò)程之類的精密控制薄膜沉積技術(shù)來(lái)得到促進(jìn)。利用隨后受控制的機(jī)械的、化學(xué)的和/或激光的磨損形成的恒定-厚度沉積是本發(fā)明的形成薄膜厚度梯度的另一方面內(nèi)容。
[0010]在另一個(gè)方面，提供至少部分補(bǔ)償X射線管的靶角度足跟效應(yīng)的方法。該方法包括布置過(guò)濾器，并包括將材料沉積在X射線管的窗部來(lái)形成該過(guò)濾器，其中，所述材料與所述X射線源的陽(yáng)極板的材料相同。
[0011]在另外的方面，提供X射線管，用于掃描物體的成像系統(tǒng)和用于掃描物體的計(jì)算機(jī)斷層(CT)成像系統(tǒng)。所有的實(shí)施例包括過(guò)濾器，其中，所述過(guò)濾器的材料與所述X射線源的陽(yáng)極板的材料相同。
[0012]當(dāng)本發(fā)明根據(jù)不同的特定實(shí)施例描述時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到本發(fā)明可以通過(guò)不脫離權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改而實(shí)施。
[0013]這一需要可以通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的主題而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)從屬權(quán)利要求描述。
[0014]在這一點(diǎn)上必須要指出的是所描述的方法并不用于提供對(duì)病人的診斷或治療。本發(fā)明所描述的方法和所有的其他方面及實(shí)施例僅僅提供額外的和更詳細(xì)的信息，該信息可以幫助醫(yī)生獲得診斷結(jié)果和/或決定適合的治療步驟。
[0015]應(yīng)該注意的是，本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)不同的主題來(lái)描述。特別是，一些實(shí)施例參照裝置類型權(quán)利要求來(lái)描述而其他實(shí)施例參照方法類型權(quán)利要求來(lái)描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以由以上和以下描述推斷，除非另外說(shuō)明，除了屬于一種類型主題的特征的任意組合之外，在關(guān)于不同主題的特征之間，尤其是裝置類型權(quán)利要求的特征和方法類型權(quán)利要求的特征之間的任意組合，也都被認(rèn)為是被本申請(qǐng)公開(kāi)了。
[0016]根據(jù)以下將要描述的實(shí)施例的示例，本發(fā)明的上述限定的方面和更多方面是顯而易見(jiàn)的，并通過(guò)參考這些實(shí)施例的示例進(jìn)行解釋。以下將通過(guò)參考實(shí)施例的示例來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于此。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1示出了過(guò)濾器并圖解說(shuō)明了靶角度以及足跟效應(yīng)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]電子100在X射線管10的內(nèi)部由陰極101的陰極側(cè)102向著陽(yáng)極側(cè)104移動(dòng)，并與以陽(yáng)極108的形式的靶106特別是陽(yáng)極板110碰撞。電子100沿著靶106在不同位置與其接觸，并使X射線12的發(fā)射以不同角度離開(kāi)靶106。在靶106和X射線探測(cè)器行14的垂線之間的角度是靶角度112。由靶106發(fā)射的X射線114在向著陰極側(cè)102射出靶106之前，在靶106內(nèi)移動(dòng)一個(gè)距離dn 116。這個(gè)距離與X射線120在向著陽(yáng)極側(cè)104射出靶106之前在靶106內(nèi)移動(dòng)的距離dN 118相比更短。由于dN 118比dn 116長(zhǎng)，靶106對(duì)X射線120的衰減與對(duì)X射線114的衰減相比更大。這個(gè)衰減上的差別就是足跟效應(yīng)。另外，圖中描繪了足跟效應(yīng)補(bǔ)償過(guò)濾器300的等深點(diǎn)橫截面視圖。過(guò)濾器300包括陽(yáng)極側(cè)302和陰極側(cè)304。過(guò)濾器300全部由鎢制成。在可選擇的實(shí)施例中，過(guò)濾器300是鎢合金。該過(guò)濾器300總是與陽(yáng)極108，特別是其陽(yáng)極板110具有相同的材料。由橫截面視圖可知，過(guò)濾器300的陰極側(cè)304比陽(yáng)極側(cè)302要厚。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，過(guò)濾器的陰極側(cè)304比部分208的陽(yáng)極側(cè)302要厚大約200 μ m。在其他實(shí)施例中厚度差別在大約50 μ m mm和大約500 μ m之間。
[0019]由于陰極側(cè)304比陽(yáng)極側(cè)302更厚，經(jīng)過(guò)陰極側(cè)304的X射線與經(jīng)過(guò)陽(yáng)極側(cè)302的X射線相比被過(guò)濾器衰減的更多，由此至少部分補(bǔ)償了足跟效應(yīng)。
[0020]在US 6968042中詳細(xì)描述楔形足跟效應(yīng)補(bǔ)償過(guò)濾器的示例性實(shí)施例，并在此將其內(nèi)容全部合并。該裝配不局限于在此描述的特定實(shí)施例，而是每個(gè)套件的部件可以與在此描述的其他部件相獨(dú)立地和分離地利用。
[0021 ] 應(yīng)該注意的是，術(shù)語(yǔ)“包括”不排除其他元件或步驟，并且“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。同樣不同實(shí)施例中描述的元件可以相互結(jié)合。應(yīng)該注意的是，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)解釋為對(duì)權(quán)利要求范圍的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種X射線管(10)，包括: 具有陽(yáng)極板(110)的陽(yáng)極(108); 陰極(101); 窗部；以及 用于至少部分地補(bǔ)償X射線管的靶角度足跟效應(yīng)并且獲得恒定的光譜以校正X射線束的光譜失真的過(guò)濾器(300)，所述過(guò)濾器(300)由使用薄膜沉積技術(shù)沉積于所述窗部的材料形成并具有陽(yáng)極側(cè)和陰極側(cè)(304)，其中，所述陰極側(cè)(304)具有比所述陽(yáng)極側(cè)(302)更高的衰減系數(shù)，并且其中，所述衰減系數(shù)被確定以至少部分補(bǔ)償所述靶角度足跟效應(yīng)；其中，所述過(guò)濾器(300)由與所述陽(yáng)極板(110)相同的材料制成并且所述陰極側(cè)(304)厚于所述陽(yáng)極側(cè)(302)， 其中，所述材料是鎢或者鎢合金。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線管(10)，其中，形成所述過(guò)濾器(300)的所述材料被濺射于薄膜上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線管(10)，所述過(guò)濾器(300)的厚度沉積通過(guò)機(jī)械磨削、化學(xué)磨削和/或激光磨削控制。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線管(10)，其中，形成所述過(guò)濾器(300)的材料是楔形，其中，所述楔形包括水平頂部、底部、第一垂直側(cè)和第二垂直側(cè)，并且其中，所述第一垂直側(cè)和所述第二垂直側(cè)在長(zhǎng)度上不相等。5.一種用于至少部分補(bǔ)償X射線管的靶角度足跟效應(yīng)并且獲得恒定的光譜以校正X射線束的光譜失真的方法，所述方法包括: 提供X射線管(10)，其包括具有陽(yáng)極板(110)的陽(yáng)極(108)、陰極(101)和窗部; 將具有陽(yáng)極側(cè)(302)和陰極側(cè)(304)的過(guò)濾器(300)放置于所述X射線源(10)和X射線探測(cè)器(14)之間，其中，所述陰極側(cè)(304)具有比所述陽(yáng)極側(cè)(302)更高的衰減系數(shù)，并且其中，所述衰減系數(shù)被確定以至少部分補(bǔ)償所述靶角度足跟效應(yīng)；其中，所述放置過(guò)濾器(300)包括使用薄膜沉積技術(shù)將材料沉積在X射線管的窗部來(lái)形成所述過(guò)濾器(300)，其中，所述材料與所述X射線源(10)的陽(yáng)極板的材料相同，并且其中所述陰極側(cè)(304)厚于所述陽(yáng)極側(cè)(302)， 其中，所述材料是鎢或者鎢合金。6.一種用于掃描物體的成像系統(tǒng)，包括: 輻射源(10)，其具有包括陽(yáng)極板(110)的陽(yáng)極(108); 可操作地耦合于所述輻射源(10)和輻射探測(cè)器(14)的計(jì)算機(jī)；以及 具有陽(yáng)極側(cè)(302)和陰極側(cè)(304)的過(guò)濾器(300)，其位于所述陽(yáng)極和所述探測(cè)器之間，其中，所述陰極側(cè)(304)具有比所述陽(yáng)極側(cè)(302)更高的衰減系數(shù)，并且其中，所述衰減系數(shù)被確定以至少部分補(bǔ)償靶角度足跟效應(yīng)；其中，所述過(guò)濾器(300)的放置包括使用薄膜沉積技術(shù)將材料沉積在X射線管的窗部來(lái)形成所述過(guò)濾器(300)，并且其中，所述材料與所述陽(yáng)極板(110)的材料相同以獲得恒定的光譜來(lái)校正X射線束的光譜失真，并且其中所述陰極側(cè)(304)厚于所述陽(yáng)極側(cè)(302)， 其中，所述材料是鎢或者鎢合金。7.一種用于掃描物體的計(jì)算機(jī)斷層(CT)成像系統(tǒng)，包括: X射線源(10)，其具有包括陽(yáng)極板(110)的陽(yáng)極(108)和陰極(106); 接收來(lái)自所述X射線源(10)的X射線(12)的X射線探測(cè)器(14); 可操作地耦合于所述X射線源(10)和所述X射線探測(cè)器(14)的計(jì)算機(jī)；以及具有陽(yáng)極側(cè)(302)和陰極側(cè)(304)的過(guò)濾器(300)，其被放置于所述陽(yáng)極(108)和所述探測(cè)器(14)之間，其中，所述陰極側(cè)(304)比所述陽(yáng)極側(cè)(302)具有更高的衰減系數(shù)，并且，所述衰減系數(shù)被確定以至少部分補(bǔ)償靶角度足跟效應(yīng)，其中，所述過(guò)濾器(300)的放置包括使用薄膜沉積技術(shù)將材料沉積在X射線管的窗部來(lái)形成所述過(guò)濾器(300)，其中，所述材料與所述陽(yáng)極板的材料相同以獲得恒定的光譜來(lái)校正X射線束的光譜失真，并且其中所述陰極側(cè)(304)厚于所述陽(yáng)極側(cè)(302)， 其中，所述材料是鎢或者鎢合金。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了過(guò)濾器(300)，其用于至少部分補(bǔ)償X射線管(10)的靶角度足跟效應(yīng)并保持X射線的鎢光譜。該過(guò)濾器(300)具有陽(yáng)極側(cè)(302)和陰極側(cè)(304)，其中，所述陰極側(cè)(304)具有比所述陽(yáng)極側(cè)(302)更高的衰減系數(shù)。所述衰減系數(shù)被確定以至少部分補(bǔ)償所述靶角度足跟效應(yīng)。所述過(guò)濾器(300)由與X射線源(10)的陽(yáng)極板(110)或所述陽(yáng)極(108)相同的材料制成，該材料一般是鎢或者鎢合金。
【IPC分類】G21K1/10, H01J35/18, A61B6/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105161392
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510349881
【發(fā)明人】P·福斯曼, R·普羅克紹
【申請(qǐng)人】皇家飛利浦電子股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2008年1月23日
【公告號(hào)】CN101589441A, EP2126931A1, EP2126931B1, US8059787, US20100098209, WO2008090518A1