專利名稱：雙能x射線攝影設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及雙能X射線攝影領(lǐng)域，并具體地涉及一種雙能X射線攝影設(shè)備。
背景技術(shù)：
利用雙能X射線攝影技術(shù)來獲取同一視角的具有不同平均X射線能量(即，低平均能量和高平均能量)的兩個(gè)X射線圖像，即，低能X射線圖像和高能X射線圖像。通過組合該低能X射線圖像和高能X射線圖像，可以導(dǎo)出特定特征的圖像。例如，對(duì)于人體胸腔圖像而言，利用雙能X射線攝影技術(shù)可以導(dǎo)出僅骨骼圖像和/或僅軟組織圖像。目前，在市場(chǎng)上有兩種雙能X射線攝影系統(tǒng)。一種雙能X射線攝影系統(tǒng)是富士公司的雙能X射線攝影系統(tǒng)，其通過使用兩個(gè)CR (計(jì)算機(jī)攝影)板并在這兩個(gè)CR板之間插入一個(gè)金屬板來實(shí)現(xiàn)雙能X射線圖像的獲取，其中，所述兩個(gè)CR板被設(shè)計(jì)為對(duì)于不同的X射 線能量敏感。然而，由于在觀看CR板形成的圖像時(shí)需要輔助的光掃描來照射CR板，因此富士公司的雙能X射線攝影系統(tǒng)所獲取的雙能X射線圖像不能被即時(shí)讀取，難以進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)字化圖像處理。另一種雙能X射線攝影系統(tǒng)是GE公司的雙能X射線攝影系統(tǒng)，其通過使用單個(gè)數(shù)字X射線探測(cè)器和快速X射線能量開關(guān)來獲取具有不同X射線能量的兩個(gè)X射線圖像，其中，所述X射線能量開關(guān)對(duì)X射線管的曝光管電壓進(jìn)行切換以便獲得高X射線能量和低X射線能量。盡管GE公司的雙能X射線攝影系統(tǒng)可以即時(shí)讀取X射線圖像，但是其要求先后兩次X射線曝光。由于需要先后兩次曝光，因此該雙能X射線攝影系統(tǒng)對(duì)被拍攝對(duì)象的運(yùn)動(dòng)非常敏感，在所獲取的高能X射線圖像和低能X射線圖像之間的可能出現(xiàn)虛影。此外，由于所述X射線能量開關(guān)對(duì)X射線管的曝光管電壓進(jìn)行切換，使得兩次曝光之間X射線管內(nèi)的X射線焦點(diǎn)發(fā)生偏移，這也造成了所獲取的高能X射線圖像和低能X射線圖像之間的虛影。因此，存在對(duì)于一種能夠即時(shí)查看所獲取的X射線圖像并且解決虛影問題的雙能X射線攝影設(shè)備的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容考慮到上述問題而提出了本實(shí)用新型。本實(shí)用新型旨在提供一種能夠即時(shí)查看所獲取的X射線圖像并且解決虛影問題的雙能X射線攝影設(shè)備。根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)X射線攝影板，用于對(duì)透過被拍攝對(duì)象而照射到其上的X射線進(jìn)行成像；第一 X射線過濾器，用于對(duì)透過所述計(jì)算機(jī)X射線攝影板的X射線進(jìn)行過濾；以及數(shù)字X射線探測(cè)器，用于對(duì)透過所述第一 X射線過濾器的X射線進(jìn)行成像。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影設(shè)備還可以包括計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器，用于讀取所述計(jì)算機(jī)X射線攝影板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，從而提供第
一X射線圖像；所述數(shù)字X射線探測(cè)器提供第二 X射線圖像；以及圖像處理部件，用于對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理，以生成結(jié)果圖像。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影設(shè)備還可以包括X射線圖像分析部件，用于分析所述第二 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量，并且根據(jù)所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)X射線源的曝光參數(shù)。優(yōu)選地，所述結(jié)果圖像可以為被拍攝對(duì)象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，所述第一 X射線過濾器為金屬板，所述第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而所述第二 X射線圖像為高能X射線圖像，形成所述低能X射線圖像的光子的平均能量低于形成所述高能X射線圖像的光子的平均能量。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括第一 X射線過濾器，用于對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾；第二 X射線過濾器，用于對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾；x射線過濾器切換器，用于在所述第一 X射線過濾器和所述第·
二X射線過濾器之間進(jìn)行切換，以便僅利用其中之一來對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾；以及數(shù)字X射線探測(cè)器，用于對(duì)透過被拍攝對(duì)象的X射線進(jìn)行成像，以提供X射線圖像，其中，在所述第一 X射線過濾器對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾時(shí)，所述數(shù)字X射線探測(cè)器提供第一 X射線圖像，而在所述第二 X射線過濾器對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾時(shí)，所述數(shù)字X射線探測(cè)器提供第二 X射線圖像。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影設(shè)備還可以包括圖像處理部件，用于對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理，以生成結(jié)果圖像。優(yōu)選地，所述結(jié)果圖像可以為被拍攝對(duì)象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影設(shè)備還可以包括第一 X射線圖像分析部件，用于分析所述第一 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量，其中，在所述第一 X射線圖像滿足所述預(yù)定圖像質(zhì)量的情況下，所述X射線過濾器切換器將第一 X射線過濾器切換至第二 X射線過濾器。優(yōu)選地，在所述第一 X射線圖像不滿足所述預(yù)定圖像質(zhì)量的情況下，所述第一 X射線圖像分析部件還可以根據(jù)所述第一 X射線圖像的圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)X射線源的曝光參數(shù)。優(yōu)選地，所述雙能X射線攝影方法還可以包括第二 X射線圖像分析部件，用于分析所述第二 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量，其中，在所述第二 X射線圖像滿足所述預(yù)定圖像質(zhì)量的情況下，所述圖像處理部件對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理以生成結(jié)果圖像。優(yōu)選地，在所述第二 X射線圖像不滿足所述預(yù)定圖像質(zhì)量的情況下，所述第二 X射線圖像分析部件根據(jù)所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)X射線源的曝光參數(shù)。優(yōu)選地，所述第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而所述第二 X射線圖像為高能X射線圖像，形成所述低能X射線圖像的光子的平均能量低于形成所述高能X射線圖像的光子的平均能量。優(yōu)選地，所述第一 X射線過濾器為由鋁(Al)、銅(Cu)、其它金屬、或多于兩種金屬的組合制成的過濾板。優(yōu)選地，所述第二 X射線過濾器為由銅(Cu)、鑰(Sm)、鈰(Ce)、其它金屬、稀土材料、或上述材料的組合制成的過濾板。
通過結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖I圖示了根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影方法的示意性框圖。圖2圖示了應(yīng)用根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備的雙能X射線攝影系統(tǒng)的示意性框圖。圖3圖示了銅(Cu)的X射線光子吸收的示意圖。圖4圖示了鋁(Al)的X射線光子吸收的示意圖。圖5圖示了根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法的示意性框圖。圖6圖示了應(yīng)用根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備的雙能X射線攝影系統(tǒng)的示意性框圖。圖7圖示了鑰(Sm)的X射線光子吸收的示意圖。圖8圖示了雙能X射線圖像的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面參考附圖來說明根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備和雙能X射線攝影方法。具體地，將結(jié)合圖1-4來描述根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備，將結(jié)合圖5-7來描述根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備。第一實(shí)施例在圖I中，示出了根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影方法100。根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影方法100在步驟S105處開始。在步驟S110，初始化雙能X射線攝影系統(tǒng)，至少包括設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。X射線源的曝光參數(shù)可以包括X射線源的曝光管電壓、曝光管電流、以及曝光時(shí)間中的至少一項(xiàng)。接下來，在步驟S120，以所設(shè)置的曝光參數(shù)從X射線源發(fā)射X射線，并利用X射線源發(fā)射的X射線照射被拍攝對(duì)象。在步驟S130，利用計(jì)算機(jī)X射線攝影板(CR板)對(duì)透過被拍攝對(duì)象的X射線進(jìn)行成像，以形成CR板攝影圖像。在步驟S140，讀取所述計(jì)算機(jī)X射線攝影板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，以提供第一 X射線圖像。接下來，在步驟S150，利用第一 X射線過濾器對(duì)透過所述計(jì)算機(jī)X射線攝影板的X射線進(jìn)行過濾。所述第一X射線過濾器大量吸收X射線中的具有較低能量的光子，如圖3中的(C)所示，而使得X射線中的具有較高能量的光子的絕大部分照射到數(shù)字X射線探測(cè)器上。在步驟S160，利用數(shù)字X射線探測(cè)器對(duì)透過所述第一 X射線過濾器的X射線進(jìn)行成像，以提供第二X射線圖像。然后，在步驟S170，判斷所述第二 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要來定制。在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)，該方法前進(jìn)到步驟S180。在步驟S180，對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理，生成結(jié)果圖像。作為示例，所述結(jié)果圖像為被拍攝對(duì)象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個(gè)?？梢岳矛F(xiàn)有的圖像處理方法與設(shè)備來實(shí)現(xiàn)該圖像處理功能，根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影方法不受所采用的具體圖像處理方法與設(shè)備的限制，在本實(shí)用新型的雙能X射線攝影方法的范圍內(nèi)可以應(yīng)用將來開發(fā)的其它圖像處理方法與設(shè)備。在所述第二 X射線圖像不滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)，例如所述第二 X射線圖像的圖像亮度不夠，或者所述第二 X射線圖像的圖像清晰度太低，該方法返回步驟S110，并根據(jù)對(duì)所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量的分析結(jié)果來設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。因此，第一 X射線圖像是由透過被拍攝對(duì)象的X射線(既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子)形成的，而第二X射線圖像是由經(jīng)過第一X射線過濾器的X 射線(主要包括具有較高能量的光子)形成的。換句話說，第一 X射線圖像與第二 X射線圖像相比具有相對(duì)較低的X射線平均能量，而第二 X射線圖像與第一 X射線圖像具有相對(duì)較高的X射線平均能量。此外，在所述第二 X射線圖像不滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)，可以不執(zhí)行步驟S140，即，不讀取CR板上的攝影圖像，不將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式以提供第一 X射線圖像。換句話說，在此情況下，可以將步驟S140和S180合并到步驟S180中，在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)，先讀取CR板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式以提供第一 X射線圖像，再利用第一 X射線圖像和第二 X射線圖像以生成結(jié)果圖像，例如，被拍攝對(duì)象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個(gè)。具體地，可以在所述第二X射線圖像不滿足預(yù)定質(zhì)量條件時(shí)不讀取CR板上的攝影圖像而直接擦除CR板上的攝影圖像，并且在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)在從CR板讀取其攝影圖像之后再擦除CR板上的攝影圖像。優(yōu)選地，在步驟S120中，首先從X射線光源發(fā)出X射線，然后利用第二 X射線過濾器對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾，最后再利用透過所述第二 X射線過濾器的X射線對(duì)被拍攝對(duì)象進(jìn)行X射線攝影。所述第二 X射線過濾器用于吸收不可能穿過被拍攝對(duì)象(例如，人體)的那部分X射線，由此，減少無(wú)用X射線能量對(duì)被拍攝對(duì)象的輻射。最后，根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影方法在步驟S199結(jié)束。接下來，參照?qǐng)D2來說明根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影系統(tǒng)200。在圖2中，圖示了根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影系統(tǒng)200，其包括X射線源210、雙能X射線攝影設(shè)備220、以及控制設(shè)備230。雙能X射線攝影設(shè)備220包括計(jì)算機(jī)X射線攝影板(CR板)2210、第一 X射線過濾器2220、以及數(shù)字X射線探測(cè)器2230。從X射線源210發(fā)出的X射線照射到被拍攝對(duì)象(例如，人體)上，在透過被拍攝對(duì)象之后直接照射到計(jì)算機(jī)X射線攝影板2210上。利用計(jì)算機(jī)X射線攝影板2210對(duì)透過被拍攝對(duì)象而照射到其上的X射線進(jìn)行成像，以形成CR板攝影圖像。已知記錄在CR板上的影像信息需要經(jīng)過激光掃描讀取并經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。因此，不能直接讀取CR板上的攝影圖像。需要利用計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器讀取所述計(jì)算機(jī)X射線攝影板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，從而提供第一 X射線圖像。然而，對(duì)于根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備而言，該計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器不是必須的，該計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨(dú)立/分離的設(shè)備而存在。計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器對(duì)CR板進(jìn)行激光掃描，讀取CR板上的攝影圖像，并將該攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。由于計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器讀取CR板的方式是已知的，在此不對(duì)其進(jìn)行贅述。然而，本實(shí)用新型不受具體的計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器讀取CR板的方式的限制，在不偏離本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下可以利用將來開發(fā)的計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取方式。在CR板2210之后，第一 X射線過濾器2220對(duì)透過所述計(jì)算機(jī)X射線攝影板2210的X射線進(jìn)行過濾。然后，數(shù)字X射線探測(cè)器1230對(duì)透過所述第一 X射線過濾器的X射線進(jìn)行成像，從而提供第二 X射線圖像。下面結(jié)合圖3來簡(jiǎn)要說明第一 X射線圖像和第二 X射線圖像的能量。盡管已經(jīng)注意到在被拍攝對(duì)象之間存在著個(gè)體差異，被拍攝對(duì)象的肌肉、器官和·骨頭對(duì)X射線的吸收有所不同，透過被拍攝對(duì)象之后的X射線的頻譜與照射到被拍攝對(duì)象的X射線的頻譜也會(huì)有所不同。然而，在下面的描述中，為了簡(jiǎn)化描述，仍利用照射到被拍攝對(duì)象的X射線作為透過被拍攝對(duì)象之后的X射線來展開描述。在圖3中圖示了 Imm厚度的銅(Cu)板的X射線光子吸收的示意圖。如圖3所示，(A)示出了從X射線源發(fā)出的(在此，假設(shè)為被照射到被拍攝對(duì)象上的)原始的X射線的譜，(B)示出了經(jīng)過第一 X射線過濾器2220吸收后照射到數(shù)字X射線探測(cè)器2230上的X射線的譜，而(C)示出了被第一 X射線過濾器2220吸收的X射線的譜。在圖3中，橫軸表示X射線光子的能量，縱軸表示位于某一能量處的光子的數(shù)量。如圖3中的㈧所示，其示出了照射到被拍攝對(duì)象上的原始的X射線，該原始的X射線的譜既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子。因此，透過被拍攝對(duì)象的X射線直接照射到CR板2210上，直接照射到該CR板上的X射線既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子。如上所述，所述第一 X射線過濾器2220位于CR板2210和數(shù)字X射線探測(cè)器2230之間，其大量吸收X射線中的具有較低能量的光子，如圖3中的(C)所示，而使得X射線中的具有較高能量的光子的絕大部分照射到數(shù)字X射線探測(cè)器2230上。因此，源自CR板2210的第一 X射線圖像是由透過被拍攝對(duì)象的X射線(既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子)形成的，而源自數(shù)字X射線探測(cè)器2230的第二 X射線圖像是由經(jīng)過第一 X射線過濾器2220的X射線(主要包括具有較高能量的光子)形成的。換句話說，源自CR板2210的第一 X射線圖像與源自數(shù)字X射線探測(cè)器2230的第二 X射線圖像相比具有相對(duì)較低的光子平均能量，而源自數(shù)字X射線探測(cè)器2230的第
二X射線圖像與源自CR板2210的第一 X射線圖像具有相對(duì)較高的光子平均能量。即，第
一X射線圖像為低能X射線圖像，第二 X射線圖像為高能X射線圖像。所述第一 X射線過濾器2220可以由銅(Cu)、鑰(Mo)、其它金屬材料、或者金屬材料的組合制成。此外，所述第一 X射線過濾器2220不限于一個(gè)X射線過濾器，而可以由多于一個(gè)X射線過濾器組成，例如由多個(gè)由相同或不同金屬材料制成的X射線過濾器層疊而成。 此外，根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備220還可以包括圖像處理部件(未示出)，其用于對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理，以生成結(jié)果圖像。該圖像處理部件可以作為根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備的部件而存在，或者可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨(dú)立/分離的設(shè)備而存在，例如，存在于圖中所示的控制設(shè)備230中。例如，圖像處理部件對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理，以生成被拍攝對(duì)象(例如，人體)的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個(gè)。如圖8所示，示出了利用所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像生成的被拍攝對(duì)象的胸腔的軟組織圖像和骨圖像。根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備220通過利用數(shù)字X射線探測(cè)器2230可以即時(shí)地查看所獲的第二 X射線圖像，由此可以實(shí)時(shí)地控制X射線圖像的生成，以獲得良好質(zhì)量的X射線圖像，同時(shí)避免X射線劑量的浪費(fèi)并且避免被拍攝對(duì)象過多地暴露在X射線下。 為此，根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備220還可以包括X射線圖像分析部件(未示出)，其用于分析所述第二X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等。在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)，所述圖像處理部件2240對(duì)所述第一X射線圖像和第二X射線圖像進(jìn)行處理，以生成結(jié)果圖像。然而，在所述第二X射線圖像不滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)，例如所述第二 X射線圖像的圖像亮度不夠，或者所述第二 X射線圖像的圖像清晰度太低，該X射線圖像分析部件根據(jù)所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)X射線源的曝光參數(shù)，例如，曝光管電壓、曝光管電流、或曝光時(shí)間等。與圖像處理部件相類似地，該X射線圖像分析部件可以作為根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備的部件而存在，或者可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨(dú)立/分離的設(shè)備而存在，例如，存在于圖中所示的控制設(shè)備230中。附帶地，根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備220還可以包括CR板擦除部件(未示出)，其用于擦除CR板上的影像。例如，在所述第二 X射線圖像不滿足預(yù)定質(zhì)量條件時(shí)，計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器不讀取CR板上的攝影圖像，而直接由CR板擦除部件擦除CR板上的攝影圖像；在所述第二 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)，在計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器從CR板讀取其攝影圖像之后，再由CR板擦除部件擦除CR板上的攝影圖像。類似地，該CR板擦除部件也可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨(dú)立/分離的設(shè)備而存在。此外，根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備220還包括第二 X射線過濾器2240，其用于吸收不可能穿過被拍攝對(duì)象(例如，人體)的那部分X射線，從而減少無(wú)用X射線能量對(duì)被拍攝對(duì)象的輻射。第二 X射線過濾器2240可以由Al、Cu、Al/Cu的組合、或其它金屬材料的組合制成。在圖4中示例性地給出了 Imm厚度的鋁(Al)板的X射線光子吸收的情況。如圖4所示，(A)示出了從X射線源發(fā)出的原始的X射線的譜，(B)示出了經(jīng)過第二 X射線過濾器2240吸收后照射到被拍攝對(duì)象上的X射線的譜，而(C)示出了被第二 X射線過濾器2240吸收的X射線的譜。在圖4中，橫軸表示X射線光子的能量，縱軸表示位于某一能量處的光子的數(shù)量。如圖4中的(A)所示，其示出了從X射線源發(fā)出的原始的X射線，該原始的X射線的譜既包括具有較高能量的光子也包括具有較低能量的光子。[0071]第二 X射線過濾器2240大量吸收(例如，完全吸收)不可能穿過被拍攝對(duì)象的那部分X射線。例如，如圖4中的(C)所示，光子的能量小于15keV的那部分X射線的光子被完全吸收，而對(duì)于光子能量大于15keV的那部分X射線的光子的吸收較少。在圖4中，給出了由Imm的Al板實(shí)現(xiàn)的第二 X射線過濾器2240的X射線光子吸收的示例，但是本實(shí)用新型不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以利用不同厚度的Al板、或者利用不同金屬材料的金屬板來實(shí)現(xiàn)第二 X射線過濾器2240，只要其可以大量吸收(不限于完全吸收)不可能穿過被拍攝對(duì)象的那部分X射線，減少無(wú)用X射線能量對(duì)被拍攝對(duì)象的輻射即可。此外，從圖3中可以看出，總的X射線光子數(shù)量是恒定的，S卩，被第一 X射線過濾器2220吸收的X射線光子數(shù)量與透過第一 X射線過濾器2220的X射線光子數(shù)量之和等于 照射到第一 X射線過濾器2220的X射線光子數(shù)量。同理，從圖4中可以看出，總的X射線光子數(shù)量也是恒定的，即，被第二 X射線過濾器2240吸收的X射線光子數(shù)量與透過第二 X射線過濾器2240的X射線光子數(shù)量之和等于照射到第二 X射線過濾器2240的X射線光子數(shù)量。根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備通過利用數(shù)字X射線探測(cè)器可以即時(shí)地查看所獲的第二 X射線圖像，由此可以實(shí)時(shí)地控制X射線圖像的生成。此夕卜，利用單次X射線曝光可以獲得雙能X射線圖像高能X射線圖像和低能X射線圖像，因此可以有效地避免由兩次X射線曝光所引起的虛影問題，例如，由于被拍攝對(duì)象的運(yùn)動(dòng)而引起的虛影、或者由于X曝光管的管電壓變化而引起的虛影。第二實(shí)施例接下來，將結(jié)合圖5-7來描述根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備。在圖5中，示出了根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法500。根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法500在步驟S505處開始。在步驟S510，初始化雙能X射線攝影系統(tǒng)，至少包括設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。X射線源的曝光參數(shù)可以包括X射線源的曝光管電壓、曝光管電流、以及曝光時(shí)間中的至少一項(xiàng)。接下來，在步驟S520，以所設(shè)置的曝光參數(shù)從X射線源發(fā)射X射線。在步驟S525，利用第一 X射線過濾器對(duì)從X射線源發(fā)射的X射線進(jìn)行過濾。在步驟S530，利用透過第一X射線過濾器的X射線照射被拍攝對(duì)象。在步驟S535，利用數(shù)字X射線探測(cè)器對(duì)透過被拍攝對(duì)象的X射線進(jìn)行成像，以形成第一 X射線圖像。然后，在步驟S540，判斷所述第一 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要來定制。在步驟S540的判斷結(jié)果為“是”時(shí)，該方法前進(jìn)到步驟S550。接下來，在步驟S550，快速地將第一 X射線過濾器切換至第二 X射線過濾器。然后，在步驟S560，仍以所設(shè)置的曝光參數(shù)從X射線源發(fā)射X射線。在步驟S565，利用第二 X射線過濾器對(duì)從X射線源發(fā)射的X射線進(jìn)行過濾。在步驟S570，利用透過第二X射線過濾器的X射線照射被拍攝對(duì)象。在步驟S575，利用數(shù)字X射線探測(cè)器對(duì)透過被拍攝對(duì)象的X射線進(jìn)行成像，以形成第二 X射線圖像。[0085]作為示例，形成所述第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量小于所述第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量，因此，第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。例如，具有圖4中的⑶的X射線譜的X射線可以作為形成第一X射線圖像的X射線，具有圖3中的(B)的X射線譜的X射線可以作為形成第二 X射線圖像的X射線。從圖3中的(B)和圖4中的(B)可以看出，形成第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖4 (B))低于形成第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖3 (B) )，S卩，第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。作為另一示例，具有圖4中的⑶的X射線譜的X射線可以作為形成第一 X射線圖像的X射線，具有圖7中的(B)的X射線譜的X射線可以作為形成第二 X射線圖像的X射線。從圖7中的⑶和圖4中的⑶可以看出，形成第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖4(B))低于形成第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖7(B))，S卩，第一X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。作為又一示例，具有圖3中的(B)的X射線譜的X射線可以作為形成第一 X射線圖像的X射線，具有圖7中的(B)的X射線譜的X射線可以作為形成第二 X射線圖像的X射線。從圖3中的(B)和圖7中的(B)可以看出，形成第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖3(B))低于形成第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量(圖7(B))，S卩，第一X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。然后，在步驟S580，對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理，生成結(jié)果圖像。作為示例，所述結(jié)果圖像為被拍攝對(duì)象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個(gè)?？梢岳矛F(xiàn)有的圖像處理方法與設(shè)備來實(shí)現(xiàn)該圖像處理功能，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法不受所采用的具體圖像處理方法與設(shè)備的限制，在本實(shí)用新型的雙能X射線攝影方法的范圍內(nèi)可以應(yīng)用將來開發(fā)的其它圖像處理方法與設(shè)備。在步驟S540的判斷結(jié)果為“否”時(shí)，例如所述第一 X射線圖像的圖像亮度不夠，或者所述第一X射線圖像的圖像清晰度太低，該方法返回步驟S510，并根據(jù)對(duì)所述第一X射線圖像的圖像質(zhì)量的分析結(jié)果來設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。此外，盡管在圖5中未示出，在步驟S575之后，還可以包括一個(gè)與步驟S540相似的步驟，用于判斷所述第二X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件。所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件可以與用于第一 X射線圖像的預(yù)定圖像質(zhì)量條件不同，可以包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要來定制。在該步驟的判斷結(jié)果為“是”時(shí)，該方法前進(jìn)到步驟S580，進(jìn)行圖像處理。而在該步驟的判斷結(jié)果為“否”時(shí)，例如所述第
二X射線圖像的圖像亮度不夠，或者所述第二 X射線圖像的圖像清晰度太低，該方法返回步驟S510，并根據(jù)對(duì)所述第二 X射線圖像的圖像質(zhì)量的分析結(jié)果來設(shè)置X射線源的曝光參數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法中，可以包括步驟S540以及與步驟S540相似的上述步驟之一或兩者。最后，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法在步驟S599結(jié)束。盡管上面按照先利用第一 X射線過濾器過濾X射線并生成作為低能X射線圖像的第一 X射線圖像、然后利用第二 X射線過濾器過濾X射線并生成作為高能X射線圖像的第
二X射線圖像的順序描述了根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的X射線攝影方法，然而本實(shí)用新型不限于此，可以反之先利用第二 X射線過濾器過濾X射線并生成作為高能X射線圖像的第二 X射線圖像、然后利用第一 X射線過濾器過濾X射線并生成作為低能X射線圖像的第一 X射線圖像。接下來，參考圖6來說明根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影系統(tǒng)600。在圖6中，圖示了根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影系統(tǒng)600，其包括X射線源610、雙能X射線攝影設(shè)備620、以及控制設(shè)備630。雙能X射線攝影設(shè)備620包括第一 X射線過濾器6210、第二 X射線過濾器6220、X射線過濾器切換器(未示出)、以及數(shù)字X射線探測(cè)器6230。從X射線源610發(fā)出的X射線照射到第一 X射線過濾器6210上，第一 X射線過濾器6210對(duì)從X射線源610發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾，吸收X射線中的一部分光子。例如，第
一X射線過濾器6210可以是由鋁(Al)、銅(Cu)、其它金屬、或多于兩種金屬的組合制成的過濾板。第一 X射線過濾器6210不限于是一片過濾板，而根據(jù)需要可以是多于一片過濾板
的層疊。替換地，從X射線源610發(fā)出的X射線照射到第二 X射線過濾器6220上，第二 X射線過濾器6220對(duì)從X射線源610發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾，吸收X射線中的一部分光子。例如，第二 X射線過濾器6220可以是由銅(Cu)、鑰(Sm)、鈰(Ce)、其它金屬、稀土材料、或上述材料的組合制成的過濾板。第二 X射線過濾器6220不限于是一片過濾板，而根據(jù)需要可以是多于一片過濾板的層疊。在圖7中圖示了 Imm厚度的鑰(Sm)板的X射線光子吸收的示意圖。如圖7所示，(A)示出了從X射線源發(fā)出的原始的X射線的譜，(B)示出了經(jīng)過第二 X射線過濾器6220吸收后照射到數(shù)字X射線探測(cè)器6230上的X射線的譜，而(C)示出了被第二 X射線過濾器6220吸收的X射線的譜。在圖7中，橫軸表示X射線光子的能量，縱軸表示位于某一能量處的光子的數(shù)量。X射線過濾器切換器實(shí)現(xiàn)第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器之間的快速切換，以便在同一時(shí)刻僅將第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器之一投入到X射線的傳輸路徑中。作為示例，X射線過濾器切換器可以為轉(zhuǎn)輪，第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器沿著轉(zhuǎn)輪的切線方向交替地在該轉(zhuǎn)輪上排列，由此在轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)將第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器交替地投入到X射線的傳輸路徑中。本實(shí)用新型不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到X射線過濾器切換器的其它實(shí)現(xiàn)方式，只要其快速地實(shí)現(xiàn)第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器的切換，將第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器交替地投入到X射線的傳輸路徑中即可。數(shù)字X射線探測(cè)器6230對(duì)透過被拍攝對(duì)象的X射線進(jìn)行成像。具體地，在第一 X射線過濾器6210對(duì)X射線進(jìn)行過濾時(shí)，數(shù)字X射線探測(cè)器6230提供第一 X射線圖像；而在第二 X射線過濾器6220對(duì)X射線進(jìn)行過濾時(shí)，數(shù)字X射線探測(cè)器6230提供第二 X射線圖像。在利用第一 X射線過濾器6210對(duì)X射線進(jìn)行過濾后形成所述第一 X射線圖像并且在利用第二 X射線過濾器6220對(duì)X射線進(jìn)行過濾后形成所述第二 X射線圖像的情況下，形成所述第一 X射線圖像的X射線的平均光子能量小于所述第二 X射線圖像的X射線的平均光子能量，因此，第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而第二 X射線圖像為高能X射線圖像。此外，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備600還可以包括圖像處理部件(未示出)，其用于對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理，以生成結(jié)果圖像。該圖像處理部件可以作為根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備的部件而存在，或者可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨(dú)立/分離的設(shè)備而存在，例如，存在于圖中所示的控制設(shè)備630中。例如，圖像處理部件對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理，以生成被拍攝對(duì)象(例如，人體)的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個(gè)。如圖8所示，示出了利用所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像生成的被拍攝對(duì)象的胸腔的軟組織圖像和骨圖像。 優(yōu)選地，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備620還可以包括第一X射線圖像分析部件(未示出)，其用于分析所述第一 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等。在所述第一 X射線圖像滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)，所述X射線過濾器切換器將第
一X射線過濾器快速切換至第二 X射線過濾器。然后，所述X射線源第二次發(fā)出X射線，第
二X射線過濾器對(duì)X射線進(jìn)行過濾，以生成第二 X射線圖像。優(yōu)選地，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備620還可以包括第二X射線圖像分析部件，其用于分析所述第二 X射線圖像是否滿足預(yù)定圖像質(zhì)量條件，所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以與用于第一 X射線圖像的預(yù)定圖像質(zhì)量條件不同。所述預(yù)定圖像質(zhì)量條件包括但不限于圖像亮度、與圖像清晰度等，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要來定制。應(yīng)注意，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備可以包括第一 X射線圖像分析部件和第二 X射線圖像分析部件之一或兩者。在第一 X射線圖像和/或第二 X射線圖像滿足相應(yīng)的預(yù)定圖像質(zhì)量條件時(shí)，所述圖像處理部件2240對(duì)所述第一 X射線圖像和第二 X射線圖像進(jìn)行處理，以生成結(jié)果圖像。作為示例，所述結(jié)果圖像為被拍攝對(duì)象的軟組織圖像和骨圖像中的至少一個(gè)?？梢岳矛F(xiàn)有的圖像處理方法與設(shè)備來實(shí)現(xiàn)該圖像處理功能，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法不受所采用的具體圖像處理方法與設(shè)備的限制，在本實(shí)用新型的雙能X射線攝影方法的范圍內(nèi)可以應(yīng)用將來開發(fā)的其它圖像處理方法與設(shè)備。與圖像處理部件相類似地，第一和第二 X射線圖像分析部件可以作為根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影設(shè)備的部件而存在，或者可以作為與雙能X射線攝影設(shè)備獨(dú)立/分離的設(shè)備而存在，例如，存在于圖6中所示的控制設(shè)備630中。根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備在保持X射線管的曝光管電壓和管電流不變的前提下，通過X射線過濾器切換器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同的X射線過濾器之間的快速切換，從而利用兩個(gè)不同的X射線過濾器來獲取具有不同的X射線平均能量的雙能X射線圖像。此外，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備通過在兩次X射線曝光時(shí)保持X射線管的曝光管電壓和管電流不變，可以有效地避免由于曝光管電壓和管電流的改變而引起的X射線管內(nèi)的X射線焦點(diǎn)偏移，由此可以有效地避免由于此X射線焦點(diǎn)偏移而引起的高能X射線圖像和低能X射線圖像之間的虛影。另一方面，通過利用X射線過濾器切換器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同的X射線過濾器之間的快速切換，也能夠有效地減少兩次X射線曝光之間的時(shí)間間隔。注意，通過快速X射線過濾器切換器在兩個(gè)不同X射線過濾器之間進(jìn)行切換所造成的兩次X射線曝光之間的時(shí)間間隔大量小于通過改變X射線管的曝光管電壓和管電流所引起的兩次X射線曝光之間的時(shí)間間隔。因此，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備也可以有效地避免由于被拍攝對(duì)象的運(yùn)動(dòng)而引起的虛影。盡管在上面已經(jīng)參照附圖通過示例說明了根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的雙能X射線攝影方法和設(shè)備，但是應(yīng)理解，所述實(shí)施例僅是示例性的，而非限制性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離權(quán)利要求及其等價(jià)物中限定的本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，可以對(duì)這些示例性實(shí)施例做出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。例如，在本實(shí)用新型第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中說明的第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器的組成僅僅是示例，在不偏離權(quán)利要求及其等價(jià)物中限定的本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，可以 容易地想到第一 X射線過濾器和第二 X射線過濾器的材料、厚度等。
權(quán)利要求1.一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括 計(jì)算機(jī)X射線攝影板，用于對(duì)透過被拍攝對(duì)象而照射到其上的X射線進(jìn)行成像； 第一 X射線過濾器，用于對(duì)透過所述計(jì)算機(jī)X射線攝影板的X射線進(jìn)行過濾；以及 數(shù)字X射線探測(cè)器，用于對(duì)透過所述第一 X射線過濾器的X射線進(jìn)行成像。
2.如權(quán)利要求I所述的雙能X射線攝影設(shè)備，還包括 計(jì)算機(jī)X射線攝影板讀取器，用于讀取所述計(jì)算機(jī)X射線攝影板的攝影圖像并將所述攝影圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，從而提供第一 X射線圖像；以及所述數(shù)字X射線探測(cè)器提供第二 X射線圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的雙能X射線攝影設(shè)備，其中 所述第一 X射線過濾器為金屬板，以及 所述第一 X射線圖像為低能X射線圖像，而所述第二 X射線圖像為高能X射線圖像，形成所述低能X射線圖像的光子的平均能量低于形成所述高能X射線圖像的光子的平均能量。
4.如權(quán)利要求I所述的雙能X射線攝影設(shè)備，還包括 第二 X射線過濾器，用于對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾， 其中，所述第二X射線過濾器對(duì)其能量不足以穿過被拍攝對(duì)象的光子的吸收能力大于對(duì)X射線中的其余光子的吸收能力， 利用透過所述第二 X射線過濾器的X射線對(duì)被拍攝對(duì)象進(jìn)行X射線攝影。
5.一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括 第一 X射線過濾器，用于對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾； 第二 X射線過濾器，用于對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾； X射線過濾器切換器，用于在所述第一 X射線過濾器和所述第二 X射線過濾器之間進(jìn)行切換，以便僅利用其中之一來對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾；以及 數(shù)字X射線探測(cè)器，用于對(duì)透過被拍攝對(duì)象的X射線進(jìn)行成像，以提供X射線圖像，其中，在所述第一 X射線過濾器對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾時(shí)，所述數(shù)字X射線探測(cè)器提供第一 X射線圖像， 而在所述第二 X射線過濾器對(duì)從X射線光源發(fā)出的X射線進(jìn)行過濾時(shí)，所述數(shù)字X射線探測(cè)器提供第二 X射線圖像。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種雙能X射線攝影設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)X射線攝影板，用于對(duì)透過被拍攝對(duì)象而照射到其上的X射線進(jìn)行成像；第一X射線過濾器，用于對(duì)透過所述計(jì)算機(jī)X射線攝影板的X射線進(jìn)行過濾；以及數(shù)字X射線探測(cè)器，用于對(duì)透過所述第一X射線過濾器的X射線進(jìn)行成像。該設(shè)備利用單次X射線曝光可以獲得雙能X射線圖像，因此可以有效地避免由兩次X射線曝光所引起的虛影問題，例如，由于被拍攝對(duì)象的運(yùn)動(dòng)而引起的虛影、或者由于X曝光管的管電壓變化而引起的虛影。
文檔編號(hào)A61B6/00GK202699156SQ20112026528
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者趙建國(guó) 申請(qǐng)人:趙建國(guó)