準直器模塊、輻射檢測器和控制輻射成像設備的方法
【專利摘要】公開一種準直器模塊、輻射檢測器及控制輻射成像設備的方法。所述準直器模塊可被設置在使用該準直器模塊的輻射成像設備的輻射檢測器中，所述準直器模塊可包括：第一準直器，具有穿過對象的輻射通過的多個開口；以及第二準直器，位于第一準直器下方，并且具有通過第一準直器的輻射通過的多個開口。第一準直器或第二準直器被設計為可相對于第二準直器或第一準直器移動或旋轉。通過第一準直器或第二準直器的移動，可調整允許穿過對象的輻射通過第一準直器或第二準直器的通過區域的大小。
【專利說明】準直器模塊、輻射檢測器和控制輻射成像設備的方法
【技術領域】
[0001]本文中所公開的實施例涉及一種準直器模塊、輻射檢測器、輻射成像設備和所述輻射成像設備的控制方法。
【背景技術】
[0002]發射到特定材料的輻射(例如X射線)可穿過該材料，或者可根據該材料的內部性質(例如，該材料的密度)而被該材料吸收預定量。
[0003]輻射成像設備可以是指使用特定材料的輻射透射或輻射吸收性質來獲取材料的內部組織或結構的2D或3D圖像的成像系統。輻射成像設備適于在接收到已穿過特定材料的輻射時產生圖像。輻射成像設備的示例包括X射線成像設備、計算機斷層掃描(CT)設備和全景數字乳房攝影(FFDM)設備。
[0004]考慮輻射成像設備的操作原理，如果從輻射成像設備的輻射發射器產生的輻射被發射到對象(諸如人體)，則輻射檢測器接收發射到對象的輻射中的除了被對象的各種內部材料吸收的輻射之外的一些輻射。也就是說，輻射檢測器可接收穿過對象的輻射或發射到對象附近的輻射。輻射檢測器將接收到的輻射轉變為電信號，并將電信號存儲在存儲元件(例如，電容器)中。輻射成像設備的圖像處理器讀出存儲在存儲元件中的電信號以產生輻射圖像，顯示裝置(諸如監視器)向用戶顯示輻射圖像。
[0005]照此，用戶可通過圖像來檢查或診察對象的內部組織、結構或材料。
[0006]如上所述的提供對象的內部組織或結構的圖像的輻射成像設備可用于幫助醫生或其他用戶檢測人體內的異常(諸如疾病)、在工業應用中識別機械元件的內部構造、在機場里掃描行李箱的內部等。
【發明內容】
[0007]本發明的一方面在于提供一種使得能夠根據所需成像目的檢測適當的輻射的包括多個準直器的準直器模塊、使用該準直器模塊的輻射檢測器以及使用該準直器模塊的輻射成像設備。
[0008]本發明的另一方面在于通過彼此上下堆疊的多個準直器中的至少一個準直器的移置來改變準直器模塊的輻射通過區域的大小，從而允許適當的輻射被引入到輻射檢測器。
[0009]本發明的另一方面在于通過調整將被引入到輻射檢測器的輻射的量來提供具有針對所需成像目的進行優化的靈敏度或分辨率的輻射圖像。
[0010]本發明的另一方面在于提供一種設置有準直器模塊的輻射成像設備(例如，計算機斷層掃描設備)，從而根據所需成像目的來調整輻射的產生或發射量以及準直器模塊的位置，導致更少的輻射暴露(例如，更少的輻射暴露到患者的身體)。
[0011]本發明的另外的方面將部分地在以下描述中進行闡述，并且部分地從該描述將是顯而易見的，或者可通過實施本發明來獲悉。[0012]根據本發明的一方面，一種準直器模塊包括:第一準直器，具有穿過對象的輻射通過的多個開口 ；以及第二準直器，具有通過第一準直器的輻射通過的多個開口。這里，第一準直器或第二準直器可相對于另一個準直器(即，第二準直器或第一準直器)移動(旋轉)。
[0013]在這種情況下，可根據第一準直器或第二準直器的移動來調整允許穿過對象的輻射通過第一準直器或第二準直器的通過區域的大小。
[0014]第一準直器或第二準直器可以是可移動的，使得第一準直器的一些開口和第二準直器的一些開口彼此重疊。
[0015]第一準直器或第二準直器可朝向或遠離第二準直器或第一準直器移動。
[0016]第一準直器或第二準直器的開口可通過分隔件彼此分開。第一準直器和第二準直器的開口可具有相同的大小，或者可具有不同的大小。
[0017]第一準直器和第二準直器的開口可具有在大約0.5_至大約IOmm的范圍內的寬度以及在大約Imm至大約40mm的范圍內的高度。
[0018]根據本發明的另一方面，一種準直器模塊包括多個準直器，所述多個準直器具有穿過對象的輻射通過的多個開口，所述多個準直器彼此上下堆疊以允許輻射順序地通過所述多個開口，并且所述多個準直器中的至少一個準直器可相對于另一個準直器移動。
[0019]根據本發明的另一方面，一種適于接收從輻射發射器發射的輻射的輻射檢測器包括:第一準直器，具有穿過對象的輻射通過的多個開口 ；第二準直器，具有通過第一準直器的輻射通過的多個開口 ；以及傳感器，感測通過第一準直器和第二準直器的輻射，并將所感測的輻射轉變為電信號。這里，第一準直器或第二準直器可相對于第二準直器或第一準直器移動。
[0020]可根據第一準直器或第二準直器的移動來調整允許穿過對象的輻射通過第一準直器或第二準直器的通過區域的大小。
[0021]第一準直器或第二準直器可相對于第二準直器或第一準直器移動，使得第一準直器的一些開口和第二準直器的一些開口彼此重疊，并且第一準直器或第二準直器可朝向或遠離第二準直器或第一準直器移動。
[0022]根據本發明的另一方面，一種輻射成像設備包括:多個準直器，具有穿過對象的輻射通過的多個開口 ；以及傳感器，感測通過所述多個準直器的輻射，并將所述輻射轉變為電信號，所述多個準直器彼此上下堆疊以允許輻射順序地通過所述多個開口，并且所述多個準直器中的至少一個準直器可相對于另一個準直器移動。
[0023]根據本發明的另一方面，一種輻射成像設備包括:輻射發射器，將輻射發射到對象；第一準直器，具有穿過對象的輻射通過的多個開口 ；第二準直器，具有通過第一準直器的輻射通過的多個開口 ；傳感器，感測通過第一準直器和第二準直器的輻射，并將所感測的輻射轉變為電信號；圖像處理器，基于通過傳感器轉變的電信號產生輻射圖像；以及控制器，控制第一準直器或第二準直器中的至少一個的移動。
[0024]控制器可根據將成像的對象、該對象的成像區域或預設成像模式來控制第一準直器或第二準直器中的至少一個的移動。
[0025]可根據第一準直器或第二準直器的移動來調整允許穿過對象的輻射通過第一準直器或第二準直器的通過區域的大小。
[0026]第一準直器或第二準直器可相對于第二準直器或第一準直器移動，使得第一準直器的一些開口和第二準直器的一些開口彼此重疊。第一準直器或第二準直器可朝向或遠離第二準直器或第一準直器移動。
[0027]圖像處理器可基于從通過第一準直器和第二準直器的相同開口的輻射導出的電信號來產生與一個像素相應的輻射圖像。
[0028]根據本發明的另一方面，一種輻射成像設備包括:輻射發射器，將輻射發射到對象；多個準直器，具有穿過對象的輻射通過的多個開口 ；傳感器，感測通過所述多個準直器的輻射，并將所感測的輻射轉變為電信號；以及圖像處理器，基于來自傳感器的電信號產生輻射圖像，所述多個準直器彼此上下堆疊以允許輻射順序地通過所述多個開口，并且所述多個準直器中的至少一個準直器可相對于另一個準直器移動。
[0029]所述輻射成像設備還可包括朝向所述多個準直器發射輻射的輻射發射器和基于來自傳感器的電信號產生輻射圖像的圖像處理器。 [0030]根據本發明的另一方面，一種準直器模塊可包括:第一準直器，具有接收福射的多個開口 ；以及第二準直器，具有接收通過第一準直器的輻射的多個開口。第一準直器和第二準直器中的至少一個可相對于另一個準直器移動或旋轉。當高分辨率模式被選擇時，可移動或旋轉第一準直器或第二準直器以減小允許輻射通過第一準直器和第二準直器的通過區域的大小，而當高靈敏度模式被選擇時，可移動或旋轉第一準直器或第二準直器以增大通過區域的大小。
[0031]根據本發明的另一方面，一種輻射成像設備可包括:輻射發射器，發射輻射;第一準直器，具有接收從輻射發射器發射的輻射的多個開口 ；第二準直器，具有接收通過第一準直器的輻射的多個開口 ；傳感器，感測通過第一準直器和第二準直器的輻射，并將所感測的輻射轉變為電信號；圖像處理器，基于來自傳感器的電信號產生輻射圖像；以及控制器，選擇性地控制第一準直器或第二準直器中的至少一個的移動或旋轉。當高分辨率模式被選擇時，可控制第一準直器或第二準直器移動或旋轉以減小允許輻射通過第一準直器和第二準直器的通過區域的大小，而當高靈敏度模式被選擇時，可控制第一準直器或第二準直器移動或旋轉以增大通過區域的大小。
[0032]根據本發明的另一方面，一種準直器模塊可包括具有接收輻射的多個開口的多個準直器，其中，所述多個準直器彼此上下堆疊以允許輻射順序地通過所述多個開口，并且所述多個準直器中的至少一個準直器可相對于另一個準直器移動或旋轉。當高分辨率模式被選擇時，可移動或旋轉所述至少一個準直器以減小穿過對象的輻射通過的通過區域的大小。當高靈敏度模式被選擇時，可移動或旋轉所述至少一個準直器以增大通過區域的大小。
[0033]根據本發明的另一方面，一種輻射成像設備可包括:輻射發射器，發射輻射；多個準直器，具有接收從輻射發射器發射的輻射的多個開口 ；傳感器，感測通過所述多個準直器的輻射，并將所感測的輻射轉變為電信號；圖像處理器，基于來自傳感器的電信號產生輻射圖像；以及控制器，選擇性地控制所述多個準直器中的至少一個準直器的移動或旋轉。當高分辨率模式被選擇時，減小允許輻射通過所述多個準直器的通過區域的大小，而當高靈敏度模式被選擇時，增大通過區域的大小。所述多個準直器可彼此上下堆疊以允許輻射順序地通過所述多個開口。
[0034]根據本發明的另一方面，一種輻射成像設備可包括:輻射發射器，發射輻射；至少一個準直器模塊，接收從輻射發射器發射的輻射；傳感器，感測通過所述至少一個準直器模塊的輻射，并將所感測的輻射轉變為電信號；以及圖像處理器，基于來自傳感器的電信號產生輻射圖像。可控制準直器模塊使得允許輻射通過所述至少一個準直器模塊的通過區域的大小減小或增大。所述輻射成像設備還可包括控制執行以下步驟的控制器:如果所選的輻射成像模式是高分辨率模式，則減小通過區域的大小，而如果所選的輻射成像模式是高靈敏度模式，則增大通過區域的大小。所述至少一個準直器模塊可包括堆疊的具有多個開口的多個準直器，所述多個準直器中的至少一個準直器可相對于另一個準直器移動或旋轉，并且輻射順序地通過所述多個準直器的所述多個開口。準直器模塊可包括具有多個開口的多個準直器，所述多個準直器的開口可具有不同的大小，并且準直器的位置可以是可切換的，使得在所述多個準直器中選擇的準直器位于輻射路徑中。
[0035]根據本發明的另一方面，一種控制輻射成像設備的方法可包括:將輻射成像模式設置為高分辨率模式或高靈敏度模式中的任何一種；并且控制準直器模塊調整允許輻射通過準直器模塊的通過區域的大小，其中，如果高分辨率模式被設置，則減小通過區域的大小，而如果高靈敏度模式被設置，則增大通過區域的大小。準直器模塊可包括具有接收輻射的多個開口的多個準直器，所述多個準直器彼此上下堆疊以允許輻射順序地通過所述多個開口，并且所述多個準直器中的至少一個準直器可相對于另一個準直器移動或旋轉，并且其中，可移動或旋轉所述多個準直器中的所述至少一個準直器以增大或減小允許輻射通過準直器模塊的通過區域的大小。
[0036]根據本發明的另一方面，一種準直器模塊可包括:第一準直器，具有接收福射的多個開口 ；以及第二準直器，被布置為鄰近第一準直器，具有接收通過第一準直器的輻射的多個開口。第一準直器和第二準直器可操作為接收用于相對于彼此移動或旋轉以調整允許輻射通過第一準直器和第二準直器的通過區域的大小的控制信號。
[0037]準直器模塊還 可包括第三準直器，其中，準直器模塊可操作為接收如下控制信號，所述控制信號用于通過沿著允許輻射通過第三準直器以及第一準直器和第二準直器之一的路徑布置第三準直器來改變通過區域。
[0038]第一準直器和第二準直器可同時移動或旋轉。準直器模塊可接收將第一準直器和第二準直器中的至少一個驅動根據用戶命令或根據預定距離量而設置的移動距離的控制信號。控制信號可將第一準直器和第二準直器中的至少一個驅動根據預定距離量而設置的移動距離，其中，所述預定距離量基于第一準直器的開口的寬度大小和第二準直器的開口的寬度大小。
[0039]控制信號可在橫向方向、對角線方向、順時針方向或逆時針方向中的至少一個方向上驅動第一準直器和第二準直器中的至少一個。第一準直器可緊鄰第二準直器堆疊，并且控制信號可在使第一準直器和第二準直器彼此間隔開的方向上驅動第一準直器和第二準直器中的至少一個。第一準直器的開口的寬度可不同于第二準直器的開口的寬度。形成第一準直器的開口的分隔件的高度可不同于形成第二準直器的開口的分隔件的高度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]從以下結合附圖進行的對實施例的描述，本發明的這些和/或其他方面將變得清楚并且更易于理解，其中:
[0041]圖1A至圖1C是分別示出根據本發明的實施例的輻射成像設備的示圖；[0042]圖2是示出根據本發明的實施例的輻射檢測器的示圖；
[0043]圖3是示出根據本發明的實施例的準直器模塊的示圖；
[0044]圖4A至圖4C是準直器模塊的一個實施例的解釋性示圖；
[0045]圖5A至圖5F是準直器模塊的另一實施例的解釋性示圖；
[0046]圖6A和圖6B是準直器模塊的另一實施例的解釋性示圖；
[0047]圖7是準直器模塊的實施例的解釋性示圖；
[0048]圖8是輻射成像設備的圖像處理的解釋性示圖；和
[0049]圖9是根據實施例的輻射成像設備的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0050]現在將詳細論述本發明的實施例，在附圖中示出這些實施例的示例，其中，相似的標號始終指的是相似的元件。
[0051]以下，將參照圖1A至圖8描述根據本發明的實施例的準直器模塊、使用該準直器模塊的輻射檢測器以及使用該準直器模塊的輻射成像設備。
[0052]圖1A至圖1C示出輻射成像設備的實施例。
[0053]如圖1A所示，根據本發明的實施例，輻射成像設備可以是包括輻射發射器100和輻射檢測器200的數字放射攝影(DR)設備，其中，輻射發射器100產生輻射，并將輻射發射到對象ob，輻射檢測器200檢測穿過對象ob的輻射。在這種情況下，假設輻射成像設備是如圖1A所示的桌形X射線成像設備，對象ob可被放置在輻射檢測器200的頂部。
[0054]如圖1B所示，根據本發明的實施例，輻射成像設備可以是計算機斷層掃描設備。同樣地，輻射成像設備(例如，計算機斷層掃描設備)包括輻射發射器100和輻射檢測器200，其中，輻射發射器100產生輻射，并將輻射發射到對象ob，輻射檢測器200檢測穿過對象ob的輻射。在這種情況下，輻射發射器100和輻射檢測器200可被布置為彼此面對以通過它們的旋轉以各種角度捕捉對象ob的輻射圖像。
[0055]盡管圖1A和圖1B示出了作為輻射成像設備的示例的X射線成像設備和計算機斷層掃描設備，但是 輻射成像設備不限于此，并且本公開內容可應用于全景數字乳房攝影(FFDM)設備或其他類型的輻射成像設備。
[0056]根據實施例，除了輻射發射器100和輻射檢測器200之外，如圖1C所示，輻射成像設備還可包括圖像處理器300和控制器400。這里，輻射檢測器200可包括準直器模塊220和傳感器230。
[0057]準直器模塊220可通過調整穿過對象ob的輻射將通過的通過區域的大小來執行到達傳感器230的輻射的過濾。換句話講，準直器模塊220可通過增大或減小輻射通過區域的大小來控制穿過對象ob的一些福射到達傳感器230。
[0058]圖像處理器300可用于從存儲在傳感器230中的電信號讀出輻射圖像并對讀出的輻射圖像執行所需的圖像處理(例如，諸如對比度或亮度調整的后處理)。
[0059]例如，控制器400可控制輻射發射器100或輻射檢測器200的各種功能。具體地講，控制器400可產生用于移動或旋轉準直器模塊220的多個準直器221和222中的至少一個的控制指令，并且可將控制指令發送到所述至少一個準直器，從而控制準直器模塊220的輻射通過區域的大小。具體地講，根據實施例，控制器400使得能夠根據輻射成像模式來自動地調整輻射通過區域的大小。
[0060]輻射發射器100可包括產生輻射的輻射產生模塊。輻射產生模塊可包括輻射管和電源，其中，輻射管產生具有與施加到輻射管的電壓相應的能量的輻射(例如，X射線)，電源將預定電壓施加到輻射管。
[0061]詳細地考慮輻射產生模塊的輻射產生原理，當預定電壓被從電源施加到輻射管時，輻射管中的電子被所施加的電壓加速，其后在陽極附近快速地減少，致使基于能量守恒產生輻射。
[0062]一旦輻射被產生,輻射發射器100就將所產生的輻射發射到對象ob。
[0063]發射到對象ob的輻射可穿過對象ob，從而到達輻射檢測器200，或者可直接到達福射檢測器200,而不穿過對象ob。
[0064]圖2和圖3是示出輻射檢測器的實施例的示圖。
[0065]根據本發明的實施例，如圖2所示，輻射檢測器200包括支架210、準直器模塊220和傳感器230，其中，在支架210上放置對象ob，準直器模塊220位于支架210下方，傳感器230位于準直器模塊220下方。也就是說，相對于發射輻射的裝置，接收到的輻射可首先穿過支架210，然后穿過準直器模塊220，然后穿過傳感器230。
[0066]其上放置對象ob的支架210由高輻射透射率材料形成，以允許穿過對象ob的或被引向支架210的輻射(例如，X射線)到達傳感器230。
[0067]準直器模塊220可包括多個準直器，例如，如圖2所示的兩個準直器221和222。
[0068]準直器221和222執行輻射過濾以僅允許穿過對象ob的特定方向的輻射到達傳感器230，并且為輻射提供方向性。也就是說，不僅可以阻止在穿過對象ob的同時散射的輻射到達傳感器230，而且可以僅允許適當的輻射到達傳感器230，這導致圖像質量改進。
[0069]為了實現輻射過濾和方向性，如圖2所示，準直器221和222包括由例如鉛(Pb)形成的以吸收輻射光子的多個分隔件2211和2212。多個分隔件2211和2212吸收輻射，從而僅允許特定范圍和方向上的輻射到達傳感器230。
[0070]更具體地講，如圖3所示，從輻射發射器100發射的輻射Xl至x4在穿過對象ob之后到達傳感器230。
[0071]如Xl和x3所表示的，穿過對象ob的輻射可根據內部組織的性質或結構而折射或散射。因此，當傳感器230接收到散射的輻射Xl或x3時，這意味著傳感器230接收到穿過與對象ob的所需內部組織不同的無用組織的輻射，這使輻射圖像的精度降低。
[0072]在這種情況下，通過將具有由多個分隔件2211和2212限定的開口的準直器221和222布置在傳感器230的前面，散射的輻射Xl或x3與準直器221和222的分隔件2211和2212碰撞(如A或B所表示的)，由此輻射xl或x3的光子被分隔件2211和2212吸收。僅被導向特定方向(例如，被引向地、而非散射)的輻射x2或x4 (即，初級光子)穿過多個準直器221和222的開口，從而到達傳感器230上的位置，例如，位置C或O。
[0073]否則，例如，如果準直器221和222沒有被安裝在傳感器230的前面，則散射的輻射x3可被引向與所需內部組織的位置不相應的位置D，這使圖像的精度降低。 [0074]穿過準直器模塊220的開口的輻射被傳感器230的各個像素Pl至P5接收，并且傳感器230將輻射轉變為電信號以存儲電信號。
[0075]圖4A至圖4C是準直器模塊的一個實施例的解釋性示圖。[0076]如圖4A和圖4B所示，根據本發明的實施例，準直器模塊220可包括多個準直器，例如，第一準直器221和第二準直器222。所述多個準直器可彼此上下堆疊。也就是說，準直器模塊220可包括堆疊的多個準直器221和222。例如,相對于朝向傳感器(例如,在向下的方向上)發射輻射的裝置，第二準直器222可位于第一準直器221的下方。可替換地，相對于朝向傳感器(例如，在水平方向上)發射福射的裝置，第二準直器222可位于第一準直器221的后面。
[0077]準直器模塊220的多個準直器中的至少一個準直器(例如，第一準直器221或第二準直器222)可包括由分隔件2211和2212限定的多個開口，其中，分隔件2211和2212具有恒定的水平長度wl和恒定的垂直長度w2。
[0078]根據實施例，如圖4A和圖4B所示，每個準直器(例如，第一準直器221或第二準直器222)可包括具有相同寬度wl和《2的開口。根據另一實施例，每個準直器(例如，第一準直器221或第二準直器222)可具有不同的寬度。
[0079]根據本發明的實施例，例如，第一準直器221和第二準直器222的開口的寬度wl或w2可在大約0.5mm至大約IOmm的范圍內。因此,每個開口的面積可在大約0.25mm2至大約IOOmm2的范圍內。
[0080]如果準直器221或222的任何一個開口的寬度wl或w2增大，則通過開口的輻射的量(即，光子的數量)增加。同樣地，如果開口的寬度《I或《2減小，則通過開口的輻射的量(即，光子的數量)減少。
[0081 ] 因此，根據第一準直器221和第二準直器222的每個開口的大小(即，每個開口的面積)來確定通過準直器模塊220到達傳感器230的輻射的量。換句話講，每個準直器221或222的開口的大小確定穿過對象ob的輻射將通過的準直器模塊220的輻射通過區域的
大小。
[0082]如果構成準直器模塊220的第一準直器221或第二準直器222的開口的寬度wl或《2增大，則通過一個開口的輻射的量(即，光子的數量)增加。結果，傳感器230感測到大量的(或相對較大量的)輻射，并將輻射轉變為電信號。從而，傳感器230的以每單位像素為基礎的輻射的量增加，這確保獲取更大量的關于對象ob的信息。也就是說，可獲取具有高靈敏度的輻射圖像。
[0083]另一方面，如果開口具有大的寬度wI或w2，則這可使在對象ob中散射的一些輻射(例如，圖4C中所示的輻射x6)被傳感器230接收。也就是說，如圖4C所示，在散射的輻射x5和x6的情況下，例如，如F所表示的，一些輻射x5可被準直器221的分隔件吸收。
[0084]然而，因為分隔件之間的空間寬，即，開口的寬度wl或《2大，輻射x6不被分隔件吸收，而是直接通過開口，從而到達傳感器230上的位置E。另外，在當不經過散射時預期到達傳感器230的第三像素P3的位置H的輻射x7的情況下，它可能到達非預期的位置，這可使對象ob的特定內部點的圖像通過除了相應像素之外的任意像素形成，從而導致輻射圖像的精度降低。
[0085]到達傳感器230的輻射的量可根據各個準直器221和222的高度hi和h2來確定。如果高度hi和h2增大，則甚至稍微散射的輻射也可能無法通過各個準直器221和222，并且可與分隔件2211和2212碰撞并被 分隔件2211和2212吸收。因此，盡管被傳感器230感測到的以每像素為基礎的輻射的量減少，但是接收在對象ob中散射的輻射的可能性進一步降低，這改進了圖像的精度。
[0086]根據實施例，例如，第一準直器221的高度hi或第二準直器222的高度h2可在大約Imm至大約40mm的范圍內。
[0087]總之，為了到達準直器模塊220下方的傳感器230，如圖3至圖4C所示，穿過對象ob的輻射可能需要通過第一準直器221的開口和第二準直器222的開口兩者。穿過對象ob的輻射將通過的準直器模塊220的輻射通過區域的大小根據第一準直器221和第二準直器222的開口的寬度wl和《2以及各個準直器221和222的高度hi和h2來確定。
[0088]根據本發明的實施例，包括在準直器模塊220中的多個準直器中的至少一個可沿一個或多個方向移動。 [0089]圖5A至圖5F是準直器模塊的另一實施例的解釋性示圖。盡管圖5A至圖5F假設第一準直器221和第二準直器222具有相同寬度，但是準直器221和222兩者的寬度不必彼此相等，而可以彼此不同。同樣地，準直器221和222兩者的高度可以彼此相等，但是不必彼此相等，而可以彼此不同。
[0090]如圖5A至圖5F所示，準直器模塊220的至少一個準直器(例如，第一準直器221)可在給定方向d上移動。
[0091]在一個示例中，如圖5A至圖5F所示，第一準直器221可水平地移動。
[0092]更具體地講，如圖5B所示，第一準直器221可沿著X軸移動給定距離。在這種情況下，第一準直器221的移動距離可由用戶任意選擇或者基于準直器模塊220的預設條件。根據實施例，第一準直器221的移動距離可被確定為在小于或等于第一準直器221和第二準直器222的寬度中的較小寬度的范圍內。例如，如果第一準直器221的第一寬度小于第二準直器222的第二寬度，則第一準直器221沿著X軸的移動距離可在零與第一寬度之間的范圍內。
[0093]如圖5C所示，第一準直器221可沿著Y軸移動給定距離。同樣地，第一準直器221的Y軸移動距離可由用戶任意選擇或者基于準直器模塊220的預設條件。根據實施例，第一準直器221的Y軸移動距離可被確定為在小于或等于第一準直器221和第二準直器222的寬度中的較小寬度的范圍內。例如，如果第一準直器221的第一寬度小于第二準直器222的第二寬度，則第一準直器221沿著Y軸的移動距離可在零與第一寬度之間的范圍內。
[0094]如圖所示，第一準直器221可在對角線方向上移動。也就是說，第一準直器221可沿著X軸和Y軸兩個軸移動。第一準直器221的移動距離可由用戶任意選擇或者基于準直器模塊220的預設條件。類似于上述示例，第一準直器221的移動距離可被確定為在基于第一準直器221和第二準直器222的寬度的預定范圍內。
[0095]根據實施例，如圖5E所示，第一準直器221可圍繞旋轉軸ol旋轉，而不是在特定方向上移動。在這種情況下，如圖5E所示，旋轉軸ol可位于第一準直器221的中心。可替換地，旋轉軸可位于第一準直器221的另一特定位置(例如，第二準直器222的左上端的特定位置02)，以允許第一準直器221圍繞特定位置o2旋轉。然而，本公開內容不如此受限，可選擇其他位置。第一準直器221的移動距離可由用戶任意選擇或者基于準直器模塊220的預設條件。類似于上述示例，第一準直器221的移動距離可被確定為在基于第一準直器221和第二準直器222的寬度的預定范圍內。
[0096]同樣地，第二準直器222可以以與第一準直器221相同的方式在特定方向上移動或旋轉。
[0097]另外，可使第一準直器221和第二準直器222都旋轉或移動。在這種情況下，可在不同的方向上(例如，在相反的方向上)使第一準直器221和第二準直器222都移動。
[0098]例如，第一準直器221和第二準直器222可同時移動或旋轉。
[0099]當第一準直器221在水平方向上(例如，在移動方向d上)移動或旋轉時，如圖5A至圖5F所示，第一準直器221的開口和第二準直器222的開口可在對角上彼此重疊。
[0100]穿過準直器模塊220的輻射僅當既通過第一準直器221的開口、又通過第二準直器222的開口時才到達傳感器230。因此，當第一準直器221的開口和第二準直器222的開口如圖5A至圖5F所示在對角上彼此重疊時，輻射通過空間的大小減小。也就是說，第一準直器221的開口和第二準直器222的開口可彼此重疊，使得第一準直器221的開口的僅一部分和第二準直器222的開口的僅一部分彼此重疊。例如，第一準直器221的開口的一部分可與第二準直器222的多個開口的一部分重疊。例如，第一準直器221的開口的一部分可不與第二準直器222的任一開口重疊。
[0101]也就是說，如果第一準直器221和第二準直器222被布置為使得它們的開口如圖4A和圖4B所示彼此一致，則穿過對象ob的輻射將通過的輻射通過區域的寬度等于各個準直器221和222的寬度wl和《2。如果準直器221和222在對角上彼此重疊，則如圖所示，輻射通過區域的寬度減小到wl’和w2’，其中，wl’和《2’是由重疊的準直器221和222限定的空間的寬度。
[0102]參照圖5F，如在輻射x9和xl2的情況下，在對象ob中散射的輻射可被第一準直器221的分隔件I和K吸收，或者如在輻射XlO的情況下，在對象ob中散射的輻射可能甚至在通過第一準直器221之后被第二準直器222的分隔件J吸收。僅不經過散射的適當的福射(例如，福射x8和xll的初級光子)可到達傳感器230 (參見L和M)。
[0103]如果第一準直器221和第二準直器222被布置為使得它們的開口如圖4C所示彼此一致，則前述輻射XlO可到達傳感器230的第四像素P4上的位置(參見J')，致使輻射圖像的精度降低。
[0104]如圖5A至圖5F所示，當準直器模塊220的準直器221和222中的至少一個移動時，這致使減少量的輻射通過準直器模塊220，并且僅允許精確信息的輻射到達傳感器230。也就是說，隨著傳感器230的以每單位像素為基礎的輻射的量減少，圖像的靈敏度降低，然而由于僅感測初級光子，而不是感測與散射的輻射相應的光子，圖像的精度提高。另外，可實現輻射圖像的分辨率提高，并且可實現每單位面積的像素數量的增加(即，像素的大小的減小)。
[0105]如上所述，如果如圖4A至圖4C所示設置準直器模塊220，則可獲取具有高靈敏度、低精度和大像素的輻射圖像。另一方面，如果如圖5A至圖5F所示設置準直器模塊220，即，如果準直器模塊220的至少一個準直器移動，則相對于圖4A至圖4C的實施例，可獲取具有較低靈敏度、較高精度和較小像素的輻射圖像。
[0106]因此，可通過一個準直器模塊220來調整輻射圖像的靈敏度和精度，這使得能夠在不更換準直器模塊220的情況下獲取各種輻射圖像。這可減輕經濟負擔。
[0107]圖6A和圖6B是準直器模塊的實施例的解釋性示圖。
[0108]根據本發明的另一實施例，如圖6A和圖6B所示，準直器模塊220的多個準直器中的至少一個(例如，第一準直器221或第二準直器222)可垂直移動。照此，多個準直器(例如，第一準直器221和第二準直器222)可彼此間隔開。
[0109]如圖6B所示，例如，如果第一準直器221垂直移動并且與第二準直器222間隔開，則這可促使更容易地去除散射的輻射，并且幫助傳感器230僅接收精確的輻射(B卩，初級光子)。
[0110]在圖6B中的輻射X13至X16中，散射的或沒有被引向傳感器230的輻射xl3、xl4和xl6可分別在第二準直器222的位置Q以及第一準直器221的位置O和P處被吸收，并且僅福射xl5可到達傳感器230。
[0111]如果發生第一準直器221不移動，則散射的輻射xl6不被移動之前的第一準直器221’的分隔件以及第二準直器222的分隔件吸收，從而在位置P'處到達傳感器，這可使得不可獲取精確的圖像。然而，通過移動第一準直器221，可去除散射的輻射xl6，導致獲取精確的圖像。
[0112]圖7是準直器模塊的實施例的解釋性示圖。
[0113]根據本發明的另一實施例，如圖7所示，準直器模塊220可包括多個準直器221至223，并且準直器221至223均可相對于其他準直器221至223移動。也就是說，基于圖7，第一準直器221可橫向移動,第二準直器222可以不移動,第三準直器223可在前向方向上移動。另外，如圖6A所示，各個準直器221至223可垂直移動，以便彼此間隔開。然而，圖7僅僅是示例，多個準直器221至223可在不同方向上相對于彼此移動。 [0114]在準直器模塊220包括兩個、三個或更多個準直器221至223的情況下，可根據準直器221至223的移動來以各種方式調整輻射通過區域的大小，并且允許更大量的輻射通過準直器模塊220的部分區域以及更少量的輻射通過準直器模塊220的另一部分區域。
[0115]如上所述，準直器模塊220的各個準直器221至223的操作可由用戶手動控制，或者可響應于從上述控制器400發送的控制指令來進行控制。
[0116]根據實施例，可響應于控制器400的根據所選成像模式而產生的控制指令來選擇性地驅動準直器模塊220。
[0117]例如，如果成像模式被設置為高分辨率模式，則控制器400產生用于如圖5A至圖5E所示操作準直器模塊220的多個準直器221至223中的至少一個準直器的控制指令。從而，響應于該控制指令，對準直器模塊220的多個準直器221至223中的至少一個準直器(例如，第一準直器221)進行操作，例如，如圖5A至圖5E所示移動或旋轉。結果，各個準直器(例如，第一準直器221和第二準直器222)在對角上彼此重疊，致使輻射通過區域的寬度減小。這阻止散射的輻射通過準直器模塊220，并且幫助傳感器230僅接收適當的輻射。以這種方式，在高分辨率成像模式下提高圖像的精度和分辨率。
[0118]相反，如果成像模式被設置為高靈敏度模式，則控制器400產生用于以與高分辨率模式下的方式相反的方式操作準直器模塊220的多個準直器221至223中的至少一個準直器的控制指令。從而，響應于該控制指令，多個準直器(例如，第一準直器221和第二準直器222)被布置為如圖4A和圖4B所示彼此一致。結果，輻射通過區域的寬度大于高分辨率模式下的輻射通過區域的寬度。因此，準直器模塊220可使更大量的輻射通過，這允許傳感器230接收比在高分辨率模式下更大量的輻射。以這種方式，在高靈敏度成像模式下，可獲取高靈敏度輻射圖像。[0119]根據本發明的實施例，準直器模塊包括具有多個開口的多個準直器。如果所述多個準直器之中的任何一個準直器被選擇，則控制所選的準直器被定位在穿過對象的輻射到達傳感器的路徑中。換句話講，準直器模塊內的多個準直器可以彼此替換，即，被切換。在這種情況下，各個準直器可具有不同大小的開口。更具體地講，準直器模塊內的任何一個準直器的開口可小于或大于其他準直器的開口。因此，可根據準直器模塊的多個準直器中的任何一個是否被定位在輻射路徑上來改變準直器的用于輻射通過的開口的大小，這使得能夠調整輻射通過區域的大小。
[0120]以這種方式，由輻射發射器100發射并穿過對象ob從而通過準直器模塊220的區域(例如，由第一準直器221的開口和第二準直器222的開口限定的通過區域)的輻射到達傳感器230。
[0121]圖8是輻射成像設備的圖像處理的解釋性示圖。
[0122]如圖8所示，傳感器230可包括多個像素230P，每個像素230P可包括閃爍體231、光電二極管232和存儲元件233。閃爍體231在被輻射擊中時發光，并且通過感測已通過準直器模塊220的福射來輸出光子。光電二極管232感測從閃爍體231輸出的光子,并將光子轉變為電能量以輸出用于輻射圖像的電信號。存儲元件233例如可以是存儲從光電二極管232輸出的電信號的電容器。
[0123]圖像處理器300讀出存儲在存儲元件233中的電信號，其后通過圖像處理產生輻射圖像。所產生的輻射圖像可被顯示在顯示裝置(諸如監視器)上。在這種情況下，如上所述，可根據準直器模塊220的多個準直器221至223的相對位置來改變輻射圖像的靈敏度、分辨率和精度。
[0124]圖像處理器300可以是輻射檢測器200的處理器，或者可以是在有線或無線通信網絡中與輻射檢測器200連接的外部信息處理設備的處理器，或者可以是這兩個處理器的組合。
[0125]圖9是根據實施例的輻射成像設備的控制方法的流程圖。
[0126]根據本發明的實施例，在必要時從各種輻射成像模式之中選擇任何一種輻射成像模式之后，可根據所選的輻射成像模式來執行對象的成像。
[0127]如圖9所示，在所選的輻射成像模式下對對象成像的方法中，首先，可從多種成像模式之中選擇任何一種成像模式(例如，高分辨率成像模式或高靈敏度成像模式)(S500)。這個選擇可由用戶執行，或者可根據對象或對象的成像區域而預先設置。
[0128]然后，根據所選的輻射成像模式來調整安裝在支架與傳感器之間的準直器模塊的通過區域的大小。準直器模塊的通過區域使穿過對象的一些輻射通過，但是濾除一些輻射，例如，散射的輻射。
[0129]例如，如果高分辨率模式被選擇，則可減小準直器模塊的通過區域的大小，而如果高靈敏度模式被選擇，則可增大準直器模塊的通過區域的大小。
[0130]根據本發明的實施例，準直器模塊包括具有穿過對象的輻射通過的多個開口的多個準直器。所述多個準直器可彼此上下堆疊(或在水平布置中并排堆疊)，使得輻射順序地通過所述多個開口。所述多個準直器中的至少一個準直器可相對于另一個準直器移動或旋轉。
[0131 ] 如果高分辨率模式被選擇(S510)，則可在給定方向上移動準直器模塊的多個準直器中的至少一個準直器以便在對角上與另一個準直器重疊(S511)，這導致通過區域的大小減小(S512)。
[0132]如果放射攝影被啟動(S513)，則由于準直器模塊的通過區域的大小減小，產生精確的高分辨率圖像。然而，因為傳感器所接收到的輻射的絕對量減少，所以與高靈敏度模式相比，圖像具有相對低的靈敏度。
[0133]如果高靈敏度模式被選擇(S520)，則在給定方向上移動準直器模塊的多個準直器中的至少一個準直器以便如圖4A所示與另一個準直器一致，而不是在對角上與另一個準直器重疊(S521)，這導致通過區域的大小增大(S522)。
[0134]如果放射攝影被啟動(S523)，則由于準直器模塊的通過區域的大小增大，傳感器接收更大量的輻射。因此，可獲取具有與高分辨率模式相比相對高的靈敏度的圖像。然而，如上所述，由于散射的輻射，圖像的精度可降低。
[0135]根據本發明的另一實施例，準直器模塊可包括具有不同大小的開口的多個準直器，可根據成像模式來選擇所述多個準直器中的任何一個，并且可移動所選的準直器以使其被定位在穿過對象的輻射的路徑中。在高分辨率成像模式的情況下，移動具有較小大小的開口的準直器以使其被定位在穿過對象的輻射的路徑中。在高靈敏度成像模式的情況下，移動具有較大大小的開口的準直器以使其被定位在輻射路徑中。也就是說，根據輻射成像模式來執行準直器模塊的多個準直器之間的切換。
[0136]如從以上描述顯而易見的是，通過提供準直器模塊、使用該準直器模塊的輻射檢測器和使用該準直器模塊的輻射成像設備，可根據成像目的來檢測適當的輻射。
[0137]具體地講，可通過 移動彼此上下堆疊的多個準直器中的至少一個準直器來響應于用戶請求改變輻射通過區域的大小，這允許輻射檢測器接收并檢測適合于產生輻射圖像的輻射。
[0138]因此，可獲取具有針對所需成像目的進行優化的靈敏度或分辨率的輻射圖像。
[0139]另外，可通過根據所需成像目的調整輻射的產生或發射量以及準直器模塊的位置來減少患者身體的輻射暴露。
[0140]提供自由地調整通過區域的大小的準直器模塊可實現經濟效果，包括制造成本降低。
[0141]這里，注意的是，根據本文中所公開的示例實施例的輻射成像設備、準直器模塊和控制方法可應用于目標對象(包括人類、動物或其他生命形式)或輻射成像可應用到的任何其他對象(例如，諸如機場安全或邊境安全的安全應用、諸如拍攝焊接的X射線圖像的工業應用、諸如拍攝繪畫的X射線圖像的藝術應用等)。
[0142]根據上述示例實施例的輻射成像設備和方法可使用一個或多個處理器，這些處理器可包括微處理器、中央處理單元(CPU)、數字信號處理器(DSP)或專用集成電路(ASIC)以及這些和其他處理裝置的部分或組合。
[0143]流程圖圖示的每個塊可表示包括用于實現所指定的邏輯功能的一個或多個可執行指令的單元、模塊、代碼段或代碼部分。還應指出，在一些替代實現中，這些塊中所指出的功能可不按次序發生。例如，根據所涉及的功能，連續示出的兩個塊事實上可以基本上同時執行，或者這些塊有時可以按逆序執行。
[0144]用于控制根據上述實施例的輻射成像設備和/或準直器模塊的方法可被記錄在包括用于實現計算機所實施的各種操作的程序指令的非暫時性計算機可讀介質中。所述介質還可單獨地或與程序指令結合地包括數據文件、數據結構等。非暫時性計算機可讀介質的示例包括:磁性介質，諸如硬盤、軟盤和磁帶；光學介質，諸如CD ROM盤和DVD ;磁光介質，諸如光盤；以及專門被構造為存儲并執行程序指令的硬件裝置，諸如只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、閃存等。程序指令的示例包括諸如由編譯器生成的機器代碼和包含可被計算機使用解釋器執行的更高級代碼的文件這兩者。所描述的硬件裝置可被構造為充當被記錄、存儲或固定在一個或多個計算機可讀存儲介質中的一個或多個軟件模塊，以便執行上述實施例的操作，反之亦然。程序指令可由一個或多個處理器執行。另外，非暫時性計算機可讀存儲介質可分布在通過網絡連接的計算機系統之間，并且計算機可讀代碼或程序指令可被以分散的方式存儲和執行。另外，計算機可讀存儲介質還可被實現在至少一個專用集成電路(ASIC)或現場可編程門陣列(FPGA)中。
[0145] 盡管已示出并描述了本發明的示例實施例，但是本領域技術人員將意識到，可以在不脫離本發明的原理和精神的情況下對這些實施例進行改變，本發明的范圍在權利要求及其等同物中限定 。
【權利要求】
1.一種準直器模塊，包括: 第一準直器，具有接收輻射的多個開口 ；和 第二準直器，具有接收通過第一準直器的輻射的多個開口， 其中，第一準直器和第二準直器中的至少一個相對于另一個準直器移動或旋轉。
2.根據權利要求1所述的準直器模塊，其中，根據第一準直器或第二準直器的移動或旋轉來調整允許輻射通過第一準直器和第二準直器的通過區域的大小。
3.根據權利要求1所述的準直器模塊，其中，第一準直器和第二準直器中的至少一個是可移動的或可旋轉的，使得第一準直器的一些開口和第二準直器的一些開口彼此偏離。
4.根據權利要求1所述的準直器模塊，其中，第一準直器或第二準直器朝向或遠離第二準直器或第一準直器移動。
5.根據權利要求1所述的準直器模塊，其中，第一準直器或第二準直器的開口通過分隔件彼此分開。
6.根據權利要求1所述的準直器模塊，其中，第一準直器和第二準直器的開口具有相同的大小。
7.根據權利要求1所述的準直器模塊，其中，第一準直器和第二準直器的開口的寬度在0.5mm至10_的范圍內。
8.根據權利要求1所述的準直器模塊，其中，第一準直器和第二準直器的高度在Imm至40mm的范圍內。`
9.一種福射檢測器,包括: 第一準直器，具有接收輻射的多個開口 ； 第二準直器，具有接收通過第一準直器的輻射的多個開口 ；和 傳感器，感測通過第一準直器和第二準直器的輻射，并將所感測的輻射轉變為電信號， 其中，第一準直器或第二準直器相對于第二準直器或第一準直器移動或旋轉。
10.根據權利要求9所述的輻射檢測器，其中，根據第一準直器或第二準直器的移動或旋轉來調整允許輻射通過第一準直器和第二準直器的通過區域的大小。
11.根據權利要求9所述的輻射檢測器，其中，第一準直器或第二準直器相對于第二準直器或第一準直器移動或旋轉，使得第一準直器的一些開口和第二準直器的一些開口彼此重疊。
12.根據權利要求9所述的輻射檢測器，其中，第一準直器或第二準直器朝向或遠離第二準直器或第一準直器移動。
13.—種控制輻射成像設備的方法，所述方法包括: 將輻射成像模式設置為高分辨率模式或高靈敏度模式中的任何一種；和 控制準直器模塊以調整允許輻射通過準直器模塊的通過區域的大小， 其中，如果高分辨率模式被設置，則減小通過區域的大小，而如果高靈敏度模式被設置，則增大通過區域的大小。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，準直器模塊包括具有接收輻射的多個開口的多個準直器，所述多個準直器彼此上下堆疊以允許輻射順序地通過所述多個開口，并且所述多個準直器中的至少一個準直器相對于另一個準直器移動或旋轉，并且 其中，移動或旋轉所述多個準直器中的所述至少一個準直器以增大或減小允許輻射通過準直器模 塊的通過區域的大小。
【文檔編號】A61B6/03GK103784154SQ201310522999
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2012年10月31日
【發明者】姜智訓, 崔炳善 申請人:三星電子株式會社