入必要信息。例如， 用戶可在輸入單元171輸入周期或頻率從而X射線源110可根據(jù)輸入的頻率重復(fù)地輻射X 射線。輸入周期可被發(fā)送到在圖2中示出的控制器160,控制器160可根據(jù)輸入周期控制X 射線源110。
[0045] 圖2是示出圖1中示出的示例X射線成像設(shè)備100的框圖。將參照圖2更詳細(xì)的 描述X射線成像設(shè)備100的構(gòu)造。參照圖2,X射線成像設(shè)備100包括：X射線源110,被構(gòu) 造為產(chǎn)生并輻射X射線；準(zhǔn)直器112,被構(gòu)造為調(diào)整由X射線源110輻射的X射線的輻射范 圍；X射線檢測單元120,被構(gòu)造為檢測穿透被檢體的X射線并獲得幀圖像；處理器150,被 構(gòu)造為跟蹤感興趣區(qū)域（ROI)的感興趣對象，輸出用于控制準(zhǔn)直器112的驅(qū)動的信號，從而 可在X射線輻射區(qū)域與跟蹤操作互鎖或相關(guān)聯(lián)的同時控制X射線輻射區(qū)域；控制器160,被 構(gòu)造為設(shè)置X射線成像的參數(shù)并根據(jù)處理器150輸出的信號控制準(zhǔn)直器112的驅(qū)動；顯示 器172,包括一個屏幕或多個屏幕并可顯示用于外科手術(shù)或診斷的一個圖像或多個圖像。根 據(jù)至少一個示例實施例，處理器150可以在X射線成像設(shè)備100中，例如在X射線檢測單元 120中或在輸入單元171處。處理器150還可結(jié)合到X射線成像設(shè)備100,例如結(jié)合到X射 線檢測單元120或連接到輸入單元171。根據(jù)至少一個示例實施例，控制器160可以在X射 線成像設(shè)備100中，例如在X射線產(chǎn)生組件107中。控制器160還可結(jié)合到準(zhǔn)直器112。
[0046] 根據(jù)至少一個示例實施例，在X射線成像設(shè)備的操作期間，X射線源110產(chǎn)生X射 線并將X射線輻射到被檢體上。X射線源110使用電源單元（未示出）供應(yīng)的電力產(chǎn)生X 射線。X射線的能量可由管電壓和濾波器中的至少一個控制，并且X射線的強(qiáng)烈度或輻射劑 量可由管電流和X射線曝光時間控制。X射線源110包括如圖3所示的產(chǎn)生X射線的X射 線管111。
[0047] 圖3示出根據(jù)至少一個示例實施例的X射線管111的構(gòu)造。參照圖3,X射線管 111可由包括陽極Illc和陰極Ille的兩極真空管實現(xiàn)，其中，管體可以是由硅酸硬玻璃形 成的玻璃燈泡111a。
[0048] 根據(jù)至少一個示例實施例，陰極Ille包括燈絲Illh和聚焦電子的聚焦電極lllg。 聚焦電機(jī)11Ig還被稱為聚焦杯。玻璃燈泡Illa的內(nèi)部處于大概IOmmHg的高真空狀態(tài)，并 且陰極燈絲Illh被加熱到高溫，從而產(chǎn)生熱電子。
[0049] 鎢（W)絲可被用作燈絲lllh，并且可通過將電流施加到連接到燈絲Illh的導(dǎo)電 線Illf來加熱燈絲lllf。然而，示例實施例不限于在陰極Ille中采用燈絲lllh，還可以 使用可利用高速脈沖驅(qū)動的碳納米管作為陰極Ille。
[0050] 陽極Illc可以主要由銅（Cu)形成，可在面對陰極Ille的一側(cè)應(yīng)用或形成目標(biāo)材 料llld。例如，目標(biāo)材料Illd可以是高電阻材料，諸如鉻（Cr)、鐵（Fe)、鈷（Co)、鎳（Ni)、 鎢（W)和/或鑰（Mo)。目標(biāo)材料Illd的熔化溫度越高，聚焦點尺寸越小。
[0051] 當(dāng)在陰極Ille和陽極Illc之間施加高電壓，在鎢絲Illh中產(chǎn)生的熱電子被加 速，與陽極Illc的目標(biāo)材料Illd碰撞，從而產(chǎn)生X射線。產(chǎn)生的X射線可通過窗口Illi 輻射到外部，窗口Illi可以例如是鈹（Be)薄膜。
[0052] 可通過轉(zhuǎn)子Illb旋轉(zhuǎn)目標(biāo)材料llld。當(dāng)目標(biāo)材料Illd旋轉(zhuǎn)時，每單位面積的熱 積累可增加10倍或更多，并且與目標(biāo)材料Illd固定的情況相比聚焦點尺寸會減小。
[0053] 在X射線管111的陰極Ille和陽極Illc之間施加的電壓被稱為管電壓，管電壓 的大小可由峰值kVp指示。當(dāng)管電壓增加時，熱電子的速度增加。如果熱電子的速度增加， 則在與目標(biāo)材料Illd碰撞時產(chǎn)生的X射線的能量（光子能量）可增加。
[0054] 此外，可在X射線的輻射方向上布置濾波器以控制放出的X射線的能量?？稍诖?口Illi的前側(cè)或后側(cè)布置對特定波段的X射線進(jìn)行濾波的濾波器，并且濾波器可對例如特 定能帶的X射線進(jìn)行濾波。例如，如果布置了由鋁或銅形成的濾波器，則低能帶的X射線被 過濾，從而輻射的X射線的能量增加，或者僅發(fā)出具有高能量的X射線。
[0055] 流過X射線管111的電流被稱為管電流，管電流的大小可由平均值mA指示。如果 管電流增加，則X射線的輻射劑量（與目標(biāo)材料Illd碰撞的X射線光子的數(shù)量）增加。
[0056] 可通過調(diào)整管電流控制X射線的能帶，并可通過調(diào)整管電流和X射線曝光時間來 控制X射線的強(qiáng)度和輻射劑量。因此，根據(jù)至少一個示例實施例，可通過根據(jù)被檢體的類型 或特性調(diào)整管電壓或管電流來控制輻射的X射線的能帶或強(qiáng)度。
[0057] 示例X射線源110使用上述X射線管111產(chǎn)生X射線并將產(chǎn)生的X射線輻射到被 檢體上。
[0058] 當(dāng)X射線被X射線源110輻射到被檢體上時，X射線衰減的程度可根據(jù)被檢體體 內(nèi)存在的一種或更多種組織或材料并根據(jù)輻射的X射線的能帶而改變。
[0059] 例如，X射線衰減的程度的數(shù)字表示被稱為衰減系數(shù)。圖4是示出根據(jù)被檢體體 內(nèi)通常存在的組織的類型的X射線能量和衰減系數(shù)之間的關(guān)系的曲線圖?，F(xiàn)在將參照圖4 描述衰減系數(shù)。
[0060] 衰減系數(shù)可根據(jù)被檢體體內(nèi)存在的每種材料或組織而改變。
[0061] 在圖4中示出的曲線圖中，X軸表示輻射到被檢體上的光子能量，y軸表示衰減系 數(shù)。如圖4中所示，指示骨骼的衰減系數(shù)的曲線位于指示軟組織（肌肉和脂肪）的衰減系 數(shù)的曲線之上，指示碘（I)的衰減系數(shù)的曲線位于指示骨骼的的衰減系數(shù)的曲線之上。
[0062] 具體地說，當(dāng)相同能帶（例如，El)的X射線被輻射時，骨骼的衰減系數(shù)Bl大于肌 肉的衰減系數(shù)M1，肌肉的衰減系數(shù)Ml大于脂肪的衰減系數(shù)F1，碘（I)的衰減系數(shù)Il大于 骨骼的衰減系數(shù)Bl。
[0063] 也就是說，被檢體體內(nèi)的組織或材料具有不同的衰減系數(shù)，并且一般而言，材料越 硬，材料的衰減系數(shù)越大。
[0064] 衰減系數(shù)還根據(jù)福射的X射線的能帶而改變。
[0065] 如圖4中所示，當(dāng)具有能帶El的X射線和具有能帶E2的X射線被輻射到被檢體 體內(nèi)的骨骼上時，在相對低的能帶El的骨骼的衰減系數(shù)Bl比在相對高的能帶E2的骨骼的 衰減系數(shù)B2大。
[0066]即使當(dāng)被檢體體內(nèi)的材料是肌肉或脂肪時，在相對低能帶El的X射線被輻射時的 衰減系數(shù)Ml或Fl比在相對高能帶E2的X射線被輻射時的衰減系數(shù)M2或F2大。這也可 以應(yīng)用于碘（I)。
[0067] 也就是說，被輻射到被檢體上的X射線的能帶越低，衰減系數(shù)越大。
[0068] 衰減系數(shù)可以使用以下的等式1獲得：
[0069] [等式 1]
[0070] I=I0Xei(E)XT
[0071] 這里，IO是被輻射到材料上的X射線的強(qiáng)度，I是穿透材料的X射線的強(qiáng)度，ii(E) 是針對具有能帶E的X射線的材料的衰減系數(shù)，并且T是X射線穿透的材料的厚度。
[0072] 根據(jù)等式1，衰減系數(shù)越大（例如，材料越硬或者輻射的X射線的能帶越低）且材 料越厚，穿透的X射線的強(qiáng)度越低。
[0073] 為了獲得動態(tài)器官（諸如血管）的X射線圖像，通常需要在不同時間進(jìn)行多次成 像處理。因此，一般來說，用戶使用輸入單元171設(shè)置成像周期或頻率，并根據(jù)設(shè)置的成像 周期或頻率將X射線輻射到被檢體上，從而產(chǎn)生指示被檢體隨時間的改變的X射線圖像。
[0074] 因此，可輻射X射線以根據(jù)時間減影或能量減影獲得血管X射線圖像。具體地說， 當(dāng)根據(jù)能量減影輻射X射線時，輻射的X射線的能帶會改變。也就是說，當(dāng)作為造影介質(zhì)的 成分的碘的衰減系數(shù)根據(jù)輻射的X射線的能帶改變時，可從X射線圖像中容易地區(qū)分出血 管的圖像。這將在下面進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0075] 根據(jù)至少一個示例實施例，在圖1中示出的X射線成像設(shè)備100可使用熒光鏡檢 查來產(chǎn)生移動X射線圖像，并可用于X射線診斷（諸如血管造影術(shù)或心血管造影術(shù)）的領(lǐng) 域，或用于使用熒光鏡檢查的各種外科手術(shù)的領(lǐng)域。在此情況下，可實時產(chǎn)生和指示移動X 射線圖像。
[0076] X射線成像設(shè)備100可連續(xù)地執(zhí)行X射線成像以產(chǎn)生移動X射線圖像。連續(xù)地執(zhí) 行X射線成像的方法可包括連續(xù)曝光方法和脈沖曝光方法。
[0077] 根據(jù)至少一個示例實施例，當(dāng)使用連續(xù)曝光方法時，低管電流被連續(xù)供應(yīng)到X射 線管111以連續(xù)地產(chǎn)生X射線；當(dāng)使用脈沖曝光方法時，在發(fā)出短脈沖時產(chǎn)生X射線。因 此，當(dāng)使用脈沖曝光方法時，可減少X射線的輻射劑量和運動模糊。兩種方法都可應(yīng)用于X 射線成像設(shè)備100。X射線源110可以被構(gòu)造為以期望或者可選的預(yù)定或任意時間間隔將 X射線多次輻射到被檢體區(qū)域上。這里，可根據(jù)脈沖率或幀率來確定預(yù)定、期望或任意時間 間隔?？筛鶕?jù)幀率確定脈沖率，反之亦然。幀率可被設(shè)置為每秒30幀（30fps)、每秒15幀 (15fps)、每秒7. 5幀（7. 5fps)。因此，例如，當(dāng)幀率被設(shè)置為15fps時，脈沖率可被設(shè)置為 15pps，并且每秒可產(chǎn)生15次X射線。
[0078] 被檢體通常是將被X射線成像的被檢體，例如內(nèi)部將被X射線圖像表示的被檢體。 被檢體區(qū)域通常是將被成像為X射線圖像的包括被檢體的期望或可選的預(yù)定區(qū)域的區(qū)域。 因此，被檢體區(qū)域可與成像區(qū)域（例如，X射線成像設(shè)備100的視場（FOV)) -致，或可包括 成像區(qū)域。準(zhǔn)直器112可被布置在X射線源110的前方，例如，在X射線輻射方向上。
[0079] 準(zhǔn)直器112可包括由吸收或阻擋X射線的材料（例如鉛或鎢或其它）形成的多個 掩罩M，從而調(diào)整X射線源110的輻射區(qū)域（例如，成像區(qū)域（例如，F(xiàn)0V)的范圍），并減少 X射線的散射。
[0080] 多個掩罩M可形成為多個層，并且構(gòu)成多個層中的每個層的掩罩M可根據(jù)控制信 號而移動并可以各種形式形成被輻射有X射線的區(qū)域。
[0081]X射線檢測單元120檢測X射線并獲得關(guān)于被檢體區(qū)域的多個幀數(shù)據(jù)。多個幀數(shù) 據(jù)表示根據(jù)X射線成像設(shè)備100的幀率獲得的多個X射線數(shù)據(jù)中的每個數(shù)據(jù)。
[0082] X射線單元120可具有包括多個像素的二維陣列結(jié)構(gòu)。當(dāng)由X射線檢測單元120 檢測到的X射線被轉(zhuǎn)換為根據(jù)像素的電信號時，產(chǎn)生關(guān)于被檢體區(qū)域的一條X射線數(shù)據(jù)。
[0083]總體上，X射線檢測單元120可根據(jù)將檢測到的X射線轉(zhuǎn)換為電信號的方法和獲 得X射線數(shù)據(jù)的方法被分類。
[0084] 在下文，將描述使用X射線檢測單元120檢測X射線、將檢測到的X射線轉(zhuǎn)換為電 信號、獲得X射線數(shù)據(jù)的各種方法。
[0085] 可根據(jù)將X射線轉(zhuǎn)換為電信號的示例方法將X射線檢測單元120分類為直接轉(zhuǎn)換 型和間接轉(zhuǎn)換型。
[0086] 在示例直接轉(zhuǎn)換方法中，當(dāng)X射線被輻射時，在光接收裝置中臨時產(chǎn)生電子空穴 對，并且由于施加到光接收裝置的兩端的電場，使得電子移動到陽極，空穴移動到陰極。因 此，X射線檢測單元120將該移動轉(zhuǎn)換為一個或更多個電信號。在示例直接轉(zhuǎn)換方法中，可 使用a-Se、CdZnTe、Hgl2、Pbl2等作為光接收裝置。
[0087] 在示例間接轉(zhuǎn)換方法中，在光接收裝置和X射線產(chǎn)生裝置之間設(shè)置閃爍計數(shù)器。 閃爍計數(shù)器與由X射線產(chǎn)生單元輻射的X射線反應(yīng)并發(fā)出具有可見光區(qū)域中的波長的光 子。