一种X射线调制器的制作方法

一种x射线调制器
技术领域
1.本发明涉及x射线成像领域，更具体地说，涉及光谱计算机断层扫描成像领域。


背景技术：

2.光谱成像正在成为x射线计算机断层扫描的一种越来越流行的成像方法。光谱成像是通过对x射线管施加不同的能量设置(如不同的电压，这导致向受试者提供不同的x射线光谱)来执行的。通过这种方式，可以获得定量的图像数据，这允许将被扫描的物体(如受试者的身体)分解为不同的物质和组织。
3.执行光谱成像的方法之一是kvp切换，其中两个不同的电压交替地施加在x射线管上。通过快速kvp切换，快速改变x射线管的供应电压，是完成光谱成像的一种有效和廉价的方式。总的测量结果可被分成两个不同的正弦图，一个包括利用高能谱取得的测量结果，另一个则是利用低能谱取得的。
4.光谱ct图像的质量可能会因为在不同能量水平(也被称为电张力(electrical tension))下产生的光子的非最佳光谱分离而受到损害。具体地，在较高的能量下，可产生高比例的低能量光子，从而使高能量图像的平均光子能量更接近于低能量图像的平均光子能量偏移，并减弱了光谱分离。
5.因此，需要一种手段来减少在光谱成像方法的高能量成像阶段入射到受试者身上的低能量光子的数量。


技术实现要素：

6.本发明由权利要求书来限定。
7.根据根据本发明的一个方面的示例，提供了一种x射线调制器，其用于与x射线管一起使用，该x射线调制器包括：
8.被包围的腔室，其具有窗部分和侧部分，其中窗部分与侧部分气体连通，被包围的腔室包括腔室壁，其中窗部分的腔室壁比侧面部分的腔室壁薄；
9.压力调制装置，其被设置在被包围的腔室的侧部分内且适于调制被包围的腔室内的压力；以及
10.吸收气体，其位于被包围的腔室内用于吸收x射线辐射。
11.该x射线调制器提供了一种在光谱ct成像期间吸收不需要的低能量光子的方法，从而改善了光子的光谱分离，且因此改善了所获得的光谱ct图像的质量。
12.通过提供气体形式的吸收剂，可以实现吸收剂所需的高插入速度，且不会因为移动穿过视场的替代性吸收剂的阴影而不利地影响图像质量。
13.在一实施例中，吸收气体包括以下中的一种或多种：
14.氙气；和
15.碘蒸气。
16.在一实施例中，x射线调制器包括加热元件。
17.通过这种方式，可以以更高的准确度来调节被包围的腔室内的压力。
18.在一实施例中，吸收气体是碘蒸气，且x射线调制器包括在被包围的腔室内被设置在腔室壁上的一层保护材料，且可选地，保护材料是银。
19.通过这种方式，被包围的腔室得到保护而免受碘的腐蚀效应。
20.在一实施例中，被包围的腔室的相对两侧的腔室壁以给定的分隔距离分隔开，其中在窗部分处的平均分隔距离小于在侧部分处的平均分隔距离，侧部分具有渐缩的结构，该渐缩的结构邻接窗部分的位置具有最小分隔距离且在远离窗部分的位置具有最大分隔距离，该最小分隔距离大于或等于在窗部分处的平均分隔距离，且可选地，压力调制器被定位在侧部分内的具有最大分隔距离的区域内。
21.通过这种方式，窗部分内的压力增加可被放大，从而减小侧部分内所需的压力增加。因此，由压力调制器在侧部分内产生的压力可以在窗部分内被最大限度地放大。
22.在一实施例中，压力调制器包括以下中的一种或多种：
23.扬声器；
24.换能器元件；以及
25.电活性聚合物。
26.在一实施例中，压力调制器适于在1mpa至35mpa的平均压力范围内调制压力，该平均压力是被包围的腔室内的平均压力。
27.在一实施例中，腔室壁包括：
28.在侧部分处的第一材料，该第一材料包括以下中的一种或多种：
29.铝；
30.钛；和
31.钢；
32.在窗部分处的第二材料，该第二材料包括以下中的一种或多种：
33.铍；
34.碳化硼；
35.氮化硼；
36.镁；
37.钻石；和
38.铝。
39.在一实施例中，x射线调制器进一步包括泵，该泵适于在侧部分和窗部分之间产生吸收气体流。
40.通过这种方式，吸收气体的温度可以被调节，从而防止气体在持续的x射线辐射下过热。
41.在一实施例中，x射线调制器包括机械共振器结构。
42.通过这种方式，被包围的腔室内的压力可被进一步增加，且不需要附加的主动驱动硬件。
43.在一实施例中，x射线调制器包括多个侧部分，每个侧部分具有一个压力调制器。
44.在一实施例中，x射线调制器具有椭圆形横截面，侧部分的横截面是椭圆形环，窗部分的横截面是位于侧部分的椭圆形环内的椭圆。
45.在一实施例中，x射线调制器被设置在真空腔室内。
46.通过这种方式，由x射线调制器产生的声音的振幅，如用户听到的，可被减小。
47.根据本发明的一方面的示例，提供了一种计算机断层扫描ct成像系统，包括：
48.适于产生x射线辐射的x射线管，该x射线管具有用于使x射线辐射通过的发射窗；
49.如上所述的x射线调制器，其中x射线调制器的窗部分被定位成与x射线管的发射窗相邻，使得由x射线管产生的x射线辐射通过x射线调制器的窗部分；
50.适于检测x射线辐射的检测器；以及
51.适于控制ct成像系统的处理单元。
52.在一实施例中，该系统适于在第一电张力和第二电张力下操作x射线管，第一电张力高于第二电张力，并且压力调制器适于在第一压力和第二压力之间调制被包围的腔室内的压力，其中第一压力高于第二压力，并且x射线管和压力调制器被操作使得第一压力与第一电张力同时发生，第二压力与第二电张力同时发生。
53.通过这种方式，可以控制由吸收气体的压力确定的吸收气体的光学衰减特征，以便在高电张力阶段期间(此时不需要的低能量光子很多)增加被吸收的低能量光子的数量，而在低电张力阶段期间(此时光子吸收是不期望的)减少光子吸收。
54.参照下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显并得到阐明。
附图说明
55.为了更好地理解本发明，并更清楚地显示如何实施本发明，现在仅以示例的方式参考附图，其中：
56.图1示意性地示出了一种ct成像系统；
57.图2示出了根据本发明的一方面的x射线调制器的示例；
58.图3示出了图2的x射线调制器以及x射线管；
59.图4a示出了根据本发明的一方面的x射线调制器的三维表示；和
60.图4b示出了根据本发明的另一方面的x射线调制器的三维表示。
具体实施方式
61.本发明将参照附图进行描述。
62.应理解的是，详细描述和具体实施例虽然示出了装置、系统和方法的示例性实施例，但只是为了例示说明的目的，而不是为了限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中得到更好的理解。应理解的是，这些附图只是示意性的，并没有按比例绘制。还应理解的是，整个附图中使用相同的参考数字来表示相同或相似的部件。
63.本发明提供了一种x射线调制器，其与x射线管一起使用，包括被包围的腔室，该腔室具有彼此气体连通的窗部分和侧部分。被包围的腔室包括腔室壁，其中窗部分的腔室壁比侧部分的腔室壁薄。
64.x射线调制器还包括被设置在被包围的腔室的侧部分内的压力调制装置，其适于调制被包围的腔室内的压力，以及位于被包围的腔室内用于吸收x射线辐射的吸收气体。
65.常规的计算机断层扫描(ct)扫描仪包括被安装在可旋转门架上的x射线辐射发生
器，其与一个或多个积分式检测器相对。x射线发生器围绕位于x射线发生器和一个或多个检测器之间的检查区域旋转，并发射(通常是多色的)辐射，该辐射穿越检查区域和被设置在检查区域内的受试者和/或物体。一个或多个检测器检测穿越检查区域的辐射，并产生指示检查区域和被设置于其中的受试者和/或物体的信号(或投影数据)。投影数据是指原始检测器数据，且可被用于形成投影正弦图，后者是由检测器捕获的投影数据的可视化表示。
66.重建器通常被进一步用于处理投影数据并重建受试者或物体的体积图像。体积图像由多个横截面图像切片组成，每个横截面图像切片都是通过断层扫描重建过程根据投影数据生成的，例如通过应用过滤反投影算法。重建的图像数据实际上是原始投影数据的反拉东变换(inverse radon transform)。
67.图1示意性地示出了系统100，其包括成像系统102，如被配置成用于光谱(多能量)成像的ct扫描仪。成像系统102包括大体上固定的门架104和旋转门架106，该旋转门架由固定的门架104可旋转地支撑，并围绕z轴在检查区域108周围旋转。受试者支撑件110(如诊台)在检查区域108内支撑物体或受试者。
68.辐射源112(如x射线管)由旋转门架106可旋转地支撑，与旋转门架106一起旋转，并发射穿越检查区域108的辐射。在一个实例中，辐射源112包括单个广谱x射线管。在另一个实例中，辐射源112包括被配置为在扫描期间在至少两个不同的发射电压(例如，80kvp和140kvp)之间切换的单个x射线管。在又一个实例中，辐射源112包括被配置为发射具有不同的平均光谱的辐射的两个或更多个x射线管。在再一个实例中，辐射源112包括其组合。
69.辐射敏感的检测器阵列114对着与检查区域110对面的辐射源112相对的角度弧。辐射敏感的检测器阵列114检测穿越检查区域108的辐射，并产生指示其的电信号(投影数据)。当辐射源112包括单个广谱x射线管时，辐射敏感的检测器阵列112包括能量分辨检测器(例如，直接转换光子计数检测器，具有不同光谱敏感性的至少两组闪烁体(多层)，等等)。在kvp切换和多管配置下，检测器阵列114可包括单层检测器、直接转换光子计数检测器和/或多层检测器。直接转换光子计数检测器可包括转换材料，如cdte、cdznte、si、ge、gaas或其他直接转换材料。多层检测器的示例包括双层检测器，如2006年4月10日提交的名称为“double decker detector for spectral ct”的美国专利7,968,853b2中描述的双层检测器。
70.重建器116从检测器阵列114接收光谱投影数据，并重建光谱体积图像数据，如sccta图像数据、高能量图像、低能量图像、光电图像、康普顿散射图像、碘图像、钙图像、虚拟非对比度图像、骨图像、软组织图像和/或其他基础物质图像。重建器116也可以重建非光谱体积图像数据，例如，通过结合光谱投影数据和/或光谱体积图像数据。一般来说，光谱投影数据和/或光谱体积图像数据将包括至少两个不同能量和/或能量范围的数据。
71.计算系统118用作操作员控制台。控制台118包括人类可读输出设备(如监视器)和输入设备(如键盘、鼠标等)。驻留在控制台118上的软件允许操作员通过图形用户界面(gui)或其他方式与扫描仪102交互和/或操作扫描仪102。控制台118进一步包括处理器120(例如，微处理器、控制器、中央处理单元等)和计算机可读存储介质122，其不包括非暂时性介质，而包括暂时性介质，如物理存储设备等。计算机可读存储介质122包括用于成像系统操作的指令124。处理器120被配置成用来执行指令124。处理器120还可附加地被配置成执行由载波、信号和/或其他暂时性介质承载的一个或多个计算机可读指令。在一个变体中，
处理器120和计算机可读存储介质122是另一个计算系统(其与计算系统118分离)的一部分。
72.如上所述，光谱成像的一个共同问题是在不同能量下产生的光子的非最佳光谱分离。本发明人已经认识到，原则上，在高能量成像阶段期间产生的低能量光子可以使用原子数为50左右的吸收剂材料来消除。在高成像能量下产生足够的光子，使得使用这种吸收剂不会以明显的方式增加扫描时间或可用剂量。然而，吸收材料在x射线管的发射窗前的所需插入速度超过100米/秒，这使得在x射线管中纳入这样的吸收剂很困难。
73.图2示出了用于与x射线管一起使用的x射线调制器200的示例。
74.x射线调制器200包括被包围的腔室210，其具有窗部分220和侧部分230。在图1所示的示例中，x射线调制器包括两个相同的侧部分，其被定位于窗部分的任一侧。任何数量的一个或多个侧部分都可被定位于窗部分周围，以便形成根据本发明的x射线调制器。
75.窗部分与侧部分气体连通。换句话说，侧部分和窗部分形成一个连续的被包围的腔室。
76.被包围的腔室210由腔室壁240限定，其中窗部分的腔室壁比侧部分的腔室壁薄。腔室壁可以由两种不同的材料制成，第一种材料被用于侧部分的腔室壁中，第二材料被用于窗部分的腔室壁中。
77.第一材料(在侧部分230的腔室壁240中)可以是刚性材料，例如：铝；钛；钢；以及类似材料。第一材料不需要对x射线辐射是可透过的，因此可以在合理的情况下尽可能地厚，这样确保在使用期间x射线调制器的内部压力发生变化时，x射线调制器200的移动最小。
78.第二种材料(在窗部分220的腔室壁240中)需要比第一材料薄，以便对x射线来说是足够透明的。此外，减小的厚度意味着第二材料可以是比第一材料硬的材料，以便在被包围的腔室210内的压力变化下保持x射线调制器的完整性。第二材料可以是：铍；碳化硼；氮化硼；镁；钻石；或铝。此外，窗部分可以是弯曲的和/或设有加强肋，以进一步改善窗部分的刚性。
79.x射线调制器200进一步包括压力调制装置250，其被设置在被包围的腔室210的侧部分230内且适于调制被包围的腔室内的压力。压力调制器可以是：扬声器；换能器元件，如压电装置或磁致伸缩装置；电活性聚合物；或用于调制被包围的腔室内的压力的任何合适的装置。压力调制装置应当对被包围的腔室内的吸收气体或多种气体有抵抗力。
80.x射线调制器200进一步包括吸收气体，其位于被包围的腔室210内用于吸收x射线辐射，尤其是吸收在高能量成像时段期间产生的低能量光子。
81.通过使用气体作为吸收剂，解决了吸收剂的快速插入的问题，因为气体流速可以达到音速的数量级。此外，由于压力逐渐增加，移动穿过视场的吸收剂的阴影不会对图像质量产生不利的影响。
82.如上所述，为了进行光谱ct成像，在x射线管处产生至少两个电张力。在较低的电张力下，由于x射线管在低张力下的效率较低，期望吸收尽可能少的光子；然而，在较高的电张力下，有大量不需要的低能量光子，其需要被吸收。因此，吸收气体的光学衰减需要基于x射线管的电张力来控制。正如下面所讨论的，吸收气体的光学衰减由吸收气体的密度确定，而吸收气体的密度由气体的压力和温度确定。
83.因此，在较低的电张力下，可以操作压力调制装置，以使被包围的腔室内的压力尽
可能低，而在较高的电张力下，可以操作压力调制装置，以使压力达到期望的水平，以吸收低能量光子。
84.气体压力不能以无限的速度变化，这意味着被包围的腔室内的压力变化将是正弦波性质的。因此，压力变化可以与x射线管内的电压变化相一致，低压力发生在较低的电张力期间，高压力发生在较高的电张力期间。
85.在实践中，低电张力和高电张力之间的时间比不是1比1，以实现最佳的光谱分离，同时有足够的来自x射线管的x射线通量，以在期望的时间内完成图像的形成。然而，当时间比接近1比1时，实现压力变化是最简单的。通过改变x射线调制器内的平均压力，以及压力振幅，可以使整个成像系统的最佳条件更接近1比1的时间比操作。在这种情况下，整个系统可以利用简单的单频共振，这是很有利的，因为利用共振降低了压力调制装置的驱动功率要求。
86.换句话说，在光谱成像期间，ct成像系统可适于在第一电张力和第二电张力下操作x射线管，其中第一电张力高于第二电张力。
87.此外，压力调制器可适于在第一压力和第二压力之间调制被包围的腔室内的压力，其中第一压力高于第二压力。
88.该系统可以操作x射线管和压力调制器，使得第一压力与第一电张力同时发生，第二压力与第二电张力同时发生。
89.如果两个电张力之间不能达到1比1的时间比，则x射线调制器可被设计成在多频共振下操作。期望的压力波可被分解成傅里叶级数，该级数的前两个至十个分量可以由压力调制装置产生。x射线调制器可在傅里叶级数的谐波处或接近谐波处具有共振。
90.吸收气体的光学衰减由吸收气体的密度确定，而吸收气体的密度则由吸收气体的压力和温度确定。下面从理论上来证明了这一点；但是，应注意的是，下面的段落忽略了由于压力变化而导致的吸收气体压缩的部分绝热性质。在实践中，x射线调制器的工作频率在1khz和5khz之间，且与围绕x射线调制器的环境的热交换较小。因此，吸收气体的行为可以被近似地认为是等温的；然而，在现实中，气体将表现出介于绝热行为和等温行为之间的行为。为了提供吸收气体在被包围的腔室内的行为的简化解释，在下面的解释中，将假设成等温行为。
91.理想气体公式在本例中是合适的，因为吸收气体被保持在被包围的腔室中，该理想气体公式给出如下：
92.pv＝nrt
ꢀꢀ
(1)
93.其中：p是被包围的腔室内的压力；v是被包围的腔室的体积；n是被包围的腔室内存在的吸收气体的摩尔数；r是理想气体常数；t是吸收气体的温度。
94.物质的光学衰减是通过比尔-朗伯定律来描述的，对于包含沿着光路浓度均匀的单一衰减物种的物理材料，比尔-朗伯定律可被写成：
95.a＝εcl
ꢀꢀ
(2)
96.其中：a是光学衰减数；ε是吸收气体的摩尔衰减系数；c是在被包围的腔室内的吸收气体的浓度；l是通过吸收气体的光路长度。
97.吸收气体的浓度c由以下公式给出：
[0098][0099]
使用公式(3)代替公式(2)中的c并重新排列，可得到以下关系式：
[0100][0101]
使用公式(4)代替公式(1)中的v并重新排列，可得到以下关系式：
[0102][0103]
因此，由吸收气体引起的光衰减的量是由吸收气体的压力确定的。如上所述，上面提供的公式描述了吸收气体在等温近似情况下的行为。在实践中，为了准确地控制吸收气体的行为，将需要考虑温度和热传递的变化。
[0104]
用于吸收气体的一种合适气体是氙气，或氙气与其他气体(如氮气)的混合物，在例如10mpa的压力下，其在光路长度只有一到几毫米的情况下就能实现期望的光学衰减。被包围的腔室内的平均压力可在10mpa的区域内，且在1mpa至35mpa的范围内，峰值压力可达到35mpa，最小压力可大致为1mpa。在窗部分内的峰值压力点和最小压力点之间的压力比可以是至少1.5，并且可以大于3。为了实现期望的压力，压力调制装置(可以是电动扬声器)可以在3khz的区域内的频率下运行。压力调制装置可在与kvp切换频率的谐波相匹配的频率下运行。x射线调制器可被包围在附加的真空腔室内，以提供声音隔离。
[0105]
替代性的吸收气体材料可以是碘蒸气，在这种情况下，为了防止由于暴露于腐蚀性的碘而损坏x射线调制器，x射线调制器可以包括在被包围的腔室内被设置在腔室壁上的一层保护材料，例如银。此外，如果使用碘，可以在x射线调制器中并入加热机构，以便在被包围的腔室内维持期望的平均压力。碘蒸气可与另外的气体(如氮气、氙气等)结合使用。
[0106]
如上所述，压力调制装置可包括扬声器；然而，常规的扬声器可能无法将被包围的腔室内的压力提高到10mpa。为了实现被包围的腔室内的期望压力，x射线调制器可在频率调制装置的期望操作频率下产生共振，例如，高达5khz。频率调制装置的操作频率也可以与ct门架旋转的频率一致。此外，x射线调制器可以产生多个共振，以适应不同的ct门架旋转。
[0107]
此外，x射线调制器200可以具有喇叭结构，其将由压力调制装置250产生的压力波朝向窗部分220放大。
[0108]
换句话说，被包围的腔室210的相对两侧的腔室壁被以给定的分隔距离分隔开，其中在窗部分处的220的平均分隔距离dw小于在侧部分230处的平均分隔距离ds。侧部分具有渐缩的结构，或喇叭结构，其在邻接窗部分的位置具有最小分隔距离d
smin
，且在远离窗部分的位置具有最大分隔距离d
smax
，最小分隔距离大于或等于窗部分的平均分隔距离。由于压力调制装置250被定位在侧部分内的具有最大分隔距离的区域内，在具有最大分隔距离的区域内产生的压力波将随着腔室壁之间的分隔距离的减小而被约束。因此，侧部分内的压力增加将导致窗部分内的压力成比例的更大的增加。
[0109]
此外，x射线调制器可包括机械共振器结构。机械共振器结构可适于将x射线调制器的共振调至期望的频率。替代性地，或者除了机械共振器结构之外，还可以通过改变被包围的腔室的温度来进行共振调谐，例如通过加热元件的方式，尤其是如果温度的变化通过蒸发引入了像水蒸气这样的轻质气体。
[0110]
在使用期间，被包围的腔室内的平均压力被带到一个合适的值，以实现期望的光
学衰减。例如，如果窗部分的分隔距离dw为1mm宽，大约10mpa的压力可能是合适的。然而，如果在窗部分220内设置较大的分隔距离，则压力可被减小，因为这为使辐射通过提供了较大的光路长度，光路长度取决于光衰减，如上文公式(5)所示。
[0111]
图3示出了图2中所示的x射线调制器200以及x射线管300。
[0112]
x射线管300中产生的x射线辐射310通过x射线调制器200的窗部分。如上所述，当x射线在光谱成像操作期间在较高的能量水平下产生时，不需要的低能量光子也被产生并离开x射线管。当来自x射线管的辐射通过x射线调制器200的窗部分时，低能量光子被x射线调制器的被包围的腔室内的吸收气体吸收，从而产生仅包括或主要包括高能量光子的经调制的x射线320。通过这种方式，低能量和高能量之间的光谱分离增加，从而改善了光谱图像的质量。
[0113]
x射线调制器200的窗部分可承受来自x射线管300(具体是管内的x射线阳极)的高热通量。因此，x射线调制器可包括利于冷却吸收气体的手段。例如，为了利于冷却，吸收气体可以受制于流过x射线调制器的窗部分的稳定流，例如，通过泵，该泵在x射线调制器的侧部分之间输送吸收气体，从而导致流过窗部分的吸收气体流。
[0114]
图4a示出了根据本发明的一方面的x射线调制器400的三维表示。
[0115]
在图4a所示的示例中，x射线调制器400包括窗部分410和单个侧部分420。
[0116]
图4b示出了根据本发明的另一方面的x射线调制器430的局部三维表示。
[0117]
在图4b所示的示例中，x射线调制器430具有椭圆形横截面(其中一半被示出)，并包括椭圆形的窗部分440，其位于围绕窗部分的呈椭圆形环形状的侧部分450内。图4b所示的x射线调制器的环形状可帮助被包围的腔室达到期望的波压。在环形的x射线调制器的侧部分内产生并向窗部分行进的压力波，在其接近环的中心时将被集中，从而增加压力波的振幅。对于具有在调制器的侧部分内被定位成围绕外环的多个压力调制装置的x射线调制器来说，情况尤其如此。
[0118]
通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实施所要求保护的发明时可以理解并实现对所公开的实施例的变化。在权利要求书中，“包括”一词并不排除其他元件或步骤，而不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。
[0119]
仅仅是在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能被用来发挥优势。
[0120]
如果在权利要求或描述中使用了“适于”一词，则应注意“适于”一词旨在等同于“被配置为”一词。
[0121]
权利要求中的任何附图标记都不应被理解为限制范围。

技术特征：
1.一种x射线调制器(200)，其用于与x射线管一起使用，所述x射线调制器包括：被包围的腔室(210)，其具有窗部分(220)和侧部分(230)，其中所述窗部分与所述侧部分气体连通，所述被包围的腔室包括腔室壁(240)，其中所述窗部分的腔室壁比所述侧部分的腔室壁薄；压力调制装置(250)，其被设置在所述被包围的腔室的所述侧部分内且适于调制所述被包围的腔室内的压力；和吸收气体，其位于所述被包围的腔室内用于吸收x射线辐射。2.根据权利要求1所述的x射线调制器(200)，其中，所述吸收气体包括以下中的一种或多种：氙气；和碘蒸气。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述x射线调制器包括加热元件。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述吸收气体是碘蒸气，并且所述x射线调制器包括在所述被包围的腔室内被设置在所述腔室壁(240)上的一层保护材料，并且可选地，所述保护材料是银。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述被包围的腔室(210)的相对两侧的腔室壁以给定的分隔距离分隔开，其中在所述窗部分处的平均分隔距离(d
w
)小于在所述侧部分处的平均分隔距离，所述侧部分(230)具有渐缩的结构，所述渐缩的结构在邻近所述窗部分(220)的位置具有最小分隔距离(d
smin
)且在远离所述窗部分的位置具有最大分隔距离(d
smax
)，所述最小分隔距离大于或等于在所述窗部分处的平均分隔距离，以及可选地，所述压力调制器(250)被定位在所述侧部分(230)内的具有最大分隔距离(d
smax
)的区域内。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述压力调制器(250)包括以下中的一种或多种：扬声器；换能器元件；和电活性聚合物。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述压力调制器(250)适于在1mpa至35mpa的平均压力范围内调制所述压力，所述平均压力是所述被包围的腔室内的平均压力。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述腔室壁(240)包括：在所述侧部分(230)处的第一材料，所述第一材料包括以下中的一种或多种：铝；钛；和钢；在所述窗部分(220)处的第二材料，所述第二材料包括以下中的一种或多种：铍；
碳化硼；氮化硼；镁；钻石；和铝。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述x射线调制器进一步包括泵，所述泵适于在所述侧部分(230)和所述窗部分(220)之间产生吸收气体流。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述x射线调制器包括机械共振器结构。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述x射线调制器包括多个侧部分，每个侧部分具有一个压力调制器。12.根据权利要求1至10中任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述x射线调制器具有椭圆形横截面，所述侧部分的横截面是椭圆形环，所述窗部分的横截面是位于所述侧部分的所述椭圆形环内的椭圆。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中，所述x射线调制器被设置在真空腔室中。14.一种计算机断层扫描ct成像系统，包括：适于产生x射线辐射的x射线管(300)，所述x射线管具有用于使所述x射线辐射通过的发射窗；根据权利要求1至14中的任一项所述的x射线调制器(200)，其中所述x射线调制器的所述窗部分被定位成与所述x射线管的所述发射窗相邻，使得由所述x射线管产生的所述x射线辐射通过所述x射线调制器的所述窗部分；适于检测x射线辐射的检测器；以及适于控制所述ct成像系统的处理单元。15.根据权利要求14所述的ct成像系统，其中，所述系统适于在第一电张力和第二电张力下操作所述x射线管，所述第一电张力高于所述第二电张力，并且所述压力调制器适于在第一压力和第二压力之间调制所述被包围的腔室内的压力，其中所述第一压力高于所述第二压力，并且所述x射线管和所述压力调制器被操作使得所述第一压力与所述第一电张力同时发生，所述第二压力与所述第二电张力同时发生。

技术总结
本发明提供了一种X射线调制器，其用于与X射线管一起使用，包括被包围的腔室，其具有彼此气体连通的窗部分和侧部分。被包围的腔室包括腔室壁，其中窗部分的腔室壁比侧部分的腔室壁薄。X射线调制器还包括被设置在被包围的腔室的侧部分内的压力调制装置，其适于调制被包围的腔室内的压力，以及位于被包围的腔室内用于吸收X射线辐射的吸收气体。于吸收X射线辐射的吸收气体。于吸收X射线辐射的吸收气体。


技术研发人员：B
受保护的技术使用者：皇家飞利浦有限公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2023/7/22