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CN104603603B - 能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置 - Google Patents

能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，本发明的目的在于提供一种能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，其利用放射线和物质之间相互作用方式来获取图像，从而提高图像分辨率以及检测效率。本发明的另一目的在于提供一种能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，尤其利用单一光子三维跟踪技术，从而只用单一能量的放射源能够获取三维图像的同时能够区分被摄物体的元素。

Description

能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置
技术领域
本发明涉及一种能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置。
一般地，在不破坏物体的前提下能够检测出从外观上无法知道的缺陷等内部状态的无损检测技术中，将放射线照射到被摄物体，以透射的放射量曝光胶片的结果来得到的图像进行识别的技术称为放射线照相术。
以往，通过放射线照相术只能掌握如焊接部位的龟裂以及缺陷等被摄物体内部的不连续性、异物等，然而随着检查精度的逐渐发展，如今已经发展到能够检查细微的缺陷或者腐蚀程度的水平。例如，该技术可以使用于，为了判断飞机的喷气式发动机的涡轮机上是否存在龟裂等破损，使用Ir-192伽马射线或者X射线来定期地实施伽马-X射线摄影，或者，用于调查文物的内部结构或者在不会损坏被摄物体的前提下对印在出土的铁剑上的金字进行摄影。并且，也用于确认塑料产品的内部、炸弹的内部引爆剂、火箭的固体燃料的填充状态，在此情况下，还可以使用与X射线或者伽马射线等电磁波相比氢散射更大的中子来进一步提高分辨率的技术。如上所述，放射线照相术广泛地应用于从原子能发电设备、造船等大型构造物的健全性评价到如半导体材料等微小元器件的内部状态的不均匀性评价。这时，作为伽马射线源使用Ir-192、Co-60、Cs-137等的密封源。
最近，利用这种放射线透射技术间接地确认材料本身的物理特性，即强度、相位(phase)变化、韧性等，并且，其应用范围也扩大，这种技术还使用于生命科学、遗传学、免疫学等方面。随着被摄物体的物质的密度、晶体结构、厚度的不同，放射线的吸收系数也不同，因此其透射力会变，其中，放射线的吸收系数与密度成正比，线衰减系数根据物质本身的相位或者状态发生变化。并且，根据被摄物体的组成成分，这些也不一样。这种放射线的光学吸收特性能够以图像来显示并能够进行识别。对于极小的半导体产品或高品质产品、毒品以及炸药的识别等均利用这种性质。
在现有的使用X射线或者伽马射线的检查中，也开发了图像处理以及实时数码技术等特殊检查技术并应用于现场。中子、X射线、伽马射线的融合图像会提供更加鲜明的图像，有利于获取对微小缺陷的精确的图像的微焦点X射线装置也已商品化。图像也不使用现有的胶片而是使用图像板或平板半导体检测器，从而使之数码化而改进了图像的加工或者信息的传送。并且，因装置的大小和成本问题而主要用于医疗领域的计算机断层扫描成像(CT)装置的应用范围也已扩大到工业领域。这种利用放射线的无损检测技术，以前只能获取平面图像，然而最近根据多种需求，调动了更加精密的图像处理技术，而且，获取原图像的放射线透射技术也发展到使用多个能量的X射线或中子、散射放射线成像等。
背景技术
如前所述，以往在利用放射线的无损检测中，为了获取二维图像而一般使用透射方式，为了获取三维图像而使用基于多个放射线产生装置的立体投影漫视技术。具体说明为如下，该技术使用排列多个小型的放射线检测器，组合将物体用输送带等移动时扫描的结果，从而重新构成为以二维或三维图像等的方式。这种目前已被商业化的工业以及医疗用图像装置是基于一维图像并通过螺旋形以及线形扫描来显示二维或三维图像。另一方面，如前所述，为了区分被摄物体的元素成分，利用根据放射线能量的透射性能的差异，使能量互不相同的多个放射线照射到被检测对象，从而区分有机物和无机物等的技术。
在国际公开专利第WO04/024002号(“SPIRAL CT DEVICE”，2006年1月5日)中公开了螺旋CT装置，该装置包括：圆锥上的放射源，其具有三维性的扩散；扫描仪主体，其具有检测放射线的二维放射线检测器等。并且，在美国公开专利第20080219540号(“System andMethod for Selective Blending of 2D X-Ray Images and 3D Ultrasound Images”，2008年9月11日)中公开了用于使用二维X射线图像和三维超声波图像，将结构同时成像，从而混合成单一的混合的二维图像的系统及方法。并且，韩国公开专利第2009-0046765号(“物体组成的三维成像方法及装置”，2009年5月11日)中公开了对根据物体的放射线的康普顿散射进行计数来分析物体的组成元件并进行三维扫描，并基于此获得物体的元件组成的三维图像的技术。
不过，像这种现有的放射线图像技术的情况，由于为了获得三维图像而所使用的方法的结构性问题，因此在图像分辨率或者检测效率方面具有存在界限的问题。不仅如此，以往，为了能够区分被摄物体的元素，不使用单一能量的放射线，而是使用多种能量的放射线，因此具有不仅装置的结构复杂，而且经济效率低的问题。
现有技术文献
专利文献
1.国际公开专利第WO04/024002号(“SPIRAL CT DEVICE”，2006年1月5日)
2.美国公开专利第20080219540号(“System and Method for SelectiveBlending of 2D X-Ray Images and 3D Ultrasound Images”，2008年9月11日)
3.韩国公开专利第2009-0046765号(“物体组成的三维成像方法及装置”，2009年5月11日)
发明内容
(一)要解决的技术问题
因而，本发明是为了解决上述的现有技术的各种问题而提出的，本发明的目的在于提供一种能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，其利用放射线和物质之间相互作用方式来获取图像，从而提高图像分辨率以及检测效率。本发明的另一目的在于提供一种能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，尤其利用单一光子三维跟踪技术，从而只用单一能量的放射线能够获取三维图像的同时能够区分被摄物体的元素。
(二)技术方案
实现上述目的的本发明的能够获取物元信息以及进行图像的选择的放射线成像装置100，可以包括：放射源110，其产生放射线；至少一个以上的散射装置，其接收穿过被摄物体的包括透射放射线和散射放射线的放射线并散射；图像装置140，其接收穿过所述散射装置的包括透射放射线和散射放射线的放射线来测量能量以及位置信息，从而制作二维图像。此时，最优选地，在所述放射线成像装置100中，所述散射装置至少有两个以上，其包括第一散射装置120和第二散射装置130。
此时，所述放射线成像装置100测量穿过至少一个以上的所述散射装置的包括透射放射线和散射放射线的放射线的损失的能量以及位置信息，从而利用至少一个以上的所述散射装置以及所述图像装置140所测量的损失的能量、能量或位置信息的值来制作所述被摄物体的三维图像以及计算元素信息。并且此时，优选地，所述放射线成像装置100利用基于放射线的粒子性的单一光子三维跟踪技术来制作三维图像以及计算元素信息
并且，所述放射源110可以产生从伽马射线、X射线、电子射线、质子射线、重离子射线、中子射线中选择的至少一个放射线。
并且，优选地，所述图像装置140以像素型形成，从而获取二维图像。
并且，本发明的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像方法，可以包括：入射步骤，由放射源110产生的放射线入射到被摄物体500并分离为透射放射线和散射放射线；第一散射步骤，穿过所述被摄物体500的包括透射放射线和散射放射线的放射线入射到第一散射装置120并分离为透射放射线和散射放射线，所述第一散射装置120测量放射线的损失的能量以及位置信息；第二散射步骤，穿过所述第一散射装置120的包括透射放射线和散射放射线的放射线入射到第二散射装置130并分离为透射放射线和散射放射线，所述第二散射装置130测量射线的损失的能量以及位置信息；二维图像获取步骤，穿过所述第二散射装置130的包括透射放射线和散射放射线的放射线入射到图像装置140，所述图像装置140测量放射线的能量以及位置信息，从而制作二维图像。
此时，所述放射线成像方法还可以包括三维图像获取步骤，所述图像装置140利用所述第一散射装置120、第二散射装置130以及所述图像装置140所测量的损失的能量、能量或位置信息的值来制作所述被摄物体500的三维图像以及计算元素信息。并且，此时，优选地，所述放射线成像方法利用基于放射线的粒子性的单一光子三维跟踪技术来制作三维图像以及计算元素信息。
(三)有益效果
以往，利用放射线透射技术只能获取二维透射图像，可是，根据本发明利用三维单一光子跟踪技术能够获取二维透射图像的同时能够获取三维图像，从而具有利用单一装置的放射线成像装置能够一次性地将二维以及三位图像同时获取或者选择性地获取的优点。尤其，根据本发明不仅同时获取二维透射图像和三维图像，而且也具有能够得知物元组成的效果。
附图说明
图1是二维图像的获取原理。
图2是单一光子三维跟踪技术原理。
图3是获取三维图像的基本原理。
图4是本发明的放射线成像装置。
图5是在本发明的放射线成像装置中的放射线行进路径的例示。
图6是通过本发明的放射线成像装置制作的三维图像的例示。
附图说明标记
100：(本发明的)放射线成像装置
110：放射源 120：第一散射装置
130：第二散射装置 140：图像装置
500：被摄物体
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明具有上述结构的本发明的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置。
如前所述，现有的放射线成像装置只能获取二维图像，或者即使能够获取三维图像，由于图像分辨率或检测效率不是很高，因此存在难以商业化的问题。本发明提出一种放射线成像装置，由于该装置利用了在具有高能量的放射线中可以使用的单一光子三维跟踪技术(然而此技术在具有低能量的可见光等上不能使用)，因此能够克服上述问题并能够同时获取二维和三维图像，并且还能够获取物元信息。
本发明的放射线成像装置100可包括：放射源110，其产生放射线；至少一个以上的散射装置，其接收穿过被摄物体的包括透射放射线和散射放射线的放射线并散射；图像装置140，其接收穿过所述散射装置的包括透射放射线和散射放射线的放射线来测量能量以及位置信息，从而制作二维图像。此时，最优选地，在所述放射线成像装置100中，所述散射装置至少有两个以上，其包括第一散射装置120和第二散射装置130。简要说明本发明的放射线成像装置100的图像获取原理，当放射线穿过某一物体时一部分透射，一部分散射，除被摄物体之外还使用散射装置来获取各种透射放射线和散射放射线，从而利用透射放射线的信息获取二维图像，利用散射放射线的信息并通过三维跟踪单一光子的技术来获取三维图像以及物元信息。以下对各个部分进行更加详细的说明。
所述放射源110产生比可见光等具有更高的能量的放射线。所述放射源110所产生的放射线可以是伽马射线、X射线、电子射线、质子射线、重离子射线、中子射线等。如前所述，如可见光等具有低能量的光线的情况，很难跟踪光子，但是，由于在本发明中使用具有高能量的放射线，因此利用光的粒子性能够三维跟踪单一光子。
所述放射线成像装置100具备至少一个以上的所述散射装置，不过所述放射线成像装置也可以只具备一个所述散射装置，然而这受一些制约(对此下面会进行更加详细的说明)，最优选地，如上所述，所述放射线成像装置至少具备两个散射装置，即具备第一散射装置120和第二散射装置130。所述第一散射装置120和第二散射装置130起到接收放射线并进行透射或者散射的作用。在放射线穿过物质的过程中，一部分透射，从而方向不变，一部分与所穿过的物质的原子核反应并二次散射(尤其是康普顿散射，即Compton Scattering)或者通过核反应二次产生放射线。在本发明中测量双重的散射放射线的位置信息、损失的能量等信息，从而最终计算各种信息。在这里所说的散射放射线，是指其保持入射的放射线的固有的连续性，而只有方向、能量、运动量等动力学特征发生变化的放射线。(通过核反应也会二次产生放射线，该放射线一般称为二次放射线，但是由于过去的信息已消失，其并不是在本发明中使用的，因此对此省略其说明。)
下面，对所述散射装置的数量限制进行更详细的说明。在已知入射的放射线的能量(E0)的情况下，利用如图3(A)配置的由一个散射装置和图像装置(吸收体)构成的系统也能够进行三维成像。此时，入射的放射线与因散射而改变方向的放射线之间的角度能够根据以下的数学式1来计算。在数学式1中，me是放射线粒子的质量，c是光速，是已知的值，E0也是已知的值，而且E1、E2可以使用最初入射的能量(E0)值、在散射装置中测量的损失的能量值和在图像装置中测量的能量值来计算，因此能够容易计算入射角
数学式1
E0＝E1+E2
补充说明的是，在上式中，实质上即使不知道E0，只要已知E1、E2的测量值，则能够只通过下面的式计算入射角。不过，一般情况下在散射装置损失的能量的量E1与吸收的能量的量E2比较，相对很小，因而测量时误差范围的差距大，从而可能产生误差。不仅如此，根据设备也有可能无法测量E2。考虑到这些情况，当散射装置为一个时，如上所述需要预先已知E0，这样才能确保入射角的计算值的正确性。
不过，不是任何时候都能够已知入射的放射线的能量，当入射的能量未知时，可通过如图3(B)配置的由两个散射装置和图像装置构成的系统进行三维成像。此时，最初入射的放射线的能量(E0)和入射的放射线与因散射而方向发生变化的放射线之间的角度的关系如以下数学式2所示。在数学式2中，同样地，me是放射线粒子的质量，c是光速，是已知的值，即使E0是未知的值，也可以通过利用从各个散射装置中测量的损失的能量值E1、E2、从各个散射装置之间测量的值从图像装置中测量的能量值和E0之间的关系计算得出，因此能够计算入射角
数学式2
从各个散射装置得到的位置信息基于入射到散射装置的能量和角度，即与位置信息和能量信息有关。因此，综合全部的位置、损失的能量以及散射角度的信息，才能够最终跟踪入射的角。另一方面，即使是在同一位置产生的放射线，由于实际上只知道角度，因此在空间上会形成圆形(圆锥形)。当这种事件聚合多次时，多个圆会在空间上相遇，且在空间上相遇的点就是产生放射线的地点。
如此，利用图3以及上述数学式1、2例示的原理，并通过散射装置获取对所穿过的地点的位置信息以及能量信息，从而能够三维跟踪单一光子。尤其，如数学式1的例示中所说明，在能够得知入射光的能量的情况下只通过一个散射装置也能够跟踪，然而如数学式2的例示中所说明，在无法得知入射光的能量的情况下，需要两个以上的散射装置，在本发明的放射线成像装置100中，也可以使其具备一个散射装置，但是在此情况下另外还需要入射光能量检测装置，因此，更优选地，其具备两个以上的散射装置。
所述图像装置140接收全部透射所述被摄物体500、所述第一散射装置120、所述第二散射装置130的透射放射线，从而测量能量和位置信息。利用如此测量的能量以及位置信息来制作所述被摄物体200的二维透射图像。在此，所述图像装置140不仅包括入射部，而且还包括运算部、输出部等，其中，所述入射部直接接收放射线，所述运算部识别入射位置或者强度等，并利用这些计算图像信息，所述输出部显示所计算的图像信息(例如，所述图像装置140的运算部可以是计算机等，输出部可以是连接在计算机的监视器等)。在以后的说明中所要参照的本发明的附图中，为了简化起见，所述图像装置140只表示了入射部的部分，虽然在附图中省略图示运算部、输出部等，但如上所述，所述图像装置140当然要包括运算部、输出部等。
此时，优选地，所述图像装置140以像素型形成，以便获取二维图像。像这样所述图像装置140以像素型形成的情况，只要掌握认知到光线的入射的像素就能够容易地获取位置信息，因此能够减小之后的计算图像信息时的运算负荷。
图1表示本发明的放射线成像装置100的二维图像获取原理。在图1中，由于获取二维图像时利用透射放射线，因此省略图示用于产生散射放射线而具备的所述第一散射装置120和所述第二散射装置130。
如图1所示，当所述放射源110产生放射线并入射到所述被摄物体500时，其中的一部分会透射所述被摄物体500。此时，若放射线透射某一物质，则根据该物质的材料或者厚度等透射后的强度产生变化。即，在物质是容易吸收放射线的材料或者物质厚度厚等情况下，透射放射线的强度弱(即透射放射线的能量相对低)，在与之相反的情况下，透射放射线的强度强(即透射放射线的能量相对高，但显然要低于透射前的放射线的能量)。因而，通过测量透射所述被摄物体500的放射线的能量和位置，能够获取所述被摄物体500的二维透射图像。
当然，这样的二维图像获取原理与一般使用的X射线图片等原理相似，因此在此省略更详细的说明。
图2表示在本发明的放射线成像装置100中的单一光子三维跟踪技术的原理。如前所述，在具有高能量的放射线的情况下，能够三维跟踪单一光子。即，能够进行利用放射线的粒子性的动力学分析。在本发明中通过该技术来获取所述被摄物体500的三维图像。
如图2所示，当从所述放射源110产生放射线并入射到所述被摄物体500时，其中一部分与所穿过的物质的原子核反应并二次散射。如前所述，双重散射放射线的动力学特征会发生变化，如损失一部分能量、其方向从原来的方向改变等。并且，散射放射线在所述第一散射装置120或所述第二散射装置130相遇的地点留下位置信息，并最终入射到所述图像装置140，从而测量能量以及位置信息。
如前所述，散射放射线是穿过所述被摄物体500时通过康普顿散射而产生的，根据所述被摄物体500的物质，路径变化方向或者损失的能量也不同。由于在所述第一散射装置120或所述第二散射装置130能够测量损失的能量的量，且已知所述被摄物体500、所述第一散射装置120、所述第二散射装置130及所述图像装置140的位置，因此通过各个装置120、130、140测量的位置信息，能够正确得知散射放射线的路径。尤其是，如前所述，由于放射线具有高能量，因此即使产生散射放射线而损失能量也能够进行跟踪。即，在使用放射线的情况下，能够三维跟踪单一光子(跟踪散射放射线的路径)。
因而，使用这些信息(损失能量、位置信息)，并通过基于放射线的粒子性的根据动力学的放射线的最终位置确定方法，可以重新组成所述被摄物体500的三维立体图像以及物元信息。
图4表示本发明的放射线成像装置100的二维和三维图像以及物元信息的获取原理。更加具体地说明，同时使用图1中的利用透射放射线的二维透射图像获取方式和图2中的利用散射放射线的三维立体图像以及物元信息获取方式。
说明二维透射图像获取原理的过程中为了简化其附图，在图1中未图示散射放射线，与此相反，说明三维立体图像以及物元信息获取原理的过程中为了简化其附图，在图2中未图示透射放射线。然而，在图1或者图2的情况下，实际上都会产生未图示的散射放射线、透射放射线等，因此如果综合这些全部的放射线的能量、位置信息等并测量，则能够同时获取所述被摄物体500的二维透射图像、三维立体图像以及物元信息。
图5表示本发明的放射线成像装置中的放射线行进路径的例示。在图1、2、3中为了说明各个原理而省略图示了一部分放射线，然而在放射线穿过所述被摄物体500、所述第一散射装置120、所述第二散射装置130的过程中均会产生透射放射线以及散射放射线。因而，实际上放射线依次穿过所述被摄物体500、所述第一散射装置120、所述第二散射装置130的过程中分别均产生透射放射线(与一次放射线相同的方向进行)以及散射放射线(从透射放射线的行进方向，向变化的方向行进)。此时，测量最终到达所述图像装置140的放射线的能量，从而能够判别哪些是透射放射线，哪些是散射放射线。
下面，更加详细地说明。当比较放射线穿过物体时所产生的透射放射线和散射放射线的能量的大小时，透射放射线穿过物质时吸收所能吸收的能量，散射放射线是通过与物质的散射反应所产生的，因此能够得知透射放射线与散射放射线相比具有更高的能量。按这种观点，在放射线依次穿过所述被摄物体500、所述第一散射装置120、所述第二散射装置130的情况下，能够预测以透射－透射－透射的方式行进的放射线会具有最高的能量，以散射－散射－散射的方式行进的放射线会具有最低的能量。当然，由于所述被摄物体500的三维形态或者物元信息是尚未得知的状态(unknown)，因此有可能产生一些偏差，但是已知对于所述第一散射装置120和所述第二散射装置130的特征信息(即，预先得知穿过这些装置时会损失多少能量，并且如何变化方向)，并且考虑到在以透射－透射－透射的方式行进的放射线的情况下，考虑到其行进方向不变，且在任何情况下以散射－散射－散射的方式行进的放射线具有最低的能量(即使很难区别例如以[透射－散射－透射]方式行进的放射线/以[散射－透射－透射]方式行进的放射线/以[透射－透射－散射]方式行进的放射线等类似组合)，则任何时候都能够明确以透射－透射－透射的方式行进的放射线与以散射－散射－散射的方式行进的放射线的区别。
在图5中以透射－透射－透射的方式行进的放射线是在图1或图4中表示的获取二维透射图像的原理中使用的放射线。并且，在图5中以散射－散射－散射的方式行进的放射线是在图2或图4中表示的获取三维立体图像以及物元信息的原理中使用的放射线。如图5的说明，能够单独识别用于获取二维透射图像的放射线和用于获取三维立体图像以及物元信息的放射线，因此通过本发明的放射线成像装置100能够获取单独的二维透射图像(二维模式)/单独的三维立体图像以及物元信息(三维模式)/全部的二维透射图像、三维立体图像以及物元信息(同时模式)。
如此，本发明的放射线成像装置100能够实时地同时获取二维透射图像、三维立体图像、物元信息，这点上与现有的放射线成像装置不同，因此其使用范围以及活用性扩大。
作为一个例子，以往在医学领域中进行如质子等粒子束治疗时，在粒子束治疗后只能后续地进行CT或者MRI摄影来确认其治疗效果，如果在此过程中未达到治疗效果，则需要进行重新治疗并确认其治疗效果的过程。然而，利用本发明的放射线成像装置100，能够获取二维和三维图像的同时得知物元的组成，因此能够同时进行治疗和观察，从而能够实时地确认治疗状态且需要时能够及时进行修正，当然，由此能够使正常细胞受放射线影响的后遗症等变得最小，从而能够进行比以前更好的治疗。
下面，简要说明利用如上所述的本发明的放射线成像装置100获取放射线的方法。
在本发明的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像方法中，首先在入射步骤，由放射源110产生的放射线入射到被摄物体500并分离为透射放射线和散射放射线。接着，在第一散射步骤中，穿过所述被摄物体500的包括透射放射线和散射放射线的放射线入射到第一散射装置120，并分离为透射放射线和散射放射线，所述第一散射装置120测量放射线的损失的能量以及位置信息。接着，在第二散射步骤中，与所述第一散射步骤类似地，穿过所述第一散射装置120的包括透射放射线和散射放射线的放射线入射到第二散射装置130，并分离为透射放射线和散射放射线，所述第二散射装置130测量放射线的损失的能量以及位置信息。之后，在二维图像获取步骤中，穿过所述第二散射装置130的包括透射放射线和散射放射线的放射线入射到图像装置140，且所述图像装置140测量放射线的能量以及位置信息，从而制作二维图像。此时，所述放射线成像方法还可以包括三维图像获取步骤，在该步骤中，所述图像装置140利用所述第一散射装置120、所述第二散射装置130以及所述图像装置140所测量的损失的能量、能量或位置信息的值来制作所述被摄物体500的三维图像以及计算元素信息。当然，如前所述，此时利用基于放射线的粒子性的单一光子三维跟踪技术来制作三维图像以及计算元素信息。
图6表示通过本发明的放射线成像装置制作的三维图像的例示。在图6的例示中，所述被摄物体500是如集装箱等厚度很大的物体，如图6所示，可以确认，即使是对厚度很大的物体，也能够很好地获取三维立体图像。
本发明并不限定于上述实施例，其适用范围很广，本技术领域的技术人员，在没有超出权利要求书中请求的本发明的要点的范围内，可以进行多种变更。
产业可利用性
本发明的装置尤其应用于医学领域时能够获得很大的效果，具体如下：当进行如质子等粒子束治疗时，以往在粒子束治疗后必须后续地进行CT或者MRI摄影来确认其治疗效果，如果在此过程中未达到治疗效果，则需要再次进行重新治疗和确认其治疗效果的过程。然而，如果在医学领域利用本发明的放射线成像装置，则能够获取二维和三维图像的同时得知物元的组成，因此能够同时进行治疗和观察，从而具有能够实时地确认治疗状态且需要时能够及时进行修正的效果。当然，由此能够使正常细胞受放射线影响的后遗症等变得最小。

Claims (9)

1.一种能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，包括：
放射源，其产生放射线；
至少一个散射装置，其接收穿过被摄物体的包括透射放射线和散射放射线的放射线并散射；
图像装置，其接收穿过所述散射装置的包括透射放射线和散射放射线的放射线来测量能量以及位置信息，从而制作二维图像。
2.根据权利要求1所述的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，所述放射线成像装置测量穿过至少一个所述散射装置的包括透射放射线和散射放射线的放射线的损失的能量以及位置信息，从而利用至少一个所述散射装置以及所述图像装置所测量的损失的能量、能量或位置信息的值来制作所述被摄物体的三维图像以及计算元素信息。
3.根据权利要求1所述的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，所述放射线成像装置中所述散射装置至少有两个，其包括第一散射装置和第二散射装置。
4.根据权利要求2所述的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，所述放射线成像装置利用基于放射线的粒子性的单一光子三维跟踪技术来制作三维图像以及计算元素信息。
5.根据权利要求1所述的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，所述放射源产生从伽马射线、X射线、电子射线、质子射线、重离子射线、中子射线中选择的至少一个放射线。
6.根据权利要求1所述的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像装置，所述图像装置以像素型形成，从而获取二维图像。
7.一种能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像方法，包括：
入射步骤，由放射源产生的放射线入射到被摄物体并分离为透射放射线和散射放射线；
第一散射步骤，穿过所述被摄物体的包括透射放射线和散射放射线的放射线入射到第一散射装置并分离为透射放射线和散射放射线，所述第一散射装置测量放射线的损失的能量以及位置信息；
第二散射步骤，穿过所述第一散射装置的包括透射放射线和散射放射线的放射线入射到第二散射装置并分离为透射放射线和散射放射线，所述第二散射装置测量放射线的损失的能量以及位置信息；
二维图像获取步骤，穿过所述第二散射装置的包括透射放射线和散射放射线的放射线入射到图像装置，所述图像装置测量放射线的能量以及位置信息，从而制作二维图像。
8.根据权利要求7所述的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像方法，所述放射线成像方法还包括三维图像获取步骤，所述图像装置利用所述第一散射装置、所述第二散射装置以及所述图像装置所测量的损失的能量、能量或位置信息的值来制作所述被摄物体的三维图像以及计算元素信息。
9.根据权利要求8所述的能够获取物元信息以及基于图像的选择的放射线成像方法，所述放射线成像方法利用基于放射线的粒子性的单一光子三维跟踪技术来制作三维图像以及计算元素信息。
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