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X射线成像设备和方法与流程

2022-04-08 10:09:52 来源:中国专利 TAG:
X射线成像设备和方法与流程

本发明涉及一种用于产生物体的x射线图像的x射线成像设备,包括:

支撑框架,x射线源和x射线探测器连接到该支撑框架,

其中x射线源和x射线探测器在它们之间限定用于待检查物体的物体空间,

该x射线源被配置为从焦斑发射具有主方向的x射线束到物体空间中,

该x射线探测器包括对x射线辐射敏感的像素阵列。

背景技术

这种x射线成像设备是众所周知的,并且用于通过发送穿过物体的x射线辐射束并且在被物体衰减之后检测辐射来检查物体,例如生物体,例如小动物,或者样本。

已知x射线成像设备的一个问题是,它们并不总是以足够高的分辨率提供检测到的图像,尤其是在要检查的物体的尺寸变化相对较大的情况下,更具体地说,在它们相对于x射线源相对较小的情况下。后者例如与小动物成像相关,其中动物(例如老鼠)体内的内脏或构造可能非常小。一些x射线源是已知的,其中焦斑或发射光子的区域本身很小,或者可以在大焦斑和小焦斑之间切换。这些小焦斑x射线源可能是不切实际的,在于它们通常相当庞大,例如因为“电子加速器”或电压源于是通常直接位于源的阳极的后面,这是不希望的,并且由于磨损大大增加,它们通常具有相对较短的使用寿命。



技术实现要素:

因此,总体上本发明的目的是提供一种上述类型的x射线成像设备,其即使例如在小动物成像中对于小物体也能够提供高分辨率图像。

本发明的另一个目的是能够使用紧凑和/或长寿命的x射线源,其仍然具有高分辨率。

本发明提供根据权利要求1的x射线成像设备。

根据本发明的x射线成像设备可以实现一个或多个目标,因为准直器可以用作用于仅选择x射线源的焦斑的相对小的部分的装置。通常,这种x射线源是x射线管,其具有具有特定尺寸的发射区域,即焦斑,其相对于待检查物体中的构造特别是其所需要的细节不可忽视地小,因此可获得的分辨率通常不足。通过使用靠近x射线源的本发明的准直器装置(如将在本文中解释的,该装置具有通道,通道的中心方向源自焦点或者更确切地说源自聚焦体积),该x射线焦斑的表观尺寸被进一步减小。事实上,有效尺寸变得接近准直器的焦点或聚焦体积的尺寸。取决于准直器的特性,这些尺寸在实施例中可以被限制为几微米,以用于小动物成像,或者零点几毫米,以用于临床X射线系统或CT扫描仪。

从理论上讲,有可能使准直器的通道的所有中心方向都恰好源自一个点,即焦点。然而,在实践中,从通道出来的x射线仍然会分布在围绕通道的中心方向的一系列方向上。这意味着从单个通道出来的x射线的表面来源也是一个“模糊的”焦点,即聚焦体积。然而,由于每个通道都将具有不可忽视的长度,所以这种分布,即聚焦体积的大小,可以显著小于x射线源的原始焦斑面积。

根据本发明,准直器定位为靠近x射线源并且定位在x射线源和待成像物体之间。实际上,准直器将非常靠近x射线源,特别是尽可能地靠近x射线源定位。在实际实施例中,x射线源是x射线管,该x射线管具有包括x射线窗口的外壳,x射线束从该x射线窗口离开x射线源,其中准直器布置在窗口外侧,靠近窗口,例如铍窗口。

优选地,准直器和任何准直器移动器(当存在时)被安装到支撑框架上,例如安装在x射线源上和/或x射线源附近。例如,在支撑框架可由支撑框架驱动器移动以将x射线源带入相对于物体空间的各种空间位置的实施例中,准直器于是跟随支撑框架的运动,并保持为靠近x射线源并保持在x射线束的在x射线源与待检查物体之间的路径中。

准直器到x射线源的距离优选为固定距离,例如考虑到将准直器的通道的焦点定位在x射线源的实际焦斑上。例如,准直器可由相关联的移动器在垂直于x射线束延伸的方向或平面上移动,但不能沿着x射线束的方向朝向和远离x射线源移动。

优选地,准直器的多个通道的公共焦点位于X射线源的焦斑上。

优选地,准直器的多个通道的公共焦点具有小于X射线源的焦斑的有效尺寸,例如直径在10μm和50μm之间的例如用于小动物成像的有效尺寸。

在一实施例中,准直器的通道均具有在1μm和10μm之间,例如在1μm和5μm之间的例如用于小动物成像的直径或最大横截面尺寸。

根据本发明的x射线成像设备中的准直器包括一个准直器主体,或者有时包括多个准直器主体,这些准直器主体自身或组合限定用于x射线的通道或通孔。在通道之间是准直器的x射线阻挡材料,使得存在一些对应于阻挡材料的方向,当准直器处于其工作位置时,在这些方向上x射线源不会有效地发射辐射。为了补偿这种影响,并且也为了从那些方向获得信息,非常优选的是,准直器可以通过被配置为移动准直器的相关联的准直器移动器而被移动。例如,移动器被实施为在垂直于x射线束方向的两个方向上移动准直器。在实际实施例中,准直器的位移不需要大于(大得多)通道的中心到中心的距离,在一些实施例中甚至可以等于或甚至小于所述距离,例如为所述距离的一半或大约为所述距离。

当然,将这种准直器定位在x射线束路径中会降低x射线的强度,这可以通过延长曝光时间来补偿。可能有必要确保物体在延长曝光期间不移动。但请注意,通常需要检查的是物体的组织部分或被麻醉的物体,在这种情况下,延长曝光期间不会出现运动模糊。这同样表明,实际物体(例如,动物的器官或肢体)的绝对尺寸通常比普通物体即完整的动物小得多。

在一实施例中,x射线成像设备进一步包括准直器移动器,该准直器移动器被配置为在垂直于x射线束的主方向的平面中相对于x射线源在至少两个方向(例如正交方向)上移动准直器。

例如,准直器移动器被配置为在垂直于x射线束的主方向的平面中仅提供准直器相对于x射线源在至少两个方向(例如正交方向)上的平面运动。该解决方案的复杂性较低。

在采集与所述一个图像相关的数据的过程中,可以设想准直器移动器被配置并操作为在产生一个x射线图像期间将准直器移动到多个不同的位置。例如,准直器在垂直于x射线束的一个方向上在准直器的入射侧具有以中心到中心间隔隔开的多个通道的阵列,其中准直器移动器被配置并操作为例如在获取与一个图像相关的数据的过程中,例如从x射线源相对于待检查物体的一个空间位置,在两个采集位置之间在所述一个方向上移动准直器通过与所述中心到中心的距离相关的距离,例如通过在所述中心到中心的距离的0.5倍和2倍之间的距离,例如所述中心到中心的距离的1倍的距离。

在一实施例中,准直器移动器被配置为移动并且被操作为相对于公共焦点在虚拟球面的区域上移动准直器。

在一实施例中,准直器移动器包括一个或多个压电致动器以提供准直器的运动,例如被配置并操作为在获取与所述一个图像相关的数据的过程中在产生一个x射线图像期间将准直器移动到多个不同的位置。

在一实施例中,准直器在准直器的入射侧在垂直于x射线束的一个方向上具有以中心到中心的间隔隔开的多个通道的阵列,其中准直器移动器被配置为移动并且被操作为在所述一个方向上将准直器移动通过与所述中心到中心的距离相关的距离,例如通过在所述中心到中心的距离的0.5倍和2倍之间的距离,例如所述中心到中心的距离的1倍的距离。

具体实施例在从属权利要求以及说明书的以下部分中描述。

在实施例中,支撑框架可由支撑框架驱动器相对于固定的主框架移动。

在实施例中,物体载架可由物体载架驱动器相对于固定的主框架移动,优选地,可独立于由支撑框架驱动器实现的支撑框架的运动而进行控制。

在实施例中,支撑框架可通过相关联的驱动器围绕延伸穿过物体空间的轴线(例如水平轴线)旋转。例如,这可以允许创建3D成像能力。

在实施例中,x射线成像设备进一步包括安装有支撑框架的主框架(例如固定的主框架),以及用于在物体空间中承载物体的物体载架。在实施例中,支撑框架和物体载架可相对于彼此旋转。

物体可以定位在物体载架上,例如可选地可移动的物体工作台或其它载架,或者可以由一根或多根金属线等保持。

物体载架可以是x射线成像设备的一部分,或者可以是可从物体空间移除且可插入到物体空间中的不同装置。

支撑框架可以相对于固定的主框架旋转,和/或物体载架可以相对于支撑框架旋转,例如为了获得3D成像能力。然而,仅具有一个成像方向(即仅2D成像)也是有用的。

在一些实施例中,准直器可移除地定位在工作位置。提供一种可移除的准直器,其实际上可以一起从x射线束的路径中移除出去,使得可以对相对较大的物体或其某些部分使用“正常”的x射线源,而如果需要更高的分辨率,例如特别是对于较小的细节或物体,则准直器被置于其工作位置。在工作位置,在实施例中,准直器移动器可以存在以执行如本文所述的准直器运动,以用于采集与建立x射线图像相关的数据。

在实施例中,x射线成像设备进一步包括准直器移除器装置,用于准直器在工作位置和非使用位置之间的自动移动,在非使用位置,准直器在x射线束之外。通过自动移动来移除准直器,当然反过来也可以将准直器移动到工作位置,在检查同一个物体时可以切换到不同的分辨率。

在实施例中,准直器包括具有板体的锥形束准直器,板体中具有2D阵列的孔,其中所有孔都指向公共焦点并形成准直器的所述多个通道。这种类型的准直器本身是众所周知的,并且现在靠近x射线源使用,以便选择一小部分焦斑以发射有效的x射线束。这种锥形束准直器可以通过在大约0.5毫米至几毫米厚的板材中制造通道来制造,例如通过激光钻孔或放电加工。也可以在例如0.1毫米厚的多个薄板中打孔或以其它方式提供孔,当这些薄板堆叠时,这些孔一起形成准直器的通道。

在一实施例中,准直器包括具有准直器板体的锥形束准直器,准直器板体具有穿过准直器板体的2D阵列的孔,其中所述孔全部指向公共焦点并形成准直器的所述多个通道。在一实施例中,孔均具有在1μm和10μm之间,例如在1μm和5μm之间的直径。

在替代或补充实施例中,准直器包括由第一准直器主体和与第一准直器主体串联布置的第二准直器主体组成的组,其中第一准直器主体在其中包括多个第一孔,其中第二准直器主体在其中包括多个第二孔,并且其中所述第一孔和所述第二孔一起形成准直器的所述多个通道。

在一实施例中,准直器包括由第一准直器主体和与第一准直器主体串联布置的第二准直器主体组成的组,其中第一准直器主体包括间隔开的第一板的第一堆叠,第一板之间具有各自的第一狭缝空间,所述第一狭缝空间指向公共的第一假想线;其中第二准直器主体包括间隔开的第二板的第二堆叠,第二板之间具有各自的第二狭缝空间,其中所述第二狭缝空间指向公共的第二假想线,第一公共假想线和第二公共假想线在公共焦点处彼此相交,使得第一狭缝空间和第二狭缝空间一起形成准直器的所述多个通道。这种结构有点像狭缝-窄条准直器,并且具有易于生产的优点。该结构具有大致为正方形或矩形的通道,这可以产生更适合探测器的部分图像。例如,每个准直器主体通过堆叠多个(例如至少三个)不透射x射线的板材(例如金或一些其它金属)制成,中间插入x射线透射板材,例如许多塑料,例如聚苯乙烯。另一种选择是取一块x射线透射材料,在材料上开出狭缝,例如通过铣削或激光加工,然后用x射线不透射材料填充这些狭缝。不排除其它生产方法,例如3D打印。

准直器相对于x射线源移动准直器或其一个或多个准直器主体的方式没有特别限制。实际上,人们希望提供一种确保来自足够角度量的x射线辐射通过物体成像的运动。

优选地,准直器移动器被布置为在成像期间在两个不同的方向上移动准直器,优选为连续移动,这些方向大致垂直于x射线束的主方向,例如彼此正交。每个所述移动可以通过一定距离,该距离与在所述方向上相邻的两个通道之间的中心到中心的距离相关,例如是所述距离的一半,或者大约或正好为所述距离,或者是所述距离的几倍。

实际上,希望移动准直器,使得所有来自焦点/聚焦体积的辐射,而不是来自x射线源的较大焦斑的辐射,可以通过准直器的至少一个通道。

在每种情况下,都可能可以在x射线源的侧面使用相应的距离,该相应的距离等于中心到中心的距离减去通道的宽度。

注意,在特定实施例中,通过准直器移动器进行的准直器或者一个或多个准直器主体中的每一个的移动是在围绕焦点延伸的假想球面上进行的,因此使焦点作为半径的中心。例如,考虑到x射线束的球面对称性,这是可以做到的。随着准直器的严格的平面位移,焦点于是将移动横过x射线源的焦斑,这可能降低分辨率。在实施例中,准直器和相关联的移动器被配置为用于执行这种球面运动(例如,在横过球面的测地线网格上)。这可以通过运动之间的机械耦合来实现,然后有效地在三维空间中运动,或者通过电子控制所有方向上的单独运动来实现。

一个或多个准直器主体相对于x射线源的移动可以分步骤进行,例如在“网格”中,其中首先在第一方向上的起始位置拍摄若干图像,并且具有在第二方向上将准直器移动通过所期望总位移的一部分的步骤。此后,在第一方向上进行一个步骤,并且再次通过在第二方向上的逐步位移来拍摄若干图像,以此类推,直到已经完成在第一方向上的所有期望的步骤。例如,4×4网格步骤将有效地提供良好的结果,尽管任何其它多个步骤也可以令人满意地执行。也可以在第二方向上执行扫描,即在第二方向上移动准直器的同时连续成像,并且在完成扫描之后在第一方向上采取步骤,重复扫描,等等。

在一实施例中,准直器的第一准直器主体和第二准直器主体可例如在获取用于建立单个x射线图像的成像数据的过程中在相对于x射线束的多个位置相对于彼此和/或相对于x射线源移动。

在一实施例中,第一准直器主体和第二准直器主体彼此安装作为集成的准直器主体,其中所述集成的准直器主体可如本文所述通过准直器移动器相对于x射线源移动。

在一实施例中,第一准直器主体和第二准直器主体可相对于彼此且相对于x射线源移动,其中第一准直器主体移动器被连接到第一准直器主体,并且其中第二准直器主体移动器被连接到第二准直器主体,第一准直器主体移动器和第二准直器主体移动器均被配置为移动各自的准直器主体。例如,第一准直器主体移动器和第二准直器主体移动器中的一个或两个如本文所述实施。

在一实施例中,准直器包括由第一准直器主体和与第一准直器主体串联布置的第二准直器主体组成的组,其中第一准直器主体包括间隔开的第一板的第一堆叠,第一板之间具有各自的第一狭缝空间,所述第一狭缝空间指向公共的第一假想线,并且其中第二准直器主体包括间隔开的第二板的第二堆叠,第二板之间具有各自的第二狭缝空间,其中所述第二狭缝空间指向公共的第二假想线,第一公共假想线和第二公共假想线在公共焦点处彼此相交,使得第一狭缝空间和第二狭缝空间一起形成准直器的所述多个通道,并且其中第一准直器主体和第二准直器主体可相对于彼此且相对于x射线源移动,其中第一准直器主体移动器被连接到第一准直器主体,并且其中第二准直器主体移动器被连接到第二准直器主体,第一准直器主体移动器和第二准直器主体移动器被配置为在大致垂直于各自的准直器主体的狭缝的方向上移动各自的准直器主体。例如,第一准直器主体移动器和第二准直器主体移动器中的一个或两个如本文所述实施。

在实施例中,准直器移动器可以在相应的方向上一次一个步骤地移动第一主体和第二主体中的一个,然后在两个随后的步骤之间,通过另一个移动器在另一个方向(例如垂直方向)上移动另一个准直器主体,同时一直制作x射线图像。

本发明还涉及x射线源和准直器的组合,所述x射线源被配置为用于在用于产生物体的x射线图像的x射线成像设备中使用,所述x射线源被配置为从焦斑发射具有主方向的x射线束到所述x射线成像设备的物体空间中,所述准直器被布置为靠近所述x射线源并且布置在所述x射线束的从所述x射线源到所述待检查物体的路径中,所述准直器包括一个或多个准直器主体,所述准直器主体限定所述准直器的多个通道,所述通道具有在所述x射线源的侧面限定所述准直器的公共焦点的各自的中心方向,所述通道优选为在垂直于所述x射线束的所述主方向的平面中看到的2D阵列的通道。应当理解,该组合可以进一步被提供有本文讨论的一个或多个附加特征。

本发明还涉及一种用于通过本文描述的x射线成像设备对物体进行成像的方法。

本发明还涉及一种用于改装用于产生物体的x射线图像的x射线成像设备的方法,所述x射线成像设备包括:

支撑框架,x射线源和x射线探测器被连接到所述支撑框架,

其中所述x射线源和所述x射线探测器在它们之间限定有用于待检查物体的物体空间,

所述x射线源被配置为从焦斑发射具有主方向的x射线束到所述物体空间中,

所述x射线探测器包括对所述x射线的辐射敏感的像素阵列,

其中所述方法包括将准直器布置为靠近所述x射线源并且布置在所述x射线束的在所述x射线源与所述待检查物体之间的路径中的步骤,所述准直器包括限定所述准直器的多个通道的一个或多个准直器主体,所述通道具有在所述x射线源的侧面限定所述准直器的公共焦点的各自的中心方向,所述通道优选为在垂直于所述x射线束的所述主方向的平面中看到的2D阵列的通道,所述准直器创建比所述x射线源的所述焦斑小的有效焦斑。。

本发明还涉及一种用于减小x射线成像设备中的x射线源的有效焦斑的方法,其中所述方法包括将准直器布置为靠近所述x射线源并且布置在所述x射线束的在所述x射线源与待检查物体之间的路径中的步骤,所述准直器包括限定所述准直器的多个通道的一个或多个准直器主体,所述通道具有在所述x射线源的侧面限定所述准直器的公共焦点的各自的中心方向,所述通道优选为在垂直于所述x射线束的所述主方向的平面中看到的2D阵列的通道,所述准直器创建比所述x射线源的所述焦斑小的有效焦斑。

附图说明

现在将参考若干非限制性示例实施例和附图来解释本发明,图中:

图1以侧视图非常概略地示出根据本发明的x射线成像设备的第一实施例;

图2示出根据本发明的x射线成像设备的不同实施例的非常概略的细节;并且

图3以概略的透视图更详细地示出图2中的准直器。

具体实施方式

图1以侧视图非常概略地示出根据本发明的x射线成像设备1的第一实施例。

x射线成像设备1包括固定的主框架2,其上安装有可移动的、优选为可旋转的支撑框架3,例如实施为这里示意性示出的C形臂,或者实施为旋转门架。

支撑框架3可优选至少以步进模式借助支撑框架旋转器4围绕轴线5,例如围绕单个轴线,例如如在门架成像系统中一样旋转。在实际实施例中,轴线5是水平轴线。

x射线管由附图标记6表示。通常,x射线管6包括阳极和发射器装置,该发射器装置包括用于朝向阳极发射电子束到阳极上的焦斑上的阴极,例如包括用于将电子束聚焦在阳极上的焦斑上的电子光学器件。

x射线管6设有x射线窗口,例如铍窗口7。

物体载架10被配置为承载待检查的物体11,例如小动物,此处是老鼠。

x射线探测器8被布置为用于探测已经穿过物体11的x射线束的至少一部分。

标记A表示x射线管6和x射线探测器8之间的物体空间,其中通常放置待检查的物体11。

x射线探测器8包括对x射线辐射敏感的像素9的阵列,例如2D阵列。

例如,物体载架10包括水平工作台,待检查的物体11放置在该水平工作台上。

优选地,物体载架10可借助相关的物体载架移动器12,此处是工作台移动器12,在物体空间A外的缩回位置和物体空间A内的成像位置之间移动。

优选地,当载架10在物体空间中支撑物体时,物体载架10可以借助相关的物体载架移动器12(这里是工作台移动器12)在一个或多个方向上,例如在多个正交方向上,例如在x、y、z方向上,例如如箭头D所示移动。这些一个或多个方向的运动可以在用设备扫描物体之前、期间和/或之后执行。

计算机化重建器重建成像数据,并且在实施例中,可以被配置为生成指示检查区域和其中的物体的三维(3D)体积图像数据。得到的体积图像数据可以由图像处理器等处理以生成一个或多个图像。

通用计算系统可以被提供为用作操作员控制台,并且包括诸如显示器的输出装置和诸如键盘、鼠标等的输入装置。驻留在控制台上的软件可以允许操作者控制成像装置的操作,例如,允许操作者开始扫描等。

在窗口7的前面提供有准直器13,该准直器13具有带有贯穿通道15的准直器主体14,并且该准直器13可通过准直器移动器16在箭头B的方向上移动。

准直器移除器17可以在箭头C的方向上从发射的x射线18移除准直器13。

线束整形和阻挡装置被标记为“19”。

变窄且更聚焦的线束被表示为18’,而线束18’的焦点被标记为“20”。

在使用中,诸如鼠标等的物体11提供在物体载架或工作台10上,并借助工作台移动器12移动到物体空间“A”中。通过在箭头D所示的任何一个或多个方向上移动工作台10,物体11可以根据需要相对于x射线源6和探测器8,即相对于线束18定位。

x射线18由x射线源6(在这种情况下例如是x射线管)产生,并根据源6的性质以相对粗的线束18(例如,其焦斑的尺寸在直径大约为0.1mm和1.2mm之间)发射。

使用本发明的准直器,由源6发射的粗x射线束18被裁减并整形为线束18’,该线束18’看起来源自由焦点或聚焦体积20限定的小得多的有效焦斑。该有效焦斑或体积可例如具有直径为20-25μm的尺寸。此外,粗辐射18被穿过具有准直器主体14的准直器13发送,准直器主体14具有通孔或通道15。

在所示的示例中,准直器是锥形束准直器,其中有一个准直器主体14,并且所有的孔或通道指向焦斑20上的相同焦点。

可选地,提供阻挡任何表面辐射的额外的线束整形和阻挡装置19,该装置19原则上不超过围绕准直器主体14的边缘太多。这种可以与准直器主体14的其余部分一样厚的简单边缘的存在,确保除了线束18’中的x射线之外将没有x射线,而不必在准直器主体14的边缘中提供太多的孔15。

在x射线成像设备1的使用中,准直器13可以借助准直器移动器16相对于源6例如在箭头B的方向上移动。注意,为了提供完整的图像,准直器13在通道15之间不需要移动超过中心到中心的距离。

为了提高精度,优选地,准直器13将在围绕焦点20的假想球面上移动,使得焦点20的有效位置在成像期间保持不变。准直器移动器及其控制于是当然应该相应地布置。这可以通过机械手段或通过在第三维中增加可移动性并且使准直器移动器16在准直器主体14的情况下执行准直器13的期望的组合球面运动来实现。

准直器移动器16可以包括一个或多个压电致动器,以提供可移动性。这种致动器能够以高精度、可靠性和重复频率提供所需的小位移。然而,也不排除其它致动器,例如步进电机。

准直器移除器17被显示为提供用于从x射线束18/18’移除准直器13。在这种情况下,整形线束18’于是再次被“粗”x射线18代替,例如用于成像和检查更大的物体11,或者具有更高的强度和相应较短的曝光时间。准直器移除器可以包括比用于准直器移动器16的致动器粗糙的致动器,但是也可以将准直器移动器和准直器移除器结合成一体,例如利用结合压电致动器和铰链或者具有更大行程的线性致动器的装置。

重要的是需要注意,图不是按比例绘制的。特别地,物体空间A的尺寸,即x射线管6和探测器8之间的距离通常在大约200mm和600mm之间。相反,准直器主体14的厚度实际上可以为大约1-2mm。更大的厚度可能不会进一步提高质量,但是会使得制造孔或通道15更加困难。

此外,准直器主体14中的通道15的数量将(远)大于这里所示的五个。每个通道15的直径实际上将是几μm,例如在1μm和10μm之间。它们一起确保x射线管6的焦斑20将有效地减小到几十μm的聚焦体积pf,例如25μm宽。类似地,x射线探测器8的像素9通常略小于0.1×0.1mm,例如75μm×75μm,它们的数量相应地高于图中所示的数量。在所有情况下,这些数量都是示例性的,只是给人一种实际值的印象。

此外,虽然整个老鼠11或至少其大部分可以在当前情况下进行检查,但使物体11更靠近x射线源6是可能的,准直器13仍然处于源6和物体11之间。这将使得通常可以检查相应较小的物体或其一部分。由于更大的放大率(“从源6到物体11的距离”与“从源6到探测器8的距离”之间的比),在图像中具有高分辨率变得更加重要。由于在源6和物体11之间提供准直器13,这在本发明中是可能的,这将x射线源的有效尺寸(焦斑)从例如0.1mm到2mm减小到例如25μm。注意,当使物体11更靠近源6时,可能有必要调整带有源6和探测器8的框架3围绕穿过物体11的轴线的旋转方式,以便获得足够的角度信息。这种调整可以包括在垂直于轴线5的方向的方向上滑动支撑框架3,使得x射线源6比探测器8更靠近轴线5。任何其它达到相同效果的措施在这里也是可能的。

支撑框架3在这里显示为可相对于主框架2例如围绕水平旋转轴线旋转。然而,也可以具有不可旋转的固定框架3,并且使物体载架10相对于框架3旋转,或者甚至完全不旋转且仅具有2D成像特性。

图2示出根据本发明的x射线成像设备的不同实施例的非常概略的细节,特别是具有x射线源和准直器的部分。在本文中,如在所有附图中一样,相似的部件由相同的附图标记表示。

细节示出框架3的一小部分,其带有x射线源6、保护性但x射线可穿透的窗口7和不同的准直器13’,该准直器13’在x射线源6的焦斑上具有焦点20。

准直器13’包括一组第一准直器主体21和与第一准直器主体21串联布置的第二准直器主体22。第一准直器主体21包括间隔开的第一板26的第一堆叠,具有在相邻板之间的各自的第一狭缝空间28。这些第一狭缝空间28都指向共同的第一假想线F1。第二准直器主体22包括间隔开的第二板23的第二堆叠,它们之间具有各自的第二狭缝空间24。这些第二狭缝空间24都指向公共的第二假想线F2。主体的板从一个主体到另一个主体是不平行的,使得第一公共假想线和第二公共假想线在公共焦点20处彼此相交。结果,第一狭缝空间28和第二狭缝空间24一起形成聚焦在例如非常小的尺寸(例如,比没有准直器13’时的x射线源的焦斑小很多)的公共焦点20上的准直器13’的多个通道,。

主体21、22可以由相应的移动器25、26围绕各自的焦线移动。

如示意性例示的,主体21、22可以与弯曲的或者甚至球形的邻接侧面接合,例如允许每个主体例如通过相应的移动器25、26围绕各自的焦线运动。

图3以概略的透视图更详细地示出准直器13’。

当来自图2中的x射线源6的x射线束通过该准直器13’照射时,由物体“看到”的结果源再次是明显的焦斑20,焦线F1和F2在此相交。

这里通过示例示出的板的数量是任意的,并且这些数量以及板27、23的厚度和狭缝28、24的宽度可以根据需要选择。

第一准直器主体移动器25被布置为例如在大致垂直于相应狭缝28的主方向的方向上(尽管特别优选的是在围绕焦点20或围绕线F1的球面上,即图2中由“A”指示的方向,该方向进入/离开纸面)移动第一主体21。类似地,第二准直器主体移动器26可以被布置为在箭头B的垂直方向上移动第二主体22。

两个主体21、22的运动可以是协调的,例如在第一步骤移动第一主体21,然后对第二主体22执行扫描或类似运动的进一步的步骤,反之亦然。在成像期间两个主体21、22的更快的振动性运动也是可能的,只要源自焦点的所有期望或可能的线束方向被充分成像即可。注意,第一准直器主体移动器和第二准直器主体移动器可以再次包括压电致动器等,并且可以一起由用于移除准直器13’的准直器移除器(未示出)来补充,类似于图1中的准直器移除器17。

实施例和附图仅作为本发明的示例性解释给出,并不限制所附权利要求的范围。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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