CN101113959A - 一种用于射线成像的飞点形成装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于射线成像的飞点形成装置及方法，该装置主要包括准直器和飞轮，该飞轮包括至少一个曲面槽。无论飞轮怎样旋转，该曲面槽与该准直器在飞轮上的投影始终垂直，且该曲面槽的上曲面与经过该曲面槽的最上方的入射射线保持一致，该曲面槽的下曲面与经过该曲面槽的最下方的入射射线保持一致。该装置的飞点形成方法是放射源产生射线场，经过飞轮的曲面槽形成射线曲面，再经过准直器的细缝形成射线束，射线束照射在被检测物上形成飞点。本发明形成的飞点形状规则、大小均匀、没有半影，成像清晰。

Description

一种用于射线成像的飞点形成装置及方法

技术领域

本发明涉及一种射线成像装置及方法，包括背散射成像和透射成像，特别是涉及一种射线成像的飞点形成装置及方法。

背景技术

美国发明专利说明书US4839913A(公开日：1989年6月13日)公开了一种射线成像的飞点形成装置及方法，该文件中公开的飞点形成装置如图1所示。该飞点形成装置主要包括放射源10、准直器11、飞轮12、探测器13、被检测物14和传送带15。其中准直器11由可以阻挡射线的材料制成，准直器11上具有一个矩形细缝111，当射线照射到准直器11上，只有通过细缝111的射线可以穿越，其余射线都被准直器11阻挡。其中飞轮12也是由可以阻挡射线的材料制成，并且飞轮12可以围绕圆心旋转，飞轮12上具有一个或多个矩形槽121，当射线照射到飞轮12上，只有通过矩形槽121的射线可以穿越，其余射线都被准直器11阻挡。其中被检测物14位于传送带15上，且与传送带一起运动。

所述装置的飞点形成方法是：放射源10产生一个圆锥形的射线场20，射线场20照射到准直器11上，只有经过细缝111部分的射线通过，形成了射线平面21。射线平面21照射到飞轮12上，只有经过矩形槽121的射线通过，形成了射线束22。射线束22照射到被检测物14上，随着飞轮12沿图示方向旋转，射线束22照射到被检测物14上的投影即飞点221从上到下垂直扫描，扫描结果由探测器13检查。

所述飞点形成装置及方法的缺点是：形成的飞点形状不规则、大小不均匀、半影严重、成像模糊。请参阅图2和图3。图2(a)是飞轮12的部分视图，飞轮12上有一矩形槽121，投影112是细缝111在飞轮12上的投影，图2(b)是图2(a)沿射线平面21的剖视图，图2(c)是图2(b)中区域120的局部放大图。图3(a)也是飞轮12的部分视图，图3(a)与图2(a)的区别仅在于矩形槽121的位置不同，图3(b)是图3(a)沿射线平面21的剖视图，图3(c)是图3(b)中区域120的局部放大图。

在上述飞点形成装置中，投影112和矩形槽121之间的角度关系随着飞轮12的旋转而不停变化，因此飞点的形状也在不停变化，通常是一个变化的菱形，只在投影112和矩形槽121之间呈垂直关系的那一瞬间，飞点的形状才是矩形。

在上述飞点形成装置中，射线平面21照射到飞轮12上，只有通过矩形槽121的射线才能穿越，所以飞轮12的其他部位具有一定厚度以阻挡射线通过。当矩形槽121处于较水平位置时，如图2所示，矩形槽121的宽度AC较小，而通过矩形槽121的射线束22的宽度BC较大；当矩形槽121旋转到另一个较垂直的位置时，如图3所示，矩形槽121的宽度A’C’明显比AC大，而透过矩形槽121的射线束22的宽度B’C’则比BC小。这即意味着，随着飞轮12的旋转，矩形槽121的位置也呈周期性的变化，射线束22的宽度也随之不断变化，因此飞点221的大小也处于始终变化中，没有均匀的大小。

在上述飞点形成装置中，图2中的三角形AGH、CDE和图3中的三角形A’G’H’、C’D’E’都是射线平面21照射到矩形槽121边缘形成的半影，矩形槽121越是偏离水平位置，半影的面积也就越大。

上述的飞点形状不规则、大小不均匀、存在半影都会导致射线的成像模糊。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于射线成像的飞点形成装置，该装置形成的飞点为正四边形，大小均匀，没有半影。为此，本发明还要提供一种该装置的飞点形成方法。

为解决上述技术问题，本发明一种用于射线成像的飞点形成装置主要包括准直器和飞轮，其中该飞轮上至少有一曲面槽。

所述的飞点形成装置，其中该飞轮上的曲面槽可以是一个或多个，当曲面槽为多个时，所有曲面槽沿着飞轮的圆心均匀排列。

所述的飞点形成装置，其中该飞轮上的曲面槽包括一上曲面和一下曲面，上曲面和下曲面之间可以是空心的，也可以填充物质，填充的物质必须允许射线穿透。

所述的飞点形成装置，其中当飞轮旋转时，飞轮上的曲面槽始终与入射的射线在飞轮上的投影垂直。

所述的飞点形成装置，其中当飞轮旋转时，飞轮上的曲面槽的上曲面始终与经过该曲面槽的最上方的入射射线保持一致，该曲面槽的下曲面始终与经过该曲面槽的最下方的入射射线保持一致。

所述的飞点形成装置的飞点形成方法是：放射源产生的射线场先照射到飞轮上，大部分射线被阻挡，只有经过曲面槽的射线通过，形成射线曲面；该射线曲面再照射到准直器上，大部分射线被阻挡，只有经过细缝的射线通过，形成射线束；该射线束再照射到被检测物上，射线束在被检测物上的投影即为飞点。

所述的飞点形成方法，放射源产生的射线场先照射到准直器上，大部分射线被阻挡，只有经过细缝的射线通过，形成射线平面；该射线平面再照射到飞轮上，大部分射线被阻挡，只有经过曲面槽的射线通过，形成射线束；该射线束再照射到被检测物上，射线束在被检测物上的投影即为飞点。

本发明与现有的飞点形成装置及方法相比，具有形成的飞点为正四边形、大小均匀、没有半影、成像清晰的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有文献公开的一种飞点形成装置的示意图；

图2是现有飞点形成装置中飞轮转到某一位置的示意图；

图3是现有飞点形成装置中飞轮转到另一位置的示意图；

图4是本发明提供的飞点形成装置的示意图；

图5是本发明飞点形成装置中飞轮转到某一位置的示意图；

图6是本发明飞点形成装置中飞轮转到另一位置的示意图。

图中附图标记为：10-放射源；11-准直器；111-细缝；112-投影；12-飞轮；120-放大区域；121-矩形槽；13-探测器；14-被检测物；15-传送带；20-射线场；21-射线面；22-射线束；221-飞点；  30-放射源；31-飞轮；311-曲面槽；312-上曲面；313-下曲面；32-准直器；321-细缝；322-投影；33-探测器；34-被探测物；40-飞点。

具体实施方式

请参阅图4，图4是本发明的飞点形成装置的示意图。该装置主要包括飞轮31和准直器32。其中飞轮31上有曲面槽311，曲面槽的数量可以是一个，也可以是多个。当曲面槽的数量为多个时，所有曲面槽沿飞轮的圆心均匀分布，图4所示的曲面槽数量为3个。飞轮31由可以阻挡射线的材料制成，当射线照射到飞轮31上，只有经过曲面槽311的射线可以穿越飞轮31，其余射线都被飞轮31所阻挡。准直器32上有一个矩形的细缝321，准直器32也是由可以阻挡射线的材料制成，当射线照射到准直器32上，只有经过细缝321的射线可以穿越准直器32，其余射线都被准直器32所阻挡。

曲面槽的结构请参阅图5和图6。图5(a)是飞轮31的视图，飞轮31上有曲面槽311，投影322是细缝321在飞轮31上的投影，图5(b)是图5(a)沿投影322的剖视图。图6(a)也是飞轮31的视图，图6(a)与图5(a)的区别只是曲面槽311的位置不同，图6(b)是图6(a)沿投影322的剖视图。

请参阅图5和图6，曲面槽311由上曲面312和下曲面313组成，上曲面312和下曲面313之间可以是空心的，也可以填充物质，填充的物质必须是允许射线穿透的物质。

请参阅图5和图6，当飞轮31旋转时，曲面槽311也随之周期性地改变位置。无论飞轮31怎样旋转，在投影322的范围内，曲面槽311都与入射的射线垂直，如图5(a)和图6(a)所示。满足此条件即可保证飞点的形状为规则的正四边形。

请参阅图5和图6，无论飞轮31怎样旋转，曲面槽311的上曲面312都与经过曲面槽311的最上方的射线保持一致，曲面槽311的下曲面313都与经过曲面槽311的最下方的射线保持一致。当飞轮旋转到图5所示的位置时，经过曲面槽311的最上方的入射射线为M0，那么曲面槽的上曲面312就是由射线MO所确定的；经过曲面槽311的最下方的入射射线为NP，那么曲面槽的下曲面313就是由射线NP所确定的。同理，当飞轮旋转到图6所示的位置时，曲面槽311的上曲面312就是由射线M’O’所确定的，曲面槽311的下曲面313就是由射线M’P’所确定的。满足此条件即可保证飞点的大小均匀、没有半影。

满足上述条件的曲面槽311及其上曲面312、下曲面313都可唯一确定，通过调节曲面槽311的宽度、细缝321的宽度、放射源30和飞轮31、准直器32、被检测物34的距离，当可保证飞点40的形状为规则的正四边形，且大小均匀、没有半影。

本发明的飞点形成方法请参阅图4。其中放射源30发出射线场，射线场照射到飞轮31上，大部分射线被阻挡，只有经过曲面槽311的射线形成了一个射线曲面。射线曲面照射到准直器32上，大部分射线被阻挡，只有经过细缝321的射线形成了一个射线束。射线束照射到被检测物34上，射线束在被检测物上的投影即是飞点40。随着飞轮旋转，曲面槽随之周期性地、连续地改变位置，飞点40也随之在垂直的方向上下扫描被检测物34。

本实施例所示的顺序是放射源产生的射线场先经过飞轮，再经过准直器，可是将准直器和飞轮的位置互换对本发明的效果没有影响。

Claims (7)

1.一种用于射线成像的飞点形成装置，该装置主要包括准直器和飞轮，其特征是：该飞轮上至少有一曲面槽。

2.根据权利要求1所述的飞点形成装置，其特征是：该飞轮上的曲面槽可以是一个或多个，当曲面槽为多个时，所有曲面槽沿着飞轮的圆心均匀排列。

3.根据权利要求1所述的飞点形成装置，其特征是：该飞轮上的曲面槽包括一上曲面和一下曲面，上曲面和下曲面之间可以是空心的，也可以填充物质，填充的物质必须允许射线穿透。

4.根据权利要求1所述的飞点形成装置，其特征是：准直器的细缝在飞轮上的投影范围内，当飞轮旋转时，飞轮上的曲面槽始终与入射的射线垂直。

5.根据权利要求1所述的飞点形成装置，其特征是：准直器的细缝在飞轮上的投影范围内，当飞轮旋转时，飞轮上的曲面槽的上曲面始终与经过该曲面槽的最上方的入射射线保持一致，该曲面槽的下曲面始终与经过该曲面槽的最下方的入射射线保持一致。

6.权利要求1至5中任一权利要求所述的飞点形成装置的飞点形成方法，其特征是：放射源产生的射线场先照射到飞轮上，大部分射线被阻挡，只有经过曲面槽的射线通过，形成射线曲面；该射线曲面再照射到准直器上，大部分射线被阻挡，只有经过细缝的射线通过，形成射线束；该射线束再照射到被检测物上，射线束在被检测物上的投影即为飞点。

7.根据权利要求6所述的飞点形成方法，其特征是：放射源产生的射线场先照射到准直器上，大部分射线被阻挡，只有经过细缝的射线通过，形成射线平面；该射线平面再照射到飞轮上，大部分射线被阻挡，只有经过曲面槽的射线通过，形成射线束；该射线束再照射到被检测物上，射线束在被检测物上的投影即为飞点。

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