CN102478529A - X射线飞点的形成装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种X射线飞点的形成装置和方法，所述装置包括：射线源和射线源准直器，所述射线源准直器位于所述射线源的出束窗口，所述装置还包括一旋转轴，所述旋转轴位于所述射线源准直器的一侧，所述旋转轴上开有螺旋槽。本发明X射线飞点的形成装置和方法由于避免使用较重的飞轮或是飞盘来屏蔽X射线，从而降低了X射线飞点的形成装置的功率；另外，本发明使用的零件加工简单，安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种X射线成像技术，且尤其涉及一种X射线飞点形成的装置和方法。
背景技术
目前，现有技术中，用于X射线成像的逐点扫描的方法主要有三种，下面，对该三种扫描方法做简单的介绍。
首先，请参考图1，图1为现有技术中X射线成像逐点扫描的装置，图1中，射线源2和左右切轮1相连，所述左右切轮1上沿半径方向均匀布置有准直孔8，射线源固定支撑架6和所述射线源2相连，起支撑作用，电机7位于所述左右切轮1的下方，提供主要动力，两个背散射探测器5，分置于所述左右切轮1的两侧，发射于圆心的射线沿准直孔8形成笔形射线束9射出，射到被检物体3上形成圆形斑点，即飞点，被检物体3的另一侧，放置一透射探测器4对扫描结果进行观察。该方法简单实用，但是在X射线的发射扇面上，存在着X射线强度不均匀的问题，会造成扫描点的射线强度不一致，从而对影响到扫描结果的准确度。
接着，请参阅现有技术中的有关飞点技术的第二个例子。一个X射线源，就像任何一个放射源一样，产生一个能量场，像集中的一束或一个平面。大多数系统用准直器将输出射线限制在一个很窄的平面内。准直器由铅或其他防护材料制成，具有一个很窄的笔直的细缝，X射线正好能通过。每一时刻，只能看见行李很小的一部分；准直器有效的将行李分为很小的笔直区域，或者说扫描线。使用一个探测器阵列将暴露区域（照到的线）分成很多小的部分并产生一个像素图像。使用这种方法，图像（像素）受到阵列探测器数量的限制，尽管横向的结果可以通过改变传送带的速度的方法进行控制。此外，探测器上传感器数量的增加意味者整个系统费用的增加。美国科技工程公司（AS&E）的论文“基于AS&E101ZZ系统的自动爆炸物检查模型”中阐述了一种不同的，更有效的方法获得照射在物体上的不连续的点。有准直器，有防护材料制作的断路飞轮，放置在X射线光路上。飞轮上开有4道细槽，以固定转速旋转。结果是飞轮打断了准直X射线面，形成了一个很细的光束。当飞轮旋转时，光束从底面移动到顶面，扫描一个完整的垂直线。移动的光束形成了一个像素图像，减少了昂贵的传感器阵列。运用了一些大型的光电倍增管。用一个滑动的光束控制水平和竖直结果，使用很少的昂贵的探测器元件降低了系统的费用。该方法虽然降低了成本，但是当飞轮转到一定角度时，飞轮本身已经遮挡了X射线，X射线无法正常工作。
下面，请结合图2，参考现有技术中的第三个例子，图2为现有技术的飞点形成装置的示意图。在名称为“一种用于射线成像的飞点形成装置及方法”的发明专利中，公开了以下内容：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，图4中曲面槽的数量为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。该方法和第三个例子的区别主要是飞轮上的细槽不是直线的，而是曲面的。请参考图3和图4，实际上，当直线槽旋转到图3的位置时，等宽度的直线槽已经遮挡了X射线的通路。当采用曲面槽时，如图4，射线可以顺利通过曲面槽，没有任何的遮挡。图3和图4中的飞点形成装置存在一共同的缺点，由于屏蔽X射线的需要，无论是飞轮或是飞盘，都需要用到大密度的物质，X射线强度越大，所需的飞盘的厚度越厚，同时，满足扫描范围的需要，飞轮或飞盘也要做的很大，这样，随着扫描速度的提高，飞轮或飞盘的转动需要很大的功率。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术中X射线飞点的形成装置和方法中涉及的用于屏蔽X射线的飞轮或飞盘较重从而需要大功率驱动的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种X射线飞点的形成装置，包括：射线源和射线源准直器，所述射线源准直器位于所述射线源的出束窗口，所述装置还包括一旋转轴，所述旋转轴位于所述射线源准直器的一侧，所述旋转轴上开有螺旋槽。
可选的，所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降。
可选的，所述射线源准直器为直线缝准直器。
可选的，所述旋转轴位于所述射线源和所述射线源准直器之间。
可选的，所述射线源准直器位于所述射线源和所述旋转轴之间。
为了实现上述目的，本发明还提供一种X射线飞点的形成装置，包括：射线源和射线源准直器，所述射线源准直器位于所述射线源的出束窗口，所述射线源准直器为一包括直线缝的长方体，所述装置还包括一旋转轴，所述旋转轴设置于所述射线源准直器内，所述旋转轴上开有螺旋槽。
可选的，所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降。
为了实现上述目的，本发明还提供一种形成X射线飞点的方法，包括：射线源产生射线；所述射线经过所述射线源准直器，形成扇面射线；转动旋转轴，所述射线通过旋转轴上的螺旋槽，形成X光束，落在被检物体上。
可选的，所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降。
可选的，所述射线源准直器为直线缝准直器。
为了实现上述目的，本发明还提供一种形成X射线飞点的方法，包括：射线源产生射线；转动旋转轴，所述射线通过所述旋转轴上的螺旋槽，形成X光束；射线经过射线源准直器后，落在被检物体上。
可选的，所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降。
可选的，所述射线源准直器为直线缝准直器。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明X射线飞点的形成装置和方法由于避免使用较重的飞轮或是飞盘来屏蔽X射线，使用带螺旋槽的旋转轴代替，从而降低了X射线飞点的形成装置的功率；另外，本发明使用的旋转轴相对于原先的飞轮或是飞盘，加工简单，安装方便。
附图说明
图1为现有技术中X射线成像逐点扫描的装置。
图2为现有技术的飞点形成装置的示意图。
图3和图4均为现有技术中飞轮转到某一位置的示意图。
图5为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第一实施例示意图。
图6为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第二实施例示意图。
图7为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第三实施例示意图。
图8为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第四实施例示意图。
图9为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第五实施例示意图。
图10为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第六实施例示意图。
图11为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第七实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
首先，请参考图5，图5为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第一实施例示意图。图5中为仅透射探测器接受X射线的信号的情况。如图5所示，射线源准直器11为直线缝准直器，位于射线源10和旋转轴12之间，射线源10出射的X射线20通过直线缝准直器11后形成扇面状，旋转轴12上有螺旋槽13，所述螺旋槽13的深度至能够透过X射线10，透过的X射线10随旋转轴的旋转形成单调上升或下降，目的是使得从直线缝准直器11出射的X射线21通过带螺旋槽13的旋转轴12后，形成一X光束23，该X光束23为笔形X光速，即X光束23落到被测物体15上为一个点，经过被测物体15后出射的X射线24打到透射探测器16上，被透射探测器16接受。由于旋转轴12不断地转动，透过的X射线10随旋转轴的旋转形成单调上升或下降，从而使得落在被测物体15上的X光束23的位置上下运动，形成对被测物体15的扫描，图5中用透射探测器16接受X射线24的信号就能经过处理得到透射图像。
请参考图6，图6为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第二实施例示意图。图6中为仅散射探测器接受背散射的信号的情况。如图6所示，射线源准直器11为直线缝准直器，位于射线源10和旋转轴12之间，射线源10出射的X射线20通过直线缝准直器11后形成扇面状，旋转轴12上有螺旋槽13，所述螺旋槽13的深度至能够透过X射线10，透过的X射线10随旋转轴的旋转形成单调上升或下降，目的是使得从直线缝准直器11出射的X射线21通过带螺旋槽13的旋转轴12后，形成一X光束23，该X光束23为笔形X光速，即X光束23落到被测物体15上为一个点，在被测物体15上散射后，被散射探测器14接受，图6中散射探测器14位于被测物体15射线源10之间。由于旋转轴12不断地转动，透过的X射线10随旋转轴的旋转形成单调上升或下降，从而使得落在被测物体15上的X光束23的位置上下运动，形成对被测物体15的扫描，图6中用散射探测器14接受X射线24的信号就能经过处理得到背散射图像。
请参考图7，图7为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第三实施例示意图。第三实施例和第二实施例基本相同，区别点在于第二实施例是利用背散射，而第三实施例是利用前散射，即将被测物体15放置于射线源和散射探测器14之间，散射探测器14接受X射线的信号就能经过处理得到前散射图像。
请参考图8，图8为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第四实施例示意图。第四实施例是第二实施例和第三实施例的集合，即通过在被测物体15的前后放置探测背散射信号的散射探测器141和探测前散射信号的散射探测器142，散射探测器141和142分别接受X射线的信号就能经过处理得到散射组合图像。
接着，请参考图9，图9为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第五实施例示意图，图9为背散射和透射相结合的情况。射线源准直器11为直线缝准直器，位于射线源10和旋转轴12之间，射线源10出射的X射线20通过直线缝准直器11后形成扇面状，旋转轴12上有螺旋槽13，所述螺旋槽13的深度至能够透过X射线10，透过的X射线10随旋转轴的旋转形成单调上升或下降，目的是使得从直线缝准直器11出射的X射线21通过带螺旋槽13的旋转轴12后，形成一X光束23，该X光束23为笔形X光速，即X光束23落到被测物体15上为一个点，经过被测物体15后出射的X射线24打到透射探测器16上，被透射探测器16接受，经过被测物体15背散射的X射线23打到散射探测器14上，被散射探测器14接受。由于旋转轴12不断地转动，透过的X射线10随旋转轴的旋转形成单调上升或下降，从而使得落在被测物体15上的X光束23的位置上下运动，形成对被测物体15的扫描。通过透射图像和背散射图像的结合，获得最终的图像。
请参考图10，图10为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第六实施例示意图。第六实施例和第五实施例的区别在于射线源准直器11和旋转轴12的相对位置。第六实施例中，从射线源中出射的X射线，先经过旋转轴12上的螺旋槽后，再入射射线源准直器11。
最后，请参考图11，图11为本发明X射线飞点的形成装置和方法的第七实施例示意图。第七实施例和第五实施例的区别亦在于射线源准直器11和旋转轴12的相对位置。第七实施例中，射线源准直器11为一包括直线缝的长方体，制作成为旋转轴12的外壳，旋转轴12设置于所述射线源准直器11内，其它作用和第五实施例中的作用相同。
对应于上述装置，本发明还提供两种形成X射线飞点的方法：
方法一：射线源产生射线；所述射线经过所述射线源准直器，形成扇面射线；旋转轴转动，形成扇面的射线通过旋转轴上的螺旋槽，形成X光束，落在被检物体上。所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降，所述射线源准直器为直线缝准直器。
方法二：射线源产生射线；旋转轴转动，射线通过旋转轴上的螺旋槽，形成X光束；射线经过射线源准直器后，落在被检物体上。所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降，所述射线源准直器为直线缝准直器。
虽然本发明己以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (13)
1.一种X射线飞点的形成装置，包括：射线源和射线源准直器，所述射线源准直器位于所述射线源的出束窗口，其特征在于：所述装置还包括一旋转轴，所述旋转轴位于所述射线源准直器的一侧，所述旋转轴上开有螺旋槽。
2.根据权利要求1所述的X射线飞点的形成装置，其特征在于：所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降。
3.根据权利要求1所述的X射线飞点的形成装置，其特征在于：所述射线源准直器为直线缝准直器。
4.根据权利要求1所述的X射线飞点的形成装置，其特征在于：所述旋转轴位于所述射线源和所述射线源准直器之间。
5.根据权利要求1所述的X射线飞点的形成装置，其特征在于：所述射线源准直器位于所述射线源和所述旋转轴之间。
6.一种X射线飞点的形成装置，包括：射线源和射线源准直器，所述射线源准直器位于所述射线源的出束窗口，所述射线源准直器为一包括直线缝的长方体，其特征在于：所述装置还包括一旋转轴，所述旋转轴设置于所述射线源准直器内，所述旋转轴上开有螺旋槽。
7.根据权利要求6所述的X射线飞点的形成装置，其特征在于：所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降。
8.一种形成X射线飞点的方法，其特征在于，包括：
射线源产生射线；
所述射线经过所述射线源准直器，形成扇面射线；
转动旋转轴，所述射线通过旋转轴上的螺旋槽，形成X光束，落在被检物体上。
9.根据权利要求8所述的形成X射线飞点的方法，其特征在于：所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降。
10.根据权利要求8所述的形成X射线飞点的方法，其特征在于：所述射线源准直器为直线缝准直器。
11.一种形成X射线飞点的方法，其特征在于，包括：
射线源产生射线；
转动旋转轴，所述射线通过所述旋转轴上的螺旋槽，形成X光束；
射线经过射线源准直器后，落在被检物体上。
12.根据权利要求11所述的形成X射线飞点的方法，其特征在于：所述螺旋槽的深度至能够透过X射线，透过的X射线随旋转轴的旋转形成单调上升或下降。
13.根据权利要求11所述的形成X射线飞点的方法，其特征在于：所述射线源准直器为直线缝准直器。
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