CN103649734A - 一种用于x射线成像的逐点扫描装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于X射线成像的逐点扫描装置，主要包括：射线源（13）和射线源准直器（14），一旋转机构（15），所述射线源准直器（14）位于所述射线源（13）的出束窗口，所述旋转机构（15）和所述射线源（13）相连，带动所述射线源（13）转动。另外，一种用于X射线成像的逐点扫描方法，包括以下步骤：一旋转机构（15）带动射线源（13）旋转；射线源（13）产生射线；所述射线从出束窗口经过所述射线源准直器（14）射出，落在被检物体上；落在所述被检物体上的所述射线随时间移动，形成逐点扫描。
Description
一种用于 X射线成像的逐点扫描装置和方法 技术领域
本发明涉及一种 X射线成像技术， 包括背散射成像和透射成像， 且尤其 涉及一种用于 X射线成像的逐点扫描装置和方法。 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 31 1， 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 4在图 3的基础上， 做了比较大的改进， 但是， 依 旧存在缺点， 请参考图 5， 图 5是 X射线出射角度和强度的关系图， 和第一个 例子一样， 现有技术中第三个例子的缺点为由于在 X射线的发射扇面上， 存 在着 X射线强度不均匀的问题， 便会造成扫描点的射线强度不一致。 发明内容
本发明解决的问题是现有技术中 X射线成像逐点扫描中 X射线强度不均 匀， 便会造成扫描点的射线强度不一致的问题。
为了实现上述目的， 本发明提供了一种用于 X射线成像的逐点扫描装置， 主要包括： 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， 所述逐点扫描装置还包括一旋转机构， 所述旋转机构和所述射线源 相连， 带动所述射线源转动。
可选的， 所述射线源准直器上设置有至少一个准直孔。
可选的， 所述准直孔的数量为两个、 四个或八个。
可选的， 所述准直孔为圆锥形， 且所述圆锥形的底面朝向外侧。
可选的， 所述旋转机构通过一皮带带动所述射线源的旋转。
为了实现上述目的， 本发明还提供一种用于 X射线成像的逐点扫描方法， 包括以下歩骤： 一旋转机构带动射线源旋转； 射线源产生射线； 所述射线从 出束窗口经过所述射线源准直器射出， 落在被检物体上； 落在所述被检物体 上的所述射线随时间移动， 形成逐点扫描。
可选的， 所述射线源准直器上设置有至少一个准直孔。
可选的， 所述准直孔的数量为两个、 四个或八个。
可选的， 所述准直孔为圆锥形， 且所述圆锥形的底面朝向外侧。
可选的， 所述旋转机构通过一皮带带动所述射线源旋转。
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 发明由于使用旋转机构带动射线源旋转， 从而得以保证在一次扫描中， 照射 到物体上的 X射线源的强度一致， 对后续成像以及物质属性的判别提供更精 确的数据； 本发明在射线源准直器上设置多个准直孔， 避免了射线源旋转一 周才能扫描一次物体的情况， 縮短了扫描周期， 提高了后续成像的精确度。
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 X射线出射角度和强度的关系图。 图 6为本发明一种用于 X射线成像的逐点扫描装置和方法的装置结构示 意图。
图 7为本发明一种用于 X射线成像的逐点扫描装置和方法的方法流程示 意图。 图 8为本发明一种用于 X射线成像的逐点扫描装置和方法的装置局部方 法图。 图 9为本发明一种用于 X射线成像的逐点扫描装置和方法的一实施例的 装置局部方法图。
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 6，图 6为本发明一种用于 X射线成像的逐点扫描装置和 方法的装置结构示意图， 从图上可以看出， 本发明用于 X射线成像的逐点扫 描装置包括： 射线源 13和射线源准直器 14， 射线源 13用于产生射线， 所述 射线源准直器 14位于所述射线源 13的出束窗口， 所述逐点扫描装置还包括 一旋转机构 15， 所述旋转机构 15和所述射线源 13相连， 带动所述射线源 13 转动。 所述射线源准直器 14上设置有至少一个准直孔， 优选的， 所述准直孔 的数量为两个、 四个或八个， 当射线源顺时针旋转时， 如果只有一个准直孔， 射线源旋转一周才能扫描一次物体， 而增加准直孔的数量， 可以縮短扫描周 期。 所述准直孔为圆锥形， 且所述圆锥形的底面朝向外侧， 为的是使得射线 可以最大限度的出射而避免被侧壁干扰。 所述旋转机构 15通过一皮带 16带 动所述射线源的旋转。
正常运转时， 旋转机构 15通过皮带 16带动射线源 13转动， 射线源 13 产生射线， 通过射线源 13的出束窗口， 射入射线源准直器 14内， 后从射线 源准直器 14出射， 在射线源准直器 14的两侧设置两个散射探测器 12， 散射 探测器 12的设置是为了确保观察和记录的记过不被干扰，保证结果的可靠性。 射线出射后， 打在被检物体 11上， X射线照射到物体上就是一个小点。 当 X 射线旋转时， 落在物体上的点就在物体上随时间移动， 形成逐点扫描。 透射 探测器 10位于所述被检物体 11的一侧， 做结果的观察和记录。
接着， 请参考图 7， 图 7为本发明一种用于 X射线成像的逐点扫描装置和
方法的方法流程示意图， 从图上可以看出， 本发明一种用于 X射线成像的逐 点扫描装置和方法的方法包括以下歩骤： 歩骤 21 : —旋转机构带动射线源旋 转， 所述旋转机构通过一皮带带动所述射线源旋转； 歩骤 22 : 射线源产生射 线； 歩骤 23 : 所述射线从出束窗口经过所述射线源准直器射出， 落在被检物 体上； 歩骤 24: 落在所述被检物体上的所述射线随时间移动， 形成逐点扫描。 当射线源顺时针旋转时， 如果只有一个准直孔， 射线源旋转一周才能扫描一 次物体， 当有两个或者多个射线束时， 扫描周期将大大的縮短。
下面请参考图 8和图 9，图 8为本发明一种用于 X射线成像的逐点扫描装 置和方法的装置局部方法图， 图 8中， 射线源准直器 14位于射线源 13的出 束窗口， 射线源准直器 14上设置有一个准直孔 17， 所述准直孔为圆锥形， 且 所述圆锥形的底面朝向外侧， 为的是使得射线可以最大限度的出射而避免被 侧壁干扰。 射线源准直器上设置有至少一个准直孔， 所述准直孔的数量可以 为两个、 四个或八个， 图 9为本发明一种用于 X射线成像的逐点扫描装置和 方法的一实施例的装置局部方法图， 图 9 中， 射线源准直器上设置有两个准 直孔， 准直孔依旧为圆锥形， 且所述圆锥形的底面朝向外侧， 分别通过两个 准直孔的第一射线束 18扫描物体结束后， 就可以用第二射线束 19继续扫描 物体。
通过对 X射线成像的逐点扫描装置和方法的改进， 本发明保证了在一次 扫描中， 照射到物体上的 X射线源的强度一致。 对后续成像以及物质属性的 判别提供更精确的数据。
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 (1)
- 权 利 要 求 书1.一种用于 X射线成像的逐点扫描装置， 主要包括： 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： 所述逐 点扫描装置还包括一旋转机构， 所述旋转机构和所述射线源相连， 带动所述 射线源转动。2.根据权利要求 1所述的用于 X射线成像的逐点扫描装置， 其特征在于: 所述射线源准直器上设置有至少一个准直孔。3.根据权利要求 2所述的用于 X射线成像的逐点扫描装置， 其特征在于: 所述准直孔的数量为两个、 四个或八个。4.根据权利要求 2所述的用于 X射线成像的逐点扫描装置， 其特征在于: 所述准直孔为圆锥形， 且所述圆锥形的底面朝向外侧。5.根据权利要求 1所述的用于 X射线成像的逐点扫描装置， 其特征在于: 所述旋转机构通过一皮带带动所述射线源旋转。6.—种用于 X射线成像的逐点扫描方法， 其特征在于， 包括以下歩骤： 一旋转机构带动射线源旋转；射线源产生射线；所述射线从出束窗口经过所述射线源准直器射出， 落在被检物体上； 落在所述被检物体上的所述射线随时间移动， 形成逐点扫描。7.根据权利要求 6所述的用于 X射线成像的逐点扫描方法， 其特征在于: 所述射线源准直器上设置有至少一个准直孔。8.根据权利要求 7所述的用于 X射线成像的逐点扫描方法， 其特征在于: 所述准直孔的数量为两个、 四个或八个。9.根据权利要求 7所述的用于 X射线成像的逐点扫描方法， 其特征在于: 所述准直孔为圆锥形， 且所述圆锥形的底面朝向外侧。10.根据权利要求 6所述的用于 X射线成像的逐点扫描方法，其特征在于: 所述旋转机构通过一皮带带动所述射线源旋转。
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