CN107320120B - 一种x射线分幅成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种X射线分幅成像装置，该分幅成像装置包括用于将X射线信号转化成图像光信号的成像单元以及将单幅图像光信号分成多幅图像光信号的分幅单元，所述成像单元位于X射线信号的后方，所述分幅单元位于成像单元的后方。与现有技术相比，本发明对X射线信号先进行成像然后分幅，即在单幅图像光信号中进行图像分幅，避免的多个光路成像的视角差异，获得图像的视角完全一致；且通过改变入射方式或者微通道的截面形状获得不同分幅数量的信号图像；另外，本发明成像装置体积较小，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及X射线二维成像技术，具体涉及一种X射线分幅成像装置。
背景技术
X射线成像是X射线诊断中一种常用的技术手段，常用的X射线二维成像技术主要包括：针孔成像技术和曲面反射镜成像技术。针孔成像技术是最为常用的一种X射线成像方法，其特点是构造简单、使用方便，但空间分辨相对较差，收光效率较低。KB显微镜成像技术是曲面反射镜成像技术中具有代表性的技术之一，其原理是使用两块正交的曲面反射镜对X射线进行成像，特点是空间分辨高、收光效率高，但系统复杂，需要大量的时间进行安装和调试。以上两种X射线二维成像技术各有所长，在各类X射线诊断中均有广泛的应用。
在X射线诊断中，往往需要对不同时间的二维图像进行分别测量，以便于观察图像随时间的变化。特别是在超快X射线诊断中，X光源的发光时间仅有纳秒量级，此时就必须使用分幅成像的方法，将光源成像到多个成像面位置，再通过调节不同相面位置的接收器件的曝光时间，最终获得不同时间的信号图像。利用针孔进行分幅成像相对简单，只需在针孔位置放置多个针孔，每一个针孔都会在成像面获得一副X射线信号图像，进而获得多幅图像；利用曲面反射镜进行分幅成像则相对复杂，需要使用多个镜组进行成像，从而获得分幅图像，这对镜组的总体装配提出了很高的要求。
上述两种分幅成像方式，都存在一个无法避免的问题，即：每一幅图像是通过不同的观测角度进行测量获得的，必然存在视角上的差别。这种差别会对实验图像的分析造成很大的影响。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多个图像成像一致的X射线分幅成像装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种X射线分幅成像装置，该分幅成像装置包括用于将X射线信号转化成图像光信号的成像单元以及将单幅图像光信号分成多幅图像光信号的分幅单元，所述成像单元位于X射线信号的后方，所述分幅单元位于成像单元的后方。对X射线信号先进行成像然后分幅，即在单幅图像光信号中进行图像分幅，避免的多个光路成像的视角差异，获得图像的视角完全一致。
所述的成像单元选自针孔或曲面反射镜组中的一种。
所述的分幅单元包括多个呈阵列排布的微通道，所述微通道的内壁为反射面。
所述微通道的横截面为正方形或正六边形。通过改变微通道的截面形状获得不同分幅数量的信号图像，当横截面是正方形时，每个微通道最终最多可获得四幅图像，当采用正六边形时，每个微通道最终最多可获得六幅图像。
所述正方形或正六边形的边长为15～100μm，所述微通道的长度与正方形或正六边形的边长之比为(5～25)：1。长径比大于5:1是为了保证在小角度入射时，有足够的光束被微通道内壁反射，而不是未通过反射直接通过；小于25:1是保证大角度入射时有足够的透过效率，因为反射次数越多，效率越低。
所述反射面的粗糙度≤2nm。
经过成像单元成像后的单幅图像光信号以与微通道轴线呈1～10°的入射角射入微通道，微通道呈长条形，单幅图像光信号以较小的入射角射入微通道内，可以使得整个分幅成像装置的体积小巧。
经过成像单元成像后的单幅图像光信号从微通道的一端射入，且单幅图像光信号中入射经过横截面中心的图像光信号，其在横截面上的投影与横截面的边长相交于边长的中点或边长的端点。例如对于正方形微通道，当相交于中点时，可以得到2个图像，当相交于端点时，可以得到三个或者4个图像，即通过改变入射方式，可以得到不同数量的图像。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
(1)对X射线信号先进行成像然后分幅，即在单幅图像光信号中进行图像分幅，避免的多个光路成像的视角差异，获得图像的视角完全一致；
(2)通过改变入射方式或者微通道的截面形状获得不同分幅数量的信号图像；
(3)本发明成像装置体积较小，使用方便。
附图说明
图1为本发明的分幅单元的结构示意图；
图2为X射线入射信号在微通道一端的投影与正方形或者六边形相交于边的中心的示意图；
图3为X射线入射信号在微通道一端的投影也可以与正方形或者六边形相交于两边的交界点的示意图；
图4为本发明分幅成像装置的原理示意图；
图5为分幅单元的原理示意图。
其中，1为微通道，2为反射面，3为单幅图像光信号，4为投影，5为交点，6为横截面法线方向，7为入射角，8为X射线信号，9为针孔，10为分幅I图像，11为分幅II图像，a为微通道横截面边长，L为微通道长度。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种X射线分幅成像装置，该分幅成像装置包括用于将X射线信号转化成图像光信号的针孔9以及将单幅图像光信号分成多幅图像光信号的分幅单元，分幅单元包括多个呈阵列排布的微通道1，微通道1的内壁为反射面2。针孔9位于X射线信号8的后方，微通道1于针孔的后方。对X射线信号8先进行成像然后分幅，即在单幅图像光信号3中进行图像分幅，避免了多个光路成像的视角差异，获得图像的视角完全一致，具体如图4所示。微通道1的横截面为正方形，具体如图1所示，横截面边长a为50μm，微通道长度L与横截面边长a之比为7：1，反射面的粗糙度≤2nm。
经过成像单元成像后的单幅图像光信号3以与横截面法线方向6呈4°的入射角7射入微通道1，且单幅图像光信号3中入射经过横截面中心的图像光信号，其在横截面上的投影4与横截面边长的交点为横截面边长的中点，如图2所示。单幅图像光信号3在微通道1中的光路示意图如图5所示。最终在微通道后端即可获得两幅无视角差的X光光源信号图像，即分幅I图像10和分幅II图像11。
实施例2
与实施例1类似，不同在于：
微通道长度L为500μm，相应的微通道长径比为10：1入射角7为8°，入射信号3在微通道1一端中心的入射信号的投影与正方形相交于两边的交界点，如图3所示。
在微通道后端即可获得四幅无视角差的X光光源信号图像。
Claims (5)
1.一种X射线分幅成像装置，其特征在于，该分幅成像装置包括用于将X射线信号转化成图像光信号的成像单元以及将单幅图像光信号分成多幅图像光信号的分幅单元，所述成像单元位于X射线信号的后方，所述分幅单元位于成像单元的后方；
其中，所述的分幅单元包括多个呈阵列排布的微通道，所述微通道的内壁为反射面；所述的微通道的横截面为正方形或正六边形，并且所述微通道的长度与正方形或正六边形的边长之比为(5～25)：1；经过成像单元成像后的单幅图像光信号以与微通道轴线呈1～10°的入射角射入微通道。
2.根据权利要求1所述的一种X射线分幅成像装置，其特征在于，所述的成像单元选自针孔或曲面反射镜组中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种X射线分幅成像装置，其特征在于，所述正方形或正六边形的边长为15～100μm，
4.根据权利要求1所述的一种X射线分幅成像装置，其特征在于，所述反射面的粗糙度≤2nm。
5.根据权利要求1所述的一种X射线分幅成像装置，其特征在于，经过成像单元成像后的单幅图像光信号从微通道的一端射入，且单幅图像光信号中入射经过横截面中心的图像光信号，其在横截面上的投影与横截面的边长相交于边长的中点或边长端点。
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