CN109074887B - x射线管和伽玛源焦斑调节设备和方法 - Google Patents

x射线管和伽玛源焦斑调节设备和方法 Download PDF

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Abstract

一种设备(112)用于调节辐射源的有效焦斑大小。所述设备可包括多个通道间结构(214)，其中所述多个通道间结构(214)限定从第一表面(218)穿过所述设备到达第二表面(220)的多个通道(216)。所述通道间结构包括第一物质，并且所述通道含有第二物质。所述第一物质相比所述第二物质使辐射较多衰减。所述通道间结构可限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚在焦斑(212)的表面上或附近的位置处。

Description

x射线管和伽玛源焦斑调节设备和方法
技术领域
本公开涉及用于x射线和伽玛射线成像中的设备和方法。
背景技术
x射线管是发射x射线辐射的设备。在许多情形下，x射线管包括封闭阴极和阳极的真空管。阴极发射电子，并且阳极收集所发射的电子。阴极与阳极之间的电压使得跨越从阴极到阳极的间隙的电子加速。当电子撞击阳极时，发射出x射线。从阴极流动到阳极的电子流可被称为电子束或简称为射束。
在电子撞击阳极时产生的x射线穿过真空管并可由x射线检测器检测。位于x射线的路径中的对象可使x射线衰减。因此，x射线检测器在较大衰减的位置处检测到较少x射线，并且在较小衰减的位置处检测到较多x射线。衰减图案形成x射线图像。
电子束不是从阴极到阳极的1维直线。实际上，电子从阴极上的2维或3维区域发射，并撞击阳极的2维或3维区域。因为电子束撞击阳极的2维或3维区域，所以x射线从2维或3维区域发射，而不是从单个0维点发射。
理想上，x射线从单个0维点发射。这将确保x射线检测器的任何部分不会落入半影内。在对象遮挡光源的一部分但不遮挡光源的另一部分时，发生半影。例如，正如在月亮遮挡太阳的一部分时的月食期间发生半影，当对象使来自非点光源的x射线衰减时，可发生半影。半影导致x射线图像的失真，从而对图像质量产生负面影响，其中随着发射x射线的区域增大并在主体被定位得较接近非点光源时，图像质量变差。
因此，已尝试将发射x射线的区域减到最小。通常，这些尝试将电子束聚焦在阳极的小区域上。由电子束撞击并从中发射x射线的小区域可被称为阳极的“焦斑”或辐射源的“焦斑”。将电子束的所有能量聚焦在极小焦斑处可能损坏阳极(例如，通过使阳极上的焦斑过热)。因此，为了实现小焦斑并因此减少半影，电子束的能量必须减小。因此，x射线管的x射线通量输出减少。此x射线通量的减少可限制具有小焦斑的x射线管的应用。例如，由于x射线通量的减少，将具有小焦斑的x射线管用于具有高衰减的一些对象的射线照相可并不实际，这会导致曝光时间的增加。
虽然上文的论述涉及x射线，但相同原理适用于其它类型的辐射，例如，伽玛射线。
发明内容
总的来说，本公开描述用于x射线和伽玛射线成像中的设备和方法。为便于解释，本公开大部分涉及x射线，而其它类型的辐射(例如，伽玛射线或处于电磁辐射的其它频谱带中的射线)可同样适用。如本文所述，一种设备设置在x射线管与将被检验的对象之间。例如，所述设备可设置在x射线管的端口处。所述设备具有源侧表面和对象侧表面。源侧表面面向x射线管，并且对象侧表面面向将被检验的对象。此外，所述设备包括一系列柱结构，其中所述柱结构限定从源侧表面穿过所述设备到对象侧表面的通道。所述通道可由一种或更多种低衰减物质填充，例如，空气、聚合物、碳基材料或其它较低衰减的物质。柱结构可由一种或更多种较高衰减的物质制成或包括一种或更多种较高衰减的物质，例如，钨、铅、铅玻璃或钽。因此，x射线可在无显著衰减的情况下穿过通道，而无法在无显著衰减的情况下穿过柱结构。
所述设备可提供改变或调节焦斑的有效大小而不对x射线管自身作出改型的效果。例如，所述设备可提供较小焦斑大小的效果，而不使焦斑实际上变得较小。所述设备可通过如下方式来提供此效果：阻断由实际焦斑的外部部分发射的x射线光子，同时允许来自实际焦斑的中心区域的x射线光子穿过所述设备。为了实现此效果，所述设备的通道被限定成使得所述通道在其整个过程中与由实际焦斑的中心区域发射的x射线光子的路径对准。因此，从实际焦斑的中心区域发射的x射线光子可穿过所述设备，而从实际焦斑的非中心区域发射的x射线光子由所述设备的柱结构的高衰减物质衰减。
在一个实例中，本公开描述一种用于调节辐射源的有效焦斑大小的设备，所述设备包括：多个通道间结构，限定从第一表面穿过所述设备到第二表面的多个通道，所述通道间结构包括第一物质，所述通道含有第二物质，所述第一物质相比所述第二物质使辐射更大程度地衰减，所述通道间结构限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚。
在另一实例中，本公开描述一种用于调节辐射源的有效焦斑的方法，所述方法包括：将设备定位在辐射源与辐射检测器之间，所述设备包括多个通道间结构，所述多个通道间结构限定从第一表面穿过所述设备到第二表面的多个通道，所述通道间结构包括第一物质，所述通道含有第二物质，所述第一物质相比所述第二物质使辐射较多衰减，所述通道间结构限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚；以及激活跨越从阴极到阳极的间隙而行进的电子束，其中由穿过通道的线的投影覆盖的区域小于阳极上的电子束的焦斑。
在另一实例中，本公开描述一种系统，包括：辐射源，被配置成将辐射朝向对象输送；辐射检测器，被配置成检测辐射；以及用于调节辐射源的有效焦斑大小的设备，所述设备包括：多个通道间结构，限定从第一表面穿过所述设备到第二表面的多个通道，其中所述通道间结构包括第一物质，所述通道包含第二物质，所述第一物质相比所述第二物质使辐射较多程度地衰减，并且所述通道间结构限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚。
一个或更多个实例的细节阐述在附图和下文描述中。其它特征、目标和优点将从说明书、附图以及权利要求书中变得清楚。
附图说明
图1是图示可执行本公开的一种或更多种技术的实例x射线检验设备的框图。
图2是图示根据本公开的一种或更多种技术的具有焦斑调节设备的实例x射线源的概念图。
图3是图示根据本公开的技术的焦斑调节设备的实例剖视图的概念图。
图4是图示根据本公开的技术的焦斑调节设备的实例前视图的概念图。
图5是图示根据本公开的技术的焦斑调节设备的实例后视图的概念图。
图6是图示根据本公开的技术的焦斑调节设备的实例立体图的概念图。
图7是图示根据本公开的技术的调节辐射源的有效焦斑的实例操作的流程图。
图8是图示根据本公开的技术的具有粗糙柱表面和光滑柱表面的叠加组合的焦斑调节设备的实例的图。
图9是图示根据本公开的一种或更多种技术的x射线检验设备的实例横截面图的图。
图10是图示根据本公开的一种或更多种技术的实例焦斑调节设备调整机构的图。
图11是图示根据本公开的一种或更多种技术的耦接到x射线源的焦斑调节设备调整机构的实例视图的图。
图12是图示根据本公开的一种或更多种技术的焦斑调节设备的实例轮廓图的概念图。
图13是图示根据本公开的一种或更多种技术的焦斑调节设备的另一实例轮廓图的概念图。
图14是根据本公开的一种或更多种技术的与伽玛射线源一起使用的焦斑调节设备的实例横截面图。
图15是图示根据本公开的一种或更多种技术的另一实例焦斑调节设备的概念图。
图16是图示根据本公开的一种或更多种技术的实例检验设备的分解图。
图17是图示根据本公开的技术的半球形焦斑调节设备600的概念图。
具体实施方式
图1是图示可执行本公开的一种或更多种技术的实例x射线检验设备100的框图。在图1的实例中，设备100包含x射线源102和x射线检测器104。x射线源102发射x射线106。x射线源102可以例如是x射线管。如图1的实例所示，x射线106可遵循发散路径而从x射线源102发出。x射线检测器104检测x射线，例如x射线源102所发射的x射线。虽然图1以及本公开的剩余部分主要论述x射线，但x射线的论述可适用于其它类型的辐射，例如，伽玛射线。因此，x射线源102可以例如是辐射源，并且x射线检测器104可以例如是辐射检测器。
此外，在图1的实例中，目标对象108设置在x射线源102与x射线检测器104之间。目标对象108可以是受调查对象。例如，目标对象108可以是正被检查缺陷的一件工业设备。随着x射线106穿过目标对象108，目标对象108内的特定结构可相比目标对象108内的其它结构使x射线106较多程度地衰减。因此，x射线检测器104在x射线检测器104上的某些位置处检测到较少x射线辐射，这些位置对应于来自x射线源102穿过目标对象108内的较高衰减的结构的射线。因此，较高衰减的结构在x射线检测器104上投射x射线阴影。
在一些实例中，x射线检测器104包括x射线敏感膜，其中所述x射线敏感膜可显影以产生物理射线照片，所述物理射线照片显露由目标对象108内的较高衰减的结构投射的阴影的图案。在其它实例中，x射线检测器104可产生信号，例如电信号或光信号，该信号代表阴影的图案。在这些实例中，图像处理系统110可处理所述信号以产生显示阴影的图案的电子/数字射线照片。图像处理系统110可包括计算装置，例如，个人计算机、专用计算装置或另一类型的计算装置。
在各种实例中，以各种方式实施x射线检测器104。例如，x射线检测器104可包含平板x射线检测器(FPD)。在其它实例中，x射线检测器104可包含耦接了镜头的闪烁检测器、线性二极管阵列(LDA)或另一类型的x射线检测器。FPD可包含一层闪烁材料，例如，制造在玻璃检测器阵列上的非晶硅上的碘化铯。闪烁体层吸收x射线并发射可见光光子，其中所述可见光光子转而由固态检测器检测。检测器像素大小可以是数十微米到数百微米。在一些实例中，x射线检测器104包括平板x射线检测器。在一些实例中，x射线检测器104的像素大小可处于25微米到400微米的范围中。此外，常见的商用FPD的视野可以是约100mm到500mm。商用FPD可用于需要大视野的应用中。
高分辨率应用可使用耦接了镜头的检测器，其中所述耦接了镜头的检测器使用光学镜头以将所发射的可见光转送到检测器，例如，电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器。在一些实例中，镜头可提供1x到100x的范围中的放大率，因此使有效像素大小介于0.1微米与20微米之间。在一些实例中，在x射线检测器104包括耦接了镜头的检测器的情况下，x射线检测器104的像素大小处于0.1微米到10微米的范围中。此外，在一些实例中，在x射线检测器104包括耦接了镜头的检测器的情况下，视野可以是0.2mm到25mm。
如图1的实例所示，焦斑调节设备112设置在x射线源102与目标对象108之间。在一些实例中，焦斑调节设备112安装到x射线源102上或安装在x射线源102内。在一些实例中，焦斑调节设备112形成x射线源102的另一部件(例如x射线源102的屏蔽材料)的整体部分。在一些实例中，焦斑调节设备112是可移动的、可移除的和/或可替换的。如下文更详细地描述，焦斑调节设备112可提供的效果是改变或调节x射线源102的x射线管的焦斑的有效大小而不对x射线管自身进行改型。
如下文详细地描述，焦斑调节设备112可调节x射线管或伽玛射线源的有效焦斑，同时移除从x射线管或伽玛射线源发射的散射辐射。焦斑调节设备112可包括格栅状结构，其中所述格栅状结构限定多个通道以及与之相邻的通道间结构，所述多个通道包括空气或实质上低衰减材料，所述通道间结构包括实质上高衰减材料。在一些实例中，焦斑调节设备112可设置用于进一步调节电子束的有效焦斑以及移除固定图像格栅图案的运动机构。还提供用于对准焦斑调节设备112以优化射束输出的方法。焦斑调节设备112的使用可提高通过给定的x射线管或伽玛射线源产生的图像的空间分辨率和对比度灵敏度。
可按各种设定应用焦斑调节设备112。例如，焦斑调节设备112可应用到用于工业、医疗和其它行业中的x射线和伽玛射线系统，在固定位置的设备和便携式设备中均可。此外，焦斑调节设备112可与静态阳极管以及旋转阳极管一起使用，并且可与密封管和开放真空管一起使用。
图2是图示根据本公开的一种或更多种技术的具有焦斑调节设备112的x射线源102的实例的概念图。图2是仅出于解释的目的来提供并且不打算示出部件的比例或理想形状。
在图2的实例中，x射线源102包括壳体198。壳体198可包括屏蔽材料以阻断x射线在不希望的地方从x射线源102射出。壳体198可由各种材料构造而成，例如，钢、铅、钨、钽或其它金属或材料。虽然钢、铅、钽或钨可用于壳体198中以屏蔽x射线，但其它材料也可适用于壳体198，特别是在使用伽玛射线或其它频带的电磁辐射而不是来自x射线源的x射线情况下。例如，壳体198可包括金属陶瓷管。壳体198限定封闭的内部空间204。内部空间204可实质上排空，以使得真空存在于壳体198的内部空间204中。壳体198的内部空间204含有阴极206和阳极208。阴极206在本文中也可称为“细丝”。阴极206发射电子210的射束(虚线)，并且阳极208收集所发射的电子。本公开也将电子210的射束称为电子束210。当电子束210的电子撞击阳极208时，阳极208发射x射线(小点构成的线)。
较低衰减的材料的窗口200(即，射束端口)被限定在壳体198中以允许x射线从x射线源102的内部发射。在图2的实例中，窗口200与焦斑调节设备112对准。
如图2的实例所示，电子束210的电子撞击阳极208的多维区域，在本公开中被称为焦斑212。在常规焦斑管(即，具有>400μm的焦斑的x射线管)、迷你焦斑x射线管(介于100μm与400μm之间)以及伽玛射线源的应用中，几何放大率实质上受焦斑(射线的原点)的大小限制。在本公开中，焦斑的大小的测量值的指示(例如，400μm)表示如制造商所定义的焦斑的测量值，例如，焦斑的最长尺寸。如本公开中别处所述，因为焦斑212并非单个几何点，所以可在射线照片中发生半影。因此，当使用这些常见管设计之一(例如，常规焦斑管设计或迷你焦斑管设计)或伽玛射线源时，几何放大率可由于焦斑大小而受几何不清晰度(例如，半影)限制。
x射线管的常规配置可通过各种技术来控制焦斑，例如，控制电子发射极细丝大小、电子束的聚焦、对电子束进行削减和/或准直、调整电子束撞击目标(例如，阳极208)时目标的角度和前述技术的任一组合。一些x射线管通过管功率的增大来持续使电子束散焦。此外，“可变焦”管可递增地调整电子束的聚焦以产生多个焦斑。此外，一些x射线管配备多个细丝(通常具有不同大小)以从单个x射线管产生多个焦斑。伽玛射线源以各种大小出现，这是用于限定其焦斑大小的主要因素。
在图2的实例中，焦斑调节设备112主要设置在x射线源102的壳体198外。然而，在其它实例中，焦斑调节设备112可主要或完全在壳体198内。焦斑调节设备112包括一组柱结构214。柱结构214限定通道216，该通道216从焦斑调节设备112的源侧表面218穿过焦斑调节设备112到焦斑调节设备112的对象侧表面220。因此，柱结构214可被称为通道间结构。为了简单起见，图2的实例仅示出四个通道。然而，柱结构214可限定多得多的通道，其中这些通道可按规则或随机图案间隔开并布置。
通道216可填充有一种物质，这种物质对x射线具有相对低的衰减。例如，通道216可含有空气或另一物质。然而，柱结构214可由另一物质制成，这种物质对x射线具有相对高的衰减。例如，柱结构214可由高密度材料制成，例如，钨、铅、铅玻璃或钽。因为通道216含有低衰减物质，而柱结构214包括高衰减物质，所以x射线可能够穿过通道216并可由柱结构214衰减。
柱结构214限定通道216，以使得通道216从对象侧表面220到源侧表面218向内倾斜，以使得经过通道216的中心线的概念线也经过焦斑212内的区域。因此，概念线可汇聚在焦斑212的表面上或附近(例如，在所述表面后)的位置处。本公开可将焦斑212内的区域称为有效焦斑222。因此，有效焦斑222可以是焦斑212的子区域。换句话说，由通道的投影覆盖的区域小于电子束在阳极上形成的焦斑。
由于通道216的角度，焦斑222在有效焦斑222外的那些部分所发射的x射线不大可能在未被柱结构214衰减的情况下从源侧表面218穿过通道216到达对象侧表面220。例如，x射线226由焦斑212在有效焦斑222外的那部分发射，而x射线228以相同角度从有效焦斑222内发射。如图2的实例所示，x射线228能够在无显著衰减的情况下穿过通道216之一，而射线226无法如此。因此，从焦斑调节设备112的对象侧表面220发出的x射线主要从有效焦斑222内发射，而从有效焦斑222外发射的x射线实质上被阻断。
不同焦斑调节设备可用于取得不同大小的有效焦斑。例如，当穿过由特定焦斑调节设备限定的通道的概念线与焦斑212的较小区域相交时，可通过特定焦斑调节设备取得较小的有效焦斑。因此，有效焦斑的大小可以根据通道的角度、通道的长度以及焦斑调节设备与焦斑212相距的距离而改变。因此，通过更换与x射线源102一起使用的不同焦斑调节设备，用户能够调节焦斑212的有效大小。换句话说，使用焦斑调节设备112，x射线源102的有效焦斑可通过准直开口(即，通道216的开口)的大小、准直开口和柱结构214的发散角度及其原点大小的组合来调节。
因此，焦斑调节设备112可使得能够改变或调节装置自身外的现有x射线管或伽玛源的焦斑大小，而不对管或源的内部设计或操作进行任何修改。焦斑调节设备112的各种配置可提供小于制造商的指定焦斑的有效焦斑，因此扩大常规焦斑x射线管和迷你焦斑x射线管以及伽玛射线源的几何放大能力。如上文所论述，焦斑调节设备112可通过使用来自标准焦斑(例如，焦斑212)的外部部分的不希望的x射线光子的削减来减少半影。通过使用焦斑调节设备112改变射束锥的大小和发散角，可对实质(有效)焦斑进行调整，将其调整到较小或较大原点直到原始制造商的焦斑大小。焦斑调节设备112的格栅结构可被制造成与各种期望射束锥的大小和角度相匹配。通常，期望的焦斑大小与格栅的柱大小和深度以及射束发散角和原点大小相匹配以产生代表期望焦斑的特性的射束。可通过较小柱大小、较大柱深度和/或厚度以及具有准直结构的较小中心点的较陡射束准直发散角来减小实质焦斑(例如，有效焦斑222)。此外，可通过将焦斑调节设备112定位得较接近焦斑212来减小实质焦斑。对于较大的有效焦斑，可以实现相反的情况。被设计成接近焦斑212而使用的焦斑调节设备可具有更极端的通道角度。例如，被定位成在焦斑调节设备的源侧表面与窗口200之间具有1/2英寸间隙的焦斑调节设备以及以更极端的柱角度被定位成在焦斑调节设备的源侧表面与窗口200之间具有1/8英寸间隙的另一焦斑调节设备可净得(net)较小的实质焦斑。移动焦斑调节设备移动以使其较接近窗口200而不改变柱角度也可减小虚拟焦斑大小。运动系统232可被配置成将设备朝向或远离辐射源的阳极移动以调整有效焦斑大小。
此外，从焦斑212发射的一些x射线从x射线源102内的表面(例如，壳体198)散射。也就是说，应理解，x射线管和伽玛源从x射线管和伽玛源、屏蔽物、相机内以及x射线管的射束端口附近产生散射辐射。例如，在图2的实例中，x射线230从壳体198散射。所散射的x射线可减小射线照片的对比度。此外，当应用几何放大时，图像清晰度可受此散射辐射的负面影响。因为所散射的x射线可在随机角度下到达焦斑调节设备112的源侧表面218，所以大多数所散射的x射线将不会干净利落地穿过通道216，而是相反由柱结构214衰减。因此，焦斑调节设备112的设计可提供x射线束的连续多端口准直，从而使来自x射线源102的内部空间204(例如，真空室)内的散射辐射的大部分以及x射线源102的内部空间204外的散射辐射或来自x射线源102的射束端口、外部屏蔽物和外壳的源的散射辐射衰减。因此，焦斑调节设备112可具有如下增加的益处：通过减小所散射的x射线的效果来增大射线照片的对比度和清晰度。
柱结构214可使从有效焦斑222内发射的一些x射线衰减。因此，焦斑调节设备112自身可在x射线检测器104上投射阴影。例如，如果柱结构214限定通道的格栅图案，那么格栅图案可显现在射线照片内。为了应对这种情况，运动系统232可被配置成移动焦斑调节设备112，以使得柱结构214不会在x射线检测器104上的相同位置处连续投射阴影。例如，运动系统232可被配置成使焦斑调节设备112旋转。因此，运动可用于辅助图像内的固定图案的移除以及用于进一步焦斑调节。在一些实例中，图像内的固定图案也可通过常见减法方法来移除。在此减法方法中，与由焦斑调节设备112阻断的区域对应的像素值可具有相对低的亮度值。因此，为了进行补偿，可从这些像素值减去一些值，或可按其它方式调整这些像素值。在需要焦斑调节设备112运动的情况下，所述运动可通过机械、电气、声学、磁性、压电、气动和液压方法来提供，所述运动包含(但不限于)旋转、章动和摆动。在便携式应用中，焦斑调节设备112的运动可使用电池或其它电源以及纯机械驱动机构，例如，弹簧张力、气动和液压运动产生系统。在图2的实例中，运动系统232位于壳体198外。在其它实例中，运动系统232位于壳体198内或部分地位于壳体198内且部分地位于壳体198外。
通过向装置提供运动，其中所述运动具有如期望焦斑和准直开口的大小所限定的可变偏移移位，可进一步使用焦斑调节设备112来调节有效焦斑。例如，一种机构可使焦斑调节设备112(在存在操纵或不存在操纵的情况下)成角度地倾侧或倾斜以针对具体开口间隔大小而产生更进一步的焦斑减小。换句话说，所述机构可使焦斑调节设备112倾侧或倾斜以调整有效焦斑大小。如本公开中别处所指出的，相对于实际焦斑改变焦斑调节设备112的位置可改变有效焦斑的大小。
通道216的开口可由焦斑调节设备112限定以使其具有各种形状。例如，焦斑调节设备112可限定通道216的开口(或柱结构214)以使其具有圆形、正方形、三角形、六边形或其它几何形状或几何形状的组合以潜在地优化对开口图案的屏蔽。通道216的开口的图案或柱结构214的图案可彼此对应地改变，以针对不同运动配置和图像固定图案减小而提供最佳的开口与柱结构比率。例如，孔和/或壁大小可贯穿设备的厚度而改变。在一个实例中，柱结构214可将源侧表面218处的通道216的开口限定为比对象侧表面220处的通道216的开口更宽，或反之亦然。更一般来说，柱结构214可将焦斑调节设备112的第一表面处的通道216的开口限定为比焦斑调节设备112的第二表面处的通道216的开口更宽。处于外部的、焦斑调节设备112的对象侧表面220可以是圆形、正方形或另一几何形状以优化具有给定管/源设计的实施方式并且针对给定的检测器大小和/或形状而优化射束输出。对于减少视野的场合，可结合进一步的射束削减/阻断准直来使用焦斑调节设备112，从而进一步移除管/源散射以及移除产生主射束光子的散射。
在一些实例中，焦斑调节设备112可进一步制造有多层不同准直开口配置以提供有效焦斑222的进一步调整。此外，针对较高能量的应用，焦斑调节设备112的厚度/深度可增大，并且屏蔽柱结构214的厚度也增大，以提供不希望的较高能量的x射线光子的进一步衰减。
如本公开中别处所论述，随着电子束210聚焦到阳极208的较小区域上，可跨越阴极206与阳极208之间的间隙而施加的电压减小。这是因为，如果电压保持恒定，那么由电子束210施加在阳极208的每平方单位的表面区域的能量将增大。在小区域中接收过多能量可能损坏阳极208。因此，随着焦斑212的大小减小，电压并且因此功率可被迫减小。随着电压减小，阳极208的x射线通量输出减小。在此上下文中，通量表示每单位时间发射的辐射能量。
因此，应理解，微焦斑管(例如，具有小于100μm的焦斑的x射线管)
设计通常功率有限，并且因此无法产生迷你焦斑管(介于100μm与400μm之间的焦斑)和常规焦斑管(大于400μm的焦斑)的x射线通量输出。焦斑调节设备112可使常规x射线管(例如，具有常规x射线管的功率)能够产生范围从常规焦斑、迷你焦斑到微焦斑的焦斑，因此通过较大范围的几何放大应用而显著增加x射线管的有效用途，同时保持在高功率应用中起作用的能力。此外，针对制造应用，一些微焦斑管相比迷你焦斑管和常规焦斑管贵很多且通常较不稳定。这通常是因其开放真空设计以及支持开放真空设计的额外部件所致。高于225kv的开放真空设计微焦斑管尤其如此。因此，焦斑调节设备112的使用可提供微焦斑管或迷你焦斑管的效果，而不存在实际微焦斑管或迷你焦斑管的显著成本增加。
此外，应理解，许多x射线管跨越焦斑的不同位置具有变化的x射线光子强度。焦斑调节设备112可使得能够选择较大焦斑的较小“热点”区域，以针对减小的焦斑区域而提供最高x射线通量输出的最佳位置。这也可提供较一致的焦斑形状和输出强度。可结合此装置而使用单焦斑管和多焦斑管。在多焦斑管的状况下，可重新定位焦斑调节设备112，或可在不同位置处使用不同焦斑调节设备以利用x射线管的不同焦斑。此外，许多小焦斑管设计使用极端的目标角以产生较小焦斑。极端目标角的使用可导致失真的焦斑形状、光子分布的可变性以及广泛性痊愈效果，这导致x射线通量输出的可变性以及不同方向上的空间分辨率的可变性。焦斑调节设备112能够使用具有不太极端的目标角的管设计以产生范围从常规焦斑到微焦斑的焦斑，同时产生较均匀的射束形状和较均匀的x射线光子分布。例如，焦斑调节设备112可通过常规大小的焦斑所特有的目标角(例如，30度)而实现迷你焦斑大小的有效焦斑或微焦斑大小的有效焦斑。
可按各种方式制造焦斑调节设备112。例如，可使用3D打印、金属粉末、微加工、蚀刻、电铸、激光钻孔、粉末成形和其它制造方法来制造焦斑调节设备112。在各种实例中，焦斑调节设备112可被制造为单个部件或可分制造成多个部件并如制造方法所定义那样被组装。
如上所述，x射线管的一些常规配置通过调整目标(例如，阳极208)的角度而减小焦斑。调整目标的角度可产生负面副作用，由此跨越目标的焦斑变得不均匀。例如，焦斑的形状可能不均匀。例如，焦斑可能是椭圆形的，或具有从本该是正方形的焦斑的拐角开始的翼状延伸部。在另一实例中，焦斑的强度可能不均匀。例如，焦斑的一些部分可相比焦斑的其它部分输出更多的辐射。不均匀焦斑或其它影响可在射线照片内产生不清晰状况，这种不清晰状况从目标的阳极侧到阴极侧不断变化。根据本公开的技术，焦斑调节设备112中的通道结构大小可成比例地改变以抵消焦斑的变化。因此，柱结构214(即，通道间结构)可限定通道216，以使得通道216的直径从焦斑调节设备112的一侧(例如，较接近阴极206的一侧)到焦斑调节设备112的相对侧(例如，较接近阳极208的一侧)缩窄。例如，较接近阴极206的通道可小于较接近阳极208的通道。这可用于使穿过焦斑调节设备112的光子的分布变得均匀。以此方式，通道间结构限定通道以使得通道的直径改变以补偿已知会导致焦斑的不清晰状况的改变的影响(例如，不均匀性)。改变通道结构大小也可通过利用焦斑调节设备112的改变的厚度来实现以抵消焦斑。例如，较接近阴极206的通道可比较接近阳极208的通道长。因此，光子不大可能成功地穿过较接近阴极206的通道。这可帮助跨越整个焦斑使焦斑均衡，从而跨越射线照片产生均匀的不清晰量以及跨越射线照片产生相等的空间分辨率。在这些实例中的任一个中，运动系统232可使焦斑调节设备112摆动以防止以某些角度从有效焦斑发出的光子始终被焦斑调节设备112阻断。
图3是图示根据本公开的技术的焦斑调节设备112的实例剖视图的概念图。在图3的实例中，通道216被示出为从焦斑调节设备112的源侧表面218延伸到对象侧表面220的白色区域。此外，在图3的实例中，柱结构214被示出为阴影区域。
图4是图示根据本公开的技术的焦斑调节设备112的实例前视图的概念图。换句话说，图4图示焦斑调节设备112的实例，其中示出源侧表面218。在图4的实例中，通道216的开口被示出为小圆。
图5是图示根据本公开的技术的焦斑调节设备112的实例后视图的概念图。换句话说，图5图示焦斑调节设备112的实例，其中示出对象侧表面220。在图5的实例中，通道216的开口被示出为小圆。应注意，由于通道216从源侧表面218到对象侧表面220的扩展路径，相比在图4中，通道216的开口覆盖较宽区域。
图6是图示根据本公开的技术的焦斑调节设备112的实例立体图的概念图。在图6的实例中，焦斑调节设备112的直径从源侧表面218到对象侧表面220增大。在图6的实例中，通道216的开口在源侧表面218上被示出为小圆。尽管焦斑调节设备112在图6的实例中被示出为具有平坦对象侧表面220和平坦源侧表面218，但对象侧表面220和/或源侧表面218可以是凸出的或凹入的。因此，以下情形中的至少一个可适用于焦斑调节设备：焦斑调节设备112的第一表面(例如，源侧表面218)是凹入的，或焦斑调节设备112的第二表面(例如，对象侧表面220)是凸出的。焦斑调节设备112的前述凹表面和凸表面实现穿过焦斑调节设备112中的多个通道216的相等的行进距离。
图7是图示根据本公开的技术的调节辐射源的有效焦斑的实例操作的流程图。在图7的实例中，用户或装置可将设备(例如，焦点调节设备112)定位在辐射源与辐射检测器之间(300)。所述设备可包括多个通道间结构，其中所述多个通道间结构限定从第一表面穿过所述设备到达第二表面的多个通道。所述通道间结构包括第一物质。所述通道含有第二物质。在此实例中，所述第一物质相比所述第二物质使辐射较多衰减，并且所述通道间结构限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚。例如，穿过各个通道的这些概念线可在空间中汇聚在同一点。此外，所述装置(例如，x射线源102)可激活跨越阴极(例如，阴极206)与阳极(例如，阳极208)之间的间隙而行进的电子束(302)。例如，所述装置可跨越阴极与阳极之间的间隙而施加电压，以使得电子束跨越从阴极到阳极的间隙而行进。在此实例中，由穿过通道的线的投影覆盖的区域小于电子束在阳极上的焦斑。在一些实例中，例如，在使用伽玛射线源时，可省去动作(302)。此外，在图7的实例中，辐射检测器(例如，x射线检测器104(图1))可检测已穿过通道的辐射(304)。辐射检测器可按本公开中别处的实例所述的方式检测辐射。
图8是图示根据本公开的技术的具有粗糙柱表面和光滑柱表面的叠加组合的焦斑调节设备112的实例的图。在图8的实例中，焦斑调节设备112包括一组柱结构314。柱结构314限定从焦斑调节设备112的源侧表面318穿过焦斑调节设备112到达焦斑调节设备112的对象侧表面320的通道316。
在一些实例中，通道316的表面光洁度可影响光子的散射和衰减。例如，光滑表面可导致光子折射，从而导致接收器侧上的较高光子数。粗糙表面可使额外光子衰减，从而导致接收器侧上的较低光子数。所述设备内的粗糙柱表面与光滑柱表面两者的叠加组合可产生增强的结果。因此，如图8的实例使用虚线所示，较接近源侧表面318的通道316的表面相对光滑。相比通道较接近源侧表面318的表面，通道316较接近对象侧表面320的表面是粗糙的。因此，在图8的实例中，对于通道316中的至少一个，柱结构314(即，通道间结构)限定通道，以使得通道的内表面的第一区段比通道的内表面的第二区段更光滑。
图9是图示根据本公开的一种或更多种技术的x射线源102的实例横截面图。如图9的实例所示，x射线源102包含壳体198和运动系统232。如先前所论述，运动系统232可被配置成移动焦斑调节设备112，以使得柱结构214不会在x射线检测器104上的相同位置处连续投射阴影。此外，运动系统232可被配置成针对期望的有效焦斑大小而准确地定位焦斑调节设备112。
图10是图示根据本公开的一种或更多种技术的实例焦斑调节设备调整机构350的图。在图10的实例中，机构350包含六个致动器352A到352F(统称为“致动器352”)。致动器352的活塞耦接到机构350的接头构件354A到354C(统称为“接头构件354”)。接头构件354中的每一个可耦接到机构350的套环构件356。虽然在图9的实例中未图示，但焦点调节设备(例如，焦点调节设备112)可安装到套环构件356的内环358。
致动器352的活塞可延伸或缩回以移动接头构件354并因此移动套环构件356。因此，致动器352的活塞的运动可使安装到套环构件356的焦斑调节设备移动。例如，致动器352A和352D的活塞的延伸或缩回可水平地移动套环构件356。致动器352B、352C、352E和352F的活塞的同时发生的延伸或缩回可使套环构件356朝向或远离焦斑移动。致动器352B和352F的活塞的延伸，伴随着致动器352C和352E的活塞的缩回，可使套环构件356垂直向下移动。致动器352C和352E的活塞的延伸，伴随着致动器352B和352F的活塞的缩回，可使套环构件356垂直向上移动。以此方式，致动器352可以多达6个自由度调整焦斑调节设备112的位置。
闭环控制系统(例如，图像处理系统110(图1))可用于控制焦斑调节设备112的移动，以确保焦斑调节设备的正确定位。例如，闭环控制系统可将信号输出到机构350以将焦斑调节设备112定位在距阳极208相对远的位置处。此外，控制系统可确定此位置处穿过焦斑调节设备112的x射线的通量。在此实例中，控制系统可接着将信号输出到机构350以将焦斑调节设备112移动得较接近阳极208。控制系统可接着再次确定通量。在此实例中，所述通量可随着焦斑调节设备112越来越接近阳极208而持续增大，直到焦斑调节设备112过于接近阳极208为止。控制系统可接着使焦斑调节设备112逐步返回到与最大所检测通量相关联的位置。控制系统可针对垂直方向和水平方向而重复此过程。以此方式，控制系统可执行定位焦斑调节设备112的自动化过程。在正确地定位焦斑调节设备112之后，焦斑调节设备112可保持锁定在适当位置中以供使用。在一些实例中，可在使用光(而不是x射线)的台式工作站和足够准确的控制系统(开放的或封闭的)完成对准。在开放的控制系统的实例中，人类操作员可进行调整。
在一些实例中，焦斑调节设备112可被移除并重新插入到套环构件356中，而套环构件356保持在固定位置处。因此，可更换不同的焦斑调节设备，而套环构件356保持在固定位置处。例如，可更换不同的焦斑调节设备以实现不同的有效焦斑大小。
图11是图示根据本公开的一种或更多种技术的耦接到x射线源102的焦斑调节设备调整机构350的实例视图。在图10的实例中，机构350耦接到支架370A、370B(统称为支架370)。在一些实例中，支架370耦接到x射线源102。在一些实例中，支架370并未直接耦接到x射线源102，而是可耦接到另一结构(未示出)以使得支架370相对于x射线源102维持一致的位置。例如，耦接到支架370A的板372可用于将支架370A安装到此结构。
图12是图示根据本公开的一种或更多种技术的焦斑调节设备112的实例轮廓图的概念图。如图12的实例所图示，焦斑调节设备112具有凹入的内表面400和突出的外表面402。如图13所示，内表面400在三维方向上凹入，以使得内表面400呈碗状。同样，如图12所示，外表面402在三维方向上凸出，以使得外表面402呈圆拱状。
以此方式，对于以不同角度穿过焦斑调节设备112的x射线来说，穿过焦斑调节设备112的通道的长度可相同。换句话说，所有通道可具有相同长度。相比之下，应注意，在图3的实例中，较高角度(即，较远离中心)的通道比较低角度(即，较接近中心)的通道更长。在图12和图13的实例中，使通道长度均衡可帮助使以各种角度穿过焦斑调节设备的光子的数量均衡，从而潜在地导致从焦斑调节设备112的外表面402发出的光子的更均等的分布。
图14是根据本公开的一种或更多种技术的与伽玛射线源452一起使用的焦斑调节设备450的实例横截面图。在图14的实例中，伽玛射线源452包括辐射屏蔽物454和伽玛辐射源456。伽玛辐射源456可包括放射性材料，例如，铱-192。此外，辐射屏蔽物454中限定孔腔456。在图14的实例中，孔腔458具有截头锥形的形状。伽玛辐射源456定位在孔腔458的底部处。焦斑调节设备450定位在孔腔458的外缘处，或较接近孔腔内的伽玛辐射源456。如同本公开中别处所述的焦斑调节设备112，在焦斑调节设备450中限定通道。焦斑调节设备的通道对准以汇聚在伽玛辐射源456上或伽玛辐射源456内的焦斑处。因此，焦斑调节设备112可用于产生比伽玛辐射源456的整个表面更小的焦斑。如同本公开中别处所述的机构，焦斑调节设备112可通过如图10所示的类似构件来安装和调整。
图15是图示根据本公开的一种或更多种技术的另一实例焦斑调节设备500的概念图。在本公开的其它实例中，穿过焦斑调节设备的辐射是锥状的。然而，本公开的技术不限于此。实际上，穿过焦斑调节设备500的辐射可以是扇状的或盘状的，其角度高达360°。在图15的实例中，焦斑调节设备500是圆柱形的，并且辐射可按具有360°的角度的盘状图案穿过焦斑调节设备500。在其它实例中，可使用90°、180°的角度或大于0°并小于或等于360°的任何其它角度。辐射源502沿着圆柱体的中心轴线设置在某一位置处。辐射源502可包括伽玛射线源，例如，铱-192。
焦斑调节设备500包括一组柱结构504。柱结构504限定穿过焦斑调节设备500的通道506。为了看起来简单，在图15和图16中仅针对少量的柱结构504和通道506提供附图标记。此外，为了简单起见，图15的实例仅示出24个通道，并且图1仅输出单排通道。然而，柱结构504可限定许多其它通道。通道506可填充有对x射线由具有相对低的衰减的物质。例如，通道506可含有空气或另一物质。柱结构504可由对x射线具有相对高的衰减的物质制成。例如，柱结构504可由高密度材料制成，例如，钨、铅、铅玻璃或钽。因为通道506含有低衰减物质，而柱结构504包括高衰减物质，所以x射线可能够穿过通道506并可由柱结构504衰减。
柱结构504限定通道506，以使得通道506从对象侧表面510到源侧表面508向内倾斜，以使得穿过通道506的中心线的概念线汇聚在辐射源502内的单个位置处或附近的位置。例如，通道506的中心线可汇聚在辐射源502的中心处或附近。如箭头512所示，由于通道506的角度，除了与通道506的中心线对准的点之外，辐射源502的其余部分发出的辐射不大可能在未由柱结构504衰减的情况下从源侧表面508穿过通道506到达对象侧表面510。因此，有效的辐射源可小于辐射源502的实际大小。这可提高空间分辨率和对比度灵敏度。如图14所示，源侧表面508(即，面向穿过通道506的线收敛的点的表面)是圆柱形的。
此外，在图15的实例中，辐射检测器514可设置在焦斑调节设备500外侧。在一些实例中，辐射检测器514包括辐射敏感膜或电子辐射检测器。将被检验的对象可定位在焦斑调节设备500与辐射检测器514之间。在检验可在焦斑调节设备500与辐射检测器514之间滑动的圆柱形对象(例如，管材和管道)时，图15的设置可能特别有用。例如，在检测管道中的焊缝(特别是，环形焊缝)时，图15的设置是有用的。
在一些实例中，运动系统(未示出)可旋转或以其它方式移动焦斑调节设备500，以使得焦斑调节设备的柱结构504不会在辐射检测器514上的相同位置处连续投射阴影。
图16是图示根据本公开的一种或更多种技术的实例检验设备550的分解图。检验设备550包含图15的焦斑调节设备500。辐射源502设置在焦斑调节设备500内。将被检验的对象552可同心地设置在焦斑调节设备500外侧。此外，为了简单起见，辐射检测器514被示出为同心地设置在对象552外侧的单个检测器。检测器可以是圆柱形的、平坦的、弯曲的、长方形的或任何其它的形。虽然图16的实例未示出，但辐射屏蔽物可同心地设置在辐射检测器514外侧。
图17是图示根据本公开的技术的半球形焦斑调节设备600的概念图。如图17的实例所示，焦斑调节设备600是半球形的。在类似实例中，焦斑调节设备可以是完整球形的，或可以是其它球体部分、球体楔切部或球体区段。焦斑调节设备600可结构上类似于本公开中别处所述的焦斑调节设备。例如，通道可限定在焦斑调节设备600中，以使得穿过通道的线的角度汇聚在辐射源602内的位置处。这可具有提供较小有效焦斑的类似效果。
以下段落描述本公开的技术的各种实例。
实例1.一种用于调节辐射源的有效焦斑大小的设备，所述设备包括：多个通道间结构，限定从第一表面穿过所述设备到第二表面的多个通道，所述通道间结构包括第一物质，所述通道含有第二物质，所述第一物质相比所述第二物质使辐射较多衰减，所述通道间结构限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚。
实例2.实例1的设备，其中存在以下情形中的至少一个：所述第一表面是凹入的，或所述第二表面是凸出的。
实例3.实例1到2中任一项的设备，其中所述通道全部是相同长度的。
实例4.实例1到3中任一项的设备，其中所述通道间结构限定所述通道，以使得所述通道的直径改变以补偿电子束的焦斑的不均匀性。
实例5.实例1到4中任一项的设备，其中针对所述通道中的至少一个，所述通道间结构限定所述通道，以使得所述通道的内表面的第一区段比所述通道的所述内表面的第二区段更光滑。
实例6.实例1到5中任一项的设备，其中所述通道间结构将所述设备的第一表面处的所述通道的开口限定为比所述设备的第二表面处的所述通道的开口更宽。
实例7.实例1到6中任一项的设备，其中所述辐射是x射线辐射或伽玛射线辐射。
实例8.实例1到7中任一项的设备，其中所述设备的与穿过所述通道的所述线汇聚的点相朝向的表面是圆柱形的。
实例9.一种调节辐射源的有效焦斑的方法，所述方法包括：将设备定位在所述辐射源与辐射检测器之间，所述设备包括多个通道间结构，所述多个通道间结构限定从第一表面穿过所述设备到达第二表面的多个通道，所述通道间结构包括第一物质，所述通道含有第二物质，所述第一物质相比所述第二物质使辐射较多衰减，所述通道间结构限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚；以及通过所述辐射检测器来检测已穿过所述通道的辐射。
实例10.实例9的方法，还包括：激活跨越从阴极到阳极的间隙而行进的电子束，其中由穿过所述通道的所述线的投影覆盖的区域小于所述电子束在所述阳极上形成的的焦斑。
实例11.实例9到10中任一项的方法，其中存在以下情形中的至少一个：所述第一表面是凹入的，或所述第二表面是凸出的。
实例12.实例9到11中任一项的方法，其中所述设备的与穿过所述通道的所述线收敛的点相朝向的表面是圆柱形的。
实例13.实例9到11中任一项的方法，其中所述通道全部是相同长度的。
实例14.实例9到13中任一项的方法，其中所述通道间结构限定所述通道，以使得所述通道的直径改变以补偿所述焦斑的不均匀性。
实例15.实例9到14中任一项的方法，其中针对所述通道中的至少一个，所述通道间结构限定所述通道，以使得所述通道的内表面的第一区段比所述通道的所述内表面的第二区段更光滑。
实例16.实例9到15中任一项的方法，其中所述通道间结构将所述设备的第一表面处的所述通道的开口限定为比所述设备的第二表面处的所述通道的开口更宽。
实例17.实例9到16中任一项的方法，其中所述辐射是x射线辐射，或针对实例9和实例11到16中任一项的方法，所述辐射是伽玛射线辐射。
实例18.实例9到17中任一项的方法，还包括将所述设备朝向或远离所述阳极移动，以调整所述区域的大小。
实例19.实例9到18中任一项的方法，还包括使所述设备倾侧或倾斜，以调整所述区域的大小。
实例20.实例9到19中任一项的方法，还包括移动所述设备，以使得所述通道间结构不会在辐射检测器上的位置处连续投射阴影。
实例21.实例20的方法，其中移动所述设备包括以下情形中的至少一个：使所述设备旋转、使所述设备章动或使所述设备摆动。
实例22.一种系统，包括：辐射源，被配置成将辐射朝向对象输送；辐射检测器，被配置成检测所述辐射；以及用于调节所述辐射源的有效焦斑大小的设备，所述设备包括：多个通道间结构，限定从第一表面穿过所述设备到达第二表面的多个通道，其中所述通道间结构包括第一物质，所述通道包含第二物质，所述第一物质相比所述第二物质使所述辐射较多衰减，并且所述通道间结构限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚。
实例23.实例22的系统，其中存在以下情形中的至少一个：所述第一表面是凹入的，或所述第二表面是凸出的。
实例24.实例22到23中任一项的系统，其中所述设备的与穿过所述通道的所述线收敛的点相朝向的表面是圆柱形的。
实例25.实例22到24中任一项的系统，其中所述通道全部是相同长度的。
实例26.实例22到25中任一项的系统，其中所述通道间结构限定所述通道，以使得所述通道的直径改变以补偿所述焦斑的不均匀性。
实例27.实例22到26中任一项的系统，其中针对所述通道中的至少一个，所述通道间结构限定所述通道，以使得所述通道的内表面的第一区段比所述通道的所述内表面的第二区段更光滑。
实例28.实例22到27中任一项的系统，其中所述通道间结构将所述设备的第一表面处的所述通道的开口限定为比所述设备的第二表面处的所述通道的开口更宽。
实例29.实例22到27中任一项的系统，其中所述辐射是x射线辐射，或针对实例22和实例23到27中任一项的系统，所述辐射是是伽玛射线辐射。
实例30.实例22到29中任一项的系统，还包括被配置成将所述设备朝向或远离所述辐射源的阳极移动以调整所述有效焦斑大小的运动系统。
实例31.实例22到30中任一项的系统，还包括被配置成使所述设备倾侧或倾斜以调整所述有效焦斑大小的运动系统。
实例32.实例22到31中任一项的系统，还包括被配置成移动所述设备以使得所述通道间结构不会在辐射检测器上的位置处连续投射阴影的运动系统。
实例33.实例32的系统，其中所述运动系统被配置成使所述设备旋转、使所述设备章动或使所述设备摆动。
实例34.实例22到33中任一项的系统，其中所述辐射源包括阴极和阳极，其中在所述系统的操作期间，电子束跨越从所述阴极到所述阳极的间隙而行进，其中所述有效焦斑大小小于所述电子束在所述阳极上形成的焦斑。
已描述各种实例。这些实例和其它实例处于随附权利要求书的范围内。例如，虽然本公开大部分参照x射线，但x射线的论述可同样适用于其它类型的辐射，例如，伽玛射线。

Claims (29)

1.一种调节辐射源的有效焦斑的方法，所述方法包括：
将设备定位在所述辐射源与辐射检测器之间，所述设备包括多个通道间结构，所述多个通道间结构限定从第一表面穿过所述设备到达第二表面的多个通道，所述通道间结构包括第一物质，所述通道含有第二物质，所述第一物质相比所述第二物质使辐射较多衰减，所述通道间结构限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚；
移动所述设备，以使得所述通道间结构不会在所述辐射检测器上的位置处连续投射阴影，其中移动所述设备包括使所述设备章动；以及
通过所述辐射检测器来检测已穿过所述通道的辐射。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
激活跨越从阴极到阳极的间隙而行进的电子束，其中由穿过所述通道的所述线的投影覆盖的区域小于所述电子束在所述阳极上形成的焦斑。
3.根据权利要求1所述的方法，其中存在以下情形中的至少一个：所述第一表面是凹入的，或所述第二表面是凸出的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述设备的与穿过所述通道的所述线汇聚在的点相朝向的源侧表面是圆柱形的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道全部是相同长度的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道间结构限定所述通道，以使得所述多个通道中的第一通道的第一直径与所述多个通道中的第二通道的第二直径不同以补偿所述焦斑的不均匀性。
7.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述通道中的至少一个，所述通道间结构限定所述通道，以使得所述通道的内表面的第一区段比所述通道的所述内表面的第二区段更光滑。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道间结构将所述设备的第一表面处的所述通道的开口限定为比所述设备的第二表面处的所述通道的开口更宽。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述辐射是x射线辐射或伽玛射线辐射。
10.根据权利要求2所述的方法，还包括将所述设备朝向或远离所述阳极移动，以调整所述区域的大小。
11.根据权利要求2所述的方法，还包括使所述设备倾侧或倾斜，以调整所述区域的大小。
12.一种系统，包括：
辐射源，所述辐射源被配置成将辐射朝向对象输送；
辐射检测器，所述辐射检测器被配置成检测所述辐射；以及
用于调节所述辐射源的有效焦斑大小的设备，所述设备包括：
多个通道间结构，所述多个通道间结构限定从第一表面穿过所述设备到达第二表面的多个通道，其中所述通道间结构包括第一物质，所述通道包含第二物质，所述第一物质相比所述第二物质使所述辐射较多衰减，并且所述通道间结构限定所述通道以使得穿过所述通道的线汇聚；以及
运动系统，所述运动系统被配置成移动所述设备以使得所述通道间结构不会在所述辐射检测器上的位置处连续投射阴影，其中所述运动系统被配置成使所述设备章动。
13.根据权利要求12所述的系统，其中存在以下情形中的至少一个：所述第一表面是凹入的，或所述第二表面是凸出的。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述设备的与穿过所述通道的所述线汇聚在的点相朝向的源侧表面是圆柱形的。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述通道全部是相同长度的。
16.根据权利要求12所述的系统，其中所述通道间结构限定所述通道，以使得所述多个通道中的第一通道的第一直径与所述多个通道中的第二通道的第二直径不同以补偿所述焦斑的不均匀性。
17.根据权利要求12所述的系统，其中针对所述通道中的至少一个，所述通道间结构限定所述通道，以使得所述通道的内表面的第一区段比所述通道的所述内表面的第二区段更光滑。
18.根据权利要求12所述的系统，其中所述通道间结构将所述设备的第一表面处的所述通道的开口限定为比所述设备的第二表面处的所述通道的开口更宽。
19.根据权利要求12所述的系统，其中所述辐射是x射线辐射或伽玛射线辐射。
20.根据权利要求12所述的系统，其中所述运动系统进一步被配置成将所述设备朝向或远离所述辐射源的阳极移动以调整所述有效焦斑大小。
21.根据权利要求12所述的系统，其中所述运动系统进一步被配置成使所述设备倾侧或倾斜以调整所述有效焦斑大小。
22.根据权利要求12所述的系统，其中所述辐射源包括阴极和阳极，其中在所述系统的操作期间，电子束跨越从所述阴极到所述阳极的间隙而行进，其中所述有效焦斑大小小于所述电子束在所述阳极上形成的焦斑。
23.根据权利要求12所述的系统，其中所述通道间结构限定所述通道，以使得所述通道的直径改变以补偿所述焦斑的不均匀性。
24.一种在根据权利要求12-23中一项中所述的系统中调节所述辐射源的有效焦斑的方法，所述方法包括：
将所述设备定位在所述辐射源与所述辐射检测器之间；
移动所述设备，以使得所述通道间结构不会在所述辐射检测器上的位置处连续投射阴影，其中移动所述设备包括使所述设备章动；以及
通过所述辐射检测器来检测已穿过所述通道的辐射。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括：
激活跨越从阴极到阳极的间隙而行进的电子束，其中由穿过所述通道的所述线的投影覆盖的区域小于所述电子束在所述阳极上形成的焦斑。
26.根据权利要求24所述的方法，还包括将所述设备朝向或远离所述阳极移动，以调整所述区域的大小。
27.根据权利要求24所述的方法，还包括使所述设备倾侧或倾斜，以调整所述区域的大小。
28.根据权利要求24所述的方法，其中所述设备被倾侧或倾斜，以调整所述有效焦斑的大小。
29.一种系统，包括权利要求12-23的任意组合。
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