CN115698774A - X射线成像设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种x射线成像设备，包括：x射线源模块(1502)，其被配置为输出源x射线；铅笔射束形成模块(1506)，其具有输入和输出端口；以及模块接合接口，其使得用户能够选择源模块和铅笔射束形成模块的对准和非对准配置。在对准配置下，铅笔射束形成模块与源模块对准以在输入端口处接收源x射线并且通过输出端口朝着目标输出扫描铅笔射束。在非对准配置下，铅笔射束形成模块不与x射线源模块对准以接收源x射线，也不输出铅笔射束，而是使得源x射线能够形成指向目标的静止广域射束(1602)。示例实施方式可为手持的，可使用同一设备实现反向散射成像和高分辨率透射成像二者，并且可用于寻找和解除爆炸装置。

Description

X射线成像设备和方法
相关申请
本申请要求2020年6月2日提交的美国临时申请No.63/033,519的权益。上述申请的完整教导通过引用并入本文中。
背景技术
自20世纪80年代末起，X射线反向散射成像已用于检测隐藏的违禁品，例如毒品、爆炸物和武器。与通过检测穿透对象的x射线来创建图像的传统透射x射线成像不同，反向散射成像使用反射或散射的x射线来创建图像。
在过去数年里，手持x射线反向散射成像装置已被引入市场，使操作者能够快速检查可疑车辆、包裹或其它对象。这些装置已被设计为相对紧凑且重量轻，使得更容易地长时间操作它们。
发明内容
通过将非像素化(即，单通道)x射线检测器面板放置在所成像的对象背后，诸如手持仪器的反向散射成像仪器也可用于获得目标对象的透射图像。检测器面板在扫掠射束已穿过对象之后拦截它，允许在获取反向散射图像的同时创建透射图像。然而，这种方法的局限在于，透射图像的分辨率低，因为成像分辨率由扫掠铅笔射束在穿过所成像的对象时的大小限定。
对于炸弹处置或爆炸军械技术人员，高分辨率透射图像是安全停用爆炸装置的必要工具，因为必须准确地知道引线的精确位置和布线以及起爆器的位置。使用利用来自反向散射成像器的铅笔射束获取的透射图像，这是不可能的。
本文所公开的实施方式还可用于从同一设备获取反向散射图像和透射图像二者。例如，可以足够的分辨率获取对于炸弹或EOD处置技术人员有用的透射图像。在一个应用中，反向散射图像可用于定位有机爆炸材料的存在，并且高分辨率透射图像可用于辅助停用也可能存在的起爆装置。
在一个特定实施方式中，一种x射线成像设备包括：x射线源模块，其被配置为输出源x射线；铅笔射束形成模块，其具有输入端口和输出端口；以及模块接合接口，其被配置为使得用户能够选择x射线源模块和铅笔射束形成模块的对准配置。在对准配置下，铅笔射束形成模块与x射线源模块对准，以在铅笔射束形成模块的输入端口处接收源x射线并通过铅笔射束形成模块的输出端口朝着目标输出扫描铅笔射束，模块接合接口还被配置为使得用户能够选择x射线源模块和铅笔射束形成模块的非对准配置。在非对准配置下，铅笔射束形成模块不与x射线源模块对准以在输入端口处接收源x射线，也不输出扫描铅笔射束，非对准配置使得输出源x射线能够形成指向目标的静止广域射束。
模块接合接口可包括铅笔射束形成模块和x射线源模块上的互补附接特征，其被配置为允许铅笔射束形成模块和x射线源模块在对准配置下彼此附接并且在非对准配置下彼此分离。互补附接特征可以是机械闩锁、带、卡扣、铆钉、销或钩环紧固件部件。互补附接特征可以是磁体或者磁体和磁敏材料。
模块接合接口可包括铅笔射束形成模块与x射线源模块之间的旋转联接或平移联接。模块接合接口还可被配置为使得用户能够经由用户经由模块接合接口对铅笔射束形成模块的手动操纵来选择对准或非对准配置。模块接合接口可包括机电致动器，其被配置为响应于对准或非对准配置的用户选择使铅笔射束形成模块相对于x射线源模块移动。
该设备还可包括：手柄，其被配置为适应手持操作；机器人平台安装特征，其被配置为将x射线源模块机械联接到机器人平台以用于操作；或者无人机安装特征，其被配置为将x射线源模块机械联接到无人机以用于远程空中操作。
该设备还可包括完全或部分地包围x射线源模块、铅笔射束形成模块或二者的壳体，该壳体包括被配置为在对准配置下输出扫描铅笔射束的第一壳体输出端口，并且该壳体包括被配置为在非对准配置下输出静止广域射束的第二壳体输出端口。模块接合接口可包括壳体以及将x射线源模块、铅笔射束形成模块或二者附接到壳体的附接特征的组合。
该设备还可包括一个或更多个反向散射检测器，其被配置为检测从目标反向散射的来自扫描铅笔射束的x射线。反向散射检测器可形成铅笔射束形成模块的一部分，并且可被配置为在对准和非对准配置下保持固定地附接到铅笔射束形成模块。
一种x射线成像系统可包括具有上述任何特征的x射线成像设备，并且还包括多个反向散射检测器，其具有不同的相应尺寸并且能够选择性地和可互换地附接到x射线源模块或铅笔射束形成模块。
一种x射线成像系统可包括具有上述任何特征的x射线成像设备，并且还可包括像素化检测器，其被配置为接收来自静止广域射束的透射通过目标的x射线。
在另一实施方式中，一种x射线成像设备包括：射束形成模块，其被配置为以扫描铅笔射束格式和静止广域射束格式选择性地从射束形成模块的x射线源形成部输出x射线。
在另一实施方式中，一种x射线成像方法包括：在射束形成模块处使用来自射束形成模块的x射线源形成部的x射线选择性地以扫描铅笔射束格式形成x射线束；以及在射束形成模块处使用来自x射线源的x射线选择性地以静止广域射束格式形成x射线束。
射束形成模块还可包括铅笔射束形成模块。选择性地以扫描铅笔射束格式形成x射线束可包括使铅笔射束形成模块的输入端口与x射线源对准以在输入端口处接收源x射线。选择性地形成静止广域射束可包括使铅笔射束形成模块的输入端口相对于x射线源机械移位，使得铅笔射束形成模块的输入端口不对准以在输入端口处接收源x射线。
该方法还可包括：在第一目标上方以扫描铅笔射束格式扫描x射线束；以及利用静止广域射束格式的x射线束照射第一目标或第二目标。
在另一实施方式中，一种x射线成像设备包括：x射线源模块，其被配置为输出源x射线；铅笔射束形成模块，其能够选择性地附接到x射线源模块和从x射线源模块分离，该铅笔射束形成模块被配置为在附接到x射线源模块时接收源x射线并且输出扫描铅笔射束；以及安全联锁，其被配置为在铅笔射束形成模块与x射线源模块分离时以连续操作使x射线源模块停止输出源x射线。
在另一实施方式中，一种x射线成像设备包括：用于在射束形成模块处使用来自射束形成模块的x射线源形成部的x射线选择性地以扫描铅笔射束格式形成x射线束的装置；以及用于在射束形成模块处使用来自x射线源的x射线选择性地以静止广域射束格式形成x射线束的装置。
在另一实施方式中，一种x射线成像设备包括：x射线源模块，其被配置为输出源x射线；以及x射线束模式选择接口，其被配置为使得用户能够选择被配置为将源x射线形成为扫描铅笔射束的扫描铅笔射束形成机械布置，并且另选地选择被配置为将源x射线形成为静止广域x射线束的静止广域x射线束形成机械布置。
附图说明
图1A是示出对准配置下的实施方式x射线成像设备的示意性框图，其允许x射线的铅笔射束扫描目标对象。
图1B是非对准配置下的图1A的x射线成像设备的示意性框图，其能够输出x射线的静止广域射束以用于高分辨率透射成像。
图2A是示出实施方式设备的示意性框图，其中模块接合接口包括唇缘和夹片。
图2B是示出实施方式设备的示意性框图，其中模块接合接口包括磁体和磁敏材料。
图2C是示出实施方式的示意性框图，其中模块接合接口包括柱和带。
图2D是示出实施方式的示意性框图，其中模块接合接口包括支架和螺栓。
图2E是示出实施方式的示意性框图，其中模块接合接口包括卡扣盘，该设备还包括x射线反向散射检测器。
图3A至图3B分别是示出实施方式设备的示意性框图，其中，模块接合接口包括旋转联接和平移联接。
图3C至图3D分别是示出实施方式设备的示意图，其被配置为安装到机器人平台和无人驾驶空中载具(UAV)。
图4A至图4C是示出图1A至图1B的实施方式设备的透视图，其还分别包括可选择性地和可互换地附接到设备的更小和更大的x射线反向散射检测器。
图5是示出实施方式设备的示意性框图，其包括被配置为选择性地以扫描铅笔射束格式和静止广域射束格式输出x射线的更一般射束形成模块。
图6是示出图5的实施方式设备的示意性框图，其还包括x射线束模式选择接口。
图7A至图7B是示出图1A至图1B的实施方式设备的部分的示意性框图，其还包括安全联锁。
图7C是与图7A至图7B类似的示意性框图，其中，安全联锁具体地包括电路。
图8是示出根据实施方式方法的x射线成像过程的流程图。
图9(现有技术)是可用于x射线反向散射成像的系统的透视示意图。
图10(现有技术)是示出由Viken Detection Corporation制造的现有手持反向散射x射线成像仪器的图像，该仪器在120kV下操作，具有紧凑的内置反向散射检测器。
图11(现有技术)是示出在铅笔射束扫描系统中使用具有非像素化检测器的图10的设备来获取旅行包的透射图像的图像。
图12(现有技术)是示出使用锥形射束x射线源与像素化检测器面板组合来创建旅行包的非常高分辨率透射图像的图像和例示。
图13(现有技术)是利用图11所示的铅笔射束扫描系统创建的示例透射图像。
图14(现有技术)是利用图12的静止锥形射束系统创建的示例透射图像。
图15是示出实施方式x射线成像设备的透视图像和示意图，其包括x射线源和可拆卸铅笔射束形成模块。
图16是示出图15的x射线源模块的透视图像和例示，从其去除了铅笔射束形成模块，因此处于非对准配置，其中x射线源模块使用像素化透射检测器输出静止广域x射线束以用于高分辨率透射图像。
图17是图15的铅笔射束形成模块与x射线反向散射检测器的透视图，其一起安装在一个可拆卸组件中。
图18是示出图15的x射线成像设备的图像和例示，其被修改以安装在旋转平台上，从而在垂直平面中提供扫掠铅笔射束扫描。
图19示出图18的实施方式设备，其添加了旋转联接模块接合接口，有利于基于机器人的或基于无人机的远程x射线检查。
从以下对示例实施方式的更具体描述，上述内容将显而易见，如附图所示，其中相似的标号贯穿不同的视图表示相同的部分。附图未必按比例，而是着重于例示实施方式。
具体实施方式
示例实施方式的描述如下。
图1A是示出对准配置下的实施方式x射线成像设备100的示意性框图，其允许x射线铅笔射束116以扫描运动117扫描目标对象118。设备100包括x射线源模块102，其被配置为从x射线源102的输出端口113输出源x射线104。设备100还包括铅笔射束形成模块106，其具有输入端口108和输出端口110。设备100还包括模块接合接口112，其被配置为使得用户能够选择x射线源模块和铅笔射束形成模块的对准配置，使得在对准配置下，铅笔射束形成模块与x射线源模块102对准以在输入端口108处接收源x射线104并且通过输出端口110朝着目标118输出扫描铅笔射束116。用户选择的使能由箭头114表示。模块接合接口112在x射线源模块102和铅笔射束形成模块106上的动作以便实现图1A所示的对准配置或图1B所示的非对准配置的选择由箭头115表示。
图1B是在x射线源模块102和铅笔射束形成模块106的非对准配置下图1A的x射线成像设备的示意性框图。在非对准配置下，铅笔射束形成模块106不与x射线源模块102对准以便在输入端口108处接收源x射线104，也不从输出110输出扫描铅笔射束116。相反，图1B所示的非对准配置使得输出源x射线104能够形成指向目标118(或不同目标)的静止广域射束120。
如贯穿本申请所使用的，“目标”应该被理解为意指各种目标中的任一个或更多个。例如，图1A至图1B的实施方式可在对准配置下与扫描铅笔射束一起使用，以便在与x射线反向散射检测器(例如示例图2E、图10和图17所示的那些)一起使用时在扫描模式下获得x射线反向散射图像。然后，在图1B中描绘的非对准配置下，例如，当与像素化x射线透射检测器(例如，图12和图16所示的检测器)结合使用时，设备100可用于输出静止广域射束120以用于相同目标或不同目标118的透射成像。因此，如应用于本文所描述的本发明的实施方式的，“目标”或“目标对象”应该被理解为意指要在对准和非对准配置中的任一个或任何下成像的一个或更多个目标对象。
在一些实施方式中，x射线源模块102是x射线管或另一x射线源。在其它实施方式中，x射线源模块可以更复杂，例如包括开关；单独的壳体；内部x射线准直器或其它射束整形器；电力、信号等的电输入或输出；互补附接特征或模块接合接口112的其它部分；等。图15至图16和图18至图19中示出更复杂x射线源模块的一个示例。
例如，铅笔射束形成模块106可包括盘式斩波轮，例如图9或图15、图18和图19所示。例如，铅笔射束形成模块106还可包括准直器或其它x射线束整形部件，例如图9所示或图15、图18和图19所示。诸如电机、安装硬件等的其它部件也可包括在模块106中。另外，模块接合接口112的部分也可附接到铅笔射束形成模块106，例如图2A至图2E所示的互补附接特征或者例如图3A至图3B所示的旋转或平移联接。此外，在一些实施方式中，例如，铅笔射束形成模块和x射线反向散射检测器联接在一起，例如图2E所示或图17所示的情况。
模块接合接口112可包括x射线源模块102和铅笔射束形成模块106上的互补附接特征，其被配置为允许铅笔射束形成模块和x射线源模块在对准配置下直接或间接彼此附接并且在非对准配置下彼此分离。互补附接特征的示例包括下文中结合图2A至图2E描述的那些。在其它实施方式中，模块接合接口可包括诸如图3A所示的旋转联接或者诸如图3B所示的平移联接。在旋转或平移联接的情况下，铅笔射束形成模块106可在对准和非对准配置二者下保持直接或间接物理连接到x射线源模块102。
在各种实施方式中，例如，用户选择114可经由用户对设备100的手动操纵。在图2A所示的唇缘和夹片模块接合接口中，用户选择114可经由用户将附接到铅笔射束形成模块的夹片从附接到x射线源模块的唇缘打开。在其它实施方式中，用户选择114可经由用户将模块102和模块106彼此拉开以克服磁力(图2B)、将带从柱上解开(图2C)、将螺栓从支架松开(图2D)、将模块102和104拉开以克服卡扣盘接合(图2E)、旋转铰链联接(图3A)、或者使模块沿着平移联接相对于彼此滑动(图3B)。在其它实施方式中，例如，用户选择114可经由电信号来接收，例如致动机电致动器的信号(图3A至图3B)。
例如，由箭头115表示的模块接合接口112作用在x射线源模块102和铅笔射束形成模块106上以导致对准配置或非对准配置的动作可包括图2A的唇缘和夹片作用于彼此或彼此释放、图2B中的磁体和磁敏材料作用于彼此或彼此释放、图2C的带和柱彼此连接或彼此释放、图2D的螺栓和支架彼此接合或脱离、或者图2E的卡扣盘彼此接合或脱离。在其它实施方式中，在使用机电致动器的情况下，例如在图3A至图3B的可选特征中，模块接合接口112的动作115可包括机电致动器使铅笔射束形成模块106相对于x射线源模块102绕旋转联接旋转(图3A)或者机电致动器使得铅笔射束形成模块106相对于x射线源模块102沿着平移联接平移(图3B)。应该理解，本说明书和附图中提供的示例并非限制，使得用户能够选择对准配置或非对准配置以及模块接合接口作用在模块102、106上以导致对准或非对准的许多其它手段在实施方式的范围内。
如上所述的虚线100仅用于示意性地描绘包括在设备中的部件的范围。然而，一些实施方式包括壳体，其包围图1A至图1B所示的设备100的所有或部分部件。在包围所有部件的壳体的情况下，表示设备100的虚线也可示意性地表示壳体。任何模块102和106和模块接合接口112可单独地或共同地附接到壳体。另外，将模块102和106附接到壳体的附接特征也可用作模块接合接口，其将模块102和106保持在对准配置下并且允许通过从壳体分离或通过诸如本文所描述的示例的任何其它手段来选择非对准配置。模块接合接口112可以是壳体以及将模块102、模块106或二者附接到壳体的附接特征(例如，螺栓)的组合。
壳体可由x射线屏蔽材料制成，例如铅、钨或另一高原子序数材料。壳体可包括x射线可容易地通过的输出端口。在一些实施方式中，扫描铅笔射束和静止广域射束二者可通过同一壳体输出端口离开壳体。然而，在其它实施方式中，可提供两个不同的壳体输出端口，第一壳体输出端口用于对准配置下的扫描铅笔射束，第二壳体输出端口用于非对准配置下的静止广域射束。下文中关于图3B描述一个示例。
如本文所使用的，“铅笔射束”应该被理解为具有在目标上方主动扫描x射线铅笔射束的反向散射x射线成像领域中的常见含义。可在x射线反向散射检测器处将从目标反向散射并且未完全透射通过的一些x射线检测为铅笔射束在与目标交叉处的位置的函数。
也如本文所使用的，如x射线成像领域的技术人员所理解的，“静止广域射束”应该被理解为包括未随时间进行位置扫描，并与像素化检测器一起用于透射x射线成像的x射线束。
图2A是示出实施方式设备的示意性框图，其中形成在x射线源模块102上的唇缘222与附接到铅笔射束形成模块106的夹片224一起形成图1A至图1B所示的模块接合接口112。与图1A至图1B中示意性描绘的配置类似，唇缘222和夹片224分别是允许铅笔射束形成模块106和x射线模块x射线源模块102在对准配置下彼此附接并且在非对准配置下彼此分离的示例互补附接特征。图2B至图2E中示出各种替代互补附接特征。
图2B是示出实施方式设备的示意性框图，其中安装到铅笔射束形成模块106的磁体228与安装到x射线源模块102的磁敏材料226一起构成模块接合接口。在足够靠近时，磁体228牢固地附接到磁敏材料226，因此将模块102和106一起固定在对准配置下。可手动将模块102和106彼此拉开，例如为了彼此完全分离以用于非对准配置。
图2C是示出实施方式设备的示意性框图，其中带232用于经由带232连接到安装到模块102和106二者的柱230而将模块102和106一起固定在对准配置下。为了将模块彼此分离以用于非对准配置，将带232从柱230移除以将模块102和106彼此释放。
图2D是示出实施方式设备的示意性框图，其中安装到模块102和106的支架234经由螺栓236彼此固定。可将螺栓236拧入相对的支架234以将模块彼此固定以用于对准配置。可将螺栓236拧出以将铅笔射束形成模块106从源x射线源模块102释放以用于非对准配置。
图2E是示出实施方式设备的示意性框图，其中具有唇缘的互补卡扣盘238被附接到x射线源模块102并且具有凹槽的和互补卡扣盘240被附接到铅笔射束形成模块106。在此实施方式中，如图2A至图2D所示的其它实施方式中，互补附接特征允许模块102和106固定地以适当对准彼此固定，以便在对准配置下接收源x射线104并形成铅笔射束116，如图1A所示。
如基于描述和附图将易于理解，除了图2A至图2E的互补附接特征之外，其它互补附接特征可包括机械领域中已知的其它特征，例如其它机械带、闩锁、卡扣、铆钉、销、钩环紧固件(例如Velcro(R))以及其它紧固件部件。
图2E的设备还包括x射线反向散射检测器242，其形成铅笔射束形成模块106的一部分并且被配置为在对准和非对准配置二者下保持固定地附接到铅笔射束形成模块106。对于非对准配置，组合106、242作为单个单元被移除，从而允许x射线源模块102输出图1B所示的静止广域射束120以与像素化检测器像素化x射线透射检测器一起进行透射成像。反向散射检测器242被配置为检测从目标118反向散射的来自扫描铅笔射束116(示出于图1A)的x射线，其中扫描铅笔射束116和目标118示出于图1A中。可形成本文所描述的实施方式的一部分的其它示例反向散射检测器示出于图4A至图4C和图10中。
图3A是示出实施方式设备的示意性框图，其中，模块接合接口包括旋转联接344。在此实施方式中，旋转联接344特别是铰链联接。对于对准配置，铅笔射束形成模块106绕铰链联接344随旋转346旋转，以使得铅笔射束形成模块106的输入端口接收源x射线并且输出扫描铅笔射束。对于非对准配置，模块106随旋转346旋转离开来自模块102的源x射线的路径，如图1A所示。这样，模块102和106在非对准配置下保持彼此机械连接。应该理解，可提供各种旋钮、手柄等以方便在由用户手动实行时旋转346。
图3A中还示出可选的机电致动器348，其被配置为导致绕旋转联接344的旋转346。通过这种手段，铅笔射束形成模块106可响应于对准或非对准配置的用户选择而相对于x射线源模块102随旋转移动346旋转。在提供可选的机电致动器348的情况下，用户选择可经由响应于用户输入对机电致动器348的有线或无线信号。例如，可经由触摸屏或遥控装置提供用户输入。例如，结合图6示出和描述触摸屏操作，而结合图3C至图3D示出和描述可远程操作的平台。
图3B是示出实施方式设备的示意性框图，其包括x射线源模块102和铅笔射束形成模块106之间的平移联接350。在此实施方式中，平移联接350特别是滑动支架，其部分附接到各个模块102、106。滑动支架平移联接350提供平移352的能力作为对准和非对准配置的选择的一部分。可选地，可提供诸如线性丝杠致动器的机电致动器354，以响应于用户选择而导致平移352。用户选择可与结合提供机电致动器348的图3A描述的用户选择类似。
图3B中还示出可选壳体300的一部分，其可完全或部分地包围设备，包括模块102和106、平移联接350和致动器354。可选壳体300包括两个可选的x射线输出端口353和355。尽管图3B中未示出，铅笔射束形成模块106可附接到壳体300，而源x射线模块102可仅经由平移联接350附接到模块106。在这种情况下，箭头352表示模块102相对于模块106和壳体300的固定组合的运动，而非模块106相对于模块102和壳体300的固定组合的运动。这样，当x射线源模块向下平移以与铅笔射束形成模块106对准时，第一壳体输出端口353输出扫描铅笔射束。另一方面，当x射线源模块向上平移以不与铅笔射束形成模块106对准时，第二壳体输出端口355输出静止广域射束。应该理解，在其它实施方式中第一和第二壳体输出端口可与其它类型的模块接合接口一起以类似的方式使用。
图3C是示出实施方式设备的示意图，其被配置为经由机器人平台安装特征356安装到机器人平台360，特别是机器人平台360的机器人臂358。如机械领域的技术人员将理解的，安装特征356可包括诸如螺栓、机械闩锁、带、卡扣、铆钉、销、钩环紧固件部件等的互补附接特征。机器人平台360可包括各种平移、旋转自由度，以便允许铅笔射束或静止广域射束设备适当地指向目标。
图3D是示出实施方式设备的示意图，其被配置为经由安装特征362安装到无人驾驶空中载具(UAV)364(本文中也称为“无人机”)。出于安全原因或由于对要成像的目标对象的访问受限，图3C至图3D的基于机器人和基于无人机的实施方式对于执行目标的远程检查可特别有利。在这些实施方式中，例如，图3A至图3B的机电致动器348和354可有利于允许用户经由有线或无线远程控制选择性地选择对准和非对准配置。
图4A至图4C分别是示出图1A至图1B的实施方式设备的透视图，其还包括可选择性地和可互换地附接到实施方式设备的相对更小和相对更大的x射线反向散射检测器。图4A示出x射线源模块102和铅笔射束形成模块106，其中模块接合接口112被描绘为将模块102和106保持在一起并对准。该设备包括相对更小的反向散射x射线检测器466。
检测器466被描绘为附接到铅笔射束形成模块106。应该注意，图17描绘了x射线反向散射检测器联接到铅笔射束形成模块的另一布置。这种布置可为有利的，因为x射线反向散射检测器可随铅笔射束形成模块一起存在或移除，二者均可能优选在使用铅笔射束扫描并且生成目标的反向散射图像的对准配置下使用。然而，在其它实施方式中，x射线反向散射检测器或具有不同的相应尺寸的多个反向散射检测器可选择性地甚至可互换地附接到x射线源模块102。
图4B是示出实施方式设备的透视图，其联接到相对更大的x射线反向散射检测器468，可用于在对准配置下获得信噪比更高的反向散射图像。x射线反向散射检测器466和468可选择性地和可互换地附接到设备，例如附接到铅笔射束形成模块106或x射线源模块102。这种选择性附接可利用更小的检测器466提供小型紧凑设计，其可适合更紧凑的工作空间并且在手持实施方式中更轻且更方便持握。这种选择性附接还可具有在受限空间不存在问题时提供相对更大的检测器468以获得质量更高的反向散射图像的优点。在其它实施方式中，相对更小的检测器466可保持附接到设备，而相对更大的检测器468可选择性地添加到设备以补充较小检测器466的检测灵敏度。
图4C是示出实施方式系统400的透视图，其包括实施方式x射线成像设备100以及多个检测器466和468。
以上详细描述中所呈现的实施方式包括铅笔射束形成模块，该模块可从x射线源模块移除，相对于x射线源模块移位，或者以其它方式相对于x射线源模块进入非对准配置。更一般地，实施方式扩展至包括射束形成模块的x射线成像设备，其包括x射线源并且可选择性地从同一x射线源获得扫描铅笔射束格式和静止广域射束格式的x射线束。这些实施方式在下文中参照示例图5至图6进一步描述。
图5是示出实施方式x射线成像设备500的示意图。设备500包括射束形成模块501，其被配置为从形成射束形成模块501的一部分的x射线源502输出x射线。设备500接收用户选择514，其根据可选择性570指定从设备以扫掠图案117输出扫描铅笔射束116，或者从设备朝着目标118输出静止广域射束120。在一些实施方式中，可选择性可经由包括铅笔射束形成模块(例如，上文所描述的模块106)的射束形成模块501来提供。铅笔射束形成模块可用在射束形成模块501中以便选择分别与x射线束116和静止广域输出射束120对应的对准或非对准配置。然而，在其它实施方式中，可提供其它手段以用于选择。
图6是示出可如何经由人手14触摸形成附接到射束形成模块501的射束形成模块501的一部分的触摸屏672来选择514的示意图。触摸屏672是x射线束模式选择接口的示例，其被配置为使得用户能够选择被配置为将源x射线形成为扫描铅笔射束的扫描铅笔射束形成(第一)机械布置，以及另选地选择被配置为将x射线源形成为静止广域x射线束的静止广域x射线束形成(第二)机械布置。
根据其它实施方式，提供了安全联锁特征，使得当铅笔射束形成模块被移除或相对于x射线源模块未对准时，自动地关闭来自x射线源模块的x射线辐射。
图7A是x射线成像设备700的示意性框图。设备700包括x射线源模块102和铅笔射束形成模块106，如先前描述的。设备700还包括安全联锁774，其被配置为在铅笔射束形成模块106与x射线源模块102分离时以连续操作使x射线源模块停止输出源x射线。因此，当模块102和106彼此附接并对准时，铅笔射束形成模块106被配置为接收来自x射线源模块102的源x射线并输出扫描铅笔射束117。
图7B是示出图7A中的设备700在分离、非对准状态下的示意图。在铅笔射束形成模块106与x射线源模块102分离时，安全联锁774使得x射线源模块102停止输出源x射线，如775处所示。根据在医疗和工业设备中实现安全联锁的人员通常很好理解的设计原理，安全联锁774可为电的、机械的或机电的。然而，在本公开之前，还没有实现以本文中所指定的方式操作的安全联锁的需求或考虑，即在铅笔射束形成模块分离时作用以停止从x射线源模块输出x射线，因为先前没有想到过这种分离。
图7C是示出x射线成像设备701的示意性框图，其与图7A至图7B所示的设备700类似。然而，图7C中的设备701具有作为电路的安全联锁775。当模块102和106彼此附接时，电流经由存在于模块102和106的机械相对边缘处的对应位置中的电触点778流动通过连续回路776。在电流流动通过连续回路776的同时，允许输出扫描x射线束，因为源x射线源自x射线源模块102。然而，在铅笔射束形成模块106分离时，模块102、106上的电触点778不再彼此接触，并且电流没有流动通过连续回路776。当电流停止流动时，安全联锁电路775停止从x射线源模块102输出x射线。可经由自动地致动以阻挡源x射线的机械关断器来实现该停止。然而，有利地，安全联锁安全联锁电路775可使得对x射线源模块102中的x射线源的电源被完全切断，这是更简单和更优选的实现方式。
图8是示出用于x射线成像的实施方式过程800的流程图。在880，在射束形成模块处使用来自射束形成模块的x射线源形成部的x射线选择性地形成扫描铅笔射束格式的x射线束。在882，在射束形成模块处使用来自x射线源的x射线选择性地形成静止广域射束格式的x射线束。例如，过程800可使用本文所描述的任何实施方式设备或系统来执行，例如图1A至图1B和图5至图6中所示的那些。
过程800强调了可从同一x射线源和设备获得扫描铅笔射束和静止广域射束二者的各种实施方式设备、系统和方法的特征。在一些实施方式中，例如结合图1A至图1B描述的那些，可经由模块接合接口112选择性地提供两个不同类型的x射线束，模块接合接口112作用在x射线源模块102和铅笔射束形成模块106上以提供可由用户选择的对准配置或非对准配置。然而，在其它实施方式中，例如图5至图6中所示的那些，可通过其它手段提供射束类型的选择。应该理解，根据过程800，在不同的相应时间选择不同的射束类型二者。
根据本文所提供的实施方式设备和系统的其它描述，将理解，实施方式过程中可包括各种其它动作。例如，在射束形成模块还包括铅笔射束形成模块(例如图1A中的模块106)的情况下，在880选择性地以扫描铅笔射束格式形成x射线束可包括使铅笔射束形成模块的输入端口与x射线源对准以在铅笔射束形成模块的扫描铅笔射束的输入端口处接收源x射线。此外，在射束形成模块还包括铅笔射束形成模块的情况下，根据882选择性地形成静止广域射束可包括使铅笔射束形成模块的输入端口相对于x射线源机械移位，使得铅笔射束形成模块的输入端口不对准以在输入端口处接收x射线源。此外，其它实施方式过程还可包括在第一目标上方扫描扫描铅笔射束格式的x射线束以及利用静止广域射束格式的x射线束辐射第一目标或第二目标。
图9(现有技术)是系统的透视示意图，其示出x射线反向散射成像的基本原理。标准x射线管14生成源x射线4，其通过衰减板19中的狭缝被准直为扇形射束16。扇形射束16然后被限定有狭缝21的旋转斩波轮18“斩波”成扫描铅笔射束23。随着斩波轮18随旋转24旋转，扫描铅笔射束23在正在成像的目标对象上方扫描。在向后方向上散射(从扫描的目标对象11返回)的x射线的强度然后被一个或更多个大面积反向散射检测器(图9中未示出)记录为照射扫描铅笔射束23的位置的函数。
通过使对象在输送机27上或在其自己的电源下穿过包含扫描射束的平面移动，可获得目标对象11的二维反向散射图像。另选地，目标对象11可以是静止的，并且成像系统(包括x射线源14、衰减板19和斩波轮18)可相对于目标对象11移动。在一些情况下，透射检测器25可经由示例信号线缆26、监视器13等与反向散射成像同时使用以基于扫描铅笔射束获得透射图像。这样，除了利用反向散射检测器获得的任何x射线反向散射图像之外，可基于透射检测器25的使用获得违禁品12的图像。
图10(现有技术)是示出由Viken Detection Corporation制造的现有手持x射线成像仪器1083的图像，其在120kV下操作，具有紧凑的内置反向散射检测器1042。被配置为由人手持握的手柄1084方便手持操作。在过去几年间，手持x射线反向散射成像装置已被引入市场，使得操作者能够快速检查可疑车辆、包裹或其它对象。这些装置已被设计为相对紧凑且重量轻，使得更容易长时间操作它们。本文所描述的各种实施方式可包含图10所示的反向散射x射线成像系统的特征。图10所示的系统的某些方面已在2018年4月5日提交的美国专利申请No.15/946,425(现为美国专利No.10,770,195)中有所描述，其整体通过引用并入本文中。
图11(现有技术)是示出在铅笔射束扫描系统中使用图10的装置1083与非像素化检测器面板1125来获取旅行包1118的透射图像的图像。图11示出现有x射线反向散射成像器装置也可如何通过将非像素化检测器面板1125(即，单通道)x射线检测器面板放置在正成像的对象背后来获得目标对象的透射图像。检测器面板在扫掠x射线铅笔射束已穿过对象之后拦截它，允许与反向散射图像的获取同时创建透射图像。
然而，图11方法的明显局限在于，以这种方式获取的透射图像的分辨率低，因为成像分辨率由扫掠铅笔射束穿过正成像的目标对象时的大小定义。例如，在距小型手持反向散射成像仪器1083前方约30cm处，扫掠铅笔射束的宽度可为大约5mm，从而创建可感知为失焦或模糊的透射图像。当透射图像与利用炸弹处置技术人员1290通常现场使用的非常高分辨率、像素化的平板透射检测器(如图12所示)获取的图像比较时尤其如此。
图12(现有技术)是示出使用锥形射束x射线源1288与像素化检测器面板1286组合来创建目标旅行包1118的非常高分辨率透射图像的图像和例示。用户1290可将x射线源1288放置在目标对象旅行包1118的一侧以利用锥形射束1220照射目标1118，同时像素化透射检测器面板1286获取透射信号。
图13(现有技术)是隐藏在手提箱目标1118内部的灭火器内的爆炸装置的示例图像139。如图11的设置中那样，利用来自手持反向散射成像器1083的铅笔射束与非像素化检测器面板1125组合获取图像1392。
图14(现有技术)是与图13中相同的爆炸装置的图像1492，其隐藏在同一手提箱目标1118内部的灭火器内。然而，图14中的图像1492是利用图12所示的x射线锥形射束1220和像素化平板检测器获取的。可以看出，图像1492中的分辨率远优于图像1392中的分辨率。
对于炸弹处置或爆炸军械技术人员，高分辨率透射图像(例如，图像1492)是安全停用爆炸装置的必要工具，因为必须准确地知道引线的精确位置和布线以及起爆器的位置。例如，如图11所示，使用利用来自反向散射成像器的扫描铅笔射束获取的透射图像，这是不可能的。然而，利用锥形射束和像素化透射检测器面板获取的图像1492提供安全停用装置所需的分辨率。能够从同一设备获取两种类型的图像将是可取的。
有利地，本申请中所公开的各种实施方式涉及手持或其它便携式设备，其可利用扫描铅笔射束获得反向散射图像，具有其所有优点，并且还可用于获取分辨率足以用于炸弹处置或爆炸军械处置(EOD)技术人员的高分辨率透射图像。在一个应用中，反向散射图像可用于定位爆炸有机材料的存在，经由来自同一设备的锥形射束获得的更高分辨率的透射图像可用于辅助停用也可存在的起爆装置。
各种实施方式可在两个成像模态之间快速切换。在第一成像模态下，反向散射成像模式依赖于x射线的扫掠铅笔射束。在第二成像模态下，高分辨率透射成像模式依赖于诸如锥形射束的静止广域x射线束。在一些实施方式中，静止广域x射线束具有基本上圆对称的横截面射束强度分布。然而，在其它实施方式中，横截面射束强度分布基本上为椭圆形或矩形。
为了在反向散射成像模态下使用特定实施方式，包括射束形成斩波轮机构的可拆卸模块附接到x射线源模块。例如，如图15所示，铅笔射束形成盘式斩波轮可形成铅笔射束形成模块的一部分。在实施方式中，铅笔射束形成模块将源输出锥形射束准直为入射在旋转盘式斩波轮上的扇形射束，旋转盘式斩波轮中限定有一个或更多个狭缝，其也可被称为“狭缝孔径”。从铅笔射束形成模块的输出侧出现的所得扫掠铅笔射束可用于照射正成像的目标对象，并且可在一个或更多个x射线反向散射检测器中检测从目标对象反向散射的x射线。
为了在透射模式下成像，各种实施方式中的可拆卸铅笔射束形成模块可被移除或以其它方式相对于x射线源模块进入非对准配置，并且从x射线源模块发射的未准直锥形射束可用于照射正成像的目标对象。高分辨率、像素化的透射检测器面板可被放置在对象背后，从而允许获取透射图像。
各种实施方式的使能特征是快速可拆卸的铅笔射束形成模块，其允许用户从反向散射成像模态快速地切换到高分辨率透射成像模态。
在一个实施方式中，双模态便携式成像系统包括可拆卸铅笔射束形成模块，其中，该设备可在一个成像模式下利用x射线的扫掠铅笔射束获取反向散射x射线图像，并且在第二成像模式下利用锥形射束获取透射图像。
在各种实施方式中，例如，如图17所示，反向散射检测器和铅笔射束形成模块可一起安装到可拆卸组件中。例如，如图4A至图4C所示，铅笔射束形成模块和反向散射检测器可以彼此可分离，从而允许不同尺寸的反向散射检测器被安装到铅笔射束形成模块。
例如，如结合图3C描述的，一些实施方式可安装在机器人平台上以用于远程操作，并且该设备可包括使得成像设备能够如此安装的机器人平台安装特征。例如，如图3D所示，一些实施方式设备可安装在无人机上以用于远程空中操作并且包括使得设备能够如此安装的无人机安装特征。实施方式的成像模态可从一个模态手动切换到另一模态，例如通过互补附接特征、铰链联接或平移联接的手动操纵。模态开关或模态设置可包括在系统上或系统控件上，以允许从一个模态手动切换到另一模态。作为替代，系统的成像模态也可使用自动机构(例如图3A至图3B所示的示例致动器)从一个模态切换到另一模态。
在一个实施方式中，自动机构可使得使用扫掠铅笔射束执行反向散射成像，然后从设备移除或禁用铅笔射束形成模块，然后施加静止锥形射束以使用像素化透射检测器面板执行高分辨率透射成像。自动机构可通过在适当时间将铅笔射束形成模块附接到设备来执行透射，然后执行反向散射成像。
图15是示出实施方式x射线成像设备的透视图像和示意图，其包括x射线源模块1502和可拆卸铅笔射束形成模块1506。该设备正用于对目标对象背包1518成像。可拆卸铅笔射束形成模块1506被设计为容易且快速地与x射线源模块1502的x射线辐射输出端口1512连接或断开。在图15的实施方式中，形成铅笔射束形成模块1506的一部分的预准直器1594的输入端口1508被设计为滑动到x射线源模块1502的x射线辐射输出端口1512上并利用锁定机构(图15中未示出)锁定就位。这样，锁定机构(未示出)和输出端口1512一起形成互补附接特征，在所公开的实施方式的范围内的一种模块接合接口。
铅笔射束形成模块1506包括具有狭缝孔径的旋转斩波轮1596，其创建随着斩波轮1596旋转扫描输出射束平面1517的扫描铅笔射束116。斩波轮1596被容纳在包括输出端口1510的壳体1598中，输出端口1510是铅笔射束形成模块1506的输出端口。预准直器1594的输入端口1508用作铅笔射束形成模块1506的输入端口。
在图15的实施方式中，输出射束平面1517是垂直平面，但在其它实施方式中，输出平面是水平平面或具有另一任意取向。这使得能够随着整个设备沿着方向1551相对于正在扫描的目标对象1518水平移动而获取反向散射图像。图15中未示出反向散射检测器，但其通常可放置在目标对象背包1518与模块1506或模块1502之间附近。
图16是示出图15的x射线源模块的透视图像例示，从其移除了铅笔射束形成模块1506。因此，图16中示出非对准配置，其中x射线源模块1502输出静止广域x射线束以使用像素化透射检测器1286进行高分辨率透射成像。像素化平板x射线检测器1286被放置在正成像的目标对象1518的远侧。当铅笔射束形成模块1506未就位时(在非对准配置下)，x射线检测器1286拦截从x射线源模块1502发射的x射线辐射的锥形射束1620。
如上所述，图4A至图4C示出具有可拆卸反向散射检测器的实施方式手持反向散射成像器，使得不同尺寸的反向散射检测器能够根据应用安装到设备。例如，为了在受限空间中使用，可使用较小的检测器。另一方面，为了在较大的距离对大的对象或表面成像，较大的反向散射检测器是有利的，因为这允许在更大的对峙距离处获取图像，从而减少执行检查的时间。这些检测器可与各种实施方式组合使用，包括图15的实施方式。
图17是图15的铅笔射束形成模块1506与x射线反向散射检测器1742的透视图，其一起安装在一个可拆卸组件1700中。铅笔射束形成模块1506和周围的反向散射检测器1742被封装成一个可拆卸组件1700并且可用于获取反向散射图像。这可通过将输入端口1508连接并因此对准到x射线源模块(例如，图15至图16所示的x射线源模块)的辐射输出端口来完成。线缆1753向检测器1742和斩波轮电机(未示出)提供电力，以驱动形成铅笔射束形成模块1506的一部分的斩波轮。线缆1753也可用作从检测器1742输出的信号的路径。
检测器1742的各种特征已在2019年2月1日提交的美国专利申请No.16/265,992(现为美国专利No.10,794,843)中有所描述，其整体通过引用并入本文中。美国专利申请No.16/265,992中所描述的各种其它特征可添加到本文所描述的实施方式。
图18是示出图15的x射线成像设备的例示，其被修改以安装到具有旋转1857的旋转平台1855上。图18的设备允许在垂直平面1517中扫描扫掠铅笔射束116。另外，例如，并非如图15中的箭头1551所指示使成像设备平移经过对象，整个成像系统可安装在平台1855上并且可如箭头1857所指示旋转，从而经由旋转1857提供射束116横跨正成像的目标对象1518的全光栅扫描能力，而非平移。
图19是图18的实施方式设备的透视图，其中，模块接合接口包括旋转联接(未示出)。例如，如结合图3C至图3D描述的，当实施方式设备被安装在机器人或无人机平台上以执行远程检查时，旋转联接是有用的。出于安全原因或由于对正成像的目标对象的访问受限，远程检查可为有利的。当与可选机电致动器一起使用时，可远程地控制设备以输出扫描铅笔射束输出或静止广域射束。例如，如图3A所示，铅笔射束形成模块1506相对于x射线源模块1502的旋转1946可由铰链联接或其它旋转联接部件以及可选地机电致动器提供。作为替代，从反向散射成像模式切换到透射模式(或反之亦然)可由操作者手动执行，或者铅笔射束形成模块与x射线源模块断开或连接的切换处理可使用切换机构自动进行。
图19示出铅笔射束形成模块旋转离开源所发射的x射线的路径，如旋转箭头1946所指示。例如，这种旋转可通过伺服机构或电机实现。然而，如本领域技术人员鉴于本说明书将理解的，在本文所描述的实施方式的范围内存在使铅笔射束形成模块可移出所发射的源x射线的路线以实现非对准配置的许多其它手段。
在另一实施方式中，在反向散射和透射图像中提供基准标记的手段可允许要获得的两个图像中所包含的信息准确叠加。
尽管已具体地示出和描述了示例实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求所涵盖的实施方式的范围的情况下，可对其进行各种形式和细节上的改变。

Claims (24)

1.一种x射线成像设备，该x射线成像设备包括：
X射线源模块，该x射线源模块被配置为输出源x射线；
铅笔射束形成模块，该铅笔射束形成模块具有输入端口和输出端口；以及
模块接合接口，该模块接合接口被配置为使得用户能够选择所述x射线源模块和所述铅笔射束形成模块的对准配置，其中，在所述对准配置下，所述铅笔射束形成模块与所述x射线源模块对准以在所述输入端口处接收所述源x射线并且通过所述输出端口朝着目标输出扫描铅笔射束，
所述模块接合接口还被配置为使得所述用户能够选择所述x射线源模块和所述铅笔射束形成模块的非对准配置，其中，在所述非对准配置下，所述铅笔射束形成模块不与所述x射线源模块对准以在所述输入端口处接收所述源x射线，也不输出所述扫描铅笔射束，所述非对准配置使得所述输出源x射线能够形成指向所述目标的静止广域射束。
2.根据权利要求1所述的x射线成像设备，其中，所述模块接合接口包括在所述铅笔射束形成模块和所述x射线源模块上的互补附接特征，所述互补附接特征被配置为允许所述铅笔射束形成模块和所述x射线源模块在所述对准配置下彼此附接并且在所述非对准配置下彼此分离。
3.根据权利要求2所述的x射线成像设备，其中，所述互补附接特征是机械闩锁、带、卡扣、铆钉、销或钩环紧固件部件。
4.根据权利要求2所述的x射线成像设备，其中，所述互补附接特征是磁体、或者是磁体和磁敏材料。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的x射线成像设备，其中，所述模块接合接口包括所述铅笔射束形成模块和所述x射线源模块之间的旋转联接。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的x射线成像设备，其中，所述模块接合接口包括所述铅笔射束形成模块和所述x射线源模块之间的平移联接。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的x射线成像设备，其中，所述模块接合接口还被配置为使得所述用户能够经由所述用户经由所述模块接合接口对所述铅笔射束形成模块的手动操纵来选择所述对准配置或非对准配置。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的x射线成像设备，其中，所述模块接合接口包括机电致动器，该机电致动器被配置为响应于所述对准配置或非对准配置的用户选择而使所述铅笔射束形成模块相对于所述x射线源模块移动。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的x射线成像设备，该x射线成像设备还包括被配置为适应手持操作的手柄。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的x射线成像设备，该x射线成像设备还包括被配置为将所述x射线源模块机械联接到机器人平台以用于操作的机器人平台安装特征。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的x射线成像设备，该x射线成像设备还包括被配置为将所述x射线源模块机械联接到无人机以用于远程空中操作的无人机安装特征。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的x射线成像设备，该x射线成像设备还包括完全或部分地包围所述x射线源模块和所述铅笔射束形成模块的壳体，该壳体包括被配置为在所述对准配置下输出所述扫描铅笔射束的第一壳体输出端口，并且该壳体包括被配置为在所述非对准配置下输出所述静止广域射束的第二壳体输出端口。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的x射线成像设备，该x射线成像设备还包括反向散射检测器，该反向散射检测器被配置为检测从所述目标反向散射的来自所述扫描铅笔射束的x射线。
14.根据权利要求13所述的x射线成像设备，其中，所述反向散射检测器形成所述铅笔射束形成模块的一部分，并且被配置为在所述对准配置和所述非对准配置下保持固定地附接到所述铅笔射束形成模块。
15.一种x射线成像系统，该x射线成像系统包括根据权利要求13所述的x射线成像设备，还包括具有不同的相应尺寸并且能够选择性地和可互换地附接到所述x射线源模块或所述铅笔射束形成模块的多个反向散射检测器。
16.一种x射线成像系统，该x射线成像系统包括根据权利要求1至15中的任一项所述的x射线成像设备，该系统还包括被配置为接收来自所述静止广域射束的透射通过所述目标的x射线的像素化检测器。
17.一种x射线成像设备，该x射线成像设备包括：
射束形成模块，该射束形成模块被配置为从所述射束形成模块的x射线源形成部选择性地以扫描铅笔射束格式和以静止广域射束格式输出x射线。
18.一种x射线成像方法，该x射线成像方法包括以下步骤：
在射束形成模块处使用来自所述射束形成模块的x射线源形成部的x射线选择性地以扫描铅笔射束格式形成x射线束；以及
在所述射束形成模块处使用来自所述x射线源的x射线选择性地以静止广域射束格式形成x射线束。
19.根据权利要求18所述的x射线成像方法，其中，所述射束形成模块还包括铅笔射束形成模块，并且其中，选择性地以所述扫描铅笔射束格式形成所述x射线束包括使所述铅笔射束形成模块的输入端口与所述x射线源对准以在所述输入端口处接收所述源x射线。
20.根据权利要求18所述的x射线成像方法，其中，所述射束形成模块还包括铅笔射束形成模块，其中，选择性地形成所述静止广域射束包括使所述铅笔射束形成模块的输入端口相对于所述x射线源机械移位，使得所述铅笔射束形成模块的所述输入端口不对准以在所述输入端口处接收所述源x射线。
21.根据权利要求18至20中的任一项所述的x射线成像方法，该x射线成像方法还包括以下步骤：
在第一目标上方扫描所述扫描铅笔射束格式的所述x射线束；以及
利用所述静止广域射束格式的所述x射线束照射所述第一目标或第二目标。
22.一种x射线成像设备，该x射线成像设备包括：
x射线源模块，该x射线源模块被配置为输出源x射线；
铅笔射束形成模块，该铅笔射束形成模块能够选择性地附接到所述x射线源模块和从所述x射线源模块分离，该铅笔射束形成模块被配置为在附接到所述x射线源模块时接收所述源x射线并输出扫描铅笔射束；以及
安全联锁，该安全联锁被配置为在所述铅笔射束形成模块从所述x射线源模块分离时以连续操作使所述x射线源模块停止输出源x射线。
23.一种x射线成像设备，该x射线成像设备包括：
用于在射束形成模块处使用来自所述射束形成模块的x射线源形成部的x射线选择性地以扫描铅笔射束格式形成x射线束的装置；以及
用于在所述射束形成模块处使用来自所述x射线源的x射线选择性地以静止广域射束格式形成x射线束的装置。
24.一种x射线成像设备，该x射线成像设备包括：
x射线源模块，该x射线源模块被配置为输出源x射线；以及
x射线束模式选择接口，该x射线束模式选择接口被配置为使得用户能够选择被配置为将所述源x射线形成为扫描铅笔射束的扫描铅笔射束形成机械布置，以及另选地选择被配置为将所述源x射线形成为静止广域x射线束的静止广域x射线束形成机械布置。
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