X射线准直器制造技术

一个X射线准直器，包括：一个基板(10)，该基板包括多个孔(30)，每个孔在一端是截头圆锥形(40)，以及在另一端的管状部分(50)，用来在X射线成像系统中使用，由此X射线准直器对齐于一个X射线源(70)的二维阵列和一个二维X射线传感器(130)，由此X射线光子从X射线源通过准直器孔，并出现为在一个狭窄的锥角内的一束X射线光子，该光子通过被成像的物体(110)，该物体置于准直器输出孔和X射线传感器之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术通常涉及一种X射线准直器和一种用于获得X射线图像的方法，并且本专利技术发现特别的，虽然不是唯一的，轫致辐射准直的使用，其中X射线源包括排列在一个二维阵列中的多个X射线源。已知X射线准直导致在X射线成像系统的图像质量的改进。这是因为在通过被成像的物体后，一种X射线源准直减少了到达X-射线传感器元件的散射的X射线光子的量。这些散射的X射线光子另外将有助于传感器元件的读取，以及降低X射线图像的整体对比度，因为它们不传达相同的相关的诊断信息如未被散射的X射线光子，所述未被散射的X射线光子直接从X射线源传到传感器元件。散射的光子使射线图片经常变得模糊。一般地，现有的X射线准直器包括一个二维滤线栅，有时也被称为防散射滤线栅，防散射滤线栅直接被放置在传感器的前面，并用于吸收或阻止光子以一大角度发射。这些防散射滤线栅通常是由高密度金属组成的网格结构，防散射滤线栅的操作可以被认为类似于一个软百叶窗校准光学光子。在文献中已经描述了各种几何结构和制造方法，它们的相似地目的是减少不必要的散射光子撞击传感器。除了防散射的方法，X射线透镜也被使用。广泛的方法被讨论，试图聚焦X射线，使其具有更高的效率或更好的焦点特性。例如，现有技术的X射线透镜，包括复合管(组装和融合)和沃尔特光学(网格材料)，两者的运作本质上都是通过集体反射X射线单光子源。折射透镜也被描述。近年来，微米级别X射线源的发展有了新的进展，使得现在有可能产生一个二维阵列的X射线源，X射线源有一个从100微米到1厘米或更多的典型距离。一个二维X射线源的例子被公开在专利WO2011/017645中，该专利中的仪器可以产生用于成像的X射线。已知的准直和透镜效应的方法对于准直一个二维阵列的X射线源不是很有用。本专利技术的实施例的一个目的是至少缓解已知X射线准直方法的缺点，并提供一个准直从二维阵列的X射线源发出的X射线的方法。本专利技术的一个目的是为了提供一个准直X射线的方法，其中多个准直元件或孔接收来自一个单个X射线源的X射线光子。本专利技术的另一个目的是为了提供一个X射线准直的方法，其中每个准直元件或孔包括一个高宽比的锥形结构并与一个微米级别的二维阵列X射线源对齐，这样发射器通过发射基座控制在分布X射线源中的X射线发射角度和分布。在这方面，高宽比的高度与宽度的比例约为10:1到1000:1。在第一方面，本专利技术提供了一种X射线准直器，所述X射线准直器包括一个含有多个孔的基板，其中至少一些孔具有一个锥形入口和一个沿其轴向长度的管状部分，其中锥形入口是截头圆锥形的。由此在使用时，伴随在锥形入口的X射线源，至少一些孔中的每一个在一个狭窄的锥角发射一束X射线光子。在这方面，术语“狭窄的锥角”可能意味着大致平行和/或有一个相对于平行的角度的偏差，偏差范围为1至20度。多个孔可设置在一个二维阵列中，二维阵列可以是一个滤线栅的形式。滤线栅可以常规地设置在，例如常规间隔的列和行中。或者，滤线栅可以是不规则的。基板可以包括硅或玻璃。玻璃可以是熔融石英。截头圆锥部分可以由一个近似抛物线的形状描述。抛物线形状可以由一个约为被称为“温斯顿锥”的形状来定义。管状部分可以是圆柱形的。截头圆锥部分的孔入口和管装部分输出孔之间的距离可以基本上大于输出孔直径，设置成这种几何形状是为了减小相对于非制导辐射开口角度的X射线发射开口角度。截头圆锥部分的孔入口和管装部分输出孔之间的距离可以被称为“准直器标称长度”准直器标称长度可以至少是输出孔直径的十倍，设置成这种几何形状是为了减小相对于非制导辐射开口角度的X射线发射开口角度。准直器标称长度相对输出直径的比例可以被描述为准直器的“纵横比”。穿过基板的孔可以排列在带有薄膜的内表面上。薄膜可以包括至少一个钨或铱的单层。薄膜可以包括一个双层，双层包括钨和氧化铝、钨和硅、以及钨和碳。薄膜可以包括一个双层，双层包括一个高原子序数金属和一个低原子序数或低浓度间隔材料。在这方面，术语“低”可以意味着有一个原子序数低于“高原子序数金属”。“低原子序数材料”可以有一个原子序数仅比“高原子序数金属”小一。所述双层可以包括一个多层薄膜。X射线准直器可以进一步包括一个目标材料，所述目标材料包括一个高原子序数材料的一个第一薄板，所述第一薄板作为一个目标材料从一个电子发射器阵列转换一个电子源进入X射线光子的局部源，其中所述截头圆锥部分的输入可以紧靠目标材料。第一薄板可以包括钨、钨合金、钼或金中的一个或多个。目标材料的第一薄板可以有一个大约1微米到5微米的厚度。X射线过滤材料的一个第二薄板可以置于目标材料和在基板上的截头圆锥孔开口之间。所述X射线过滤材料可以包括铝。所述X射线过滤材料可以有一个大约100微米到500微米的厚度。在第二方面，本专利技术提供了一个X射线准直器部件，所述X射线准直器部件根据第一方面包括两个或更多的X射线准直器，其中一个X射线准直器基板的管状输出孔与相邻X射线准直器基板的截头圆锥输入孔对齐，以延伸准直孔的长度。换而言之，两个准直器可以说是串联的。在第三方面，本专利技术提供了一种用于获得X射线图像的方法，包括根据第一方面提供一个X射线准直器的步骤，将所述X射线准直器与一个二维X射线传感器对齐，在使用中，X射线光子从X射线源穿过准直孔并出现在一个X射线光子的狭窄的锥角，一些X射线光子然后穿过被置于准直器输出孔和X射线传感器之间的一个物体。在一个实施例中，本专利技术提供了一种用于获得物体X射线图像的方法，包括根据第一方面提供一个X射线准直器的步骤，提供了一个X射线源阵列的步骤，提供了一个X射线传感元件阵列，将X射线准直输入孔与X射线源阵列对齐，并且将X射线准直输出孔与X射线传感元件阵列对齐的步骤。由此X射线光子从X射线源阵列穿过准直孔并出现作为一个近似平行的X射线光子光束，所述X射线光子光束穿过一个被置于准直器的输出孔和X射线传感元件阵列之间的物体。X射线源阵列可以是二维的。X射线传感元件阵列可以是二维的。本专利技术的实施例有一个优点，实施例提供了一个X射线的准直方法，所述X射线是从一个二维阵列的微米级别的X射线源发射的。本专利技术的上述或其他特点、特征和优点将从下面的详细描述中凸显，结合附图，通过实例说明本专利技术的原理。描述是为了举例说明，而不限制本专利技术的范围。下面所引用的附图标记参考附图。图1是一个X射线准直器的平面图；图2是一个X射线准直器的截面图；图3是一个截面图，展示了图2中的X射线准直器耦合于一个X射线目标材料和电子源；图4是一个截面图，展示了包括一个X射线过滤材料的图3中的X射线准直器；以及图5是一个截面图，展示了图4中的两个X射线准直器和一个物体，物体被成像在一个二维X射线传感器中的相邻元件。本专利技术将根据附图被描述，但本专利技术不限于此，仅限于权利要求。所描述的附图只是示意图，并且没有限制。每张附图不包括本专利技术的所有特点，因此不应该被认为是本专利技术的一个实施例。一些元件的尺寸可以被放大，图片不根据尺寸来说明用途。尺寸和相对尺寸不符合对于本专利技术的实践的实际减少。此外，术语的第一、第二、第三和类似的术语，在说明书中和在权利要求中用于区分相似的元素，不一定用于描述序列，无论是在时间上、空间上还是在排名上或任何其他方式。可以知道，在适当的情况下，使用的术语是可以互换的，此操作在其他序列中要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个X射线准直器，包括一个含有多个孔的基板，其中至少一些孔具有一个锥形入口和一个沿其轴向长度的跟随的管状部分，其中锥形入口是截头圆锥形的，由此在使用时，伴随位于锥形入口的一X射线源，至少一些孔中的每一个以一个狭窄的锥角发射一束X射线光子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.05 GB 1403889.71.一个X射线准直器，包括一个含有多个孔的基板，其中至少一些孔具有一个锥形入口和一个沿其轴向长度的跟随的管状部分，其中锥形入口是截头圆锥形的，由此在使用时，伴随位于锥形入口的一X射线源，至少一些孔中的每一个以一个狭窄的锥角发射一束X射线光子。2.如权利要求1所述的X射线准直器，其特征在于，多个孔设置在一个二维阵列中。3.如权利要求1或2所述的X射线准直器，其特征在于，所述基板由硅或玻璃制成。4.如权利要求3所述的X射线准直器，其特征在于，所述玻璃由熔融石英制成。5.如上述权利要求任意一条所述的X射线准直器，其特征在于，所述截头圆锥部分被描述为一个近似抛物线的形状。6.如权利要求5所述的X射线准直器，其特征在于，所述抛物线形状近似由一个被称为“温斯顿锥”的形状所定义。7.如上述权利要求任意一条所述的X射线准直器，其特征在于，所述管状部分是圆柱形的。8.如上述权利要求任意一条所述的X射线准直器，其特征在于，所述截头圆锥部分的孔入口和所述管装部分输出孔之间的距离基本上大于所述输出孔直径，设置为这种几何形状是为了减小相对于非制导辐射开口角度的X射线发射开口角度。9.如上述权利要求任意一条所述的X射线准直器，其特征在于，所述截头圆锥部分的孔入口和所述管装部分输出孔之间的距离至少大于所述输出孔直径的十倍，设置为这种几何形状是为了减小相对于非制导辐射开口角度的X射线发射开口角度。10.如上述权利要求任意一条所述的X射线准直器，其特征在于，穿过所述基板的孔排列在带有薄膜的内表面上。11.如权利要求10中所述的X射线准直器，其特征在于，所述薄膜可以包括至少一个单层，单层为钨或铱构成。12.如权利要求10所述的X射线准直器，其特征在于，所述薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉尔·特拉维斯，马克·埃文斯，罗伯特·史蒂文斯，
申请(专利权)人：昂达博思有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB