螺旋计算机断层成像制造技术

用于螺旋计算机断层成像的X射线成像系统，该X射线成像系统可包括X射线发生器、一个或多个辐射探测器、旋转平台、线性平移平台、运动控制系统，以及数据获取系统。所述旋转平台具有旋转轴，所述旋转轴设置成垂直于由X射线发生器发射的X射线束的轴。所述线性平移平台可配置用于沿着与所述旋转平台的所述旋转轴对准的轴线性地移动所述旋转平台。所述运动控制系统可同步化所述旋转平台的旋转运动和所述线性平移平台的线性运动。所述数据获取系统可包括配置用于接收用户输入参数的处理器。所述处理器可至少部分地基于所述用户输入参数来配置所述X射线成像系统以获取射线照片。所述处理器可从所述射线照片生成三维图像。

Spiral computed tomography

【技术实现步骤摘要】
螺旋计算机断层成像本申请是申请日为2014年3月31日、国际申请号为PCT/US2014/032422、国家申请号为201480019227.9、专利技术名称为“螺旋计算机断层成像”的专利技术专利申请的分案申请。本申请案请求在2013年4月4日提交的美国临时专利申请No.61/808,424的权益，所述专利的全部内容以引用方式并入本文。
本公开涉及计算机断层成像。
技术介绍
X射线计算机断层成像(CT)是一种使用经计算机处理的X射线来生成物体的断层图像的程序。物体的断层图像是所述物体的概念上二维的“切面”的图像。计算装置可使用所述物体的断层图像来生成所述物体的三维图像。X射线CT可出于工业目的用于进行物体的无损评估。
技术实现思路
一般说来，本公开描述了一种用于螺旋(即，旋式)计算机断层成像(CT)的X射线成像系统。所述X射线成像系统包括X射线发生器、一个或多个辐射探测器、旋转平台、线性平移平台、运动控制系统，以及数据获取系统。所述X射线发生器可发射扇形的或者锥形的X射线束。所述旋转平台具有旋转轴，所述旋转轴设置成基本上垂直于所述X射线束的轴。所述线性平移平台被配置用于沿着与所述旋转平台的所述旋转轴对准的轴线性地移动所述旋转平台。所述运动控制系统同步化所述旋转平台的旋转运动和所述线性平移平台的线性运动，以使得由所述旋转平台支撑的样本上的一点划出旋式或者螺旋图案的轨迹。因此，所述旋转平台可沿着一轴线性地移动，同时围绕相同的轴旋转。所述数据获取系统包括一个或多个配置用于接收用户输入参数的处理器。所述一个或多个处理器至少部分地基于用户输入参数来配置所述X射线成像系统以获取射线照片。所述一个或多个处理器至少部分地基于所述射线照片生成三维图像。在一个实例中，本公开描述了一种X射线成像系统，所述X射线成像系统包括：X射线发生器；一个或多个辐射探测器；旋转平台，所述旋转平台具有旋转轴，所述旋转轴设置成垂直于由X射线发生器发射的X射线束的轴；线性平移平台，所述线性平移平台具有沿着所述旋转平台的旋转轴设置的运动轴；运动控制系统，所述运动控制系统同步化所述旋转平台的旋转运动和所述线性平移平台的线性运动，以使得由所述旋转平台支撑的样本上的一点划出旋式或者螺旋图案的轨迹；以及数据获取系统，所述数据获取系统包括一个或多个处理器，所述处理器配置用于：接收用户输入参数；至少部分地基于所述用户输入参数来配置所述X射线成像系统以获取射线照片；以及至少部分地基于所述射线照片生成三维图像。在另一实例中，本公开描述了一种方法，所述方法包括：接收用户输入参数；至少部分地基于所述用户输入参数来配置X射线成像系统以获取射线照片，所述X射线成像系统包括：X射线发生器；一个或多个辐射探测器；旋转平台，所述旋转平台具有旋转轴，所述旋转轴设置成垂直于由X射线发生器发射的X射线束的轴；线性平移平台，所述线性平移平台具有沿着所述旋转平台的旋转轴设置的运动轴；以及运动控制系统，所述运动控制系统同步化所述旋转平台的旋转运动和所述线性平移平台的线性运动，以使得由所述旋转平台支撑的样本上的一点划出旋式或者螺旋图案的轨迹；以及至少部分地基于所述射线照片生成三维图像。在另一实例中，本公开描述了一种非瞬时的计算机可读数据存储媒介，所述存储媒介具有存储在其上的指令，所述指令当被执行时，使得计算系统：接收用户输入参数；至少部分地基于所述用户输入参数来配置X射线成像系统以获取射线照片，所述X射线成像系统包括：X射线发生器；一个或多个辐射探测器；旋转平台，所述旋转平台具有旋转轴，所述旋转轴设置成垂直于由X射线发生器发射的X射线束的轴；线性平移平台，所述线性平移平台具有沿着所述旋转平台的旋转轴设置的运动轴；以及运动控制系统，所述运动控制系统同步化所述旋转平台的旋转运动和所述线性平移平台的线性运动，以使得由所述旋转平台支撑的样本上的一点划出旋式或者螺旋图案的轨迹；以及至少部分地基于所述射线照片生成三维图像。将以附图和以下描述来阐明一个或多个实例的细节。根据描述和附图，以及根据权利要求书，其他特征、目的和优点将变得显而易见。附图说明图1是具有示意元件和块元件两者的系统图，示出了根据本公开的一个或多个实例的示例性仪表设置。图2是方块图，示出了根据本公开的一种或多种技术的示例性透镜耦合的高分辨率X射线探测器。图3A是示意图，示出了根据本公开的一种或多种技术的示例性系统参数设置界面。图3B是示意图，示出了根据本公开的一种或多种技术的示例性常规(即，非旋式)计算机断层成像(CT)扫描设置界面。图3C是示意图，示出了根据本公开的一种或多种技术的另一种示例性常规(即，非旋式)CT扫描设置界面。图3D是示意图，示出了根据本公开的一种或多种技术的示例性旋式CT扫描设置界面。图3E是示意图，示出了根据本公开的一种或多种技术的另一种示例性旋式CT扫描设置界面。图3F是示意图，示出了根据本公开的一种或多种技术的示例性图像预览界面。图4A是示意图，示出了使用旋式CT获取的示例性三维结构的体积绘制。图4B是示意图，示出了图4A的三维结构的第一示例性横截面图像。图4C是示意图，示出了图4A的三维结构的第二示例性横截面图像。图4D是示意图，示出了图4A的三维结构的第三示例性横截面图像。图4E是示意图，示出了图4A的三维结构的示例性横截面图像。图5是根据本公开的一种或多种技术的加权背投影函数构建方式的概念图。图6是流程图，示出了根据本公开的一种或多种技术的工业CT系统的示例性操作。具体实施方式X射线计算机断层成像(CT)是一种用于在医学成像和工业无损评估(NDE)中非侵入性地或者非破坏性地获取三维结构的常用技术。本公开的技术提供了一种用于使用X射线CT技术获取物体(例如，细长物体)的三维(3D)结构的设备。本公开的技术还提供了所述设备的仪表配备、用户控制机制和软件算法。所述设备可用于天然存在物体的NDE，天然存在物体为诸如岩心样本，以及所制造的部件和系统。所述设备可包括X射线源、辐射探测器和旋转平台。所述旋转平台可旋转样本，以便可从不同观测角度获取射线照片。所述X射线源、辐射探测器和旋转平台可各自安装在线性定位平台上，以按照不同的几何构型来安置X射线源、辐射探测器和旋转平台。在本公开所描述的一种示例性配置中，所述系统可提供从0.5微米到100微米的分辨率范围。图1是具有示意元件和块元件两者的系统图，示出了根据本公开的一个或多个实例的示例性仪表设置。如在图1的实例中所示，工业CT系统10可包括X射线源12、辐射探测器14，以及计算系统22。虽然在图1的实例中未示出，但是工业CT系统10除了辐射探测器14之外还可包括一个或多个辐射探测器。样本可被安装在旋转平台16上。示例性类型的样本包括机器、岩心，或者其它类型的物体。在典型实例中，旋转平台16的旋转轴17垂直于X射线束轴19(即，由X射线发生器12发射的X射线束18的轴)。相应地，随着所述样本在X射线束18下旋转，工业CT系统10可以不同的投影角度获取射线照片。在图1的实例中，X射线束18是锥形的。在其它实例中，X射线束18是扇形的。在一些实例中，X射线源12可提供能量范围为20keV到600keV的X射线。此外，工业CT系统10可包括竖直平台20，所述竖直平台20可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X射线成像系统，所述X射线成像系统包括：X射线发生器；辐射探测器；旋转平台，所述旋转平台具有旋转轴，所述旋转轴设置成垂直于由所述X射线发生器发射的X射线束的轴；线性平移平台，所述线性平移平台具有沿着所述旋转平台的所述旋转轴设置的运动轴；运动控制系统，所述运动控制系统同步化所述旋转平台的旋转运动和所述线性平移平台的线性运动；以及数据获取系统，所述数据获取系统包括一个或多个处理器，所述处理器配置成：输出用户界面(UI)；经由所述用户界面接收多个用户输入参数，所述多个用户输入参数包括线性扫描范围、螺距以及螺旋组高度，所述线性扫描范围指示物体的高度；至少部分地基于所述线性扫描范围、螺距和/或螺旋组高度来确定螺旋计算机断层(CT)扫描期间待执行的螺旋组的总数目，所述螺旋组中的每组为螺旋中的若干连续旋转，所述连续旋转的投影射线照片具有给定百分比的竖直重叠；至少部分地基于所述多个用户输入参数来配置所述数据获取系统，以在所述螺旋计算机断层(CT)扫描期间从所述辐射探测器获取射线照片；以及至少部分地基于所述射线照片生成所述物体的三维图像，所述物体在所述旋转平台上。

【技术特征摘要】
2013.04.04 US 61/808,4241.一种X射线成像系统，所述X射线成像系统包括：X射线发生器；辐射探测器；旋转平台，所述旋转平台具有旋转轴，所述旋转轴设置成垂直于由所述X射线发生器发射的X射线束的轴；线性平移平台，所述线性平移平台具有沿着所述旋转平台的所述旋转轴设置的运动轴；运动控制系统，所述运动控制系统同步化所述旋转平台的旋转运动和所述线性平移平台的线性运动；以及数据获取系统，所述数据获取系统包括一个或多个处理器，所述处理器配置成：输出用户界面(UI)；经由所述用户界面接收多个用户输入参数，所述多个用户输入参数包括线性扫描范围、螺距以及螺旋组高度，所述线性扫描范围指示物体的高度；至少部分地基于所述线性扫描范围、螺距和/或螺旋组高度来确定螺旋计算机断层(CT)扫描期间待执行的螺旋组的总数目，所述螺旋组中的每组为螺旋中的若干连续旋转，所述连续旋转的投影射线照片具有给定百分比的竖直重叠；至少部分地基于所述多个用户输入参数来配置所述数据获取系统，以在所述螺旋计算机断层(CT)扫描期间从所述辐射探测器获取射线照片；以及至少部分地基于所述射线照片生成所述物体的三维图像，所述物体在所述旋转平台上。2.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述辐射探测器包括平板辐射探测器。3.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述X射线发生器提供能量范围为20keV到600keV的X射线。4.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述辐射探测器包括透镜耦合的高分辨率X射线探测器。5.根据权利要求4所述的X射线成像系统，其中所述透镜耦合的高分辨率X射线探测器具有在0.1微米到10微米的范围内的像素大小。6.根据权利要求5所述的X射线成像系统，其中所述辐射探测器进一步包括平板探测器，所述平板探测器具有在从25微米到300微米的范围内的像素大小。7.根据权利要求4所述的X射线成像系统，其中所述辐射探测器进一步包括平板探测器，并且所述透镜耦合的高分辨率X射线探测器和所述平板探测器在所述X射线成像系统之中可切换。8.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述辐射探测器包括线性二极管阵列型辐射探测器。9.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中：所述数据获取系统进一步配置成至少基于所述线性扫描范围来计算所述多个用户输入参数中的另一个用户输入参数，其中所述另一个用户输入参数为以下中的一个：每组的旋转次数、每次旋转的投影数目、每一投影的高度差、每一投影的角度差、所述计算机断层扫描中的总高度差、所述计算机断层扫描中转过的总度数、或在所述计算机断层扫描期间获取的投影的总数目。10.一种方法，所述方法包括：输出用户界面(UI)；经由所述用户界面接收多个用户输入参数，所述多个用户输入参数包括线性扫描范围、螺距以及螺旋组高度，所述线性扫描范围指示物体的高度；至少部分地基于所述线性扫描范围、螺距和/或螺旋组高度来确定螺旋计算机断层(CT)扫描期间待执行的螺旋组的总数目，所述螺旋组中的每组为螺旋中的若干连续旋转，所述连续旋转的投影射线照片具有给定百...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·施勒希特，埃里克·弗雷，朱丽安·诺埃尔，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US