用于x射线反向散射成像的具有可移除检测器的系统和套件技术方案

一种可移动的x射线成像器包括第一反向散射x射线检测器组件。该系统还包括第二反向散射x射线检测器组件，该第二反向散射x射线检测器组件与可移动的x射线成像器可移除地附接。可移动的x射线成像器和第二反向散射x射线检测器包括互补附接特征，互补附接特征被构造成将第二反向散射x射线检测器与可移动的x射线成像器可移除地固定成一种布置，该布置具有相对于彼此固定地定向的第二反向散射x射线检测器和第一反向散射x射线检测器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于x射线反向散射成像的具有可移除检测器的系统和套件相关申请本申请要求于2019年1月24日提交的美国临时申请No.62/796,351的权益，并且还要求于2018年2月2日提交的美国临时申请No.62/625,526的权益。上述申请的全部教导通过引用合并于此。
技术介绍
自1980年代后期以来，x射线反向散射成像已经被用于检测隐藏的违禁品，例如毒品、爆炸物和武器。与通过检测穿透物体的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。最近，手持式x射线反向散射成像装置已经被引入市场。
技术实现思路
在典型的反向散射成像系统中，标准x射线管产生源x射线，该源x射线通过衰减板中的狭缝被准直成扇形射束。通过具有狭缝的旋转的“调制盘”，将扇形射束“切”成笔形射束，并且当调制盘旋转时，对被成像的目标物体进行笔形射束扫描。然后，在向后的方向上散射的x射线的强度被检测，并且作为源x射线射束的位置的函数。通过在传送机上或在其自身的动力下使目标物体移动穿过包含扫描射束的平面，可以获得物体的二维反向散射图像。或者，目标物体可以是固定的，并且反向散射成像系统可以相对于物体移动更近的手持式x射线反向散射成像装置可以使操作员能够快速且方便地检查可疑车辆、包裹或其他目标物体。这些装置已经被设计成相对紧凑和重量轻的，从而允许它们容易地操作达延长的时间段。这些手持式装置的反向散射检测器被设计成非常小和紧凑，允许将仪器的前部操纵到紧密或有限的空间中，例如汽车的仪表板和挡风玻璃之间，或者操纵到汽车行李箱的角落中。从目标物体反向散射的x射线的强度与散射的目标物体和反向散射检测器之间的距离的平方成反比地减小。为此，并且因为这些手持式装置中的反向散射检测器较小，并且手持式仪器中的x射线源被限制为仅5至10瓦(由于重量和尺寸限制)，所以仪器和目标之间的最大间隔距离被限制，通常被限制为不大于约12英寸的距离。为了对远离仪器超过12英寸的目标物体成像，具有更多的有效检测器区域将是有利的。如果在仪器上使用具有较大有效区域的较大反向散射检测器，则可以检测到更多的反向散射x射线，因此产生更高质量的图像。然而，较大的检测器将限制将仪器用于在有限空间中很近距离内的成像应用。此外，较大的检测器比现有手持式x射线扫描仪器上的检测器体积更大、更重，并且将使仪器更难以长时间舒适地使用。本申请中公开的实施方式涉及一种可移除的大区域反向散射检测器，该反向散射检测器可以容易地附接到手持式反向散射成像仪器和从手持式反向散射成像仪器拆卸。这允许相同的仪器被用于两种成像模式中，在两种模式之间具有快速的可互换性：a)仅与内置的紧凑反向散射检测器一起使用的仪器。这种模式允许在有限的空间中和在近的间隔距离处获取图像。b)与附加的大区域检测器附件一起使用的仪器，允许在非受限空间中以较大的间隔距离进行改进的图像获取。在一个实施方式中，x射线成像系统包括可移动的x射线成像器。可移动的x射线成像器包括第一反向散射x射线检测器组件。该系统还包括第二反向散射x射线检测器组件，该第二反向散射x射线检测器组件与可移动的x射线成像器可移除地附接。可移动的x射线成像器和第二反向散射x射线检测器组件包括互补附接特征，这些互补附接特征被构造成将第二反向散射x射线检测器组件与可移动的x射线成像器可移除地固定成一种布置，该布置具有相对于彼此固定地定向的第二反向散射x射线检测器组件和第一反向散射x射线检测器组件。在另一实施方式中，x射线成像套件包括可移动的x射线成像器。可移动的x射线成像器包括第一反向散射x射线检测器组件。该系统还包括第二反向散射x射线检测器组件，该第二反向散射x射线检测器组件与可移动的x射线成像器可移除地附接。可移动的x射线成像器和第二反向散射x射线检测器组件包括互补附接特征，这些互补附接特征被构造成将第二反向散射x射线检测器组件与可移动的x射线成像器可移除地固定成一种布置，该布置具有相对于彼此固定地定向的第二反向散射x射线检测器组件和第一反向散射x射线检测器组件。在又一实施方式中，x射线成像系统包括用于通过检测从目标反向散射的反向散射x射线的第一部分来进行x射线成像的装置，用于x射线成像的装置是可移动的。该系统还包括用于检测反向散射x射线的第二部分的装置以及用于以可移除的方式将用于检测反向散射x射线的第二部分的装置与用于x射线成像的装置固定的装置。用于x射线成像的装置可操作成在以下两种情况下进行x射线成像：(i)用于检测第二部分的装置固定到用于x射线成像的装置；和(ii)用于检测第二部分的装置从用于x射线成像的装置拆卸。在又一实施方式中，x射线成像系统包括可移动的x射线扫描模块，该可移动的x射线扫描模块包括被构造成输出源x射线的x射线源、被构造成对目标进行源X射线扫描的扫描仪以及附接特征。该系统还包括第一反向散射x射线检测器组件和第二反向散射x射线检测器组件。第一反向散射x射线检测器组件和第二反向散射x射线检测器组件中的每一个包括相应的互补附接特征，该互补附接特征被构造成以可互换的方式将相应的检测器组件与可移动的x射线扫描模块可移除地固定。在另一实施方式中，x射线成像方法包括在第一反向散射x射线检测器组件与可移动的x射线扫描模块可移除地附接的情况下使用可移动的x射线扫描模块对目标进行源X射线扫描。该方法还包括可互换地从可移动的x射线扫描模块移除第一反向散射x射线检测器组件。该方法还包括将第二反向散射x射线检测器组件与可移动x射线扫描模块可移除地且可互换地附接。该方法还包括在第二反向散射x射线检测器组件与可移动的x射线扫描模块可移除地附接的情况下使用可移动的x射线扫描模块对目标或另一目标进行源X射线扫描。附图说明从以下对如附图中所示出的示例实施方式的更具体描述中将明白前述内容，在附图中，相同的附图标记在不同视图中指代相同的部件。附图不一定是按比例的，而是将重点放在说明实施方式上。图1是包括可移动的手持式x射线成像器和可移除地附接到成像器的第二检测器的实施方式x射线成像系统的立体图。图2是图1的用于拆卸模式中的手持式x射线成像器的图示，其中第二检测器从手持式x射线成像器拆卸。图3是图1至图2所示的x射线成像器的前部区域的立体图。图4是图1至图3的成像器的立体图，该成像器由手握持，处于拆卸模式，用于扫描车辆内部内的狭窄区域。图5是图1至图4的x射线成像系统的立体图，该系统在附接模式中操作，其中第二检测器附接到x射线成像器图6是图1和图5中更详细示出的第二检测器的立体图。图7是示出更一般实施方式的x射线成像系统及其一般操作模式连同其使用环境的方框图，该使用环境包括了目标和外部计算机/分析器/监视器。图8A是示出在拆卸模式中操作的具有内置显示器的实施方式x射线成像系统的方框图，其中第二反向散射x射线检测器从可移动的x射线成像器拆卸。图8B是示出了在附接模式中操作的图8A的系统的方框图。图8C是示出了实施方式x射线成像系统的方框本文档来自技高网...

【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：/n可移动的x射线成像器，所述可移动的x射线成像器包括第一反向散射x射线检测器组件；以及/n第二反向散射x射线检测器组件，所述第二反向散射x射线检测器组件能够与所述可移动的x射线成像器以可移除的方式附接，/n所述可移动的x射线成像器和所述第二反向散射x射线检测器组件包括互补附接特征，所述互补附接特征被构造成将所述第二反向散射x射线检测器组件与所述可移动的x射线成像器以可移除的方式固定成一种布置，所述布置具有相对于彼此固定地定向的所述第二反向散射x射线检测器组件和所述第一反向散射x射线检测器组件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180202 US 62/625,526;20190124 US 62/796,3511.一种x射线成像系统，所述x射线成像系统包括：
可移动的x射线成像器，所述可移动的x射线成像器包括第一反向散射x射线检测器组件；以及
第二反向散射x射线检测器组件，所述第二反向散射x射线检测器组件能够与所述可移动的x射线成像器以可移除的方式附接，
所述可移动的x射线成像器和所述第二反向散射x射线检测器组件包括互补附接特征，所述互补附接特征被构造成将所述第二反向散射x射线检测器组件与所述可移动的x射线成像器以可移除的方式固定成一种布置，所述布置具有相对于彼此固定地定向的所述第二反向散射x射线检测器组件和所述第一反向散射x射线检测器组件。


2.根据权利要求1所述的x射线成像系统，其中，所述可移动的x射线成像器被构造成在操作期间被手持。


3.根据权利要求1或2所述的x射线成像系统，所述x射线成像系统还包括机器人臂，并且其中，所述可移动的x射线成像器被构造成附接到所述机器人臂，所述机器人臂被构造成在操作期间使所述可移动的x射线成像器平移和旋转。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的x射线成像系统，其中，所述互补附接特征是互补机械连接器部件。


5.根据权利要求4所述的x射线成像系统，其中，所述互补机械连接器部件是机械闩锁、条带、卡扣、铆钉、销或钩环紧固件部件。


6.根据权利要求1至3中任一项所述的x射线成像系统，其中，所述互补附接特征是磁体或者所述互补附接特征是磁体和磁敏感材料。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的x射线成像系统，其中，所述互补附接特征是这样的互补附接特征，通过所述互补附接特征，所述可移动的x射线成像器和所述第二反向散射x射线检测器组件能够经由与机械连接器的可移除附接而以可移除的方式彼此附接。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的x射线成像系统，其中，所述第二反向散射x射线检测器组件形成限定内部开口的外部环，所述可移动的x射线成像器被构造成在所述内部开口处被接收以用于所述第二反向散射x射线检测器组件与所述可移动的x射线成像器的附接，所述可移动的x射线成像器的尺寸和形状与限定所述内部开口的所述外部环的尺寸和形状互补。


9.根据权利要求8所述的x射线成像系统，其中，所述可移动的x射线成像器被构造成插入到所述第二反向散射x射线检测器组件的所述内部开口中，并且经由所述互补附接特征保持在所述内部开口中。


10.根据权利要求8或9所述的x射线成像系统，其中，所述外部环为部分外部环。


11.根据权利要求8或9所述的x射线成像系统，其中，所述外部环为封闭的外部环。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的x射线成像系统，其中，所述第一反向散射x射线检测器组件包括第一有效检测器区域，并且其中，所述第二反向散射x射线检测器组件包括至少与所述第一检测器区域一样大的第二有效检测器区域。


13.根据权利要求12所述的x射线成像系统，其中，所述第二有效检测器区域是所述第一有效检测器区域的至少四倍大。


14.根据权利要求13所述的x射线成像系统，其中，所述第二有效检测器区域是所述第一有效检测器区域的至少九倍大。


15.根据权利要求1所述的x射线成像系统，其中：
所述手持式x射线成像器还包括：
x射线源，所述x射线源被构造成输出源x射线；
扫描仪，所述扫描仪被构造成对目标进行源X射线扫描；
处理器；以及
显示器，
并且其中：
所述第一反向散射x射线检测器组件被构造成检测从所述目标反向散射的反向散射x射线的第一部分，并且输出表示所述反向散射x射线的所述第一部分的第一信号；
所述处理器被构造成处理所述第一信号以在所述显示器处形成所述目标的图像；以及
所述第二反向散射x射线检测器组件被构造成检测反向散射x射线的第二部分，并输出表示反向散射x射线的所述第二部分的第二信号，所述第二信号通信地耦合到所述手持式x射线成像器，
其中，所述手持式x射线成像器被构造成处理所述第二信号以在所述显示器处增强所述目标的所述图像。


16.根据权利要求15所述的x射线成像系统，其中，所述手持式x射线成像器被构造成通过电力地或在软件中组合所述第一信号与所述第二信号以形成组合信号来处理所述第二信号以增强所述图像，并且其中，所述处理器被构造成处理所述组合信号以形成所述目标的所述图像。


17.根据权利要求15或16所述的x射线成像系统，其中，所述手持式x射线成像器被构造成通过处理与所述第一信号分离的所述第二信号以形成所述目标的互补x射线图像来处理所述第二信号以增强所述图像。


18.根据权利要求1至17中任一项所述的x射线成像系统，其中：
所述可移动的x射线成像器包括被构造成输出源x射线的x射线源以及被构造成对目标进行源X射线扫描的扫描仪；
所述第一反向散射x射线检测器组件被构造成检测从所述目标反向散射的反向散射x射线的第一部分，并且输出表示反向散射x射线的所述第一部分的第一信号；
所述第二反向散射x射线检测器组件被构造成检测所述反向散射x射线的第二部分并且输出表示反向散射x射线的所述第二部分的第二信号；以及
根据以下替代构造，所述可移动的x射线成像器、所述第二反向散射x射线检测器组件或所述可移动的x射线成像器和所述第二反向散射x射线检测器组件的组合被构造成输出所述目标的一个或多个图像的表示：
其中，在所述第二反向散射x射线检测器组件从所述x射线成像器拆卸的拆卸操作模式中，所述目标的所述一个或多个图像的所述表示是所述第一信号的函数，并且
其中，在所述第二反向散射x射线检测器组件附接到所述x射线成像器的附接操作模式中，所述目标的所述一个或多个图像的所述表示是以下中的至少一者：(i)所述第一信号的函数；(ii)所述第二信号的函数；或(iii)所述第一信号和所述第二信号的函数。


19.根据权利要求18所述的x射线成像系统，其中，在所述附接操作模式中，所述第二信号通信地耦合到所述可移动的x射线成像器，并且所述可移动的x射线成像器被构造成电力地或在软件中组合所述第一信号和所述第二信号以形成所述一个或多个图像的所述表示，所述可移动的x射线成像器还被构造成相应地输出作为组合的所述第一信号和所述第二信号的函数的所述一个或多个图像中的每个图像的所述表示。


20.根据权利要求18所述的x射线成像系统，其中，在所述附接操作模式中，所述表示是所述目标的两个或更多个图像的两部分表示，所述两部分表示的第一部分是作为所述第一信号的函数的所述两个或更多个图像中的第一图像，并且所述两部分表示的第二部分是作为所述第二信号的函数的所述两个或更多个图像中的互补的第二图像。


21.根据权利要求18至20中任一项所述的x射线成像系统，其中，所述可移动的x射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·罗特希尔德，H·D·凯洛格，
申请(专利权)人：维肯检测公司，
类型：发明
国别省市：美国;US