基于双源扫描的电离辐射检测制造技术

一种基于双源扫描的辐射检测设备，该设备包括至少两个辐射源（１１ａ、１１ｂ），其用于发射电离辐射；排列成阵列的多个方向敏感的线检测器（１６ａ）；和用于使所述线检测器（１６ａ）在扫描方向（ｘ）上对待检验物体进行扫描的装置（１７－１９，２１－２２），其中所述阵列中的线检测器指向所述辐射源；并且所述用于扫描的装置被设置为在扫描期间使所述线检测器与所述辐射源保持对准，以使各个线检测器能够记录所述对象的多个线图像。根据本发明专利技术，所述阵列中的线检测器（１６ａ）是方向敏感的并且交替地指向所述辐射源中的不同辐射源；并且所述辐射源被排列在所述扫描方向（ｘ）所在的平面中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及基于双源扫描的辐射检测设备和方法。技术背景在本领域中已知各种用于检测电离辐射的线检测器。这些检测器提 供即时一维成像，只能在与一维线检测器阵列交叉的方向上对线检测器 (可选地，辐射源)进行扫描才能进行二维成像。这种基于扫描的检测 是费时的。在扫描过程中被检测的对象可能发生移动，这将严重地降低 所获得的图像质量。本领域中还有已知的双能检测器，即，利用不同能量的辐射产生两 幅图像并且将这两幅图像组合成为单个图像以加强该图像中不同元素的检测器。通常，根据光电吸收和康普顿(Compton)散射这两种衰减机制， 衰减是X射线能量的函数。这两种机制在具有不同原子序数的材料之间 是不同的。由于这个原因，可以利用两个能量上的测量来区分不同的元 素。例如在医学成像中可以利用双能X射线技术来将骨骼组织与软组织 区分开，或者例如在行李扫描中辨认出危险物品。
技术实现思路
本专利技术的主要目标是提供基于双源扫描的电离辐射检测设备和方 法，用于记录具有高空间和时间分辨率的二维图像。在这个方面， 一个具体目标是提供这样的一种设备和这样一种方法， 即，所述设备和方法是不复杂的并且能够产生具有良好的信噪比、动态 范围和图像对比度的双源高质量二维图像。本专利技术的另一个目标是提供这样的一种设备和这样的一种方法，即，通过所述设备和方法可以进行双能辐射检测。本专利技术的又一个目标是提供这样的一种设备和这样的一种方法，艮P， 通过所述设备和方法可以揭示所检测的对象的元素组成。本专利技术的又一个目标是提供这样的一种设备和这样的一种方法，即， 所述设备和方法能够对待检验的整个对象进行快速扫描。本专利技术的又一个目标是提供这样的一种设备和这样的一种方法，即， 所述设备和方法是可靠的、准确的且不昂贵的。这些及其他目标都通过所附的权利要求书所请求保护的设备和方法 得以实现。根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于双源扫描的辐射检测设备， 所述设备包括至少两个辐射源，被排列成阵列的多个方向敏感线检测器 和用于使所述线检测器在扫描方向(X)上对待检验对象进行扫描的装置。 根据本专利技术，所述阵列中的线检测器交替地指向不同的辐射源，并且在 扫描过程中所述用于扫描的装置使所述线检测器与所述辐射源保持对准 以使所述线检测器中的各个线检测器能够记录所述对象的多个线图像。 因此，揭示了关于所述对象的额外信息，特别是在沿辐射的方向上。 所述辐射源应当被排列在所述扫描方向所在的平面中。 由于所述阵列中的线检测器交替地指向不同的辐射源，可以获得高 的时间分辨率。在一个实施方式中，辐射源形成不同能量的电离辐射，并且至少按与两个相邻的线检测器之间距离的N倍相应的距离(其中N是辐射源的 数量)进行扫描，由此在不同的能量上都能记录足以形成对象的二维图 像的线图像。也就是说，如果N=2,则至少按两倍于两个相邻线检测器 之间距离的距离进行扫描。本专利技术的这个方面提供了灵活的解决方案，其中由于不同的辐射源 提供了不同的能量，可以自由地选择不同的能量。在另一个实施例中，辐射源形成近似能量的电离辐射，并且进行扫 描的距离使得各个线检测器扫过整个对象，从而对于每个线检测器都得 到以多个不同角度中的各个角度透过所述对象的辐射的二维图像。该图像数据可以用于层析X射线照相组合重构处理。当所述辐射源在X方向上被间隔开时，可以通过增加辐射源之间的距离(与通常期望的相反)，在所记录的图像的深度一致的方向(即z方向)上提高空间分辨率。因此，从检测器看，相邻的辐射源被分隔开至少0.2度，优选地是至少5度，更优选地是至少30度，最优选地是至少 60度。一维检测器单元优选地但是不排他地是基于气态的平行板检测器单 元。其他可以使用的检测器单元包括二极管阵列、基于闪烁体的阵列、 CCD阵列、基于TFT和基于CMOS的检测器、液体检测器和固态检测 器，例如具有X射线的侧向(edge-on)、近侧向或垂直入射的一维PIN 二 极管阵列。根据在此之后提供的本专利技术的优选实施例的详细描述和附图1-2，本 专利技术的其他特性及其优点将变得明显，这些特性和优点仅通过示例给出， 因此它们并不限制本专利技术。附图说明图1示意性地示出了根据本专利技术一个优选实施方式的用于基于双源 扫描的X射线成像的设备的侧视图。图2是图1所示设备的一些组件的沿A-A线所取的示意性放大截面图。具体实施例方式图1-2中所示的设备从上到下包括辐射或X射线源装置11、扇束准 直器装置13、载物台或支架15和辐射检测器16。辐射源装置11包括至少两个辐射源lla及lib,优选地是X射线管， 其中每个都具有发射电子的阴极和响应于被电子撞击而发射X射线的阳 极。优选地提供两个X射线管，以放射以各自的基本平行于Z轴的对称 线为中心的具有相等或不同能量的辐射。在图2中，由辐射源lla所发 出的辐射以标号24a指示，而由辐射源lib所发出的辐射以标号24b指辐射源装置11还可以包括正好处于X射线管下方的滤波器装置12, 该滤波器装置12通常包括用作吸收对于图像质量贡献不大的最低(并且 有时也吸收最高)能量光子的滤波器的薄金属片。优选地是，滤波器装 置12在不同的X射线管的前面具有不同的滤波器部分，使得能够对来自 不同X射线管的不同辐射进行不同的滤波。所述滤波器装置12 —般是可 选的，但是如果两个辐射源发出具有类似能量的辐射，可能需要该滤波 器装置来提供不同能量的辐射。该滤波器装置可以另选地被设置在扇束 准直器13之中或之上。参考了本申请人的未决美国专利申请10/442,208, 其内容通过引证并入于此。扇束准直器13 (可选)可以是例如钨的具有被蚀刻成的狭窄的可透 过辐射的狭缝的薄金属片。该狭缝与检测器16的相应线形敏感区域或入 射狭缝对准，使得穿过所述扇束准直器13的狭缝的X射线束能够达到所 述检测器16的敏感区域。X射线束在图2中由标号25示意性指示。另 外可选的是，另外一个准直器可以设置在所述检测器的前面(即，待成 像对象的下游)。检测器16包括设置成阵列的多个方向敏感线检测器16a，每个检测 器都沿Y方向延伸，以便记录Y方向上的一维图像。线检测器16a中的 各个检测器优选地是基于气态的电离化检测器，其中作为进入线检测器 的电离辐射所引发的电离的结果而被释放的电子在与进入的电离辐射的 方向基本垂直的方向上被加速，并且可选地被雪崩放大。这样的线检测 器被称为基于气态的侧向检测器(gaseous-based edge-on detector)。这样的检测器及其阵列还在下述的颁发给Tom Francke等人的美国 专利中描述:6，337，482; 6,447,223; 6，476，397; 7'016，458; 7,006，597; 6,940,942; 6，970,533; 6,856,669; 6，873，682; 6，784，436; 6,794,656; 6,818，901; 6,627,897;和6,522,722以及其引用文献，本文在这里通过引 证并入其全部内容。然而，可替换地是线检测器16a中的各个检测器可以是基于闪烁体 的检测器、PIN二极管阵列、TFT阵列、CCD阵列、基于气态的检测器、基于液态的检测器、固态的检测器或者CMOS检测器中的任意一种。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双源扫描的辐射检测设备，所述设备包括：　至少两个辐射源（１１ａ、１１ｂ），其用于发射电离辐射；　排列成阵列的多个方向敏感线检测器（１６ａ）；　用于使所述线检测器（１６ａ）在扫描方向（ｘ）上对待检验对象进行扫描的装置（１７－１９，２１－２２），其中　所述阵列中的线检测器指向所述辐射源；并且　所述用于扫描的装置被设置为在扫描期间使所述线检测器与所述辐射源保持对准，以使所述线检测器中的各个线检测器能够记录所述对象的多个线图像，所述设备的特征在于：　所述线检测器（１６ａ）是方向敏感的；　所述阵列中的线检测器交替地指向所述辐射源中的不同辐射源；并且　所述辐射源被排列在所述扫描方向（ｘ）所在的平面中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯特乌尔贝里，汤姆弗兰克，
申请(专利权)人：爱克斯康特有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]