用于并发产生多个基本相似的X射线束的方法和系统与流程

本说明书总体上涉及射线成像系统。更具体地，本说明书涉及用于使用可调节准直器并发地生成具有基本相似特性的x射线束的系统和方法。

背景技术：

1、立体x射线成像方法用于在图像中分离位于不同深度处的检测空间中的每个对象。立体x射线成像的原理基于使用双目视觉来感知三维结构的深度的能力。通过将来自单个射线源的x射线束分成两个射线束来模拟双目视觉。单个x射线束通常由两个准直狭缝形成，所述两个准直狭缝可以设置在射线成像设备的射线束控制器部分中。两个射线束可以是对称的或不对称的，在它们之间具有角度。

2、标题为“stereoscopic imaging systems and methods”的美国专利号9,763,630提供了一种立体成像系统，其包括：x射线源，其被配置为发射多个x射线扇形射线束；多列检测器，其中每列检测器相对于所述x射线源以预设角度布置，并且被配置为检测穿透被检查对象的所述x射线扇形射线束中的相应一个的强度值，并且每列检测器被配置为当所述对象与所述x射线扇形射线束相交或沿着与所述x射线扇形射线束相交的方向移动时形成相应的透射图像，其中所述预设角度不变；以及重建装置，被配置为从所形成的透射图像中选择两个透射图像，使用所选择的图像来计算关于对象的深度信息，并且基于所计算的深度信息来重建对象的3d图像。

3、然而，当前的立体成像方法提供了关于对象的材料特性的有限信息，该材料特性可能与同一方向上的另一对象的材料特性不同。材料性质的准确识别对于成像系统的安全应用至关重要。

4、多能量成像方法用于区分不同类型的材料。使用具有多个能量的x射线的成像系统能够区分不同元素组成的材料。然而，在具有不同组成的物体彼此重叠的情况下，重叠体积中的一个物体的性质可能主导衰减吸收分布，而第二物体的衰减特性可能难以识别(如果不是不可能的话)。

5、用于组合双目立体成像和多能量传输方法以识别在x射线束的方向上重叠的物体的材料特性的方法是众所周知的。标题为“method and system of materialidentification using binocular stereoscopic and multi-energy transmissionimages”的美国专利号8,194,953提供了“material identification and imaging methodusing binocular stereoscopic and multi-energy transmission images”包括以下步骤：1)使两个成角度的x射线束穿透被检查的对象，以便获得左透射图像和右透射图像的数据，分割所述左透射图像和右透射图像并匹配所述分割的结果；2)沿着透射图像的深度方向创建深度平面；3)对变化能量的透射图像重复上述处理，以获得每个深度平面的变化能量的深度平面；4)在相同位置处合并不同能量水平的深度平面，以获得每个深度平面的深度平面和预定组能量水平的能量；5)识别所述深度平面中的灰色重建成功的每个对象的材料。

6、然而，产生x射线束的当前准直系统不能有效地产生来自同一射线的多个非平行x射线束，所述多个非平行x射线束具有足够相似的射线束特性，进一步具有在给定角度下的最小化但相似的剂量下降。因此，这些系统在安全检查系统、入口、行李和/或货物检查系统中的应用有限。因此，需要能够从具有足够相似的射线束特性的同一射线源生成多个非平行x射线束的准直系统和方法。

技术实现思路

1、结合系统、工具和方法描述和说明了以下实施例及其方面，这些系统、工具和方法旨在是示例性和说明性的，而不是限制范围。本技术公开了许多实施例。

2、在一些实施例中，本说明书描述了一种适于使从辐射源发射的能量射线束准直的可调节准直器设备，包括：具有前端和后端的细长主体；第一多个发射孔，所述第一多个发射孔围绕延伸穿过所述细长主体的中心的纵向轴线等距间隔开，其中所述纵向轴线限定零度位置，其中所述第一多个发射孔靠近所述细长主体的所述后端放置，并且其中所述第一多个发射孔被配置为接收进入所述可调节准直器设备的能量射线束并对所产生的能量射线束进行采样；以及第二多个孔，所述第二多个孔靠近所述细长主体的所述前端放置，其中所述第二多个孔是可调节的，使得所述第二多个孔中的第一孔可以被配置成相对于所述零轴线具有第一角偏移，并且所述第二多个孔中的第二孔可以被配置成相对于所述零轴线具有第二角偏移，并且其中所述第一角偏移等于或不同于所述第二角偏移。

3、可选地，可调节准直器设备被配置为使能量射线束准直，使得第一能量射线束和与第一能量射线束分离的第二能量射线束并发地从可调节准直器设备发射，其中第一能量射线束和第二能量射线束具有基本相似的特性。

4、任选地，所述可调节准直器设备和所述辐射源围绕所述辐射源的位置旋转，旋转量为所述第一能量射线束与所述第二能量射线束之间的分离角度的一半，以使所述第一能量射线束或所述第二能量射线束中的任一个垂直于由所述可调节准直器设备成像的对象。

5、可选地，能量射线束是x射线束。

6、可选地，第二多个发射孔包括第一和第二可移动孔。

7、可选地，所述第一可移动孔包括两个可调节爪，所述两个可调节爪组合地限定所述第一可移动孔并且被配置为将所述第一可移动孔调节到相对于所述零轴线的多个不同的角偏移，并且其中，所述第二可移动孔包括两个可调节爪，所述两个可调节爪组合地限定所述第二可移动孔并且被配置为将所述第二可移动孔调节到相对于所述零轴线的多个不同的角偏移，使得所述第一可移动孔和所述第二可移动孔并发地生成与所述零轴线相等地偏移的x射线束。

8、可选地，第一多个发射孔包括第三固定孔和第四固定孔。

9、可选地，第一可移动孔和第二可移动孔中的每一个的两个可调节爪被定位成使得可调节爪不遮挡能量射线束。

10、可选地，第一能量射线束和第二能量射线束的基本相似的特性包括剂量和能量。

11、可选地，第一角偏移在5度至10度的范围内。

12、可选地，第二角偏移在5度至10度的范围内。

13、在一些实施例中，本说明书描述了一种射线成像方法，包括：将可调节准直器设备定位在被配置为生成x射线束的辐射源附近，其中可调节准直器设备包括第一组准直器和第二组准直器；使用所述第一组准直器使所述x射线束准直，以并发地生成第一x射线束和第二x射线束，其中，所述第一x射线束和所述第二x射线束不平行；使用所述第二组准直器中的第一准直器使所述第一x射线束准直，以生成第三x射线束，其中，所述第三x射线束以相对于所述准直器设备的中心轴线的第一分离角度从所述准直器设备发出；以及使用所述第二组准直器中的第二准直器使所述第二x射线束准直，以生成第四x射线束，其中，所述第四x射线束以相对于所述中心轴线的第二分离角度从所述准直器设备发出。

14、可选地，第一分离角度等于第二分离角度。

15、可选地，第一组准直器限定固定宽度的第一孔和第二孔，并且其中第一孔和第二孔被定位成与中心轴线等距。

16、可选地，第二组准直器限定第三孔和第四孔，并且其中第三孔和第四孔的宽度是可调节的。

17、可选地，第三孔由第一和第二可调节爪限定，并且第四孔由第三和第四可调节爪限定，其中第一和第二可调节爪被配置为将第三孔调节到相对于中心轴线的多个不同的角偏移，并且其中第三和第四可调节爪被配置为将第四孔调节到相对于中心轴线的多个不同的角偏移。

18、可选地，第一可调节爪和第二可调节爪以及第三可调节爪和第四可调节爪被定位在准直器设备内，使得第一可调节爪、第二可调节爪、第三可调节爪和第四可调节爪不遮挡第一x射线束和第二x射线束。

19、可选地，第三x射线束和第四x射线束具有基本相似的剂量和能量特性。

20、可选地，第一分离角度在5度至10度的范围内。

21、可选地，第二分离角度在5度至10度的范围内。

22、可选地，该方法还包括：通过在第三x射线束穿过被扫描的对象之后检测第三x射线束来生成第一扫描数据；通过在所述第四x射线束穿过所述对象之后检测所述第四x射线束来生成第二扫描数据；通过分别处理所述第一扫描数据和所述第二扫描数据来生成第一图像数据和第二图像数据；以及使用所述第一图像数据和所述第二图像数据，确定与所述对象的内容物相对应的材料组成和深度。

23、本说明书还公开了用于通过利用由可调节准直器系统生成的两个成角度的x射线束来检测x射线辐射并生成对象的图像的系统和方法。在一些实施例中，用于使从辐射源发射的能量射线束准直的可调节准直器系统包括第一多个发射孔，所述第一多个发射孔沿着细长板状主体围绕零度轴线等距间隔开，所述第一多个发射孔包括固定孔和可移动孔，其中所述可移动孔设置有可调节爪，从而以不同角度调节所述孔，使得从单个辐射源并发地生成多个准直x射线束。来自辐射源的x射线束穿过第一多个孔，第一多个孔对从辐射源发射的x射线束进行采样，并且两个成角度的准直射线束通过可调节准直器系统的后端处的第二多个孔离开。由此产生的准直射线束是并发的，它们之间具有分离角度。可选地，在一些实施例中，第一多个发射孔由诸如但不限于铅、钨、金或铀的材料制成。此外，由可调节准直器系统生成的两个并发准直射线束之间的分离角度小于10度。优选地，由可调节准直器系统生成的两个并发准直射线束之间的分离角度在5度至10度的范围内。

24、将在下面提供的附图和详细描述中更深入地描述本说明书的前述和其他实施例。