[發明專利]計算機斷層掃描

有效

• 申請號: 201711404282.1
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108240998B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 米倫·加特什基;D·貝克爾斯
• 申請（專利權）人: 馬爾文帕納科公司
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046;G01N23/207;G01N23/20016;G01N23/20008
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;楊明釗

本申請涉及計算機斷層掃描。描述了用于計算機斷層掃描的裝置，其也適用于X射線衍射。計算機斷層掃描測量使用線焦點(8)，并使來自線焦點的X射線穿過垂直的狹縫(22)，并隨后穿過樣品到二維檢測器上。拍攝多個圖像，每個圖像對應于圍繞旋轉軸線(14)旋轉不同量的樣品，并且被組合以創建計算機斷層掃描圖像。

發明領域

本發明涉及在裝置中執行計算機斷層掃描還執行常規的X射線衍射測量的方法，以及相應的方法和軟件。

發明背景

計算機斷層掃描CT是用于根據多個輸入圖像構建計算的三維圖像的技術。該技術在醫學上被廣泛使用。然而，用于醫學計算機斷層掃描的裝置的成本非常高。該技術也用于工業應用，但是該裝置的高成本限制了其應用。

因此，在能夠產生計算機斷層掃描圖像以及執行可能需要X射線的其他任務(例如，X射線衍射或X射線熒光)的裝置中以及在可以使用這樣的裝置的方法中將會有益處。通過這種方式，任何情況下都可能需要的X射線裝備在工業或研究環境中也可以用于附加的斷層掃描。還有一個好處是可以在對于計算機斷層掃描的設定和對于其它應用的設定之間切換裝置，而無需對整個裝置進行徹底的重新校準。

發明概述

根據本發明的第一方面，提供了用于執行計算機斷層掃描測量的方法，包括：

在X射線源中生成X射線的束；

創建在第一方向上線性延伸的X射線的線焦點；

使來自線焦點的X射線的束穿過掩模中的機械狹縫，該機械狹縫在基本上垂直于線焦點的狹縫方向上延伸；

在穿過機械狹縫之后使X射線的束穿過待測量的對象；以及

將X射線的束成像在二維檢測器上。

對于特定的X射線衍射測量，使用線焦點是常規的。因此，通過使用其中輸入X射線源自線焦點或被引到線焦點的配置來對樣品執行CT，能夠迅速地切換為使用相同的裝置執行X射線衍射，而無需大量的設定和線焦點的校準。此外，對于計算機斷層掃描不需要特殊的聚焦光學器件。

此外，通過使用線焦點而不是光斑焦點，本發明的實施例可以以合理的功率提供改善的分辨率，非常小的光斑大小也可以實現良好的分辨率，但是以非常低的強度以及因此非常長的測量時間為代價。

具體地，該方法可以包括將對象順序地旋轉到多個(a plurality of)位置；

針對多個位置中的每個位置，在二維檢測器上捕獲相應的圖像；以及

根據相應的二維圖像來計算對象的三維表示。

本發明人已經認識到，用于執行計算機斷層掃描的計算的常規算法不可處理這里提出的幾何布置。

原則上，可以捕獲這些圖像并執行計算。然而，通常情況下，對于計算機斷層掃描的計算是非常復雜的，并且為了能夠在合理的時間內獲得合理的輸出，優選使用已經被優化的各種常規算法之一。

發明人已經認識到，在這里提出的幾何形狀的情況下，能夠以可以使用一個這樣的常規算法的方式處理數據。具體地，存在用于根據從穿過對象的點源捕獲的多個圖像來計算三維圖像并將所得到的圖像記錄在二維檢測器上的常規CT算法，這樣的CT過程被稱為錐束CT。然而，在這里描述的方法中不存在這樣的點源。因此，計算不能夠只使用常規的錐束CT算法來執行。

這樣的算法的一個示例在由L.Feldkamp、L.Davis和J.Kress于1984年6月在美國光學學會雜志(Journal of the Optical Society of America)的第1卷第6期的第612-619頁中發表的“Practical cone–beam algorithm”中進行了描述。