封閉式x射線成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種X射線成像系統(tǒng)，并且尤其涉及一種封閉式X射線成像系統(tǒng)，其能夠提供在封閉物的內(nèi)部與封閉物的外部之間的正壓差。
【背景技術(shù)】
[0002]X射線成像是用于分析樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有價值的診斷工具。在一種X射線成像系統(tǒng)中，樣品被放置在X射線源與X射線探測器之間，并且利用從源經(jīng)過樣品的X射線輻照探測器。在探測器處接收到經(jīng)過樣品的X射線的強度取決于樣品中X射線束穿過的部分衰減X射線束的程度。對探測到的X射線的分析因此能夠提供關于樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的信息。
[0003]在傳統(tǒng)的二維X射線成像中，通過將樣品放置在X射線源與二維探測器，或攝影底片之間，采集樣品的單個投影圖像，以測量樣品的單個投影。如果源的維度與到樣品的距離相比較小，則探測器上的每個點接收到從源以明確的角度穿過樣品的X射線輻射。盡管在一些情況下有用，但該技術(shù)僅提供了關于樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有限信息，這是因為樣品的不透射線(相對地對X射線不透明)特征將傾向于擋住射線可透的(相對地對X射線透明)特征，并且缺乏關于樣品在束中心線的方向上的信息，亦即深度信息。
[0004]在計算機斷層攝影(CT)中，在關于樣品的一個或多個預定軸的一范圍的角度上采集一系列X射線。這能夠通過保持源與探測器被固定為定的空間關系并相對于源和探測器旋轉(zhuǎn)樣品，或者通過保持樣品固定并關于樣品旋轉(zhuǎn)處于預定空間關系的源和探測器，來實現(xiàn)。在每個角度步進中，采集到系列中的一個X射線投影。使用所采集的系列中的每個投影的數(shù)學重建允許獲得樣品的內(nèi)部的輻射密度的圖。這樣的重建能夠提供關于樣品的內(nèi)部的有價值的診斷信息。
[0005]然而，在計算機斷層攝影中，采集過程可能涉及以關于樣品的一系列角度采集投影，其中系列中的角度之間的增量小至0.1或0.05度。投影之間的角度間隔越小，體積重建的分辨率越好。而且，所采集的每個投影中的信噪比大體上隨著每次投影的曝光越長而得以改善。因此，如果重要的是獲得高分辨率和良好的信噪比之一或兩者的話，單個計算機斷層攝影采集系列可能非常長。
[0006]在系列采集期間，例如在樣品的大小和形狀，源與探測器的相對對準，或者源、探測器與樣品的相對間隔中的改變，都可能造成所重建的提及圖的模糊以及因此分辨率的損失。因此，重要的是確保，除了在關于樣品的X射線投影的角度上所想要的增量改變以外，所有其他的維度以及樣品與X射線成像系統(tǒng)的空間關系在整個成像過程中維持恒定。
[0007]因此，在高分辨成像系統(tǒng)中，重要的是整個系統(tǒng)的維度穩(wěn)定性，包括源、探測器和樣品的維度，以及它們的相對間隔和取向，即使在長的時間尺度上也得以保持。
[0008]常規(guī)地，X射線成像系統(tǒng)被容納在對X射線不透明的封閉物內(nèi)。這允許操作者在積累之間方便地操作X射線成像裝置，以及對樣品進行適當調(diào)整或者將一個樣品更換為另一個，而不受X射線輻射。當這樣的封閉物處于關閉狀態(tài)時，封閉物里面的溫度可以得到良好控制。因此，樣品和源-探測器系統(tǒng)(其包括被布置為預定空間關系的源和探測器)兩者的維度穩(wěn)定性可以很高。具體地，源-探測器系統(tǒng)的維度穩(wěn)定性能夠至少包括源與探測器之間的對準的穩(wěn)定性，源與探測器之間的間隔的穩(wěn)定性，以及源和探測器中的每個的個體部件的尺寸的穩(wěn)定性。
[0009]然而，當封閉物被打開時，為了調(diào)整樣品的位置或為了將樣品更換為另一個樣品，封閉物里面的空氣的溫度取決于封閉物外面的空氣的溫度而可能改變。結(jié)果，可能發(fā)生樣品的以及源-探測器系統(tǒng)的熱膨脹或收縮。
[0010]在封閉物被關閉后，封閉物里面的溫度將在一時間段內(nèi)返回到正常操作狀態(tài)。在該時間段內(nèi)期間，任何X射線積累都將傾向于受因源-探測器系統(tǒng)的、樣品的、或兩者的熱膨脹或收縮造成的模糊缺陷的影響。
[0011]因此，慣例是在封閉物被關閉之后并且在成像數(shù)據(jù)的積累開始之前，等待封閉物和樣品溫度穩(wěn)定。這限制了可以對一系列不同樣品進行成像的速率，以及還在例如樣品的位置或姿態(tài)需要在暴露之間調(diào)整時，使成像過程延長。尤其地，為了獲得樣品的一部分的特定視圖，操作者可能需要在獲得期望的視圖之前，手動調(diào)整樣品的位置若干次，每次采集一圖像。對允許封閉物里面的溫度穩(wěn)定的時間的需要減緩了該流程。
[0012]因此存在著對于這樣一種封閉式X射線成像系統(tǒng)的需要，其能夠更好地維持內(nèi)部溫度，即使是在封閉物被打開時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]根據(jù)本公開，提供一種X射線成像系統(tǒng)，包括:X射線源；X射線探測器；樣品底座，其用于將樣品架置于在所述X射線源與所述X射線探測器之間的射束路徑中；封閉物，其至少將所述樣品底座封閉在所述封閉物的內(nèi)部；以及氣候控制系統(tǒng)，其用于調(diào)節(jié)所述封閉物里面的氣候，其中:所述封閉物具有孔徑，所述孔徑用于使得能夠從所述封閉物外面對至少所述樣品底座進行訪問；所述封閉物被提供有門，所述門可在打開位置與關閉位置之間操作，在所述打開位置中所述孔徑打開，在所述關閉位置中所述孔徑被所述門關閉；并且所述氣候控制系統(tǒng)可操作為提供在所述封閉物的所述內(nèi)部與所述封閉物的外部之間的正壓差，使得當所述門打開時，所述封閉物的所述內(nèi)部被維持在比所述封閉物的所述外部更高的壓力。
[0014]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)包括被布置為至少調(diào)節(jié)所述封閉物里面的空氣的溫度的空氣調(diào)節(jié)器。
[0015]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)包括鼓風機，所述鼓風機被布置為從所述封閉物外面抽吸空氣并將所抽吸的空氣供應到所述封閉物的所述內(nèi)部以提供所述正壓差。
[0016]在一些實施例中，所述空氣調(diào)節(jié)器包括溫度調(diào)節(jié)器，所述溫度調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)從所述封閉物外面被供應到所述封閉物的所述內(nèi)部的所述空氣的溫度。
[0017]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)包括空氣流量調(diào)節(jié)器，其用于調(diào)節(jié)由所述鼓風機從所述封閉物外面供應到所述封閉物的所述內(nèi)部的所述空氣的流量。
[0018]在一些實施例中，所述溫度調(diào)節(jié)器包括被布置為調(diào)節(jié)所述封閉物里面的溫度的另外的空氣調(diào)節(jié)器。
[0019]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)被配置為探測在其中所述門打開的狀況，并在所述門打開時提供所述正壓差。
[0020]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)被配置為探測當所述封閉物里面的溫度超過預定閾值或降到預定閾值以下時的狀況，并在所述溫度超過所述預定閾值或降到所述預定閾值以下時提供所述正壓差。
[0021]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)被配置為探測當所述封閉物里面的溫度超過預定閾值或降到預定閾值以下時的狀況，并在所述溫度超過所述預定閾值或降到所述預定閾值以下時調(diào)整從所述封閉物外面被供應到所述封閉物的所述內(nèi)部的空氣的溫度。
[0022]在一些實施例中，所述封閉物包括被布置為當所述門打開時覆蓋所述孔徑的柔性簾幕。
[0023]在一些實施例中，所述簾幕為透明的。
[0024]在一些實施例中，所述封閉物包括空氣簾幕，所述空氣簾幕被布置為在所述孔徑上操作以在所述門打開時減少通過所述孔徑的空氣流量。
[0025]在一些實施例中，所述空氣簾幕被配置為當所述門打開時操作。
[0026]在一些實施例中，所述孔徑的面積小于lm2。
[0027]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)包括在所述封閉物里面并且被布置為提供內(nèi)部溫度測量的至少一個溫度傳感器。
[0028]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)包括在所述封閉物里面的多個溫度傳感器，每個所述溫度傳感器被布置為提供在所述封閉物中的一個位置處的局部內(nèi)部溫度測量，并且其中，所述氣候控制系統(tǒng)被布置為基于所述局部內(nèi)部溫度測量來確定內(nèi)部溫度測量。
[0029]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)包括在所述封閉物里面并且被布置為提供內(nèi)部壓力測量的壓力傳感器。
[0030]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)包括在所述封閉物外面并且被布置為提供外部壓力測量的壓力傳感器。
[0031]在一些實施例中，所述氣候控制系統(tǒng)包括差分壓力傳感器，其被布置為提供在所述封閉物的所述內(nèi)部與所述外部之間的差分壓力測量。
[0032]在一些實施例中，所述封閉物也封閉所述X射線源、所述X射線探測器，或兩者。
[0033]在一些實施例中，所述空氣調(diào)節(jié)器被布置為當所述門打開時提供在ImBar與lOmBar之間的正壓差。
[0034]在一些實施例中，所述底座、源和探測器被一起配置用于計算機斷層攝影成像，使得所述源和探測器關于所述樣品底座可相對旋轉(zhuǎn)。
[0035]在一些實施例中，所述系統(tǒng)還包括控制器，其適于控制所述源和探測器關于所述樣品底座的相對旋轉(zhuǎn)。
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