以在本文中非限制地用于表示多元件检测器阵列的元件，或整个 检测器阵列，或检测器模块，包括预处理电子器件，如上下文所述。
[0049] 当应用于参数或位置的变化时，副词"动态地"应当指的是典型地响应一些测量根 据时间改变这样的参数或位置。
[0050] 当应用于参数或位置的变化时，副词"适应性地"应当指的是响应一些测量改变这 样的参数或位置。
[0051] 当在本文中使用时并且在任何附带的权利要求中，电子束可以被说成由两种（或 更多种）"不同能量"表征，这意味着电子束包括一系列脉冲，其中的一些脉冲由第一能量 表征，并且其它脉冲由另一能量表征。第一能量例如可以被称为低能量（LE)，而另一能量例 如再次可以被称为高能量01E)。当然也可以有任何数量的中间能量。
[0052] 撞击在x射线产生靶上的不同电子能量的脉冲通过轫致辐射产生不同的x射线 谱，端点能量由相应的入射能量波束的不同能量控制。
[0053] 根据现在参考图2-13描述的本发明的实施例，提供例如用于形成各种横截面形 状的x射线束（如笔形或扇形波束）的各种技术和系统。根据本发明的实施例的x射线发 射系统200的典型部件在图2中显示。本发明的一些实施例特别适合于高能量x射线扫描 器。电子加速结构201使来自电子源205的电子束203达到期望的高能量，如上所述。
[0054] 电子束203撞击在x射线产生靶207 (通常是钨）上并且经由轫致辐射过程产生 x射线209。电子束203撞击在x射线产生靶207上的位置在本文中可以被称为x射线焦 点（或"焦点"）211。在本发明的某些实施例中，波束聚焦和控制系统可以插入电子加速结 构201和X射线产生靶207之间。加速结构201可以被理解为包含任何加速器，例如非限 制地包括直线加速器。加速结构和x射线产生靶合起来在本文中可以被称为"x射线源"。
[0055] 用于屏蔽不想要的x射线的焦点准直器211后面接着一个或多个源准直器213和 另外的屏蔽部件。源准直器213在本文中也可以被称为"内准直器"，并且后面可以接着一 个或多个后续的外准直器215。
[0056] 在电子源205产生脉冲的情况下，由x射线发射系统200发射的x射线209可以 由每个脉冲的x射线剂量表征。在本文中为了方便起见，由x射线发射系统200发射的脉 冲可以被称为"直线加速器脉冲"。
[0057] 本发明的实施例提供在x射线扫描的过程期间通过改变如上所述的x射线发射系 统200的一个或多个部件的参数动态地改变和调节每个脉冲的剂量。动态剂量控制可以在 由检测器18 (在图1中显示）生成的信号的基础上由处理器19 (在图1中显示）的命令执 行，所述检测器布置成检测来自x射线发射系统200的辐射，所述辐射典型地通过透射通 过其中与被检查对象（在图1中显示）相互作用。处理器19通过插入滤波器或通过改变 x射线发射系统的部件的一个或多个参数动态地改变和调节每个脉冲的剂量以便保持由一 个或多个检测器18生成的检测器信号低于指定值或限度。
[0058] 为了启发目的并且非限制地，根据本发明的脉冲到脉冲剂量减小的方法可以表征 如下，并且应当理解一些方法可以使用列举基础中的一个以上：
[0059] ?基于x射线束滤波器的方法
[0060] 〇全束滤波器
[0061] 〇部分束滤波器
[0062] ?基于x射线束准直的方法 [0063]〇可变束宽度
[0064]〇减小焦点开口
[0065] ?基于变化波束源参数的方法
[0066]〇每秒脉冲的数量的变化
[0067] 〇直线加速器脉冲的持续时间的变化
[0068]〇x射线产生靶上的直线加速器能量或电子电流的变化
[0069] 〇一种能量的单位时间的脉冲与第二能量的脉冲的比率的变化
[0070]?基于x射线焦点的方法
[0071] 〇焦点位置的变化
[0072] 〇焦点焦距的变化
[0073] 如上所述，前述方法不需要是相互排他的，并且对于某些应用，可以使用任何两种 或更多种方法的兼容组合。
[0074] 现在更详细地描述本发明的若干示例性实施例。
[0075]全束滤波器
[0076] 波束滤波器通过吸收一定量的x射线衰减波束。（当在本文中参考电磁辐射使用 时，术语"量"可以非限制地表示能量、功率、波谱分布或它们的任何组合）。可以利用波束 滤波器中的大量低能量x射线光子的选择性吸收。实际上，吸收典型地随着能量减小，在低 于衰减开始由康普顿散射主导的能量下显著（吸收减小的指数系数为~^ 3)。因此，插入 全束滤波器时剂量的减小远远大于图像质量减小所付出的代价。平移x射线滤波器300在 图3中被描绘并且是全束滤波器的例子。
[0077]楔形滤波器（平移）
[0078] 参考图3,由具有已知性质的x射线吸收材料（例如，如钢）形成的平移x射线滤 波器300在焦点211的前面平移预定长度以在源准直器213的入口处产生具有减小剂量率 的合成x射线束209。前述的x射线吸收材料可以在本文中称为"滤波器"。滤波器的每个 位置对应于每个脉冲的特定x射线剂量。滤波器可以在检查过程阶段期间移动到对应于下 一个脉冲或下一组脉冲追求的剂量率的位置。例如，滤波器可以响应检测到透射通过被检 查对象或在扫描货运车辆的驾驶室和拖车之间等而移动。
[0079] 插入波束中的滤波厚度的离散集的阶梯楔的使用有时是期望的。由多种材料组成 的非线性轮廓或楔也可以在本发明的范围内使用。
[0080] 旋转滤波器
[0081] 参考图4,由具有已知性质的x射线吸收材料（例如，钢）形成的旋转x射线滤波 器（或"旋转滤波器"）400在焦点211的前面旋转预定角以在源准直器213的入口处产生 具有减小剂量率的合成x射线束209。以类似于上面参考平移滤波器所述的方式，旋转滤波 器400的每个位置对应于预测量x射线剂量率。旋转滤波器在检查过程阶段期间或响应测 量到透射通过被检查对象而旋转以产生下一个脉冲追求的剂量率。
[0082] 部分束滤波器
[0083] 常常出现的情况是受到x射线检查的货物的仅仅一部分包含高衰减材料。货物的 这些致密区域常常仅仅横截竖直方向上的波束的一部分。通过部分地阻挡波束，这些致密 区域可以被隔离全通量，而在相同扫描行上在它上方或下方的不太致密区域可以被强滤波 使得它们接收减小通量。这将远多于仅仅调节全行的系统调制强度。
[0084] 现在参考图5A-?描述在本发明的范围内可以用于实现前述调制的两个系统。在 两个系统中，致动器（未显示）将一个或多个滤波器元件移动到波束中。在图5A的俯视图 和图5B的透视图中显示的一个实施例中，使用二元滤波器块的系统。每个块具有两个位 置：波束中和波束外。指定区域的滤波量由波束中的块的数量确定。波束方向上的块的数 量确定滤波水平的数量。垂直于波束方向的块的数量确定可以竖直隔离的货物的区域的数 量。
[0085] 实现前述调制的另一方式是用一系列阶梯滤波器（或楔形滤波器），如图5C中的 俯视图和图?中的透视图中所示。这类似于在前述部分中所述的系统，区别在于代替二元 滤波器块（如图5A中），每个滤波器块是阶梯，滤波水平的数量由阶梯的数量给出。该方法 的主要优点在于它需要更少的移动部件。主要缺点在于每个部件更复杂，并且滤波器到达 期望水平要走更长距离，因此响应将不那么快。
[0086]减小焦点开口
[0087] 现在参考图6,通过动态地修改如图所示的可变间隙内准直器600( -件或多件准 直器）的几何形状生成可变波束宽度。可变间隙准直器600的两侧对称地移动以改变间隙 602从而产生对称的波束剖面，同时允许剂量率在检查阶段之间或响应透射通过被检查对 象的x射线水平而变化。在到达货物的剂量和散射到环境的剂量和孔径602的尺寸之间有 线性相关。
[0088] 在图7中所示的另一实施例中，旋转准直器700通过产生波束轴线704和准直器 213的剩余部分和旋转准直器内的孔径702之间的角而产生可变间隙。
[0089] 可变脉冲率
[0090] 由操作者观察的x射线图像的每个像素通常包含从平均或处理多个直线加速器 脉冲获得的信息。在该方法中在扫描期间当被检查对象中的x射线衰减的量变化时每秒直 线加速器脉冲的数量动态地变化使得由操作者观察的图像中的每个像素的对比度-噪声 比率不会明显地减小。
[0091] 直线加速器脉冲的可变长度
[0092] 通过缩短直线加速器脉冲的持续时间可以在逐脉冲的基础上改变x射线脉冲的 通量，如图8中所示，并且如通过引用合并于本文中的美国专利第6, 459, 761和6, 067, 344 号中所述，
[0093]X射线产生靶上的可变直线加速器能量或电子电流
[0094] 通过电子撞击在x射线产生靶上经由轫致辐射产生的x射线通量与入射在靶上的 电子电流成正比。通过在逐脉冲的基础上改变电流，可以线性地调节x射线通量。
[0095] 对于在MeV范围内由轫致辐射靶产生的x射线，剂量率大致随着电子束的能量的 三次幂变化。通过甚至少量地改变波束的高能组成，可以明显地调节脉冲之间的剂量率。直 线加速器能量或电子电流的调节（因此改变合成X射线束的波谱或通量特性）可以响应在 X射线束透射通过被检查对象或由被检查对象散射之后检测到的福射而