封闭式x射线成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种X射线成像系统，并且尤其涉及一种封闭式X射线成像系统，其能够提供在封闭物的内部与封闭物的外部之间的正压差。
【背景技术】
[0002]X射线成像是用于分析样品的内部结构的有价值的诊断工具。在一种X射线成像系统中，样品被放置在X射线源与X射线探测器之间，并且利用从源经过样品的X射线辐照探测器。在探测器处接收到经过样品的X射线的强度取决于样品中X射线束穿过的部分衰减X射线束的程度。对探测到的X射线的分析因此能够提供关于样品的内部结构的信息。
[0003]在传统的二维X射线成像中，通过将样品放置在X射线源与二维探测器，或摄影底片之间，采集样品的单个投影图像，以测量样品的单个投影。如果源的维度与到样品的距离相比较小，则探测器上的每个点接收到从源以明确的角度穿过样品的X射线辐射。尽管在一些情况下有用，但该技术仅提供了关于样品的内部结构的有限信息，这是因为样品的不透射线(相对地对X射线不透明)特征将倾向于挡住射线可透的(相对地对X射线透明)特征，并且缺乏关于样品在束中心线的方向上的信息，亦即深度信息。
[0004]在计算机断层摄影(CT)中，在关于样品的一个或多个预定轴的一范围的角度上采集一系列X射线。这能够通过保持源与探测器被固定为定的空间关系并相对于源和探测器旋转样品，或者通过保持样品固定并关于样品旋转处于预定空间关系的源和探测器，来实现。在每个角度步进中，采集到系列中的一个X射线投影。使用所采集的系列中的每个投影的数学重建允许获得样品的内部的辐射密度的图。这样的重建能够提供关于样品的内部的有价值的诊断信息。
[0005]然而，在计算机断层摄影中，采集过程可能涉及以关于样品的一系列角度采集投影，其中系列中的角度之间的增量小至0.1或0.05度。投影之间的角度间隔越小，体积重建的分辨率越好。而且，所采集的每个投影中的信噪比大体上随着每次投影的曝光越长而得以改善。因此，如果重要的是获得高分辨率和良好的信噪比之一或两者的话，单个计算机断层摄影采集系列可能非常长。
[0006]在系列采集期间，例如在样品的大小和形状，源与探测器的相对对准，或者源、探测器与样品的相对间隔中的改变，都可能造成所重建的提及图的模糊以及因此分辨率的损失。因此，重要的是确保，除了在关于样品的X射线投影的角度上所想要的增量改变以外，所有其他的维度以及样品与X射线成像系统的空间关系在整个成像过程中维持恒定。
[0007]因此，在高分辨成像系统中，重要的是整个系统的维度稳定性，包括源、探测器和样品的维度，以及它们的相对间隔和取向，即使在长的时间尺度上也得以保持。
[0008]常规地，X射线成像系统被容纳在对X射线不透明的封闭物内。这允许操作者在积累之间方便地操作X射线成像装置，以及对样品进行适当调整或者将一个样品更换为另一个，而不受X射线辐射。当这样的封闭物处于关闭状态时，封闭物里面的温度可以得到良好控制。因此，样品和源-探测器系统(其包括被布置为预定空间关系的源和探测器)两者的维度稳定性可以很高。具体地，源-探测器系统的维度稳定性能够至少包括源与探测器之间的对准的稳定性，源与探测器之间的间隔的稳定性，以及源和探测器中的每个的个体部件的尺寸的稳定性。
[0009]然而，当封闭物被打开时，为了调整样品的位置或为了将样品更换为另一个样品，封闭物里面的空气的温度取决于封闭物外面的空气的温度而可能改变。结果，可能发生样品的以及源-探测器系统的热膨胀或收缩。
[0010]在封闭物被关闭后，封闭物里面的温度将在一时间段内返回到正常操作状态。在该时间段内期间，任何X射线积累都将倾向于受因源-探测器系统的、样品的、或两者的热膨胀或收缩造成的模糊缺陷的影响。
[0011]因此，惯例是在封闭物被关闭之后并且在成像数据的积累开始之前，等待封闭物和样品温度稳定。这限制了可以对一系列不同样品进行成像的速率，以及还在例如样品的位置或姿态需要在暴露之间调整时，使成像过程延长。尤其地，为了获得样品的一部分的特定视图，操作者可能需要在获得期望的视图之前，手动调整样品的位置若干次，每次采集一图像。对允许封闭物里面的温度稳定的时间的需要减缓了该流程。
[0012]因此存在着对于这样一种封闭式X射线成像系统的需要，其能够更好地维持内部温度，即使是在封闭物被打开时。
【发明内容】
[0013]根据本公开，提供一种X射线成像系统，包括:X射线源；X射线探测器；样品底座，其用于将样品架置于在所述X射线源与所述X射线探测器之间的射束路径中；封闭物，其至少将所述样品底座封闭在所述封闭物的内部；以及气候控制系统，其用于调节所述封闭物里面的气候，其中:所述封闭物具有孔径，所述孔径用于使得能够从所述封闭物外面对至少所述样品底座进行访问；所述封闭物被提供有门，所述门可在打开位置与关闭位置之间操作，在所述打开位置中所述孔径打开，在所述关闭位置中所述孔径被所述门关闭；并且所述气候控制系统可操作为提供在所述封闭物的所述内部与所述封闭物的外部之间的正压差，使得当所述门打开时，所述封闭物的所述内部被维持在比所述封闭物的所述外部更高的压力。
[0014]在一些实施例中，所述气候控制系统包括被布置为至少调节所述封闭物里面的空气的温度的空气调节器。
[0015]在一些实施例中，所述气候控制系统包括鼓风机，所述鼓风机被布置为从所述封闭物外面抽吸空气并将所抽吸的空气供应到所述封闭物的所述内部以提供所述正压差。
[0016]在一些实施例中，所述空气调节器包括温度调节器，所述温度调节器用于调节从所述封闭物外面被供应到所述封闭物的所述内部的所述空气的温度。
[0017]在一些实施例中，所述气候控制系统包括空气流量调节器，其用于调节由所述鼓风机从所述封闭物外面供应到所述封闭物的所述内部的所述空气的流量。
[0018]在一些实施例中，所述温度调节器包括被布置为调节所述封闭物里面的温度的另外的空气调节器。
[0019]在一些实施例中，所述气候控制系统被配置为探测在其中所述门打开的状况，并在所述门打开时提供所述正压差。
[0020]在一些实施例中，所述气候控制系统被配置为探测当所述封闭物里面的温度超过预定阈值或降到预定阈值以下时的状况，并在所述温度超过所述预定阈值或降到所述预定阈值以下时提供所述正压差。
[0021]在一些实施例中，所述气候控制系统被配置为探测当所述封闭物里面的温度超过预定阈值或降到预定阈值以下时的状况，并在所述温度超过所述预定阈值或降到所述预定阈值以下时调整从所述封闭物外面被供应到所述封闭物的所述内部的空气的温度。
[0022]在一些实施例中，所述封闭物包括被布置为当所述门打开时覆盖所述孔径的柔性帘幕。
[0023]在一些实施例中，所述帘幕为透明的。
[0024]在一些实施例中，所述封闭物包括空气帘幕，所述空气帘幕被布置为在所述孔径上操作以在所述门打开时减少通过所述孔径的空气流量。
[0025]在一些实施例中，所述空气帘幕被配置为当所述门打开时操作。
[0026]在一些实施例中，所述孔径的面积小于lm2。
[0027]在一些实施例中，所述气候控制系统包括在所述封闭物里面并且被布置为提供内部温度测量的至少一个温度传感器。
[0028]在一些实施例中，所述气候控制系统包括在所述封闭物里面的多个温度传感器，每个所述温度传感器被布置为提供在所述封闭物中的一个位置处的局部内部温度测量，并且其中，所述气候控制系统被布置为基于所述局部内部温度测量来确定内部温度测量。
[0029]在一些实施例中，所述气候控制系统包括在所述封闭物里面并且被布置为提供内部压力测量的压力传感器。
[0030]在一些实施例中，所述气候控制系统包括在所述封闭物外面并且被布置为提供外部压力测量的压力传感器。
[0031]在一些实施例中，所述气候控制系统包括差分压力传感器，其被布置为提供在所述封闭物的所述内部与所述外部之间的差分压力测量。
[0032]在一些实施例中，所述封闭物也封闭所述X射线源、所述X射线探测器，或两者。
[0033]在一些实施例中，所述空气调节器被布置为当所述门打开时提供在ImBar与lOmBar之间的正压差。
[0034]在一些实施例中，所述底座、源和探测器被一起配置用于计算机断层摄影成像，使得所述源和探测器关于所述样品底座可相对旋转。
[0035]在一些实施例中，所述系统还包括控制器，其适于控制所述源和探测器关于所述样品底座的相对旋转。
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