手持式x射线反向散射成像设备的制造方法
【专利说明】手持式X射线反向散射成像设备
[0001]本申请要求2012年I月27日提交的美国临时专利申请序号61/591，360、以及两者都在2012年2月14日提交的美国临时专利申请序号61/598，521和61/598，576以及2012年3月6日提交的美国临时专利申请序号61/607，066的优先权，该申请全部通过引用并入到本文中。
技术领域
[0002]本实用新型涉及用于X射线成像的系统和方法，并且更特别地涉及用于采用至少散射X射线的检测的X射线成像的系统和方法。
【背景技术】
[0003]在过去25年中已经使用X射线反向散射技术以便检测位于隐藏障碍物后面的项目，而不要求将X射线检测器放置在被成像的对象的远侧(相对于X射线源)的需要。这已被证明对某些成像应用非常有益，诸如交通工具、货物集装箱、手提箱以及甚至人的单面检查(即，其中检测器和源在对象的同一侧)。
[0004]然而，到目前为止，这些设备已由于X射线源、创建扫描笔形射束所需的射束成形机构以及检测反向散射X射线的检测器的尺寸和重量而趋向于是相当大且沉重的。
[0005]1996年12月12日提交且被通过引用并入到本文中的日本特许公开号10-185842(在下文中“东芝’842”)已经提出了用于检测被墙壁隐藏的结构的反向散射设备。在东芝’842中描述的装置只能提供由操作员保持的源的在任何时刻下的扫描范围内的区域的瞬时图像。
[0006]最近，在相对高的X射线能量(50—120 keV)下以适度的功率(通常在I一20瓦特之间的范围内)连同用以驱动旋转射束形成调制盘的小且非常高效的电动机一起操作的紧凑式轻质X射线源的开发已考虑到设计和开发轻质且紧凑的手持式反向散射成像系统。
[0007]另外，诸如在例如美国专利号5，763，886 (授予Schulte)中描述的使用x射线管的现有技术反向散射X射线系统已始终提供用以使对象或成像系统沿着“扫描”方向在相对于彼此的相对运动中移动的手段，所述“扫描”方向通常在垂直于包含由调制盘创建的光栅扫描X射线束的平面的方向上。例如，为了检查具有垂直表面的对象(例如，诸如墙壁或一件行李)，通常在垂直面中扫描X射线束，其中被检查的对象在水平方向上移动。这是扫描行李的系统的典型，其中，袋子在传送带上在水平方向上移动，或者对于扫描交通工具的系统而言，其中交通工具驶过(或通过)系统，或者替换地，该系统在水平方向上移动经过固定交通工具。对于使用X射线反向散射的人员扫描仪而言，通常在水平面中扫描射束，其中源组件在垂直方向上移动经过固定的人。在任一种情况下，为了创建2维反向散射图像，必须存在系统与正被扫描的对象的相对运动，并且此要求通常向成像系统添加显著的附加重量、尺寸以及复杂性。
【实用新型内容】
[0008]根据本实用新型的各种实施例，提供了成像装置。该成像装置具有外壳和被完全包含在外壳内以便生成贯穿辐射的贯穿辐射源。另外，该装置具有用于将贯穿辐射形成为射束以用于照射对象且用于扫描射束的空间调制器、用于基于由被检查对象的内含物散射的贯穿辐射而生成散射信号的检测器、用于感测装置相对于装置相对于被检查对象的先前位置的运动的传感器和用于接收散射信号且用于至少基于该散射信号而生成被检查对象的内含物的图像的处理器。
[0009]该外壳可适于由操作员单手保持，并且在某些实施例中，该传感器可以是机械编码器或加速度计或光学传感器，即举三个例子。处理器可适于基于装置的所感测运动而调制贯穿辐射的强度。
[0010]在本实用新型的其它实施例中，反向散射成像装置还具有适于提供装置与被检查对象之间的接触的摩擦缓和物(mi t i gator )。该摩擦缓和物可包括轮子、滚子脚轮(rollercastor)和低摩擦衬垫。成像装置还包括用于使来自装置的指定邻近内的材料的所检测辐射衰减的至少一个准直仪。
[0011]在又一实施例中，可存在被耦合到外壳的一个、两个或更多把手。可存在如果在装置的指定邻近内未检测到对象则将贯穿辐射的源去激活的互锁。
[0012]在本实用新型的替换实施例中，还将透射检测器耦合到装置。可提供适于从外壳向外展开的反向散射屏蔽件，其中，该反向散射屏蔽件还可灵活地适于符合被检查对象的表面。
【附图说明】
[0013]通过参考参考附图进行的以下详细描述，将更容易地理解本实用新型的前述特征，在所述附图中:
[0014]图1描述了根据本实用新型的实施例的手持式X射线反向散射设备的分解图。
[0015]图2示意性地描述了根据本实用新型的实施例的用以减少近场散射的检测的准直检测器的使用。
[0016]图3示出了根据本实用新型的实施例的具有可拆卸单通道透射检测器的手持式成像设备。
[0017]图4示出了根据本实用新型的另一实施例的具有可拆卸多通道透射检测器的手持式成像设备。
[0018]图5A-5C示出了根据本实用新型的实施例的手持式反向散射设备的双手操作。
【具体实施方式】
[0019]定义:
[0020]如在本描述中和在所附权利要求中所使用的，术语“图像”指的是任何多维表示，无论是采取有形或另外可感觉形式或用其它方式，由此，某些特性的值与对应于对象在物理空间中的维度坐标的多个位置中的每个相关联，但不一定一对一地向那里映射。因此，例如，一个或多个色彩的诸如原子数之类的某特征的空间分布的图形显示组成图像。因此，计算机存储器或全息介质中的数字阵列也是如此。类似地，“成像”指的是就一个或多个图像的所述物理特性的呈递(render)。
[0021]在本文中，为了注释的方便起见，可通过叙述贯穿辐射的端子发射能量(常常称为“端点”能量)来表示贯穿福射的能量分布。因此，例如，由于通过10kV的电位被加速的电子而发射轫致辐射的X射线管将发射小于100 keV的能量的X射线，并且在本文中可将发射辐射的光谱表征为“ 100 keV射束”，并且在本文中可将由该射束散射的所检测辐射的图像称为“100 keV散射图像”。
[0022]如在本描述中和在任何所附权利要求中所使用的，术语“高Z”和“低Z”应具有相对于彼此的含义，也就是说，“高Z”指的是材料或视线，由高于在同一语境中被称为“低Z”的材料或视线的有效原子数Z来表征。
[0023]实施例的描述:
[0024]现在一般地参考图1来描述根据本实用新型的实施例的反向散射成像装置100。例如，如所示，可以是X射线管或者也可以是贯穿辐射的粒子(例如，伽马射线)的任何其它源的贯穿辐射的源102发射贯穿辐射，其被借助于一般地用数字108指定的射束形成(或准直)结构而被形成为射束106。此射束形成结构在本领域中是众所周知的，并且所有此结构被包含在本实用新型的范围内。
[0025]射束106是时间多变(temporalIy chopped)的，如由调制盘110，被马达109驱动，但是在本实用新型的范围内可实施多变射束106的任何其它手段。为了使射束106成形并为了使射束106时间上中断并进行空间扫描所采用的机构在本文中可称为空间调制器。射束106撞击在装置100外部的被检查对象121的表面120上。被在表面120内或后面的内含物118散射的贯穿辐射124被一个或多个反向散射检测器122检测，每个被耦合到处理器130以便形成对象121的反向散射图像。检测器122可采用闪烁的波长位移光纤耦合，从而允许薄轮廓(thin profile)检测器被相对于外壳142从折叠配置向外展开。被成像对象121可以是建筑物的内部片石墙壁或板条箱或箱子，而数字120指定该墙壁、板条箱或箱子的表面。
[0026]根据本实用新型的优选实施例，成像装置100基于相对于固