[发明专利]X射线检查中的动态剂量减小

说明书

本申请要求2013年1月4日提交的、序列号为61/748,789的美国临时专利申请的优先权，上述申请通过引用合并于本文中。

技术领域

本发明涉及使用x射线辐射检查的方法和系统，并且更特别地，涉及在检查的过程期间减小x射线剂量的方法和系统。

背景技术

图1描绘使用x射线透射技术的典型货物检查系统。由源14(在本文中也称为“波束源”，或更特别地，基于用于生成x射线的电子源，称为“加速器”)发射的穿透辐射的扇形波束12由远离目标对象(在这里，卡车10)的检测器阵列16的元件检测以便产生目标对象的图像。波束12可以在本文中非限制地称为“x射线束”，但是基于所使用的粒子(典型地，光子)的能量和起源，在本发明的范围内波束可以是伽马波束或其它类型的波束。

目标对象10(在本文中也称为“被检查对象”，或简称为“对象”)的特定内容物可以在穿透辐射透射通过对象并且由检测器阵列16及其单独的检测器模块18检测它的基础上被辨别和表征。(当在本文中使用时，术语“检测器模块”指的是一个或多个检测器元件与其关联预处理电子器件的组合)。经适当预处理的来自每个检测器模块的信号提供到达处理器19的输入，在所述处理器中计算材料特性。

在这样的x射线检查系统中，图像质量常常取决于穿过正在检查的对象并且到达检测器的辐射的通量(完全是或取决于x射线能量)。增加的通量典型地伴随有到达被检查货物以及到达周围环境的增加的辐射剂量。为了将到达环境的辐射量保持在低水平，使用屏蔽以衰减直接和散射辐射。散射辐射特别难以屏蔽，原因是屏蔽散射辐射需要靠近正被检查的对象加入衰减材料，由此主要有助于散射辐射。对于开放式系统(如高能机架)，前述的考虑是有挑战的。

被检查对象(如货物集装箱)不总是填充有高衰减量的材料，并且相当大的部分的入射x射线束可能横穿或散射离开集装箱。对于低衰减部分使用x射线束全功率产生的影响是增加到达货物和环境的剂量而不提供明显的图像质量改善。减小到达货物和环境的剂量而不影响图像质量的方法因此将是很期望的。

用于调制x射线束的强度的方法包括用于在x射线源和源准直器之间插入平移和旋转滤波器的方法，例如，如描述一组衰减模式的组合的US5,107,529(Boone)中所示。美国公开申请2006/0062353A1(Yatsenko等人)在第[0008]-[0019]段总结了调制X射线束的方法。前述的两个文献通过引用合并于本文中。

用于实时剂量减小的一些方法在本领域中是已知的，如名称为“X射线环境水平安全系统”的、通过引用合并于本文中的美国专利第6,067,344号(Grodzins等人)中所述的方法。

发明内容

根据本发明的各实施例，提供用于动态地调节x射线剂量的方法。所述方法具有以下步骤：

通过在焦点处将电子束撞击在x射线产生靶上生成x射线束；

在源准直器处准直x射线束；

检测横穿被检查对象的x射线束的一部分；以及

通过以保持横穿所述被检查对象的x射线束的部分低于指定限度的方式在所述焦点和所述源准直器之间平移滤波器，动态地插入所述滤波器。

根据本发明的其它实施例，所述滤波器可以是全束滤波器，并且附加地或替代地，可以选择性地吸收低能量x射线。所述滤波器的吸收可以取决于滤波器位置。在另外的实施例中，所述滤波器可以是楔形滤波器。所述滤波器的吸收可以相对于滤波器位置以阶梯方式变化。所述滤波器可以是部分束滤波器。

根据本发明的另外的其它实施例，提供用于动态地调节x射线剂量的其它方法。这些方法具有以下步骤：

通过在焦点处将电子束撞击在x射线产生靶上生成x射线束；

在源准直器处准直x射线束；以及

改变所述源准直器的孔径。

所述改变的步骤可以包括改变所述源准直器的孔径尺寸，或改变所述焦点和所述源准直器的相对位置。

在另外的实施例中，提供用于动态地调节x射线剂量的方法，所述方法具有以下步骤：

通过在焦点处将电子束撞击在x射线产生靶上生成x射线束；

在源准直器处准直x射线束；以及

改变表征所述焦点的尺度。

在前述方法的任何一个中，改变表征所述焦点的尺度可以包括散焦所述焦点。

根据本发明的另一方面，提供用于通过以下方式动态地调节x射线剂量的方法：

通过在焦点处将电子束撞击在x射线产生靶上生成x射线束；以及