[发明专利]高分辨率计算机断层扫描

说明书

一种x射线成像系统(10)(诸如x射线计算机断层系统)可以在沿着平行于放射探测器(14)的探测器像素的定位方向的第一平移轴或第二平移轴的不同探测器位置处获取一系列放射照片。在第一实施例中，不同探测器位置可以分开比分别沿着第一平移轴或第二平移轴的放射探测器(14)的线性尺寸小的距离。可以将放射照片集合为比所述系列的放射照片中的每个放射照片大的放射照片，从而产生图像拼接。在第二实施例中，不同探测器位置可以分开比放射探测器(14)的像素尺寸小的距离，也称为探测器的子像素移位。可以集合放射照片以形成具有比所获取的放射照片的分辨率高的放射照片，从而产生超分辨率。

此申请要求于2013年4月12日提交的美国临时专利申请号61/811,151的权益，该临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及x射线数字放射显影和计算机断层扫描。

背景技术

x射线数字放射显影(DR)是使用数字x射线探测器(诸如平板探测器、电荷耦合器件(CCD)相机或互补金属氧化物半导体(CMOS)相机或线性二极管阵列(LDA))的常用非侵入性和非破坏性的成像技术。x射线计算机断层扫描(CT)是使用在不同视角下获得的计算机处理后的x射线放射照片来产生物体的3维图像的程序。物体的断层图像是物体的概念上的二维“切片”的图像。计算设备可以使用物体的断层图像来产生物体的3维图像。x射线CT可以用于工业目的以进行物体的非破坏性评估。

发明内容

通常，本发明涉及工业x射线计算机断层扫描(CT)和非破坏性评估(NDE)。本发明描述了一种装置和图像获取方法，其可以将二维(2D)x射线放射显影和三维(3D)x射线CT技术的有效视场扩展超出装置中使用的探测器的物理尺寸，以及将有效图像分辨率增加超出像素尺寸。本发明的技术提供了用于该装置的仪器设计、用户控制机构以及软件算法。该装置可以用于自然存在的物体(诸如岩心样品)以及制造的部件和系统(诸如金属铸件、发动机部件以及整个发动机单元)的NDE。装置可以包括x射线源、放射探测器以及样品操纵器，每个都具有相关联的运动控制系统。样品操纵器可以将样品放置成使得可以在不同的位置和视角处获得放射照片。

在一个实例中，本发明描述了一种x射线成像系统，包括：配置成发射x射线束的x射线产生器；二维像素化区域放射探测器，其具有垂直于x射线束的发射方向布置的平面，其中第一平移台和第二平移台承载放射探测器，其中第一和第二平移台被配置成沿着平行于放射探测器的探测器像素的定位方向的平移轴移动放射探测器；以及图像获取系统，其被配置成：在沿着平移轴中的一个或两个的不同探测器位置处获取一系列放射照片，不同探测器位置分开比放射探测器的像素尺寸精细的距离，并且集合放射照片以形成具有比所获取的放射照片更精细的分辨率的复合放射照片。

在另一个实例中，本发明描述了一种x射线成像系统，包括：配置成发射x射线束的x射线产生器；二维像素化区域放射探测器，其具有垂直于x射线束的发射方向布置的平面，其中第一平移台和第二平移台承载放射探测器，其中第一和第二平移台被配置成沿着平行于放射探测器的探测器像素的定位方向的平移轴移动放射探测器；以及图像获取系统，其被配置成：在沿着平移轴中的一个或两个的不同探测器位置处获取一系列放射照片，不同探测器位置分开比沿各自平移轴的放射探测器的线性尺寸小的距离，并且将放射照片集合成为比该系列放射照片中的每个放射照片大的复合放射照片。

在另一个实例中，本发明描述了一种方法，包括：在沿着平行于放射探测器的探测器像素的定位方向的第一或第二平移轴的不同探测器位置处获取一系列放射照片，不同探测器位置分开比放射探测器的像素尺寸精细的距离，放射探测器具有垂直于由x射线产生器发射的x射线束的发射方向布置的平面，其中第一平移台和第二平移台承载放射探测器，其中第一和第二平移台被配置成沿着第一和第二平移轴移动放射探测器；以及集合放射照片以形成具有比所获取的放射照片精细的分辨率的复合放射照片。