[发明专利]计算机断层扫描

说明书

本申请涉及计算机断层扫描。描述了用于计算机断层扫描的装置，其也适用于X射线衍射。计算机断层扫描测量使用线焦点(8)，并使来自线焦点的X射线穿过垂直的狭缝(22)，并随后穿过样品到二维检测器上。拍摄多个图像，每个图像对应于围绕旋转轴线(14)旋转不同量的样品，并且被组合以创建计算机断层扫描图像。

发明领域

本发明涉及在装置中执行计算机断层扫描还执行常规的X射线衍射测量的方法，以及相应的方法和软件。

发明背景

计算机断层扫描CT是用于根据多个输入图像构建计算的三维图像的技术。该技术在医学上被广泛使用。然而，用于医学计算机断层扫描的装置的成本非常高。该技术也用于工业应用，但是该装置的高成本限制了其应用。

因此，在能够产生计算机断层扫描图像以及执行可能需要X射线的其他任务(例如，X射线衍射或X射线荧光)的装置中以及在可以使用这样的装置的方法中将会有益处。通过这种方式，任何情况下都可能需要的X射线装备在工业或研究环境中也可以用于附加的断层扫描。还有一个好处是可以在对于计算机断层扫描的设定和对于其它应用的设定之间切换装置，而无需对整个装置进行彻底的重新校准。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供了用于执行计算机断层扫描测量的方法，包括：

在X射线源中生成X射线的束；

创建在第一方向上线性延伸的X射线的线焦点；

使来自线焦点的X射线的束穿过掩模中的机械狭缝，该机械狭缝在基本上垂直于线焦点的狭缝方向上延伸；

在穿过机械狭缝之后使X射线的束穿过待测量的对象；以及

将X射线的束成像在二维检测器上。

对于特定的X射线衍射测量，使用线焦点是常规的。因此，通过使用其中输入X射线源自线焦点或被引到线焦点的配置来对样品执行CT，能够迅速地切换为使用相同的装置执行X射线衍射，而无需大量的设定和线焦点的校准。此外，对于计算机断层扫描不需要特殊的聚焦光学器件。

此外，通过使用线焦点而不是光斑焦点，本发明的实施例可以以合理的功率提供改善的分辨率，非常小的光斑大小也可以实现良好的分辨率，但是以非常低的强度以及因此非常长的测量时间为代价。

具体地，该方法可以包括将对象顺序地旋转到多个(a plurality of)位置；

针对多个位置中的每个位置，在二维检测器上捕获相应的图像；以及

根据相应的二维图像来计算对象的三维表示。

本发明人已经认识到，用于执行计算机断层扫描的计算的常规算法不可处理这里提出的几何布置。

原则上，可以捕获这些图像并执行计算。然而，通常情况下，对于计算机断层扫描的计算是非常复杂的，并且为了能够在合理的时间内获得合理的输出，优选使用已经被优化的各种常规算法之一。

发明人已经认识到，在这里提出的几何形状的情况下，能够以可以使用一个这样的常规算法的方式处理数据。具体地，存在用于根据从穿过对象的点源捕获的多个图像来计算三维图像并将所得到的图像记录在二维检测器上的常规CT算法，这样的CT过程被称为锥束CT。然而，在这里描述的方法中不存在这样的点源。因此，计算不能够只使用常规的锥束CT算法来执行。

这样的算法的一个示例在由L.Feldkamp、L.Davis和J.Kress于1984年6月在美国光学学会杂志(Journal of the Optical Society of America)的第1卷第6期的第612-619页中发表的“Practical cone–beam algorithm”中进行了描述。