Трехмерный рентгеновский сканер для поиска трехмерных объектов

Получение трехмерной структурной информации внутри объектов неразрушающим способом было сложной задачей. Наиболее распространенным подходом является обычная компьютерная томография (КТ), при которой либо объект вращается вокруг одной оси, либо источник и детектор рентгеновского излучения вращаются вокруг объекта. Затем структура объекта определяется с помощью вычислительного алгоритма. Это ограничивает приложение случаями, когда объект и структура внутри объекта не меняются в течение периода времени, необходимого для выполнения сканирования. Кроме того, разрешение определяется характеристиками источника рентгеновского излучения и детектора.

Новый трехмерный рентгеновский сканер сочетает в себе две разные аппаратные части. Первый — это рентгеновская оптика с малой по сравнению с исследуемым объектом глубиной резкости. Одной из таких конструкций является отражающая рентгеновская оптика типа Вольтера. Эта полая оптика имеет относительно большую эффективность сбора и может быть спроектирована с большим полем зрения. Глубина резкости, то есть расстояние, на котором объект может быть разрешен в направлении изображения, относительно мала для этой оптики — обычно мала по сравнению с полем зрения. Эта оптика широко использовалась в рентгеновской астрономии и, в некоторых случаях, в рентгеновской микроскопии.

Малая глубина резкости часто считается недостатком конструкции; однако в сочетании с трехмерным рентгеновским детектором можно воспользоваться малой глубиной резкости для получения дополнительной информации о трехмерной структуре объекта. В одной простой версии 3D-детектора используется пленка. Рентгеновские лучи частично проходят и частично поглощаются через кусок рентгеновской пленки. Это позволяет записывать несколько изображений вдоль одной линии обзора и одновременно.

Эта технология преодолевает ограничение получения трехмерной структурной информации, предоставляя несколько изображений с одной экспозицией без движущихся частей. Он основан на 3D-детекторе, который может быть таким же простым, как стопка пленочных пластин, и фокусирующей рентгеновской оптике. Рентгеновская оптика позволяет собирать рентгеновские лучи из локализованного объема, как обычная оптическая линза, а многослойная пленочная пластина или другая конструкция трехмерного детектора позволяют собирать информацию о нескольких фокальных плоскостях с одной линии обзора. Одновременный захват изображений с одной линии обзора уменьшает размытость изображения и артефакты реконструкции из-за движения системы.