[发明专利]基于双源扫描的电离辐射检测

说明书

技术领域

本发明大体涉及基于双源扫描的辐射检测设备和方法。

背景技术

在本领域中已知各种用于检测电离辐射的线检测器。这些检测器提 供即时一维成像，只能在与一维线检测器阵列交叉的方向上对线检测器 (可选地，辐射源)进行扫描才能进行二维成像。这种基于扫描的检测 是费时的。在扫描过程中被检测的对象可能发生移动，这将严重地降低 所获得的图像质量。

本领域中还有已知的双能检测器，即，利用不同能量的辐射产生两 幅图像并且将这两幅图像组合成为单个图像以加强该图像中不同元素的 检测器。通常，根据光电吸收和康普顿(Compton)散射这两种衰减机制， 衰减是X射线能量的函数。这两种机制在具有不同原子序数的材料之间 是不同的。由于这个原因，可以利用两个能量上的测量来区分不同的元 素。

例如在医学成像中可以利用双能X射线技术来将骨骼组织与软组织 区分开，或者例如在行李扫描中辨认出危险物品。

发明内容

本发明的主要目标是提供基于双源扫描的电离辐射检测设备和方 法，用于记录具有高空间和时间分辨率的二维图像。

在这个方面，一个具体目标是提供这样的一种设备和这样一种方法， 即，所述设备和方法是不复杂的并且能够产生具有良好的信噪比、动态 范围和图像对比度的双源高质量二维图像。

本发明的另一个目标是提供这样的一种设备和这样的一种方法，即， 通过所述设备和方法可以进行双能辐射检测。

本发明的又一个目标是提供这样的一种设备和这样的一种方法，即， 通过所述设备和方法可以揭示所检测的对象的元素组成。

本发明的又一个目标是提供这样的一种设备和这样的一种方法，即， 所述设备和方法能够对待检验的整个对象进行快速扫描。

本发明的又一个目标是提供这样的一种设备和这样的一种方法，即， 所述设备和方法是可靠的、准确的且不昂贵的。

这些及其他目标都通过所附的权利要求书所请求保护的设备和方法 得以实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于双源扫描的辐射检测设备， 所述设备包括至少两个辐射源，被排列成阵列的多个方向敏感线检测器 和用于使所述线检测器在扫描方向(x)上对待检验对象进行扫描的装置。 根据本发明，所述阵列中的线检测器交替地指向不同的辐射源，并且在 扫描过程中所述用于扫描的装置使所述线检测器与所述辐射源保持对准 以使所述线检测器中的各个线检测器能够记录所述对象的多个线图像。 因此，揭示了关于所述对象的额外信息，特别是在沿辐射的方向上。

所述辐射源应当被排列在所述扫描方向所在的平面中。

由于所述阵列中的线检测器交替地指向不同的辐射源，可以获得高 的时间分辨率。

在一个实施方式中，辐射源形成不同能量的电离辐射，并且至少按 与两个相邻的线检测器之间距离的N倍相应的距离(其中N是辐射源的 数量)进行扫描，由此在不同的能量上都能记录足以形成对象的二维图 像的线图像。也就是说，如果N＝2，则至少按两倍于两个相邻线检测器 之间距离的距离进行扫描。

本发明的这个方面提供了灵活的解决方案，其中由于不同的辐射源 提供了不同的能量，可以自由地选择不同的能量。

在另一个实施例中，辐射源形成近似能量的电离辐射，并且进行扫 描的距离使得各个线检测器扫过整个对象，从而对于每个线检测器都得 到以多个不同角度中的各个角度透过所述对象的辐射的二维图像。该图 像数据可以用于层析X射线照相组合重构处理。

当所述辐射源在x方向上被间隔开时，可以通过增加辐射源之间的 距离(与通常期望的相反)，在所记录的图像的深度一致的方向(即Z方 向)上提高空间分辨率。因此，从检测器看，相邻的辐射源被分隔开至 少0.2度，优选地是至少5度，更优选地是至少30度，最优选地是至少 60度。

一维检测器单元优选地但是不排他地是基于气态的平行板检测器单 元。其他可以使用的检测器单元包括二极管阵列、基于闪烁体的阵列、 CCD阵列、基于TFT和基于CMOS的检测器、液体检测器和固态检测 器，例如具有X射线的侧向(edge-on)、近侧向或垂直入射的一维PIN二 极管阵列。