Sistema y método de toma de imágenes mediante rayos X que comprende un tubo de pequeño diámetro.

Un sistema de toma de imágenes mediante rayos X (100), que comprende:

un generador de rayos X

(104) para generar rayos X;

un colimador (110) para orientar los rayos X según una dirección de flujo, estando un primer extremo del colimador conectado operativamente al generador de rayos X;

un tubo de pequeño diámetro (108) conectado operativamente a un segundo extremo del colimador opuesto al generador de rayos X, estando el tubo de pequeño diámetro adaptado para transmitir los rayos X desde el colimador, a lo largo de la dirección de flujo, hacia el objeto a inspeccionar; y

un elemento de retención extremo (112) acoplado al extremo del tubo de pequeño diámetro opuesto al generador de rayos X, estando el elemento de retención extremo adaptado para emitir los rayos X hacia el área de inspección;

en el que el tubo de pequeño diámetro incluye:

un tubo de transmisión de rayos X (202);

una capa de revestimiento (204) que rodea el tubo de transmisión de rayos X;

una capa metálica (206) que rodea la capa de revestimiento;

una capa de revestimiento termoplástico (208) que rodea la capa metálica; y

una capa de cubierta de cable (210) que rodea la capa de revestimiento termoplástico

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2011/026361.

Solicitante: THE BOEING COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 NORTH RIVERSIDE PLAZA CHICAGO, IL 60606-2016 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: TOH,CHIN H, BIANCHI,MAURICE PETER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > TECNICAS DE LOS RAYOS X (aparatos para diagnóstico... > Aparatos de rayos X que utilizan tubos de rayos X;... > H05G1/02 (Detalles de construcción)
  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > TECNICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR PARA MANIPULAR... > Disposiciones para manipular las radiaciones ionizantes... > G21K1/02 (que utilizan diafragmas, colimadores)

PDF original: ES-2472458_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema y método de toma de imágenes mediante rayos X que comprende un tubo de pequeño diámetro CAMPO TÉCNICO La presente invención pertenece al campo de la toma de imágenes mediante rayos X y, más en particular, a las operaciones de un tubo de rayos X de pequeño diámetro.

ANTECEDENTES En algunas situaciones, diferentes objetos tales como vehículos, estructuras y/o organismos vivos requieren ser inspeccionados en busca de la presencia de residuos de cuerpos extraños (FOD, foreign object debris, por sus siglas en inglés) . Por ejemplo, una pieza de hardware puede ser dejada dentro de un vehículo de forma accidental durante la fabricación o el mantenimiento; uno o más parásitos pueden infestar una estructura tal como un árbol o una casa; o una pieza de equipo quirúrgico puede ser dejada dentro de un paciente de forma accidental durante una operación.

En algunos casos, es importante inspeccionar el objeto para determinar si hay presencia de FOD. Una técnica utilizada para inspeccionar en objetos la presencia de FOD incluye desmontar el objeto para examinarlo visualmente en busca de FOD. Aunque el desmontaje proporciona acceso a los elementos interiores a los que de otra forma es difícil de acceder, está técnica no es siempre admisible y a menudo es difícil de llevar a cabo, requiere mucho tiempo y/o es costosa. Por ejemplo, no es admisible desguazar en partes un árbol con objeto de inspeccionar el árbol en busca de parásitos tales como escarabajos debido a que esto puede destruir el árbol. Además, puede que sea costoso y requiera mucho tiempo desmontar un vehículo tal como una aeronave para buscar diferentes FOD, sobre todo si el FOD es un organismo vivo y se está moviendo alrededor del vehículo durante la inspección.

La patente de EE.UU. nº 4.143.275 se refiere a un método de aplicación de radiación que comprende los pasos de producir rayos X de un espectro e intensidad seleccionados, y dirigir los rayos X a una posición deseada; los pasos comprenden más particularmente dirigir energía radiante de un láser sobre un objetivo para producir tales rayos X en el objetivo, y en consecuencia situar el objetivo adyacente a la posición deseada para emitir los rayos X hacia la posición deseada; o producir tales rayos X en una región alejada de la posición deseada, y canalizar los rayos X hacia la posición deseada.

El documento US2006133575 describe un dispositivo de rayos X y un método de tratamiento por radiación que comprende una fuente de rayos X, un colimador que incorpora óptica condicional, tal como una lente capilar para dirigir y focalizar la radiación de los rayos X, y agujas implantables. Una o más semilentes capilares situadas a lo largo del eje óptico del haz de rayos X permiten formar un foco móvil mediante la modificación de la distancia entre las semilentes. El extremo de entrada del colimador está óptica y mecánicamente conjugado con la fuente de rayos X. El extremo de salida del colimador está óptica y mecánicamente conjugado con un extremo de origen de la aguja. En su extremo de salida está una ventana transparente sobre la cual reposa una capa que sustancialmente absorbe y vuelve a emitir radiación que pasa a través de la ventana.

La patente de EE.UU. nº 2.497.543 se refiere a un medio para desviar rayos X a un condensador y así concentrar los rayos X mediante la utilización del medio.

La presente invención está especificada en las reivindicaciones independientes, con algunas características opcionales especificadas en las reivindicaciones dependientes de las mismas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La descripción detallada está hecha con referencia a las figuras que se acompañan. En las figuras, el dígito (s) más a la izquierda de un número de referencia identifica la figura en la cual el número de referencia aparece por primera vez. Los mismos números de referencia en diferentes figuras indican elementos idénticos o similares.

La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de toma de imágenes mediante rayos X a modo de ejemplo.

La figura 2 es un diagrama esquemático de un tubo de pequeño diámetro a modo de ejemplo.

La figura 3 es un diagrama esquemático de un colimador a modo de ejemplo.

La figura 4 es un diagrama de flujo de un proceso de inspección de un objeto a modo de ejemplo.

La figura 5 es un diagrama esquemático de un tubo de pequeño diámetro que tiene un codo, a modo de ejemplo.

La figura 6 es un diagrama de flujo de un proceso de preparación a modo de ejemplo de un sistema de toma de imágenes mediante rayos X para la toma de imágenes.

La figura 7 es una vista lateral en alzado de una aeronave a modo de ejemplo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Compendio La toma de imágenes mediante rayos X se puede utilizar de forma ventajosa para inspeccionar en diferentes objetos la presencia de residuos de cuerpos extraños (FOD) . En la presente memoria se describen técnicas de implementación de sistemas de toma de imágenes mediante rayos X para la detección de FOD. Algunas técnicas incluyen la transmisión de rayos X a través de un tubo de pequeño diámetro. Tal y como se explica en la presente memoria, el tubo de pequeño diámetro puede ser cualquier tubo que transmita rayos X que tengan una frecuencia de al menos 1016 Hz. Por ejemplo, el tubo de pequeño diámetro puede transmitir rayos X que estén comprendidos entre 1016 y 1019 Hz. Un primer filtro del tubo de pequeño diámetro puede filtrar inicialmente los rayos X mediante el paso de los rayos X a través de una pluralidad de aberturas. Un segundo filtro del tubo de pequeño diámetro puede compactar los rayos X y mover los rayos X en una dirección de flujo paralela al eje longitudinal del tubo mediante el paso de los rayos X a través de un canal. Tal y como se explica en la presente memoria, las técnicas se pueden implementar en objetos tales como vehículos, estructuras, y/o organismos vivos, los cuales incluyen, sin limitación, aeronaves, buques marítimos, naves espaciales, vehículos de motor, dispositivos mecánicos, árboles, casas, pacientes de cirugía, y otros vehículos, estructuras, y/o organismos vivos que puedan estar expuestos a FOD.

Sistema a modo de ejemplo La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de toma de imágenes mediante rayos X 100 a modo de ejemplo. En una realización, el sistema de toma de imágenes mediante rayos X 100 es un sistema de rayos X por retrodispersión. Un sistema de rayos X por retrodispersión puede ser ventajoso frente a los sistemas de transmisión de rayos X ya que un sistema de rayos X por retrodispersión puede transmitir y recibir el haz de rayos X desde un mismo lado del objeto (es decir, el operador solo necesita acceder a un lado del objeto a fin de inspeccionar el objeto) . Otra ventaja de la retrodispersión de rayos X es que normalmente proyecta menos radiación que un sistema de transmisión de rayos X y por tanto a menudo requiere un área de exclusión más pequeña.

En el sistema de toma de imágenes mediante rayos X 100 a modo de ejemplo de la figura 1, una fuente de alimentación 102 suministra energía a un generador de rayos X 104. El generador de rayos X 104 puede accionarse para generar rayos X 106. El generador de rayos X 104 puede utilizar cualquier técnica conocida en el sector para generar los rayos X. Por ejemplo, el generador de rayos X 104 puede ser un tubo de vacío e incluir un cátodo para emitir electrones dentro del tubo de vacío. Un ánodo recoge los electrones emitidos desde el cátodo para establecer una corriente eléctrica a través del generador de rayos X 104. Para generar los rayos X, los electrones se evaporan desde el cátodo y chocan contra el ánodo bajo un campo eléctrico de alta energía. Si los electrones que chocan tienen suficiente energía,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de toma de imágenes mediante rayos X (100) , que comprende:

un generador de rayos X (104) para generar rayos X; un colimador (110) para orientar los rayos X según una dirección de flujo, estando un primer extremo del colimador conectado operativamente al generador de rayos X; un tubo de pequeño diámetro (108) conectado operativamente a un segundo extremo del colimador opuesto al generador de rayos X, estando el tubo de pequeño diámetro adaptado para transmitir los rayos X desde el colimador, a lo largo de la dirección de flujo, hacia el objeto a inspeccionar; y un elemento de retención extremo (112) acoplado al extremo del tubo de pequeño diámetro opuesto al generador de rayos X, estando el elemento de retención extremo adaptado para emitir los rayos X hacia el área de inspección; en el que el tubo de pequeño diámetro incluye: un tubo de transmisión de rayos X (202) ; una capa de revestimiento (204) que rodea el tubo de transmisión de rayos X; una capa metálica (206) que rodea la capa de revestimiento; una capa de revestimiento termoplástico (208) que rodea la capa metálica; y una capa de cubierta de cable (210) que rodea la capa de revestimiento termoplástico.

2. El sistema de toma de imágenes mediante rayos X de la reivindicación 1, en el que el colimador incluye:

un primer filtro, para bloquear rayos X, y para filtrar los rayos X generados; y un segundo filtro para hacer converger los rayos X generados de manera que sean paralelos y estén próximos a un eje longitudinal (308) del colimador.

3. El sistema de toma de imágenes mediante rayos X de la reivindicación 2, en el que el primer filtro y el segundo filtro están hechos de un material de plomo, tungsteno o aluminio.

4. El sistema de toma de imágenes mediante rayos X de la reivindicación 1, en el que el colimador incluye un filtro que tiene una pluralidad de aberturas para filtrar los rayos X generados y bloquear los rayos X generados que no estén alineados con las aberturas.

5. El sistema de toma de imágenes mediante rayos X de la reivindicación 1, en el que el colimador incluye un filtro que tiene un canal para compactar los rayos X generados de manera que sean paralelos y estén próximos a un eje longitudinal (308) del colimador.

6. El sistema de toma de imágenes mediante rayos X de la reivindicación 1, en el que el generador de rayos X está separado del elemento de retención extremo una distancia de al menos 3, 048 m (correspondiente a 10 pies) .

7. El sistema de toma de imágenes mediante rayos X de la reivindicación 1, en el que el colimador comparte el mismo eje longitudinal con el tubo de pequeño diámetro.

8. Un método de inspección de un área de un objeto, comprendiendo el método:

generar rayos X mediante la utilización de un generador de rayos X (104) ; filtrar los rayos X generados a partir del generador de rayos X utilizando un colimador (110) para bloquear los haces de rayos X desalineados y para permitir que los haces de rayos X alineados pasen a través del colimador; transmitir los rayos X alineados a través de un tubo de pequeño diámetro (108) ; y emitir los rayos X alineados sobre el objeto; en el que el tubo de pequeño diámetro incluye: un tubo de transmisión de rayos X (202) en el centro del tubo de pequeño diámetro; una capa de revestimiento (204) que rodea el tubo de transmisión de rayos X; una capa metálica (206) que rodea la capa de revestimiento; una capa de revestimiento termoplástico (208) que rodea la capa metálica; y una capa de cubierta de cable (210) que rodea la capa de revestimiento termoplástico.

9. El método de la reivindicación 8, en el que el colimador comparte el mismo eje longitudinal con el tubo de pequeño diámetro.

10. El método de la reivindicación 8, que comprende la toma de imágenes por retrodispersión de rayos X.

11. El método de la reivindicación 8, en el que el filtrado de los rayos X generados incluye:

pasar los rayos X a través de un primer filtro que tiene una pluralidad de aberturas para filtrar una porción de rayos X que no están sustancialmente paralelos al eje longitudinal del colimador; y pasar los rayos X a través de un segundo filtro que tiene un canal para compactar los rayos X de manera que sean paralelos y estén próximos a un eje longitudinal (308) del colimador.

12. El método de la reivindicación 11, en el que el primer filtro y el segundo filtro están hechos de un material de 5 plomo o de tungsteno.

13. El método de la reivindicación 8, que comprende además:

calcular un radio de curvatura crítico del tubo de pequeño diámetro; y

ajustar el tubo de pequeño diámetro hasta que todos los radios de curvatura del tubo de pequeño diámetro sean mayores que el radio de curvatura crítico.