Escáner de rayos X.

Un escáner de rayos X que comprende una fuente de rayos X que comprende un conjunto lineal de puntosfuente (802) y medios de detección de rayos X que comprenden un conjunto lineal de detectores (804) y medios decontrol,

en el que los conjuntos lineales se disponen de modo sustancialmente perpendicular entre sí y los mediosde control se disponen para controlar o los puntos fuente o los detectores para operar en una pluralidad deagrupamientos sucesivos, caracterizado por que los agrupamientos sucesivos comprenden grupos de distintonúmero de puntos fuente o detectores y en cada agrupamiento los puntos fuente o los detectores están divididosen grupos de igual número de puntos fuente o detectores contiguos y los puntos fuente en grupos alternos seactivan simultáneamente o los detectores en grupos alternos se leen simultáneamente.

Escáner de rayos X

La presente invención se refiere a sistemas de formación de imágenes de rayos X.

Los tubos de rayos X incluyen una fuente de electrones, que puede ser un emisor termoiónico o una fuente de cátodo frío, alguna forma de dispositivo de extracción, tal como una rejilla, que puede conmutarse entre un potencial de extracción y un potencial de bloqueo para controlar la extracción de electrones del emisor y un ánodo que produce los rayos X cuando los electrones impactan contra el mismo. Ejemplos de tales sistemas se describen en los documentos US 4.274.005 y US 5.259.014. Además, la patente norteamericana publicada con número US 2002/0094064 divulga una estructura de cátodo formada a modo de un conjunto continuo o una matriz continua de materiales de emisión de campo, que pueden dirigirse individualmente y que mediante el uso de direccionamiento individual, grupal, o de matriz de regiones seleccionadas del cátodo, se puede generar un haz de electrones emitidos rasterizado y se puede dirigir para que golpee distintamente en un punto de incidencia en el blanco y para que los rayos X emitidos desde el blanco estacionario se correspondan por consiguiente en posición y frecuencia con los cátodos conmutados eléctricamente y generen rayos X emitidos que puedan discriminarse suficientemente alrededor del objeto del que se va a formar la imagen.

Con el aumento del uso de escáneres de rayos X, por ejemplo para propósitos médicos y de seguridad, aumenta el deseo de producir tubos de rayos X que sean relativamente baratos y que tengan una vida útil larga.

La presente invención proporciona un escáner de rayos X que comprende una fuente de rayos X que comprende un conjunto lineal de puntos fuente y medios de detección de rayos X que comprenden un conjunto lineal de detectores y medios de control, en el que los conjuntos lineales están dispuestos de modo sustancialmente perpendicular entre sí y los medios de control están dispuestos para controlar bien los puntos fuente o bien los detectores para que funcionen en una pluralidad de agrupamientos sucesivos, comprendiendo los agrupamientos sucesivos grupos de distinto número de puntos fuente o detectores y en cada agrupamiento los puntos fuente o los detectores se dividen en grupos con un número igual de puntos fuente o detectores contiguos y los puntos fuente en grupos alternos se activan simultáneamente o los detectores en grupos alternos se leen simultáneamente. Los medios de control pueden estar dispuestos para analizar lecturas de los detectores utilizando una transformada matemática para producir una imagen tridimensional de un objeto. Preferiblemente los medios de control están dispuestos para operar los puntos fuente en dicha pluralidad de agrupamientos y se toman lecturas simultáneamente de cada uno de los detectores para cada uno de dichos agrupamientos. Alternativamente los medios de control pueden estar dispuestos para operar los detectores en dicha pluralidad de agrupamientos y para cada agrupamiento, activar cada uno de los puntos fuente por turnos para producir lecturas respectivas.

Por consiguiente la presente invención puede proporcionar además una fuente de electrones para un escáner de rayos X que comprende medios de emisión de electrones que definen una pluralidad de regiones fuente de electrones, una rejilla de extracción que define una pluralidad de regiones de rejilla asociada cada una con al menos una de las respectivas regiones fuente y medios de control dispuestos para controlar el potencial eléctrico relativo entre cada una de las regiones de rejilla y la región fuente respectiva de modo que la posición de la que se extraen los electrones de los medios de emisión pueda desplazarse entre dichas regiones fuente.

La rejilla de extracción puede comprender una pluralidad de elementos de rejilla separados a lo largo de los medios de emisión. En este caso cada región de rejilla puede comprender uno o más de los elementos de rejilla.

Los medios de emisión pueden comprender un miembro emisor alargado y los elementos de rejilla pueden estar separados a lo largo del miembro emisor de tal modo que cada una de las regiones fuente está en una posición respectiva a lo largo del miembro emisor.

Preferiblemente los medios de control están dispuestos para conectar cada uno de los elementos de rejilla bien a un potencial eléctrico de extracción que es positivo con respecto a los medios de emisión o bien a un potencial eléctrico de inhibición que es negativo con respecto a los medios de emisión. Más preferiblemente los medios de control se disponen para conectar los elementos de rejilla al potencial de extracción sucesivamente en parejas contiguas de modo que se dirija un haz de electrones entre cada pareja de elementos de rejilla. Todavía más preferiblemente cada uno de los elementos de rejilla puede conectarse al mismo potencial eléctrico que cualquiera de los elementos de rejilla que son contiguos al mismo, de modo que puede ser parte de dos parejas diferentes de dichas parejas.

Los medios de control pueden estar dispuestos, mientras cada una de dichas parejas contiguas está conectada al potencial de extracción, para conectar los elementos de rejilla a cualquier lado de la pareja, o incluso todos los elementos de rejilla que no están en la pareja, al potencial de inhibición.

Los elementos de rejilla comprenden preferiblemente miembros alargados paralelos y el miembro emisor, cuando es igualmente un miembro alargado, se extiende preferiblemente de modo sustancialmente perpendicular a los elementos de rejilla.

Los elementos de rejilla pueden comprender alambres y más preferiblemente son planos y se extienden en un plano sustancialmente perpendicular al miembro emisor de modo que protejan el miembro emisor de un bombardeo de iones de retroceso procedentes del ánodo. Los elementos de rejilla están separados preferiblemente de los medios de emisión por una distancia aproximadamente igual a la distancia entre elementos de rejilla contiguos.

La fuente de electrones comprende además preferiblemente una pluralidad de elementos de concentración, que pueden ser igualmente alargados y que son preferiblemente paralelos a los elementos de rejilla, dispuestos para concentrar los haces de electrones una vez que han sobrepasado los elementos de rejilla. Más preferiblemente los elementos de concentración se alinean con los elementos de rejilla de tal modo que los electrones que pasan entre cualquier pareja de elementos de rejilla pasarán entre una pareja correspondiente de elementos de concentración.

Preferiblemente los elementos de concentración están dispuestos para conectarse a un potencial eléctrico que es negativo con respecto al emisor. Preferiblemente los elementos de concentración están dispuestos para ser conectados a un potencial eléctrico que es positivo con respecto a los elementos de rejilla.

Preferiblemente, los medios de control están dispuestos para controlar el potencial aplicado a los elementos de concentración controlando así la concentración de los haces de electrones.

Los elementos de concentración pueden comprender alambres y pueden ser planos, extendiéndose en un plano sustancialmente perpendicular al miembro emisor de modo que protejan el miembro emisor de un bombardeo de iones de retroceso procedentes de un ánodo.

Los elementos de rejilla están separados preferiblemente del emisor de tal modo que si un grupo de uno o más elementos de rejilla contiguos es conmutado al potencial de extracción, se extraerán electrones de una longitud del miembro emisor que es más larga que la anchura de dicho grupo de elementos de rejilla. Por ejemplo los elementos de rejilla pueden estar separados del miembro emisor por una distancia que es al menos sustancialmente igual a la distancia entre elementos de rejilla contiguos, que puede ser del orden de 5 mm.

Preferiblemente los elementos de rejilla están dispuestos para concentrar al menos parcialmente los electrones extraídos en un haz.

Los medios de detección comprenden una pluralidad de detectores. Más preferiblemente los medios de control están dispuestos para controlar los potenciales eléctricos de las regiones fuente o de las regiones de rejilla de modo que se extraigan electrones de una pluralidad de agrupamientos sucesivos de dichas regiones fuente produciendo cada agrupamiento una iluminación que tiene un patrón de onda cuadrada de una longitud de onda diferente y para registrar una lectura de los medios de detección para cada una de las iluminaciones. Todavía más preferiblemente los medios de control están dispuestos además para aplicar una transformada matemática a las lecturas registradas para reconstruir características de un objeto situado entre el tubo... [Seguir leyendo]

1. Un escáner de rayos X que comprende una fuente de rayos X que comprende un conjunto lineal de puntos fuente (802) y medios de detección de rayos X que comprenden un conjunto lineal de detectores (804) y medios de control, en el que los conjuntos lineales se disponen de modo sustancialmente perpendicular entre sí y los medios de control se disponen para controlar o los puntos fuente o los detectores para operar en una pluralidad de agrupamientos sucesivos, caracterizado por que los agrupamientos sucesivos comprenden grupos de distinto número de puntos fuente o detectores y en cada agrupamiento los puntos fuente o los detectores están divididos en grupos de igual número de puntos fuente o detectores contiguos y los puntos fuente en grupos alternos se activan simultáneamente o los detectores en grupos alternos se leen simultáneamente.

2. Un escáner de rayos X de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el conjunto de puntos fuente (802) y el conjunto de detectores (804) se disponen de modo que definan un volumen tridimensional (805) delimitado por líneas (807) que unen los puntos fuente (802a; 802b) en los extremos del conjunto de puntos fuente con los detectores (804a; 804b) en los extremos del conjunto de detectores.

3. Un escáner de rayos X de acuerdo con la reivindicación 1 o con la reivindicación 2 en el que los medios de control se disponen para activar cada uno de los puntos fuente y para registrar una lectura de cada uno de los detectores.

4. Un escáner de rayos X de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los medios de control se disponen para analizar lecturas de los detectores utilizando una transformada matemática para producir una imagen tridimensional de un objeto.

5. Un escáner de rayos X de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los medios de control se disponen para operar los puntos fuente en dicha pluralidad de agrupamientos y se toman lecturas simultáneamente de cada uno de los detectores para cada uno de dichos agrupamientos.

6. Un escáner de rayos X de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que los medios de control se disponen para operar los detectores en dicha pluralidad de agrupamientos y para cada agrupamiento, activar cada uno de los puntos fuente en turnos para producir lecturas respectivas.

7. Un escáner de rayos X de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los puntos fuente comprenden medios de emisión de electrones (18; 118; 218; 318; 418) que definen una pluralidad de regiones fuente de electrones (318) , una rejilla de extracción (20) que define una pluralidad de regiones de rejilla (120; 220; 320; 420) , asociada cada una con al menos una de las respectivas regiones fuente y los medios de control se disponen para controlar el potencial eléctrico relativo entre cada una de las regiones de rejilla y la región fuente respectiva de modo que la posición desde la que se extraen los electrones de los medios de emisión puede desplazarse entre dichas regiones fuente.

8. Un escáner de rayos X de acuerdo con la reivindicación 7 en el que la rejilla de extracción comprende una pluralidad de elementos de rejilla separados a lo largo de los medios de emisión.

9. Un escáner de rayos X de acuerdo con la reivindicación 8 en la que los medios de emisión comprenden un miembro emisor alargado y los elementos de rejilla están separados a lo largo del miembro emisor de tal modo que cada una de las regiones fuente está en una posición respectiva a lo largo del miembro emisor.

10. Un escáner de rayos X de acuerdo con la reivindicación 8 o la reivindicación 9 en el que los medios de control se disponen para conectar cada uno de los elementos de rejilla bien a un potencial eléctrico de extracción que es positivo con respecto a los medios de emisión o bien a un potencial eléctrico de inhibición que es negativo con respecto a los medios de emisión.

11. Un escáner de rayos X de acuerdo con la reivindicación 10 en el que los medios de control se disponen para conectar los elementos de rejilla al potencial de extracción sucesivamente en parejas contiguas de modo que se dirige un haz de electrones entre cada pareja de elementos de rejilla.

12. Un escáner de rayos X de acuerdo con la reivindicación 11 en el que cada uno de los elementos de rejilla puede conectarse al mismo potencial eléctrico de cualquiera de los elementos de rejilla que son contiguos al mismo, de modo que pueda ser parte de dos parejas diferentes de dichas parejas.

13. Un escáner de rayos X de acuerdo con la reivindicación 11 o la reivindicación 12 en el que los medios de control se disponen, mientras que cada una de dichas parejas contiguas está conectada al potencial de extracción, para conectar los elementos de rejilla a cada lado de la pareja al potencial de inhibición.

14. Un escáner de rayos X de acuerdo con la reivindicación 13 en el que los medios de control se disponen,

mientras cada una de dichas parejas contiguas está conectada al potencial de extracción, para conectar todos los elementos de rejilla que no están en la pareja al potencial de inhibición.