고해상도 3D X선 이미징으로 정확한 객체 검색 구현

물체 내부 3차원 구조 정보를 비파괴 방식으로 얻는 것은 도전적이었습니다. 가장 일반적인 방법은 기존 컴퓨터 단층촬영(CT)으로, 물체를 한 축 중심으로 회전시키거나 X선 소스와 검출기를 물체 주위로 회전시킵니다. 그런 다음 계산 알고리즘으로 물체 구조를 결정합니다. 이는 스캔에 필요한 시간 동안 물체와 내부 구조가 변하지 않는 경우로 응용이 제한됩니다. 게다가 해상도는 X선 소스와 검출기 특성에 의해 결정됩니다.

새로운 3D X선 이미저

새로운 3D X선 이미저는 두 가지 다른 하드웨어를 결합합니다. 첫째, 조사 대상 물체에 비해 피사계 심도가 작은 X선 광학계입니다. 반사형 볼터(Wolter) 타입 X선 광학계가 그런 설계 중 하나입니다. 이 중공 광학계는 비교적 큰 수집 효율을 가지며 넓은 시야로 설계 가능합니다. 초점 심도(이미징 방향을 따라 특징이 분해될 수 있는 거리)는 이들 광학계에서 비교적 작습니다 — 보통 시야에 비해 작습니다. 이 광학계들은 X선 천문학과 일부 X선 현미경에 광범위하게 쓰여왔습니다.

짧은 피사계 심도 거리는 종종 설계 단점으로 여겨집니다. 그러나 3차원 X선 검출기와 결합하면, 이 짧은 피사계 심도를 활용해 물체 3D 구조에 대한 추가 정보를 얻을 수 있습니다. 3D 검출기의 단순한 버전은 필름을 사용합니다. X선이 X선 필름 조각을 부분 투과·흡수하며 지나갑니다. 이로써 한 시선 방향을 따라 여러 이미지를 동시에 기록할 수 있습니다.

기술적 의의

이 기술은 움직이는 부품 없이 한 번 노출로 여러 시점을 제공함으로써 3차원 구조 정보 획득의 한계를 극복합니다. 3D 검출기(필름 플레이트 스택처럼 단순할 수 있음)와 집속 X선 광학계에 의존합니다. X선 광학계는 일반 광학 렌즈처럼 국소적 부피에서 X선을 수집하고, 적층 필름 플레이트나 다른 3D 검출기 설계가 한 시선에서 여러 초점면 정보를 수집할 수 있게 합니다. 단일 시선에서 이미지를 동시에 획득해 시스템 움직임으로 인한 모션 블러와 재구성 아티팩트를 줄입니다.