Imágenes 3D de rayos X de alta resolución para recuperación precisa de objetos

Obtener información estructural tridimensional dentro de objetos de forma no destructiva ha sido un desafío. El enfoque más común es tomografía computarizada (TC) convencional donde el objeto rota alrededor de un eje, o la fuente de rayos X y el detector rotan alrededor del objeto. Luego la estructura del objeto se determina usando un algoritmo computacional. Esto limita la aplicación a casos donde el objeto y su estructura interna no cambian durante el tiempo necesario para el escaneo. Además, la resolución está determinada por características de la fuente y detector de rayos X.

Un nuevo generador de imágenes 3D de rayos X combina dos piezas de hardware diferentes. La primera es una óptica de rayos X con profundidad de campo pequeña comparada con el objeto bajo investigación. Ópticas de rayos X reflectivas tipo Wolter son un diseño así. Estas ópticas huecas tienen eficiencia de recolección relativamente grande y pueden diseñarse con gran campo de visión. La profundidad de foco, que es la distancia sobre la que una característica puede resolverse en la dirección de imagen, es relativamente pequeña para estas ópticas —típicamente pequeña comparada con el campo de visión. Estas ópticas se han usado extensivamente en astronomía de rayos X y en algunos casos para microscopía de rayos X.

La corta distancia de profundidad de campo a menudo se considera inconveniente; sin embargo, combinada con un detector 3D de rayos X, es posible aprovechar la corta profundidad de campo para obtener información adicional sobre la estructura 3D de un objeto. Una versión simple del detector 3D usa película. Los rayos X se transmiten y absorben parcialmente a través de una pieza de película de rayos X. Esto permite grabar múltiples imágenes a lo largo de una línea de vista simultáneamente.

Esta tecnología supera la limitación de obtener información estructural 3D proporcionando múltiples vistas con una sola exposición sin partes móviles. Se basa en un detector 3D, que puede ser tan simple como una pila de placas de película, y una óptica de rayos X de enfoque. La óptica permite recolección de rayos X de un volumen localizado, como una lente óptica ordinaria, y la pila de película apilada u otro diseño de detector 3D permite recolección de información de múltiples planos focales desde una línea de vista. Adquirir imágenes simultáneamente desde una sola línea de vista reduce desenfoque por movimiento y artefactos de reconstrucción debido al movimiento del sistema.