Imagem 3D de Raios-X de Alta Resolução para Recuperação Precisa de Objetos

Obter informação estrutural tridimensional dentro de objetos de forma não destrutiva tem sido desafiador. A abordagem mais comum é tomografia computadorizada (TC) convencional, onde o objeto é rotacionado em torno de um eixo, ou a fonte de raios-X e o detector são rotacionados ao redor do objeto. Então a estrutura do objeto é determinada usando um algoritmo computacional. Isso limita a aplicação a casos onde o objeto e a estrutura dentro do objeto não estão mudando durante o período necessário para realizar o escaneamento. Além disso, a resolução é determinada pelas características da fonte de raios-X e do detector.

Um novo imageador 3D de raios-X combina duas peças de hardware diferentes. A primeira é uma óptica de raios-X com profundidade de campo pequena comparada ao objeto sob investigação. Ópticas de raios-X do tipo Wolter reflexivas são um tal design. Estas ópticas ocas têm eficiência de coleta relativamente grande e podem ser projetadas com grande campo de visão. A profundidade de foco, que é a distância sobre a qual uma característica pode ser resolvida ao longo da direção de imagem, é relativamente pequena para estas ópticas — tipicamente pequena comparada ao campo de visão. Estas ópticas têm sido usadas extensivamente em astronomia de raios-X e em alguns casos para microscopia de raios-X.

A curta distância de profundidade de campo é frequentemente considerada uma desvantagem do design; no entanto, quando combinada com um detector de raios-X tridimensional, é possível aproveitar a curta profundidade de campo para obter informação adicional sobre a estrutura 3D de um objeto. Uma versão simples do detector 3D usa filme. Os raios-X são parcialmente transmitidos e parcialmente absorvidos através de um pedaço de filme de raios-X. Isso permite o registro de múltiplas imagens ao longo de uma linha de visão e simultaneamente.

Esta tecnologia supera a limitação de obter informação estrutural tridimensional fornecendo múltiplas visões com uma exposição sem partes móveis. Ela depende de um detector 3D, que pode ser tão simples quanto uma pilha de chapas de filme, e uma óptica de raios-X de foco. A óptica de raios-X permite coleta de raios-X de um volume localizado, como uma lente óptica comum, e a chapa de filme empilhada ou outro design de detector 3D permite coleta da informação de múltiplos planos focais de uma linha de visão. Adquirir imagens simultaneamente de uma única linha de visão reduz o desfoque de movimento e artefatos de reconstrução devido ao movimento do sistema.