Imagerie 3D par rayons X haute résolution pour récupération précise d'objets

Obtenir des informations structurales tridimensionnelles à l'intérieur d'objets de manière non destructive a été un défi. L'approche la plus courante est la tomodensitométrie (CT) conventionnelle où l'objet est tourné autour d'un axe, ou la source X et le détecteur tournent autour de l'objet. La structure de l'objet est alors déterminée par un algorithme de calcul. Cela limite l'application aux cas où l'objet et sa structure interne ne changent pas sur la période nécessaire au scan. De plus, la résolution est déterminée par les caractéristiques de la source X et du détecteur.

Un nouvel imageur 3D par rayons X combine deux éléments matériels différents. Le premier est une optique X avec une profondeur de champ petite comparée à l'objet étudié. Les optiques X de type Wolter réfléchissantes en sont un tel design. Ces optiques creuses ont une efficacité de collecte relativement grande et peuvent être conçues avec un grand champ de vue. La profondeur de foyer, qui est la distance sur laquelle un trait peut être résolu le long de la direction d'imagerie, est relativement petite pour ces optiques — typiquement petite comparée au champ de vue. Ces optiques ont été utilisées intensivement en astronomie X et dans certains cas pour la microscopie X.

La courte distance de profondeur de champ est souvent considérée comme un inconvénient ; cependant, combinée avec un détecteur X tridimensionnel, il est possible de tirer parti de cette courte profondeur de champ pour obtenir des informations supplémentaires sur la structure 3D d'un objet. Une version simple du détecteur 3D utilise un film. Les rayons X sont partiellement transmis et partiellement absorbés à travers un morceau de film X. Cela permet l'enregistrement de multiples images le long d'une même ligne de visée et simultanément.

Cette technologie surmonte la limitation d'obtention d'informations structurales 3D en fournissant plusieurs vues avec une seule exposition sans pièces mobiles. Elle repose sur un détecteur 3D, qui peut être aussi simple qu'une pile de plaques de film, et une optique X focalisante. L'optique X permet la collecte de rayons X depuis un volume localisé, comme une lentille optique ordinaire, et le détecteur 3D (pile de films ou autre design) permet la collecte de l'information de plans focaux multiples depuis une ligne de visée unique. L'acquisition d'images simultanément depuis une seule ligne de visée réduit le flou de mouvement et les artefacts de reconstruction dus au mouvement du système.