CN102370494A - 一种新型ct系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型CT系统。所述系统包括X射线管(1)和探测器(5)，所述系统包括偏转线圈(2)、靶极(3)和准直器(4)；所述X射线管(1)中电子枪发射的电子经高压后产生高速电子束，通过偏转线圈(2)后形成偏转的电子束轰击到靶极(3)上产生X光，经准直器(4)后形成锥形X光束最终投射到探测器(5)上，其中扫描物体位于探测器(5)和准直器(4)之间；所述准直器(4)为设有若干锥形孔的平面板，所述的锥形孔对焦到探测器(5)上，其中X光从准直器(4)上锥形孔的小圆孔进入，从大圆孔穿出，大圆孔和小圆孔的直径比约为2∶1，孔径与深度比约为1∶4。本发明的CT系统，节约了成本，同时减少了X射线对人体的危害。

Description

一种新型CT系统
技术领域
本发明涉及CT成像领域，具体地，本发明涉及一种新型CT系统。
背景技术
CT(computed tomography)计算机X射线断层扫描技术是利用X射线对人体进行逐层横断扫描，然后经计算机处理重建获得图像。CT是1895年伦琴发现X射线以来，X射线在诊断学上的最大突破。它是近代飞速发展的计算机技术和X射线成像技术结合的产物。CT和普通X摄片都是X射线穿透物体和成像，但CT的优势在于它能够清晰地显示人体内部组织结构，这是X摄片无法做到的。
自70年代CT机问世以来，CT技术发展迅速，CT系统主要由X射线管，探测器及后端数据处理系统组成。X射线管和探测器一般被安装在扫描物体的两侧，方向相对。人体各种组织对X射线的吸收不等，当X射线管产生的X光束穿透组织层面后，X射线已经衰减，被探测器探测到。然后X射线管转动一定角度，再沿另一方向发出X光，探测器会探测到第二次衰减的X射线。同样的方法反复多次，最后经后端数据系统处理数据处理并成像。
常规的CT系统都采用X射线管环绕被扫描物体进行旋转。为了提高扫描的速度，就必须加快X射线管旋转的速度并加大探测器的面积。常规CT系统有一个较小的X射线源和一个较大的探测器，在该系统中由于使用了大面积的探测器，一般有40×30cm2，不仅提高了仪器的生产成本和体积，同时由于整体覆盖被扫描物体，故对扫描物体的辐射剂量大，对人体造成不同程度的伤害。
为了解决上述问题，在申请号为201010000192.8的专利中提出了一种CT系统，该CT系统包含X射线源阵列和小型平板探测器，在该申请中提出了采用小型平板探测器的思路并且给出了该CT系统的信号处理方法，但是如何具体实现，在该发明中并没有给出具体的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型CT系统。
为实现上述发明目的，根据本发明的新型CT系统，所述装置包括X射线管1、偏转线圈2、靶极3、准直器4和探测器5，
所述X射线管1经高压后产生高速电子束，通过偏转线圈2后形成偏转的电子束轰击到靶极3上产生X光，经准直器4后形成锥形X光束最终投射到探测器5上，其中扫描物体位于探测器5和准直器4之间；
所述准直器4为设有若干锥形孔的平面板，所述的锥形孔对焦到探测器5上，其中X光从准直器4上锥形孔的大圆孔进入，从小圆孔穿出，大小圆孔的直径比为2∶1。
所述靶极3由钨材料制成，所述准直器4由黄铜制成，44mm厚，面积为23cm乘23cm，上面等距离打有100乘100个洞，每个洞上面的X光出口圆直径略大为1.9mm，下面的X光入口圆直径略小为1.0mm。上面入口的圆心之间相距2.3mm，每一个洞都对焦到探测器上，以保证最后形成的锥形X光束能投射到探测器上。
发明的新型CT系统使用一束X射线按一定的图案扫描病人的身体，从而实现快速，实时的图像重建并能减少辐射量。整个系统类由X射线管，偏转线圈，靶极和准直器组成。X射线管加高压后发射高速电子束，经过水平和垂直的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，按先进行水平扫描，然后再垂直扫描的次序轰击到靶极上。当电子束轰击在靶极上就产生X射线。准直器放在靶极的后面，上面等距离打了很多洞，这些洞都对焦到放置在远处的探测器上。在一定的时刻，X射线只能通过某个准直器上的洞形成锥形的X射线束，最终被探测器探测到。
在本发明中其中大的X射线源是相对于常规的单一点光源而言，本X光射线源以扫描的方式，在不同的时刻从不同的位置以点光源的形式发射出来，这些点光源最终覆盖了面积23×23cm2的范围。在每一时刻，X光通过准直器投射到一个面积较小(约5×5cm2)的探测器。该探测器能迅速读取X光数据并存储起来，所以当X光移动到下一个位置时，前一时刻探测器里的数据不致丢失。
本发明的优点在于，与常规CT系统的小X射线源，大探测器不同的是，新设计的X射线源面积较大而探测器面积较小。X射线管产生的X射线束由偏转线圈电磁控制扫描，经准直器后产生一束X光束，最后可以被一个较小的探测器探测到。这种X射线源是静止的，从而避免了使用机械装置旋转，节约了成本，也使得快速实时扫描变的可能。这种设计还可以减少探测器接收到的X射线散射，从而使完成扫描病人需要的X射线剂量大大减少。
附图说明
图1为常规CT系统的X射线源和探测器布置示意图；
图2为本发明的用于系统的X射线源和探测器布置示意图；
图3为本发明的用于系统的X射线源装置示意图；
图4为本发明的准直器示意图；
图5为本发明中电子束轰击靶极后最终投射到探测器上的过程示意图。
附图标识
1、X射线管        2、偏转线圈        3、靶极
4、准直器         5、探测器
具体实施方式
如图2～3所述，本发明所述装置包括X射线管1、偏转线圈2、靶极3、准直器4和探测器5，
所述X射线管1经高压后产生高速电子束，通过偏转线圈2后形成偏转的电子束轰击到靶极3上产生X光，经准直器4后形成锥形X光束最终投射到探测器5上，其中扫描物体位于探测器5和准直器4之间；
所述准直器4为设有若干锥形孔的平面板，所述的锥形孔对焦到探测器5上，其中X光从准直器4上锥形孔的大圆孔进入，从小圆孔穿出，大小圆孔的直径比为2∶1。
所述靶极3由钨材料制成，如图4和图5所示，所述准直器4由黄铜制成，44mm厚，面积为23cm乘23cm，上面等距离打有100乘100个洞，每个洞上面的X光出口圆直径略大为1.9mm，下面的X光入口圆直径略小为1.0mm。上面入口的圆心之间相距2.3mm，每一个洞都对焦到探测器上，以保证最后形成的锥形X光束能投射到探测器上。
本发明减少了光子在人体散射对成像的影响，提高了图像质量，同时也减少了对人体辐射的伤害。另外减小探测器的尺寸也缩减了系统的成本。
本发明的新型CT系统使用一束X射线按一定的图案扫描病人的身体，从而实现快速，实时的图像重建并能减少辐射量。整个系统类由X射线管，偏转线圈，靶极和准直器组成。X射线管加高压后发射高速电子束，经过水平和垂直的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，按先进行水平扫描，然后再垂直扫描的次序轰击到靶极上。当电子束轰击在靶极上就产生X射线。准直器放在靶极的后面，上面等距离打了很多洞，这些洞都对焦到放置在远处的探测器上。在一定的时刻，X射线只能通过某个准直器上的洞形成锥形的X射线束，最终被探测器探测到。
与常规CT系统的小X射线源，大探测器(如图1)不同的是，新设计的X射线源面积较大而探测器面积较小。X射线管产生的X射线束由偏转线圈电磁控制扫描，经准直器后产生一束X光束，最后可以被一个较小的探测器探测到。这种X射线源是静止的，从而避免了使用机械装置旋转，节约了成本，也使得快速实时扫描变的可能。这种设计还可以减少探测器接收到的X射线散射，从而使完成扫描病人需要的X射线剂量大大减少。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种新型CT系统，所述系统包括X射线管(1)和探测器(5)，其特征在于，所述系统包括偏转线圈(2)、靶极(3)和准直器(4)；
所述X射线管(1)中电子枪发射的电子经高压后产生高速电子束，通过偏转线圈(2)后形成偏转的电子束轰击到靶极(3)上产生X光，经准直器(4)后形成锥形X光束最终投射到探测器(5)上，其中扫描物体位于探测器(5)和准直器(4)之间；
所述准直器(4)为设有若干锥形孔的平面板，所述的锥形孔对焦到探测器(5)上，其中X光从准直器(4)上锥形孔的小圆孔进入，从大圆孔穿出，大圆孔和小圆孔的直径比约为2∶1，孔径与深度比约为1∶4。
2.根据权利要求1所述的新型CT系统，其特征在于，所述靶极(3)采用钨薄膜镀在金属铍上制成。
3.根据权利要求1所述的新型CT系统，其特征在于，所述准直器(4)采用黄铜制成。
4.根据权利要求1所述的新型CT系统，其特征在于，所述准直器(4)厚度为4～5mm，面积为23×23cm2，大圆孔的直径约为1.9～2.0mm，小圆孔的直径为0.8～1.0mm，大圆孔的圆心之间相距2.3mm。
5.根据权利要求1所述的新型CT系统，其特征在于，所述X射线管(1)的光源覆盖的面积为23×23cm2，X光通过准直器投射到一个面积为5×5cm2的探测器上。
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