CN105286901A - 一种ct扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CT扫描仪，该CT扫描仪包括：机架、竖直升降系统、X射线源系统、转盘、探测器系统、屏蔽筒和第一屏蔽板；机架以平行于地面的方式安装在竖直升降系统上，并在竖直升降系统驱动下进行竖直升降运动；X射线源系统设置于机架上，由多个X射线管组成；探测器系统由多个弧形的探测器组成；转盘设置于X射线源系统的内侧；探测器系统设置于转盘上；当转盘旋转时，探测器系统随之旋转，X射线源系统保持静止；屏蔽筒设置于X射线管外部，朝向探测器系统的方向有透光缝；第一屏蔽板设置于探测器系统的后侧。本发明提供的CT扫描仪成本低、成像速度快、效果好、对人体辐射小。

Description

一种CT扫描仪

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说涉及一种CT扫描仪。

背景技术

CT(ComputedTomography)是利用计算机技术对被测物体断层扫描图像进行重建获得三维断层图像的扫描方式。该扫描方式是通过单一轴面的射线穿透被测物体，根据被测物体各部分对射线的吸收与透过率不同，由计算机采集透过射线并通过三维重构成像。

CT扫描仪是一种功能齐全的病情探测仪器，它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同，应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量，然后将测量所获取的数据输入电子计算机，电子计算机对数据进行处理后，就可形成人体被检查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。

目前常用的CT扫描仪，其机架竖直放置在地面上的，而有效扫描平面和地面垂直，也就是说病人平躺于病床上，水平送入CT扫描仪的扫描区域进行扫描检查。这时病床的床板由于需要保证足够的强度要求，因此就要有较多的铝当量，进行CT检查时必须增加额外的辐射剂量抵消床板的的衰减才能保证成像清晰。但是高能射线源会对人体组织及环境造成不可逆转的破坏，对病人的健康造成极为不利的影响。此外，对于腰椎、颈椎等特殊部位进行检查时，由于病人处于平躺位置，这些部位不施加负荷，所以很难得到真实的病理结果。

现有的CT扫描仪中，X射线源和探测器随转盘同时转动，这样会导致需要转动的载荷过重，使CT扫描仪体积过于庞大、转速受限、笨重。由于转速受限，使现有CT扫描仪对于心血管等运动器官或组织的成像出现了困难。

现有技术中的CT扫描仪并不能实现对身体各个部位进行有效扫描，且辐射量高、成本高、信噪比差、机器笨重、成像慢。

发明内容

为了解决现有CT扫描仪的缺陷，本发明提供了一种可以实现快速、准确、辐射剂量低的CT扫描仪。

根据本发明的一个方面，提供一种CT扫描仪，其中，所述CT扫描仪包括：机架、竖直升降系统、X射线源系统、转盘、探测器系统、屏蔽筒和第一屏蔽板；

所述机架以平行于地面的方式安装在所述竖直升降系统上，并在所述竖直升降系统驱动下进行竖直升降运动；

所述X射线源系统设置于所述机架上，由多个X射线管组成；

所述探测器系统由多个弧形的探测器组成；

所述转盘设置于所述X射线源系统的内侧；所述探测器系统设置于所述转盘上；当所述转盘旋转时，所述探测器系统随之旋转，所述X射线源系统保持静止；

所述屏蔽筒设置于所述X射线管外部，朝向所述探测器系统的方向有透光缝；

所述第一屏蔽板设置于所述探测器系统的后侧。

根据本发明的一个具体实施方式，所述CT扫描仪还包括多个前准直器；

所述前准直器的个数与所述探测器的个数相同，所述探测器与所述前准直器交替设置于所述转盘上；

所述前准直器的可观测范围覆盖与其相对的所述探测器。

根据本发明的另一个具体实施方式，所述前准直器上设有准直缝。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述CT扫描仪还包括：旋转驱动装置；

所述旋转驱动装置用于驱动所述机架由平行于地面的位置转动至垂直于地面的位置。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述屏蔽筒和/或所述第一屏蔽板采用铅、钨合金、树脂/纳米铅复合材料、树脂/纳米硫酸铅复合材料和/或聚苯乙烯磺酸钠/纳米铅复合材料制造。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述CT扫描仪还包括：第二屏蔽板；

所述第二屏蔽板活动设置于所述CT扫描仪的顶端。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述第二屏蔽板包括：含有重金属的玻璃板或者金属板。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述重金属包括：铅和/或钨合金。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述屏蔽筒、所述第一屏蔽板和/或所述第二屏蔽板的厚度为2mm～4mm。

本发明提供的CT扫描仪将X射线源系统固定在机架上，探测器系统与多个前准直器固定在转盘20上。在转盘旋转时，X射线源系统保持静止，避免了X射线源系统的旋转；CT扫描仪的载荷减小，因此对于CT扫描仪的机械强度需求降低，使CT扫描仪不再笨重，且降低了成本；进而有效减轻了重量，提高了成像速度。采用立式CT扫描仪节省空间，进一步降低了成本；同时在对颈椎、腰椎等部位进行扫面时，可以获得更准确的结果；不再使用病床，可以将用于抵消病床的衰减而增加的辐射剂量，对病人的身体健康更有利。同时，本发明提供的CT扫描仪结合使用屏蔽筒、屏蔽板和前准直器，进一步降低了辐射剂量，有效保证了病人的安全。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1所示为根据本发明提供的CT扫描仪的一个具体实施方式的结构示意图；

图2所示为根据本发明提供的CT扫描仪的另一个具体实施方式的结构示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

图1、图2中1.机架、2.竖直升降系统、3.X射线源系统、4.转盘、5.探测器系统。

具体实施方式

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

参考图1和图2，本发明提供的CT扫描仪包括：机架1、竖直升降系统2、X射线源系统3、转盘4、探测器系统5、屏蔽筒和第一屏蔽板。

所述机架1以平行于地面的方式安装在所述竖直升降系统2上，并在所述竖直升降系统2驱动下进行竖直升降运动。在进行CT扫描时，患者站在机架1中心的地面上，CT扫描仪在竖直升降系统2的驱动下竖直运动，例如从图1运动至图2所示的位置。当CT扫描仪复位时，机架1的高度高于患者的高度。患者站好位置后，机架1在竖直升降系统2的驱动下向下移动。

优选的，机架1与竖直升降系统2之间可以采用包括轨道连接、齿接、链接在内的多种连接方式。

所述X射线源系统3设置于所述机架1上，由多个X射线管组成。优选采用真空X射线管。在X射线管中，阳极材料多为铜、钨、钼、石墨等；阴极根据采用的发射方式可以选择六硼化镧、三元碳酸盐或者碳纳米管、金刚石薄膜等材料。

所述探测器系统5由多个弧形的探测器组成。所述转盘4设置于所述X射线源系统3的内侧；所述探测器系统5设置于所述转盘4上；当所述转盘4旋转时，所述探测器系统5随之旋转，所述X射线源系统保持静止。

由于X射线源结构复杂，重量大，因此在扫描过程中，保持X射线源的静止，可以有效降低CT扫描仪的转动载荷，使整个仪器不再笨重。更重要的是，变得不再笨重的CT扫描仪扫描速度得到显著加快，可以有效满足心血管等运动器官或组织的成像要求。此外，由于CT扫描仪不再用加厚加重，因此为了抵消CT扫描仪本身结构导致的衰减而增加的辐射量也得到了相应的降低。

在X射线管外部设置有屏蔽筒，该屏蔽筒在朝向所述探测器系统5的方向有透光缝。透光缝用于X射线的出射。优选的，所述屏蔽筒采用铅、钨合金、树脂/纳米铅复合材料、树脂/纳米硫酸铅复合材料和/或聚苯乙烯磺酸钠/纳米铅复合材料制造。优选的，所述屏蔽筒的厚度为2mm～4mm，例如：2mm，3mm或者4mm。其厚度过于薄，无法起到屏蔽X射线的作用；而厚度过后，这些材料会造成环境污染。

在探测器系统5的后侧设置有第一屏蔽板。第一屏蔽板用于吸收未被探测器系统5吸收的X射线。优选的，所述第一屏蔽板采用铅、钨合金、树脂/纳米铅复合材料、树脂/纳米硫酸铅复合材料和/或聚苯乙烯磺酸钠/纳米铅复合材料制造。优选的，所述第一屏蔽板的厚度为2mm～4mm，例如：2mm，3mm或者4mm。其厚度过于薄，无法起到屏蔽X射线的作用；而厚度过后，这些材料会造成环境污染。

优选的，所述CT扫描仪还包括多个前准直器。所述前准直器的个数与所述探测器的个数相同，所述探测器与所述前准直器交替设置于所述转盘4上；所述前准直器的可观测范围覆盖与其相对的所述探测器。前准直器可以通过吸收的方式控制X射线的照射范围，尽可能地吸收探测器系统5接收范围外的X射线，进一步减少病人吸收的辐射剂量。优选的，所述前准直器上设有准直缝，通过准直缝可以更精确地吸收X射线辐射。

特别地，由于前准直器与探测器的数目相同，例如，当探测器和前准直器分别有N个时，N个探测器可以同时工作。此时，转盘4只需要旋转N分之一周，就能完成扫描一周的任务，因此可有效缩短成像时间，提高扫描效率。图1和图2所示的CT扫描仪以4个探测器为例示出。当4个探测器同时工作时，转盘4只需要旋转90°即可完成一周的扫描任务，这样有效缩短了成像时间，提高了扫描效率。

优选的，在所述CT扫描仪的顶部活动设置有第二屏蔽板。而当患者只需要做头部、颈椎部扫描时。扫描过程中，患者头部处于机架1内部的扫描区域内，头顶不会高出机架1，此时第二屏蔽板处于封闭状态。而进行身体其他部分扫描时，机架1会下移，此时第二屏蔽板处于打开状态，便于人体的头部穿出机架1上方。第二屏蔽板的使用是为了进一步对X射线做屏蔽，进一步减小其对人体的危害。

优选的，所述第二屏蔽板包括：含有重金属的玻璃板或者金属板。优选的，所述重金属包括：铅和/或钨合金。为了能够避免患者在扫描时有压迫感，第二屏蔽板优选采用含有重金属的玻璃板，例如铅玻璃。优选的，所述第二屏蔽板的厚度为2mm～4mm，例如：2mm，3mm或者4mm。其厚度过于薄，无法起到屏蔽X射线的作用；而厚度过后，这些材料会造成环境污染，而且也会加重机架1和竖直升降系统2的负荷。

所述CT扫描仪还包括：旋转驱动装置，所述旋转驱动装置用于驱动所述机架由平行于地面的位置转动至垂直于地面的位置。当患者无法站立时，可以将CT扫描仪的机架1旋转至垂直于地面的位置，让患者平躺于病床上，将病床送入CT扫描仪的扫描区域进行扫描。旋转驱动装置可以根据不同病人的需求灵活调整机架1的位置，使CT扫描仪能够适应于各种病人的检查，利用率高。当采用平躺位进行检查时，辐射量要比采用站立位时略多，以便抵消床对X射线的衰减。而本发明中采用前准直器、屏蔽筒、第一屏蔽板和第二屏蔽板则会尽可能地保证病人的安全。此外，由于CT扫描仪的X射线源系统3保持静止，使CT扫描仪不再笨重，也能减小部分X射线的使用量。

采用本发明提供的CT扫描仪进行CT检查，成像速度快、检查准确率高；成本低，占地小；辐射量小，可有效保护患者的安全。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (9)

1.一种CT扫描仪，其中，所述CT扫描仪包括：机架(1)、竖直升降系统(2)、X射线源系统(3)、转盘(4)、探测器系统(5)、屏蔽筒和第一屏蔽板；

所述机架(1)以平行于地面的方式安装在所述竖直升降系统(2)上，并在所述竖直升降系统(2)驱动下进行竖直升降运动；

所述X射线源系统(3)设置于所述机架(1)上，由多个X射线管组成；

所述探测器系统(5)由多个弧形的探测器组成；

所述转盘(4)设置于所述X射线源系统(3)的内侧，所述探测器系统(5)设置于所述转盘(4)上，当所述转盘(4)旋转时，所述探测器系统(5)随之旋转，所述X射线源系统(3)保持静止；

所述屏蔽筒设置于所述X射线管外部，朝向所述探测器系统(5)的方向有透光缝；

所述第一屏蔽板设置于所述探测器系统(5)的后侧；

2.根据权利要求1所述的CT扫描仪，其中，所述CT扫描仪还包括多个前准直器；

所述前准直器的个数与所述探测器的个数相同，所述探测器与所述前准直器交替设置于所述转盘上，

所述前准直器的可观测范围覆盖与其相对的所述探测器。

3.根据权利要求1或2所述的CT扫描仪，其中，所述前准直器上设有准直缝。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的CT扫描仪，其中，所述CT扫描仪还包括：旋转驱动装置；

所述旋转驱动装置用于驱动所述机架(1)由平行于地面的位置转动至垂直于地面的位置。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的CT扫描仪，其中，所述屏蔽筒和/或所述第一屏蔽板采用铅、钨合金、树脂/纳米铅复合材料、树脂/纳米硫酸铅复合材料和/或聚苯乙烯磺酸钠/纳米铅复合材料制造。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的CT扫描仪，其中，所述CT扫描仪还包括：第二屏蔽板；

所述第二屏蔽板活动设置于所述CT扫描仪的顶端。

7.根据权利要求6所述的CT扫描仪，其中，所述第二屏蔽板包括：含有重金属的玻璃板或者金属板。

8.根据权利要求6所述的CT扫描仪，其中，所述重金属包括：铅和/或钨合金。

9.根据权利要求6所述的CT扫描仪，其中，所述屏蔽筒、所述第一屏蔽板和/或所述第二屏蔽板的厚度为2mm～4mm。