CN1116918A - 计算机层析x线体层照相仪 - Google Patents

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    • H01J35/30—Tubes wherein the point of impact of the cathode ray on the anode or anticathode is movable relative to the surface thereof by deflection of the cathode ray

Abstract

本发明涉及一种电子计算机层析X射线体层照相仪，它可进行约为360°的扫描。该电子射束(2)在构成环形的具有一U形横断面的磁性装置中进行导送，该U形件可使电子射束(2)被导送到环形屏极(1)上，并可使X射线(5)射出。磁性装置由多个磁性元件(9)汇集而成，在这些磁性元件中，各U形件横撑上均配有一激励线圈(10)。

Description

计算机层析X线体层照相仪
本发明所述的计算机层析X线体层照相仪，即采用环形X射线源的电子扫描仪在西德专利DE-A-4103588中已有公开说明。用这种计算机层析X射线体层照相仪在环形所需空间中对检查对象进行特别快的扫描是可能的。在导送和偏转电子束时需要一个将电子停留在预定的环形轨道上的静态的导送场和一个将每个所需位置上的电子偏转到环形屏极上的动态的偏转场。在公知的计算机层析X线体层照相仪中，按其结构形式，特别是导送系统和偏转系统的要求，其扫描只能小于360°。
本发明的目的在于构成权利要求1中所述的计算机层析X射线体层照相仪，其扫描角度约可达360°，同时导送控制场和偏转场由同一个磁系统产生。
本发明的目的是通过权利要求1的特征部分的特征所构成的技术方案来完成的。在本发明的计算机层析X线体层照相仪中使用相同的磁性偶极子来产生导送控制场和偏转场。多个直至100个单独的、磁力相互分离的磁性元件汇成一个圆形。该磁性元件可被分别控制(选择)。磁性元件的磁轭(Joch)，或者采用合适的轧制的变压器用硅钢片，或者采用铁氧体磁心来构成。来自环形轨道的电子(即将其偏转到环形屏极上)在与从导送控制模式到偏转模式的磁场的跳跃式极性变换相应的位置进行偏转。
以下根据视图对本发明作进一步说明，如图所示：
图1为本发明的计算机层析X线体层照相仪的主要部分。
图2与图3为图1示出的计算机层析X线体层照相仪的磁性元件的两个视图。
图4至图6为图1示出的计算机层析X线体层照相仪的另一构型。
图7为为了对聚焦进一步说明示出图1中计算机层析X线体层照相仪的详图。
图8为本发明计算机层析X线体层照相仪中电子枪合适的配置。
在图1中示出了具有环形屏极1的计算机层析X线体层照相仪的X射线源。该环形屏极1被一电子束2扫描，该电子束2由一电子枪3产生。一环形的磁性装置4控制电子束作圆形运动并将其偏转到环形屏极1上(偏转)。X射线束5从每个聚焦点(在环形屏极1上的电子束的入射点)发出。该X射线束5以公知的方式成扇形，并围绕系统轴6旋转。它投射在一环形射束探测器7上，该射束探测器7产生相当于每次接收的射束强度的电信号并使输给计算机，由计算机形成安置在测量场8中的病人的照片。为使X射线束5能从横断面呈椭圆形的真空管11(图2)射出时经过射线探测器7，将其设置在出射窗口的旁边。
磁性装置4由若干相互排列在一起的磁性元件9构成。按照图2，该磁性装置4有一U型横断面，同时环形屏极1从真空管11(如：带铍窗的金属管)的内部经过，因此该电子射束在U型件内部经过且电子射束2在U型件中被导送以及X射线束5从该U型件中射出。
图3中在U型件横撑上的每个磁性元件，支承着一个激励线圈10。来自圆形轨道上的电子在与(至少有一磁性元件内的)磁场的跳跃式极性变换相应的位置进行偏转。图3中的细箭头表示该导送控制场，而粗箭头表示偏转场。该导送控制场与偏转场产生于相同的磁性元件9。在图1中，该磁性元件9环形汇集成一个合适的空隙分开。从导送控制场到偏转场的变换借助于适用的电子技术，通过磁场跳跃式的极性变换来实现。极靴深度2r至少相当于极靴距离r的两倍那样大。
图4至图6示出了图1中计算机层析X射线体层照相仪的另一种构型，在这种照相仪中，电子枪与真实的、环形的X射线源11进行轴向法兰连接。该X射线源11配有图1中的磁性元件9。病人静卧于一个平台12上。装有电子枪3的该X射束源11可以用其外壳围绕一水平轴13(见图6)进行扫描(倾斜)。在很小的空间内进行这种扫描是可能的，因为电子枪3安装在平台12的下面。
图1所述的计算机层析X射线体层照相仪达到了真正的360°扫描模式。采用这种模式的X射线束5可围绕轴6进行360°旋转，条件是：如果第一个和最后一个磁性元件9之间和电子射束2通过一位于环形屏极1中的通孔14进行径向辐射，偏转90°经过整个磁性装置4并使最后的磁性元件9进行这样的轴向倾斜，从而使该电子射束2不出现在环形屏极1中的射入孔上。
电子射束2在环形屏极1上的聚焦取决于在环形屏极1上的聚焦线圈15(见图7)与焦点16之间的距离，其方法是：对焦点16上的电子射束2经过精确的调准。
一个四极系统17直接连接在聚焦线圈15上，用该四极系统可使沿环形屏极1的轨道焦点16处的电子射束2的强度分布保持不变。
电子射束2的循环时间可在50ms到20ms之间，即圆扫描频率在20HZ到50HZ之间变化，所以该磁性元件9最好是用梯形的，轧制的变压器用硅钢片或用铁氧体材料做成(例如：参见图2中的金属薄片18)。
为了磁场的均匀性，磁性元件9的极靴深度(图3中的2r)至少是这两个极靴r距离的两倍，这是由于磁场必需的均匀性真空管11的横断面应是椭圆的(见图2)。
图8示出：在所述的另一种变型当中，电子枪3的偏转角度为90°，通过环形屏极1中的通孔辐射到真空管中，因此可进行360°扫描。因此也保证了：当电子射束经过真空管11时，该电子射束不会折回到电子枪中。附，视图标号表：1、环形屏极2、电子射束3、电子枪4、磁性装置5、X射线束6、系统轴7、射线探测器8、测量场9、磁性元件10、线圈11、真空管12、平台13、轴14、通孔15、聚焦线圈16、焦点17、四极系统18、金属薄板2r、极靴深度

Claims (11)

1、一种计算机层析X射线体层照相仪，包括一个围绕着测量场(8)的、环形的X射线源(1、9、11)，在该X射线源中设置一环形屏极(1)，该环形屏极被电子射束(2)扫描用于产生自旋转的X射线束(5)，该电子射束(2)来自于电子枪，其特征在于：电子束(2)在具有U型横断面的环形磁性装置(4)中被导送，其中U型件可以将该电子束(2)导送到位于U型件内部的环型屏极(1)上，并可将X射线(5)射出，其中该磁性装置(4)由多个磁性元件(9)汇集而成，在这些磁性元件中各U型件的横撑上均有一激励线圈(10)。
2、根据权利要求1所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：偏转角为90°的所述电子枪(3)在真空管(11)中径向辐射。
3、根据权利要求1所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：所述的电子枪(3)在X射线源(11)中径向辐射。
4、根据权利要求1至3任一个所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：所述电子枪(3)轴向配置在病人用平台(12)下面。
5、根据权利要求1至4任一个所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：所述线圈(10)是这样控制的，即电子射束(2)在每个入射点(16)均聚焦到环形屏极(1)上。
6、根据权利要求1至5任一个所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：所述电子枪(3)有一四极系统(17)，借助于该系统在环形屏极(1)的焦点(16)中电子射束的强度分布可保持恒定。
7、根据权利要求1至6任一个所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：所述磁性元件(9)用梯形的，轧制的变压器用硅钢片制成。
8、根据权利要求1至6任一个所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：所述磁性元件(9)是用铁氧体材料做成的。
9、根据权利要求1至8任一个所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：所述磁性元件(9)的极靴深度(2r)至少是极靴距离r的两倍。
10、根据权利要求1至9任一个所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：所述X射线源(1、9、11)可用电子枪(3)围绕一水平轴(13)倾斜。
11、根据权利要求1至10任一个所述的计算机层析X射线体层照相仪，其特征在于：所述X射线源(11)的横断面呈椭圆形。
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