CN1143897A - 适用于所有物理现象的具有回转中心的层析x射线照相扫描仪 - Google Patents

适用于所有物理现象的具有回转中心的层析x射线照相扫描仪 Download PDF

Info

Publication number
CN1143897A
CN1143897A CN95192034.0A CN95192034A CN1143897A CN 1143897 A CN1143897 A CN 1143897A CN 95192034 A CN95192034 A CN 95192034A CN 1143897 A CN1143897 A CN 1143897A
Authority
CN
China
Prior art keywords
annulus
drum
framework
ray
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN95192034.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1155336C (zh
Inventor
罗纳德·E·斯温
吉尔伯特·W·麦克纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Analogic Corp
Original Assignee
Analogic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Analogic Corp filed Critical Analogic Corp
Publication of CN1143897A publication Critical patent/CN1143897A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1155336C publication Critical patent/CN1155336C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • A61B6/035Mechanical aspects of CT
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4405Constructional features of apparatus for radiation diagnosis the apparatus being movable or portable, e.g. handheld or mounted on a trolley
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4488Means for cooling
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/56Details of data transmission or power supply, e.g. use of slip rings

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

一种重量轻、便携式的层析X射线照相装置,它具有一个环形框架(28),用于支承一个具有同心孔的鼓轮(34)。该鼓轮(34)可以围绕一条回转轴线(35),在其自身平面内转动。该装置还包括多个用于完成层极X射线照相扫描的部件。这些部件都相对于该鼓轮的中间平面的两侧安装在该鼓轮上。该鼓轮围绕该回转轴线的转动是动态平衡的。因此,该鼓轮和安装在其上的各种部件的质量中心,质量惯性矩中心、回转中心、热膨胀中心以及该扫描平面的中心基本上与该回转轴线一致。

Description

适用于所有物理现象的具有回转中心的 层析X射线照相扫描仪
相关的申请:
与本申请相关的申请有申请人为吉尔伯特·W·麦克纳(GilbertW.Mckenna),名称为“层析X射线扫描装置”的美国专利申请08/193,783号(代理人卷号ANA-30号),申请人为吉尔伯特·W·麦克纳名称为“具有台架支轴和移动控制的层析X射线照相装置”的美国专利申请08/193,562号(代理人卷号ANA-37)号和申请人为吉尔伯特·W·麦克纳,名称为“稳定的、悬臂式病人外伤处理台面装置”的美国专利申请08/193,782号(代理人卷号ANA-58号)。所有以上专利申请同时提交,并且都已转让给了本案的受让人。
发明领域
本发明一般涉及一种层析X射线照相装置。更具体地说,涉及各种便携式的计算机辅助的轴向层析射线照相(CAT)扫描装置。
发明背景
现行的各种CAT扫描装置一般包括一个台架,它是由例如,夹持在一个叉臂中的框架内回转的一个圆盘或鼓轮的结构组成的,一个X射线源和一个X射线检测器装置。在各种第三和第四代装置中,该X射线源安装在该鼓轮上,可以围绕着一个上面有病人静卧的台面作回转运动。该X射线源可提供各种周期性的脉冲或连续的波辐射。在各种第三代机器中,该检测器装置包括一个多个检测器阵列。该阵列安装在该鼓轮上,在直往方向与该X射线源相对,并可与该X射线源一起转动。在各种第四代机器中,该多个检测器固定安装在该台架的框架上。在二种形式的装置中,每一个检测器一般为实心或一个充气管装置,并且与该X射线源对准。这样,该X射线源的X射线输入和该X射线源的焦点都处在一个公共的、中间的、扫描或回转平面内(与该鼓轮的回转轴线垂直)。在各种第三代机器的情况下,该检测器阵列的每一个检测器,相对于该X射线源,以一个预先确定的角度间隔处在该扫描平面内。这样,每一个检测器围绕着该X射线源的焦点,张开一个相等的角度,这样,在该X射线源和相应的多个检测器之间的该扫描平面内,对每一个投影视图形成许多不同的X射线路径。在各种第四代机器中,在每一个静止的检测器和该运动的X射线源之间形成了许多不同的X射线路径。在各种第三代机器中,这些X射线路径聚合起来好象一个风扇,而在第四代的各种机器中,这些X射线路径聚合起来好象多个风扇。因此,这些装置有时称为“扇形射束”层析X射线照相装置。在一个扫描过程中,该多个检测器分别提供许多信息或数据信号。这些信息或数据信号代表了由检测器测出的在该鼓轮围绕着一个占据该多个检测器和该X射线源之间的空间的物体转动过程中的辐射通量变化。在对该许多信号进行已知的(拉顿(Radon))数字处理后,可以重构一个可见图象。该可见图象代表了一个二维切片的密度分布。该二维切片是通过放置在该X射线源和多个检测器之间的平面内的任何物体的一个特定部分、沿着该扫描平面取的。这些图象的形成关键取决于在该扫描平面内保持完全机械地对准的各种部件,特别是在该鼓轮回转过程中。而该鼓轮应围绕着一条精确的回转轴线转动。
因为在一个扫描过程中,一个CAT扫描装置的X射线源和检测器装置的即使少许的不对准都可能造成图象的失真或错误。因此,这种装置必需作成笨重的加强的装置,其重量经常达到1吨或更多,以防止该X射线源和该检测器装置不合适的运动。一般,所有的部件都安装在该鼓轮上,很少考虑其重量分布。同时,为了保证鼓轮回转过程中平衡,以防止产生不希望的振动,通常在该鼓轮的一侧或二侧加上几个大的平衡块。这几个平衡块只能增加装置的总重量和所需的功率。另外,这种装置具有一个功率需求的大高峰,一般可达几千瓦的数量级,并且通常直接受到通过该鼓轮和该框架之间的几个滑环送至该X射线源的线路电源的限制。因此,该台架一般安装在一个保健设施的一个固定位置处,要将病人送至该装置进行检查。为了能够沿着病人的身体检查多个位置,通常要设置一张可运动的放置病人的台面,使病人能相对该固定的框架定位。
这样一种笨重的、昂贵的、较固定的CAT扫描结构所固有的许多缺点是先前技术的特征。这些缺点至少部分地已被B·M·戈登(B.M.Gordon)1990年5月22日提出的美国专利4,928,283号所说明和提出权利要求的装置所认识和指出。
如在上述美国专利4,928,283号所述那样,该层析X射线照相装置的各种主要部件,例如一个X射线源,一个在第三代机器情况下的检测器阵列,一个包括有一个功率转换器和多个电池的X射线电源,用于各种第三代机器情况下的该检测器阵列的一个电源和一个控制和数据处理电子包,全部都安装在该回转鼓轮上。因此,这里所用的术语“各种部件”不但包括一个或多个这些主要部件,而且根据该层析X射线照相扫描仪的特殊设计,还可能包括被该回转鼓轮支承的任何数目的各种元件。例如,许多在质量和体积意义上较小的许多部件,例如一个切片准直仪、冷却X射线源用的电机驱动风扇,多块用于该检测器阵列的防散射板,一个检测器组件控制板和/或类似物一般地安装在该鼓轮上。因此也可包括在这里所用的术语“各种部件”中。然而,为了简明扼要起见,以后,这些后面的各种部件就不一定特别地提到,重点放在较重和体积较大的各种部件上。
当希望提供一台容易从例如手术示范室等搬进和搬出的CAT扫描装置时,希望台架的体积和重量减至最小,而不损害该装置在鼓轮回转过程中,用以精确扫描病人的精度。结果,必需最大限度地减小加入的各种平衡块。另外,已经认识到,该鼓轮的热膨胀和收缩(由于该X射线源产生的热量和接着在使用后的冷却造成的)具有非线性的趋势。特别是当一些层析X射线照相部件是较随机地安装在该鼓轮上时,更是如此。温度变化对该装置的工作有不利影响。当然,其他一些在该鼓轮回转过程中,使该扇形射束偏离一个预先确定的平面的因素也可能对该装置的工作有不利影响。
发明的目的
因此,本发明的主要目的是提供一种改进的CAT扫描装置。该装置可以克服各种笨重的、移动性差的先前技术装置的各种问题。
本发明的另一个目的是提供这样一种改进的层析X射线照相装置,该装置包括一个回转鼓轮。该鼓轮的体积和重量减至最小,而不会损害该装置在鼓轮回转过程中用以精确扫描的精度。
本发明的其他一些目的将部分地在后面变得清楚和显现出来。因此,本发明包括具有将在下面的详细说明中例示性描述的结构的装置、元件的组合和零件的配置。本发明的应用范围将在权利要求书中给出。发明梗概
本发明的各个目的一般通过提供一个改进的层析X射线照相结构而实现。在该结构中,各种层析X射线照相部件都安装在一个环形套筒上。该环形套筒带一个中心开口,形成一个薄的、基本上平的鼓轮。该鼓轮可在其中间平面上围绕一条中心回转轴线转动。该中心开口的尺寸足够容纳该被扫描的物体。该中心开口可使从安装在该鼓轮上的X射线源发出的X射线(a)通过穿过该开口的一个物体;(b)当该鼓轮围绕要收集其内部数据的物体,作一个圆圈状回转时,由该多个检测器检测出来。接着,根据这些数据可以重构一个图象。这里所用的术语“环形套筒”是指任何基本是平的、半径方向对称、中心有孔的结构,例如一个鼓轮、圆盘或圆环。因此,该术语“环形套筒”包括但不仅仅限于平的或圆的形状。
把该鼓轮围绕被扫描物体回转的圆的中心作为该环形套筒的回转绝对中心,可使该台架的尺寸减至最小。该环形套筒的中间平面比较接近于、而优选的方案是与该扫描平面共面。该扫描平面则由X射线的该扇形射束决定。各个层析X射线照相部件对于该环形套筒的二个相对的表面是固定安装的。这些部件当与该环形套筒一起围绕着该回转中心转动时是平衡的。具体地说,该环形套筒和安装在其上的各种部件的质量中心、回转中心和热膨胀中心,都重合于在该环形套筒的中间平面内的该鼓轮的回转中心处。因此,质量的惯性矩轴线(即该鼓轮和安装在其上的各种部件的转动惯量)与该回转轴线在同一轴线上。
附图的简要说明
为了更充分理解本发明的本质和各种目的,可以参考结合附图所作的下面的详细说明,其中:
图1为一个结构的正视图,它表示该第三代形式的和根据本发明的原理制造的一个CAT扫描仪;
图2为图1所示结构的后视图;
图3为沿着图2的实施例的3-3线所取的横截面;和
图4为图1-3的结构的一示意性末端视图,它表示负载测量装置在图1所示的一个回转件上的定位情况和该回转件测试时的定位情况。
附图的详细说明:
在各个附图中,同样的数字用于标注各种相似或相同的零件。
参见图1-3,图中示出一个CAT扫描仪。该扫描仪包括一个叉臂或二轮车22,用于支承一个包括了本发明原理的台架20。二轮车22安装在多个轮子24上,可以运动或手提。二轮车22包括二个优选结构为刚性的直立侧壁26。在该二个侧壁26之间安装着该台架20。台架20包括一个框架28。一般,该框架28作成一个金属环形套筒或优选的方案是,由重量轻、刚性好的材料,例如铝、铝-镁合金等制成的一个环形部分。该框架可为实心或空心的,以使重量减至最小。优选的方案是:该框架28的横截面形状和质量到处都基本上是均匀的,并且至少框架28的内表面是圆形的。框架28用支轴支承安装在二轮车22上,可绕支轴转动。因此,该台架20可以绕一个中心线或由一对支轴30构成的直径轴线倾斜。优选的方法是,二个支轴30中的每一个支轴固定在框架28上,与框架28一起运动,并伸入一个相应的支承表面中。该二个支轴30中的每一个支轴由二个侧壁26中的一个相应侧壁支承。因此该台架可支承在二个支轴30上,并绕二个支轴30转动,还可以沿着两个侧壁26前后移动。通过二个支轴30和二轮车22的二个侧壁26之间的连接,可以限制框架28在其自身平面内转动。一个圆环形,优选的方案是平面形的鼓轮34转动地安装在框架28内。优选的方法是,该鼓轮34支承在多个滚子32上,或另一个可供选择的方案是,由适当的多个轮子或轴承支承。该鼓轮相对于该框架、围绕着垂直穿过鼓轮34的中心孔38的回转轴线35转动(该回转轴线35垂直于图1和图2所示的视图)。一般,鼓轮34的外径约为135厘米,相对于其直径,鼓轮的厚度很薄,例如,大约为1.25厘米。然而,这些尺寸明显是可以改变的。优选的方案是:中心孔38的尺寸作成使病人的身体可以通过该孔插入。优选的方案是:鼓轮34用与框架28完全相同的金属制造。鼓轮34也可以为实心或空心的,以使其重量减至最小,其横截面形状和质量基本上到处是均匀的,并且在半径方向对称。在该鼓轮的中间平面内,基本上所有在鼓轮中由热引起的体积变化是各向同性的。为了保证该鼓轮的晶粒或晶体结构比较均匀,优选的方案是:该鼓轮用精密铸造作成一个单一的零件,经过退火和精加工。可以看出,当鼓轮34的外周边的形成为圆形时,该鼓轮与框架28同心地安装在该框架的内圆周内面。
在鼓轮34上,在靠近鼓轮34的内圆周处安状着X射线管36。该X射线管引导X射线束基本上沿着鼓轮34的中间平面,横穿过孔38。也就是说,基本上与轴线35垂直,通过一条在直径方向横跨鼓轮34的中心线将X射线引导横穿过孔38。同样,一个检测器阵列40形式的X射线检测器装置安装在鼓轮34上,用于在X射线源36横向移过孔38后,检测从射线源36发出的X射线。多个电池(如图1,2和3所示)44、X射线发生器(阴极)46(如图1所示)和X射线发生器(阳极)47(如图2所示)、一个切片准直仪48(如图2所示)、一个数据采集装置49(如图2所示)、圆盘控制装置50(如图2所示)和电源控制装置51(如图1所示)也安装在鼓轮34上。优选的方案是:多个电池44形成一个高压电源,以便在至少一次扫描过程中提供X射线源所需要的峰值电压,给X射线源供电。该多个电池带有相应的输入装置,用于将该多个电池与在台架外面的一个电源连接。这样,可以给多个电池充电。该多个电池用于给固定在该鼓轮上的各种部件供电。优选的方案是:该数据采集系统使用时,对检测器阵列40的输出进行预处理,并通过一个无绳rf连接传送给一台计算机(没有示出)。优选的方法是,该计算机放在该台架的外面。
虽然,X射线管36和检测器阵列40必须是放置在鼓轮34的直径方向相对二侧上,但是X射线管36和检测器阵列40的相应质量只是在很偶然的情况下才会是一样的,而一般它们的体积分布基本上是不同的。同样,分别给X射线源36和检测器阵列40通电的各个电池包44也只是巧合地才具有同样的质量和体积。由于安装在鼓轮34上的各种不同部件的质量和体积的差异,本发明安排了那些部件和补偿质量的分布,使它们保证鼓轮34在围绕回转轴线35转动时平衡。同时,质量惯性矩的轴线与该鼓轮34的中间平面和该回转轴线35的交点在一轴线上,并且该组装的鼓轮的热膨胀中心与该交点一致。
为了达到此目的,根据重量和形状的不同,开始将不同的各种部件安装在鼓轮34上时,要使其质量在半径方向对称和轴向对称。例如,如前所述安放在鼓轮34上的X射线管36,希望其体积和尺寸比鼓轮34的厚度稍大一些。结果,当把X射线管36安装在鼓轮34上时,X射线管36的一些部分在横向伸出至鼓轮34的平的表面之外。那些部分的重量形成一个作用在鼓轮上的力矩,力图将该鼓轮沿横向移动至其原来平面。这样,如图3最清楚地所示那样,X射线管36这样放置:使管36的重量在鼓轮34的二个平侧面上相等地分布,即沿着与回转轴线35平行的一条线61上相等地分布。因此,在图3用60表示的鼓轮中间平面上,该X射线管在鼓轮中间平面60两侧的质量中心尽可能靠近。如图1和图2所示,X射线检测器阵列40安装在鼓轮34上,在孔38的相对的一个边缘上。相对于鼓轮34的厚度,该阵列较窄(因此在图3中看不到),并且还可以这样配置,即使其质量中心也同时是平面60的中心。同样,也可使包括多个电池44。X射线发生器的阴极46和阳极47、切片准直仪48、数据采集系统49、圆盘控制装置50和电源控制装置51及其相应的电缆的其余多个部件都这样放置,即使每一个部件的质量中心在图3的平面60内尽可能靠近。各个部件围绕着鼓轮34分布在几个选择的径向位置上,并且使各个部件的质量,围绕着鼓轮34在径向和轴向都尽可能相等或对称。这样,该鼓轮及其各个部件的全部质量的中心可以尽可能靠近回转轴线35与平面60的交点(图3可以最好地看出)。
在各种不同的部件已经开始安装在鼓轮34上之后,为了有助于各种不同部件的质量恰当分布,如图4所示,在二个支轴30的一个支轴上安装了应力或扭矩测量装置62,例如,弹簧秤、应变仪、波塘管等。该应力或扭矩测量装置用于测量由台架20转动引起的、传递至连接支柱30上的扭矩。开始,鼓轮34放置在框架28内,而X射线管36,例如,在上死点处,而该框架相对于二轮车22,放置在一个垂直平面内,如图3所示。然后,将框架28围绕二个支轴30回转至15°至80°之间,优选方案为大约30°的一个位置,达到该垂直平面的一侧,如图4中实线所示。并且,扭矩测量装置62读出由该框架和关联的鼓轮加在支轴30上的任何扭矩。然后,使该框架恢复至其垂直位置,再在相反方向使该框架转动大约同样的度数,如图4中虚线所示。同时读出扭矩的第二个测量值。将一个读数从另一读数中减去,并以其差的一半作为鼓轮34和安装在其上的各种部件的轴向质量不平衡的一个量度或误差指标。这种测量是假设,如上所述,框架28具有基本上到处均匀的横截面形状和质量。因此,该鼓轮横截面形状和质量对该鼓轮的机械不平衡不会有任何影响。假如有任何读数差值存在,因为这样计算出的该差值是有幅值和方向的,因此,通过引入一个装置很容易补偿该差值。该装置可以在进行重复测量时,将一个适当的平衡块(没有示出)加压该鼓轮表面上一个可使该读数差值为零的位置上,而产生一个相应的力矩作用在鼓轮34上。
当为了克服轴向不平衡,如上所述,将鼓轮34和各种部件的组件调整之后,虽然图中没有明显出来,可使鼓轮34这样回转,即使该X射线管依次处在下列位置,例如,离上死点的右端90°,离上死点的左端90°,和离上死点180°。在上述每一种情况下,该框架相对于二轮车22都处在一个垂直平面内。对于这些位置中的每一个位置,重复上述的使该框架运动的动作步骤,并测出作用在支轴30上的扭矩。这时,该框架摆动至,例如,距离垂直线右端和左端30°的地方。从这些测量中可以得出相应的读数差值。在每一种情况下,对于多个径向位置,可以通过将多个平衡块加在该鼓轮上或从该鼓轮上减去,而调整该读数差值。可以理解,上述该动作步骤基本上可以在三个尺寸补偿该鼓轮和框架的质量不平衡。然而,由于安装在该鼓轮上的所有各种部件的分布是预先确定的,因此,可将对这种多个平衡重的需要及平衡重的尺寸减至最小。
为了确定动平衡,将该框架放在一个垂直位置(如图3所示),并使该鼓轮连续转动。连续地读取读数以确定,在该扭矩测量装置62上是否有一个周期性信号(见图4)。从这种周期性信号相对于通过该鼓轮的Z轴(即当X射线管36处在上死点时)的幅值和相位,可以很容易确定为了达到平衡需要在哪里加校正质量和加多少。
为了确定动平衡,将该框架放在一个垂直位置(如图3所示),并使该鼓轮连续转动。连续地读取读数以确定,在该扭矩测量装置62上是否有一个周期性信号(见图4)。从这种周期性信号相对于通过该鼓轮的Z轴(即当X射线管36处在上死点时)的幅值和相位,可以很容易确定为了达到平衡需要在哪里加校正质量和加多少。
如上所述,通过用具有基本上相同的热膨胀系数的二种材料制造图1-4所示的框架28和鼓轮34,基本上可以消除热不平衡。框架28和鼓轮34中的每一个都具有基本上到处均匀的横截面形状和质量,因此,任何由热引起的体积变化都基本上是各向同性的。将几个小镜子(没有示出),以一定的角度间隔,安装在鼓轮34的圆周和框架28的周围,并将一个聚焦的光束,例如一个激光束,以一定角度,例如45°引导至这些镜子上,即可测试热不平衡。然后,为了复现在临床操作过程中产生热的现象,可将电源加至该鼓轮组件的各个部件上。另一种可供选择的方案是,为了模拟元件的发热,可用多捆发热电阻包装其上没有安装各种部件的鼓轮34。由于热效应引起的该鼓轮或框架的尺寸的任何变化会使反射光束产生位移。该反射光束的位移可以容易地,例如利用一个刻度尺测量。该反射光束位移的大小决定于反射角和该刻度尺离开该镜子的距离。因此,可使由热引起的尺寸变化放大到相当大。
当测试表明所有的读数差值都基本上被补偿了,则可以看出,该鼓轮34围绕回转轴线35的转动是平衡的。因此,该回转中心与质量惯性矩的轴线是在一轴线上的,并且该组装的鼓轮的质量中心和热膨胀中心都与该回转轴线35和该平面60(如图1-3可以最好地看出那样)的交点一致。
应该理解,虽然详细的说明都是结合一个第三代机器进行的,但本发明的原理适用于其他各种CAT扫描仪的设计,包括各种第四代的机器。
因此,本发明使该鼓轮和其他各种部件的重量和体积减至最小,减少了各种笨重和机动性差的先前技术装置所固有的各种问题,而不会损害该装置在鼓轮回转过程中用以精确扫描的精度。
由于在上述装置中可以作一些改变而不会偏离这里包括的本发明的范围。因此,在上述说明中所包含的或在附图中所表示的一切应解释为只是一种说明性的,而不是一种限制性的。

Claims (13)

1、一种改进的层析X射线照相装置,它包括:
(a)一个环形套筒,该环形套筒包括一个中心孔,用于接收要扫描的一个物体;
(b)一个装置,它用于使所述一个环形套筒围绕着一条回转轴线转动;和
(c)许多部件,它们由所述环形套筒支承并与所述环形套筒一起转动,以用于完成层析X射线照相扫描;其特征在于:
所述各种部件固定地安装在所述环形套筒上,使得当与所述环形套筒一起围绕所述轴线转动时,该各种部件基本上是平衡的,因此,所述环形套筒和所述各种部件的质量惯性矩中心、回转中心和热膨胀中心都基本上在所述回转轴线上重合。
2、如权利要求1所述的一种改进的层析X射线照相装置,其特征在于,所述环形套筒形成一个与所述回转轴线垂直的中间平面,并且至少一些所述部件中每一个部件的质量中心都位于所述中间平面内。
3、如权利要求1所述的一种改进的层析X射线照相装置,其特征在于,所述用于转动地支承所述环形套筒的装置包括一个框架,其中,所述框架由一种重量轻、刚性好的材料制成,并且其横截面形状和质量基本上到处是均匀的。
4、如权利要求3所述的一种改进的层析X射线照相装置,其特征在于,所述环形套筒由一种重量轻、刚性好的材料制成,并且其横截面形状和质量基本上到处是均匀的。
5、如权利要求4所述的一种改进的层析X射线照相装置,其特征在于,所述环形套筒和框架由具有基本上相同的热膨胀系数的二种材料制成。
6、如权利要求5所述的一种改进的层析X射线照相装置,其特征在于,基本上所有在所述框架和环形套筒中由热引起的体积变化都是各向同性的。
7、如权利要求1所述的一种改进的层析X射线照相装置,其特征在于,它包括:
一个二轮车,该车具有一对支承臂;所述框架安装在二个支轴装置上,可绕支轴转动,该二个支轴在所述二轮车的二个支承臂之间,沿着所述框架的通过所述回转中心的一个直径分布;
一个负载测量装置,它用于测量由所述框架围绕所述支轴装置转动引起的扭矩。
8、如权利要求1所述的一种改进的层析X射线照相装置,其特征在于,所述各个部件安装在所述环形套筒上,用以保持该环形套筒质量的径向对称和轴向对称。
9、一种层析X射线照相装置,它包括多个部件;该多个部件包括:一个X射线源,用于进行层析X射线照相扫描,和一个支承装置,用于支承在其中间平面内转动的一个环形套筒;所述多个部件安装在所述环形套筒上,用于在所述平面内围绕着一条回转轴线转动,该回转轴线穿过所述环形套筒的中心孔,因此,从所述X射线源,通过多个在所述轴线周围的角度位置,沿着所述平面投射出来的X射线可以穿过处在所述环形套筒内的一个物体;
一种使所述环形套筒围绕所述轴线平衡的方法,该方法使所述环形套筒的回转中心、质量中心、质量惯性矩中心和热膨胀中心都基本上在所述回转轴线上重合。
10、如权利要求9所述的平衡方法,其特征在于,它包括:将所述多个部件安装在所述环形套筒上的步骤,该步骤可保持所述环形套筒质量的径向对称和轴向对称。
11、如权利要求9所述的平衡方法,其特征在于,它包括:使所述框架和支承在该框架内的环形套筒围绕着一个与所述环形套筒的平面平行的支轴,沿着偏离所述框架和环形套筒的垂直指向的二个相反方向,转动至第一和第二二个预先确定的角度位置的多个步骤;所述环形套筒放置在所述框架内,指向多个不同的回转方向的一个方向;
测量在所述第一和第二二个位置的每一个位置时,围绕所述支轴产生的扭矩;
确定在所述第一和第二位置中的每一个位置处,在每一次扭矩测量之间的差值,并取所述差值的一半以确定扭矩测量的误差值;和
将一个一定大小的质量放置在所述环形套筒上,使得在重复所述回转和测量步骤时,使所述误差指标减少至基本上为零。
12、如权利要求11所述的平衡方法,其特征在于,它还包括:对于在所述框架内的所述环形套筒的其他所述多个不同回转方向的每一个方向重复该多个回转、测量、误差确定和质量安放的一系列步骤。
13、如权利要求11所述的平衡方法,其特征在于,它包括:使所述环形套筒围绕所述回转轴线连续转动和连续测量在所述连续转动过程中所产生的任何扭矩变化的多个步骤。
CNB951920340A 1994-02-08 1995-02-02 适用于所有物理现象的具有回转中心的层析x射线照相扫描仪 Expired - Fee Related CN1155336C (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19369694A 1994-02-08 1994-02-08
US08/193,696 1994-02-08
US08/351,880 US5448608A (en) 1994-02-08 1994-12-08 Tomographic scanner having center of rotation for all physics
US08/351,880 1994-12-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1143897A true CN1143897A (zh) 1997-02-26
CN1155336C CN1155336C (zh) 2004-06-30

Family

ID=26889260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB951920340A Expired - Fee Related CN1155336C (zh) 1994-02-08 1995-02-02 适用于所有物理现象的具有回转中心的层析x射线照相扫描仪

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5448608A (zh)
JP (1) JP3124553B2 (zh)
KR (1) KR100205151B1 (zh)
CN (1) CN1155336C (zh)
AU (1) AU1609895A (zh)
BR (1) BR9506737A (zh)
DE (1) DE19581513C2 (zh)
NL (1) NL9520011A (zh)
WO (1) WO1995021569A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1853563B (zh) * 2005-04-29 2010-04-28 通用电气公司 用于计算机断层扫描系统的多通道无接触功率传递系统

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5499415A (en) * 1994-02-08 1996-03-19 Analogic Corporation Stabilized, cantilevered, patient trauma table system
US5703921A (en) * 1995-05-30 1997-12-30 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray computed tomography apparatus
JP3635832B2 (ja) * 1996-12-17 2005-04-06 株式会社島津製作所 移動型x線装置
US6188743B1 (en) 1997-10-10 2001-02-13 Analogic Corporation Computed tomography scanner drive system and bearing
US5982844A (en) * 1997-10-10 1999-11-09 Analogic Corporation Computed tomography scanner drive system and bearing
US6289073B1 (en) * 1997-10-23 2001-09-11 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray CT apparatus
DE19805529C2 (de) * 1998-02-11 2000-05-31 Siemens Ag Medizintechnisches Bildsystem
JP2000116644A (ja) * 1998-10-16 2000-04-25 Toshiba Corp X線ct装置
JP2000312674A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Hitachi Medical Corp X線撮影装置
US6452998B2 (en) 2000-07-31 2002-09-17 Analogic Corporation Tiltable gantry for x-ray tomography system
US6337894B1 (en) * 2000-09-20 2002-01-08 Analogic Corporation Rotary bearing assembly for CT scanner gantry
DE10108065B4 (de) * 2001-02-20 2005-09-15 Siemens Ag Computertomograph
US6810103B1 (en) 2001-07-16 2004-10-26 Analogic Corporation Gantry for combined tomography scanner
US6550317B2 (en) * 2001-09-10 2003-04-22 Ge Medical Systems Global Technology Co., Llc X-ray tube balancing method
EP1474040B1 (en) * 2002-02-15 2007-10-24 Breakaway Imaging, Llc Gantry ring with detachable segment for multidimensional x-ray-imaging
CN100398066C (zh) * 2002-03-13 2008-07-02 分离成像有限责任公司 准同步多平面x射线成像的系统和方法
EP2345370A3 (en) 2002-03-19 2012-05-09 Breakaway Imaging, Llc Computer tomography with a detector following the movement of a pivotable x-ray source
AU2003245439A1 (en) * 2002-06-11 2003-12-22 Breakaway Imaging, Llc Cantilevered gantry apparatus for x-ray imaging
WO2004017832A2 (en) * 2002-08-21 2004-03-04 Breakaway Imaging, Llc Gantry positioning apparatus for x-ray imaging
US7106825B2 (en) * 2002-08-21 2006-09-12 Breakaway Imaging, Llc Apparatus and method for reconstruction of volumetric images in a divergent scanning computed tomography system
US7020233B1 (en) 2003-01-16 2006-03-28 Analogic Corporation Dual gantry bearing for combined tomography scanner
US6890100B2 (en) * 2003-07-18 2005-05-10 Ge Medical Systems Global Technology, Inc. CT gantry balance system
DE10354225B4 (de) * 2003-11-20 2008-10-16 Siemens Ag Integrierte Kühlmittelführung für einen Computertomographen
DE102004004298B4 (de) * 2004-01-28 2013-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kompensation einer Unwucht bei einem bildgebenden Tomographie-Gerät
JP2006255188A (ja) * 2005-03-17 2006-09-28 Toshiba Corp X線コンピュータ断層撮影装置
JP4761898B2 (ja) * 2005-09-08 2011-08-31 株式会社東芝 X線コンピュータ断層撮影装置
US7430773B2 (en) * 2005-09-20 2008-10-07 Wisconsin Alumni Research Foundation Device to facilitate controlled rotation of the cervical spine
DE102005050634B4 (de) * 2005-10-20 2012-01-05 Siemens Ag Vorrichtung für eine Gantry eines Tomographiegerätes und Verwendung der Vorrichtung
CN100571633C (zh) * 2006-07-28 2009-12-23 Ge医疗系统环球技术有限公司 X射线计算机断层摄影设备
JP4872540B2 (ja) 2006-08-31 2012-02-08 株式会社日立製作所 回転照射治療装置
US8147139B2 (en) * 2008-10-13 2012-04-03 George Papaioannou Dynamic biplane roentgen stereophotogrammetric analysis
JP5562343B2 (ja) * 2008-11-05 2014-07-30 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 制御された、ガントリのアンバランス
US8118488B2 (en) 2009-01-05 2012-02-21 Mobius Imaging, Llc Mobile medical imaging system and methods
DE102009036399A1 (de) * 2009-08-06 2011-04-28 Yxlon International Gmbh Gehäuse für ein tragbares Röntgengerät sowie Handgriff für ein solches Gehäuse
JP2011161017A (ja) * 2010-02-10 2011-08-25 Nippon Seigyo Kk コンピュータ断層撮影装置及びこの装置で得られたデータを基にしたct画像の配信方法
US11944469B2 (en) 2010-03-12 2024-04-02 Mobius Imaging Llc Caster system for mobile apparatus
EP2548215B1 (en) 2010-03-19 2018-06-06 Mobius Imaging LLP Diagnostic imaging apparatus with airflow cooling system
FI123379B (fi) * 2010-04-29 2013-03-15 Planmed Oy Lääketieteellinen tietokonetomografialaitteisto
JP5743481B2 (ja) * 2010-10-14 2015-07-01 株式会社東芝 X線ct装置
EP2693950B1 (en) * 2011-04-07 2020-07-29 Mobius Imaging, Llc Mobile x-ray imaging system
EP2858573B1 (en) 2012-06-12 2017-10-25 Mobius Imaging, LLC Detector system for imaging device
WO2014143796A2 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Mobius Imaging, Llc Mobile x-ray imaging system
WO2014143890A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Mobius Imaging, Llc Caster system for mobile apparatus
US9420977B2 (en) * 2014-03-19 2016-08-23 Tribogenics, Inc. Portable head CT scanner
US10039505B2 (en) * 2014-07-22 2018-08-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Anatomical imaging system having fixed gantry and rotating disc, with adjustable angle of tilt and increased structural integrity, and with improved power transmission and position sensing
DE102014217275A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Rotor für eine Gantry eines Computertomographiegerätes
US10245004B2 (en) 2016-01-06 2019-04-02 General Electric Company Systems and methods for imbalance measurement of rotating machinery
CN107773258A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 通用电气公司 X射线成像装置和x射线成像系统
DE102019204501A1 (de) * 2019-03-29 2020-10-01 Siemens Healthcare Gmbh Kühlsystem für ein Computertomographiegerät und Verfahren zum Kühlen eines Computertomographiegeräts
JP6821074B1 (ja) * 2019-07-09 2021-01-27 雫石 誠 医療車両
JP6820989B1 (ja) * 2019-07-09 2021-01-27 雫石 誠 撮像装置とその駆動方法
CN114007510A (zh) * 2019-07-09 2022-02-01 雫石诚 医疗车辆、ct装置及驱动方法
DE102021213559B4 (de) 2021-11-30 2023-04-13 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Stabilisierung einer Gantry eines Computertomographiegeräts und Computertomographiegerät

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4093863A (en) * 1977-03-03 1978-06-06 Artronix, Inc. Tomographic apparatus
GB2026812A (en) * 1978-07-28 1980-02-06 Emi Ltd Power supply arrangement for computerised tomographic apparatus
US4200797A (en) * 1978-11-13 1980-04-29 Pfizer Inc. Continuously rotating CAT scanning apparatus and method
US4928283A (en) * 1988-02-26 1990-05-22 Analogic Corporation X-ray tomography apparatus
JPH0673291B2 (ja) * 1988-04-16 1994-09-14 株式会社東芝 X線管

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1853563B (zh) * 2005-04-29 2010-04-28 通用电气公司 用于计算机断层扫描系统的多通道无接触功率传递系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN1155336C (zh) 2004-06-30
NL9520011A (nl) 1997-02-03
JPH09508549A (ja) 1997-09-02
AU1609895A (en) 1995-08-29
BR9506737A (pt) 1997-09-23
US5448608A (en) 1995-09-05
DE19581513C2 (de) 2002-04-25
KR100205151B1 (ko) 1999-07-01
WO1995021569A1 (en) 1995-08-17
DE19581513T1 (de) 1997-01-02
JP3124553B2 (ja) 2001-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1155336C (zh) 适用于所有物理现象的具有回转中心的层析x射线照相扫描仪
JP2928642B2 (ja) X線断層撮影走査装置
CN102202577B (zh) 受控的机架不平衡
EP2211720B1 (en) High speed rotating gantry
WO2018184256A1 (zh) 基于单点激光测振仪的多方向大角度连续扫描测振辅助仪
GB2186370A (en) Surface profile measurement
CN101069644A (zh) X射线ct装置
CN1028600C (zh) 具有位置探测器的层析x光摄象机
NL9520009A (nl) Röntgen-tomografiestelsel voor en werkwijze voor het verbeteren van de kwaliteit van een gescand beeld.
US5912938A (en) Tomography system having detectors optimized for parallel beam image reconstruction
Leng et al. A multi-degree-of-freedom clamping type traveling-wave ultrasonic motor
JPH01187441A (ja) X線回折装置の三軸回転ゴニオメータ
Cui et al. Experiment system of LAMOST active optics
JP2006201167A (ja) 位置決め装置
Moretti et al. VERT-X: VERTical X-ray raster-scan facility for ATHENA calibration. The concept design.
JPS6053218B2 (ja) 回転駆動装置
US4813064A (en) Method and apparatus for counterbalancing rotating bodies
Hu et al. Fast wavefront sensing for X-ray optics with an alternating speckle tracking technique
CN214583963U (zh) 一种成像装置视场角测量系统
JP2005337385A (ja) 回転軸連結継手調整支援装置および回転軸連結継手調整方法
Li et al. Design of Double-Prism Multi-mode Scan System
JPH09101101A (ja) 段差測定装置
CN117300886A (zh) 双面研磨装置
RU96117975A (ru) Рентгеновский томограф и способ его балансировки
Nakayama et al. A precision goniometer for the wiggler beamline station at the Photon Factory

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee