CN1849692A - 扫描射线照相装置(变体) - Google Patents
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Abstract
本发明涉及扫描射线照相装置，包括电离辐射源，形式为纵向槽的被安装用来产生平直辐射光束(3)的准直仪(2)，和记录穿过被研究对象的辐射光线的装置。所述辐射光线记录装置包括数据读出、处理和输出电子单元(12)，以及至少一个致电离粒子探测器。设有无槽阳极(7)和切成条的阴极(8)的平板电容器被安排在探测器主体(6)中，穿过被研究对象的辐射在那里出现。所述条的长度根据条件选择，这样X光辐射完全由气体吸收。单独的积聚电容器被连接至每个条，所述电容器的电荷被电子单元读出，从而使得所述装置能在集成模式中工作。所述探测器也设有附加插入物(9，11)，所述附加插入物被安排在沿光线轨迹的辐射输入处和末端处，从而减少X光损失，设定沿扫描方向所需的分辨率，并降低对可允许的振动等级和扫描系统部件校准的需求。
Description
技术领域
本发明涉及X射线探测，并可被用在医用射线照相上、用于为安全目的而进行的人体检查、以及用于检测隐藏在身体上、身体内或衣服里的危险或被藏匿物品和物质。
背景技术
现在，为了进行放射诊断，数字射线照相系统已经找到了广阔的应用领域，它利用扫描被研究主体的方法，允许在低量的照射量下获得病人的图像。多线比例腔室(Multiwire proportional chamber，MWPC)[C.E.Baru等人，USSR 1505214版权证书，Int.Cl.G 01 T5/12，1987；C.E.Baru等人，USSR 1615651版权证书，Iht.Cl.G 01T5/12，1987；E.A.Babichev等人，Nucl Instr.和Meth.in Phys.Res.A 323(1992)49；S.E.Baru等人，Nucl Instr.和Meth.in Phys.Res.A 392(1997)12]和后来开发的闪烁探测器[S.N.Seleznev等人，Avtometrija，1996，No6.p.80]被用在这种装置中检测辐射。
然而，MWPC的一些设计特性和操作原则对使用这种探测器施加了限制，使空间分辨率不足。即使闪烁探测器的空间分辨率的值也不超过1-2线对每毫米。在具有光线隔离通道的探测器中，通道的最小宽度是1mm[闪烁电子辐射探测器(SELDI)-新一代固态探测器。状态、发展前景、工业应用，V.D.Ryzhikov等人，Preprint-Kharkov；科学和技术希望《单晶学会》，1996。]，并且在通道不是光隔离的探测器中，如记载于文章[S.N.Seleznev等人，Avtometrija，1996，No6.p.80]的探测器中，空间分辨率是受相邻通道之间光耦合的限制的，并且包括1，3对线每毫米。为了提高空间分辨率而降低闪烁器深度的作法会引起探测器恶化，因为量子探测效率降低。
存在一种扫描装置[D.J Hammond等人，专利EP 0597725，Int.Cl.G 01V 5/00，12.11.93]，在所述扫描装置中闪烁探测器被使用。所获得的光学图像被强化和数字化了。数字图片的进一步处理允许获得所有主体的图像。这种装置具有低的空间分辨率。
技术上最接近所述装置的是具有高分辨率的射线照相设备，由专利[G.Charpak，专利US 5959302，Int.Cl.G 01T 1/185，27.05.97]保护。
这种设备包括形式为发散光束的电离辐射源、形式为纵向槽且适于产生平直照明光束的准直仪、用来检测穿过被观察主体的光束的装置、和读出电子设备。检测装置包括至少一个电离颗粒检测器，所述电离颗粒检测器包括至少一个设有照明光束入口窗的气体腔室，以及在这个气体腔室中的第一、第二和第三平板电极，每个平板电极被相互平行放置。在第一和第二电极之间的空间中，照明光束转换为电子，在第二和第三电极之间的空间中，通过增加这些电子而进行放大。
这种装置的主要缺点在于具有三个电极的系统，它们中的第二个必须是透明的，使得转换空间中形成的电子可能进入放大空间。这种电极通常是由在扫描时开始振动的电线制成的，这实质上恶化了探测器的操作。
同样，由于雪崩空间电荷的影响，气体放大的存在限制了探测器的操作速度，并且不允许在大于106Pa的压力下向探测器中填充气体，这样也限制了空间分辨率。使用气体放大的其它缺点是操作气体混合物的高纯度需求，因此，需要频繁地进行再填充。
发明内容
本发明的待解决问题—开发一种具有更高X射线定量探测效率的高分辨率射线照相装置，提供更高的计算速率以及更简单的设计，因此更可靠。
通过以下装置解决了本发明想要解决的任务，即在已知的扫描射线照相装置中包括了电离辐射源、形式为纵向槽的被安装用来产生平直辐射光束的准直仪、和用于探测穿过被研究对象的光束的装置，所述装置包括数据读出、处理和输出电子设备、以及至少一个致电离粒子探测器，所述至少一个致电离粒子探测器包括填充气体的加压主体，所述加压主体是由对辐射透明的材料制成的，至少在X光辐射输入的位置处，具有固体阳极和和分隔成扇形条状的阴极的平板电容器被设在加压主体中，使得阴极和阳极位于平行于其平面的辐射光线的任何一侧，阴极条对准至X射线源的焦点所在的一点，阴极条的长度被根据需要选择，以使得能够提供X光辐射的完全相互作用，并且每个条与单独的存储电容器连接，它的电荷由电子设备读出。
为了提高探测效率，加压主体壁和平板电容器之间的在辐射输入位置处的空间填充有电介质插入物，所述电介质插入物与填充的气体相比具有更低的辐射吸收能力。
所述电介质插入物部分地位于平板电容器的阳极和阴极之间。
为了获得给定的分辨率，沿扫描平板电容器的阳极和阴极的方向在前面边部(在辐射光束前进方向上)设有辐射吸收材料制成的栏杆，栏杆与位于它们之间的电介质插入物形成入口光阑。
在电容器阳极和阴极之间且在后边部(在辐射光束前进方向上)放置附加的插入物，用来修正阳极和阴极之间的缝隙。
连接至阴极条的电容器的引入，导致电荷积累的工作模式(积分模式)，与在装置[G.Charpak，专利US 5959302，Int.Cl.G01T 1/185，27.05.97]中实施的单独的X射线定量计算模式不同。
在处于辐射输入位置处的加压主体壁和平板电容器之间的空间中引入电介质插入物，能够降低X光辐射的损失，从而提高了探测效率。
辐射吸收材料制成的栏杆和电介质插入物形成的窗孔的存在指定了扫描方向上必需的分辨率，降低了对被允许振动等级的需求以及对扫描系统各部分定位的需求。
附图说明
本发明的描绘是通过附图说明的，图1是显示装置的整体示意图，图2是穿过被研究对象的X光辐射的探测器的设计图。在图中：
1-X光管，
2-狭缝准直仪，
3-X光辐射的平直光束，
4-X光辐射的探测器，
5-被研究对象，
6-探测器主体，
7-固体阳极，
8-分隔成条的阴极，
9-电介质插入物，
10-电极上的栏杆，
11-附加的插入物，
12-用于数据读出、处理和输出的电子设备。
具体实现方式
装置的设计包括：电离辐射源1，形式为纵向槽的被设计用来提供辐射平直光束3的准直仪2，穿过被研究对象5的X光辐射探测器4，所述探测器4形成有加压主体6，加压主体6在2*106-4*106Pa的压力下被填充了气体并且由对辐射透明的材料制成的，至少在X光辐射输入的位置处，设置具有固体阳极7和分隔成扇形条状的阴极8的平板电容器。阳极和阴极位于平直辐射光束的任一侧，所述光束穿过了被研究对象并与之平行。为了消除视差，所述条被指向X射线源的焦点。所述条的长度被选择，使得在阴极和阳极之间的间隔中，X光辐射和气体相互作用的可能性接近l00％。电介质插入物9被配置在辐射输入位置处的加压主体壁和平板电容器之间，并且部分地穿透电容器阳极7和阴极8之间的空间。辐射吸收材料制成的栏杆10固定在电容器阳极7和阴极8的端面上，与插入物9一起形成窗孔，在扫描方向上提供必需的分辨率。位于阳极和阴极之间后边部上的附加插入物11(在辐射光束前进的方向上)被设计用来修补在阳极和阴极之间的缝隙。用于数据读出、处理和输出的电子设备12被设置成部分地处于探测器主体中，部分地在探测器主体的边界后。
装置的操作如下：从辐射源1出来的X光辐射穿过准直仪2，采用平直光束3的形式，穿过被研究对象5，在处于高压下的平行板电容器的电极7和8之间的缝隙中，进入探测器4，在这里电离充满在加压主体6中的气体，产生电子和离子。所述电荷在电场中漂移至阳极7和阴极8，给连接至阴极8条的电容器充电。在每个条上聚集的电荷通过数据读出、处理和输出电子设备12而被检测。X光图像是通过沿被研究对象5结合辐射源来扫描探测器而获得的。
工业应用性
本发明可被应用在科学、经济活动和医药等许多领域中。
气体探测器的宽动态范围允许在工业中应用这种装置，以显露各种材料、产品和装置的内部结构。
由于低的剂量，这种装置可被应用于针对病人或健康人的重复、预防性的射线照相检查。为安全目的，这种装置也可以被用来进行人体检查，如飞机乘客，以检测隐藏在身体上、身体内或衣服里的危险或被藏匿物品和物质。
Claims (5)
1.一种扫描射线照相装置，包括：
电离辐射源，形式为纵向槽的被安装用来产生平直辐射光束的准直仪，和探测穿过被研究对象的光束的装置，所述装置包括数据读出、处理和输出电子设备，以及至少一个致电离粒子探测器，所述探测器包括填充气体的加压主体，所述主体壁被允许引导X光辐射进入探测器，其特征在于：具有固体阳极和分隔成扇形条状的阴极的平板电容器被设在加压主体中，使得阴极和阳极位于平行于其表面的辐射光束的任何一侧，阴极条的长度被根据需要选择，使得提供气体中几乎全部的X光吸收，并且每个条与单独的存储电容器连接，它的电荷由电子设备读出。
2.一种扫描射线照相装置，包括：
电离辐射源，形式为纵向槽的被安装用来产生平直辐射光束的准直仪，和探测穿过被研究对象的光束的装置，所述装置包括数据读出、处理和输出电子设备，以及至少一个致电离粒子探测器，所述探测器包括填充气体的加压主体，所述主体壁被允许引导X光辐射进入探测器，其特征在于：具有固体阳极和分隔成扇形条状的阴极的平板电容器被设在加压主体中，使得阴极和阳极位于平行于其表面的辐射光束的任何一侧，阴极条的长度被根据需要选择，使得能够提供气体中几乎全部的X光吸收，并且每个条与单独的存储电容器相连接，它的电荷由电子设备读出；而加压主体壁和平板电容器之间的处于辐射输入位置处的空间填充有电介质插入物，所述电介质插入物与填充的气体相比具有更低的辐射吸收能力。
3.根据权利要求2所述的扫描射线照相装置，其特征在于：电介质插入物部分地位于平板电容器的阳极和阴极之间。
4.根据权利要求2所述的扫描射线照相装置，其特征在于：平板电容器的阳极和阴极在前边部(在辐射光束前进方向上)设有辐射吸收材料制成的栏杆，栏杆与位于阳极和阴极之间的电介质插入物一起形成入口光阑，在扫描方向上提供通道必需的尺寸。
5.根据权利要求1或2所述的扫描射线照相装置，其特征在于：在平板电容器的阳极和阴极之间后边部(在辐射光束前进方向上)，插入附加插入物，专门用来修补阳极和阴极之间的缝隙。
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