CN85101211A - 正电子计算机断层摄影(ct)设备 - Google Patents

Abstract

一种正电子计算机断层摄影装置的扫描机构。

在本机构中，把多个放射线检测器排列成环形阵列，一个旋转装置可使整个环形阵列以其中心为轴旋转一个微小角度，一个摆动装置可使整个环形阵列在微小半径的圆周上移动，并分别为上述两种装置设置了旋转角度控制装置，以及对上述两个旋转角度控制装置的结合/解除控制装置。

本发明的优点是旋转和摆动装置能连续地进行非同步移动，故可实现高速数据采集；同时，也可以同已有的装置一样，通过旋转和摆动装置的间歇扫描来采集数据。

Description

本发明是有关正电子CT装置，尤其是有关正电子CT装置的扫描机构的改进。

正电子CT装置备有如第5图或第6图所示那样的把多个放射线检测器1，2，3，……按环形排列的环状检测器阵列11;但是，为了提高取样密度（把取样点增多，把取样间隔搞窄），旋转和摆动的扫描方法是已有的。如第5图所示，旋转只转动圆心角β的一半，而该β是以环状检测器阵列11的中心0为圆心相邻的探测器的圆心角;而且整个环状检测器阵列11以中心0为旋转中心进行回旋。由此，可以把旋转前的取样线用实线，而旋转后的取样线用虚线，可以把直线取样间隔设为 1/2 。

摆动被称之为摇晃运动或晃动;它是把整个环状检测器阵列11在微小半径的圆轨道上移动。则移动中心0，就如第6图所示那样画出一个小圆。由此，检测器1，2，3，……也各在小圆轨道上移动，所以，如果只看检测器1的话，如第7图所示，其取样点也在圆轨道上移动。把该圆周移动一周分成几个等分，例如5等分;且停止在各个点上进行取样，那么，其取样点为P1、P2、……P5，且可把直线取样间隔搞得任意小。

理论上讲，只用摆动方法也能提高直线取样密度。但是有一个缺点，那就要圆轨道的半径变大，但无法把护罩扩大成有效可见区极的限大。由于取样密度的均匀性变坏，所以实际上，大多数的场合都希望把旋转组合在摆动上，首先用旋转使取样间隔减半，然后再用摆动把取样间隔变小的扫描方法。在上述的例子中，用摆动把取样点定为5个点，而后采用转动把每一个点分成0°和β/2两个点，合计可得到10个取样点。

在这种场合，由于旋转和摆动是二个各不相同的运动，所有必要做成独立的机构和控制系统。当进行旋转和摆动联合扫描时，必须一边确认其互相同步，一边动作。为此，原来是先进行一下旋转操作和摆动操作后，停止旋转和摆动的状态下进行取样的间歇扫描。由于随着起动、停止，引起加减速动作，所以损失了很多时间，整个数据收集时间也受到影响。

因而以往对有必要用短时间进行数据收集的动态扫描（动态检查）时，不用摆动、只用旋转扫描，这就牺牲了取样条件。

该发明的目的是提供一种使旋转和摆动组合，可以作连续的扫描，可以在短时间内收集数据，在作动态扫描时不用牺牲取样条件的正电子CT装置。

本发明的正电子CT设备包括：一个把多个放射线检测器按环形排列的环状检测器阵列;一个使这个环状检测器阵列以其中心为轴来回旋转一个微小角度的装置;以及一个使整个环状检测器阵列在微小半径的圆周上摆动的装置。其特征是：上述的旋转装置的回旋角度控制部分、上述的摆动装置的回旋角度的控制部分、把上述两种回旋角度控制部分相结合使旋转和摆动联动的装置、以及解除上述两种回旋角度控制部分的结合，使两者独立控制的变换装置。

在第1图上，旋转机构12由马达13、用该马达13回旋驱动的原动轮14和通过曲柄15连接在原动轮上的齿轮16组成。当原动轮14连续旋转时，原动轮14每转一周，齿轮就作一次往返回旋，与该齿轮啮合的环状检测器阵列11以其中心0为旋转中心在角度为β/2的范围内作一次往返回旋运动。摆动机构17由马达18和该马达18驱运的凸轮19组成。凸轮19由支点20连接在环状检测器阵列11上。当马达18驱动凸轮19旋转时，整个环状检测器阵列11就在小圆轨道上移动（该圆轨道的半径相当于在凸轮19上的支点20的旋转半径）。

马达13、18若分别是脉冲马达，就采用如第2图所示的2个脉冲马达控制电路21、22，由转换电路23来控制。转换该转换电路23、从脉冲马达控制电路21来的脉冲送到马达13、18，例如用500脉冲分别进行角度为β/2的旋转和360°/5（把一圈分5等分的一个区）的摆动。分别确定旋转机构12和摆劲机构17上的马达13、18输出的减速比。这样一来，把从一个脉冲马达控制电路21输出的脉冲同时被脉冲马达13、18接收，使旋转运动和摆动运动完全同步。绝对不会产生相位的偏移。在这种场合，如第3图所示，摆动运动只在一个区间里进行时，旋转运动从0°进行到β/2。再进行一个区间的摆动时，就进行从β/2到0°的返回旋转，摆动二次，就回到最初的相位状态。

因而，马达13，18的旋转开始加速后，这二个马达13、18继续进行高速匀速旋转，这时加在摆动机构17上的马达18输出轴上的转轴编码器等就测出摆动的旋转角度，每摆动360°/5的角度，进行取样（取样点如第3图的虚线表示）若摆动二次，就得到完全数据一套（10个取样点的取样数据），从而可以进行高速的数据收集。因此，就可以不牺牲取样条件，一边得到完全的数据集，一边能进行动态扫描。

对于该实施例子来说，由于采用旋转机构12上的曲柄机构，因此旋转角度在0°及β/2附近，其移动速度最缓慢，延长了有效取样时间，从而提高了数据收集的效率。尽管一边移动，一边取样，但是数据的偏差很少。伴随着摆动而产生的偏差是存在的，也是不得已的，但是可用软件来修正。另外，在各取样点上的取样时间若缩短的话，就解决了产生偏差的问题。另外，把变换电路23变换成与第2图相反，从脉冲控制电路21来的脉冲只送到脉冲马达18上;而从脉冲马达控制电路22来的脉冲，只送到脉冲马达13上。这样的话，若使旋转和摆动的两个控制系统独立，则可进行与原来装置相同的间歇扫描，可以使所化费的时间短，获得偏差很少的数据，并且可应用到静态测量中。这种改变变换电路23的办法，有很好的通用性。

还有，在上述实施例中，采用设在摆动机构17的马达18之输出轴上的转轴编码器测出摆动一周的5个等分点，如第4图所示，在马达18的输出轴上安装有旋转板41，在41上设置刻槽42，用光传感器43等测出其刻槽42，用此方法可进行5个等分点的测量。另外，用摆动一周的5个等分点进行取样，也可以根据环状检测器阵列11的半径大小采用5等分以外点。

用该发明，旋转和摆动同步、不产生偏差、由于一边连续地按一定速度进行旋转和摆动，一边进行取样，所以可以进行高速数据收集。可以缩短数据收集的时间。不牺牲取样条件，也可以进行动态扫描。

第1图是本发明的一个实施例的示意图、第2图为实施例的控制系统的方框图、第3图是为了进行动作说明的时间图、第4图是变形例子的斜视图、第5图是为了说明旋转的模式图，第6图以及第7图是为了说明摆动的示意图。在图中。

1，2，3    放射线检测器

11    环状检测器阵列

12    旋转机构

13、18    马达

14    原动轮

15    轴（手柄）

16    齿轮

17    摆动机构

19    凸轮

20    支点

21、22    脉冲马达控制电路

23    变换电路

41    回旋板

42    刻槽

43    光电传感器

Claims (1)

1. 一种正电子计算机断层摄影设备，包括一个把多个放射线检测器按环形排列的环状检测器阵列；一个使这个环状检测器阵列以其中心为轴来回旋转一个微小角度的装置；以及一个使整个环状检测器阵列在微小半径的圆周上摆动的装置；其特征在于：上述的旋转装置的回旋角度的控制部分、上述摆动装置的回旋角度的控制部分、把上述两种回旋角度控制部分结合起来，使旋转和摆动联动的装置、以及解除上述的两种回旋角度控制部分的结合，使两者独立控制的变换部分。

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