JP2015061601A - 直線軌道に基づく断層走査装置及び透視結像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡単で、実現しやすく且つコストが比較的に低い直線軌道断層走査装置を提供する。
【解決手段】
本発明に係る直線軌道断層走査装置は、特定のオープニング角度範囲内に位置する放射線ビームを生成するための放射線発生ユニット、被検対象が通過するための被検対象通路、及び前記被検対象通路の両側に設けられた第１のコリメーターと放射線受入ユニットと、を備え、前記放射線ビームが前記第１のコリメーターと被検対象を順次に透過した後、前記放射線受入ユニットに受け入れられ、前記放射線発生ユニットが静止し、前記第１のコリメーターと放射線受入ユニットが同一方向に直線運動し、且つ運動方向が前記被検対象通路と平行している。本発明における直線軌道断層走査装置は一番少なく、１つだけの放射線受入ユニットのみで断層走査を完成できるため、直線軌道断層走査装置の構成を簡素化し、直線軌道断層走査装置を実現するコストを低減した。
【選択図】図２

Description

本発明は断層走査装置及び透視結像装置に関し、特に、直線軌道に基づく断層走査装置及び透視結像装置に関し、放射線結像技術分野に属する。

Ｘ線が優れた透過性と規則的な減衰特性を有するため、Ｘ線による断層走査（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＣＴと略する）装置はセキュリティ検査、非破壊検査と医療等の分野において広く用いられている。断層走査装置は主に放射線発生ユニット、放射線受入ユニット、及び結像コンピュータ等を備える。断層走査装置が放射線結像を行う際に、断層走査装置は各角度から被検対象を回って走査し、放射線発生ユニットにより生成する放射線は被検対象を照射し投影データを生成し、受入ユニットは生成した投影データを受け入れ結像コンピュータに転送し、結像コンピュータは受け入れた投影データを識別し、投影データを再構成し被検対象の各断層の情報を得ることで、被検対象の構成と組成を直感的に明瞭に示す。現在、断層走査装置の走査軌道は円弧、螺旋、直線、馬の鞍等を含む。

従来の技術では、直線軌道断層走査装置は、伝統的な円軌道又は螺旋等の軌道を採用せず、直線走査軌道を採用しているため、ますます広く着目され研究されるようになった。従来の技術における直線軌道断層走査装置は、放射線発生ユニットにより生成した放射線ビームによって被検対象に対して直線軌道走査を行い、直線軌道に大量の放射線受入ユニットを設置することで放射線ビームを受け入れ、放射線受入ユニットは検出器及び放射線防護部材等を備える。このように、大量の検出器と放射線防護部材が必要となるため、直線軌道断層走査装置のコストが大幅に増加し、直線軌道断層走査装置の普及と応用が大いに制限されている。

そのため、低コストの直線軌道断層走査装置を提供することが解決しようとする課題になっている。

特開２０１２−２２０４２２号公報

本発明が解決しようとする技術課題は、構成が簡単で、実現しやすく且つコストが比較的に低い直線軌道断層走査装置を提供することである。

上記の発明の目的を達成するために、本発明は直線軌道に基づく断層走査装置及び透視結像装置を提供する。

本発明の一側面では、順次に設けられている特定のオープニング角度範囲内に放射線ビームを生成するための放射線発生ユニットと、前記放射線ビームを制限するための第１のコリメーターと、被検対象が通過するための被検対象通路と、放射線ビームを受け入れる放射線受入ユニットと、を備え、前記放射線発生ユニットにより生成した放射線ビームが前記第１のコリメーターと被検対象を順次に透過した後、前記放射線受入ユニットに受け入れられ、前記放射線受入ユニットが受け入れられた放射線ビームデータを結像コンピュータに転送し、処理し且つ表示させ、前記放射線発生ユニットが静止し、前記第１のコリメーターと前記放射線受入ユニットが同一方向に運動する、直線軌道に基づく断層走査装置を提供する。

前記第１のコリメーターには、前記放射線ビームが通過するための、少なくとも１つの第１のコリメータスリットが開設され、前記第１のコリメータスリットは前記オープニング角度範囲内に位置し、前記第１のコリメーターの境界は前記オープニング角度範囲を超えることがより好ましい。

前記第１のコリメータスリットの数量がｎであり、ｎ＝１である場合に、前記第１のコリメータスリットの一回の単方向運動の最大行程がｓであり、ｎ＞１である場合に、隣接する前記第１のコリメータスリットのスリット中心の間隔＝ｓ／ｎであることがより好ましい。

前記放射線受入ユニットの数量は前記第１のコリメータスリットの数量と同じであり、各放射線受入ユニットはそれぞれ１つの前記第１のコリメータスリットに対応することがより好ましい。

前記放射線受入ユニットは第３のコリメータスリットが開設されている第３のコリメーターと、前記第３のコリメーターを透過する放射線ビームを受け入れる検出器と、を備えることがより好ましい。

前記放射線発生ユニットは放射線ビームを生成する放射線源と、前記放射線ビームを前記特定のオープニング角度範囲内に限定する第２のコリメーターと、を備えることがより好ましい。

前記運動通路の両側に平行に設置されている第１の軌道と第２の軌道とをさらに備え、前記第１のコリメーターは前記第１の軌道に沿って運動し、前記放射線受入ユニットは、前記第２の軌道に沿って運動し、前記第１のコリメーターと放射線受入ユニットとの運動速度の比は前記放射線源から第１の軌道までの距離と前記放射線源から第２の軌道までの距離との比に等しいことがより好ましい。

前記第１の軌道及び第２の軌道は前記運動通路と平行する直線軌道であり、又は、前記第１の軌道及び第２の軌道は前記放射線発生ユニットを円心とする弧形軌道であることがより好ましい。

前記放射線発生ユニット、第１のコリメーター、及び放射線受入ユニットは何れも１つのストレートロッドに固定されていることがより好ましい。

前記放射線受入ユニットは放射線受入ユニットに吸收されていない放射線ビームを吸収するための放射保護部材をさらに備えることがより好ましい。

断層走査を行う際に、前記被検対象は前記運動通路に運動し、前記第１のコリメーターと放射線受入ユニットは往復運動することがより好ましい。

前記被検対象の運動速度は放射線受入ユニットの運動速度の０．００５〜０．１倍であることがより好ましい。

前記第１のコリメーターと放射線受入ユニットの運動状態を制御でき且つモニタリングできる制御ユニットをさらに備えることがより好ましい。

本発明の他側面では、順次に設けられている特定のオープニング角度範囲内に放射線ビームを生成するための放射線発生ユニットと、前記放射線ビームを制限するための第１のコリメーターと、被検対象が通過するための被検対象通路と、放射線ビームを受け入れる放射線受入ユニットと、を備え、前記放射線発生ユニットにより生成した放射線ビームが前記第１のコリメーターと被検対象を順次に透過した後、前記放射線受入ユニットに受け入れられ、前記放射線受入ユニットが受け入れられた放射線ビームデータを結像コンピュータに転送し、処理し且つ表示させ、前記放射線発生ユニットが静止し、前記第１のコリメーターと前記放射線受入ユニットが同一方向に運動し、走査を行う際に、前記被検対象は前記運動通路に静止し、前記第１のコリメーターと放射線受入ユニットは単方向運動を一回のみする、直線軌道透視結像装置をさらに提供する。

本発明により提供する直線軌道に基づく断層走査装置及び透視結像装置は、放射線受入ユニットと被検対象通路との間に第１のコリメーターを設けることで、放射線ビームが第１のコリメーターと被検対象を順次に透過した後放射線受入ユニットに受け入れられ、走査の過程において、放射線発生ユニットが静止するが、第１のコリメーターと放射線受入ユニットが同一方向に直線運動し且つ運動方向が被検対象通路と平行し、第１のコリメーターと放射線受入ユニットが互いに合わせて運動することで、被検対象の各角度の走査を実現する。そのため、本発明における直線軌道断層走査装置は一番少なく、１つだけの放射線受入ユニットで断層走査を完成できるため、直線軌道断層走査装置の構成を簡素化し、直線軌道断層走査装置を実現するコストを低減させる。

本発明に係る直線軌道断層走査装置の実施例１の概略構成図である。 本発明に係る直線軌道断層走査装置の実施例２の概略構成図である。 本発明に係る直線軌道断層走査装置の実施例３の概略構成図である。 本発明に係る直線軌道断層走査装置の実施例４の概略構成図である。 本発明に係る直線軌道断層走査装置の実施例６の概略構成図である。 本発明の実施例６における第１のコリメーターと第３のコリメーターの概略構成図である。 本発明の実施例６における放射線源、第１のコリメーター、放射線受入ユニットの概略構成図である。

以下、図面と実施例に基づいて、本発明の具体的な実施の形態をさらに詳しく説明する。下記実施例は本発明を説明するためであるが、本発明の範囲を限定するものではない。

本発明は直線軌道に基づく断層走査装置を提供し、図１に示すように、順次に設けられている特定のオープニング角度範囲内に放射線ビーム８を生成するための放射線発生ユニット２と、前記放射線ビーム８を制限するための第１のコリメーター１と、被検対象４０が通過するための被検対象通路４と、放射線ビーム８を受け入れる放射線受入ユニット３と、を備え、前記放射線発生ユニット２により生成した放射線ビーム８が前記第１のコリメーター１と被検対象４０を順次に透過した後、前記放射線受入ユニット３に受け入れられ、前記放射線受入ユニット３が受け入れられた放射線ビームデータを結像コンピュータ５に転送し、処理し且つ表示させ、前記放射線発生ユニット２が静止し、前記第１のコリメーター１と前記放射線受入ユニット３が同一方向に運動する。以下、複数の実施例に基づいて、本発明を詳しく説明する。

実施例１
図１に示すように、本発明に係る直線軌道断層走査装置は、主に順次に設けられている放射線発生ユニット２、第１のコリメーター１、被検対象通路４及び放射線受入ユニット３、結像コンピュータ５等を備え、放射線発生ユニット２は放射線ビーム８を生成し、且つ前記放射線ビーム８が特定のオープニング角度範囲内に限定される。例えば、９０度のオープニング角度範囲内、１２０度のオープニング角度範囲内等に限定される。第１のコリメーター１は、放射線ビーム８が第１のコリメーター１を透過した後、オープニング角度範囲の非常に狭い放射線ビーム８が形成されるように、前記放射線ビーム８をさらに限定し、被検対象通路４は被検対象４０を通過させるために使用され、放射線発生ユニット２及び第１のコリメーター１は被検対象通路４の一方側に設けられ、放射線受入ユニット３は被検対象通路４の他方側に設けられており、放射線ビーム８は第１のコリメーター１と被検対象４０を透過した後、被放射線受入ユニット３に受け入れられ、且つ放射線受入ユニット３は受け入れた放射線ビームデータを結像コンピュータ５に転送し、結像コンピュータ５は受け入れた放射線ビームデータに対して画像を再構成し表示する。本発明による主な改善点の１つとして、被検対象４０に対して走査検査を行う際に、放射線発生ユニット２が静止するが、第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３が同一方向に直線運動し、且つ運動方向が被検対象通路４と平行する。第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３とが互いに合わせて運動することで、被検対象４０の各角度の走査を実現する。従って、本実施例における直線軌道断層走査装置は一番少なく、１つだけの放射線受入ユニット３で断層走査を完成できるため、直線軌道断層走査装置の構成を簡素化し、直線軌道断層走査装置を実現するコストを低減したため、例えば、コンテナに対する直線軌道断層走査の普及に技術的なサポートを提供することが可能である。本発明に係る直線軌道断層走査装置によって被検対象４０の断層図像を得ることができるため、伝統的な透視結像における図像が重なる問題を解決することができる。

本発明に係る直線軌道断層走査装置の構成が従来の技術における直線軌道断層走査装置の構成よりも大きく簡単になり、運搬するにはより軽く、より容易になったため、当該直線軌道断層走査装置は一箇所に固定して移動できない形態ではなく、運搬可能な形態に設計されてもよい。本発明に係る直線軌道断層走査装置における第１のコリメーター１は放射線ビーム８を非常に狭いオープニング角度範囲内に限定することができるため、一定の程度で散乱により断層走査結像への影響を抑制することができる。同時に、本発明に係る直線軌道断層走査装置は比較的に少ない放射線受入ユニット３を使用してもよいため、設置を大幅に減少させ、放射線受入ユニット３同士の信号クロストークを回避させ、結像の正確性を向上させることができる。本発明のシステムは大量の放射線受入ユニット３を節約したため、必要に応じて、性能のより高い放射線受入ユニット３、例えば残光効果の少ない放射線受入ユニット３、サンドイッチ型の二重エネルギー放射線受入ユニット３又はエネルギー分解能のより高い放射線受入ユニット３等を採用することも可能である。

実施例２
本実施例における直線軌道断層走査装置を図２に示す。本実施例は実施例１とほぼ同じである。当該直線軌道断層走査装置は順次に設けられている放射線発生ユニット２、第１のコリメーター１、被検対象通路４、及び放射線受入ユニット３、結像コンピュータ５等を備える。

実施例１との違いは、放射線発生ユニット２は、放射線ビーム８を生成する放射線源２２と、放射線ビーム８を特定のオープニング角度範囲内に限定する第２のコリメーター２１と、を備えてよいことである。放射線源２２はＸ線機、電子加速器放射線源または同位体源等でもよい。例えば、Ｘ線機又は電子加速器放射線源に対して、放射線源２２の位置にターゲット材を置いて、Ｘ線機の電子ビーム又は電子加速器が出射する電子ビームがターゲット材に衝撃することで、Ｘ線照射を生じることが可能である。第２のコリメーター２１には、１つの第２のコリメータスリット２０が開設され、第２のコリメーター２１は放射線源２２により生じた放射線ビーム８の一部を第２のコリメータスリット２０に透過させることで、コリメーション効果を果す一方、第２のコリメータスリット２０を透過していない残りの一部の放射線ビーム８を吸収し且つ遮断することで、放射線防護の効果を果す。

第１のコリメーター１が放射線源２２の放射線ビーム８の出射方向に設置され、第１のコリメータスリット１０が１つ開設された第１のコリメーター１を設けており、第１のコリメーター１は前記放射線ビーム８をさらに限定し、放射線ビーム８は第１のコリメーター１を透過した後、オープニング角度範囲の非常に狭い放射線ビーム８を形成し、第１のコリメータスリット１０はオープニング角度範囲内に位置し、第１のコリメーター１の境界は放射線発生ユニット２により限定された特定のオープニング角度範囲を超え、即ち、第１のコリメーター１がいずれの位置まで運動しても、第１のコリメーター１が放射線発生ユニット２により限定された特定のオープニング角度範囲全体を覆えるようにすることで、第１のコリメータスリット１０を透過していない放射線ビーム８を吸収し且つ遮断することができるため、放射線防護の効果を果す。

本実施例では、放射線受入ユニット３は、第３のコリメータスリット３０が開設されている第３のコリメーター３１と、第３のコリメーター３１を透過する放射線ビーム８を受け入れる検出器３２と、を備え、第１のコリメータスリット１０を透過する放射線ビーム８は被検対象４０を透過し、引き続き第３のコリメータスリット３０を透過した後、検出器３２に受け入れられ、検出器３２は受け入れた放射線ビームデータを結像コンピュータ５に転送する。好ましくは、本実施例における放射線受入ユニット３は放射線防護部材３３をさらに備え、放射線防護部材３３は第３のコリメーター３１を透過し、検出器３２に吸收されていない放射線ビーム８を吸収するため、放射線防護の効果を果す。放射線受入ユニット３の運動を制御しやすくするために、本実施例では、第３のコリメーター３１と検出器３２と放射線防護部材３３とを一体に組み合わせる。

第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１は鉛等の重金属を使用することが好ましく、こうすると、第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１を比較的に薄く作成できるため、直線軌道断層走査装置全体の体積をさらに小さくして、占有スペースを下げることができる。

さらに、本実施例では、被検対象通路４の両側に第１の軌道１９及び第２の軌道３９がさらに設けられており、第１の軌道１９と被検対象通路４と第２の軌道３９とは互いに平行し（原則的に、第１の軌道１９と第２の軌道３９が平行すればよく、被検対象通路４と平行しなくてもよいが、ここで最適な技術案を明確することを言うまでもない）、第１のコリメーター１は第１の軌道１９に運動し、第３のコリメーター３１は第２の軌道３９に運動する（放射線受入ユニット３のすべての部材が一体に組み合わせられているため、放射線受入ユニット３は第２の軌道３９に運動する）。

本実施例では、第１のコリメータスリット１０と第３のコリメータスリット３０との幅の比は、放射線源２２から第１の軌道１９までの距離と放射線源２２から第２の軌道３９までの距離との比に等しくてよく、そうすると、第３のコリメーター３１はコリメーション効果を果すことができる。コーンビーム３次元走査の場合、上記放射線源２２から第１の軌道１９までの距離と放射線源２２から第２の軌道３９までの距離の比を、放射線源２２が水平面における投影から第１の軌道１９が水平面における投影までの距離と放射線源２２が水平面における投影から第２の軌道３９が水平面における投影までの距離との比に変えることができる。

被検対象４０に対して走査検査を行う際に、放射線源２２及び第２のコリメーター２１が静止するが、第１のコリメーター１は第１の軌道１９に沿って運動し、放射線受入ユニット３（第３のコリメーター３１、検出器３２と放射線防護部材３３を備える）は第２の軌道３９に沿って運動し、第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３の運動方向は同一である。また、運動過程において、放射線源２２、第１のコリメータスリット１０及び第３のコリメータスリット３０は同一直線に保持されている。放射線源２２、第１のコリメータスリット１０及び第３のコリメータスリット３０を同一直線に保持させるために、第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１の運動速度の比を制御することで実現することができ、即、第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１との運動速度の比は、放射線源２２から第１の軌道１９までの距離と放射線源２２から第２の軌道３９までの距離との比に等しい。

走査検査中に、被検対象４０は被検対象通路４をゆっくり通過し、例えば、被検対象４０の運動速度は放射線受入ユニット３の運動速度の１０００分の５〜１０分の１でよく、例えば、３０分の１、４０分の１、５０分の１等でよい。第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１はそれぞれの軌道の第１の軌道１９、第２の軌道３９に往復運動することで、被検対象４０に対する各角度での走査を実現する。検出器３２は往復運動中に、ともにデータを採取してもよく、往運動又は復運動のうち１つの方向のみでデータを採取してもよく、ここで特に限定されない。

さらに、本実施例における直線軌道断層走査装置は、データ処理ユニット、制御ユニット及び警報ユニット等をさらに備えてもよい。データ処理ユニットは結像コンピュータを備え、結像コンピュータは検出器３２から転送したデータを受け入れた後、受け入れたデータを処理し、画像を再構成し表示する。データ処理ユニットはユーザとのやり取り、及び必要に応じて制御指令を警報ユニット等に転送することにも使用される。警報ニットはデータ処理システムが生成した制御指令を受け入れると、警報を出すことに使用される。制御ユニットは第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３がそれぞれの軌道における運動の状態を制御し且つモニタリングするためにも使用され、制御ユニットは放射線源２２の放射線ビーム８の生成又は放射線ビーム８生成の停止を制御するためにも使用され、制御ユニットは検査対象４０の運動を制御し又はモニタリングするためにも使用される。

実施例３
本実施例に係る直線軌道断層走査装置を図３に示す。当該直線軌道断層走査装置は実施例１に係る直線軌道断層走査装置と構成上に大体類似している。その主な違いは、本実施例において第１のコリメーター１に第１のコリメータスリット１０が２つ開設され、相応的に放射線受入ユニット３の数量も２つであり、各放射線受入ユニット３はそれぞれ１つの第１のコリメータスリット１０に対応することである。

実施例１における直線軌道断層走査装置に対して、第１のコリメータスリット１０の一回の単方向運動の最大行程をsとすると、本実施例では、２つの第１のコリメータスリット１０のスリット中心の間隔はs/２に等しい。本実施例における第１のコリメーター１は実施例１における第１のコリメーター１を改造することで得られ、例えば、実施例１の第１のコリメーター１の上に、新たな第１のコリメータスリット１０を開設し、新たに開設する位置は第１のコリメーター１の左側又は右側であるとともに、第１のコリメーター１の境界がオープニング角度範囲を超えることも保証する必要があり、即ち、第１のコリメーター１がいずれの位置まで運動しても、第１のコリメーター１が放射線発生ユニット２により限定された特定のオープニング角度範囲全体を覆えるようにすることで、第１のコリメータスリット１０を透過していない放射線ビーム８を吸収し且つ遮断することができるため、放射線防護の効果を果す。本実施例の第１のコリメーター１は実施例１の第１のコリメーター１を改造することで得られるものではなく、独立に提供されてもよいことは言うまでもない。

被検対象４０に対して走査検査を行う際に、放射線源２２及び第２のコリメーター２１は静止するが、第１のコリメーター１は第１の軌道１９に沿って運動し、２つの放射線受入ユニット３（いずれも第３のコリメーター３１、検出器３２と放射線防護部材３３を備える）は第２の軌道３９に沿って運動し、第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３の運動方向と同一であり、また、運動過程において、放射線源２２、いずれの第１のコリメータスリット１０及び当該第１のコリメータスリット１０に対応する第３のコリメータスリット３０は同一直線に保持され、即、放射線源２２、左側の第１のコリメータスリット１０、左側の放射線受入ユニット３の第３のコリメータスリット３０は同一直線に保持され、放射線源２２、右側の第１のコリメータスリット１０、右側の放射線受入ユニット３の第３のコリメータスリット３０は同一直線に保持されている。放射線源２２、第１のコリメータスリット１０及び第３のコリメータスリット３０を同一直線に保持させるために、第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１の運動速度の比を制御することで実現することができ、即ち、第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１との運動速度の比は放射線源２２から第１の軌道１９までの距離と放射線源２２から第２の軌道３９までの距離との比に等しい。

走査検査中には、被検対象４０は被検対象通路４をゆっくり通過し、例えば、被検対象４０の運動速度は放射線受入ユニット３の運動速度の１０００分の５〜１０分の１でよく、例えば、３０分の１、４０分の１、５０分の１等でよい。第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１はそれぞれの軌道に往復運動することで、被検対象４０に対する各角度での走査を実現し、検出器３２は往復運動中に、ともにデータを採取してもよく、往運動又は復運動のうち１つの方向のみでデータを採取してもよく、ここで特に限定されない。

実施例１に係る直線軌道断層走査装置に対して、本実施例に係る直線軌道断層走査装置は走査検査をより速く行うことができ、走査速度率は実施例１に係る直線軌道断層走査装置の２倍であるとともに、従来の技術における直線軌道断層走査装置に対しても、放射線受入ユニット３の数量を低減する一方、放射線受入ユニット３同士によるクロストークも少ない。

実施例４
本実施例に係る直線軌道断層走査装置を図４に示す。当該直線軌道断層走査装置は実施例１に係る直線軌道断層走査装置と構成上は大体類似している。その主な違いは、本実施例において第１のコリメーター１に第１のコリメータスリット１０が３つ開設され、相応的に放射線受入ユニット３の数量も３つであり、各放射線受入ユニット３はそれぞれ１つの第１のコリメータスリット１０に対応することである。

実施例１における直線軌道断層走査装置に対して、第１のコリメータスリット１０の一回の単方向運動の最大行程をsとすると、本実施例では、隣接する２つの第１のコリメータスリット１０のスリット中心の間隔はs/3に等しい。本実施例における第１のコリメーター１は実施例１における第１のコリメーター１を改造することで得られ、例えば、実施例１の第１のコリメーター１の上に、新たな第１のコリメータスリット１０を２つ開設するとともに、第１のコリメーター１の境界がオープニング角度範囲を超えることも保証する必要があり、即ち、第１のコリメーター１がいずれの位置まで運動しても、第１のコリメーター１が放射線発生ユニット２により限定された特定のオープニング角度範囲全体を覆えるようにすることで、第１のコリメータスリット１０を透過していない放射線ビーム８を吸収し且つ遮断することができるため、放射線防護の効果を果す。本実施例の第１のコリメーター１は実施例１の第１のコリメーター１を改造することで得られるものではなく、独立に提供されてもよいことは言うまでもない。

被検対象４０に対して走査検査を行う際に、放射線源２２及び第２のコリメーター２１は静止するが、第１のコリメーター１は第１の軌道１９に沿って運動し、３つの放射線受入ユニット３（いずれも第３のコリメーター３１、検出器３２と放射線防護部材３３を備える）は第２の軌道３９に沿って運動し、第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３の運動方向と同一であり、また、運動過程において、放射線源２２、いずれの第１のコリメータスリット１０及び当該第１のコリメータスリット１０に対応する第３のコリメータスリット３０は同一直線に保持され、即、放射線源２２、左側の第１のコリメータスリット１０、左側の放射線受入ユニット３の第３のコリメータスリット３０は同一直線に保持され、放射線源２２、中間の第１のコリメータスリット１０、中間の放射線受入ユニット３の第３のコリメータスリット３０は同一直線に保持され、放射線源２２、右側の第１のコリメータスリット１０、右側の放射線受入ユニット３の第３のコリメータスリット３０は同一直線に保持されている。放射線源２２、第１のコリメータスリット１０、及び第３のコリメータスリット３０を同一直線に保持させるために、第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１の運動速度の比を制御することで実現することができ、即ち、第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１との運動速度の比は放射線源２２から第１の軌道１９までの距離と放射線源２２から第２の軌道３９までの距離の比に等しい。

走査検査中には、被検対象４０は被検対象通路４をゆっくり通過し、例えば、被検対象４０の運動速度は放射線受入ユニット３の運動速度の１０００分の５〜１０分の１でよく、例えば、３０分の１、４０分の１、５０分の１等でよい。第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１はそれぞれの軌道に往復運動することで、被検対象４０に対する各角度での走査を実現し、検出器３２は往復運動中に、ともにデータを採取してもよく、往運動又は復運動のうち１つの方向のみでデータを採取してもよく、ここで特に限定されない。

実施例１に係る直線軌道断層走査装置に対して、本実施例に係る直線軌道断層走査装置は走査検査をより速く行うことができ、走査速度率は実施例１に係る直線軌道断層走査装置の３倍であるとともに、従来の技術における直線軌道断層走査装置に対しても、放射線受入ユニット３の数量を低減する一方、放射線受入ユニット３同士によるクロストークも少ない。

本発明に係る直線軌道断層走査装置において、第１のコリメーター１に開設された第１のコリメータスリット１０の数量も他の数値でもよいことは言うまでもない。例えば、第１のコリメーター１に放射線ビーム８が通過するための第１のコリメータスリット１０がｎ（ｎが３より大きい整数である）個開設され、第１のコリメータスリット１０はオープニング角度範囲内に位置し、第１のコリメーター１の境界はオープニング角度範囲を超え、放射線受入ユニット３の数量は第１のコリメータスリット１０の数量と同一であり、各放射線受入ユニット３はそれぞれ１つの第１のコリメータスリット１０に対応し、実施例１における直線軌道断層走査装置に対して、第１のコリメータスリット１０の一回の単方向運動の最大行程をｓとすると、第１のコリメーター１に第１のコリメータスリット１０がｎ個開設された場合、隣接する第１のコリメータスリット１０のスリット中心の間隔はｓ／ｎに等しい他、当該直線軌道断層走査装置の走査速度率は実施例１に係る直線軌道断層走査装置のｎ倍であり、ここで贅言しない。

実施例５
本実施例は直線軌道透視結像装置を提供し、当該直線軌道透視結像装置は実施例１、実施例２、実施例３又は実施例４に係る直線軌道断層走査装置と類似しているが、被検対象に対して走査検査を行う際に、被検査対象が運動せず、静止し、また第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３が往復運動せず、第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３は単方向運動を一回のみし、検出器３２は当該単方向運動中にデータを採取し、直線軌道断層走査装置はＸ線に基づく透視走査装置になった。当該装置は快速走査を実現できるため、被検査対象の運動による画像の誤差が回避される。

実施例６
実施例１、実施例２、実施例３又は実施例４に係る直線軌道断層走査装置と類似しているが、図５に示すように、本実施例では、被検対象通路４の両側における直線軌道の第１の軌道１９、第２の軌道３９を円弧形軌道に取り替えて、その円心はいずれも放射線源の位置にあり、第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３はそれぞれ２つの円弧形の軌道の第１の軌道１９、第２の軌道３９に運動する。

当該断層走査装置は実施例１〜実施例３に係る断層走査装置に対して、占有面積が大きいが、第１のコリメータスリット１０、第３のコリメータスリット３０及び放射線源の角度の一致性がより高く、且つ採取するデータの角度間隔の一致を実現しやすい。

第１のコリメーター１と第３のコリメーター３１は図６に示すように設計され、コリメータスリット１０の境界が放射線源２２を円心とする円の半径方向に存在する。走査検査過程において、放射線源２２は第１のコリメータスリット１０、第３のコリメータスリット３０とともに、同一直線に保持されることが好ましい。

第１のコリメータスリット１０と第３のコリメータスリット３０の幅の比は第１の軌道１９と第２の軌道３９の半径（実施例１〜４における放射線源２２から第１の軌道１９までの距離と放射線源２２から第２の軌道３９までの距離）の比に等しいことが好ましい。

第１のコリメーター１が第１の軌道１９における運動速度と放射線受入ユニット３が第２の軌道３９における運動速度との比はそれらが位置する第１の軌道１９と第２の軌道３９半径の軌道半径の比であることが好ましい。

図７に示すように、最適な実現の形態として、放射線源２２、第１のコリメーター１及び放射線受入ユニット３をストレートロッド７で一体にブリッジ接続させ、こうして、放射線受入ユニット３の運動を制御すれば、第１のコリメーター１が自動的に従動運動し、且つ放射線源２２、第１のコリメーター１の第１のコリメータスリット１０及び第３のコリメーター３１の第３のコリメータスリット３０を同一直線に保持する。当業者は、図７に従って、放射線源２２、第１のコリメーター１及び放射線受入ユニット３をブリッジ接続するようにストレートロッド７を設計して、実施例１、２、３、４に適用することで、放射線源２２、第１のコリメーター１の第１のコリメータスリット１０及び第３のコリメーター３１の第３のコリメータスリット３０を同一直線に保持することが困難ではないが、その違いは、実施例１、２、３、４の直線軌道の状況を適用するために、第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３はストレートロッド７の長手方向に可動することである。

断層検査装置の他の部分に対して、実施例１〜４の趣旨に従って、本実施例を広げることができ、ここで贅言しない。

直線軌道断層走査装置に対して、放射線源２２が静止し、被検対象４０が被検対象通路４に運動（その運動速度が放射線受入ユニット３の運動速度の３０分の１、４０分の１、又は５０分の１等でよい）し、第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３が円弧軌道（第１の軌道１９と第２の軌道３９）に往復運動する。検出器３２は往復運動中に、ともにデータを採取してもよく、往運動又は復運動のうち１つの方向のみでデータを採取してもよく、ここで特に限定されない。

透視結像装置に対して、放射線源２２が静止し、被検対象４０が静止し、第１のコリメーター１と放射線受入ユニット３が単方向運動を一回のみし、検出器３２は当該単方向運動中にデータを採取する。

以上のように、本発明により提供する直線軌道に基づく断層走査装置及び透視結像装置は、放射線受入ユニットと被検対象通路との間に第１のコリメーターを設けることで、放射線ビームが第１のコリメーターと被検対象を順次に透過した後放射線受入ユニットに受け入れられ、走査の過程において、放射線発生ユニットが静止するが、第１のコリメーターと放射線受入ユニットが同一方向に直線運動し且つ運動方向が被検対象通路と平行し、第１のコリメーターと放射線受入ユニットが互いに合わせて運動することで、被検対象の各角度の走査を実現する。そのため、本発明における直線軌道断層走査装置は一番少なく、１つだけの放射線受入ユニットで断層走査を完成できるため、直線軌道断層走査装置の構成を簡素化し、直線軌道断層走査装置を実現するコストを低減させる。

本発明により提供する直線軌道に基づく断層走査装置及び透視結像装置は、放射線受入ユニットと被検対象通路との間に第１のコリメーターを設けることで、放射線ビームが第１のコリメーターと被検対象を順次に透過した後放射線受入ユニットに受け入れられ、走査の過程において、放射線発生ユニットが静止するが、第１のコリメーターと放射線受入ユニットが同一方向に直線運動し且つ運動方向が被検対象通路と平行し、第１のコリメーターと放射線受入ユニットが互いに合わせて運動することで、被検対象の各角度の走査を実現する。そのため、本発明における直線軌道断層走査装置は一番少なく、１つだけの放射線受入ユニットで断層走査を完成できるため、直線軌道断層走査装置の構成を簡素化し、直線軌道断層走査装置を実現するコストを低減させる。

Claims (14)

1. 順次に設けられている特定のオープニング角度範囲内に放射線ビームを生成するための放射線発生ユニットと、前記放射線ビームを制限するための第１のコリメーターと、被検対象が通過するための被検対象通路と、放射線ビームを受け入れる放射線受入ユニットと、を備え、
   前記放射線発生ユニットにより生成した放射線ビームが前記第１のコリメーターと被検対象を順次に透過した後、前記放射線受入ユニットに受け入れられ、前記放射線受入ユニットが受け入れられた放射線ビームデータを結像コンピュータに転送し、処理し且つ表示し、
   前記放射線発生ユニットが静止し、前記第１のコリメーターと前記放射線受入ユニットが同一方向に運動することを特徴とする直線軌道に基づく断層走査装置。
2. 前記第１のコリメーターには、前記放射線ビームが通過するための、少なくとも１つの第１のコリメータスリットが開設され、
   前記第１のコリメータスリットは前記オープニング角度範囲内に位置し、前記第１のコリメーターの境界は前記オープニング角度範囲を超えることを特徴とする請求項１に記載の断層走査装置。
3. 前記第１のコリメータスリットの数量がｎであり、ｎ＝１である場合に、前記第１のコリメータスリットの一回の単方向運動の最大行程がｓであり、ｎ＞１である場合に、隣接する前記第１のコリメータスリットのスリット中心の間隔＝ｓ／ｎであることを特徴とする請求項２に記載の断層走査装置。
4. 前記放射線受入ユニットの数量は前記第１のコリメータスリットの数量と同じであり、各放射線受入ユニットはそれぞれ１つの前記第１のコリメータスリットに対応することを特徴とする請求項２または３に記載の断層走査装置。
5. 前記放射線受入ユニットは第３のコリメータスリットが開設されている第３のコリメーターと、前記第３のコリメーターを透過する放射線ビームを受け入れる検出器と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の断層走査装置。
6. 前記放射線発生ユニットは放射線ビームを生成する放射線源と、前記放射線ビームを前記特定のオープニング角度範囲内に限定する第２のコリメーターと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の断層走査装置。
7. 前記運動通路の両側に平行に設置されている第１の軌道と第２の軌道とをさらに備え、前記第１のコリメーターは前記第１の軌道に沿って運動し、前記放射線受入ユニットは前記第２の軌道に沿って運動し、前記第１のコリメーターと放射線受入ユニットとの運動速度の比は、前記放射線源から第１の軌道までの距離と前記放射線源から第２の軌道までの距離との比に等しいことを特徴とする請求項１に記載の断層走査装置。
8. 前記第１の軌道及び第２の軌道は前記運動通路と平行する直線軌道であり、又は、
   前記第１の軌道及び第２の軌道は前記放射線発生ユニットを円心とする弧形軌道であることを特徴とする請求項７に記載の断層走査装置。
9. 前記放射線発生ユニット、第１のコリメーター、及び放射線受入ユニットはいずれも１つのストレートロッドに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の断層走査装置。
10. 前記放射線受入ユニットは放射線受入ユニットに吸收されていない放射線ビームを吸収するための放射保護部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項9のいずれか１項に記載の断層走査装置。
11. 断層走査を行う際に、前記被検対象が前記運動通路で運動し、前記第１のコリメーターと放射線受入ユニットが往復運動することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の断層走査装置。
12. 前記被検対象の運動速度は放射線受入ユニットの運動速度の０．００５〜０．１倍であることを特徴とする請求項１１に記載の断層走査装置。
13. 前記第１のコリメーターと放射線受入ユニットの運動状態を制御でき且つモニタリングできる制御ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の断層走査装置。
14. 順次に設けられている特定のオープニング角度範囲内に放射線ビームを生成するための放射線発生ユニットと、前記放射線ビームを制限するための第１のコリメーターと、被検対象が通過するための被検対象通路と、放射線ビームを受け入れる放射線受入ユニットと、を備え、
    前記放射線発生ユニットにより生成した放射線ビームが前記第１のコリメーターと被検対象を順次に透過した後、前記放射線受入ユニットに受け入れられ、前記放射線受入ユニットが受け入れられた放射線ビームデータを結像コンピュータに転送し、処理し且つ表示し、
    前記放射線発生ユニットが静止し、前記第１のコリメーターと前記放射線受入ユニットが同一方向に運動し、
    走査を行う際に、前記被検対象が前記運動通路に静止し、前記第１のコリメーターと放射線受入ユニットが単方向運動を一回のみすることを特徴とする直線軌道透視結像装置。

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