КОМПЬЮТЕРНЫЙ ТОМОГРАФ Российский патент 2015 года по МПК A61B6/03 G01N23/04 

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к установкам компьютерной томографии (далее ′′установки КТ′′) без рамы (далее ′′гентри′′), содержащей компоненты сканирующей системы, и, более конкретно, к установкам КТ без гентри для применения в системах досмотра грузов и багажа.

2. ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Применение технологии КТ в системах досмотра постоянно расширяется благодаря великолепным характеристикам таких установок в части определения плотности веществ. Однако поскольку технология КТ требует, чтобы информация была получена под разными углами для реконструкции данных, то обычно данные рентгеноскопии получают под разными углами с помощью сканирующей системы, установленной на раме (гентри), которая вращается с некоторой скоростью. Поскольку используются вращающиеся компоненты, такие установки имеют сложную конструкцию, создают шум, занимают много места, требуют больших эксплуатационных расходов и расходов на техническое обслуживание. В последние годы в связи с продвижением вперед в технике источников рентгеновского излучения и, в особенности с появлением многолучевых источников на базе углеродных нанотрубок, в области компьютерной томографии были предложены новые принципы реконструкции данных, получаемых под разными углами.

Управление активацией фокусных пятен источника рентгеновского излучения, в котором используются углеродные нанотрубки, осуществляется в определенной временной последовательности. Если количество фокусных пятен источника рентгеновского излучения достаточно, схема принимающих поверхностей детектора эффективна, и применяется корректная синхронизация излучения и его приема, то в установках КТ, в которых не используется гентри, может потребоваться достаточный объем информации, необходимой для реконструкции данных в соответствии с технологией КТ. С появлением установок КТ без гентри решается сложная задача передачи данных, которая является проблемой для традиционной компьютерной томографии, с одновременным снижением эксплуатационных расходов и повышением надежности. Однако в связи с исключением вращающихся компонентов из установок КТ без гентри в этих установках повышаются требования к схемам размещения источника рентгеновского излучения и детектора. Выбор продуманной схемы размещения источника и детектора рентгеновского излучения также становится одной из основных проблем, стоящих перед производителями установок КТ без гентри.

Первые установки КТ без гентри применялись в основном в области медицины, при этом исследуемые объекты были сравнительно простыми, и в этом случае обеспечивалось фиксированное положение объекта в туннеле томографа. Поэтому в наиболее распространенной схеме детектор проходил по сегменту дуги или по отрезку прямой линии, и данные для реконструкции изображений КТ получали под разными углами путем перемещения фокусных пятен, испускающих пучки рентгеновского излучения, многолучевого источника относительно поверхности детектора. В первых установках КТ без гентри влияние туннеля сканирования на схемы размещения источника рентгеновского излучения и детектора, то есть, обеспечение достаточно большого туннеля для установки КТ, имеющей малые размеры, в комплексе не рассматривалось, ни для прямолинейной конфигурации, ни для круговой. Поэтому, когда установка КТ без гентри применяется для целей досмотра различных объектов, она имеет большие габариты и низкую пропускную скорость, что не обеспечивает выполнение требований к площади, занимаемой установкой КТ, и к скорости выполнения досмотра объектов. В системах досмотра размер досмотрового туннеля и скорость обработки объектов - это два важных фактора, которые характеризуют эффективность системы. Поэтому туннель сканирования в установке КТ, предназначенной для досмотра объектов, существенно больше туннеля в случае медицинских томографов, и скорость работы досмотровых томографов существенно выше скорости работы медицинских томографов. Кроме того, многие досмотровые томографы расположены в зонах, свободных для доступа людей. Поэтому к средствам радиационной защиты таких томографов предъявляются повышенные требования. Это накладывает очень жесткие требования к конструкции досмотровых томографов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание установки КТ без гентри, которая, в частности, имеет небольшой объем, так что площадь, занимаемая установкой, может быть уменьшена.

В соответствии с одним из вариантов установка КТ без гентри по настоящему изобретению содержит: туннель сканирования; стационарный источник рентгеновских лучей, расположенный вокруг туннеля сканирования и содержащий множество фокусных пятен, испускающих излучение; и множество стационарных модулей детектора, расположенных вокруг туннеля сканирования напротив источника рентгеновского излучения.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения схема расположения по меньшей мере некоторых модулей детектора имеет по существу L-образную форму, если рассматривать ее в плоскости, пересекающей туннель сканирования. Эта плоскость по существу перпендикулярна направлению туннеля сканирования или наклонена относительно этого направления.

В соответствии с одним из вариантов схема расположения по меньшей мере некоторых фокусных пятен источника рентгеновского излучения представляет по существу прямую линию или ломаную линию, если рассматривать ее в плоскости, пересекающей туннель сканирования. Эта плоскость по существу перпендикулярна направлению туннеля сканирования или наклонена относительно этого направления.

В соответствии с одним из вариантов фокусные пятна, расположенные по существу на прямой или ломаной линии, содержат переднее фокусное пятно и заднее фокусное пятно, находящиеся на переднем и заднем концах линии соответственно, модули детектора, расположенные по существу по L-образной схеме, содержат передний детектор и задний детектор, расположенные на переднем и заднем концах схемы соответственно, и сумма угла, сформированного линиями, соединяющими центр туннеля сканирования с передним фокусным пятном и с задним фокусным пятном, и угла, сформированного линиями, соединяющими центр туннеля сканирования с передним модулем детектора и с задним модулем детектора, больше 180 градусов. Таким образом, обеспечивается получение системой сбора данных достаточного объема информации сканирования.

В соответствии с одним из вариантов пучки излучения, испускаемые множеством фокусных пятен источника рентгеновского излучения, перпендикулярны направлению туннеля сканирования или направлению, в котором продвигается досматриваемый объект в туннеле сканирования, или наклонены относительно направления туннеля сканирования или направления, в котором продвигается объект.

В соответствии с одним из вариантов пучки излучения, испускаемые множеством фокусных пятен источника рентгеновского излучения, и поверхности приема пучков излучения модулей детектора расположены в одной плоскости.

В соответствии с одним из вариантов поверхности приема излучения модулей детектора примыкают друг к другу своими концами, так что пучки излучения, испускаемые множеством фокусных пятен, не могут проходить между поверхностями приема излучения.

В одном из вариантов могут быть сформированы две прямые линии путем соединения центральных точек поверхностей приема пучков излучения модулей детектора, и линии пересекаются в некоторой точке, если рассматривать в плоскости, пересекающей туннель сканирования. Эта плоскость по существу перпендикулярна направлению туннеля сканирования или наклонена относительно этого направления.

В соответствии с одним из вариантов множество фокусных пятен источника рентгеновского излучения, и поверхности приема пучков излучения множества модулей детектора расположены в одной плоскости, и направления пучков излучения, испускаемых множеством фокусных пятен, по существу перпендикулярны соответствующим поверхностям приема пучков излучения модулей детектора. Эта плоскость по существу перпендикулярна направлению туннеля сканирования или наклонена относительно этого направления.

В соответствии с одним из вариантов каждый модуль детектора может принимать пучок излучения, испускаемый по меньшей мере одним фокусным пятном источника рентгеновского излучения.

В соответствии с одним из вариантов соответствующие фокусные пятна из множества фокусных пятен, испускающих пучки излучения, и модули детектора из множества модулей детектора расположены в одной плоскости. Эта плоскость по существу перпендикулярна направлению туннеля сканирования или наклонена относительно этого направления.

В соответствии с одним из вариантов множество фокусных пятен, испускающих пучки излучения, расположены по меньшей мере в один ряд в направлении, в котором проходит туннель сканирования.

В соответствии с одним из вариантов установка КТ содержит также передний коллиматор, расположенный между множеством фокусных пятен, излучающих пучки излучения, и модулями детектора, для регулирования уровней энергии пучков излучения, испускаемых фокусными пятнами.

В соответствии с одним из вариантов передний коллиматор представляет собой корректировочную решетку.

В соответствии с одним из вариантов расстояние между передним коллиматором и поверхностями приема излучения модулей детектора больше расстояния между корректировочной решеткой и фокусными пятнами, испускающими пучки излучения.

В соответствии с одним из вариантов расстояние между передним коллиматором и поверхностями приема излучения модулей детектора по меньшей мере в пять раз больше расстояния между корректировочной решеткой и фокусными пятнами, испускающими пучки излучения.

В соответствии с одним из вариантов корректировочная решетка имеет форму аппроксимирующей кривой.

В соответствии с одним из вариантов источник рентгеновского излучения представляет собой источник, в котором используются углеродные нанотрубки.

В настоящем изобретении может использоваться источник рентгеновского излучения с углеродными нанотрубками. За счет продуманного расположения источника рентгеновского излучения и модулей детектора в настоящем изобретении устраняются недостатки известных установок КТ без гентри, такие как сложность конструкции и большой объем, в результате чего может быть получена компактная досмотровая установка КТ, которая занимает меньше места в помещении и имеет повышенную надежность работы.

Установка КТ без гентри по настоящем изобретению, в которой используется источник рентгеновского излучения на углеродных нанотрубках, может обеспечить путем управления излучением такого источника и за счет оптимизации конфигурации кронштейна детектора получение достаточного объема данных, необходимых для установок КТ без гентри, при малых размерах установки, в результате чего уменьшается площадь занимаемой ею поверхности и расходы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 - схематический вид установки КТ без гентри по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фигура 2 - схема расположения источника излучения, детектора и переднего коллиматора по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фигура 3 - схема расположения источника излучения и детектора по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Дальнейшее описание настоящего изобретения будет дано ниже на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фигуре 1 представлен схематический вид установки КТ без гентри по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, содержащей: туннель 4 сканирования (досмотровый туннель); стационарный источник 7 рентгеновского излучения, обеспечивающий множество фокусных пятен 71, и множество стационарных модулей 10 детектора. Модули 10 детектора установлены на кронштейне 5, расположенном напротив источника 7 рентгеновского излучения. Модули 10 детектора расположены на конструкции, имеющей форму буквы L в плоскости, пересекающей туннель 4 сканирования (плоскость может быть примерно перпендикулярна направлению туннелю сканирования или может быть наклонена по отношению к направлению туннеля), то есть, конструкция содержит поперечную часть 13 кронштейна и вертикальную часть 11 кронштейна, которые соединены друг с другом без зазора между ними. Плоскость, в которой расположены фокусные пятна 71 источника 7 рентгеновского излучения, и кронштейн 5 детектора или модули 10 детектора, расположена примерно перпендикулярно направлению туннеля 4 сканирования или направлению движения транспортирующего устройства 1 или наклонена относительно направления туннеля 4 сканирования или направления движения транспортирующего устройства 1. Множество фокусных пятен 71, испускающих пучки излучения, и кронштейн 5 детектора или модули 10 детектора расположены вокруг туннеля 4 сканирования. Как показано на фигурах 1-3, в предпочтительном варианте установка КТ содержит также систему 3 фотоэлектрических датчиков для определения момента входа досматриваемого объекта в туннель сканирования и момента выхода из него объекта, блок 6 управления сбором данных, блок 8 компьютерной реконструкции данных и транспортирующее устройство 1 для перемещения досматриваемого объекта 2 в установке КТ.

В качестве источника 7 рентгеновского излучения может использоваться источник на основе углеродных нанотрубок, обеспечивающий множество фокусных пятен 71. Источник 7 рентгеновского излучения может быть также любым другим подходящим источником при условии, что он обеспечивает множество управляемых фокусных пятен, испускающих пучки излучения. Фокусные пятна источника 7 рентгеновского излучения расположены линейно и могут быть расположены по прямой линии (как показано на фигуре 1) или по ломаной линии (как показано на фигуре 3). Направление, в котором распространяются пучки рентгеновского излучения из фокусных пятен 71, примерно перпендикулярно направлению досмотрового туннеля 4 или направлению движения транспортирующего устройства 1 или же может быть наклонено относительно направления досмотрового туннеля 4 или направления движения транспортирующего устройства 1, и фокусные пятна 7, и принимающие поверхности модулей 10 детектора могут быть расположены в одной плоскости.

Как показано на фигуре 2, все пучки рентгеновского излучения, исходящие из источника 7, могут покрывать эффективную площадь 15 сканирования в туннеле 4 сканирования без всяких препятствий и без ′′слепых′′ зон. Управление рентгеновским излучением каждого фокусного пятна 71 источника 7 осуществляется блоком 6 управления сбором данных, который может изменять регулируемым образом моменты времени включения излучения фокусными пятнами 71, а также продолжительность и интенсивность излучения фокусными пятнами 71. Блок 6 управления может задавать излучение фокусными пятнами 71 в течение определенных интервалов времени или непрерывно. Между линиями, соединяющими центр С поперечного сечения досмотрового туннеля 4 с передним фокусным пятном 9 и с задним фокусным пятном 17 источника 7 рентгеновского излучения, формируется угол β, а между линиями, соединяющими центр С поперечного сечения досмотрового туннеля 4 с передним модулем 10 детектора и с задним модулем 10 детектора, формируется угол α, причем сумма этих двух углов удовлетворяет условию превышения 180 градусов.

Как показано на фигуре 2, кронштейн 5 детектора имеет поперечную часть 13 и вертикальную часть 11, которые пересекаются без каких-либо зазоров между ними. Центральные точки поверхностей приема излучения модулей 10 детектора на поперечной части 13 расположены по прямой линии, а центральные точки поверхностей приема излучения модулей 10 детектора на вертикальной части 11 расположены на другой прямой линии, причем эти линии пересекаются в некоторой точке. Излучение, исходящее из множества фокусных пятен 71, не может проходить сквозь кронштейн 5 детектора. В плоскости, в которой находятся фокусные пятна 71, испускающие рентгеновское излучение, модули 10 детектора примыкают друг к другу своими концами, так что между ними нет зазоров. Иначе говоря, рентгеновское излучение, испускаемое всеми фокусными пятнами, должно попадать на принимающие поверхности модулей детектора. Модули 10 детектора, показанные на фигурах, могут быть составлены из линеек элементов детекторов или из решеток элементов детектора.

Как показано на фигуре 2, фокальные пятна 71, испускающие рентгеновское излучение, могут быть расположены на прямой линии или на ломаной линии, как показано на фигуре 3, если рассматривать их в плоскости, пересекающей досмотровый туннель 4. Сумма угла β, сформированного линиями, соединяющими центр С поперечного сечения туннеля 4 сканирования с передним фокусным пятном 9 и с задним фокусным пятном 17 источника 7 рентгеновского излучения, и угла α, сформированного линиями, соединяющими центр С поперечного сечения туннеля 4 сканирования с передним модулем 10 детектора и с задним модулем 10 детектора, больше 180 градусов, в результате чего может быть получено достаточное количество данных томографического сканирования для реконструкции. Направление, в котором лучи рентгеновского излучения испускаются источником, на фигуре 3 примерно перпендикулярно направлению туннеля 4 сканирования или направлению движения транспортирующего устройства 1 или наклонено относительно направления туннеля 4 сканирования или направления движения транспортирующего устройства 1, причем направление лучей рентгеновского излучения соответствует ориентации принимающих плоскостей модулей детектора.

Каждый модуль 10 детектора на кронштейне 5 может принимать пучки рентгеновского излучения, испускаемые по меньшей мере некоторыми фокусными пятнами 71 источника 7 излучения. Некоторые лучи рентгеновского излучения падают перпендикулярно принимающим поверхностям, а другие падают на принимающие поверхности наклонно.

Как показано на фигуре 2, фокусные пятна 71, испускающие пучки рентгеновского излучения, расположены в один ряд, и модули 10 детектора также расположены в один ряд, если рассматривать их в плоскости, пересекающей туннель 4 сканирования, и направление, в котором испускаются лучи, может быть примерно перпендикулярно направлению туннеля 4 сканирования или направлению движения транспортирующего устройства 1 или наклонено относительно направления туннеля 4 сканирования или направления движения транспортирующего устройства 1. Поверхности модулей детектора, принимающие рентгеновские лучи, могут быть расположены в один ряд или в несколько рядов в направлении движения системы транспортировки багажа. Если принимающие поверхности расположены в несколько рядов, то необходимо использовать соответствующий передний коллиматор.

Как показано на фигуре 2, установка КТ по настоящему изобретению содержит также: передний коллиматор 16, расположенный между фокусными пятнами 17, испускающими пучки рентгеновского излучения, и множеством модулей 10 детектора, для управления дозами пучков рентгеновского излучения. Передний коллиматор 16 может быть корректировочной решеткой, имеющей форму аппроксимированной кривой, или другой подходящей корректировочной решеткой. Расстояние между передним коллиматором 16 и принимающими поверхностями модулей 10 детектора по меньшей мере в пять раз больше расстояния между передним коллиматором 16 и фокусными пятнами 71, испускающими пучки рентгеновского излучения.

В стационарной установке КТ без гентри, показанной на фигуре 3, кронштейн детектора имеет форму буквы L, или же модули 10 детектора расположены по схеме, имеющей по существу форму буквы L, и фокусные пятна 71 источника 7 рентгеновского излучения могут быть также расположены на ломаной линии. Сумма угла β, сформированного линиями, соединяющими центр С поперечного сечения туннеля 4 сканирования с передним фокусным пятном 9 и с задним фокусным пятном 17 источника 7 рентгеновского излучения, и угла α, сформированного линиями, соединяющими центр С поперечного сечения туннеля 4 сканирования с передним модулем 10 детектора и с задним модулем 10 детектора, больше 180 градусов. В других вариантах схема расположения модулей 10 детектора может иметь любую другую форму, такую как полукруглая форма, U-образная форма, дугообразная форма, параболическая форма и криволинейная форма. Схема расположения фокусных пятен 71 источника 7 рентгеновского излучения также может иметь L-образную форму, U-образную форму, полукруглую форму, дугообразную форму, параболическую форму, криволинейную форму и им подобные формы.

Энергия рентгеновского излучения, падающего на модули 10 детектора, расположенные на кронштейне 5, может излучаться одним фокусным пятном 71 или несколькими фокусными пятнами 71 источника 7 рентгеновского излучения. Интенсивности рентгеновского излучения, испускаемого различными фокусными пятнами 71 источника 7 рентгеновского излучения, могут регулироваться в соответствии с заданной программой. Количество фокусных пятен источника 7 рентгеновского излучения и размеры поперечной и вертикальной частей кронштейна соответствуют размеру эффективной зоны 15 сканирования внутри туннеля 4 сканирования. Пучки рентгеновского излучения, испускаемые фокусными пятнами 71, перекрывают туннель 4 сканирования.

Схема включения фокусных пятен 71, испускающих рентгеновское излучение, соответствует схеме управления сбором данных стационарной установки КТ, и управление моментами включения/выключения излучения каждого фокусного пятна 71 осуществляется блоком 6 управления сбором данных установки КТ. Фокусные пятна 71 источника 7 рентгеновского излучения могут испускать излучение в последовательности, задаваемой блоком 6 управления сбором данных, который задает частоту и продолжительность интервалов излучения фокусных пятен 71.

В установке КТ без гентри по настоящему изобретению блок 6 управления сбором данных осуществляет управление, включая управление источником 7 рентгеновского излучения и модулями 10 детектора по шине локальной сети контроллеров (CAN). Когда досматриваемый багаж 2, входящий в досмотровый туннель 4, включает систему 3 фотоэлектрических датчиков, вычислительная система 8 передает команды управления в блок 6 управления сбором данных, с использованием протокола обмена информацией, для начала сбора данных модулями 10 детектора. Блок 6 управления сбором данных расшифровывает полученные команды и передает соответствующие команды в модули 10 детектора для начала сбора данных, получает от них данные, исправляет ошибки и передает данные, полученные модулями 10 детектора, в блок 8 компьютерной реконструкции.

Блок 8 компьютерной реконструкции является основным устройством, обеспечивающим анализ и реконструкцию данных и идентификацию характеристических параметров в установке КТ без гентри. Когда полученные данные передаются в блок 8 компьютерной реконструкции, в этом блоке сначала осуществляется классификация данных по форматам пакетов данных, определение источников данных и формирование характеристической матрицы для багажа, просвечиваемого в зоне сканирования, и затем находится решение характеристической матрицы для определения соответствующей величины характеристики. Затем блок 8 компьютерной реконструкции осуществляет сравнение полученной величины характеристики с величинами характеристик специальных веществ в базе данных и определяет, является ли вещество, находящееся в багаже, веществом, заслуживающим внимания, и выводит предложение подачи сигнала тревоги.

Досмотровый туннель 4 обеспечивает проход, по которому транспортируется досматриваемый багаж 2, и защитные стенки для экранирования рентгеновского излучения установки. Защитные стенки формируются из материала, защищающего от радиации, и в качестве такого материала может использоваться тяжелый металл, такой как свинец или сталь.

Для сканирования досматриваемого багажа 2 он подается в досмотровый туннель 4 и транспортируется на ленте транспортирующего устройства 1. Когда багаж 2 включает систему 3 фотоэлектрических датчиков или фотоэлектрический датчик 3, источник 7 рентгеновского излучения переводится в состояние готовности к испусканию излучения. Когда багаж 2 входит в зону 15 эффективного сканирования блок 6 управления сбором данных осуществляет управление фокусными пятнами 71 источника 7 рентгеновского излучения для обеспечения излучения фокусными пятнами 71 в определенные моменты времени непрерывно или в течение заданных интервалов. При этом блок 6 сбора данных передает команды на прием данных, так чтобы модули 10 детектора, расположенные в соответствующих местах, начинали прием данных. Одновременно записывается время получения данных и положение модулей 10 детектора, которые получают эти данные. Затем полученные данные передаются в блок 8 компьютерной реконструкции по выделенному кабелю, такому как волоконно-оптический кабель. Блок 8 компьютерной реконструкции исправляет ошибки и обрабатывает данные, сравнивая информацию команд управления излучением фокусных пятен и данные, полученные в эти же моменты времени, и затем осуществляется реконструкция данных для соответствующего положения багажа для формирования матрицы в соответствии с характеристиками веществ, находящихся в досматриваемом багаже 2. Затем расчетный модуль блока 8 компьютерной реконструкции определяет решение матрицы для получения одной или нескольких характеристик веществ в досматриваемом багаже 2, находящемся в соответствующем положении, и определяет характеристики веществ в одном положении среза. По мере того как багаж 2 перемещается с некоторой скоростью, блок 8 компьютерной реконструкции будет срез за срезом получать характеристики веществ всего багажа. Полученные характеристики для всех срезов анализируются совместно специализированным алгоритмом идентификации для получения характеристик веществ и сравнения их с характеристиками веществ в таблице базы данных, в результате чего делается вывод о том, содержит или нет досматриваемый багаж 2 вещества, которые могут вызывать тревогу, и изображение багажа отображается на дисплее, соединенном с вычислительной системой.

В соответствии с настоящим изобретением данные по досматриваемому багажу получают в разные моменты времени путем переключения между фокусными пятнами, испускающими излучение, и между зонами сканирования и получения данных путем переключения между фокусными пятнами 71 источника 7 рентгеновского излучения, которые находятся в соответствующих положениях. В результате, компьютерное томографическое сканирование досматриваемого багажа может быть осуществлено с использованием традиционной технологии компьютерной томографии без вращения сканируемого объекта или вращения детектора и источника рентгеновского излучения.

При компьютерной реконструкции точность реконструкции компьютером данных срезов соответствует углу наблюдения досматриваемого багажа. Настоящее изобретение может использоваться с источником рентгеновского излучения, в котором используются углеродные нанотрубки. Поэтому фокусные пятна, испускающие излучение, могут быть расположены на равных интервалах по длине источника. Последовательность, в которой фокусные пятна испускают излучение, может быть расположена вдоль прямой линии или ломаной линии по программе управления, реализуемой блоком 6 управления сбором данных. Детектор может быть линейкой или решеткой элементов детектора для решения в наибольшей степени проблемы стоимости и точности идентификации системы.

Досматриваемый багаж проходит зону сканирования с определенной скоростью.

Если предъявляются высокие требования к сканированию, то досматриваемый объект может оставаться неподвижным в зоне сканирования в процессе его сканирования, а затем его можно повернуть, после чего продолжается сканирование неподвижного объекта до завершения процесса сканирования. Компьютерная система идентифицирует вещества путем определения их характеристик на томографических срезах багажа. В процессе идентификации веществ система должна идентифицировать по меньшей мере одну характеристику вещества, такую как плотность или атомный номер.

Установка КТ без гентри по настоящему изобретению обеспечивает решение проблемы известных установок КТ без гентри, связанные с большим объемом и низкой точностью получаемых данных. Предлагаемая установка КТ обеспечивает высокую скорость досмотра и имеет небольшие размеры в результате полного использования возможностей технологии КТ для досмотровых систем и комплексного рассмотрения туннеля сканирования, источника рентгеновского излучения с использованием углеродных нанотрубок и системы детектора.

Изобретение относится к устройствам для компьютерной томографии без гентри. Установка КТ содержит туннель сканирования, стационарный источник рентгеновских лучей, расположенный вокруг туннеля сканирования и содержащий множество фокусных пятен, испускающих излучение, и множество стационарных модулей детектора, расположенных вокруг туннеля сканирования напротив источника рентгеновского излучения. Одна часть модулей из множества модулей детектора расположена в первом направлении, а вторая часть модулей из множества модулей детектора расположена во втором направлении, и схема расположения этих частей модулей детектора имеет L-образную форму. Первое направление образует прямую линию, формируемую путем соединения центральных точек поверхностей приема пучков излучения одной части модулей детектора. Второе направление образует вторую прямую линию, формируемую путем соединения центральных точек поверхностей приема пучков излучения другой части модулей детектора, которые пересекаются в некоторой точке, если рассматривать в плоскости, пересекающей туннель сканирования. Поверхности приема пучков излучения одной части модулей детектора наклонены относительно первого направления и обращены в сторону источника рентгеновского излучения, а поверхности приема пучков излучения другой части модулей детектора наклонены относительно второго направления и обращены в сторону источника рентгеновского излучения. Стационарная установка КТ без гентри по настоящему изобретению имеет небольшие размеры и высокую точность идентификации данных. 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Компьютерный томограф, содержащий:
туннель сканирования;
стационарный источник рентгеновского излучения, расположенный вокруг туннеля сканирования и содержащий множество фокусных пятен, испускающих излучение; и
множество стационарных модулей детектора, расположенных вокруг туннеля сканирования напротив источника рентгеновского излучения, причем одна часть модулей из множества модулей детектора расположена в первом направлении, а вторая часть модулей из множества модулей детектора расположена во втором направлении, и схема расположения этих частей модулей детектора имеет L-образную форму,
причем первое направление образует прямую линию, формируемую путем соединения центральных точек поверхностей приема пучков излучения одной части модулей детектора, а второе направление образует вторую прямую линию, формируемую путем соединения центральных точек поверхностей приема пучков излучения другой части модулей детектора, которые пересекаются в некоторой точке, если рассматривать в плоскости, пересекающей туннель сканирования, причем
поверхности приема пучков излучения одной части модулей детектора наклонены относительно первого направления и обращены в сторону источника рентгеновского излучения, а поверхности приема пучков излучения другой части модулей детектора наклонены относительно второго направления и обращены в сторону источника рентгеновского излучения.

2. Томограф по п. 1, в котором схема расположения, по меньшей мере, некоторых фокусных пятен источника рентгеновского излучения представляет прямую линию или ломаную линию, если рассматривать ее в плоскости, пересекающей туннель сканирования.

3. Томограф по п. 2, в котором фокусные пятна, расположенные на прямой или ломаной линии, содержат переднее фокусное пятно и заднее фокусное пятно, находящиеся на переднем и заднем концах линии соответственно, а модули детектора, расположенные по L-образной схеме, содержат передний детектор и задний детектор, расположенные на переднем и заднем концах схемы соответственно, причем сумма угла, сформированного линиями, соединяющими центр туннеля сканирования с передним фокусным пятном и с задним фокусным пятном, и угла, сформированного линиями, соединяющими центр туннеля сканирования с передним модулем детектора и с задним модулем детектора, составляет больше 180 градусов.

4. Томограф по п. 1, в котором пучки излучения, испускаемого множеством фокусных пятен источника рентгеновского излучения, перпендикулярны направлению туннеля сканирования или направлению, в котором продвигается досматриваемый объект в туннеле сканирования, или наклонены относительно направления туннеля сканирования или направления, в котором продвигается объект.

5. Томограф по п. 1, в котором пучки излучения, испускаемые множеством фокусных пятен источника рентгеновского излучения, и поверхности приема пучков излучения модулей детектора расположены в одной плоскости.

6. Томограф по п. 1, в котором поверхности приема излучения модулей детектора примыкают друг к другу своими концами, так что пучки излучения, испускаемые множеством фокусных пятен, не могут проходить между поверхностями приема излучения.

7. Томограф по п. 1, в котором множество фокусных пятен источника рентгеновского излучения и поверхности приема пучков излучения множества модулей детектора расположены в одной плоскости и направления пучков излучения, испускаемых множеством фокусных пятен, перпендикулярны соответствующим поверхностям приема пучков излучения модулей детектора.

8. Томограф по п. 1, в котором каждый модуль детектора выполнен с возможностью принимать пучок излучения, испускаемый по меньшей мере одним фокусным пятном источника рентгеновского излучения.

9. Томограф по п. 1, в котором соответствующие фокусные пятна из множества фокусных пятен, испускающих пучки излучения, и модули детектора из множества модулей детектора расположены в одной плоскости.

10. Томограф по п. 1, в котором множество фокусных пятен, испускающих пучки излучения, расположены, по меньшей мере, в один ряд в направлении, в котором проходит туннель сканирования.

11. Томограф по п. 1, содержащий также передний коллиматор, расположенный между множеством фокусных пятен, испускающих пучки излучения, и модулями детектора, для регулирования уровней энергии пучков излучения, испускаемых фокусными пятнами.

12. Томограф по п. 1, в котором передний коллиматор представляет собой корректировочную решетку.

13. Томограф по п. 11 или 12, в котором расстояние между передним коллиматором и поверхностями приема излучения модулей детектора больше расстояния между корректировочной решеткой и фокусными пятнами, испускающими пучки излучения.

14. Томограф по п. 11 или 12, в котором расстояние между передним коллиматором и поверхностями приема излучения модулей детектора, по меньшей мере, в пять раз больше расстояния между корректировочной решеткой и фокусными пятнами, испускающими пучки излучения.

15. Томограф по п. 12, в котором корректировочная решетка имеет форму аппроксимирующей кривой.

16. Томограф по п. 1, в котором источник рентгеновского излучения представляет собой источник, в котором используются углеродные нанотрубки.

17. Томограф по п. 1, в котором множество фокусных пятен источника рентгеновского излучения выполнено с возможностью испускать излучение последовательно с интервалами или непрерывно.

18. Томограф по п. 1, в котором схема расположения множества фокусных пятен источника рентгеновского излучения имеет L-образную форму, U-образную форму, полукруглую форму, дугообразную форму, параболическую форму или криволинейную форму.