Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к рентгеновской компьютерной томографии, а именно устройствам для генерации рентгеновского излучения со сканирующим электронным пучком, электронно-лучевым компьютерным томографам, и может быть использовано как в медицине, так и в области промышленного неразрушающего контроля.
Уровень техники
Рентгеновская трубка – электровакуумный прибор, служащий источником рентгеновского излучения, которое возникает при взаимодействии испускаемых катодом электронов с веществом анода (антикатода). Энергия электронов, ускоренных электрическим полем, частично переходит в энергию рентгеновского излучения при взаимодействии с тяжелыми металлами, из которых сделан анод.
Типовой сканер, используемый в рентгеновской компьютерной томографии (КТ-сканер), состоит из рентгеновской трубки, установленной напротив одного или более детекторов. Во время сканирования рентгеновская трубка испускает излучение, которое проходит через исследуемый объект и попадает на один или более детекторов рентгеновского излучения. Сигналы с детекторов преобразуются в данные, которые используются для создания трехмерных изображений объема исследуемого объекта.
Большинство современных КТ-сканеров работают по принципу постоянного вращения, при котором рентгеновская трубка и детектор жестко спарены, а их ротационные движения вокруг сканируемой области происходят одновременно с испусканием и улавливанием рентгеновского излучения (Компьютерная томография. Базовое руководство, Второе издание на русском языке, переработанное и дополненное, Матиас Хофер, Мед. Лит., 2008).
Однако устройства с вращающимися рентгеновскими трубками имеют физические ограничения, накладываемые механическим вращением. В частности, для медицинских компьютерных томографов скорость вращения ограничивается приблизительно четырьмя оборотами в секунду, что не позволяет избавиться от появления артефактов движения при реконструкции изображений и увеличивает время проведения исследования.
Совершенствование медицинских компьютерных томографов направлено на повышение скорости сбора данных, уменьшение лучевой нагрузки, получение качественной трехмерной реконструкции исследуемого объекта, повышение надежности, безопасности и долговечности работы КТ-сканеров.
Большей производительностью и более высоким качеством реконструируемых изображений обладают электронно-лучевые томографы (например, КТ-сканер «Иматрон СТ-100»), содержащие электронную сканирующую систему, которая включает в себя один или несколько неподвижных источников электронов («пушки»), формирующих поток электронов в направлении мишени (анода). При этом электронный пучок отклоняется с помощью магнитной системы, которая обеспечивает развертку и фокусировку пучка электронов на мишени заданной геометрии. Катодный узел пушки и протяженная мишень находятся в едином вакуумном объеме, мишень, при этом может иметь форму кольца (подковы) большого радиуса. Таким образом, перемещение пучка высокоэнергичных электронов по мишени равнозначно перемещению источника рентгеновского излучения вокруг исследуемого объекта. Поскольку скорость перемещения ограничивается лишь переходными процессами силовой и управляющей электроники, время сканирования при одном обороте источника по сравнению с классическими механическими КТ-сканерами сокращается в десятки раз.
При столь малом времени сканирования, для обеспечения достаточного для получения качественных изображений рентгеновского выхода, в электронно-лучевых сканерах требуется обеспечить значительную величину мощности или тока. При этом тепловая нагрузка на мишенный узел также возрастает, что, при несоблюдении некоторых условий, может привести к разрушению материалов мишени. По этой причине одним из важнейших моментов при проектировании электронно-лучевых устройств является разработка адекватной системы мишенных узлов.
Для увеличения скорости обследования, пучки электронов, создаваемые катодом, обычно используются для бомбардировки с большой энергией мишени из поликристаллического вольфрама или вольфрам-рениевого сплава. При этом уменьшение размеров фокусного пятна приводит к значительному росту плотности энергии на мишени, что может приводить к перегреву и разрушению поверхности мишени, и, как следствие, выходу из строя рентгеновской трубки. Увеличение фокусного пятна приводит к потере в резкости изображения среза объекта. Таким образом, нагревание мишени часто ограничивает интенсивность генерируемого рентгеновского пучка.
В используемых на сегодняшний день рентгеновских трубках такую проблему часто решают посредством использования вращающегося анода. Также проблему перегрева решают посредством увеличения массо-габаритных параметров анода, использования теплообменников, окружающих вакуумную оболочку рентгеновских трубок.
Из ряда патентов (например, US4352021, US7872241) известна конструкция КТ-сканера со сканирующим пучком электронов, в котором используется несколько мишеней большой массы, расположенных в четыре ряда, которые охлаждаются проточной водой, что решает проблемы теплоотвода. В частности, в упомянутых публикациях узел мишеней включает четыре полукруглых кольца мишеней, к каждому из которых подходит охлаждающий змеевик. В публикации US7872241 мишень имеет подковообразную форму, сформированную как единое целое, или может быть образована прямыми участками, соединенными вместе для образования формы многоугольника. В одном из частных вариантов мишень включает металлическую заднюю часть, активную и неактивную секции, соединенные с задней частью, например, методом пайки, при этом активная секция выполнена с возможностью генерирования рентгеновских лучей при попадании на неё электронного луча, неактивная секция предназначена, напротив, для подавления генерации рентгеновских лучей. Внешний диаметр активной секции приблизительно равен внутреннему диаметру неактивной секции. Возможен также вариант реализации изобретения с использованием двух источников электронов и мишени с двумя активными секциями, разделенными небольшим зазором, выполненными с возможностью генерирования рентгеновских лучей при попадании на них электронного луча. Активные секции мишени изготовлены из тугоплавкого металла, такого как вольфрам, молибден и/или один из их многочисленных сплавов, и имеют плоские верхние поверхности. Во время работы рентгеновской трубки блоки фокусировки поочередно перемещают электронные лучи от двух источников электронов по первой и второй активным секциям. В результате уменьшения уровня мощности неактивного луча снижается нагрев мишени, а также общая мощность, требуемая от высоковольтного источника питания.
Наиболее близкими к предлагаемой группе изобретений являются система мишеней электронно-лучевого компьютерного томографа и электронно-лучевой сканер, известные из патента US8530849. Электронно-лучевой сканер включает вакуумную камеру; по меньшей мере, два источника электронов, расположенных со стороны задней части вакуумной камеры; магнитную систему вращения, фокусировки и отклонения электронных пучков; систему мишеней, генерирующих рентгеновское излучение, расположенную в передней части вакуумной камеры; окна выхода рентгеновского излучения; детектор генерируемого излучения. При этом система мишеней образована двумя вольфрамовыми мишенями, расположенными концентрично относительно детектора. Концы каждой из мишеней по окружности накладываются на, по крайней мере, часть детектора. За счет разного диаметра мишеней электронный пучок, генерируемый одним из источников, осуществляет столкновение с одной мишенью, не касаясь другой мишени. При этом мишени расположены под углом приблизительно тридцать шесть градусов относительно детектора. В сканере использован детектор, разделенный зазором на два детекторных кольца, каждое из которых образовано пиксельной матрицей (матрицей фотосенсоров). Применение известного решения позволяет получать высокую мощность рентгеновского излучения и обеспечивать приемлемый срок службы рентгеновских трубок. Однако в данной публикации отсутствует описание конструктивного выполнения мишенного узла, который оказывает существенное влияние на надежность устройства и качество получаемого реконструированного изображения. Задача по усовершенствованию системы мишенного узла является актуальной и для данного технического решения.
Таким образом, проблема обеспечения долговечности и надежности мишеней, а также улучшение их характеристик, продолжает оставаться актуальной.
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание системы мишеней устройства для генерации рентгеновского излучения по меньшей мере с двумя источниками электронов, а также электронно-лучевого сканера на его основе, характеризующихся надежностью и долговечностью, позволяющих обеспечивать быструю и эффективную генерацию и детектирование рентгеновских лучей, при упрощении технологии изготовления и сборки.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является создание надежной конструкции электронно-лучевого сканера для рентгеновской компьютерной томографии, характеризующегося протяженностью области сканирования не менее 16 см, и обеспечивающего получение качественного (без дефектов) реконструированного изображения объекта при упрощении технологии изготовления и сборки.
Технический результат достигается за счет создания конструкции сегмента системы мишеней устройства для генерации рентгеновского излучения, выполненного в виде объемной детали, содержащей основание из теплопроводящего материала со ступенчатым профилем поперечного сечения, имеющее внешнюю и внутреннюю продольные поверхности, стыковочные торцевые поверхности, внешнюю и внутреннюю установочные поверхности, при этом основание снабжено со стороны внутренней установочной поверхности по меньшей мере двумя ступенями с закрепленными на них внутренней и внешней дугообразными пластинами для генерации рентгеновского излучения, и площадкой, расположенной параллельно внешней установочной поверхности, с закрепленной на ней настроечной пластиной, где первая ступень основания с закрепленной внутренней пластиной расположена под углом α по отношению к плоскости расположения настроечной пластины, а вторая ступень с закрепленной внешней пластиной расположена под углом β по отношению к плоскости расположения настроечной пластины, где β<α; основание снабжено по меньшей мере четырьмя монтажными отверстиями, два из которых расположены между внутренней и внешней пластинами, а два других – между настроечной пластиной и внешней продольной поверхностью основания.
Ступени основания, а также площадка для размещения настроечной пластины могут быть снабжены упорными для пластин выступами. В предпочтительном варианте реализации изобретения угол α может быть выполнен равным 17°, угол β может быть выполнен равным 13°.
Внутренняя пластина может быть выполнена с радиусом кривизны внутренней поверхности от 628 мм до 631 мм, внешняя пластина может быть выполнена с радиусом кривизны внутренней поверхности от 660 мм до 663, настроечная пластина может быть выполнена с радиусом кривизны внутренней поверхности от 713 мм до 715.
Нижняя граница внешней пластины может быть расположена на высоте h1, составляющей от 4,25 мм до 4,55 мм от нижней границы настроечной пластины, нижняя граница внутренней пластины может быть расположена на высоте h3, составляющей от 24,35 мм до 24,65 мм от нижней границы настроечной пластины; при этом нижняя граница внешней пластины может быть удалена от нижней границы внутренней пластины на расстоянии от 19,95 мм до 20,25 мм в проекции на плоскость расположения настроечной мишени.
Толщина пластин может составлять от 0,6 до 0,9 мм, ширина внутренней и внешней пластин может составлять от 14,5 до 15 мм, ширина настроечной пластины может составлять от 29,5 до 30 мм.
Основание может быть выполнено из бескислородной меди, а в качестве пластин могут быть использованы вольфрам-рениевые пластины.
Сегмент системы мишеней может также содержать по меньшей мере два вольфрамовых W-образных сенсора для отслеживания положения электронного пучка на настроечной пластине, закрепленных на теплопроводящем основании с зазором относительно настроечной пластины. Использование вольфрамовых W-образных сенсоров является одним из альтернативных способов настройки параметров пучка. При этом такая настройка может быть реализована другими методами и средствами, например, с помощью тестовых объектов с последующей корректировкой параметров получаемого пучка.
Технический результат также достигается за счет создания системы мишеней устройства для генерации рентгеновского излучения, содержащей набор вышеописанных сегментов, закрепленных на кольцеобразной плите с формированием по меньшей мере двух дугообразных мишеней – внутренней и внешней, и одной настроечной мишени, при этом сегменты закреплены на плите с зазором друг относительно друга, обеспечивающим исключение повреждения сегментов при их тепловом расширении в процессе работы устройства, плита снабжена каналами для охлаждения сегментов системы мишеней, расположенных с образованием не менее двух охлаждающих секций, а также входными и выходными отверстиями для охлаждающей среды.
В предпочтительном варианте реализации изобретения система мишеней включает 12 сегментов.
Каналы для охлаждения сегментов системы мишеней могут быть выполнены с прямоугольным профилем поперечного сечения и могут быть расположены параллельно дугообразным мишеням на равном расстоянии друг от друга, с образованием двух охлаждающих секций, симметричных относительно вертикальной оси, проходящей через центр кольцеобразной плиты.
В частных вариантах реализации изобретения количество каналов каждой секции может быть выбрано равным не менее 7, при этом ширина и высота каналов составляет, предпочтительно, не менее 4 мм, расстояние между соседними каналами - не менее 14 мм.
Зазор между соседними сегментами системы мишеней может составлять от 0,35 до 0,45 мм, например, 0,4 мм.
Технический результат также достигается за счет создания устройства для генерации рентгеновского излучения (рентгеновской трубки), включающего вакуумную камеру; по меньшей мере, два источника электронов, расположенных со стороны задней части вакуумной камеры; магнитную систему вращения, фокусировки и отклонения электронных пучков; вышеописанную систему мишеней для генерации рентгеновского излучения, расположенную в передней части вакуумной камеры; окна выхода рентгеновского излучения.
Технический результат также достигается за счет создания электронно-лучевого сканера (сканирующей системы), включающей установленные на несущей раме вышеописанное устройство для генерации рентгеновского излучения, детекторную систему, коллиматор, расположенный между системой мишеней и детекторной системой. При этом детекторная система образована набором сцинтилляционных матриц, закрепленных на каркасе, снабженном зазором и разделяющим детекторную систему на два кольцеобразных сектора. Каркас выполнен с боковыми стенками, одна из которых является съемной, и снабжен механизмом крепления и юстировки детекторной системы, обеспечивающим также фиксацию каркаса к несущей раме с расположением боковых стенок с противоположных сторон от несущей рамы. Система мишеней закреплена на несущей раме с размещением на ней кольцеобразной плиты с каналами для охлаждения. При этом каркас расположен концентрично относительно системы мишеней с размещением зазора напротив выходного окна устройства для генерации рентгеновского излучения, при этом один сектор детекторной системы расположен с возможностью детектирования излучения от внутренней мишени, а другой – от внешней, где внутренняя и внешняя мишени расположены с обеспечением прохода генерируемого излучения в зазор каркаса. Внутренний диаметр каркаса детекторной системы составляет не менее 1040 мм.
В предпочтительном варианте реализации детекторная система включает сцинтилляционные матрицы размером не менее 16х32 с размером пикселя не более 1,06 мм на 1,12 мм. При этом кольцеобразный сектор выполнен диаметром не менее 1175 мм и шириной не менее 235 мм. Зазор в кольцеобразном каркасе может быть выполнен шириной от 16,5 до 17 мм и удален от нижней границы внутренней мишени на расстоянии не более 50 мм.
Настоящий сканер является усовершенствованием по сравнению со сканером, описанным в патенте США №8530849, который характеризуется высокой скоростью сканирования, позволяющей получать качественные изображения, в т.ч. при исследовании сердца, и при этом является более технологичным и надежным.
Заявляемая конфигурация сегментов системы мишеней за счет улучшенного теплоотвода обеспечивает снижение температурных нагрузок на мишень в точках формирования источников рентгеновского излучения и позволяет выдерживать наиболее энергоемкий из режимов сканирования без опасности перегрева мишени, при этом за счет точного позиционирования сегментов на плите охлаждения уменьшается вероятность возникновения дефектов на реконструированных изображениях объектов (зон затенения), связанных с плохой нормализацией зазоров мишеней. Организация системы охлаждения мишеней в виде системы проточных водяных каналов, выполненных в плите охлаждения, в сочетании с конструктивным выполнением теплопроводящего основания, также обеспечивает сокращение времени охлаждения и достижение большей однородности в охлаждении всех сегментов мишеней при минимальных производственных и операционных расходах.
Заявляемые параметры мишени являются оптимальными, обеспечивают технологичность в процессе изготовления и сборки, при этом выполнение системы мишеней из отдельных блоков (модулей) обеспечивает удобство и наименьшую трудоемкость в процессе сборки, упрощает процесс производства электронно-лучевого компьютерного томографа.
Заявляемая конфигурация сегмента системы мишеней позволяет создать конструкцию мишенного узла электронно-лучевого томографа, в котором генерирующие излучение пластины точно позиционируются на основании с формированием ровной, без сдвигов излучающей поверхности мишени, радиус кривизны и наклон которой обеспечивают возможность применения данной мишени совместно с детектором излучения с увеличенными диаметром и шириной, что также позволяет увеличить апертуру (воздушный зазор) электронно-лучевого компьютерного томографа до 1 м в диаметре, расширить протяженность сплошной области сканирования исследуемого объекта в рамках одного сканирования до 16 см. Увеличение апертуры расширяет возможности использования электронно-лучевого компьютерного томографа, в т.ч. для проведения исследований пациентов с травмами, а также обеспечивает удобный доступ при проведении манипуляций и внутривенных введений препаратов в процессе исследования.
Модульный принцип построения конструкции системы мишеней обеспечивает повышение технологичности устройства в процессе производства сегментов и сборки.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется фигурами 1-15, которые служат только для цели иллюстрации вариантов осуществления и не должны рассматриваться как ограничивающие настоящее изобретение. На Фиг. 1 представлен общий вид системы мишеней на теплопроводящих блоках; на Фиг.2 – общий вид одной сборочной единицы системы мишеней (сегмент системы мишеней); на Фиг.3 – фрагмент системы мишеней, установленных на плите охлаждения (Cold Plate), где обозначены углы наклона пластин относительно оси изоцентра (OZ); на Фиг.4 – варианты выполнения каналов для охлаждающей жидкости, общий вид; на Фиг.5 – основание сегмента мишеней; на Фиг.6 – сечение сегмента мишеней по линии А-А на фиг.5 с указанием линейного расположения площадок (ступеней) пластин мишеней; на Фиг.7 – увеличенный вид сечения сегмента мишеней с указанием углового расположения площадок (ступеней) пластин мишеней; на Фиг.8 – общий вид плиты охлаждения со стороны установки сегментов мишеней; на Фиг.9 – общий вид плиты охлаждения со стороны каналов охлаждения; на Фиг.10 – сечение плиты по линии Н-Н на фиг.9 с указанием геометрии каналов охлаждения; на Фиг.11 – общий вид приспособления для пайки с закрепленной на нем сборочной единицей системы мишеней; на Фиг.12 – общий вид рентгеновского источника излучения; на Фиг.13 – несущая рама с установленной вакуумной камерой, каркас детекторной системы, коллиматор; на Фиг.14 – общий вид электронно-лучевого компьютерного томографа с необходимым для его работы оборудованием; на Фиг.15 показано расположение системы мишеней в устройстве для генерации рентгеновского излучения и в электронно-лучевом сканере.
Позициями на Фиг. 1-15 обозначены:
1 – система мишеней;
2 – сегмент (секция) системы мишеней;
3 – основание сегмента системы мишеней из теплопроводящего материала;
4 – внутренняя пластина для генерации рентгеновского излучения;
5 – внешняя пластина для генерации рентгеновского излучения;
6 – настроечная пластина;
7 – внешняя продольная поверхность основания;
8 – внутренняя продольная поверхность основания;
9 – стыковочная торцевая поверхность;
10 – внутренняя установочная поверхность;
11 – внешняя установочная поверхность;
12 – ступенька на основании для расположения пластины 4;
13 – ступенька на основании для расположения пластины 5;
14 – площадка для настроечной пластины на внутренней установочной поверхности основания;
15 – монтажное отверстие в основании;
16 – упорный выступ со стороны внутренней торцевой поверхности основания (установочный буртик);
17 – W-образный сенсор;
18 – плита (пластина) охлаждения;
19 – внутренняя мишень;
20 – внешняя мишень;
21 – настроечная мишень;
22 – зазор между сегментами;
23 – канал для охлаждающей среды;
24 – охлаждающая секция;
25 – входное отверстие для охлаждающей жидкости;
26 – выходное отверстие для охлаждающей жидкости;
27 – отверстия в плите для крепления сегмента 2;
28 – прижимное приспособление;
29 – прижимной элемент;
30 – зажим;
31 – шпилька;
32 – несущая (опорная) рама;
33 – вакуумная камера;
34 – источник электронов;
35 – магнитная система вращения, фокусировки и отклонения электронных пучков;
36 – окно выхода рентгеновского излучения;
37 – детекторная система;
38 – коллиматор;
39 – каркас детекторной системы;
40 – зазор в каркасе 39;
41 – боковая стенка каркаса 39;
42 – механизм крепления и юстировки детекторной системы;
43 – гентри;
44 – стол пациента;
45 – система распределения питания;
46 – система питания и накопления электроэнергии;
47 – высоковольтный источник питания;
48 – электроника управления разверткой пучка;
49 – сервер системы компьютерного управления;
50 – блок, включающий систему сбора данных и систему реконструкции данных;
51 – чиллер;
52 – электрокардиограф;
53 – нижняя граница внутренней пластины;
54 – нижняя граница внешней пластины;
55 – нижняя граница настроечной пластины;
56 – крышка плиты 18.
Осуществление изобретения
Ниже представлено более детальное описание реализации заявляемой группы изобретений, которое не ограничивает объем притязаний изобретений, а демонстрирует возможность их осуществления с достижением заявляемого технического результата.
Система мишеней 1, предназначенная для генерации рентгеновского излучения, согласно предлагаемому изобретению, состоит из отдельных сборочных единиц, образующих, в предпочтительном варианте реализации изобретения, двенадцать сегментов 2 (секций). Каждый сегмент 2 содержит основание 3 из теплопроводящего материала (например, из меди, графита), предпочтительно, выполненное из бескислородной меди высокой проводимости (OFHC), с тремя припаянными пластинами из сплава тяжелых металлов (вольфрам, рений и т.д.), предпочтительно из вольфрам-рениевого сплава, по меньшей мере, две из которых предназначены для генерации рентгеновского излучения – внутренняя 4 и внешняя 5, а одна является настроечной (калибровочной) – пластина 6. Пластины 4, 5, 6 при сборке системы мишеней из сегментов 2 формируют, по меньшей мере, внутреннюю 19 и внешнюю 20 дугообразные мишени (активные), на которые воздействует электронный луч, генерируемый источником электронов, а также настроечную (калибровочную) мишень 21, соответственно. Отклонение (сканирование) электронного пучка по всей длине дугообразных мишеней обеспечивает количество изображений (срезов), необходимых для формирования трехмерного изображения (термограммы) исследуемой области объекта. При этом протяженность мишеней составляет, предпочтительно, не менее 2/3 длины дуги окружности, по которой они расположены.
Основание 2 выполнено со ступенчатым профилем поперечного сечения и образовано внешней 7 и внутренней 8 продольными поверхностями, стыковочными 9 торцевыми поверхностями, а также внутренней 10 и внешней 11 установочными поверхностями. Со стороны внутренней установочной поверхности 10 основание 3 выполнено по меньшей мере с двумя ступенями 12, 13, на которых закреплены внутренняя 4 и внешняя 5 дугообразные пластины для генерации рентгеновского излучения, а также снабжено площадкой 14, расположенной параллельно внешней установочной поверхности 11, на которой закреплена настроечная пластина 6. При этом ступень 12 с пластиной 4 расположена под углом α по отношению к плоскости расположения настроечной пластины, а ступень 13 с пластиной 5 - под углом β к упомянутой плоскости, где β<α. Таким образом, пластины для генерации рентгеновского излучения оказываются ориентированными под разными углами к оси сканирующей рентгеновской трубки. Углы между пластинами дугообразных мишеней рассчитывают исходя из геометрии расположения источников электронов, мишеней, размера окна выхода рентгеновского излучения и расположения детекторов для расширения сплошной области сканирования исследуемого объекта в рамках проведения одного сканирования. В одном из частных вариантов реализации изобретения угол между внутренней пластиной 4 и плоскостью, параллельной внешней установочной поверхности 11 основания сегмента системы мишеней составляет 17 градусов, угол между внешней пластиной 5 и плоскостью, параллельной внешней установочной поверхности, составляет 13 градусов.
В предпочтительном варианте реализации изобретения ступени 12, 13 основания 3, а также площадка 14 для размещения настроечной пластины 6 снабжены упорными выступами 16, обеспечивающими фиксацию пластин на основании в процессе пайки.
Кроме того, основание 3 снабжено по меньшей мере четырьмя монтажными отверстиями 15, два из которых расположены между внутренней 4 и внешней 5 пластинами, а два других – между настроечной пластиной 6 и внешней продольной поверхностью 7 основания 2.
В одном из вариантов реализации изобретения габаритные размеры основания 3 могут составлять от 277,5 до 278,5 мм по длине, от 128,5 до 129,5 мм по ширине и от 47,5 до 48,5 мм по высоте. Внутренняя пластина 4 может быть выполнена с радиусом кривизны внутренней поверхности не менее 625 мм, внешняя пластина 5 - с радиусом кривизны внутренней поверхности не менее 660 мм, а настроечная пластина 6 - с радиусом кривизны внутренней поверхности не менее 710 мм. При этом нижняя граница 54 внешней пластины 5 расположена, предпочтительно, на высоте h1, составляющей не более 3,5 мм от нижней границы 55 настроечной пластины 6, а нижняя граница 53 внутренней пластины 4 - на высоте h3, составляющей не более 24 мм от нижней границы настроечной пластины 6. Нижняя граница внешней пластины 5 удалена от нижней границы внутренней пластины 4 на расстояние, предпочтительно, не более 32 мм в проекции на плоскость расположения настроечной мишени 6, и от настроечной пластины - на расстояние не более 53,5 мм. Толщина пластин составляет, предпочтительно, от 0,6 до 0,9 мм. Использование пластин меньшей толщины для улучшения контакта с основанием может привести к сокращению срока службы мишени. Ширина внутренней и внешней пластин в частных вариантах реализации изобретения составляет от 14,5 до 15 мм, ширина настроечной пластины - от 29,5 до 30 мм. Сегменты мишеней могут быть снабжены вольфрамовыми W-образными сенсорами для отслеживания положения электронного пучка на настроечной пластине. W-образный сенсор в конкретном варианте реализации изобретения может иметь диаметр прутков 0,76 мм, длину крайних прутков - 59 мм, длину центрального прутка - 43 мм, которые закреплены на теплопроводящем основании с зазором относительно настроечной пластины примерно 10 мм.
Во время генерации рентгеновского излучения пучок электронов перемещается с высокой скоростью по поверхности мишеней 19, 20, вызывая локальный разогрев до высоких температур, потенциально опасных для целостности материалов мишени. Основание 3 из теплопроводящего материала обеспечивает теплоотвод конструкции, исключая её деформацию при перегреве. Кроме того, конструктивом системы мишеней предусмотрена система охлаждения, расположенная со стороны внешней установочной поверхности 11 основания 3 и представляющая собой набор проточных каналов 23 для циркуляции охлаждающей среды (охлаждающих ребер), выполненных в плите 18 охлаждения, и образующих по меньшей мере две охлаждающие секции 24, пример реализации которых показан на Фиг.9, 10.
В одном из частных вариантов были определены оптимальные параметры каналов (форма профиля канала, ширина, высота, расстояние между соседними каналами) системы охлаждения, обеспечивающие наилучшую эффективность теплоотвода. В частности, каналы могут быть выполнены с прямоугольным профилем поперечного сечения или иметь форму поперечного сечения в виде трапеции, предпочтительно, с углом наклона стенок 5°-10°. Требуемый профиль каналов системы охлаждения может быть реализован с помощью фрезерования в процессе изготовления плиты охлаждения. Предпочтительным является расположение каналов системы охлаждения параллельно дугообразным мишеням на равном расстоянии друг от друга. При этом в предпочтительном варианте выполнения изобретения толщина плиты охлаждения составляет от 21 до 23 мм, высота и ширина каналов в плите охлаждения - от 3 до 5 мм, расстояние между соседними каналами от 13 до 15 мм. Количество каналов может составлять не менее 7. Часть плиты 18 в области крепления сегментов выполнена шире её дугообразной верхней части.
В одном из частных вариантов реализации изобретения входные отверстия 25 для охлаждающей жидкости расположены в центральной части кольца плиты 18 (её нижней части), а выходные 26 – на концах её широкой части, при этом циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется в двух частях плиты – охлаждающих секциях 24, симметричных относительно вертикальной оси, проходящей через центр кольцеобразной плиты 18. Плита охлаждения снабжена крышками 56, обеспечивающими герметичность охлаждаемых секций 24. Описанный вариант конструктивного выполнения системы охлаждения обеспечивает оптимальную плотность ребер, что приводит к уменьшению затрат на механическую обработку, при этом достигается расход охлаждающей жидкости приблизительно 3 галлона в минуту. Данный расход охлаждающей жидкости и её рабочая температура около 20°C являются достаточными для достижения полного охлаждения конструкции по истечении периода 450 с. Повышение расхода и предварительное охлаждение жидкости не обеспечивают дополнительных преимуществ при работе системы охлаждения.
Для улучшения отведения тепла из нагреваемых частей конструкции может быть использована подложка из интерфейсного материала, расположенная между основаниями 3 сегментов 2 и плитой 18 охлаждения, которая увеличивает пропускную способность по теплообмену в среде высокого вакуума внутри камеры. В качестве материала подложки может выступать, например, пиролитический графит. Плита охлаждения снабжена отверстиями для её крепления на несущей раме электронно-лучевого сканера.
Сегменты 2 соседних теплопроводящих оснований расположены с небольшим зазором друг относительно друга, образованным между стыковочными боковыми поверхностями 9, и рассчитанным исходя из линейного расширения теплопоглощающей конструкции из бескислородной меди высокой проводимости (общего увеличения всей длины кольца теплопроводящих блоков исходя из рассчитанной деформации каждого края сегмента менее чем на 0,2 мм при термической нагрузке в течение 6 секунд). Для компенсации данной деформации теплопоглощающие конструкции содержат зазоры, предпочтительно, от 0,35 до 0,45 мм (например, 0,4 мм), расположенные радиально между соседними основаниями сегментов системы мишеней. Расположение сегментов мишени с зазором друг относительно друга на величину, меньше расчетной, может приводить к их механическому повреждению в результате расширения сегментов мишеней при воздействии на них энергией электронов. Расположение сегментов мишени с зазором друг относительно друга на величину, больше расчетной, может приводить к возникновению дефектов (неоднородностям) на получаемых рентгеновских изображениях исследуемых объектов.
Процесс пайки пластин для генерации рентгеновского излучения к теплопроводящему основанию осуществляют в вакуумной печи, например, модели Ipsen Turbo Treater. Для обеспечения точности и плотного прилегания пластин к основанию в процессе пайки может быть использовано приспособление 28, представленное на Фиг.11. Данное приспособление обеспечивает точную пайку без образования пустот и без деформации поверхности пластин.
Ниже представлено описание примера осуществления сборки системы мишеней.
Нарезают пластины из материала Bag-8 толщиной 0,1 мм, которые используют в качестве припоя в процессе пайки. Размеры припоя должны совпадать с размерами вольфрам-рениевых пластин. Осуществляют никелирование вольфрам-рениевых пластин, очистку деталей приспособления ацетоном. Пластины устанавливают на теплопроводящее основание (медный блок), предварительно поместив припой между основанием и пластинами, после чего закрепляют данную конструкцию в приспособлении 28. При этом основание болтами крепят к плите из нержавеющей стали для сохранения плоскостности во время процесса пайки. С помощью графитовых прижимых элементов 29 прижимают вольфрам-рениевые пластины к основанию с использованием зажимов 30 и шпилек 31 из нержавеющей стали. Это позволяет вольфрам-рениевым пластинам принимать форму медного блока во время процесса пайки. Поскольку в результате точной резки на деталях из вольфрам-рениевого сплава образуется прямая кромка, для полного прилегания вольфрам-рениевых пластин на медном блоке в области установочного буртика предварительно срезают фаску на внутренней кромке (кромке, которая находится в месте установочного буртика) деталей из вольфрам-рениевого сплава на ленточно-шлифовальном станке. Всю конструкцию помещают в вакуумную печь. Пошагово нагревают печь до 885oC, что приблизительно на 93oC выше температуры плавления припоя Bag-8 (780 oC), и быстро охлаждают конструкцию путем введения аргона. Затем конструкцию медленно охлаждают в течение часа для дальнейшего извлечения из печи и охлаждения на воздухе. Осуществляют контроль соединения вольфрам-рениевого сплава с медью на наличие непропаянных пустот (например, методом ультразвуковой дефектоскопии). При необходимости сегмент мишени обрезают по размеру, обеспечивающему достижение наиболее точного и наиболее плоского профиля кольца мишени, находящегося внутри вакуумной камеры. Медные блоки с припаянными пластинами помещают в ультразвуковую ванну для очистки, после чего устанавливают на плиту охлаждения с зазором 0,4 мм друг относительно друга. При этом для крепления блоков мишени на плите охлаждения используют отверстия 27 в плите, которые позволяют позиционировать блоки мишеней с указанным зазором. На сегменты мишеней могут быть также установлены W-образные сенсоры 17.
Изготовленную систему мишеней в соответствии с заявляемым изобретением используют в устройстве для генерации рентгеновского излучения и электронно-лучевом сканере. Устройстве для генерации рентгеновского излучения включает установленную на несущей раме 32 вакуумную камеру 33, на переднем конце которой устанавливают данную систему мишеней 1, а на задней части камеры - два источника электронов 34 (электронные пушки), питаемые от высоковольтного источника напряжения, каждый из которых создает пучок электронов с заданной кинетической энергией и необходимой конфигурацией. Устройство также включает магнитную систему вращения, фокусировки и отклонения электронных пучков 35, направляющую пучки вдоль траекторий по направлению на активные (генерирующие) дугообразные кольцевые мишени, и окна выхода рентгеновского излучения 36, ограничивающие распространение рентгеновского излучения (обеспечивающие распространение рентгеновского излучения только на исследуемый объект). При этом магнитная система включает одну фокусирующую катушку и несколько отклоняющих катушек для каждого источника электронов, которые размещаются на вакуумной камере и запитываются от источника тока с управлением. Вакуумная камера представляет собой сварную несущую конструкцию из нержавеющей стали, которая имеет экранировку от рентгеновского излучения и обеспечивает сверхвысокий вакуум от 10-5 до 10-9 Па, который необходим для формирования электронного пучка. Окно выхода рентгеновского излучения выполнено из тонкого рентген-прозрачного металла (например, бериллий, тонкая нержавеющая сталь) и является частью вакуумной камеры в области выхода рентгеновского излучения. Область рентгеновского окна расположена напротив мишеней и позволяют пучку генерируемого рентгеновского излучения перемещаться в исследуемой зоне. Угол между мишенями обеспечивает сплошное покрытие исследуемого объекта рентгеновским излучением.
Электронно-лучевой сканер (сканирующая система) включает установленные на несущей раме 32 вышеописанное устройство для генерации рентгеновского излучения, детекторную систему 37 и коллиматор 38, расположенный между системой мишеней и детекторной системой. Детекторная система образована набором сцинтилляционных матриц, закрепленных на кольцеобразном каркасе 39, который снабжен зазором 40, разделяющим детекторную систему 37 на два кольцеобразных сектора. При этом каркас 39 выполнен с боковыми стенками 41, одна из которых является съемной, и снабжен механизмом 42 для крепления и юстировки детекторной системы, а также фиксации каркаса к несущей раме, при этом в зафиксированном положении боковые стенки каркаса расположены с противоположных сторон от несущей рамы. Система мишеней 1 закреплена на несущей раме посредством крепления к раме кольцеобразной плиты 18. Каркас 39 расположен концентрично относительно системы мишеней с размещением зазора 40 напротив выходного окна 36 устройства для генерации рентгеновского излучения, при этом один сектор детекторной системы расположен с возможностью детектирования излучения от внутренней мишени 19, а другой – от внешней 20, где внутренняя и внешняя мишени расположены с обеспечением прохода генерируемого излучения в зазор 40. В предпочтительном варианте реализации изобретения внутренний диаметр каркаса детекторной системы составляет не менее 1040 мм, при этом диаметр кольцеобразного сектора составляет не менее 1175 мм и его ширина не менее 235 мм. Каждый сектор детекторной системы включает набор сцинтилляционных матриц размером не менее 16х32 с размером пикселя не более 1,06 мм на 1,12 мм, с общей площадью детектирования не менее 16 см2. Зазор 40 в кольцеобразном каркасе может быть выполнен шириной от 16,5 до 17 мм и удален от нижней границы внутренней мишени на расстоянии не более 50 мм.
В соответствии с заявляемым изобретением была изготовлена система мишеней, составленная из 12 сегментов, закрепленных на кольцеобразной плите с зазором 0,4 мм между соседними сегментами. Габаритные размеры основания сегмента составляли: L1=278 мм, L2=139 мм, L3=129 мм (Фиг.5). Ширина внутренней и внешней пластин, закрепленных на основании, составляла 14,5 мм, ширина настроечной пластины - 29,5 мм. Высота b1 выступа составляла 0,9 мм. Толщина пластин составляла 0,8 мм, при этом внешняя пластина закреплена под углом α= 17° по отношению к плоскости расположения настроечной пластины, а внутренняя пластина – под углом β=13° к данной плоскости. Радиус кривизны внутренней продольной поверхности сегмента R1= 621 мм; радиус кривизны внешней поверхности внутренней пластины R2=644 мм; радиус кривизны внешней поверхности настроечной пластины R3=714 мм, радиус кривизны внешней поверхности внешней пластины R4=675 мм, радиус кривизны внутренней поверхности внутренней пластины R5=629,7 мм, радиус кривизны внутренней поверхности внешней пластины R6=661,1 мм, радиус кривизны внутренней поверхности настроечной пластина R7=714,2 мм (Фиг.5). Нижняя граница внешней пластины расположена на высоте h1=3,5 мм от нижней границы настроечной пластины, верхняя граница внутренней пластины расположена на высоте h2=21,1 мм от нижней границы настроечной пластины, а нижняя граница внутренней пластины расположена на высоте h3=23,6 мм от нижней границы настроечной пластины, при этом нижняя граница внешней пластины удалена от нижней границы внутренней пластины на расстояние 31,4 мм в проекции на плоскость расположения настроечной мишени; нижняя граница внешней пластины удалена от настроечной пластины на расстояние 53,1 мм. Сегменты снабжены вольфрамовыми W-образными сенсорами для отслеживания положения электронного пучка на настроечной пластине. Прутки имели диаметр 0,76 мм, длина крайних прутков составляла 59 мм, центрального прутка - 43 мм. Прутки были закреплены на теплопроводящем основании с зазором относительно настроечной пластины 10 мм. Плита, на которой были установлены сегменты, имела габаритные размеры L4=1491 мм, L5=1636,6, внутренний радиус кривизны плиты охлаждения R8=587,5. Толщина плиты охлаждения составляла L6=22 мм. Плита была разделена на две секции, каждая из которых была образована семью каналами для охлаждающей жидкости, имеющими прямоугольный профиль поперечного сечения, с расстоянием между соседними каналами L7=14 мм, шириной каналов L8=4 мм и высотой каналов L11=8 мм. Величина зазора (полости) между нижней границей крышки и верхней границей прямоугольного канала составляла L9=8 мм, толщина плиты охлаждения от нижней границы канала до нижней границы плиты охлаждения составляла L10=4 мм. Система мишеней закреплялась на несущей раме с вакуумной камерой, на которой также устанавливались каркас с детекторной системой, включающей 1161 сцинтилляционную матрицу размером 16х32 с размером пикселя 1,06 мм на 1,12 мм, и коллиматор, при этом внутренний диаметр каркаса детекторной системы составлял 1040 мм. В каркасе был выполнен зазор шириной 16,5 мм, разделяющий детекторную систему на два кольцеобразных сектора шириной 235 мм, расположенный на расстоянии 50 мм от нижней границы внутренней мишени. Диаметр кольцеобразного сектора составлял 1175 мм. Окно выхода рентгеновского излучения представляло собой полосу нержавеющей стали толщиной 0,38 мм.
Типовые параметры сканирования, обеспечиваемые изготовленным сканером: анодное напряжение от -70 кВ до -140 кВ; ток пучка, определяемый первеансом источника электронов, равен 1,5А при напряжении на катоде -140 кВ; вакуум в источнике электронов - 10-8-10-7 Торр, в сканирующей трубке в области мишени - 10-6-10-5 Торр; время пробега пучка по мишени (длительность одного сканирования) 25 мс; размер осей эллипса пятна пучка на мишени порядка 1 мм на 7 мм. Протяженность сканирующей области - 16 см. Апертура сканера (диаметр гентри) составляла 100 см.
На Фиг.14 представлен общий вид электронно-лучевого компьютерного томографа, реализованного с использованием заявляемой группы изобретений, с дополнительным оборудованием, и который включает электронно-лучевой сканер с гентри 43, и связанные со сканером электронный блок управления, выполненный с возможностью регулировки подачи напряжения на устройство для генерации рентгеновского излучения электронно-лучевого сканера и съема информации с детектора, систему распределения питания 45, систему питания и накопления электроэнергии 46, высоковольтный источник напряжения 47, чиллер 51. При этом электронный блок управления включает электронику управления разверткой пучка (ЭУРП) 48, систему компьютерного управления 49, блок 50, включающий систему сбора данных и систему реконструкции данных. В состав томографа также входят стол пациента 44, электрокардиограф 52 и пульт управления (не показан). ЭУРП размещена в стандартной стойке и связана с помощью соединительных кабелей с системой распределения питания, системой магнитного отклонения, системой компьютерного управления, системой сбора данных, столом пациента, высоковольным источником питания, электрокардиографом.
При выходе из источника пучок электронов попадает в электронно-лучевой сканер через фланец со встроенным электродом для удаления ионов, который «перехватывает» ионы, перемещающиеся из зоны мишени в зону катода, с целью минимизации воздействия таких ионов на поверхность катода и влияния на неоднородность пространственного заряда пучка. Электронный пучок управляется системой магнитного отклонения, которая состоит из фокусирующего соленоида (создает первичную фокусировку пучка), двух пар дипольных катушек (создают поперечные по отношению к оси пучка магнитные отклоняющие поля, а также квадрупольный момент для создания эллиптического поперечного сечения пучка), угловых квадрупольных катушек для «вращения» эллипса пучка. Управление токами в катушках осуществляет электроника управления разверткой пучка. Электронный пучок, выходящий из источника, фокусируется на находящуюся под вакуумом рентгеновскую мишень и сканирует ее. Источник рентгеновского излучения передвигается по дуге окружности, рентгеновское излучение проходит через исследуемый объект в области гентри и детектируется матрицей приемных элементов. Сигналы с детекторов преобразуются в данные, которые используются для создания трехмерных изображений объема исследуемого объекта. При этом система сбора данных, входящая в состав электронно-лучевого компьютерного томографа, обеспечивает считывание и передачу данных с детекторной системы на сервер сбора данных и осуществляет запись собранных данных в память сервера. Полученный набор данных обрабатывается системой реконструкции данных с помощью алгоритмов реконструкции, позволяющих получить изображение объема исследуемого объекта. Свойства электронного пучка и пятна пучка на мишени должны оставаться в рамках заданных значений в течение всей развертки. Магнитная система обеспечивает поочередное перемещение пучков электронов по дугообразным секциям системы мишени, расположенным под различными углами, для расширения области сканирования исследуемого объекта в рамках проведения одного сканирования. Использование двух источников электронов обеспечивает пропорциональное уменьшение длины траектории электронных пучков и, соответственно, уменьшение линейных размеров электронно-лучевого сканера вдоль оси сканирования. При этом уменьшение времени проведения одного сканирования определяется соответствующим уменьшением траектории развертки (дугообразной мишени), которая приходится на один источник.
Заявленный электронно-лучевой сканер характеризуется надежной и простой конструкцией, обеспечивает повышение качества рентгеновских изображений, сокращение времени сканирования, а также характеризуется протяженностью области сканирования не менее 16 см.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в электронно-лучевой сканер согласно изобретению могут быть внесены различные модификации и усовершенствования, не выходящие за рамки формулы изобретения. Электронно-лучевой сканер может быть изготовлен с использованием известных материалов, оборудований и технологий, и может найти широкое применение для получения томографических изображений различных объектов для медицины (кардиологических исследований) и промышленного неразрушающего контроля.
Группа изобретений относится к рентгеновской компьютерной томографии, а именно устройствам для генерации рентгеновского излучения со сканирующим электронным пучком, электронно-лучевым компьютерным томографам, и может быть использовано как в медицине, так и в области промышленного неразрушающего контроля. Сегмент системы мишеней выполнен в виде объемной детали с основанием из теплопроводящего материала, имеющим ступенчатый профиль поперечного сечения и снабженным ступенями с дугообразными пластинами для генерации излучения, расположенными под определенными углами к плоскости расположения настроечной пластины, и площадкой с закрепленной на ней настроечной пластиной. Система мишеней содержит набор сегментов, закрепленных с зазором относительно друг друга на кольцеобразной плите с формированием по меньшей мере двух дугообразных мишеней - внутренней и внешней, и одной настроечной мишени, плита снабжена каналами для охлаждения сегментов. Рентгеновская трубка включает вакуумную камеру, по меньшей мере, два источника электронов, магнитную систему вращения, фокусировки и отклонения электронных пучков, систему мишеней для генерации рентгеновского излучения. Техническим результатом является создание надежной конструкции электронно-лучевого сканера для рентгеновской компьютерной томографии, с протяженностью области сканирования не менее 16 см, получение качественного (без дефектов) реконструированного изображения объекта при упрощении технологии изготовления и сборки. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 15 ил.
1. Сегмент системы мишеней устройства для генерации рентгеновского излучения, выполненный в виде объемной детали, содержащей основание из теплопроводящего материала, имеющее внешнюю и внутреннюю продольные поверхности, стыковочные торцевые поверхности, внешнюю и внутреннюю установочные поверхности, при этом основание имеет ступенчатый профиль поперечного сечения и снабжено со стороны внутренней установочной поверхности по меньшей мере двумя ступенями с закрепленными на них внутренней и внешней дугообразными пластинами для генерации рентгеновского излучения, и площадкой, расположенной параллельно внешней установочной поверхности, с закрепленной на ней настроечной пластиной, где первая ступень основания с закрепленной внутренней пластиной расположена под углом α по отношению к плоскости расположения настроечной пластины, а вторая ступень с закрепленной внешней пластиной расположена под углом β по отношению к плоскости расположения настроечной пластины, где β<α; основание снабжено по меньшей мере четырьмя монтажными отверстиями, два из которых расположены между внутренней и внешней пластинами, а два других – между настроечной пластиной и внешней продольной поверхностью основания.
2. Сегмент системы мишеней по п.1, характеризующийся тем, что ступени основания снабжены упорными для пластин выступами со стороны внутренней продольной поверхности основания.
3. Сегмент системы мишеней по п.1, характеризующийся тем, что площадка для размещения настроечной пластины снабжена упорным выступом.
4. Сегмент системы мишеней по п.1, характеризующийся тем, что угол α выполнен равным 17°, угол β выполнен равным 13°.
5. Сегмент системы мишеней по п.1, характеризующийся тем, что основание выполнено из бескислородной меди.
6. Сегмент системы мишеней по п.1, характеризующийся тем, что в качестве пластин использованы вольфрам-рениевые пластины.
7. Сегмент системы мишеней по п.1, характеризующийся тем, что содержит по меньшей мере два вольфрамовых W-образных сенсора для отслеживания положения электронного пучка на настроечной пластине, закрепленных на теплопроводящем основании с зазором относительно настроечной пластины.
8. Система мишеней устройства для генерации рентгеновского излучения, содержащая набор сегментов, выполненных по любому из пп.1-7, закрепленных на кольцеобразной плите с формированием по меньшей мере двух дугообразных мишеней - внутренней и внешней, и одной настроечной мишени, при этом сегменты закреплены на плите с зазором друг относительно друга, обеспечивающим исключение повреждения сегментов при их тепловом расширении в процессе работы устройства, плита снабжена каналами для охлаждения сегментов системы мишеней, расположенных с образованием не менее двух охлаждающих секций, а также входными и выходными отверстиями для охлаждающей среды.
9. Система мишеней по п.8, характеризующаяся тем, что включает 12 сегментов.
10. Система мишеней по п.8, характеризующаяся тем, что каналы для охлаждения сегментов системы мишеней выполнены с прямоугольным профилем поперечного сечения.
11. Система мишеней по п.8, характеризующаяся тем, что каналы расположены параллельно дугообразным мишеням на равном расстоянии друг от друга.
12. Система мишеней по п.8, характеризующаяся тем, что каналы расположены с образованием двух охлаждающих секций, симметричных относительно вертикальной оси, проходящей через центр кольцеобразной плиты.
13. Система мишеней по п.8, характеризующаяся тем, что количество каналов каждой секции выбрано не менее 7, при этом ширина и высота каналов составляет не менее 4 мм, расстояние между соседними каналами не менее 14 мм.
14. Система мишеней по п.8, характеризующаяся тем, что зазор между соседними сегментами составляет 0,4 мм.
15. Устройство для генерации рентгеновского излучения, включающее вакуумную камеру; по меньшей мере, два источника электронов, расположенных со стороны задней части вакуумной камеры; магнитную систему вращения, фокусировки и отклонения электронных пучков; систему мишеней по любому из пп.8-14, для генерации рентгеновского излучения, расположенную в передней части вакуумной камеры; окна выхода рентгеновского излучения.
16. Электронно-лучевой сканер, включающий установленные на несущей раме устройство для генерации рентгеновского излучения по п.15, детекторную систему, коллиматор, расположенный между системой мишеней и детекторной системой, при этом детекторная система образована набором сцинтилляционных матриц, закрепленных на каркасе, снабженном зазором, разделяющим детекторную систему на два кольцеобразных сектора, при этом каркас выполнен с боковыми стенками, одна из которых является съемной, и снабжен механизмом крепления и юстировки детекторной системы, обеспечивающим также фиксацию каркаса к несущей раме с расположением боковых стенок с противоположных сторон от несущей рамы, а система мишеней закреплена на несущей раме с размещением на ней кольцеобразной плиты с каналами для охлаждения, при этом каркас расположен концентрично относительно системы мишеней с размещением зазора напротив выходного окна устройства для генерации рентгеновского излучения, при этом один сектор детекторной системы расположен с возможностью детектирования излучения от внутренней мишени, а другой – от внешней, где внутренняя и внешняя мишени расположены с обеспечением прохода генерируемого излучения в зазор каркаса.
17. Электронно-лучевой сканер по п.16, характеризующийся тем, что внутренний диаметр каркаса детекторной системы составляет не менее 1040 мм.
18. Электронно-лучевой сканер по п.16, характеризующийся тем, что детекторная система включает сцинтилляционные матрицы размером не менее 16×32 с размером пикселя не более 1,06 мм на 1,12 мм.
