Вычислительный томограф Советский патент 1987 года по МПК G01N23/04 A61B6/02 G01T1/161 

изобретение относится к области исследований распределения плотности материалов с помощью ионизирующего излучения и может быть использовано в медицинской рентгенологии. Известен вычислительный рентгеновский томограф, содержащий источник рентгеновского излучения с веерообразной диаграммой направленности, снабженный системой вращения вок руг заданной оси, и коллимированный детектор, соединенный со средствами обработки и отображения сигналов,выполненный в виде набора чувствительных элементов, расположенных по окружности с центром, лежащим на оси вращения, Недостатком известного томографа является его относительно низкое быстродействие, обусловленное тем, что при каждом фиксированном расположени источника ионизирующего излучения от носительно детектора последний регистрирует излучение, прошедшее только через один слой исследуемого объекта Другим недостатком является невозмож ность дифференцирования отображения пространственного распределения отдельных компонентов линейного коэф.фициента ослабления, что в конечном счете снижает диагностическую ценность получаемой информации, особенно при кардиологических исследования Известен вычислительный томограф, имеющий более высокую избирательност Ьозволяющий реализова.ть дифференцированное отображение пространственно го распределения отдельных компонентов линейного коэффициента ослабления излучения, содержащий рентгеновский источник излучения, жестко связанный с коллимированным детектором, выполненным в виде набора чувствительных элементов, установленных в линию, каждый из которых представляе собой двухслойную сцинтилляторную структуру (сплит-детектор) со съемом информации отдельно с каждой из струк тур. Недостатком томографа является необходимость использования излучения высокой интенсивности для достижения удовлетворительной статистичес кой точности результатов измерений сигналов с каждого чувствительного элемента, что приводит к увеличению дозовой нагрузки на пациента. Другим недостатком томографа является его низкое быстродействие, обусловленное механическим перемещением источника излучения и детектора при сканировании объекта. Наиболее близким к изобретению является вычислительный томограф для получения двух- и трехмерных изображений, содержащий коллимированный детектор, соединенный с вычислительно-отображающим комплексом, выполненный из набора чувствительных элементов, установленных параллельными слоями на плоской поверхности, и источник ионизирующего излучения с конусообразной диаграммой направленности, жестко связанный с детектором и системой механического перемещения источника и детектора. Недостатком известного томографа является его низкое быстродействие из-за механического перемещения детектора в процессе-сканировании объекта, а также низкая избирательность к плотности исследуемых тканей вследствие невозможности дифференцированного отображения компонент линейного коэффициента ослабления. Целью изобретения является одновременное увеличение скорости и точности томографических исследований повышения избирательности к плотности исследуемых тканей при сохранении дозовой нагрузки на пациента. Указанная цель достигается тем, что в вычислительном томографе, содержащем коллимированный детектор, соединенный с вычислительно-отображающим комплексом, выполненный в виде набора чувствительных элементов, и источник ионизирующего излучения с конусообразной диаграммой направленности, снабженный системой вращения вокруг заданной оси, чувствительные элементы выбраны с различной энергетической чувствительностью и установлены слоями на боковой поверхности правильной многогранной призмы, ось симметрии которой совпадает с осью вращения источника. Кроме того, чувствительные элементы, установленные в слоях, заключенных между плоскостями, секущими призму перпендикулярно ее оси,имеют одинаковую энергетическую чувствительность в пределах каждого слоя и чередующуюся - между слоями. На фиг. 1 представлена принципиальная схема вычислительного томографа} на фиг. 2 - схема детектора. 310 Источник 1 ионизирующего излучения установлен с возможностью вращения вокруг оси 2 и излучает пучок лучей 3 с конусообразной диаграммой направленности, угол расхождения которого достаточно велик для облучения исследуемого объекта 4, который пересекает ось 2. Излучение источника попадает на коллимированный детектор 5 (коллиматоры не показаны выполненный из набора чувствительных элементов 6, расположенных на боковой поверхности правильной много гранной призмы с осью симметрии,совпадающей с осью 2. Детектор соединен с вычислительно-отображающим комплек сом, включающим ЭВМ 7 и дисплей 8 На фиг. 2 изображена схема детектора 5, чувствительные элементы 6 и 9, 10 которого образуют слои на боковой поверхности правильной многогранной призмы, например правильной восьмигранной призмы. Чувствительные элементы 6 и 10 имеют одинаковую энергетическую чувствительность в :: пределах каждого слоя, а чувствитель ные элементы 9 - другую энергетическую чувствительность, но постоянную в пределах слоя. ,. Вычислительный томограф работает следующим образом. При вращении источника 1 ионизирующего излучения вокруг оси 2 излучение, прошедшее через объект 4, попадает на чувствительные элементы детектора 5 в пределах заданного телесного угла, определяемого конусо3образной диаграммой направленности источника 1. При этом происходит одновременная регистрация излучения, прошедшего через несколько слоев исследуемого объекта, причем излучение регистрируемое в двух энергетических диапазонах. В качестве источника ионизирующего излучения используют, например, рентгеновскую трубку, а в качестве чувствительных элементов, имеющих различную энергетическую чувствительность,можно использовать, например, тонкие сдинтилляторы и толстые сцинтилляторы из германата висмута. Указанная геометрия сканирования позволяет повысить скорость томографических исследований, так как детектор 5 может быть выполнен неподвижным, а необходимый набор проекций может быть получен при вращении источника ионизирующего излучения 1. Избирательность томографа повьшается за , счет регистрации излучейия в двух энергетических интервалах, причем энергетический интервал регистрации излучения - постоянный для каждого слоя чувствительных элементов 6, 9 и 10 и чередующийся между слоями. Преимуществом предлагаемого вычислительного томографа является возможность частотной калибровки детектора во время сканирования, а также возможность модульного выполнения детектора, содержащего большое число чувствительных элементов, что повьш1ает точность юстировки и установки по отношению к источнику излучения. сриг.1 Фиц

1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ТОМОГРАФ, содержащий коллимированный детектор, соединенный с вычислительно-отображающим комплексом, вьтолненный в виде набора чувствительных элементов, и источник |юнизирующего излучения с конусообразной диаграммой направленности, снабженный системой вращения вокруг заданной оси, отличающийся тем, что, с целью одновременного увеличения скорости и точности томографических исследований путем повышения избирательности к плотности исследуемых тканей детектора при сохранении дозовой нагрузки на пациента, чувствительные элементы выбраны с различной энергетической чувствительностью и установлены слоями на боковой поверхности правильной многогранной призмы, ось симметрии которой совпадает с осью вращения (Л источника. 2. Томограф по П.1, отличающийся тем, что чувствительные элементы в слоях, ограниченных плосg костями, секущими призму перпендикулярно ее оси, имеют одинаковую энергетическую чувствительность в преде ц лах каждого .слоя и чередующуюся между слоями. ю 00 со