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

Изобцетечвие отн(к;ится к области ис следов а №ИМ ряглтре деления плотности объектов кутем прочускания через них излучения с ппследуницим получением изображения и может быть использовано в медицинской рентгенодиагностике Известен вычислительный томограф, содержащий одиночны коллимированный детектор ионизирующего излучения, соединенный с 6jTOKOM обработки данизлучения, и систему их механического перемещения. Для получения набора данных, необходимых для получения распределения плотности объекта в рассматриваемом слое, источник и детектор перемещают по параллельным траекториям относительно неподвижного объекта исследований с последующим поворотом пары источник-детектор на фиксированный угол и повторением процесса сканирования. Известны; томограф обладает низким коэффициентом использования излучения и низким быстродействием, что существенно ограничивает сферу его применения, особенно для целей медицинской диагностики, поскольку создает большую дозовую нагрузку на исследуемый объект. Наиболее близким к изобретению является вьгч1 слительный томограф, содержащий коллимированный детектор ионизирующего излучения, соединенный с блоком обработки данных и выполненный в виде набора чувствительных элеMeHTOBj установленных вдоль прямой чения с веерообразной диаграммой направленности, жестко связанный с детектором. Томограф существенно повышает ско рость томографических исследований и обладает более .высоким коэффициентом использования излучения, что позволяет снизить дозовую нагрузку iia исследуе1-{ый объект. Недостатками известного томографа является низкая точ ность томографических исследований. обусловленная малой светосилой детектора, так как в силу линейного расположения чувствительных элементов детектора мал телесный угол, под которь1м излучение попадает в крайние чувствительные элементы, а также низкой спектральной селективностью детектора из-за отсутствия возможности осуществлять раздельную регистрацию излучения, ослабление которого обусловлено различными физическими факторами. При использовании в качестве источника ионизирующего излучения тормозного рентгерювского излучения такими факторами являются электронная плотность и эффективный заряд ядер исследуемого объекта. Целью изобретения явлйется повышение точности томографических исследований путем увеличения светосилы детектора и его спектральной селективности. Указанная цель достигается тем, что в вычислительном томографе чувствительные элементы установлены вдоль отрезков ломаной кривой и выбраны с разной энергетической чувствительностью. Чувствительные элементы paзмeD €HЫ на отрезках ломаной кривой, представляющей собой часть периметра правильного многоугольника с центром в точке, совпадающей с источником излучения. Кроме того, чувствительные элементы с нечетным номером имеют энергетическую чувствительность, а с четным номером - другую. Расположение чувствительных элементов .детектора на отрезках ломаной кривой, представляющей собой часть правильного многоугольника, центр которого совпадает с исто шиком излучения, обеспечивает одинаковую геометрию регистрации излучения группами чувствительных элементов, расположенных на каждом отрезке ломаной, что существенно повышает светосилу детектора при сохранении его разрешающей способности. Раздельная регистрация прошедшего излучения чувствительными элементами с различной энергетической чувствительностью при использовании источника тормозного рентгеновского излучения позволяет дифференцировать вклад в ослабление прошедшего излучения, вызванный комп тонрвским рассеянием, несущим информацию об электронной плотности исследуемого объекта, и вклад, вызванный фотоэффектом, несущим информацию об эффективном заряде объекта. Для этого регистрируют прошедшее излучение соответственно в мягкой и жесткой областях спектра. Для обеспечения адекватных геометрических условий регистрации излучения чувствительными элементами детектора с разной гео-метрической эффективностью их необ- ходимо располагать в.озможно ближе друг к другу, например на отрезках, ломаной кривой. На чертеже представлена схема вычислительного томографа. Томограф, содержит коллимированный детектор 1 ионизирующего излучения, вьшолиенный в виде набора чувствительных элементов 2 и 3, расположенных на отрезкахломаной кривой, представляющей собой, например,часть периметра правильного сорокаутольника, и источник 4 с веерообразной диаграммой направленности, жестко соединенный с детектором посредством рамы 5, внутри которой находится исследуемый объект 6. В качестве источника 4 ионизирующего излучения может быть использована рентгеновская трубка, а в качестве чувствительных элементов детектора - полупроводниковые чувствитель ные элементы на основе кремния и теллурида кадмия или сцинтилляторы из йодистого цезия, активированного таллием, и германата висмута, соответственноВычислительный томограф работает следующим образом. При исследовании объекта его располагают в растворе пучка лучей,испускаемых источником 4 ионизирующего ;его формы. излучения, и после истечения заданного времени набора информации раму 5 перемещают параллельно самой себе на заданный шаг и повторяют-измерение. По окончании цикла сканирования раму 5 поворачивают на заданный фиксированный угол и цикл измерений повторяют. Прошедшее излучение регистрируют кол лимированным детектором 1. После вычисленной обработки экспериментальных данных получают изображение про.странственного распределения плотности объекта,дифференцированное по виду физических эффектов, вызвавших это поглощение. Наличие двух реконструированных изображений позволяет существенно повысить точность томографических исследований, а увеличение светосилы - статистическую точность результатов измерений. Преимуществом предложенного вычис - лительного томографа является повьше ние технологичности изготовления и юстировки детектора, содержащего несколько сот чувствительных элементов, поскольку он может быть вьтолнен из отдельных блоков, содержащих группы чувствительных элементов, что также повышает точность томографических исследований. Блочная структура детектора создает возможность простой адаптации детектора к различным геометриям сканирования путем изменения

1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ТОМОГРАФ, содержащий коллимированный детектор ионизирующего излучения, соединенный с блоком обработки данных и вьшолненный в виде набора чувствительных элементов, расположенных вдоль линии, и источник ионизирующего излучения с веерообразной диаграммой направленности, жестко связанный с детектором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности томографических исследований путем увеличения светосилы детектора и его спектральной селективности, чувствительные элементы установлены вдоль отрезков ломаной; кривой и выбраны с разной энергетической чувствительностью. 2.Томограф поп.1,отличаю щ и и с я тем, что чувствительные элементы установлены на отрезках ломаной кривой, представляющей собой часть периметр,: правильного многоугольника с центром в точке, совпадающей с источником излучения. 3.Томограф ПОП.1, отличающийся тем, что чувствительные элементы с нечетным номером имеют одну энергетическую чувствительность, а с четным - другую.