тела 5 установлен вертикально для поворота относительно оси 4, центрированной относительно отверстия 2. Элемент / установлен в трех поворотных подшипниках 5, 6, 7, которые шарнирно установлены в основаНИИ 8 устройства. Основание 5 является неподвижным, жестко установленным в подставке 9, и может принимать любую необходимую форму, хотя в нем, конечно, должно предусматриваться отверстие, совпадающее с -отверстием 2. Элемент / может новорачиваться на угол, например 10°, с помощью мальтийского механизма 10. На периферии элемента / есть зубцы 11, которые взаимодействуют со штифтом 12 на постоянно вращающемся диске 13, чтобы обеспечить шаговое круговое вращение. Диск 12 также снабжен кулачком 14, который взаимодействует с соответствующей канавкой
15на зубцах 11 для эффективного останова элемента / в его угловом положении на такое время, которое штифт 12 не находится
в одном из пазов, образованных между соседними зубцами 11. Диск 13 щарнирно установлен в основании 8 и приводится в движение электродвигателем (на чертеже не показан).
На поворотном элементе / установлен легкий, но жесткий сканирующий якорь 16, который совершать сканирующее относительно элемента /. Якорь
16может двигаться по линейным направляющим 17 и 18, которые закреплены на поворотном элементе / и расположены на нем по хорде. Боковое сканирующее днижение сообщается якорю 16 с помощью зубчатой рейки 19, которая установлена между парой зубчатых роликов 20 и 21, шарнирно установленных в соответствующих скобах (на чертеже не показаны), укпепленных в элементе /, к которому якорь
16 прикреплен с помощью скобы (не показана). Ролик 20 является просто направляющим, а ролик 21 приводится в двилсение присоединяемым двигателем 22, который укреплен с помощью скобы 23 на элементе /.
Нодставка 9 опирается на соответствующую перекладину или подобную ей конструкцию, которая обеспечивает зазор якоря 16 во всех угловых положениях поворотного элемента 7 и во всех боковых положениях якоря 16.
Противоосный груз 24 прикреплен с обратной стороны рейки 19 к якорю 16 и таКИМ образом движется в противоположном иаправленЕИ с тем,. чтобы компенсирозатъ силы разбаланса, которые могли бы быть развиты при боковом сканирующем движении якоря и связанных с ним частей, описываемых далее.
К якорю 16 прикреплен источник 25 рентгеновского излучения, создающий плоский веерообразный пучок лучей. На противоположной стороне якоря 16 по отношеПИЮ к отверстию 2 и к источнику 25, находится ряд 26 из тридцати детекторов, чувствительных к излучению, причем каждому детектору соответствует отдельный коллиматор. Коллиматоры расположены в устройстве 27. В этом случае соседние коллиматоры наклонены друг к другу под углом 1/3° и так как имеется 30 детекторов, угловое перекрытие пучка Х-лучей от источника 25 равно 10°. Как станет далее ясно, пучок не является симметричным относительно перпендикуляра, опущенного из фокуса источника на ряд 26. Эга линия отсекает шестнадцать детекторов (считая слева).
Тело 3, установленное на опору 28, закрепляют скобами 29. Зазоры между телом и опорой заполняют соответствующим уплотнительным материалом 30, который предпочтительно имеет рыхлую структуру и поглощает рентгеновское излучение так , как одежда человека. Материал 30 .предпочтительно содержится в одном или более пластиковых пакетах. Онора 28 поддерживается ножками 31, которые установлены на подставке 9.
Шаговое вращательное сканирующее движение, сообщаемое с помощью мальтийского механизма элементу 1, должно быть синхронизировано с боковым сканирующим двил ением, сообщаемым якорю 16 с помощью присоединяемого двигателя и концу элемента 1, выполненному с кольцевой сеткой, часть которой показана позицией 32. Неподвижный фотодетектор 55 совместно с соответствующим световым источником (на чертеже не показан) предусмотрен для того, чтобы передавать временные импульсы, показывающие прохождение меток на сетке 52 мимо фотодетектора 55. Таким образом, может наблюдаться вращательное сканирующее движение элемента. Подобным образом линейная сетка 34 неподвижно закреплена на якоре 16 и взаимодействует со вторым фотодетектором 35, который установлен на элементе / и поворачивается совместно с ним, и подобным же образом установлен другой источник света (не показан), чтобы выдавать временные импульсы, индицирующие боковое сканирование. Обе сетки 52 и 34 содержат прозрачные элементы с нанесенными на них линиями, которые гравируются или наносятся другим способом. Две серии временных импульсов подаются в управляющую схему 36, которая управляет двигателем 22, приводящим в диск 13 мальтийского механизма 10, таким образом, что после каледого шага вращательного движения происходит одно боковое сканирование совместно с источникам 25 и детекторным рядом 26 из одного положения в другое через отверстие 2. Такое боковое сканирование происходит для каждого углового шага элемента 1, причем углы сканирования составляют 10° порознь.
Каждый детектор в ряду 26 содержит, например, сцинтилляционный кристалл (например, иодида цезия) и соответствующую фотоумножительную трубку или фотодиод, и вырабатывает электрические сигналы, показывающие количество радиации, прощедшее через тело в определенном направлений. Электрические сигналы подаются в соответствующую схему 57 предварительной обработки, каждая из которых содержит усилитель 38, регулируемый интегратор 39, аналогово-цифровой преобразователь 40 и логарифмический преобразователь 41. Интеграторы 39 считаются и переустанавливаются синхронно и периодически с помощью временных импульсов с фотодетектора 35, причем устройство таково, что считывание и переустановка происходит 160 раз при каждом боковом сканировании в любом направлении. Таким обра- зом, в течение единственного бокового колебания выдаются выходные сигналы, которые показывают поглощение рентгеновского излучения при пересечении ряда из 160 параллельных траекторий от источника к детектору в каждом из 30 угловых положений по отношению к телу 3. Затем элемент У поворачивается через 10° и подается вторая из 160 сигналов с 30 рядов. Процесс повторяется до тех пор, пока элемент / поворачивается, по крайней мере, на 170°, и все выходные сигналы, полученные во время колебания, обрабатываются в цепи 42 для оценки коэффициента поглощения радиации во множестве областей, размещенных на срезе тела 3, которое находится в плоскости рентгеновского пучка.
Обработка результатов содержит способ сверки, согласно которому выходные сигналы собираются в ряды, относящиеся к параллельным траекториям, проходящим через тело. Каждый выходной сигнал затем преобразуется путем комбинации его с компонентами других выходных сигналов его собственного ряда, причем оценка выполняется в соответствии с функцией, которая является отрицательной и уменьщается по амплитуде, так как расстояние от траектории, дающей начало преобразованному выходному сигналу, увеличивается. Преобразованные выходные сигналы затем дополнительно комбинируются в соответствии с внутренними отношениями траекторий, к которым они относятся в соответствии с методом наложения, причем выходные сигналы преобразуются таким образом, чтобы компенсировать известные неточности диаграмм наложения.
Обычной является оценка коэффициентов поглоиюння для областей равномерно распределенных по матричным рядам по поверхности так, как это показано на круговой области 43 на фиг. 1, которая содержит ту часть тела 3, которую нужно исследовать. Преобразование выходных сигналов происходит только по отнощению к траекториям пучка, лежащим в окружности 43. II можно утверждать, что участки тела 3, которые лежат вне окружности 43, не
имеют существенного влияния на точность оценки. Однако это заключение не всегда справедливо. Излучение, проходящее через окружность 43, по крайней мере, по некоторым из упомянутых траекторий, также проходит через участки тела 3, которые лежат в зоне вне окружности и, следовательно; если используется материал со значительным поглощением в зоне тела 3, вне окружности 43 могут появиться выходные сигналы, выдаваемые с соответствующих траекторий.
В соответствии с примером исполнения :;зобрстения со ссылкой при пояснении на фиг. 2 дополнительные выходные сигналы
выдаются в течение каждого бокового колебания от одного из детекторов, в данном случае IG-ro, по отношению к траекториям, которые находятся полностью вне области окружности 43. Эти дополнительные выходные сигналы используются в процессе сверки, причем оцениваются в соответствии с упомянуто функцией и объединя отся с выходными сигналами, относящимися к внутренним трае торням, но смежным с область о окружност 43. Те же самые дополнительные выходные сигналы (например, получаем ; е с 16-го детектора) используются для всех 30 серий выходных сигналов, получаемых во время описываемого бокового колеоан1 я; образом, сери дополнительных выходн з х с гналов располагаются под 10 один от другого.
Иа . 2 ряд траекторий 44а и 44Ь соответствует серии дополкительн з Х
выходных с гналов, в то время, как часть второго ряда траекторий 45 дает начало смежней серии дополнительных выходных сигналов.
Ре1 тгеновск п пучок показан позицией
46, где можно видеть расположение разл 1Чных дегокторов в ряду 26. . было упомянуто, пучок имеет угловую щирнну 10° с рядом 1/3. На фиг. 2 показано, что пучок лучей 46 является нес юлько асимметричным относ тельно перпенди ;уляра, опзщенного из действующей точки источника на дете торный ряд, причем этот перпендикуляр опАпюн образом, что пересекает 16-ый Д16 (считая слева). Таким
образом, слева от перпендпкуляра находится 15 детекторов и справа - 14. Это делается потому, что если пучок 46 симметричен относительно перпендикуляра и ряд содерх ит 31 детектор, лищний детектор будет просто выдавать выходные сигналы, оторые моглп бы дублировать те сигналы, оторые 1зь даются одним детектором Д1 в течение следующего или предыдунхего бокового сканирования. Траектория, которая
могла бы соответствовать такому детектору, показана позицией 47 пунктирными линиями.
Так как дополнительные выходные сигналы, относящиеся к траекториям 44 и 45, используются просто для обеспечения процесса свертывания, нет необходимости чтобы они были тото же высокого разрешения, что и выходные сигналы, соответствующие траекториям, которые пересекают часть области окружности 43. При желании поэтому группы выходных сигналов, относящиеся к смежным траекториям в рядах, например, таких, как 44, могут комбинироваться и усредняться с тем, чтобы получить более низкие разрещающие сигналы для использования в дополнительном процессе свертывания. Конечно, процесс следует отрегулировать, чтобы учесть изменение в разрещении сигналов. Это может быть выполнено либо с помощью обработки усредненных величин как целых, которые могут быть отнесены к центральному пучку траекторий группы, при этом остальными траекториями пучка пренебрегают, либо приписыванием той же самой усредненной величины каждой траектории пучка группы.
Изобретение может быть реализовано различными путями. Например, дополнительные выходные сигналы не нужно получать от детекторов Д16; они могут быть получены вместо этого, например, от детектора Д1. Далее, дополнительные выходные сигналы не нужно получать от того же самого детектора во время каждого бокового сканирования. Более того, дополнительные выходные сигналы могут быть получены от более, чем одного, детектора во время каждого бокового сканирования.
Другие дополнительные усоверщенствования могут быть выполнены для устройства, показанного на фиг. 1, без нарущения сущности изобретения. Например, блоки материала, поглощающего рентгеновское излучение, могут располагаться между источником 25 и телом 3 и между телом 3 и рядом 16 детекторов с тем, чтобы уменьшить вариации степени поглощения, испытываемого радиацией прн пересечении траекторий различных длин через тело 3. Более того, блоки могут быть размещены так, чтобы вызвать ослабление радиации, когда она пересекает траектории полностью вне тела и его опорь и так, чтобы контролировать чувствительности различных детекторов. С этой точки зрения предпочтительно упомянутое считывание для де- тектора в одной половине веерообразного пучка радиации выполнять с одной стороны отверстия 2, в то время, как считывание со
второй половины пучка - с другой стороны отверстия 2.
Нри некоторых обстоятельствах может быть трудно расположить физически 30 детекторов рядом в ряду 26, в таком случае
желательно расположить детекторы зигзагообразно на расстоянии от источника, причем зигзаг сводится к минимуму.
Ф О р 1М у л а и 3 о б р € т е н и я
Способ поперечной томографии, заключающийся в том, что исследуемое тело просвечивают плоским веерным рентгеновским пучком Б последовательности угловых положений относительно исследуемого тела, регистрируют нрощедщее через исследуемое тело излучение с помощью набора детекторов, так что каждому детектору соответствует определенная траектория веерного пучка, причем в каждом угловом положении производят линейное сканирование исследуемого тела веерным пучком, и осуществляют обработку выходных сигналов детекторов таким образом, что сначала относящиеся к параллельным траекториям выходные сигналы детекторов собирают в ряды, преобразуют выходные сигналы каждого ряда с номощью других сигналов того же ряда, а затем преобразованные выходные сигналы комбинируют в соответствии с относительным положением траекторий, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности исследования, регистрируют дополнительные выходные сигналы, по крайней мере, от одного из детекторов по отнощению к траекториям, которые расположены вне исследуемой области поперечного среза тела, указанные сигналы преобразуют и комбинируют с выходными
сигналами всех наборов параллельных траекторий, проходящих через исследуемую область в процессе линейного сканирования.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1.Патент Великобритании ЛЬ 1283915, кл. Н 5 К, опублик. 1972.
2.Патент США, № 3924129, кл. 250-336, опублик. 1975.
ч-ita
