Устройство для осевой томографии Советский патент 1979 года по МПК G01N23/08 A61B6/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСЕВОЙ ТОМОГРАФИИ

Каждый датчик регистрирует рентгеновское излучение по касате.чьной к фиксированной окружности. Преимущества этого решения - высокая скорость сканирования, определяемая наличием одного ТИПУ механического движения, и возможность исиользования пучка с большим углом расходимости.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является з ттройство для осевой томографии, содержащее источниЕ веерного рентгеновского пучка, набор детекторов, средства расположения исследуемого объекта между источником и детекторами, средства поворота источника и летекторов совместно вокруг исследуемого объекта, причем набор детекторов установлен по окружности с центром, совпадаюицш с осью поворота источника, средства обработки сигналов детекторов, и дисплей 4.

Недостатки известных технических решений, связанных с совместным поворотом источника и набора детекторов без линейного сканирования, состоят в низкой разрешающей способности, так как для ее увеличения требуется большое число близко расположенных детекторов очень малых размеров, необходимости калибровки усиления детекторов, поскольку каждый детектор сканирует не всего иапиента, и иевозможности частотной калибровки (последняя можег быть проведена только без пациента ввиду того, что каждый датчик сканирует не всего пациента).

Цель изобретения - повышение разрешения и скорости томографического исследования при обеспечеиии возможности частотной калибровки детекторов.

Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что в устройстве для осевой томографии, содержащем источник веерного рентгеновского пучка, набор летекторов, средства расположения исследуемого объекта между источником и детекторами, средства поворота источника вокруг исследуемого объекта, причем набо;; детекторов установлен по окружности с центром, совпадающим осью средств поворота, средства обработки сигналов детекторов, и дисплей, источник веерного рентгеновского ггучка и набор детекторов имеют возможность их независимого поворота друг относительно друга вокрзг общей оси, например источник установлен с BOSMOJKностью перемещения по окружности, концентричной с окружностью установки набора детекторов, который занимает всю окружность и установлен неподвижно.

На фиг. 1 показана схема вращающегося источника рентгеновского излучения и ряда неподвижного набора детекторов, расположенных в соответствии с изобретением; на фиг. 2 - схема регистрации рентгеновских лучей одним датчиком за

время полного оборота источника вокруг оси.

Источник 1 рентгеновского излучения вращается вокруг оси 2 и излучает веерный иучок рентгеновских лучей 3, угол расхождения которого достаточно велик для того, чтобы осветить область 4 нациента, центр которой расположен на оси 2. При вращении источника рентгеновских лучей

пучок 3 освещает неиодвижный набор 5 сцинтилляционных детекторов 6. В момент времени пучок 3 одновременно попадает на группу смежных детекторов-5, вызывая соответствующее число

электрических сигналов, величнна каждого из которых определяется поглощением рентгеновского излучения в направлении между источником / и соответствующим детектором 6. Средства 7 обработки сигналов, связанные с детекторами 6, объединяют выходные сигналы детекторов, создавая на дисплее 8 изображение, соответствующее поглощению рентгеновского излучения сечением тела пациента, находящимся в области 4, в которой осуществлялось сканирование. Сканирующая система и нациент могут быть смещены относительно оси для получения набора неосевых сечений.

На фиг. 2 изображены траектории 9 последовательности лучей, идущих от источника / к одному из .детекторов 6 во время одного оборота. Изл чение попадает на детектор 6 только в течение части оборота

источника 1 рентгеновских лучей и направлено оно по траекториям 9, соответствующим дви}кению источника / по дуге, стягивающей угол, полностью охватывающий область тела пациента. Каждый из детекторов 6 принимает такую иоследовательность лучей за время одного полного оборота источиика 1. Средства обработки сигналов объединяют сигналы всех детекторов 6, создавая высококачественный отображающий сигнал, соответствующий поперечному сечению, или томограмму осевого сечения с помощью известной числовой обработки.

Изобретение характеризуется рядом

признаков, обеспечивающих высокое качество томограмм и не ухудшающих других свойств устройств. Предлагаемое устройство- обладает высокой разрешающей способностью, поскольку каждый детектор может многократно регистрировать сигналы во время вращения источника вокруг пациента. Не требуется калибровки усиления, так как каждый детектор измеряет сигналы вдоль всего пациента. Несоответствие

в усилении приведет лишь к малому смещению постоянного тока в конечном изображении.

Другое преимущество изобретения - возмолсность частотной калибровки, калибровка может быть выполнена во время

каждого сканирования без смещения пациента.

Кроме того, положительными иризнаками изобретения являются высокая скорость проведения исследований в результате использования только одного механического движения (вращения источника /), возможность использования пучка с большим углом расходимости, что уменьшает потери рентгеновского излучения и позволяет более эффективно проводить измерения. Высокая же скорость проведения исследований требуется для избежания эффектов, связанных с дыхательными или другими движениями паииеита.

В сконструированном согласно изобретению и успешно действующем устройстве с высокой разрешающей способностью используют 600 отдельных датчиков, освещаемых пучком рентгеновских лучей, угол расходимости которого 50° от оси вращения, а толщина от 2 до 10 мм. Применяют источник рентгеновских лучей мощностью до 150 кВт при 100 мА, совершающий полный оборот за 5,10 или 20 с. ЭВМ (Data General type Eclipse) объедиияет 600 выходных сигналов датчиков, преобразованных в числовую форму ири помощи аналого-пифровых преобразователей.

Хотя вращение источника при неподвижиых пациенте и детекторах, расположенных по кругу, является предпочтительной формой изобретения, вариант, при котором источник рентгеновского излучения неподвижен, а исследуемый объект и детекторы вращаются, не выходит за пределы данного изобретения.

Формула изобретения

1.Устройство для осевой томографии, содержащее источник веерного рентгеновского иучка, набор детекторов, средства расиоложения исследуемого объекта между источником и детекторами, средства поворота источника вокруг исследуемого объекта, причем набор детекторов установлен по окружности с центром, совпадающим с осью поворота источника, средства обработки сигналов детекторов и дисплей, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрещения и скорости томографического исследования при обеспечении возмол ности частотной калибровки детекторов, источник веерного рентгеновского пучка и набор детекторов установлены с возможностью их иезазисимого поворота друг относительно друга вокруг общей оси.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник установ,1ен с воз oжнocтыo перемещения по окружности, концентричной с окружностью установки набора детекторов, который занимает всю окоужность и становлен неподвижно.

Источники информации,

принятые во внимание нри экспертизе.

1.Выложенная заявка ФРГ № 2446226, кл. G 01 Т 1/202, опублик. 1975.

2.Заявка Франции Л 2270754, кл. Н 05 О 1/26, опублик. 1975.

3.Заявка Франции Л 2273439, кл. H05G 1/08, опублик. 1975.

4.Выложенная заявка ФРГ Л 2503789, кл. G 01 Т 1/29, онублик. 1976.