本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種射線康普頓背散射CT掃描頭及CT掃描機(jī)。

背景技術(shù)：

適用于射線康普頓背散射掃描技術(shù)(Compton Backscatter Scanning，簡(jiǎn)稱CBS)的電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(Computed Tomography，簡(jiǎn)稱CT)，即CBS-CT，與射線透射的傳統(tǒng)CT或螺旋CT掃描原理不同，傳統(tǒng)的射線透射的傳統(tǒng)CT或螺旋CT掃描的射線源與探測(cè)器陣列位于人體的兩側(cè)，而CBS-CT的射線源與探測(cè)器陣列同位于被檢查人體的一側(cè)，它依據(jù)的是γ射線或X射線與檢測(cè)目標(biāo)(通常為人體器官、組織等)相互作用中的康普頓散射效應(yīng)，由檢測(cè)目標(biāo)的單側(cè)測(cè)量不同位置某特定散射角所對(duì)應(yīng)的散射光子數(shù)，求出檢測(cè)目標(biāo)中電子密度分布，經(jīng)過一定的分析處理，便可得到被測(cè)物的三維密度分布圖像，即CT圖像。而CBS-CT的分析處理過程并不像射線透射的傳統(tǒng)CT或螺旋CT掃描那樣，需要經(jīng)過雷當(dāng)變換等算法，并且還需要精密定位床，因此，CBS-CT掃描機(jī)具有小型輕便、微劑量、可在任意場(chǎng)合做CT掃描及性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

由于“射線康普頓背散射掃描技術(shù)”的掃描核心部件為射線的發(fā)出端(射線發(fā)生器)、射線發(fā)生器準(zhǔn)直器(即前準(zhǔn)直器，作用為形成錐形束)、射線的接收端(例如平板探測(cè)器)和射線接收器準(zhǔn)直器(即后準(zhǔn)直器)，為了實(shí)現(xiàn)CBS-CT掃描機(jī)的上述優(yōu)點(diǎn)，如何對(duì)該掃描核心部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就成為了得到高精度、高清晰的檢測(cè)目標(biāo)CT圖像的基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種射線康普頓背散射CT掃描頭及CT掃描機(jī)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，充分發(fā)揮CBS-CT掃描機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以得到高精度、高清晰的檢測(cè)目標(biāo)CT圖像，而且使CT掃描可在任意場(chǎng)合進(jìn)行。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種射線康普頓背散射CT掃描頭，包括第一T形板和第二T形板，所述第一T形板和所述第二T形板的上部均設(shè)有機(jī)架安裝孔，所述機(jī)架安裝孔用于將所述射線康普頓背散射CT掃描頭安裝至CT掃描機(jī)的機(jī)架上。

所述第一T形板和所述第二T形板的一端分別通過一軸承連接有第一轉(zhuǎn)軸，所述第一T形板或所述第二T形板上設(shè)有第一伺服電機(jī)，所述第一伺服電機(jī)通過第一減速機(jī)與所述第一轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接；所述第一轉(zhuǎn)軸上固設(shè)有第一連接板，所述第一連接板上固設(shè)有第一導(dǎo)桿電動(dòng)缸，所述第一導(dǎo)桿電動(dòng)缸導(dǎo)桿的末端連接有第一安裝板，所述第一安裝板上固設(shè)有射線封裝體，所述射線封裝體的射線發(fā)出口所在的平面上固設(shè)有安裝法蘭，所述安裝法蘭中部連接有前準(zhǔn)直器。

所述第一T形板和所述第二T形板的另一端分別通過一軸承連接有第二轉(zhuǎn)軸，所述第一T形板或所述第二T形板上設(shè)有第二伺服電機(jī)，所述第二伺服電機(jī)通過第二減速機(jī)與所述第二轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接；所述第二轉(zhuǎn)軸上固設(shè)有第二連接板，所述第二連接板上固設(shè)有第二導(dǎo)桿電動(dòng)缸，所述第二導(dǎo)桿電動(dòng)缸導(dǎo)桿的末端連接有第二安裝板，所述第二安裝板上固設(shè)有平板探測(cè)器，所述平板探測(cè)器的探測(cè)平面前設(shè)有后準(zhǔn)直器。

優(yōu)選地，所述射線康普頓背散射CT掃描頭還包括第一支撐板、第二支撐板和中間支撐板，所述第一支撐板的兩端分別通過螺栓連接所述第一T形板和所述第二T形板的一端，所述第二支撐板的兩端分別通過螺栓連接所述第一T形板和所述第二T形板的另一端，所述中間支撐板通過螺栓連接所述第一T形板和所述第二T形板的中部。

優(yōu)選地，所述射線康普頓背散射CT掃描頭還包括鉛簾安裝板和鉛簾，所述鉛簾安裝板通過螺栓與所述中間支撐板連接，所述鉛簾通過卡扣與所述鉛簾安裝板連接。

優(yōu)選地，所述鉛簾的高度為180mm，厚度為5mm。

優(yōu)選地，所述前準(zhǔn)直器的軸線與所述鉛簾的夾角為15°～35°，優(yōu)選為25°；所述后準(zhǔn)直器探測(cè)平面的法線與所述鉛簾的夾角為15°～35°，優(yōu)選為25°。

優(yōu)選地，所述射線封裝體的射線發(fā)出口所在的平面與檢測(cè)目標(biāo)的距離為150mm～200mm，優(yōu)選為200mm；所述平板探測(cè)器的探測(cè)平面與檢測(cè)目標(biāo)的距離為270mm～320mm，優(yōu)選為320mm。

優(yōu)選地，所述第一T形板、所述第二T形板、所述第一連接板、所述第一安裝板、所述第二連接板、所述第二安裝板、所述第一支撐板、所述第二支撐板和所述中間支撐板上均開設(shè)有減重孔。

優(yōu)選地，所述平板探測(cè)器的兩側(cè)通過螺栓分別連接有一后準(zhǔn)直器安裝架，所述后準(zhǔn)直器套接于兩個(gè)所述后準(zhǔn)直器安裝架之間，所述后準(zhǔn)直器和所述后準(zhǔn)直器安裝架由螺栓固定連接，所述后準(zhǔn)直器安裝架上的螺栓孔均為長(zhǎng)圓孔。

優(yōu)選地，所述第一伺服電機(jī)和所述第二伺服電機(jī)的功率均為400W，所述第一減速機(jī)和所述第二減速機(jī)均為行星齒輪減速機(jī)。

本發(fā)明還公開一種射線康普頓背散射CT掃描機(jī)，包括上述任一技術(shù)方案中所述的射線康普頓背散射CT掃描頭、行走車體、床板、Z軸支架、懸臂和工控機(jī)，所述床板設(shè)置在所述行走車體上，所述Z軸支架設(shè)置在所述行走車體一側(cè)，所述懸臂一端設(shè)置在所述Z軸支架上，另一端連接所述射線康普頓背散射CT掃描頭，所述工控機(jī)用于控制第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第一導(dǎo)桿電動(dòng)缸、第二導(dǎo)桿電動(dòng)缸、射線封裝體和平板探測(cè)器。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明公開的射線康普頓背散射CT掃描頭及CT掃描機(jī)無需傳統(tǒng)的螺旋CT機(jī)的大而笨重的機(jī)架和復(fù)雜的精密檢查床，不僅能夠確保掃描運(yùn)動(dòng)的精度，獲得高精度、高清晰的檢測(cè)目標(biāo)CT圖像，而且大大減小了CT掃描機(jī)的體積和重量，簡(jiǎn)化了操作過程。本發(fā)明的射線康普頓背散射CT掃描頭及CT掃描機(jī)小型輕便、輻射劑量小，實(shí)現(xiàn)了可以在任意場(chǎng)合做CT檢查的技術(shù)效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明射線康普頓背散射CT掃描頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明射線康普頓背散射CT掃描頭的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明射線康普頓背散射CT掃描頭的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明射線康普頓背散射CT掃描頭的右視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明后準(zhǔn)直器安裝架的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明射線康普頓背散射CT掃描頭與檢測(cè)目標(biāo)的位置示意圖；

圖7為本發(fā)明射線康普頓背散射CT掃描機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-第一T形板，2-第二T形板，3-第二支撐板，4-中間支撐板，5-第一支撐板，6-第一連接板，7-第二連接板，8-第一減速機(jī)，9-第一伺服電機(jī)，10-第二減速機(jī)，11-第二伺服電機(jī)，12-第二導(dǎo)桿電動(dòng)缸，13-第一導(dǎo)桿電動(dòng)缸，14-第二安裝板，15-第一安裝板，16-射線封裝體，17-平板探測(cè)器，18-安裝法蘭，19-前準(zhǔn)直器，20-后準(zhǔn)直器安裝架，21-鉛簾安裝板，22-后準(zhǔn)直器，23-鉛簾，24-床板，25-行走車體，26-工控機(jī)，27-Z軸支架，28-懸臂，α-前準(zhǔn)直器的軸線與鉛簾的夾角，β-后準(zhǔn)直器探測(cè)平面的法線與鉛簾的夾角，L1-射線封裝體的射線發(fā)出口所在的平面與檢測(cè)目標(biāo)的距離，L2-平板探測(cè)器的探測(cè)平面與檢測(cè)目標(biāo)的距離。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種射線康普頓背散射CT掃描頭及CT掃描機(jī)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，充分發(fā)揮CBS-CT掃描機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以得到高精度、高清晰的檢測(cè)目標(biāo)CT圖像，而且使CT掃描可在任意場(chǎng)合進(jìn)行。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1：如圖1-6所示，本實(shí)施例提供了一種射線康普頓背散射CT掃描頭，包括第一T形板1、第二T形板2、第一支撐板5、第二支撐板3、中間支撐板4、鉛簾安裝板21和鉛簾23，第一T形板1和第二T形板2的上部均設(shè)有機(jī)架安裝孔，所述機(jī)架安裝孔用于將射線康普頓背散射CT掃描頭安裝至CT掃描機(jī)的機(jī)架上。第一支撐板5的兩端分別通過螺栓連接第一T形板1和第二T形板2的一端，第二支撐板3的兩端分別通過螺栓連接第一T形板1和第二T形板2的另一端，中間支撐板4通過螺栓連接第一T形板1和第二T形板2的中部。鉛簾安裝板21通過螺栓與中間支撐板4連接，鉛簾23通過卡扣與鉛簾安裝板21連接。鉛簾23的高度為180mm，厚度為5mm。鉛簾23可以有效減少射線封裝體16對(duì)平板探測(cè)器17不必要的近距離干擾。

第一T形板1和第二T形板2的一端分別通過一軸承連接有第一轉(zhuǎn)軸，第二T形板2上設(shè)有第一伺服電機(jī)9(第一伺服電機(jī)9也可以設(shè)置于第一T形板1上)，第一伺服電機(jī)9通過第一減速機(jī)8與所述第一轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接；所述第一轉(zhuǎn)軸上固設(shè)有第一連接板6，第一連接板6上固設(shè)有第一導(dǎo)桿電動(dòng)缸13，第一導(dǎo)桿電動(dòng)缸13導(dǎo)桿的末端連接有第一安裝板15，第一安裝板15上固設(shè)有射線封裝體16，射線封裝體16能夠發(fā)射X射線或γ射線，射線封裝體16的射線發(fā)出口所在的平面上固設(shè)有安裝法蘭18，安裝法蘭18的直徑為52mm。安裝法蘭18通過螺栓與射線封裝體16連接，安裝法蘭18中部設(shè)有螺紋，前準(zhǔn)直器19旋入安裝法蘭18中部的螺紋中，前準(zhǔn)直器19的作用為產(chǎn)生扇形射線。

第一T形板1和第二T形板2的另一端分別通過一軸承連接有第二轉(zhuǎn)軸，第二T形板2上設(shè)有第二伺服電機(jī)11(第二伺服電機(jī)11也可以設(shè)置于第一T形板1上)，第二伺服電機(jī)11通過第二減速機(jī)10與所述第二轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接；第二轉(zhuǎn)軸上固設(shè)有第二連接板7，第二連接板7上固設(shè)有第二導(dǎo)桿電動(dòng)缸12，第二導(dǎo)桿電動(dòng)缸12導(dǎo)桿的末端連接有第二安裝板14，第二安裝板14上固設(shè)有平板探測(cè)器17，平板探測(cè)器17的探測(cè)平面前設(shè)有后準(zhǔn)直器22，本實(shí)施例中后準(zhǔn)直器22的外形為長(zhǎng)方體，其厚度為30mm，長(zhǎng)寬均為170mm，平板探測(cè)器17的兩側(cè)通過螺栓分別連接有一后準(zhǔn)直器安裝架20，后準(zhǔn)直器22套接于兩個(gè)后準(zhǔn)直器安裝架20之間，且后準(zhǔn)直器22和后準(zhǔn)直器安裝架20由螺栓固定連接，后準(zhǔn)直器安裝架20上的螺栓孔均為長(zhǎng)圓孔，使后準(zhǔn)直器22可相對(duì)于平板探測(cè)器17在X軸、Y軸和Z軸三個(gè)方向上進(jìn)行一定程度的位置調(diào)整。

前準(zhǔn)直器19的軸線與后準(zhǔn)直器22探測(cè)平面的法線在同一平面內(nèi)，二者的焦點(diǎn)即為檢測(cè)目標(biāo)應(yīng)在的位置。前準(zhǔn)直器19的軸線與鉛簾23的夾角α在15°～35°內(nèi)可調(diào)，理論計(jì)算角度為25°；射線封裝體16的射線發(fā)出口所在的平面與檢測(cè)目標(biāo)的距離L1在150mm～200mm內(nèi)可調(diào)，優(yōu)選為200mm。后準(zhǔn)直器22探測(cè)平面的法線與鉛簾23的夾角β在15°～35°內(nèi)可調(diào)，理論計(jì)算角度為25°；平板探測(cè)器17的探測(cè)平面與檢測(cè)目標(biāo)的距離L2在270mm～320mm內(nèi)可調(diào)，優(yōu)選為320mm。

第一T形板1、第一連接板6、第一安裝板15、第二T形板2、第二連接板7、第二安裝板14、第一支撐板5、第二支撐板3和中間支撐板4上均開設(shè)有減重孔，且材質(zhì)優(yōu)選為鋁合金，以減輕本實(shí)施例的射線康普頓背散射CT掃描頭的重量。

第一伺服電機(jī)9和第二伺服電機(jī)11的功率均為400W，第一減速機(jī)8和第二減速機(jī)10均為行星齒輪減速機(jī)，優(yōu)選為軸輸出式行星齒輪減速機(jī)，行星齒輪減速機(jī)具有減速比大、精度高、體積小和重量輕的優(yōu)點(diǎn)，以降低本實(shí)施例的射線康普頓背散射CT掃描頭的重量。

本實(shí)施例還公開一種射線康普頓背散射CT掃描機(jī)，包括上述的射線康普頓背散射CT掃描頭、行走車體25、床板24、Z軸支架27、懸臂28和工控機(jī)26，床板24設(shè)置在行走車體25上，Z軸支架27設(shè)置在行走車體25的一側(cè)，懸臂28一端設(shè)置在Z軸支架27上，另一端連接射線康普頓背散射CT掃描頭，工控機(jī)26用于控制第一伺服電機(jī)9、第二伺服電機(jī)11、第一導(dǎo)桿電動(dòng)缸13、第二導(dǎo)桿電動(dòng)缸12、射線封裝體16和平板探測(cè)器17。床板24與行走車體25之間優(yōu)選設(shè)有能夠使床板24沿X軸和Y軸方向移動(dòng)的位移機(jī)構(gòu)，懸臂28和Z軸支架27之間優(yōu)選設(shè)有能夠使懸臂28沿Z軸移動(dòng)的位移機(jī)構(gòu)，所述射線康普頓背散射CT掃描頭與懸臂28之間優(yōu)選設(shè)有能夠使所述射線康普頓背散射CT掃描頭在垂直和水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述位移機(jī)構(gòu)可以選擇使用伺服電機(jī)和滾珠絲杠構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以由伺服電機(jī)和減速機(jī)組成。

本實(shí)施例公開的射線康普頓背散射CT掃描頭及CT掃描機(jī)在掃描前，需要通過控制第一伺服電機(jī)9和第二伺服電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)，及第一導(dǎo)桿電動(dòng)缸13和第二導(dǎo)桿電動(dòng)缸12的導(dǎo)桿移動(dòng)，以達(dá)成檢測(cè)目標(biāo)置于掃描頭的有效檢測(cè)區(qū)域內(nèi)，即達(dá)成適于射線康普頓背散射CT掃描頭的如圖6所示的尺寸及角度要求，即前準(zhǔn)直器19的軸線與鉛簾23的夾角α為25°；射線封裝體16的射線發(fā)出口所在的平面與檢測(cè)目標(biāo)的距離L1為200mm；使后準(zhǔn)直器22探測(cè)平面的法線與鉛簾23的夾角β為25°；平板探測(cè)器17的探測(cè)平面與檢測(cè)目標(biāo)的距離L2為320mm。為下一步使用編輯好的控制程序并自動(dòng)執(zhí)行掃描程序，做好檢測(cè)目標(biāo)的定位工作。

本實(shí)施例公開的射線康普頓背散射CT掃描頭的主視圖呈現(xiàn)出類似于漢字中“穴”字的構(gòu)造，左右基本對(duì)稱，受力平衡，且具有七個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度(后準(zhǔn)直器22相對(duì)于平板探測(cè)器17有三個(gè)自由度，射線封裝體16和平板探測(cè)器17相對(duì)于第一T形板1和第二T形板2均為兩個(gè)自由度)，因此，本實(shí)施例公開的射線康普頓背散射CT掃描頭及CT掃描機(jī)無需傳統(tǒng)的螺旋CT機(jī)的大而笨重的機(jī)架和復(fù)雜的精密檢查床，即可完成檢測(cè)目標(biāo)的定位工作，不僅能夠確保掃描運(yùn)動(dòng)的精度，獲得高精度、高清晰的檢測(cè)目標(biāo)CT圖像，而且大大減小了CT掃描機(jī)的體積和重量，簡(jiǎn)化了操作過程。本實(shí)施例的射線康普頓背散射CT掃描頭及CT掃描機(jī)小型輕便、輻射劑量小，實(shí)現(xiàn)了可以在任意場(chǎng)合做CT檢查的技術(shù)效果。

本說明書中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。