專利名稱：用于電子束x線斷層成相的固定隔板準(zhǔn)直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電子束計(jì)算機(jī)X線斷層成相掃描器中的X-射線準(zhǔn)直器，特別是涉及一種用一個(gè)位置固定且其上帶有小孔的X-射線屏蔽隔板形成的X-射線準(zhǔn)直器。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還設(shè)置了一個(gè)可移動(dòng)的環(huán)，其縱軸被布置成與隔板中的小孔同軸。
在具有掃描電子束X-射線源的計(jì)算機(jī)X線-斷層成相(CT)掃描器中，電子束被磁致偏移以便沿一大體為圓形的軌跡旋轉(zhuǎn)，這時(shí)電子束射到一個(gè)環(huán)形對(duì)陰極上，從而形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的X-射線源。在穿過準(zhǔn)直器后，X-射線形成一個(gè)扇形束，并為一個(gè)與準(zhǔn)直器重疊的環(huán)形探頭陣列所攔截。1982年9月28日授權(quán)的美國專利4,352,021號(hào)公開了這樣一種電子束掃描器，這種掃描器在市場上有售，例如，加利福尼亞州南舊金山市Imatron公司的產(chǎn)品。為使自環(huán)形對(duì)陰極發(fā)射的X射線成為直線，目前的準(zhǔn)直器是通過在一個(gè)塑料圓筒上固定其間具有確定距離的第一和第二金屬環(huán)形成的，此一距離形成了X射線扇形束并且確定了一個(gè)給定的限幅寬度。為改變限幅寬度，其間具有不同的確定距離的第二組金屬環(huán)被設(shè)置在塑料圓筒的另一部分上，與第一組間隔開。第二組實(shí)際上形成一個(gè)新的準(zhǔn)直器，它以機(jī)械的方法代替第一個(gè)準(zhǔn)直器。此項(xiàng)替代是通過將第二組環(huán)設(shè)置在對(duì)陰極的對(duì)面實(shí)現(xiàn)的，以便形成新的準(zhǔn)直器。
前述現(xiàn)有的準(zhǔn)直器裝置是比較昂貴的，這是因?yàn)槠涠嘟M準(zhǔn)直器的機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械調(diào)整裝置，這些調(diào)整裝置對(duì)于精確地調(diào)整相應(yīng)的準(zhǔn)直環(huán)組相對(duì)于對(duì)陰極環(huán)和探頭陣列的相對(duì)位置上是必需的。再有，限幅(或X射線扇形束)的寬度是由不同組準(zhǔn)直器環(huán)間的位置所決定的，因而不是連續(xù)可調(diào)的。
因此，人們希望提供一種用于電子束(EB)計(jì)算機(jī)X線斷層成相(CT)掃描器的廉價(jià)準(zhǔn)直裝置。
更為人們所希望的是提供這樣一種廉價(jià)的準(zhǔn)直器，它具有得到改善的性能。
用于準(zhǔn)直一個(gè)移動(dòng)的X射線源的裝置，包括一個(gè)位置固定的X射線屏蔽隔板，它位于移動(dòng)的X射線源和用于探測X射線的探頭陣列之間的間隔中。該隔板設(shè)置得大體上與移動(dòng)源所限定的平面平行，因而將間隔分為對(duì)陰極部分和探頭部分， 對(duì)陰極部分包括移動(dòng)的X射線源而探頭部分包括X射線探頭陣列。隔板上面有一小孔，一部分X射線從射線源通過小孔到達(dá)探頭陣列，從而將X射線準(zhǔn)直。


圖1示出一個(gè)裝有準(zhǔn)直器類型的電子束計(jì)算機(jī)X線斷層成相掃描器，該準(zhǔn)直器(示于圖3)是根據(jù)本發(fā)明的原理做成的；圖2是圖1所示系統(tǒng)的橫斷面圖；圖3是用于圖1系統(tǒng)的本發(fā)明準(zhǔn)直器裝置的細(xì)節(jié)的示意圖；圖4a為圖1所示系統(tǒng)諸部分的端視圖，圖4b和4c表示圖4a的不同的投影圖，用以表示圖3的準(zhǔn)直器的X射線屏蔽性能。
圖5a、圖5b和圖5c較詳細(xì)地說明了圖3的準(zhǔn)直器裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)特征。
如圖1所示，電子束(EB)計(jì)算機(jī)X線斷層成相(CT)掃描器包括三個(gè)主要部分一個(gè)電子束掃描管2，它具有一個(gè)圓柱部分4和一個(gè)半圓錐形部分6；一個(gè)X射線探頭陣列8和一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10。掃描管2產(chǎn)生并向一個(gè)對(duì)陰極環(huán)發(fā)射電子束，該對(duì)陰極環(huán)在電子束的轟擊下產(chǎn)生X射線。X射線在被準(zhǔn)直并穿過患者11后，被探頭陣列8所攔截和檢測。探頭陣列的數(shù)據(jù)輸出送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)10a。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10包含許多磁盤12用以記錄所得到的探頭數(shù)據(jù)并將其保留供后續(xù)處理。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10還包括一個(gè)掃描控制部分10b，它的輸出控制著掃描管和一個(gè)視頻顯示器14，以顯示由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用所得到的探頭數(shù)據(jù)所再現(xiàn)的X線斷層成相的圖象。
可以更準(zhǔn)確地參看圖2，圖中較為詳細(xì)地表示了掃描和偏移系統(tǒng)。掃描管2包括一個(gè)真空泡20，在其圓柱部分4裝有一個(gè)電子槍22。電子槍沿半圓錐形部分6發(fā)射一軸向電子束23。聚焦線圈24用磁力將電子束聚焦成一個(gè)點(diǎn)，射到一個(gè)半圓環(huán)狀錐形對(duì)陰極26上，該對(duì)陰極的定位應(yīng)使其與掃描管2的縱軸成82°角。彎曲線圈27提供了一個(gè)磁場，以使電子束彎曲從而在其射向?qū)﹃帢O26的途中經(jīng)過掃描管的半圓錐形部分6。一組相應(yīng)的冷卻盤管28可以埋置在對(duì)陰極支架29中，用以冷卻對(duì)陰極26。
彎曲線圈27不僅如上所述使電子束偏移，還使其沿對(duì)陰極環(huán)26快速、反復(fù)地掃射，以便形成一個(gè)基本上在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的X射線源。一個(gè)準(zhǔn)直器裝置(示于圖3、4和5)被安放在X射線束的位于對(duì)陰極環(huán)26和探頭陣列8之間的路徑上，以屏蔽自對(duì)陰極環(huán)發(fā)射的X射線，并形成一個(gè)以1到10毫米寬的平面扇形束形式發(fā)射的X射線束。扇形束的一個(gè)扇形面被X射線探頭陣列8的一部分檢測到，所測得的值被送往計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10的DAS 10a用以再現(xiàn)X射線斷面成相的圖象。上述EBCT掃描系統(tǒng)(除下面將予詳述的準(zhǔn)直器裝置的細(xì)節(jié)以外)對(duì)于那些了解此項(xiàng)技術(shù)的人是熟知的，并且通常被稱為Imatron公司制造與出售的ULTRAFAST CT掃描器。因此，沒有必要就其基本系統(tǒng)的構(gòu)造和操作及其部件作進(jìn)一步的說明。
新型的準(zhǔn)直器示意地在圖3～5中示出，這些圖中每個(gè)圖里的相同部分使用了相同的參考數(shù)字。設(shè)計(jì)是以一個(gè)臨近真空錐體腔6的端面，或者等價(jià)地鄰近包括有探頭陣列8的支撐套設(shè)置的。帶孔的X射線屏蔽隔板300為基礎(chǔ)的。隔板通常采取穿孔圓盤的形式，它被設(shè)置于在對(duì)陰極302上移動(dòng)的X射線源所確定的平面和X射線探頭陣列8所確定的平面之間的間隔中并且大體上與之平行，從而只有穿過其孔洞(即小孔)304的X射線到達(dá)探頭陣列8。也就是說，隔板300、在對(duì)陰極302上移動(dòng)的X射線源和探頭陣列8基本上呈平行設(shè)置，而且間隔開，以使隔板300于在對(duì)陰極302上移動(dòng)的X射線源和探頭陣列8之間形成一個(gè)X射線屏障。優(yōu)選地，這些平面是精確地平行的，以將圖像失真減至最小。(注意，在圖3、4b和4c中水平方向與鉛垂方向的比例尺之比為100比1，以便較清晰地說明本發(fā)明所涉及的原理。然爾，應(yīng)該注意到這也導(dǎo)致所說明的一些角度關(guān)系的變形，例如對(duì)陽極302與掃描管縱軸間的82°角)。隔板300面對(duì)X射線對(duì)陰極302的平面在圖中被表示為在點(diǎn)Z＝0，即掃描器軸向路徑的名義起點(diǎn)。在此處，隔板300的小孔304的內(nèi)側(cè)鈍邊確定了準(zhǔn)直器間隙306的一個(gè)平面。在優(yōu)選實(shí)施例中，準(zhǔn)直器間隙306的另一個(gè)平面由一個(gè)調(diào)節(jié)環(huán)308的一個(gè)端面310所確定。端面310的平面大體上平行(最好是精確地平行)于隔板300的對(duì)陰極側(cè)面(圖3中的左側(cè)面)設(shè)置，且環(huán)308的縱軸大體上與小孔304的縱軸同軸。在所述的實(shí)施例中，環(huán)308的外徑大體上與小孔304的直徑相同，然而，這一關(guān)系在本質(zhì)上是一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題。因此，從在對(duì)陰極環(huán)302上旋轉(zhuǎn)的X射線源的角度來觀察，正是環(huán)308與隔板300之間的間隔控制性地確定了準(zhǔn)直器間隙306的寬度。再有，如圖3所明顯示出的，環(huán)308還起到一個(gè)非常重要的附加作用，即，作為患者前面的一個(gè)保護(hù)患者的輻射防護(hù)屏，這樣患者僅受到實(shí)際上形成準(zhǔn)直輻射射線束的輻射。另外，環(huán)308還用以減少X射線的散射(它會(huì)降低圖象的質(zhì)量)和改善輻射劑量分布(如圖4b所示)的均勻性。然而，應(yīng)予指出，在另一實(shí)施例中，對(duì)進(jìn)行照相的目標(biāo)所受的輻照量的限制是不重要的，在準(zhǔn)直前對(duì)X射線的屏蔽從而準(zhǔn)直環(huán)308盡管是可取的但不是必需的。在這種情況下，有用的射線束寬將完全取決于對(duì)陰極302和探頭陣列8之間的“視域”，亦即取決于電子束輝點(diǎn)在對(duì)陰極302寬度上的位置+Z。電子束輝點(diǎn)的軸向位置Z是可調(diào)的，即通過對(duì)彎曲線圈27的適當(dāng)調(diào)整，移動(dòng)傾斜對(duì)陰極302上的電子束，以使其靠近或遠(yuǎn)離隔板300。當(dāng)電子束輝點(diǎn)移至更靠近隔板300時(shí)，由對(duì)陰極302通過小孔304到探頭陣列8的“視域”相應(yīng)地減少，因此相應(yīng)地減少了射線束的寬度，這樣從寬到10mm至小到1mm的限幅寬度可以以最小的錐角和最大的效率實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。再有，應(yīng)予指出，新的準(zhǔn)直器裝置不僅可以進(jìn)行簡單的調(diào)節(jié)以改變限幅寬度，如果需要，還可在掃描階段進(jìn)行調(diào)整，而且不需要移動(dòng)探頭陣列或隔板。另外，在優(yōu)選實(shí)施例中，準(zhǔn)直環(huán)308的調(diào)整與對(duì)陰極上電子束輝點(diǎn)的軸向位置的調(diào)整同時(shí)進(jìn)行，從而保持其對(duì)患者的輻射屏蔽的優(yōu)點(diǎn)。
如圖3所示，對(duì)于6mm限幅寬度而言，優(yōu)化的電子束輝點(diǎn)位置由“Z-射線”A所確定，它從對(duì)陰極302上“6mm”限幅電子束輝點(diǎn)位置(即，對(duì)陰極環(huán)距隔板300最遠(yuǎn)的一部分)的右端經(jīng)由準(zhǔn)直器間隙306的左端(由調(diào)節(jié)環(huán)308的端面310所確定)而后靠近隔板小孔304的右端312(在掃描軸的探頭一側(cè))。Z-射線A相對(duì)于端部312的路線可由圖4c較清晰地看出，以后將予說明。(注意，在這里使用術(shù)語“Z-射線”只是為了便于附圖的說明，它并不是一個(gè)慣用的技術(shù)術(shù)語，也不是一種新型的輻射。)如圖示，Z-射線A、B、C和D是極限的“Z-射線”，它們確定了一個(gè)正方形X-射線束輝點(diǎn)輪廓的輻射劑量分部曲線。實(shí)際上，調(diào)整對(duì)陰極302上電子束輝點(diǎn)的位置是針對(duì)一組與特性圓(半徑Rsp如圖4a所示)相切并離開圖3所示平面的“Z射線”進(jìn)行的。對(duì)陰極上電子束輝點(diǎn)位置和相應(yīng)的電子束半徑是這樣的函數(shù)，它們隨所需要的限幅寬度而變。不同的電子束半徑得自對(duì)陰極302相對(duì)于掃描器Z-軸的82°角。
也是在此實(shí)施例中，一個(gè)可調(diào)的輻射防護(hù)屏314被放置在隔板300的探頭一側(cè)，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)以使散輻射最小。此防護(hù)屏用作患者后面的準(zhǔn)直器，就此功能而言，其面對(duì)隔板300的端面起到屏蔽X-射線扇形束的作用，其方式類似于準(zhǔn)直環(huán)308的端面310所形成的對(duì)X-射線的屏蔽。在使用中，將輻射防護(hù)屏314向著隔板300調(diào)整至正好要接觸到Z-射線D的位置。如果需要，輻射防護(hù)屏314也可用來限定限幅寬度。一個(gè)固定位置的輻射防護(hù)屏316亦被示出，它附在隔板300的探頭一側(cè)。
可調(diào)準(zhǔn)直環(huán)308和可調(diào)輻射防護(hù)屏314一般均由黃銅制成，它們可以是相似的甚至是相同的。各環(huán)可以通過三個(gè)連接于各環(huán)與一個(gè)支承套之間的電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿可控制地定位，以使其縱軸與掃描器Z-軸精確地同軸。支承套，詳示于圖5，靠近掃描器錐體部分6的端面設(shè)置。這些絲桿可以受控而一起轉(zhuǎn)動(dòng)，或者也可以單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整，以保證環(huán)308和314的端部平面精確地垂直于掃描器Z-軸(從而平行于隔板300)。
圖4a為掃描器支架前視圖的示意圖，它表明對(duì)陰極、探頭和準(zhǔn)直環(huán)的相對(duì)位置，并同時(shí)說明掃描圓半徑(Rsc)和特性圓半徑(Rsp)。Rc和Rr分別表示準(zhǔn)直器和對(duì)陰極的半徑。另外還示出了與特性圓相切于象素點(diǎn)P的Z-射線。
圖4b為準(zhǔn)直器系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)沿-Z方向關(guān)于通過象素點(diǎn)P的射線的投影圖。注意，圖4b的繪制就好象準(zhǔn)直器的兩側(cè)均位于探頭/對(duì)陰極重合的區(qū)域，即，在該區(qū)域中探頭陣列8的一部分和對(duì)陰極環(huán)302重合，即區(qū)域“O”。Z-射線A、B、C和D是極限的“Z-射線”，這些“Z-射線”限定了一個(gè)正方形X-射線束輝點(diǎn)輪廓b的輻射劑量分部曲線。
如圖示，X-射線束輝點(diǎn)沿對(duì)陰極環(huán)302的輻射部分b的位置，以及準(zhǔn)直環(huán)308到固定隔板300的距離，確定了特性圓上P點(diǎn)的輻射劑量分布曲線。
間隙寬度306可根據(jù)簡單的幾何關(guān)系去選擇，以給出所需的輻射線在軸線上的限幅寬度。隔板厚度t的選擇應(yīng)使其能給出探頭和隔板間以足夠的間隔以容納所需的輻射屏蔽板。如上所述，“Z-射線”A(在特性圓處)用以確定所希望的限幅寬度所需要的幾何條件(電子束輝點(diǎn)位置)。
圖4c表示那些跨越掃描圓Rsc的射線的“Z-射線”A、B、C和D在隔板300探頭一側(cè)的隔板小孔半徑(端部312)處的典型軌跡。如所示出的，在特性圓Rsp之外，“Z-射線”A被隔板端部312所屏蔽。可以這樣予以形象化，即，假想一支光束由圖4b所示的X-射線束輝點(diǎn)b向上射出，穿過準(zhǔn)直器間隙，從而形成一個(gè)光錐體，該錐體形成了射到探頭陣列8的Z-射線的式樣。隔板的進(jìn)入和離開圖4b所示平面的部分形成了出現(xiàn)在準(zhǔn)直器探頭一側(cè)的射線錐體的曲線形狀。圖4c清楚地示出了各Z-射線A、B、C和D的這一射線曲線。由于這一因隔板300中孔的幾何形狀而形成的曲線，輻射劑量分布曲線從隔板的端部到Z-射線不再射到準(zhǔn)直環(huán)308或隔板300的任何部位從而不受妨礙地從對(duì)陰極302前進(jìn)到探頭陣列8的位置是線性增加的。這一條件相應(yīng)于射線B和C之間的那些Z-射線。因此，在掃描圓上的輻射劑量分布曲線呈梯形，諸如圖4b和4c所示。如圖4c所示，在特性圓以外的射線A被隔板屏蔽。選定的這一構(gòu)造形式滿足了在錐角為最小的情況下在特性圓內(nèi)效率為百分之百的條件。在掃描圓處，被屏蔽的輻射劑量達(dá)到最大值。注意，Z-射線B、C和D在任何位置都不會(huì)被準(zhǔn)直器屏蔽。
由前述各圖可明顯看出，在區(qū)域0中，即對(duì)陰極與探頭陣列重疊的區(qū)域，無法以機(jī)械連接方式將隔板300連接到掃描器外殼上。然而，在僅有探頭的區(qū)域(圖4a的頂部)，可以介入準(zhǔn)直器間隙區(qū)域(即，在隔板300的對(duì)陰極一側(cè))，因?yàn)樗挥糜跍?zhǔn)直，而在僅有對(duì)陰極的區(qū)域，可以介入探頭間隙區(qū)域(即，在隔板300的探頭一側(cè))。因此，現(xiàn)在參看表明新準(zhǔn)直裝置橫剖面的圖5，一個(gè)將隔板連接到掃描器外殼上的優(yōu)選位置為，在對(duì)陰極附近的隔板300的探頭側(cè)(支承套504，如圖5b所示)，和在探頭陣列附近的隔板的對(duì)陰極側(cè)(支承套502，如圖5c所示)。如圖5a和5c所示，支承套502和504被安裝在掃描器外殼上的一個(gè)公用螺栓裝置506固定在一起，從而使二者吊掛裝在掃描器外殼上。前述的可控制地將準(zhǔn)直環(huán)308和探頭防護(hù)屏314相對(duì)隔板300加以定位的電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿分別作為設(shè)置在支承套502和504之間的裝置508和510部分地在圖5a中示出。每個(gè)環(huán)包括三個(gè)這樣的絲桿裝置，每個(gè)間隔120°。
一個(gè)幾何尺寸的示例如下所示(所有的單位除另加說明者外均為毫米)探頭半徑 675效率為100％的圓的半徑250準(zhǔn)直器半徑 375輻射防護(hù)屏半徑 375隔板寬(t)1.50X-射線束輝點(diǎn)長度 2.50對(duì)陰極角度 78度額定限幅寬度 3 6對(duì)陰極上電子束半徑 882.4 900準(zhǔn)直器間隙寬度 1.725 3.500Z，電子束輝點(diǎn)中心+6.24 +9.98Z，Z-軸上限幅中心-3.11 -4.13于是，在這里已經(jīng)顯示并說明了一種用于電子束CT掃描器的新型準(zhǔn)直器，它滿足了試圖探尋的所有的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。然而，對(duì)于那些熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人，在研究了公開優(yōu)選實(shí)施例的這些說明及其附圖之后，主題發(fā)明的許多改變、修改、變化和其它的用途和應(yīng)用將變得很明顯。例如，許多機(jī)械上的細(xì)節(jié)， 特別是涉及隔板300的支承問題，是很容易根據(jù)其具體用途而進(jìn)行改變的，所說的這些用途并不局限于醫(yī)療上的掃描器，它也包括，例如，工業(yè)的和非破壞性的試驗(yàn)裝置。再有，在這里所使用的環(huán)302、308和314，所說的圓的或“環(huán)狀的”很顯然是可以引伸到包括部分圓形或部分環(huán)狀的，甚至那些不同于具有固定半徑的曲線的部分曲線形狀，這些其它的形狀可能在其它改進(jìn)類型的掃描器設(shè)計(jì)中是有用的。再進(jìn)一步，很顯然， 環(huán)308和314的直徑可以改成比孔304的直徑大一點(diǎn)或小一點(diǎn)并且都還是可用的。還可以清楚地看到，隔板300中的小孔本身可提供X-射線所需的準(zhǔn)直，在優(yōu)選的醫(yī)用掃描器實(shí)施例中，環(huán)308被用作患者前置的防護(hù)屏，以減輕患者受到的射線輻照和減輕散射的輻射。所有那些沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍的改變、修改、變化和其它的用途和應(yīng)用均認(rèn)為被本專利所覆蓋，本專利僅由權(quán)利要求所限定，它遵循根據(jù)前述說明所作的解釋。
權(quán)利要求
1.一種電子束計(jì)算機(jī)X線斷層成相掃描器，它包括一個(gè)用以生成電子束的源；一個(gè)被放置在距所述源一給定距離處的環(huán)狀對(duì)陰極；偏移裝置，用以使所述電子束以輝點(diǎn)的形式沿所述對(duì)陰極進(jìn)行掃描，因此，隨之而生成一個(gè)移動(dòng)的X-射線源，它沿著一個(gè)平面移動(dòng)；一個(gè)設(shè)置在一個(gè)平面上的環(huán)狀X-射線探頭陣列，此平面大體上與所述移動(dòng)的X-射線源的平面平行，并以重疊和相對(duì)方式與其間隔開；和一個(gè)位于所述對(duì)陰極和所述探頭陣列之間的準(zhǔn)直器裝置，用以準(zhǔn)直為所述探頭陣列接收到的移動(dòng)的X-射線源，所述準(zhǔn)直器裝置的特征在于一個(gè)位置固定的用屏蔽X-射線的材料做成的隔板(300)，其上有一小孔(304)，所述隔板的定向大體上與所述移動(dòng)的X-射線源的平面和探頭陣列(8)的平面平行，從而為所述隔板定義出一個(gè)對(duì)陰極側(cè)和一個(gè)探頭側(cè)，除穿過所述小孔的那些X-射線以外，隔板屏蔽了X-射線從所述對(duì)陰極(302)到所述探頭陣列的通道；和一個(gè)位值可調(diào)的準(zhǔn)直環(huán)(308)，其縱軸被設(shè)置成與隔板上的小孔同軸，且可以調(diào)向/調(diào)離所述隔板的對(duì)陰級(jí)側(cè)從而從所述對(duì)陰極上移動(dòng)的X-射線源的角度來觀察可控制地為所述X-射線確定了一個(gè)間隙(306)，所述間隙是由所述位置可調(diào)的準(zhǔn)直環(huán)(308)的朝向所述隔板(300)的一端(310)和所述隔板的小孔(304)之間的間隔所確定的。
2.如權(quán)利要求1所限定的掃描器，其特征還在于一個(gè)部分錐體形的真空泡(6)，它具有一個(gè)長的軸線，用以密封所述的源、對(duì)陰極和偏移裝置，所述源被設(shè)置在所述泡的窄的一端，所述對(duì)陰極被設(shè)置在相對(duì)的寬的一端；所述隔板(300)鄰近所述的寬端設(shè)置，從而隔板平面大體上垂直于所述泡的長軸線。
3.如權(quán)利要求2所限定的掃描器，其特征還在于一個(gè)鄰近所述真空泡的寬端設(shè)置的支承套，所述支承套包括第一(502)和第二(504)環(huán)狀支承架，它們以靠近的對(duì)置方式設(shè)置并在其間形成一個(gè)間隔，在每一個(gè)支承架上有一個(gè)小孔，其直徑大于所述隔板(300)上的小孔(304)的直徑，而其中心點(diǎn)大體上與所述隔板上小孔的中心點(diǎn)重合。
4.如權(quán)利要求3所限定的掃描器，其特征在于隔板(300)對(duì)陰極側(cè)的位于所述探頭陣列(8)附近的一部分被連接在所述第一支承架(502)上， 而隔板探頭側(cè)的位于所述對(duì)陰極附近的一部分被連接在所述第二支承架(504)上。
5.如權(quán)利要求4所限定的掃描器，其特征在于所述位置可調(diào)的準(zhǔn)直環(huán)(308)的縱軸利用所述準(zhǔn)直環(huán)與所述第一支承架(502)的可調(diào)連接被定位成與所述泡的長軸線同軸。
6.如權(quán)利要求4所限定的掃描器，其特征還在于一個(gè)準(zhǔn)直器后面的輻射防護(hù)屏(314)，它包括一個(gè)位置可調(diào)的環(huán)(314)，該環(huán)的縱軸被設(shè)置成與隔板(300)上的小孔(304)同軸，而且可以調(diào)向/調(diào)離所述隔板的探頭側(cè)。
7.如權(quán)利要求1所限定的掃描器，其特征還在于連接于所述偏移裝置(27)上的控制裝置(10)，用以控制所述偏移裝置從而改變?cè)谒鰧?duì)陰極(26、302)上掃描的所述輝點(diǎn)的輻射位置，并由此而改變射到所述探頭(8)的扇形束的寬度。
8.如權(quán)利要求1所述的掃描器，其特征還在于連接于所述偏移裝置(27)和所述準(zhǔn)直環(huán)(308)上的控制裝置(10)，用以控制所述偏移裝置(27)從而改變?cè)谒鰧?duì)陰極(26、302)上進(jìn)行掃描的輝點(diǎn)的輻射位置，此一改變與所述準(zhǔn)直環(huán)(308)的位置改變協(xié)調(diào)進(jìn)行，由此改變所述扇形束的寬度。
9.如權(quán)利要求1所限定的掃描器，其特征還在于一個(gè)位置可調(diào)的環(huán)狀輻射防護(hù)屏(314)，其縱軸與隔板上的小孔同軸設(shè)置并且可以調(diào)向/調(diào)離所述隔板的探頭側(cè)。
10.如權(quán)利要求1所限定的掃描器，其特征在于所述小孔(304)和準(zhǔn)直環(huán)(308)均做成圓形，所述準(zhǔn)直環(huán)(308)的外徑大體上與小孔(304)的直徑相同。
11.如權(quán)利要求3所限定的掃描器，其特征還在于一個(gè)位置可調(diào)的環(huán)狀輻射防護(hù)屏(314)，其縱軸與隔板上的小孔同軸設(shè)置并且可以調(diào)向/調(diào)離所述隔板的探頭側(cè)。
12.如權(quán)利要求11所限定的掃描器，其中所述位置可調(diào)的輻射防護(hù)屏(314)的縱軸利用所述輻射防護(hù)屏與所述第二支承架的可調(diào)連接被定位成與所述泡的長軸線同軸。
13.用于準(zhǔn)直移動(dòng)的X-射線扇形束的裝置，其特征在于一個(gè)位置固定的X-射線屏蔽隔板，它位于所述移動(dòng)的X-射線束源和用于探測所述X-射線的X-射線探頭陣列(8)之間的間隔中，所述隔板設(shè)置得與移動(dòng)源形成的平面大體上平行，因而將所述間隔分別分成對(duì)陰極部分和探頭部分，所述對(duì)陰極部分包括所述移動(dòng)的X-射線束源而所述探頭部分包括所述X-射線探頭陣列，所述隔板上有一小孔(304)，通過小孔一部分X-射線從所述源射到所述探頭陣列，從而將X-射線準(zhǔn)直；一個(gè)位置可調(diào)的環(huán)(308)，它位于所述對(duì)陰極部分并且其端部平面位于與所述隔板大體上平行但在空間上又間隔開的平面上，同時(shí)，其中心點(diǎn)與所述小孔的中心點(diǎn)大體上重合；以及裝置(10)，用以控制所述環(huán)(308)和所述隔板(300)之間的間隔，從而調(diào)整所述X-射線束的準(zhǔn)直寬度。
14.如權(quán)利要求13所限定的裝置，其特征還在于一個(gè)位于所述探頭部分的位置可調(diào)的環(huán)狀輻射防護(hù)屏(314)，其端部平面位于與所述隔板大體上平行但在空間上又間隔開的平面上，其縱軸與隔板上小孔(304)同軸，并且可以調(diào)向/調(diào)離所述隔板的探頭側(cè)。
15.如權(quán)利要求13所限定的裝置，其特征還在于偏移裝置(27)，用以控制所述移動(dòng)的X-射線束源與所述隔板間的距離，從而控制所述扇形束的寬度。
16.一種電子束計(jì)算機(jī)X線斷層成相掃描器，包括一個(gè)用以生成電子束的源；一個(gè)被放置在距所述源一給定距離處的環(huán)狀對(duì)陰極；偏移裝置，用以使所述電子束以輝點(diǎn)的形式沿所述對(duì)陰極進(jìn)行掃描，因此，隨之而生成一個(gè)移動(dòng)的X-射線源，它沿著一個(gè)平面移動(dòng)；一個(gè)設(shè)置在一個(gè)平面上的環(huán)狀X-射線探頭陣列，此平面大體上與所述移動(dòng)的X-射線源的平面平行，并以重疊和相對(duì)方式與其間隔開；和一個(gè)位于所述對(duì)陰極和所述探頭陣列之間的準(zhǔn)直器裝置，用以準(zhǔn)直為所述探頭陣列接收到的移動(dòng)的X-射線源，所述準(zhǔn)直器裝置的特征在于一個(gè)位置固定的用屏蔽X-射線的材料做成的隔板(300)，其上有一小孔(304)，所述隔板的定向大體上與所述移動(dòng)的X-射線源的平面和探頭陣列(8)的平面平行，從而為所述隔板定義出一個(gè)對(duì)陰極側(cè)和一個(gè)探頭側(cè)，除穿過所述小孔的那些X-射線以外，隔板屏蔽了X-射線從所述對(duì)陰極(302)到所述探頭陣列的通道；和連接于所述偏移裝置(27)上的控制裝置(10)，用以控制所述偏移裝置從而改變?cè)谒鰧?duì)陰極(26)上進(jìn)行掃描的所述輝點(diǎn)的輻射位置，并由此而改變射到所述探頭(8)的扇形束的寬度。
17.一種用于準(zhǔn)直旋轉(zhuǎn)的X-射線扇形束的方法，其特征在于以下步驟在移動(dòng)的X-射線源和用于檢測所述X-射線的位置固定的探頭陣列(8)之間，設(shè)置一個(gè)位置固定的平面隔板(300)，所述隔板大體上平行于一個(gè)由所述移動(dòng)的X-射線源形成的平面，從而為所述隔板定義出一個(gè)移動(dòng)源側(cè)和一個(gè)探頭側(cè)，在所述隔板上有一小孔(304)，所述X-射線的一部分在其從所述X-射線源射向探頭陣列的路途中穿過該小孔；以及調(diào)整所述移動(dòng)的X-射線源的平面和所述隔板的對(duì)陰極側(cè)之間的的間隔，以控制所述扇形束的寬度。
18.一種用于準(zhǔn)直旋轉(zhuǎn)的X-射線扇形束的方法，其特征在于以下步驟在移動(dòng)的X-射線源和用于檢測所述X-射線的位置固定的探頭陣列(8)之間，設(shè)置一個(gè)位置固定的平面隔板(300)，所述隔板大體上平行于一個(gè)由所述移動(dòng)的X-射線源形成的平面，從而為所述隔板定義出一個(gè)移動(dòng)源側(cè)和一個(gè)探頭側(cè)，所述隔板上有一小孔(304)，所述X-射線的一部分在其從所述X-射線源射向探頭陣列的路途中穿過該小孔；設(shè)置一個(gè)位置可調(diào)的環(huán)(308)，其端部平面位于與所述隔板的移動(dòng)源側(cè)大體上平行但在空間上又間隔(306)開的平面上，且其縱軸大體上與所述的小孔的一個(gè)對(duì)稱軸同軸；以及調(diào)整所述環(huán)(308)和所述隔板(300)間的間隙(306)，以調(diào)整所述X-射線的準(zhǔn)直寬度。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于在調(diào)整所述移動(dòng)的X-射線源平面和所述隔板的對(duì)陰極側(cè)之間的間隔的同時(shí)調(diào)整間隙(306)，從而使準(zhǔn)直器的效率達(dá)到最大而使X-射線扇形束和所述隔板間的錐角成為最小。
全文摘要
一種用于計(jì)算機(jī)X線斷層或相(CT)掃描器中的準(zhǔn)值器，包括一個(gè)X-射線屏蔽隔板，其上有一小孔，隔板設(shè)置在移動(dòng)的X-射線源所確定的平面和探頭陣列的平面之間并與之平行，此外還包括一個(gè)設(shè)置在隔板的X-射線源一側(cè)且與所述小孔同軸的可移動(dòng)的環(huán)，它的一個(gè)端面面對(duì)隔板并與之平行，該環(huán)可起到準(zhǔn)值前防護(hù)屏的作用，通過調(diào)整電子束射在對(duì)陰極寬度上的位置及可移動(dòng)環(huán)端面與隔板間的間隔來改變斷層成相的限幅寬度。
文檔編號(hào)H01J35/00GK1146890SQ9510385
公開日1997年4月9日 申請(qǐng)日期1995年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月30日
發(fā)明者羅伊·E·蘭德, 帕特里克·B·哈拉漢 申請(qǐng)人:西門子公司