專利名稱：掃描射線照相裝置(變體)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線探測，并可被用在醫(yī)用射線照相上、用于為安全目的而進(jìn)行的人體檢查、以及用于檢測隱藏在身體上、身體內(nèi)或衣服里的危險(xiǎn)或被藏匿物品和物質(zhì)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，為了進(jìn)行放射診斷，數(shù)字射線照相系統(tǒng)已經(jīng)找到了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，它利用掃描被研究主體的方法，允許在低量的照射量下獲得病人的圖像。多線比例腔室(Multiwire proportional chamber，MWPC)[C.E.Baru等人，USSR 1505214版權(quán)證書，Int.Cl.G 01 T5/12，1987；C.E.Baru等人，USSR 1615651版權(quán)證書，Iht.Cl.G 01T5/12，1987；E.A.Babichev等人，Nucl Instr.和Meth.in Phys.Res.A 323(1992)49；S.E.Baru等人，Nucl Instr.和Meth.in Phys.Res.A 392(1997)12]和后來開發(fā)的閃爍探測器[S.N.Seleznev等人，Avtometrija，1996，No6.p.80]被用在這種裝置中檢測輻射。
然而，MWPC的一些設(shè)計(jì)特性和操作原則對使用這種探測器施加了限制，使空間分辨率不足。即使閃爍探測器的空間分辨率的值也不超過1-2線對每毫米。在具有光線隔離通道的探測器中，通道的最小寬度是1mm[閃爍電子輻射探測器(SELDI)-新一代固態(tài)探測器。狀態(tài)、發(fā)展前景、工業(yè)應(yīng)用，V.D.Ryzhikov等人，Preprint-Kharkov；科學(xué)和技術(shù)希望《單晶學(xué)會》，1996。]，并且在通道不是光隔離的探測器中，如記載于文章[S.N.Seleznev等人，Avtometrija，1996，No6.p.80]的探測器中，空間分辨率是受相鄰?fù)ǖ乐g光耦合的限制的，并且包括1，3對線每毫米。為了提高空間分辨率而降低閃爍器深度的作法會引起探測器惡化，因?yàn)榱孔犹綔y效率降低。
存在一種掃描裝置[D.J Hammond等人，專利EP 0597725，Int.Cl.G 01V 5/00，12.11.93]，在所述掃描裝置中閃爍探測器被使用。所獲得的光學(xué)圖像被強(qiáng)化和數(shù)字化了。數(shù)字圖片的進(jìn)一步處理允許獲得所有主體的圖像。這種裝置具有低的空間分辨率。
技術(shù)上最接近所述裝置的是具有高分辨率的射線照相設(shè)備，由專利[G.Charpak，專利US 5959302，Int.Cl.G 01T 1/185，27.05.97]保護(hù)。
這種設(shè)備包括形式為發(fā)散光束的電離輻射源、形式為縱向槽且適于產(chǎn)生平直照明光束的準(zhǔn)直儀、用來檢測穿過被觀察主體的光束的裝置、和讀出電子設(shè)備。檢測裝置包括至少一個(gè)電離顆粒檢測器，所述電離顆粒檢測器包括至少一個(gè)設(shè)有照明光束入口窗的氣體腔室，以及在這個(gè)氣體腔室中的第一、第二和第三平板電極，每個(gè)平板電極被相互平行放置。在第一和第二電極之間的空間中，照明光束轉(zhuǎn)換為電子，在第二和第三電極之間的空間中，通過增加這些電子而進(jìn)行放大。
這種裝置的主要缺點(diǎn)在于具有三個(gè)電極的系統(tǒng)，它們中的第二個(gè)必須是透明的，使得轉(zhuǎn)換空間中形成的電子可能進(jìn)入放大空間。這種電極通常是由在掃描時(shí)開始振動的電線制成的，這實(shí)質(zhì)上惡化了探測器的操作。
同樣，由于雪崩空間電荷的影響，氣體放大的存在限制了探測器的操作速度，并且不允許在大于106Pa的壓力下向探測器中填充氣體，這樣也限制了空間分辨率。使用氣體放大的其它缺點(diǎn)是操作氣體混合物的高純度需求，因此，需要頻繁地進(jìn)行再填充。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的待解決問題—開發(fā)一種具有更高X射線定量探測效率的高分辨率射線照相裝置，提供更高的計(jì)算速率以及更簡單的設(shè)計(jì)，因此更可靠。
通過以下裝置解決了本發(fā)明想要解決的任務(wù)，即在已知的掃描射線照相裝置中包括了電離輻射源、形式為縱向槽的被安裝用來產(chǎn)生平直輻射光束的準(zhǔn)直儀、和用于探測穿過被研究對象的光束的裝置，所述裝置包括數(shù)據(jù)讀出、處理和輸出電子設(shè)備、以及至少一個(gè)致電離粒子探測器，所述至少一個(gè)致電離粒子探測器包括填充氣體的加壓主體，所述加壓主體是由對輻射透明的材料制成的，至少在X光輻射輸入的位置處，具有固體陽極和和分隔成扇形條狀的陰極的平板電容器被設(shè)在加壓主體中，使得陰極和陽極位于平行于其平面的輻射光線的任何一側(cè)，陰極條對準(zhǔn)至X射線源的焦點(diǎn)所在的一點(diǎn)，陰極條的長度被根據(jù)需要選擇，以使得能夠提供X光輻射的完全相互作用，并且每個(gè)條與單獨(dú)的存儲電容器連接，它的電荷由電子設(shè)備讀出。
為了提高探測效率，加壓主體壁和平板電容器之間的在輻射輸入位置處的空間填充有電介質(zhì)插入物，所述電介質(zhì)插入物與填充的氣體相比具有更低的輻射吸收能力。
所述電介質(zhì)插入物部分地位于平板電容器的陽極和陰極之間。
為了獲得給定的分辨率，沿掃描平板電容器的陽極和陰極的方向在前面邊部(在輻射光束前進(jìn)方向上)設(shè)有輻射吸收材料制成的欄桿，欄桿與位于它們之間的電介質(zhì)插入物形成入口光闌。
在電容器陽極和陰極之間且在后邊部(在輻射光束前進(jìn)方向上)放置附加的插入物，用來修正陽極和陰極之間的縫隙。
連接至陰極條的電容器的引入，導(dǎo)致電荷積累的工作模式(積分模式)，與在裝置[G.Charpak，專利US 5959302，Int.Cl.G01T 1/185，27.05.97]中實(shí)施的單獨(dú)的X射線定量計(jì)算模式不同。
在處于輻射輸入位置處的加壓主體壁和平板電容器之間的空間中引入電介質(zhì)插入物，能夠降低X光輻射的損失，從而提高了探測效率。
輻射吸收材料制成的欄桿和電介質(zhì)插入物形成的窗孔的存在指定了掃描方向上必需的分辨率，降低了對被允許振動等級的需求以及對掃描系統(tǒng)各部分定位的需求。


本發(fā)明的描繪是通過

的，圖1是顯示裝置的整體示意圖，圖2是穿過被研究對象的X光輻射的探測器的設(shè)計(jì)圖。在圖中1-X光管，2-狹縫準(zhǔn)直儀，3-X光輻射的平直光束，
4-X光輻射的探測器，5-被研究對象，6-探測器主體，7-固體陽極，8-分隔成條的陰極，9-電介質(zhì)插入物，10-電極上的欄桿，11-附加的插入物，12-用于數(shù)據(jù)讀出、處理和輸出的電子設(shè)備。
具體實(shí)現(xiàn)方式裝置的設(shè)計(jì)包括電離輻射源1，形式為縱向槽的被設(shè)計(jì)用來提供輻射平直光束3的準(zhǔn)直儀2，穿過被研究對象5的X光輻射探測器4，所述探測器4形成有加壓主體6，加壓主體6在2*106-4*106Pa的壓力下被填充了氣體并且由對輻射透明的材料制成的，至少在X光輻射輸入的位置處，設(shè)置具有固體陽極7和分隔成扇形條狀的陰極8的平板電容器。陽極和陰極位于平直輻射光束的任一側(cè)，所述光束穿過了被研究對象并與之平行。為了消除視差，所述條被指向X射線源的焦點(diǎn)。所述條的長度被選擇，使得在陰極和陽極之間的間隔中，X光輻射和氣體相互作用的可能性接近l00％。電介質(zhì)插入物9被配置在輻射輸入位置處的加壓主體壁和平板電容器之間，并且部分地穿透電容器陽極7和陰極8之間的空間。輻射吸收材料制成的欄桿10固定在電容器陽極7和陰極8的端面上，與插入物9一起形成窗孔，在掃描方向上提供必需的分辨率。位于陽極和陰極之間后邊部上的附加插入物11(在輻射光束前進(jìn)的方向上)被設(shè)計(jì)用來修補(bǔ)在陽極和陰極之間的縫隙。用于數(shù)據(jù)讀出、處理和輸出的電子設(shè)備12被設(shè)置成部分地處于探測器主體中，部分地在探測器主體的邊界后。
裝置的操作如下從輻射源1出來的X光輻射穿過準(zhǔn)直儀2，采用平直光束3的形式，穿過被研究對象5，在處于高壓下的平行板電容器的電極7和8之間的縫隙中，進(jìn)入探測器4，在這里電離充滿在加壓主體6中的氣體，產(chǎn)生電子和離子。所述電荷在電場中漂移至陽極7和陰極8，給連接至陰極8條的電容器充電。在每個(gè)條上聚集的電荷通過數(shù)據(jù)讀出、處理和輸出電子設(shè)備12而被檢測。X光圖像是通過沿被研究對象5結(jié)合輻射源來掃描探測器而獲得的。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明可被應(yīng)用在科學(xué)、經(jīng)濟(jì)活動和醫(yī)藥等許多領(lǐng)域中。
氣體探測器的寬動態(tài)范圍允許在工業(yè)中應(yīng)用這種裝置，以顯露各種材料、產(chǎn)品和裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
由于低的劑量，這種裝置可被應(yīng)用于針對病人或健康人的重復(fù)、預(yù)防性的射線照相檢查。為安全目的，這種裝置也可以被用來進(jìn)行人體檢查，如飛機(jī)乘客，以檢測隱藏在身體上、身體內(nèi)或衣服里的危險(xiǎn)或被藏匿物品和物質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種掃描射線照相裝置，包括電離輻射源，形式為縱向槽的被安裝用來產(chǎn)生平直輻射光束的準(zhǔn)直儀，和探測穿過被研究對象的光束的裝置，所述裝置包括數(shù)據(jù)讀出、處理和輸出電子設(shè)備，以及至少一個(gè)致電離粒子探測器，所述探測器包括填充氣體的加壓主體，所述主體壁被允許引導(dǎo)X光輻射進(jìn)入探測器，其特征在于具有固體陽極和分隔成扇形條狀的陰極的平板電容器被設(shè)在加壓主體中，使得陰極和陽極位于平行于其表面的輻射光束的任何一側(cè)，陰極條的長度被根據(jù)需要選擇，使得提供氣體中幾乎全部的X光吸收，并且每個(gè)條與單獨(dú)的存儲電容器連接，它的電荷由電子設(shè)備讀出。
2.一種掃描射線照相裝置，包括電離輻射源，形式為縱向槽的被安裝用來產(chǎn)生平直輻射光束的準(zhǔn)直儀，和探測穿過被研究對象的光束的裝置，所述裝置包括數(shù)據(jù)讀出、處理和輸出電子設(shè)備，以及至少一個(gè)致電離粒子探測器，所述探測器包括填充氣體的加壓主體，所述主體壁被允許引導(dǎo)X光輻射進(jìn)入探測器，其特征在于具有固體陽極和分隔成扇形條狀的陰極的平板電容器被設(shè)在加壓主體中，使得陰極和陽極位于平行于其表面的輻射光束的任何一側(cè)，陰極條的長度被根據(jù)需要選擇，使得能夠提供氣體中幾乎全部的X光吸收，并且每個(gè)條與單獨(dú)的存儲電容器相連接，它的電荷由電子設(shè)備讀出；而加壓主體壁和平板電容器之間的處于輻射輸入位置處的空間填充有電介質(zhì)插入物，所述電介質(zhì)插入物與填充的氣體相比具有更低的輻射吸收能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃描射線照相裝置，其特征在于電介質(zhì)插入物部分地位于平板電容器的陽極和陰極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃描射線照相裝置，其特征在于平板電容器的陽極和陰極在前邊部(在輻射光束前進(jìn)方向上)設(shè)有輻射吸收材料制成的欄桿，欄桿與位于陽極和陰極之間的電介質(zhì)插入物一起形成入口光闌，在掃描方向上提供通道必需的尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的掃描射線照相裝置，其特征在于在平板電容器的陽極和陰極之間后邊部(在輻射光束前進(jìn)方向上)，插入附加插入物，專門用來修補(bǔ)陽極和陰極之間的縫隙。
全文摘要
本發(fā)明涉及掃描射線照相裝置，包括電離輻射源，形式為縱向槽的被安裝用來產(chǎn)生平直輻射光束(3)的準(zhǔn)直儀(2)，和記錄穿過被研究對象的輻射光線的裝置。所述輻射光線記錄裝置包括數(shù)據(jù)讀出、處理和輸出電子單元(12)，以及至少一個(gè)致電離粒子探測器。設(shè)有無槽陽極(7)和切成條的陰極(8)的平板電容器被安排在探測器主體(6)中，穿過被研究對象的輻射在那里出現(xiàn)。所述條的長度根據(jù)條件選擇，這樣X光輻射完全由氣體吸收。單獨(dú)的積聚電容器被連接至每個(gè)條，所述電容器的電荷被電子單元讀出，從而使得所述裝置能在集成模式中工作。所述探測器也設(shè)有附加插入物(9，11)，所述附加插入物被安排在沿光線軌跡的輻射輸入處和末端處，從而減少X光損失，設(shè)定沿掃描方向所需的分辨率，并降低對可允許的振動等級和掃描系統(tǒng)部件校準(zhǔn)的需求。
文檔編號G01T5/12GK1849692SQ200480025778
公開日2006年10月18日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者謝苗·葉菲莫維奇·巴魯, 弗拉基米爾·羅曼諾維奇·格羅舍夫, 維克托·瓦西里耶維奇·列昂諾夫, 維亞切斯拉夫·維克托羅維奇·波羅什烏, 根納季·阿列克謝耶維奇·薩維諾夫 申請人:俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院布德柯爾核物理研究所