專利名稱：X－射線ct設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X-射線CT設(shè)備，該設(shè)備應(yīng)用以具有厚度的扇形傳播的錐形X-射線束，并通過在與其應(yīng)用方向近似正交的平面上二維設(shè)置的X-射線探測器探測X-射線束。
背景技術(shù)：
隨著固態(tài)X-射線探測器的發(fā)展，X-射線CT設(shè)備中使用的每個X-射線探測器最近已經(jīng)向其掃描方向上的多通道化和其厚度方向上的多行化方面發(fā)展。例如，通道方向上的每個X-射線探測器其結(jié)果是一個探測器具有大約1000個通道，而在厚度方向上的每個X-射線探測器其結(jié)果是一個探測器有大約幾十行(例如，參考專利文件1)。
這種情形下，該X-射線CT設(shè)備在數(shù)據(jù)獲取部分需要多個電子電路部分，所述數(shù)據(jù)獲取部分放大和處理由相應(yīng)X-射線探測器所探測到的電信號。X-射線CT設(shè)備將這些電子電路部分組合在躺在機(jī)架上的旋轉(zhuǎn)部分中，并與X-射線管及X-射線探測器一起旋轉(zhuǎn)，以采集或獲取數(shù)據(jù)。因此，所述數(shù)據(jù)獲取部分優(yōu)選緊湊結(jié)構(gòu)?？紤]到將其裝入旋轉(zhuǎn)部分中的效率、其成本等，提供與所有X-射線探測器具有一一對應(yīng)關(guān)系的電子電路部分并不容易方面。
因此，將多個X-射線探測器，例如，通道方向上的兩條通道互相電連接用作一條通道。它們與所述數(shù)據(jù)獲取部分的電子電路部分已連通。因此，數(shù)量小于X-射線探測器的數(shù)量的電子電路部分能夠使用X-射線CT設(shè)備執(zhí)行成像。
日本待審專利公布No.2003-144429(第6頁和附圖3)然而，根據(jù)背景技術(shù)，所成像的X-射線CT圖像的分辨率較低，且許多所存在的X-射線探測器并沒被有效地利用。也就是說，X-射線CT設(shè)備的分辨率隨在通道和厚度方向上每個X-射線探測器尺寸的增加而降低。因此，通過將多條通道電連接并且將其等同地配置為大型X-射線探測器，分辨率降低。
由于該小X-射線探測器數(shù)量多，所以該X-射線CT設(shè)備最初能夠進(jìn)行高分辨率的成像。然而，這種成像受到通道方向上兩條通道電連接的限制。
特別地，隨著固態(tài)X-射線探測器的發(fā)展，X-射線探測器的多通道化或者多行化也相對容易實行。另一方面，考慮到上述裝入效率和成本，數(shù)據(jù)獲取部分的電子電路部分并不會輕易增加。
從這些方面來看，重要的是要考慮如何實現(xiàn)一種X-射線CT設(shè)備，其能夠進(jìn)行多幅分辨率降低較小的成像，并且同時也要限制接收該X-射線探測器電信號的數(shù)據(jù)獲取部分的擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種X-射線CT設(shè)備，其能夠進(jìn)行多幅分辨率降低較小的成像，并且同時也要限制接收X-射線探測器的電信號的數(shù)據(jù)獲取部分的擴(kuò)展。
為了解決上述問題并實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面的X-射線CT設(shè)備包括X-射線管，其應(yīng)用在其厚度方向傳播的錐形X-射線束；X-射線探測器，二維地設(shè)置在與應(yīng)用所述X-射線束的方向近似垂直的平面中，并且對X-射線束進(jìn)行探測并將其轉(zhuǎn)化為電信號；以及數(shù)據(jù)獲取部分，具有接收器，每個接收器放大該電信號，其中所述數(shù)據(jù)獲取部分具有開關(guān)單元，該開關(guān)單元接通和關(guān)斷用于電連接X-射線探測器和接收器的布線，并選擇用于進(jìn)行探測的X-射線探測器，并且其中該開關(guān)單元具有放置在所述二維設(shè)置的X-射線探測器的平面中的復(fù)合探測器選擇裝置，其中在坐標(biāo)軸方向上反復(fù)地進(jìn)行電連接，以允許在坐標(biāo)軸方向上相鄰的兩個X-射線探測器作為一個復(fù)合探測器工作，所述坐標(biāo)軸方向表示X-射線探測器在厚度方向或與厚度方向垂直的通道方向上的位置，并且在與該坐標(biāo)軸方向成法向的垂直坐標(biāo)軸方向上相鄰的X-射線探測器之間進(jìn)行電連接，其中在該坐標(biāo)軸方向上將該重復(fù)電連接的位置移動一個X射線探測器。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該數(shù)據(jù)獲取部分通過開關(guān)單元接通和關(guān)斷電連接X-射線探測器和接收器的布線用于選擇相應(yīng)X-射線探測器。通過復(fù)合探測器選擇裝置，該開關(guān)單元在坐標(biāo)軸方向上重復(fù)執(zhí)行電連接以允許兩個X-射線探測器作為一個復(fù)合探測器操作，所述坐標(biāo)軸方向表示在二維設(shè)置的X-射線探測器厚度方向上或在與厚度方向垂直的通道方向上的位置，并且在與該坐標(biāo)軸方向成法向的垂直坐標(biāo)軸方向上相鄰的X-射線探測器之間，執(zhí)行其中該電連接重復(fù)的位置在該坐標(biāo)軸方向上移動一個X射線探測器的電連接。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第一方面所描述的本發(fā)明中，該復(fù)合探測器選擇裝置包括其中坐標(biāo)軸方向定義為通道方向的第一探測器選擇裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第一或第二方面所描述的本發(fā)明中，該復(fù)合探測器選擇裝置包括第二探測器選擇裝置，其中坐標(biāo)軸方向定義為對應(yīng)X-射線束厚度方向的行方向。
在本發(fā)明的第三方面中，該復(fù)合探測器選擇裝置通過第二探測器選擇裝置將坐標(biāo)軸方向為行方向。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第一至第三的任一方面所描述的本發(fā)明中，開關(guān)單元具有第三探測器選擇裝置，該裝置電連接其中一個接收器和其中一個X-射線探測器。
在本發(fā)明的第四方面中，開關(guān)裝置或單元通過第三探測器選擇裝置以一一對應(yīng)的關(guān)系電連接接收器和X-射線探測器。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第二、三和第四方面所描述的本發(fā)明中，數(shù)據(jù)獲取部分包括開關(guān)裝置，該裝置允許第一至第三探測器選擇裝置通過切換進(jìn)行操作。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第五方面所描述的本發(fā)明中，在完成傳統(tǒng)掃描或者錐束掃描時，所述開關(guān)裝置執(zhí)行到第三探測器選擇裝置的切換。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第五或第六方面所描述的本發(fā)明中，在較寬的成像范圍執(zhí)行由傳統(tǒng)掃描或者錐束掃描進(jìn)行的數(shù)據(jù)同時采集時，該開關(guān)裝置執(zhí)行到第一或第二探測器選擇裝置的切換。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第五至第七的任一方面所描述的本發(fā)明中，當(dāng)完成螺旋掃描時，所述開關(guān)裝置執(zhí)行到第三探測器選擇裝置的切換。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第五至第八的任一方面所描述的本發(fā)明中，在較寬的成像范圍執(zhí)行由螺旋掃描進(jìn)行的數(shù)據(jù)的同時采集時，該開關(guān)裝置執(zhí)行到第一或者第二探測器選擇裝置的切換。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第一至第九的任一方面所描述的本發(fā)明中，該X-射線探測器包括閃爍器。
在本發(fā)明的第十方面中，該X-射線探測器將X射線轉(zhuǎn)化為光。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第一至第十的任一方面所描述的本發(fā)明中，該數(shù)據(jù)獲取部分安裝在包括X-射線管和X-射線探測器的旋轉(zhuǎn)部分中。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第一至第十一的任一方面所描述的本發(fā)明中，該開關(guān)單元包括FET，其中每個FET都可執(zhí)行接通/關(guān)斷。
在本發(fā)明的第十二方面中，該開關(guān)單元通過FET進(jìn)行高速接通/關(guān)斷。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第一至第十二的任一方面所描述的本發(fā)明中，該數(shù)據(jù)獲取部分包括數(shù)量上少于X-射線探測器的接收器。
在本發(fā)明的第十三方面中，數(shù)據(jù)獲取部分設(shè)置接收器的數(shù)量少于X-射線探測器的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第四和第十三方面所描述的本發(fā)明中，第三探測器選擇裝置減少坐標(biāo)軸方向或者正交軸方向上所選擇X-射線探測器的數(shù)量。
在本發(fā)明的第十四方面中，第三探測器選擇裝置將坐標(biāo)軸方向或者正交軸方向設(shè)置為高分辨率。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第一至第十四的任一方面所描述的本發(fā)明中，該X-射線探測器將布置在坐標(biāo)軸方向上的各個X-射線探測器的位置設(shè)置為與在正交軸方向上所觀察的位置相同。
在本發(fā)明的第十五方面中，該X-射線探測器的位置以純矩陣形式放置。
根據(jù)第一至第十四的任一方面所描述的本發(fā)明提供一種X-射線CT設(shè)備，其中關(guān)于正交方向上交替的X-射線探測器，X-射線探測器交替地執(zhí)行在坐標(biāo)軸方向上等間距布置的X-射線探測器的陣列和移動陣列，在該移動陣列中其陣列在坐標(biāo)軸方向上以每個等間距的一半移動。
在本發(fā)明的第十六方面中，在正交軸方向上重復(fù)地交替執(zhí)行在坐標(biāo)軸方向上分別移動每個等間距的一半的X-射線探測器的移動陣列。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第十六方面所描述的本發(fā)明中，該X-射線探測器包括其在坐標(biāo)軸方向上的每一長度等于該移動陣列的X射線探測器的一半的X射線探測器，其設(shè)置在坐標(biāo)軸向的端部。
在本發(fā)明的第十七方面中，該X-射線探測器防止它們在坐標(biāo)軸方向上移動陣列端部出現(xiàn)凹陷和凸起。
根據(jù)本發(fā)明的第十八方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第一至第十四的任一方面所描述的本發(fā)明中，該X-射線探測器以這樣一種方式進(jìn)行構(gòu)造在坐標(biāo)軸方向上相鄰的X-射線探測器之間，進(jìn)行在正交軸方向上等間距地布置該X-射線探測器的陣列和移動陣列，在移動陣列中其陣列在正交軸方向上以每個等間距的一半移動。
在本發(fā)明的第十八方面中，在坐標(biāo)軸方向上重復(fù)地交替執(zhí)行在正交軸方向上以每個等間距的一半移動的該X-射線探測器的移動陣列。
根據(jù)本發(fā)明的第十九方面提供一種X-射線CT設(shè)備，其中在第十八方面所描述的本發(fā)明中，該X-射線探測器包括其在正交軸方向上的每一長度等于該移動陣列的X射線探測器的一半的X射線探測器，它們設(shè)置在正交軸向端部。
在本發(fā)明的第十九方面中，該X-射線探測器防止它們在正交軸方向上在移動陣列端部出現(xiàn)凹陷和凸起。
如上所述根據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)獲取部分通過開關(guān)單元接通和關(guān)斷用于電連線X-射線探測器和接收器的布線用于選擇相應(yīng)X-射線探測器。該開關(guān)單元通過復(fù)合探測器選擇裝置在坐標(biāo)軸方向上重復(fù)進(jìn)行電連接，以允許兩個X-射線探測器作為一個復(fù)合探測器操作，坐標(biāo)軸方向表示在二維設(shè)置的X-射線探測器厚度方向上或在與厚度方向垂直的通道方向上的X射線探測器位置，并且在與該坐標(biāo)軸方向成法向的正交軸方向上相鄰的X-射線探測器之間進(jìn)行電連接，其中在該坐標(biāo)軸方向上電連接的重復(fù)的位置移動一個X射線探測器。因此，可以通過數(shù)量上少于X-射線探測器的接收器并且在寬成像范圍里進(jìn)行數(shù)據(jù)的同時采集，其中分辨率的降低被抑制在較小的程度。擴(kuò)展開來，減少接收器數(shù)量的低成本的X-射線CT設(shè)備能夠進(jìn)行滿足操作者的各種需求的各種成像。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的和優(yōu)勢將在以下本發(fā)明的優(yōu)選實施例和附圖的圖解中清楚地看出。


圖1為示出X-射線CT設(shè)備整體構(gòu)造的框圖。
圖2為闡明一個實施例中的X-射線管、X-射線探測器以及數(shù)據(jù)獲取部分的外視圖。
圖3為示出該實施例中所述數(shù)據(jù)獲取部分的框圖。
圖4為闡明該實施例中的第一探測器選擇裝置的框圖。
圖5為示出X-射線探測器被第一探測器選擇裝置選擇的說明圖。
圖6為示出該實施例中的第二探測器選擇裝置的框圖。
圖7為示出X-射線探測器被第二探測器選擇裝置選擇的說明圖。
圖8為闡明該實施例中的第三探測器選擇裝置的框圖和說明圖(部分1)。
圖9為示出該實施例中的第三探測器選擇裝置的框圖和說明圖(部分2)。
圖10為示出該實施例中的X-射線CT設(shè)備的操作流程圖。
圖11為闡明由于第一探測器選擇裝置使得分辨率降低減少的說明圖。
圖12為示出二維設(shè)置的X-射線探測器的另一種陣列示例的布局圖。
具體實施例方式
用于執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明的X-射線CT設(shè)備的最佳模式將參考附圖在下面說明。順便提及地，本發(fā)明并不受此局限或局限于此。
首先說明根據(jù)本實施例的X-射線CT設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)。圖1示出該X-射線CT設(shè)備的框圖。如圖1所示，本設(shè)備具有掃描機(jī)架10和操作控制臺6。
該掃描機(jī)架10具有X-射線管20。自所述X-射線管20發(fā)出的未示出的X射線以具有厚度的扇形形式傳播其，并且例如通過準(zhǔn)直儀22整型，以便成為錐形X-射線束，然后應(yīng)用于X-射線探測器24。
該X-射線探測器24包括多個在錐形X-射線束傳播方向上以矩陣形式排列的閃爍器。該X-射線探測器24配置成寬的多通道探測器，其中該多個閃爍器以矩陣形式排列。
該X-射線探測器24形成以凹面形式彎曲的X-射線入射面。所述X-射線探測器24等同于，例如，一種其中對應(yīng)于光電換能器的無機(jī)晶體和光電二極管組成的閃爍器等組合在一起的探測器。
數(shù)據(jù)獲取部分26被連接到該X-射線探測器24。該數(shù)據(jù)獲取部分26收集由該X-射線探測器24的各個閃爍器所探測的信息。來自于X-射線管20的X-射線的應(yīng)用受X-射線控制器28控制。順便提及地，該X-射線管20和X-射線控制器28之間的連接關(guān)系，以及該準(zhǔn)直儀22和準(zhǔn)直儀控制器30之間的連接關(guān)系未示于圖中。該準(zhǔn)直儀22由準(zhǔn)直儀控制器30控制。
在該X-射線管20和該準(zhǔn)直儀控制器30之間提供儀器的被安裝到掃描機(jī)架10的旋轉(zhuǎn)部分34上。這里，被檢查對象或軀體，或者仿真模型被放置在臥于旋轉(zhuǎn)部分34中心位置的腔29中的攝影臺4上。該旋轉(zhuǎn)部分34當(dāng)受到旋轉(zhuǎn)控制器36控制時進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以從X-射線管20中輻射出X-射線。當(dāng)投影信息設(shè)置對應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度的每個視圖時，該X-射線探測器24探測對象或仿真模型穿透的X-射線。順便提及地，該旋轉(zhuǎn)部分34和旋轉(zhuǎn)控制器36之間的連接關(guān)系未示于圖中。
該操作控制臺6具有數(shù)據(jù)處理器60。該數(shù)據(jù)處理器60包含諸如計算機(jī)等的部分。控制接口62連接于數(shù)據(jù)處理器60。該控制接口62被連接到掃描機(jī)架10上。該數(shù)據(jù)處理器60通過控制接口62控制該掃描機(jī)架10。
通過控制接口62控制設(shè)置于該掃描機(jī)架10內(nèi)的數(shù)據(jù)獲取部分26、X-射線控制器28、準(zhǔn)直儀控制器30和旋轉(zhuǎn)控制器36。順便提及地，這些各個部分與該控制接口62的各自連接未示于圖中。
數(shù)據(jù)獲取緩沖器64連接到數(shù)據(jù)處理器60。該數(shù)據(jù)獲取緩沖器64被連接到掃描機(jī)架10的數(shù)據(jù)獲取部分26上。由數(shù)據(jù)獲取部分26所獲取或者收集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)獲取緩沖器64輸入到數(shù)據(jù)處理器60中。
數(shù)據(jù)處理器60采用穿透過的X-射線信號，即通過數(shù)據(jù)獲取緩沖器64得到的投影信息，進(jìn)行圖像重建。存儲器件66也連接到數(shù)據(jù)處理器60。該存儲器件66中存儲收集在數(shù)據(jù)獲取緩沖器64中的投影信息、重建后的斷層攝影圖像信息、以及用于實施本發(fā)明設(shè)備的功能的程序等。
顯示器件68和操作器件70被分別連接于數(shù)據(jù)處理器60。顯示器件68顯示該斷層攝影圖像信息和數(shù)據(jù)處理器60所輸出的其它信息。操作者操作該操作器件70，以將各種指令和信息等輸入到數(shù)據(jù)處理器60中。操作者通過使用顯示器件68和操作器件70，交互式地操作本設(shè)備。順便提及地，掃描機(jī)架10、攝影臺4以及操作控制臺6對對象或仿真模型拍攝以獲取斷層攝影圖像。
圖2示出該X-射線探測器24和數(shù)據(jù)獲取部分26的三維布局圖。該X-射線探測器24包括閃爍器41，每個閃爍器探測由X-射線管20產(chǎn)生的錐形X-射線束；和光電二極管42，每個光電二極管對應(yīng)于探測閃爍器41所發(fā)出的光的光電換能器；以及基底43。
閃爍器41二維地設(shè)置在與該錐形X-射線束相對的平面中。當(dāng)X-射線進(jìn)入時，閃爍器41發(fā)光?，F(xiàn)在，與大約64行和約1000條通道的數(shù)量等效的閃爍器41以對應(yīng)于錐形X-射線束的厚度方向的行方向和對應(yīng)于X-射線束以扇形傳播的方向的通道方向布置。
每個光電二極管42形成于基底43上，并探測閃爍器41發(fā)射出的光。在這里，對應(yīng)多個通道的光電二極管42形成在基底上以獲得整體結(jié)構(gòu)。在如圖2所闡明的實例中，對應(yīng)四條通道的光電二極管42形成的整體結(jié)構(gòu)。
該數(shù)據(jù)獲取部分26包括可彎曲的打印板44、打印板45以及電纜46。每個可彎曲的打印板44將由光電二極管42所探測的基于X-射線的電信號傳送到其對應(yīng)的打印板45。該對應(yīng)的打印板45對所探測的基于X-射線的電信號進(jìn)行放大，將該模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號傳送到后續(xù)級的數(shù)據(jù)獲取緩沖器64。
每條電纜46與每個打印板45以及數(shù)據(jù)獲取緩沖器64電連接。
圖3為示出數(shù)據(jù)獲取部分26的框圖。該數(shù)據(jù)獲取部分26包括開關(guān)單元51、接收單元52、A/D轉(zhuǎn)換器53、通信單元54，以及開關(guān)裝置55。順便提及地，構(gòu)成這些各個部分的電元件配置在如圖2所示的每個打印板45上。
開關(guān)單元51電連接X-射線探測器24和接收單元52上。根據(jù)這樣的電連接，使用其中設(shè)置有大量諸如FET(場效應(yīng)晶體管)等的開關(guān)陣列。開關(guān)單元51達(dá)到可快速開關(guān)的緊湊結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，開關(guān)單元51包括第一探測器選擇裝置56、第二探測器選擇裝置57和第三探測器選擇裝置58，它們構(gòu)成復(fù)合探測器選擇裝置。順便提及地，它們的結(jié)構(gòu)將在后面詳細(xì)描述。
該接收單元52包括多個接收器，每個接收器對由相應(yīng)光電二極管42輸出的電信號進(jìn)行放大。在這里，X-射線探測器24包括閃爍器41和光電二極管42，其數(shù)量約為1000×64，而接收單元52的接收器的數(shù)量例如設(shè)置成約為閃爍器41的一半。因此，采集到數(shù)據(jù)獲取緩沖器64中的數(shù)據(jù)大小受接收器數(shù)量的限制。
該A/D轉(zhuǎn)換器53將每個接收器所接收的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。通信單元54例如將該數(shù)字信號由并行信號轉(zhuǎn)換成串行信號，并將其以高速傳輸?shù)綌?shù)據(jù)獲取緩沖器64。
開關(guān)裝置55根據(jù)從控制接口62所發(fā)出的指令在開關(guān)單元51的第一探測器選擇裝置56、第二探測器選擇裝置57和第三探測器選擇裝置58之間進(jìn)行切換。
第一探測器選擇裝置56、第二探測器選擇裝置57和第三探測器選擇裝置58的結(jié)構(gòu)將隨后進(jìn)行說明。順便提及地，假定X-射線探測器24為矩陣形式構(gòu)造的探測器，該矩陣在通道方向上看具有12條通道，在行方向上看有6行，如圖3所示的簡化說明。并且用于指定每個X-射線探測器在通道方向上的位置的參數(shù)定義為i，以及用于指定每個X-射線探測器在行方向上的行位置的參數(shù)定義為r。
圖4為示出構(gòu)成復(fù)合探測器選擇裝置的第一探測器選擇裝置56結(jié)構(gòu)的框圖。圖4(A)、4(B)和4(C)分別示出視于通道方向上各為r+1、r和r-1行的X-射線探測器24、第一探測器選擇裝置56和接收單元52。在這里，行方向位置r為任意行號。在第一探測器選擇裝置56中，用于指定每個二維設(shè)置的X-射線探測器位置的坐標(biāo)軸方向被定義為通道方向，且與坐標(biāo)軸方向垂直的正交軸方向被定義為行方向。
對于圖4(A)中所示r+1行的X-射線探測器24，該第一探測器選擇裝置56包括與X-射線探測器24相同數(shù)量的開關(guān)和用于連接這些開關(guān)的電線。當(dāng)開關(guān)接通時，第一探測器選擇裝置56電連接相應(yīng)相鄰的兩個通道，即通道號為1和2，3和4，5和6，......，11和12的通道，并且用作兩個為一對的多個復(fù)合探測器。這些電連接的端輸出作為該接收單元52中相應(yīng)接收器59的輸入。
對于圖4(B)中所示r行的X-射線探測器24，當(dāng)開關(guān)接通時，第一探測器選擇裝置56電連接在通道方向上相比于r+1行移動一個通道后的相應(yīng)相鄰的兩個通道，即通道號為2和3，4和5，6和7，......，10和11的通道，用作兩個為一對的多個復(fù)合探測器。這些電連接的端輸出作為該接收單元52中相應(yīng)接收器59的輸入。
對于示于圖4(C)中的r-1行的X-射線探測器24，當(dāng)開關(guān)接通時，與圖4(A)相似，第一探測器選擇裝置56電連接相應(yīng)相鄰的兩個通道，即通道號為1和2，3和4，5和6，......，11和12的通道，用作兩個為一對的多個復(fù)合探測器。這些電連接的端輸出作為該接收單元52中相應(yīng)接收器59的輸入。接下去與上述類似，每次這些行在行方向上移動時，通道方向上電連接布置的電連接移動一個X-射線探測器位置。
該第一探測器選擇裝置56的開關(guān)均可以通過從未示出的開關(guān)裝置55所輸出的控制信號彼此同步接通和關(guān)斷。
圖5為復(fù)合探測器25在通道方向和行方向的二維排列圖，該復(fù)合探測器由構(gòu)成復(fù)合探測器選擇裝置的第一探測器選擇裝置56形成。該復(fù)合探測器25具有兩個X-射線探測器24在通道方向組合的結(jié)構(gòu)。每次行方向上的行不同時，在通道方向上移動半個每個復(fù)合探測器25在通道方向上的重復(fù)間距。
圖6為示出構(gòu)成該復(fù)合探測器選擇裝置的第二探測器選擇裝置57的圖。圖6(A)、6(B)和6(C)分別示出X-射線探測器24、第二探測器選擇裝置57和接收單元52，視于行方向通道i+1、i和i-1。在這里，通道方向位置i為任意通道號。在第二探測器選擇裝置57中，用于指定每個二維排列的X-射線探測器位置的坐標(biāo)軸方向被定義為行方向，且與坐標(biāo)軸方向垂直的正交軸方向被定義為通道方向。
對于示于圖6(A)中的i+1條通道的X-射線探測器24，該第二探測器選擇裝置57包括與X-射線探測器24相同數(shù)量的開關(guān)，和用于連接這些開關(guān)的電線。當(dāng)開關(guān)接通時，第二探測器選擇裝置57電連接相應(yīng)相鄰的兩行，即行號為1和2，3和4，5和6的行，用作兩個為一對的多個復(fù)合探測器。這些電連接的終端輸出作為該接收單元52中各自接收器59的輸入。
對于示于圖6(B)中的i通道的X-射線探測器24，當(dāng)開關(guān)接通時，第二探測器選擇裝置57電連接在行方向上相比于i+1通道移動一行的相應(yīng)相鄰的兩行，即行號為2和3，4和5的行，用作兩個為一對的多個復(fù)合探測器。這些電連接的端輸出作為該接收單元52中其各自接收器59的輸入。
示于圖6(C)中的對于i-1通道的X-射線探測器24，當(dāng)開關(guān)接通時，與圖6(A)相似，第二探測器選擇裝置57電連接相應(yīng)相鄰的兩行，即行號為1和2，3和4，5和6的行，用作兩個為一對的多個復(fù)合探測器。這些電連接的端輸出作為該接收單元52中相應(yīng)接收器59的輸入。每次通道移動時，每個電連接的X-射線探測器在行方向上的位置移動一個，從而定義第二探測器選擇裝置為復(fù)合探測器。
圖7為示出復(fù)合探測器27在通道方向和行方向的二維排列圖，該復(fù)合探測器由構(gòu)成該復(fù)合探測器選擇裝置的第二探測器選擇裝置57形成。該復(fù)合探測器27具有兩個X-射線探測器24在行方向上組合的結(jié)構(gòu)。每次通道不同時，在行方向上移動半個每個復(fù)合探測器27在行方向上的重復(fù)間距。
探測器選擇裝置57的開關(guān)均可以通過未示出的開關(guān)裝置55所輸出的控制信號彼此同步接通和關(guān)斷。
圖8為示出第三探測器選擇裝置58的結(jié)構(gòu)的圖。
圖8(A)示出了視于通道方向上的X-射線探測器24、第三探測器選擇裝置58和接收單元52。在這里，行向位置r為任意行號，且行號對于本結(jié)構(gòu)沒有差別。當(dāng)?shù)谌綔y器選擇裝置58的每個開關(guān)接通時，該第三探測器選擇裝置58定義或者設(shè)置一條通道作為接收單元52的每個接收器59的輸入。在圖8(A)所示的實例中，具有通道號4、5、6、7、8和9的X-射線探測器24對應(yīng)接收單元52的相應(yīng)接收器59的輸入。
圖8(B)為示出X-射線探測器24在通道方向和行方向的二維排列圖，該X-射線探測器由第三探測器選擇裝置58選擇。圖8(B)中斜紋陰影區(qū)域的X-射線探測器24對投影信息進(jìn)行接收和獲取。
順便提及地，第三探測器選擇裝置58可以配置成使得該X-射線探測器24和接收單元52的每個放大器以一一對應(yīng)的關(guān)系放置。第三探測器選擇裝置58可以采用這樣的連接，例如，行方向的行數(shù)減少，而通道方向的通道數(shù)增加。
圖9示出第三探測器選擇裝置58的示圖，該選擇裝置中行數(shù)減少且在通道方向上所有的X-射線探測器24都被使用。圖9(A)闡明了從行方向觀看的X-射線探測器24、第三探測器選擇裝置58和接收單元52。在這里，通道方向位置i為任意通道號，且通道號對于本結(jié)構(gòu)沒有差別。當(dāng)?shù)谌綔y器選擇裝置58的每個開關(guān)接通時，該第三探測器選擇裝置58設(shè)置一行作為接收單元52的每個接收器59的輸入。在圖9(A)所示的實例中，具有通道號3、4和5的X-射線探測器24對應(yīng)接收單元52相應(yīng)接收器59的輸入。
圖9(B)為示出X-射線探測器24通道方向和行方向的二維排列圖，該X-射線探測器由第三探測器選擇裝置58選擇。圖9(B)中斜紋陰影區(qū)域的X-射線探測器24對投影信息進(jìn)行接收和實行獲取。第三探測器選擇裝置58也可以共用這些多重連接。
根據(jù)本實施例的X-射線CT設(shè)備的操作將接著使用附圖10進(jìn)行說明。圖10為示出X-射線CT設(shè)備的操作流程圖。操作者首先將檢查對象放入腔29中心的鄰近范圍(步驟S901)。其后，操作者選擇X-射線探測器24(步驟S902)。在這里，該操作者通過操作器件70對開關(guān)裝置55進(jìn)行操作，以根據(jù)成像目的選擇數(shù)據(jù)獲取部分26的第一探測器選擇裝置56、第二探測器選擇裝置57或第三探測器選擇裝置58。
當(dāng)選擇第一探測器選擇裝置56時，通道方向上的兩個X-射線探測器24組合在一起用作復(fù)合探測器25。該通道方向上的X-射線探測器24用于成像，其等效接收單元52中存在的接收器59數(shù)目的兩倍。第一探測器選擇裝置56能夠通過小數(shù)量的接收器59同時收集分布于通道方向上寬成像范圍中的數(shù)據(jù)。由于每個復(fù)合探測器25的位置從指示深度的行方向上看與上面同時移動其重復(fù)間距的一半，分辨率的降低可以表現(xiàn)得輕微。
圖11闡明當(dāng)使用第一探測器選擇裝置56進(jìn)行成像時的投影線，通過相應(yīng)的復(fù)合探測器25探測從X-射線管20發(fā)射的X射線。順便提及地，復(fù)合探測器25的在r+1和r行上的排列以展開平面形式示于圖中作為參考。
如圖4所示，由于在r和r+1行中每個復(fù)合探測器25的位置在通道方向上移動重復(fù)間距的一半，每個組合探測器25造成一種結(jié)果，其中r和r+1行中的每個投影線位置移動圖11中的一半間距。這產(chǎn)生對通道方向上的投影信息增強(qiáng)分辨率的效果。因此，軸向截面圖像的分辨率降低表現(xiàn)得輕微。
當(dāng)選擇第二探測器選擇裝置57時，行方向上延伸的兩個X-射線探測器24組合在一起用作復(fù)合探測器27。該行方向中的X-射線探測器24用于成像，其等效在相應(yīng)接收單元52中的放大器數(shù)量的兩倍?？梢酝ㄟ^小數(shù)量的接收器59同時收集行方向上寬成像范圍上的數(shù)據(jù)。由于每個復(fù)合探測器27的位置從溝道方向看與上面同時移動其重復(fù)間距的一半，分辨率的降低可以表現(xiàn)得輕微，其原因與圖11所示的相似。
當(dāng)選擇第三探測器選擇裝置58時，X-射線探測器24和接收單元52的每個接收器59一一對應(yīng)放置。雖然相比于復(fù)合探測器25或27而言圖像范圍變窄，X射線的探測平面變小，但因此得到高分辨率的成像。
返回參照圖10，隨后操作者進(jìn)行掃描(步驟S903)。順便提及地，上述的第一探測器選擇裝置56、第二探測器選擇裝置57和第三探測器選擇裝置58結(jié)合螺旋掃描、傳統(tǒng)掃描、錐束掃描(cine scan)等獲得操作者所瞄準(zhǔn)目標(biāo)的成像。
例如，當(dāng)完成螺旋掃描時，選擇第一探測器選擇裝置56進(jìn)行成像，該成像等同于在與厚度方向?qū)?yīng)的行方向上看兩倍數(shù)目的行，而通道方向上分辨率的降低被抑制在較小的程度。另一方面，選擇第三探測器選擇裝置58，從而雖然行的數(shù)量減少，但在通道方向上看獲得高分辨率圖像。
進(jìn)一步地，當(dāng)進(jìn)行傳統(tǒng)掃描時，選擇第一探測器選擇裝置56實現(xiàn)成像，該成像等同于在與厚度方向?qū)?yīng)的行方向上看兩倍數(shù)目的行，而通道方向上分辨率的降低被抑制在較小的程度?？商鎿Q地，選擇第二探測器選擇裝置57以獲得在行方向上看高分辨率圖像，而通道方向上分辨率的降低被抑制在較小的程度。
隨后，操作者顯示所獲取的圖像(步驟S904)，并完成本次處理過程。
在如上所描述本發(fā)明的實施例中，通過開關(guān)單元51得到這樣一個陣列，在通道或者行方向的X-射線探測器24以兩個作為一對操作。在通道或者行方向上移動一個X-射線探測器24的該陣列在行或者通道方向上交替重復(fù)。因此，即使當(dāng)接收器59的數(shù)量小時，在寬成像范圍分布的數(shù)據(jù)可被同時收集，而分辨率的降低被抑制在較小的程度。擴(kuò)展開來，通過將開關(guān)用于高分辨率成像，能夠得到更符合操作者所瞄準(zhǔn)圖像的成像。
雖然X-射線探測器24在通道和行方向上以矩陣形式進(jìn)行二維排列，如圖2所示的本實施例，然而在通道或者行方向上移動半個間距的每個X-射線探測器24也能夠根據(jù)交替的原則重復(fù)設(shè)置，在行或通道方向上看。
圖12示出X-射線探測器31的實例說明，每個探測器在通道方向在移動半個間距，其移動布置在行方向上交替地重復(fù)放置。通過這樣操作，當(dāng)選擇參考上面的第三探測器選擇裝置58時，X-射線探測器31可進(jìn)一步增加在通道方向上的分辨率。另一方面，當(dāng)選擇上述第一探測器選擇裝置56時，抑制在通道方向上分辨率降低的效果，相比較在該X-射線探測器以矩陣形式排列情況時要低。
帶有半間距大小的X-射線探測器的通道方向的端部填充對在行方向上交替設(shè)置的X-射線探測器產(chǎn)生重復(fù)影響，由此使得該X-射線探測器31易于制造，如圖12所示的理想矩形。
在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以構(gòu)造出許多廣泛而不同的本發(fā)明的實施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不限于說明書中的具體實施例，而在所附權(quán)利要求中限定。
附圖標(biāo)記圖14.攝影臺6.操作控制臺10.掃描機(jī)架20.X-射線管22.準(zhǔn)直儀24.X-射線探測器26.數(shù)據(jù)獲取部分28.X-射線控制器29.腔30.準(zhǔn)直儀控制器36.旋轉(zhuǎn)控制器60.數(shù)據(jù)處理器62.控制接口64.數(shù)據(jù)獲取緩沖器66.存儲裝置68.顯示裝置70.操作裝置圖2輻射方向行方向通道方向24.X-射線探測器26.數(shù)據(jù)獲取部分29.腔41.閃爍器42.光電二極管43.基底44.柔性打印板44.柔性打印板45.打印板46.電纜至數(shù)據(jù)獲取緩沖器64圖3行方向通道方向24.X-射線探測器26.數(shù)據(jù)獲取部分51.開關(guān)單元52.接收單元53.A/D轉(zhuǎn)換器54.通信單元55.開關(guān)裝置56.第一探測器選擇裝置57.第二探測器選擇裝置58.第三探測器選擇裝置至數(shù)據(jù)獲取緩沖器64來自控制接口62圖4通道方向r+1行24.X-射線探測器52.接收單元56.第一探測器選擇裝置59.接收器通道方向r行24.X-射線探測器52.接收單元56.第一探測器選擇裝置59.接收器通道方向r-1行24.X-射線探測器
52.接收單元56.第一探測器選擇裝置59.接收器圖5通道方向行方向25.復(fù)合探測器圖6行方向i+1通道24.X-射線探測器52.接收單元57.第二探測器選擇裝置59.接收器行方向i通道24.X-射線探測器52.接收單元57.第二探測器選擇裝置59.接收器行方向i-1通道24.X-射線探測器52.接收單元57.第二探測器選擇裝置59.接收器圖7通道方向行方向27.復(fù)合探測器圖8通道方向
24.X-射線探測器52.接收單元58.第三探測器選擇裝置59.接收器通道方向行方向圖9行方向24.X-射線探測器52.接收單元58.第三探測器選擇裝置59.接收器通道方向行方向圖10開始S901...放置對象S902...選擇X-射線探測器S903...執(zhí)行掃描S904...顯示結(jié)束圖1120.X-射線管投影線 r行投影線 r+1行25.復(fù)合探測器(r+1行)25.復(fù)合探測器(r行)圖12通道方向行方向31.X-射線探測器
權(quán)利要求
1.一種X-射線CT設(shè)備，包括X-射線管，應(yīng)用在其厚度方向擴(kuò)展的錐形X-射線束；X-射線探測器，二維地設(shè)置在與所述X-射線束的應(yīng)用方向近似垂直的平面中，并且對X-射線束進(jìn)行探測并將其轉(zhuǎn)化為電信號；以及數(shù)據(jù)獲取部分，具有接收器，每個接收器放大該電信號，其中所述數(shù)據(jù)獲取部分具有開關(guān)單元，該開關(guān)單元接通和關(guān)斷用于電連接X-射線探測器和接收器的布線，并選擇X-射線探測器用于進(jìn)行所述探測，并且其中該開關(guān)單元具有放置在所述二維設(shè)置的X-射線探測器的平面中的復(fù)合探測器選擇裝置，其中在坐標(biāo)軸方向上反復(fù)地進(jìn)行電連接，允許在坐標(biāo)軸方向上相鄰的兩個X-射線探測器作為一個復(fù)合探測器工作，所述坐標(biāo)軸方向表示X-射線探測器在厚度方向或在與厚度方向垂直的通道方向上的位置，并且在與該坐標(biāo)軸方向成法向的正交軸方向上相鄰的X-射線探測器之間進(jìn)行電連接，在該電連接中在該坐標(biāo)軸方向上將所述電連接重復(fù)的位置移動一個X射線探測器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X-射線CT設(shè)備，其中該復(fù)合探測器選擇裝置具有其中坐標(biāo)軸方向定義為溝道方向的第一探測器選擇裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的X-射線CT設(shè)備，其中該復(fù)合探測器選擇裝置具有其中坐標(biāo)軸方向定義為對應(yīng)X-射線束厚度方向的行方向第二探測器選擇裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的X-射線CT設(shè)備，其中開關(guān)單元具有第三探測器選擇裝置，該裝置電連接接收器之一和X-射線探測器之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的X-射線CT設(shè)備，其中數(shù)據(jù)獲取部分安裝在包括X-射線管和X-射線探測器的旋轉(zhuǎn)部分中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的X-射線CT設(shè)備，其中開關(guān)單元包括FET，每個FET執(zhí)行接通/關(guān)斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的X-射線CT設(shè)備，其中數(shù)據(jù)獲取部分包括數(shù)量上少于X-射線探測器的接收器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的X-射線CT設(shè)備，其中該X-射線探測器以這樣一種方式構(gòu)造，使得在坐標(biāo)軸方向上設(shè)置的各個X-射線探測器的位置看作與正交軸方向上觀看的位置相同的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的X-射線CT設(shè)備，其中該X-射線探測器以這樣一種方式進(jìn)行構(gòu)造在正交軸方向上相鄰的X-射線探測器之間實現(xiàn)，在坐標(biāo)軸方向上等間距地布置的X-射線探測器的陣列和移動陣列，在移動陣列中其陣列在坐標(biāo)軸方向上移動所述每個等間距的一半。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的X-射線CT設(shè)備，其中該X-射線探測器以這樣一種方式進(jìn)行構(gòu)造在坐標(biāo)軸方向上相鄰的X-射線探測器之間實現(xiàn)，在正交軸方向上等間距地布置的X-射線探測器的陣列和移動陣列，在移動陣列中其陣列在正交軸方向上移動所述每個等間距的一半。
全文摘要
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種X－射線CT設(shè)備，其進(jìn)行多片具有較小分辨率降低的成像，并且同時也要抑制接收X－射線探測器電信號的數(shù)據(jù)獲取部分的擴(kuò)展，通過開關(guān)單元的第一探測器開關(guān)裝置得到在通道方向的兩個X射線探測器作為一對進(jìn)行操作的陣列。在通道方向上移動一個X－射線探測器的該陣列在通道或者行方向上交替重復(fù)。因此，即使當(dāng)接收器的數(shù)量較小時，也可以同時收集在寬成像范圍分布的數(shù)據(jù)，而分辨率的降低被抑制在較小的程度。擴(kuò)展開來，通過將開關(guān)用于高分辨率成像，能夠得到更符合操作者所瞄準(zhǔn)圖像的成像。
文檔編號A61B6/03GK1862251SQ20061007985
公開日2006年11月15日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者貫井正健, 西出明彥, 八幡滿, 熊崎昌也 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司