專利名稱：計算機層析x射線攝影儀的制作方法
整體的螺旋掃描技術在計算機層析X射線攝影中具有越來越重要的意義。在此方面業(yè)已公知的是，把一個X射線發(fā)射器和一個射線探測器組成的攝影單元設在一個掃描框上并使掃描框轉動360°角以上，同時使上面躺有病人的檢查臺沿其縱向進行通過被掃描的測量場的移動(US 5 291 402)。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于對檢查目標進行螺旋掃描的計算機層析X射線攝影儀，使得在X射線功率高及攝影時間縮短的情況下，得到比現(xiàn)有技術好得多的螺旋掃描。
本發(fā)明的目的通過一種權利要求1所述特征的，用以對病人進行螺旋掃描的計算機層析X射線攝影儀來實現(xiàn)。該計算機層析X射線攝影儀具有多個X射線發(fā)射器，這些X射線發(fā)射器的焦點對稱地位于一個與測量場同心的圓上并且這些X射線發(fā)射器可繞系統(tǒng)軸線連續(xù)旋轉，與此同時，在X射線發(fā)射器和病人檢查臺之間沿病人檢查臺縱向有一相對運動發(fā)生。
下面借助附圖所示實施例對本發(fā)明作詳細說明。附圖所示為

圖1為本發(fā)明的計算機層析X射線攝影儀的主要構成部分，圖2為圖1所示計算機層析X射線攝影儀的掃描曲線圖，圖3和4為傳統(tǒng)的螺旋掃描的斷層輪廓和圖2所示的掃描的斷層輪廓。
在圖1中示出了一個測量場1，一個病人2在該測量場中躺在一個病人檢查臺3上。為了形成X射線斷層照片，病人圍繞一個垂直于繪圖平面伸展的軸線4被3個X射線發(fā)射器5、6、7掃描。為此，X射線發(fā)射器5、6、7互成120°對稱地設在一個掃描框8上，該掃描框在一個電機9的驅動下連續(xù)轉動。X射線發(fā)射器5、6、7發(fā)射出扇形X射線束10、11、12。這些X射線束穿透測量場1和病人2后撞擊到一個固定的探測器環(huán)13上。探測器也可由多個在掃描框8上共同轉動的探測器構成，其中，分別有一個探測器位于一個X射線發(fā)射器的對面。每個探測器由一排或多排探測器元件組成。探測器元件的輸出信號以公知的方式輸往一個計算機，該計算機從中計算出病人2的全部被透射區(qū)域的圖象并在一個監(jiān)視器上顯示。在掃描框8連同X射線發(fā)射器5、6、7的旋轉過程中，病人檢查臺3沿其縱向向前推進，穿過測量場，使病人2整體受到掃描。
圖2示出了三條軌跡14、15、16。在病人檢查臺3固定并且掃描框8沿系統(tǒng)軸線4的方向運動的條件下，X射線發(fā)射器5、6、7的焦點在這3條軌跡14、15、16上運動。這些焦點位于一個與探測器環(huán)13同心的圓17上。
在實施例中描述了一個具有固定的探測器環(huán)13和多個，即三個設在回轉部分上的X射線發(fā)射器5、6、7的螺旋掃描式計算機層析X射線攝影儀。與現(xiàn)有技術相比，該螺旋掃描式計算機層析X射線攝影儀具有如下優(yōu)點1)用多個，最好是三個X射線發(fā)射器進行的螺旋掃描提供了高度的適應性。當每轉360°檢查臺進給一個斷層厚度(螺距＝1)時，得到沿進給方向的好3倍的掃描并從而避免了螺旋贗象(Spiralart-efakte)。計算的截面圖象(Schnittbilder)的斷層輪廓和量子可以回溯地在一較寬范圍內變化。在最適宜的情況下，斷層輪廓幾乎全等于一個單個斷層的斷層輪廓(在圖4中用虛線表示的)。與此相反，圖3示出了在僅用一個X射線發(fā)射器時測出的斷層輪廓與一單個斷層的斷層輪廓兩者間的巨大偏差。量子數(shù)較多的斷層具有一個相應較寬的、但接近梯形的輪廓并且顯示出的部分體積贗象比一個寬度相同的單個斷層所顯示的要少。沿進給方向的更精確的掃描大大改善了螺旋內插并保證了圖象噪擾和空間分辨率在象平面上的均勻分布。通過應用多個平行的探測器組，掃描可得到進一步改善。沿進給方向對檢查目標進行精確的掃描還使測量的原始數(shù)據(jù)得以擴展并能比機械式準直更好地得到一個膠片感光度輪廓。由此得到一個沿三維方向幾乎均勻的分辨率分布。
2)X射線功率等于傳統(tǒng)儀器的多倍(如在應用三個X射線發(fā)射器時為三倍)并與一個電子束發(fā)射機(EBT)的或一個具有多行探測器的傳統(tǒng)機器的有效X射線功率(可利用的象量子)相當。
3)一個圖象的有效測量時間只等于目前的攝影時間的幾分之一，如0.5秒的三分之一，即360°數(shù)據(jù)采集只需要0.17秒，部分掃描的時間小于100毫秒。這些有效測量時間完全可與EBT相比并明顯優(yōu)于所有的傳統(tǒng)儀器。同時，在不增加測量數(shù)據(jù)量的情況下，掃描時間可任意延長并可與每個圖象的必要劑量相適應。
在需要時(大體積的，如肺的薄斷層攝影)可提高螺距，在螺距＝3時，可用三分之一的時間或對三倍大的體積實現(xiàn)目前的螺旋掃描式計算機層析X射線攝影儀所完成的掃描和圖象質量。
平面的攝影幾何避免了扇形束贗象和相應高的附加計算量。在應用多個探測器組的儀器的情況下，可把扇形角選得很小。為螺旋CT而建議的計算機層析X射線攝影儀的圖象質量不僅優(yōu)于EBT機，而且優(yōu)于傳統(tǒng)的、具有多行探測器的儀器。計算機層析X射線攝影儀的一個固定的探測器環(huán)可同時多重，如三重使用；附加的設備投資費用則限在兩個具有發(fā)生器的X射線發(fā)射器上。
權利要求
1.用以對病人(2)進行螺旋掃描的計算機層析X射線攝影儀，其特征在于，具有多個X射線發(fā)射器(5、6、7)，這些X射線發(fā)射器的焦點對稱地位于一個與測量場(1)同心的圓(17)上并且這些X射線發(fā)射器可繞系統(tǒng)軸線(4)連續(xù)旋轉，與此同時，在X射線發(fā)射器(5、6、7)和病人檢查臺(3)之間沿病人檢查臺的縱向有一相對運動發(fā)生。
2.根據(jù)權利要求1所述的計算機層析X射線攝影儀，其特征在于，具有一個圍繞測量場(1)的、固定的探測器環(huán)(13)。
3.根據(jù)權利要求1所述的計算機層析X射線攝影儀，其特征在于，具有多個圍繞測量場(1)的，共同旋轉的探測器。
4.根據(jù)權利要求2所述的計算機層析X射線攝影儀，其特征在于，固定的探測器環(huán)(13)由多行組成。
5.根據(jù)權利要求3所述的計算機層析X射線攝影儀，其特征在于，共同旋轉的探測器分別由多行組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺旋掃描式計算機層析X射線攝影儀，其在X射線功率高和掃描時間短的情況下可明顯地改善沿進給方向進行的掃描。存在多個X射線發(fā)生器(5、6、7)，其焦點對稱地處在一個與測量場(1)同心的圓(17)上。探測器可由一個固定的探測器環(huán)(13)或多個共同旋轉的探測器組成。每個探測器可由一行或多行構成。X射線發(fā)射器(5、6、7)連續(xù)旋轉，與此同時，在這些X射線發(fā)射器(5、6、7)和病人檢查臺(3)之間完成一個沿檢查臺縱向的相對運動。
文檔編號A61B6/03GK1130498SQ9511615
公開日1996年9月11日 申請日期1995年10月10日 優(yōu)先權日1994年10月13日
發(fā)明者阿卡迪尤茨·波拉欣, 克里斯托弗·蘇斯 申請人:西門子公司