CT设备制造技术

公开了一种CT设备。该CT设备包括：电子束产生装置，包括电子枪、偏转扫描装置和限流装置，其中电子枪产生电子束，所述偏转扫描装置对所述电子束进行偏转，偏转方向随时间改变，实现环形扫描，所述限流装置具有环形布置的多个孔，当所述的电子束沿着环形布置的多个孔扫描时，输出环形分布的多个电子束；环形反射靶，与所述环形分布的电子束同轴设置，其中所述电子束轰击所述环形反射靶，产生与环形分布的电子束的轴线相交的X射线；以及环形探测器阵列，与所述环形反射靶同轴设置，包括多个探测器单元，其中所述X射线穿透被检物体后入射到相应的探测器单元。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

CT equipment

A CT device is disclosed. The CT device includes a device for generating electrons, including flow device of electron gun, deflection scanning device and limit the electron gun generating electron beam, the deflection scanning device for deflection of the electron beam, the deflection direction of change over time, the implementation of circular scanning, the multiple orifice flow device has an annular arrangement the electron beam when the plurality of holes along the scanning ring arrangement, distribution of multiple output annular electron beam; annular reflector, provided with the annular distribution of electron beam coaxial, wherein the electron beam bombardment of the annular reflecting target, X ray intersects the axis and the electron beam distribution ring the detector array; and setting, and the annular reflector coaxial, includes a plurality of detector units, wherein the X rays penetrate the inspected object after the incident to the corresponding detector unit.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及医学成像、工业检测等领域。可以直接应用于需要超高速成像的医疗应用领域，亦可应用在无损检测等工业应用领域。
技术介绍
CT是Computed Tomography的简写，即计算机断层扫描技术，是一种利用计算机技术对被测物体断层扫描图像进行重建获得三维断层图像的扫描方式。该扫描方式是通过单一轴面的射线穿透被测物体，根据被测物体各部分对射线的吸收与透过率不同，由计算机采集透过射线并通过三维重构成像。本专利中提到的CT没有特别说明均指X射线CT。CT按照发展可以分成五代，前四代的扫描部分均由可移动的X射线管配合探测器实现(机械扫描模式)，其中第三代与第四代采用旋转扫描方式，其扫描部分由X射线管、探测器和扫描架组成，X射线管和探测器安装在扫描架上。CT工作时通过扫描架的高速旋转使X射线管在圆周的各个位置向扫描对象发出X射线，经过探测器的接收和计算机系统的处理后恢复成所扫描的断层的图像。近年来发展的螺旋型连续式多层扫描CT(MDCT)本质上属于第四代CT，其扫描速度相比于螺旋型单层扫描CT并无进步，但是其探测器排数增多，从而X射线管旋转一周就可以获得多层数据。对于目前较成熟的64层螺旋型连续式多层扫描CT而言，旋转一周需要0.33s，其时间分辨率好于50ms (时间分辨率主要由扫描周期决定，在多层CT中也与扫描覆盖范围和重建方式有关)。上述第四代CT的扫描方式的优点是空间分辨率高，缺点是时间分辨率低。限制其时间分辨率主要因素是其扫描速度。对于目前最先进的多层螺旋CT，最大扫描速度也只有0.33s/周，这是由扫描架和X射线管的机械强度极限决定的:当CT高速旋转时，X射线管处的线速度已经达到第一宇宙速度，为保证结构的稳定，CT的转速存在极限。第五代CT(UFCT)的扫描原理与前四代不同，X射线的产生采用先进的电子束技术(electron beam technology),球管的阳极与阴极分离,从阴极的电子枪发射电子束,经加速形成高能电子束，再通过聚集和磁场偏转线圈，投射到呈210°弧形的阳极靶面，产生X射线束，代替传统的机械性旋转，扫描速度可以达到50ms/周。综上，在医疗成像领域，以心脏成像为代表，使用机械扫描模式可以做到每秒对同一位置完成2 3次断层扫描，使用电子束扫描模式可以做到每秒对同一位置完成20次断层扫描；在工业检测领域，对于大型物体进行断层成像的扫描速度一般在分钟量级。在现有CT成像装置的技术路线下，提高扫描速度的途径有三种:1.提高硬件性能。如提高机械装置的旋转速度、增加射线源的数量等；2.利用被测物体的稳定性进行等效扫描。如在心脏成像中使用门控技术；3.改变扫描方式。如电子束扫描(UFCT)。以上这些手段可以在一定程度上加快扫描速度，但无法进一步实现超高速扫描，实现对高速运动物体的断层成像。
技术实现思路
为克服上述CT技术中对扫描速度(也即时间分辨率)的限制，本技术的目的是提供一种高时间分辨率的CT设备。根据本技术的一个方面，提供了一种CT设备，包括:电子束产生装置，包括电子枪、偏转扫描装置和限流装置，其中电子枪产生电子束，所述偏转扫描装置对所述电子束进行偏转，偏转方向随时间改变，实现环形扫描，所述限流装置具有环形布置的多个孔，当所述的电子束沿着环形布置的多个孔扫描时，输出环形分布的多个电子束；环形反射靶，与所述环形分布的电子束同轴设置，其中所述环形分布的电子束轰击所述环形反射靶，产生与环形分布的电子束的轴线相交的X射线；以及环形探测器阵列，与所述环形反射靶同轴设置，包括多个探测器单元，其中所述X射线穿透被检物体后入射到相应的探测器单元。根据其他实施例，所述的CT设备还包括:谐振加速腔，配置为工作于TM010模式，接收所述电子束产生装置发射的电子束，并且对所接收的电子束进行加速。根据其他实施例，所述的CT设备还包括耦合器和微波功率源，所述耦合器将所述微波功率源产生的微波馈入所述谐振加速腔，对所述电子束进行加速。根据其他实施例，所述电子束产生装置还包括驱动机构，配置为在所述电子束产生装置产生电子束时，驱动所述限流装置往复转动一个角度，所述角度小于等于限流装置上相邻的孔与所述环形布置的多个孔所在圆周的圆心连线所成的夹角。根据其他实施例，所述的CT设备还包括环形罩，设置在所述环形反射靶前端，具有与所述多个电子束相应的孔，限制所述电子束在环形反射靶上的束斑。根据其他实施例，所述的CT设备还包括漂移节，设置在所述谐振加速腔和所述环形金属靶之间，配置为使所述电子束进行横向自聚焦。根据其他实施例，所述的CT设备还包括传送装置，承载所述被检查物体沿着所述环形探测器阵列的轴线运动。根据其他实施例，所述环形反射靶的靶面法向同电子束入射方向之间的夹角大于90度。根据其他实施例，所述的CT设备还包括准直器，对所述X射线进行准直。根据其他实施例，所述环形探测器阵列的每个探测器单元具体为多层探测器单J Li ο由于采用了上述技术，可以实现在保证一定的空间分辨率的前提下，大幅度提高CT扫描速度。附图说明下面的附图表明了本技术的实施方式。这些附图和实施方式以非限制性、非穷举性的方式提供了本技术的一些实施例，其中:图1是根据本技术实施例的CT设备的总体结构示意图；图2是描述根据本技术其他实施例的CT设备中的电扫描部分的示意图；图3示出了根据本技术实施例的CT设备中的限流装置的示意图；图4是根据本技术实施例的CT设备的电扫描部分的分解示意图；图5是根据本技术实施例的CT设备的电扫描部分的综合构成示意图；图6示出了根据本技术实施例的CT设备中同轴腔工作时的场型示意；图7示出了根据本技术实施例的CT设备中同轴腔工作时电子束的运动轨迹示思；图8示出了根据本技术实施例的CT设备中环形金属靶的结构示意图；图9是描述根据本技术各个实施例的CT设备的工作方式的示意图；图10示出了根据本技术实施例的CT设备中的同轴腔与耦合器的结构示意图；图11示出了根据本技术实施例的CT设备中设置在金属靶前的环形罩的示意图。具体实施方式下面将详细描述本技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本技术。在以下描述中，为了提供对本技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本技术。在其他实例中，为了避免混淆本技术，未具体描述公知的结构、材料或方法。在整个说明书中，对“ 一个实施例”、“实施例”、“ 一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。为了进一步提高CT设备的扫描速度，本技术的实施例提出了一种CT设备，它包括电子束产生装置，包括电子枪、偏转扫描装置和限流装置，其中电子枪产生电子束，所述偏转扫描装置对所述电子束进行偏转，偏转方向随时间而变，实现环形扫描，所述限流装置具有环形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CT设备，其特征在于，包括：电子束产生装置，包括电子枪、偏转扫描装置和限流装置，其中电子枪产生电子束，所述偏转扫描装置对所述电子束进行偏转，偏转方向随时间改变，实现环形扫描，所述限流装置具有环形布置的多个孔，当所述的电子束沿着环形布置的多个孔扫描时，输出环形分布的多个电子束；环形反射靶，与所述环形分布的电子束同轴设置，其中所述环形分布的电子束轰击所述环形反射靶，产生与环形分布的电子束的轴线相交的X射线；以及环形探测器阵列，与所述环形反射靶同轴设置，包括多个探测器单元，其中所述X射线穿透被检物体后入射到相应的探测器单元。

【技术特征摘要】
2012.12.31 CN 201220749831.51.一种CT设备,其特征在于,包括: 电子束产生装置，包括电子枪、偏转扫描装置和限流装置，其中电子枪产生电子束，所述偏转扫描装置对所述电子束进行偏转，偏转方向随时间改变，实现环形扫描，所述限流装置具有环形布置的多个孔，当所述的电子束沿着环形布置的多个孔扫描时，输出环形分布的多个电子束； 环形反射靶，与所述环形分布的电子束同轴设置，其中所述环形分布的电子束轰击所述环形反射靶，产生与环形分布的电子束的轴线相交的X射线；以及 环形探测器阵列，与所述环形反射靶同轴设置，包括多个探测器单元，其中所述X射线穿透被检物体后入射到相应的探测器单元。2.如权利要求1所述的CT设备，其特征在于，还包括:谐振加速腔，配置为工作于TMOlO模式，接收所述电子束产生装置发射的电子束，并且对所接收的电子束进行加速。3.如权利要求2所述的CT设备，其特征在于，还包括耦合器和微波功率源，所述耦合器将所述微波功率源产生的微波馈入所述谐振加速腔，对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：康克军，唐传祥，赵自然，张哲，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：