具有空间编码检测器阵列装置的CT扫描仪及空间编码方法制造方法及图纸

一种具有空间编码的检测器排列的ＣＴ扫描仪及对检测器进行空间编码的方法，该扫描仪包括：可以沿Ｚ轴旋转的Ｘ射线源；及多个检测器元件，该检测器元件被布置成多个列并且相对于源和另外的列放置，当源沿Ｚ轴旋转时，其响应由源投射到相应选择的检测器元件上的Ｘ射线，产生代表不同厚度的ＣＴ切片的数据值；各列中至少有一些检测器元件的长度在Ｚ轴方向根据预定的代表按相同增量值的序列码变化。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及计算层析X射线照相法(CT)系统和方法，具体地涉及一种具有用来产生反映不同的厚度和/或多个CT切片的数据值的空间编码检测器装置的CT扫描仪和CT扫描仪中用来有效地检测关于变化的厚度和/或多个切片的X射线的方法。第三代类型的CT扫描仪一般包括一个X射线源和一个检测器阵列，其都安装在一个可旋转的圆盘或者平台上的放置扫描物体的开口直径上相对的位置处。在扫描过程中源和检测器沿通常称为Z轴的旋转轴旋转，并在源和检测器的精确角度处，获得数据值。数据值表示源产生的X射线光子，在各个角度上投射到检测器上并被探测到，以便提供相应于这些视角的投影视图。部分X射线光子被物体吸收，因此数据值是在各个投影视图测量期间被测X射线通过的部分物体密度的积分的函数，即，读数愈小，在该时间段X射线光子被吸收的愈多，因此沿着X射线方向质量的积分更密。视场或再现环(即进行X射线测量的空间区域)通常由射线束角定义(当射线束由X射线源的焦点投射到检测器上时的发散角)，且源的焦点距离的放置离开了机器的等角点(旋转的机械中心)。传统的检测器阵列结构使得检测器位于一个圆周上，其曲率中心在X射线从源辐射出来的地方，即焦点上，因此从源到各个检测辐射路径相同，尽管也提出了其它几何排列和结构。例如，于1997年9月16日公布的约翰·多布斯的专利号为5,668,851(代理人号ANA-90)、题目为“带有稳定化检测器响应的层析X射线照相法系统”的内容；于1998年5月26日公布的约翰·多布斯和鲁温·德耶的专利号为5,757,878(代理人号ANA-89)、题目为“层析X射线照相法系统的改进和检测器排列”的内容；于1998年7月14日公布的约翰·多布斯和鲁温·德耶的专利号为5,781,606(代理人号ANA-88)、题目为“具有大致连续的辐射检测区的层析X射线照相法系统”的内容；和正在审理中的由约翰·多布斯和鲁温·德耶于1996年10月7日提出的美国专利申请号为08/726638、题目为“具有模拟并行光射线束设计的CT扫描仪”的内容；所有这些申请都转让给了本专利技术的受让人。Z轴准直径通常放在X射线源和盘的开口之间，使得扇形射线束的厚度在Z轴方向上可控，并使得通过视场(和其间的任意物体)的整个射线束投射到检测器阵列上。射线束的厚度定义了物体中获得数据的切片的厚度。直到最近，第三代类型的CT扫描仪的检测器阵列只具有单独一行检测器。为了产生再现射线束通过的物体的部分的图像的足够的数据值，现有技术类型的典型阵列有一行检测器大约有300到700检测器，且对一个360°扫描通常取1440或2880个投影视图。如此设计的机器便在每360°扫描中产生432,000到2,016,000个数据值。直到最近，设计在每次扫描中产生更多数据值的系统在成本上认为是不可能的，因为检测器代表着机器成本的很大一部分，而且其限制受到用于处理数据值的数据收集系统和再现计算系统的带宽的影响。但是，随着数据收集系统和再现计算系统带宽的增加和检测器设计的改进，发展了具有多行和多列检测器的二维(2D)检测器阵列的机器。例如Elscint Twin CT扫描仪机器包括一个具有两个相邻检测器行的检测器阵列。X射线束在E轴厚度的设定使得射线束投射到两行上，以便同时产生两个切片。随着设计的改进，用以进行螺旋扫描的锥形射线束系统更加实用化，这种系统使用具有多行检测器元件的检测器阵列。例如，于1993年11月16日公布的许施尔的专利号为5,262,946、题目为“CT扫描仪的动态体积扫描带”的内容；于1994年3月1日公布的阿尔明·H·福尔的专利号为5,291,402、题目为“螺线扫描计算的层析X射线照相装置”的内容；于1995年2月14日公布的夸克·C·丹的专利号为5,390,226、题目为“用于预处理严格三维计算机的锥形射线束投影数据的方法和装置”的内容；于1996年4月23日公布的胡伊·胡的专利号为5,510,622、题目为“具有精简的有效间距的X射线检测器阵列”的内容；我的正在申请中的专利，于1998年10月6日转让给贝尔纳特·M·戈登的专利号为5,818,897(代理人号ANA-93)、题目为“正交横轴CT检测系统”的内容；以及于1996年6月12日公开的欧洲公开专利申请，由戴尔J·本杜拉和兴·兑专利技术的公开专利号为EP715830、题目为“计算机化的层析X射线扫描仪”的内容。如这些参考文献所示的，2D阵列具有直的行和列检测器元件，例如在福尔，许施尔和戈登的专利，以及本杜拉的申请的公开内容中所示的。另一种排列在胡等的参考文献中提出，其中建议的2D检测器元件阵列中检测器元件的中心排布在一个方向上(或者沿E轴方向，或者沿着与锥形射线束的X-Y平面共面或平行的方向)，以便或者形成多个平行的列(当沿Z轴排列时)，如参考图3A、3C和3D所见；或者多个行(当沿X-Y平面方向时)，如图3B所示。但是在另一个方向上检测器元件轮流交错，使得它们的中心交错。胡等人的参考文献中还提出平行四边形形状的检测器元件，使得它们的中心排布的行和列在两个不垂直的方向上。提供这种排列以减小2D检测器阵列沿一或两个方向上检测器的间隔，其对于螺线或体积扫描特别有用。而且，Gordon的专利描述了一种具有两类矩形形状检测器元件的模块2D检测器阵列，一类在E轴方向有较长的尺寸，而另一类在X-Y平面内的方向上有较长的尺寸。提供后一种检测器元件以保证薄物体的检测，例如片状取向平行于X-Y平面的炸药，以保证检测。随着具有制造2D检测器阵列的能力以及它们的使用的成本有效，现在提出了同时提供具有相同厚度的多个切片(slice)，和/或提供不同厚度切片的设计。在提出的一种设计中，2D阵列具有相对较小的相同尺寸的检测器元件，各个大约0.5mm见方，并排列成一个80(每列的元件)乘896(每行的元件)的阵列。通过使用和各个切片相应的选择的检测器元件组，可以同时产生多个切片，或者能够选择性地产生不同厚度的切片。考虑到这一点，在各个检测器元件的输出处提供一个可控制的开关，使得在开关开时能够使用检测器元件获得数据，而当开关关时忽略所有测得的数据。将各列的所有器元件的输出加在一起，以便当打开一组具体的行时，将各列打开的检测器元件的输出加在一起。而且，切片的厚度通常在等角点用到检测器元件处实际成比例增大的射线束厚度来测量。但是，为了便于解释，这里将切片的厚度描述成为投射检测器阵列上的射线束部分的厚度。因此，如果需要3mm的切片，将处于射线束照射的6行0.5mm见方的检测器元件打开，而其它的元件保持断开。各列中六个打开的检测器元件便能相加为各个投影视图的各列提供数据值读数。类似地，如果需要多个厚3mm的切片，对于投射到该组检测器元件上的锥形射线束的相应部分，可以同时使用相邻的组，每组包括六行检测器元件(将各组中各列打开的检测器元件的输出全部加在一起)。在例子职，当需要0.5mm切片时，同时使用十行的相邻组，将各组中各列的输出打开并加在一起。这样，任何以0.5mm为增量的切片厚度数值，都能通过选择适当的检测器元件行数并将选择的检测器元件的输出相加来提供，每行提供厚0.5mm的增量拉加。但是具有这些相对较小的检测器元件例如0.5mm的2D陈列的进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＴ扫描仪系统，包括：一个Ｘ射线源，其被安装成可以沿Ｚ轴旋转；及多个检测器元件，其被安排成多个列并且相对于源和另外的列放置，使得当源沿Ｚ轴旋转时，响应于由源投射到相应的选择的检测器元件上的Ｘ射线，产生代表不同厚度的ＣＴ切片的数据 值；其中检测器元件的尺寸和安排的设定使得各列中提供的检测器元件中至少有一些长度在Ｚ轴方向根据预定的序列码变化，该序列码代表按相同增量值从１到Ｎ所有完整的整数，其中Ｎ是一个大于１的完整的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝尔纳特M戈登，
申请(专利权)人：模拟技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]