一种以放射性同位素作为射线源的微型ＣＴ装置，包括：依次集成在隔离室底座上的带屏蔽开关的辐射源、前准直器、样品夹持装置、后准直器和阵列探测器；以及数据采集器仪和计算机；样品夹持装置的转轴安装在底座上滑轨内，其运动由步进电机驱动的控制机构控制；数据采集仪分别连接阵列探测器及计算机；辐射源包括放在钨或铅箱体中心处的初始质量１纳克到１克的Ｃｏ－６０、铱Ｉｒ－１９２，铥Ｔｍ－１７０或铯Ｃｓ－１３７；箱体前端面设射线出射小孔；屏蔽开关为由启动开关控制的钨或铅金属片，设在射线出射的路径上；前、后准直器材质钨或铅，其上设有狭缝。是一种高度集成化的微型ＣＴ装置，无须加速器或Ｘ射线机，结构紧凑、成本低、操作简便。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于层析成像及微
，特别涉及一种采用放射性同位素作为射线源，对微小物体进行辐照，并就其透射强度加以探测和数字化，从而对物体内部结构实施动态成像的以放射性同位素作为射线源的微型CT(ComputerTomograph-CT)装置。
技术介绍
近年来，自然科学与工程技术发展的一个重要趋势是朝微型化迈进。随着微/纳米技术的飞速发展，各式各样的微系统技术及纳米器件、检测装置等相继被提出。微系统以其价格低廉和性能卓越而对世人产生了不可阻挡的诱惑力(刘静，微米/纳米尺度传热学，北京科学出版社，2000)。可以看到，当前各类微系统的尺寸正被超乎寻常地降低，而同时它们却保持了与原有大系统相同甚至更好的性能，各种令人惊讶的成就比肩接踵。实际上，建立尽可能紧凑的系统多年来一直是工程实践的主旋律，人们为此作出的努力可以用全球范围的技术创新来衡量。为能制造出充分精细的系统，无数的时间和经费被投入此类技术的研究。比如，过去司空见惯的庞大光学实验系统目前已可制成相当紧凑的集成化微光路系统，其完成的功能可与大系统相匹敌，而价格则相当便宜，且操作十分简便。此外，也有其它一些微技术相继问世，如微能源系统、微传感器、微成像系统等(刘静，微米/纳米尺度传热学，北京科学出版社，2000)。本技术着重于发展用以检测物体内部结构的微型成像系统，这也是微系统技术研究热潮中的一种尝试。我们知道，物体的功能是与其内部结构密切相关的，普通的光学显微镜主要用于观测表面形貌，但对内部结构的探测却无能为力。人们为此发展了一系列替代方法，如基于电阻抗、磁场、声、光、X射线、γ射线等的体视镜。事实上，自从伦琴发现X-射线并获得人手的透视影像后，这种对物体穿透能力极强的射线就被引入到摄影及成像领域，形成了许许多多的技术产品。由于X射线、γ射线等穿透物体的能力很强，因而可用于对物体内部进行透视。其中，X射线一般是由高速电子在与物质相互作用而减速的过程中产生的韧致辐射，而γ射线则主要由放射性同位素在核衰变过程中释放(安继刚等著，钴-60数字辐射成像装箱检测系统，北京清华大学出版社，2003)。在辐射测量中，当X、γ射线的辐射光子与物体发生相互作用时，会发生光电吸收、康普顿散射及电子对产生，X、γ射线穿过物质时，其光子会被部分吸收；而且，若待测物质的性质及质量厚度等不同，则探测屏上所接收到的信号强度会有所变化，因而测出这些变化，就可能推算出物质内部的非均匀结构特点，此即辐射成像的基本原理(如图2所示)。通常，射线源可采用X射线机、核素及加速器等实现，用于测量、记录辐射强度分布的传统载体即位置灵敏传感器一般包括感光胶片、荧光屏及“像增强器”等，此类位置灵敏传感器的分辨率甚至可在微米量级，因而可用于检测微小结构。但这些传统方法对曝光时间有要求，且获得图像的手续比较繁琐。与此不同的是，实时性较好的数字辐射成像技术则克服了这些缺点(安继刚等著，钴-60数字辐射成像装箱检测系统，北京清华大学出版社，2003)。1971年由Hounsfield等首次研制出并获得诺贝尔奖的计算机层析(Computer Tomograph-CT)成像装置，就是数字辐射成像技术方面的重大突破。至今此类方法已拓展应用到许多领域，如集装箱检测(安继刚等著，钴-60数字辐射成像装箱检测系统，北京清华大学出版社，2003)。特别是，我国近年来在此领域内也取得一系列重大进展，如康克军等以加速器为辐射源，专利技术了双车移动式集装箱检测系统(康克军等，以加速器为辐射源的双车移动式集装箱检测系统，中国专利技术专利99122363.2；康克军等，一种车载机动式射线照相检测系统，中国专利技术专利02146207.0)；安继刚等直接采用放射性同位素作为辐射源，专利技术了γ数字辐射成象无损检测装置(安继刚等，移动式γ数字辐射成象无损检测方法与装置及其用途，中国专利技术专利96102080.6；安继刚等，一种大型客体数字辐射成象检测装置，中国专利技术专利99110839.6)，由于避免了X-射线加速器的建造，因而可大大简化装置的结构及降低设备成本。以上装置在海关部门的大型集装箱检测方面正发挥着重要作用。可以看到，前面所阐述的装置的出发点都集中于发展大型辐射成像设备上。迄今，由上述途径发展出的微型化数字成像装置在全球范围内均鲜有报道。比利时SkyScan公司，采用类似医用CT的原理，借助X射线显微光学及X射线断层重构(CT)技术，推出一类微型CT系统，由于其新颖性，该技术在提出后不久就被欧盟科技部列为100项重大科技产品。但遗憾的是，此系统由于仍需要设置用于产生X射线的机构，因而总体体积实际上不可能作得很小。此外，其他一些研究机构也相继提出过一些微型CT系统(Johnson，et al，Three-dimensionalmicrotomographic analysis system，United States Patent 5,402,460；中译三维微层析图像分析系统，美国专利5,402,460)，但它们也同样需要能产生X-射线的装置，因而也存在如上所说的微型化障碍。针对上述不足，本技术将从新的技术路线出发，提供一种无须X射线机构或加速器的微型化CT装置，本技术的核心在于直接采用放射性同位素作为辐射源，来对物体进行直接透视，由此实现的数字辐射成像装置甚至可作到手机大小。相比于已有的用于检测大型物体的数字辐射成像检测装置以及基于X射线的微型CT装置，本技术提供的装置是一种高度微型化的装置，在观念乃至应用领域、技术内涵等方面均明显区别于已有装置，可望在微小物体的测试方面发挥重要作用。由此发展出的微型CT的一种重要用途可体现在生物医学方面，比如可采用此类装置考察生命系统内的细观和微观结构问题，并将其与生物个体的整体功能关联起来，从而揭示出相应的生物学规律。除此，该类系统在其他方面的检测价值也是显而易见的，此处不一而足。可以预见的是，这种微型化、低成本的CT装置必然会大大有助于微器件研究的开展。以往的数字辐射成像装置的体积往往过于庞大，价格高得惊人，仅用于极特殊部门如海关、医疗机构等，在推广应用上存在很大困难。本技术提供的微型CT装置可弥补这些不足，因而具有重要的推广应用价值。本技术还采用大量离散布置的探测元件构成阵列探测器件，取代传统的位置灵敏传感器，可分别探测出所在位置的辐射强度，并实时给出相应的动态数字信号直至图像，由此即可反映出所探测位置的结构特点。图2给出的是数字辐射成像的原理过程。其中射线源发出的射线通过由两块重金属板构成的前准直器的缝隙后，会形成片状的射线束，此片状射线束穿过被检物后，再经过同样由两块重金属板构成的后准直器的缝隙，入射到阵列探测器上，由探测器元件结合计算机信号处理，即可重构出物体的内部信息。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高度微型化的以放射性同位素作为射线源的微型CT装置；从有别于现有的数字辐射成像系统主要集中于发展大型集装箱检测设备的观念出发，提供一种高度集成化和微型化的计算机层析成像装置。该装置拓展了已有的大型设备概念，可望在微小物体的检测上发挥重要作用。本技术的技术方案如下本技术提供的以放射性同位素作为射线源的微型CT装置，包括依次集成放置在隔离室13本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以放射性同位素作为射线源的微型ＣＴ装置，包括：一辐射源；数据采集仪器（１０）和计算机（１１）；或者数据采集、处理和存储微芯片（７１）和微型液晶显示器（７９）；其特征在于，所述辐射源为依次集成放置在隔离室（１３）中底座（８ ）上的带屏蔽开关的辐射源（１）；还包括前准直器（２）、样品夹持装置或样品台（３）、后准直器（５）和阵列探测器（７）；所述的样品夹持装置或样品台（３）包括：样品夹或样品台，固定支持样品夹或样品台的转轴（３１），固定安装在底座（８）上的 滑轨（４），所述转轴（３１）安装在滑轨（４）内，并在所述滑轨（４）内滑动；所述样品夹上设有中心孔（３２）；控制样品夹持装置或样品台（３）运动的由步进电机驱动的控制机构；所述的数据采集仪（１０）分别连接阵列探测器（７）及计算机 （１１）；所述的数据采集、处理和存储微芯片（７１）分别连接阵列探测器（７）和微型液晶显示器（７９）；所述辐射源（１）包括放置在辐射源箱体中心处的Ｃｏ－６０、铱Ｉｒ－１９２，铥Ｔｍ－１７０或铯Ｃｓ－１３７，其初始质量从１纳克到１克范围 内；所述辐射源箱体为由钨或铅制成的箱体，其前端面设有供辐射线出射的射线出射小孔（１２）；所述屏蔽开关为一由启动开关控制的钨或铅材质的活动金属片（６７），设置在辐射源射线出射的路径上；所述前准直器（２）和后准直器（５）分别为由 钨或铅制成的金属片，所述前准直器（２）上设有第一狭缝（２１），所述后准直器（５）上设有第二狭缝（６）；所述的隔离室（１３）为由钨或铅制成的壁厚为１ｃｍ到１ｍｍ的箱体。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，李政，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]
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