一种重量轻、便携式的层析Ｘ射线照相装置，它具有一个环形框架（２８），用于支承一个具有同心孔的鼓轮（３４）。该鼓轮（３４）可以围绕一条回转轴线（３５），在其自身平面内转动。该装置还包括多个用于完成层极Ｘ射线照相扫描的部件。这些部件都相对于该鼓轮的中间平面的两侧安装在该鼓轮上。该鼓轮围绕该回转轴线的转动是动态平衡的。因此，该鼓轮和安装在其上的各种部件的质量中心，质量惯性矩中心、回转中心、垫膨胀中心以及该扫描平面的中心基本上与该回转轴线一致。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及一种层析X射线照相装置。更具体地说，涉及各种便携式的计算机辅助的轴向层析射线照相(CAT)扫描装置。
技术介绍
现行的各种CAT扫描装置一般包括一个台架，它是由例如，夹持在一个叉臂中的框架内回转的一个圆盘或鼓轮的结构组成的，一个X射线源和一个X射线检测器装置。在各种第三和第四代装置中，该X射线源安装在该鼓轮上，可以围绕着一个上面有病人静卧的台面作回转运动。该X射线源可提供各种周期性的脉冲或连续的波辐射。在各种第三代机器中，该检测器装置包括一个多个检测器阵列。该阵列安装在该鼓轮上，在直往方向与该X射线源相对，并可与该X射线源一起转动。在各种第四代机器中，该多个检测器固定安装在该台架的框架上。在二种形式的装置中，每一个检测器一般为实心或一个充气管装置，并且与该X射线源对准。这样，该X射线源的X射线输入和该X射线源的焦点都处在一个公共的、中间的、扫描或回转平面内(与该鼓轮的回转轴线垂直)。在各种第三代机器的情况下，该检测器阵列的每一个检测器，相对于该X射线源，以一个预先确定的角度间隔处在该扫描平面内。这样，每一个检测器围绕着该X射线源的焦点，张开一个相等的角度，这样，在该X射线源和相应的多个检测器之间的该扫描平面内，对每一个投影视图形成许多不同的X射线路径。在各种第四代机器中，在每一个静止的检测器和该运动的X射线源之间形成了许多不同的X射线路径。在各种第三代机器中，这些X射线路径聚合起来好象一个风扇，而在第四代的各种机器中，这些X射线路径聚合起来好象多个风扇。因此，这些装置有时称为“扇形射束”层析X射线照相装置。在一个扫描过程中，该多个检测器分别提供许多信息或数据信号。这些信息或数据信号代表了由检测器测出的在该鼓轮围绕着一个占据该多个检测器和该X射线源之间的空间的物体转动过程中的辐射通量变化。在对该许多信号进行已知的(拉顿(Radon))数字处理后，可以重构一个可见图象。该可见图象代表了一个二维切片的密度分布。该二维切片是通过放置在该X射线源和多个检测器之间的平面内的任何物体的一个特定部分、沿着该扫描平面取的。这些图象的形成关键取决于在该扫描平面内保持完全机械地对准的各种部件，特别是在该鼓轮回转过程中。而该鼓轮应围绕着一条精确的回转轴线转动。因为在一个扫描过程中，一个CAT扫描装置的X射线源和检测器装置的即使少许的不对准都可能造成图象的失真或错误。因此，这种装置必需作成笨重的加强的装置，其重量经常达到1吨或更多，以防止该X射线源和该检测器装置不合适的运动。一般，所有的部件都安装在该鼓轮上，很少考虑其重量分布。同时，为了保证鼓轮回转过程中平衡，以防止产生不希望的振动，通常在该鼓轮的一侧或二侧加上几个大的平衡块。这几个平衡块只能增加装置的总重量和所需的功率。另外，这种装置具有一个功率需求的大高峰，一般可达几千瓦的数量级，并且通常直接受到通过该鼓轮和该框架之间的几个滑环送至该X射线源的线路电源的限制。因此，该台架一般安装在一个保健设施的一个固定位置处，要将病人送至该装置进行检查。为了能够沿着病人的身体检查多个位置，通常要设置一张可运动的放置病人的台面，使病人能相对该固定的框架定位。这样一种笨重的、昂贵的、较固定的CAT扫描结构所固有的许多缺点是先前技术的特征。这些缺点至少部分地已被B·M·戈登(B.M.Gordon)1990年5月22日提出的美国专利4,928,283号所说明和提出权利要求的装置所认识和指出。如在上述美国专利4,928,283号所述那样，该层析X射线照相装置的各种主要部件，例如一个X射线源，一个在第三代机器情况下的检测器阵列，一个包括有一个功率转换器和多个电池的X射线电源，用于各种第三代机器情况下的该检测器阵列的一个电源和一个控制和数据处理电子包，全部都安装在该回转鼓轮上。因此，这里所用的术语“各种部件”不但包括一个或多个这些主要部件，而且根据该层析X射线照相扫描仪的特殊设计，还可能包括被该回转鼓轮支承的任何数目的各种元件。例如，许多在质量和体积意义上较小的许多部件，例如一个切片准直仪、冷却X射线源用的电机驱动风扇，多块用于该检测器阵列的防散射板，一个检测器组件控制板和/或类似物一般地安装在该鼓轮上。因此也可包括在这里所用的术语“各种部件”中。然而，为了简明扼要起见，以后，这些后面的各种部件就不一定特别地提到，重点放在较重和体积较大的各种部件上。当希望提供一台容易从例如手术示范室等搬进和搬出的CAT扫描装置时，希望台架的体积和重量减至最小，而不损害该装置在鼓轮回转过程中，用以精确扫描病人的精度。结果，必需最大限度地减小加入的各种平衡块。另外，已经认识到，该鼓轮的热膨胀和收缩(由于该X射线源产生的热量和接着在使用后的冷却造成的)具有非线性的趋势。特别是当一些层析X射线照相部件是较随机地安装在该鼓轮上时，更是如此。温度变化对该装置的工作有不利影响。当然，其他一些在该鼓轮回转过程中，使该扇形射束偏离一个预先确定的平面的因素也可能对该装置的工作有不利影响。专利技术的目的因此，本专利技术的主要目的是提供一种改进的CAT扫描装置。该装置可以克服各种笨重的、移动性差的先前技术装置的各种问题。本专利技术的另一个目的是提供这样一种改进的层析X射线照相装置，该装置包括一个回转鼓轮。该鼓轮的体积和重量减至最小，而不会损害该装置在鼓轮回转过程中用以精确扫描的精度。本专利技术的其他一些目的将部分地在后面变得清楚和显现出来。因此，本专利技术包括具有将在下面的详细说明中例示性描述的结构的装置、元件的组合和零件的配置。本专利技术的应用范围将在权利要求书中给出。专利技术梗概本专利技术的各个目的一般通过提供一个改进的层析X射线照相结构而实现。在该结构中，各种层析X射线照相部件都安装在一个环形套筒上。该环形套筒带一个中心开口，形成一个薄的、基本上平的鼓轮。该鼓轮可在其中间平面上围绕一条中心回转轴线转动。该中心开口的尺寸足够容纳该被扫描的物体。该中心开口可使从安装在该鼓轮上的X射线源发出的X射线(a)通过穿过该开口的一个物体；(b)当该鼓轮围绕要收集其内部数据的物体，作一个圆圈状回转时，由该多个检测器检测出来。接着，根据这些数据可以重构一个图象。这里所用的术语“环形套筒”是指任何基本是平的、半径方向对称、中心有孔的结构，例如一个鼓轮、圆盘或圆环。因此，该术语“环形套筒”包括但不仅仅限于平的或圆的形状。把该鼓轮围绕被扫描物体回转的圆的中心作为该环形套筒的回转绝对中心，可使该台架的尺寸减至最小。该环形套筒的中间平面比较接近于、而优选的方案是与该扫描平面共面。该扫描平面则由X射线的该扇形射束决定。各个层析X射线照相部件对于该环形套筒的二个相对的表面是固定安装的。这些部件当与该环形套筒一起围绕着该回转中心转动时是平衡的。具体地说，该环形套筒和安装在其上的各种部件的质量中心、回转中心和热膨胀中心，都重合于在该环形套筒的中间平面内的该鼓轮的回转中心处。因此，质量的惯性矩轴线(即该鼓轮和安装在其上的各种部件的转动惯量)与该回转轴线在同一轴线上。附图的简要说明为了更充分理解本专利技术的本质和各种目的，可以参考结合附图所作的下面的详细说明，其中附图说明图1为一个结构的正视图，它表示该第三代形式的和根据本专利技术的原理制造的一个CAT扫描仪；图2为图1所示结构的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改进的层析Ｘ射线照相装置，它包括：（ａ）一个环形套筒，该环形套筒包括一个中心孔，用于接收要扫描的一个物体；（ｂ）一个装置，它用于使所述一个环形套筒围绕着一条回转轴线转动；和（ｃ）许多部件，它们由所述环形套筒支承并与所述环形套筒一起转动，以用于完成层析Ｘ射线照相扫描；其特征在于：所述各种部件固定地安装在所述环形套筒上，使得当与所述环形套筒一起围绕所述轴线转动时，该各种部件基本上是平衡的，因此，所述环形套筒和所述各种部件的质量惯性矩中心、回转中心和热膨胀中心都基本上在所述回转轴线上重合。２、如权利要求１所述的一种改进的层析Ｘ射线照相装置，其特征在于，所述环形套筒形成一个与所述回转轴线垂直的中间平面，并且至少一些所述部件中每一个部件的质量中心都位于所述中间平面内。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德E斯温，吉尔伯特W麦克纳，
申请(专利权)人：模拟公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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