CT设备制造技术

公开了一种CT设备。该CT设备包括：环形电子枪阵列，包括多个电子枪，各个电子枪配置为按照预定的脉冲序列沿着环形电子枪阵列的径向依次发射电子束；加速腔，设置在环形电子枪阵列的环形内侧，包括嵌套在一起的多个同心同轴腔，工作在π模式，用于对电子枪阵列的各个电子枪发射的电子束依次进行加速；环形透射靶，设置在所述加速腔的环形内侧，被所述加速的电子束轰击，产生X射线；环形探测器，接收穿透被检查物体后的X射线。（*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 an electron gun array, comprising a plurality of electron guns, each gun is configured according to a predetermined sequence of radial pulse along the annular electron gun array sequentially emitted electron beam; accelerating cavity, is arranged in the annular inner side of the annular electron gun array, including nested in a plurality of concentric coaxial cavity together, working in n mode, for each electron beam electron gun array of electron gun emission are accelerated; the annular transmission target, set the acceleration in the inside annular cavity, by the beam bombardment of the X ray; ring detector, receiving penetration is X ray inspection object after.

【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。根据本技术的实施例，提供了一种CT设备，包括:环形电子枪阵列，包括多个电子枪，各个电子枪配置为按照预定的脉冲序列沿着环形电子枪阵列径向依次发射电子束；力口速腔，设置在所述环形电子枪阵列的环形内侧，包括嵌套在一起的多个同心同轴腔，工作在H模式，用于对所述环形电子枪阵列的各个电子枪发射的电子束依次进行加速；环形透射靶，设置在所述加速腔的环形内侧，被所述加速的电子束轰击，产生X射线；环形探测器，接收穿透被检查物体后的X射线。根据本技术的实施例，所述的CT设备还包括:电子枪控制单元，连接到所述环形电子枪阵列，产生所述脉冲序列，控制所述环形电子枪阵列产生径向发射的电子束；微波功率源，连接到所述加速腔，将电子束径向加速到目标能量，电子径向出束并打环形透射靶，产生径向X射线。根据本技术的实施例，所述的CT设备还包括控制系统，耦接到所述电子枪控制单元和所述微波功率源，产生所述控制信号以控制所述环形电子枪阵列中的电子枪依次启动，并且控制所述微波功率源产生微波功率对各个电子枪所产生的电子束依次进行加速。根据本技术的实施例，所述的CT设备还包括控制系统，连接到所述电子枪控制单元和所述微波功率源，产生控制信号以控制所述环形电子枪阵列中等间隔的第一组电子枪在第一时刻同时启动，控制所述环形电子枪阵列中等间隔的第二组电子枪在第二时刻同时启动，并且控制所述微波功率源产生微波功率对各个电子枪所产生的电子束依次进行加速。根据本技术的实施例，所述环形电子枪阵列中的各个电子枪安装在所述多个同心同轴腔的最外侧的那个同心同轴腔的腔壁外侧。根据本技术的实施例，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电子枪阵列轴线运动。根据本技术的实施例，所述多个同心同轴腔通过耦合孔耦合在一起。根据本技术的实施例，所述环形探测器阵列设置在环形靶的内侧，并且在轴向方向上与环形靶错开。根据本技术的实施例，所述的CT设备还包括:驱动机构，配置为在每个电子枪在控制信号的控制下依次径向发射电子束时，驱动所述环形电子枪阵列往复转动一个角度，所述角度小于等于相邻电子枪与所述环形电子枪阵列所在圆周的圆心连线所成的夹角。根据本技术的实施例，所述的CT设备还包括准直器，对所述X射线进行准直。根据本技术的实施例，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元。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3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。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，包括:环形电子枪阵列，配置为按照预定的脉冲序列沿着环形电子枪阵列的径向依次发射电子束；加速腔，设置在所述环形电子枪阵列的环形内侧，包括嵌套在一起的多个同心同轴腔，工作在η模式，用于对所述环形电子枪阵列的各个电子枪发射的电子束依次进行加速；环形透射靶，设置在所述加速腔的内侧，被所述加速的电子束轰击，产生X射线；环形探测器，接收穿透被检查物体后的X射线。例如，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CT设备，其特征在于，包括：环形电子枪阵列，包括多个电子枪，各个电子枪配置为按照预定的脉冲序列沿着环形电子枪阵列径向依次发射电子束；加速腔，设置在所述环形电子枪阵列的环形内侧，包括嵌套在一起的多个同心同轴腔，工作在π模式，用于对所述环形电子枪阵列的各个电子枪发射的电子束依次进行加速；环形透射靶，设置在所述加速腔的环形内侧，被所述加速的电子束轰击，产生X射线；环形探测器，接收穿透被检查物体后的X射线。

【技术特征摘要】
2012.12.31 CN 201220748934.X1.一种CT设备,其特征在于,包括: 环形电子枪阵列，包括多个电子枪，各个电子枪配置为按照预定的脉冲序列沿着环形电子枪阵列径向依次发射电子束； 加速腔，设置在所述环形电子枪阵列的环形内侧，包括嵌套在一起的多个同心同轴腔，工作在H模式，用于对所述环形电子枪阵列的各个电子枪发射的电子束依次进行加速； 环形透射靶，设置在所述加速腔的环形内侧，被所述加速的电子束轰击，产生X射线； 环形探测器，接收穿透被检查物体后的X射线。2.如权利要求1所述的CT设备，其特征在于，还包括: 电子枪控制单元，连接到所述环形电子枪阵列，产生所述脉冲序列，控制所述环形电子枪阵列产生径向发射的电子束； 微波功率源，连接到所述加速腔，将电子束径向加速到目标能量，电子径向出束并打环形透射靶，产生径向X射线。3.如权利要求2所述的CT设备，其特征在于，还包括控制系统，耦接到所述电子枪控制单元和所述微波功率源，产生所述控制信号以控制所述环形电子枪阵列中的电子枪依次启动，并且控制所述微波功率源产生微波功率对各个电子枪所产生的电子束依次进行加速。4.如权利要求2所述的CT设备，其特征在于，还包括控制系统，连接到所述...

【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：