專利名稱：具有穩(wěn)定光束位置的計算斷層掃描系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種計算斷層掃描系統(tǒng)，其中X射線源和X射線檢測器都繞待掃描物旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明更具體地涉及這種掃描儀中用來在檢測器上保持準(zhǔn)直X射線光束所需的平均位置的子系統(tǒng)。
計算斷層掃描系統(tǒng)通常包括一個射線源，其向陽極發(fā)射一光束電子光束并射到其上，以定義產(chǎn)生射線的焦點。一或多個光束準(zhǔn)直儀定義一從焦點發(fā)射出來的扇形光束，而和射線源處于相對位置處的X射線檢測器陣列接收X射線束。在第三代計算斷層掃描系統(tǒng)中，射線源和X射線檢測器都安裝在可旋轉(zhuǎn)抬架上以便繞待掃描物體旋轉(zhuǎn)。
陽極由于電子光束轟擊到其上而處于過熱狀態(tài)。因此將其設(shè)計成快速旋轉(zhuǎn)，使得電子光束轟擊陽極任意單獨位置的時間不超過一秒的一部分，從而減少了陽極局部過熱和可能部分熔化的危險。
盡管陽極在旋轉(zhuǎn)，但是電子光束的熱量使得陽極和它的支撐結(jié)構(gòu)膨脹，這導(dǎo)致陽極的焦點漂移。重力作用和射線源的旋轉(zhuǎn)也導(dǎo)致了焦點的漂移。這種焦點漂移通常出現(xiàn)在軸，或者Z方向，并導(dǎo)致扇形光束也沿Z方向改變其在主X射線檢測器上的位置。光束在主檢測器上位置的改變會對檢測器的增益和能量靈敏度產(chǎn)生變化，特別是當(dāng)檢測器校驗后過了一段時間(幾天或幾周)才使用的情形。這將會導(dǎo)致在再現(xiàn)圖像中出現(xiàn)環(huán)形偽影。
已知使用例如在Z方向上高度一致并且在Z方向上對光束的移動不敏感的檢測器，來糾正或者補償焦點漂移。但是，具有這種特性的固態(tài)檢測器的生產(chǎn)成本很昂貴。氣體檢測器是一種較便宜的替代裝置。雖然氙氣檢測器比固態(tài)檢測器的靈敏度更一致，但是它們明顯效率太低，因此不是適合的替代裝置。
糾正焦點漂移的另一種方法是使用放在待掃描體和檢測器之間的后患者準(zhǔn)直儀(post-patient)。后患者準(zhǔn)直儀最好在實際中最大限度地靠近檢測器并限定光束的尺寸，使得到達(dá)檢測器的光束小于到達(dá)患者的光束。當(dāng)光束沿Z方向移動時光束的邊緣被后患者準(zhǔn)直儀遮住，永遠(yuǎn)轟擊不到檢測器。從而使轟擊到檢測器上的準(zhǔn)直光光束保持在相對于檢測器的固定位置上。
此技術(shù)的缺點是有可能潛在著很大劑量的通過患者的射線沒有被檢測到。這樣患者將被超過用于提供診斷信息的射線照射。
在現(xiàn)有技術(shù)中，照射到X射線檢測器上的光束可以由，例如，位于光束的周圍邊緣處的參考檢測器來測量，射到周邊放置的參考檢測器上的光束部分通常不被在它路徑上的任何物體封擋或遮擋。這樣，來自參考檢測器的信號數(shù)值為一個常數(shù)，除非當(dāng)參考檢測器被干擾或者封擋。這種方法公開在，例如，Glover等人的美國專利第4,559,639號，Gard等人的第5,550,889號，Gard的第5,706,326號，Styrnol等人的第5,299,250號，Gard等人的第5,131,021號，Levene的第5,065,420號，Boomgaarden等人的第4,991,189號，和Uno等人的4,769,827號專利申請中。
使用位于扇形光束周圍邊緣的一或多個參考檢測器的缺點是它們有時會被患者封擋或遮擋。如果發(fā)生此情況，參考檢測器提供的信號數(shù)值將是變化的，而不是常數(shù)，這說明或者光束在主檢測器上的位置發(fā)生了改變，或者由于遮擋了參考檢測器而導(dǎo)致了信號數(shù)值的變化。這樣靠參考檢測器提供具有常數(shù)數(shù)值的信號將不可靠，因此不能用于確定主檢測器上一個固定的光束位置。
為避免參考檢測器放置在周圍被遮擋的問題，可以將參考檢測器重新放置使得到達(dá)參考檢測器的X射線束部分永遠(yuǎn)不被封閉，像，例如，放置在光束定義預(yù)準(zhǔn)直儀和X射線管之間。在這種方法中，一個分立的、輔助光束從焦點射向輔助檢測器，輔助檢測器可能不在主光束平面內(nèi)，或者超出了主光束的邊緣。輔助光束相對于參考檢測器的移動表明焦點的漂動。響應(yīng)于來自參考檢測器的信號可以監(jiān)測并保持主檢測器上所需的光束位置，該信號驅(qū)動光束定義準(zhǔn)直儀以便將光束放在所需的位置處。此技術(shù)公開在例如，這里引用作為參考的Dobbs等人的美國專利第5,550,886號、Yamazaki等人的美國專利第5,469,429號和Tsjii等人的第4,803,711號專利文件中。
參考檢測器必須經(jīng)校對以獲得作為焦點位置函數(shù)的所需的主光束位置。參考檢測器的長期穩(wěn)定性是其校對穩(wěn)定性的函數(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)指出了焦點和其它系統(tǒng)元件長期熱漂移的問題，但未指出重力產(chǎn)生的焦點漂移問題，它是在系統(tǒng)元件旋轉(zhuǎn)一周過程中出現(xiàn)的正弦變化量。
這樣，需要一種計算斷層掃描儀，它在長期和短期，即，在可能會延續(xù)幾天、幾周、幾月或者更長的源和檢測器的多次旋轉(zhuǎn)過程中，以及在源和檢測器旋轉(zhuǎn)一周的過程中，都能在主檢測器上提供穩(wěn)定的光束位置本發(fā)明通過對短期和長期影響引起的焦點漂移進(jìn)行補償，提供了短期和長期的光束位置穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供的計算機(jī)斷層術(shù)系統(tǒng)，包括一個射線源，一個適于接收產(chǎn)生于源的焦點處的X射線光束的X射線檢測器主陣列，和一個扇形光束準(zhǔn)直儀，其放置在焦點和主檢測器陣列之間以限定義扇形光束。射線源和主檢測器由可旋轉(zhuǎn)的臺座支撐以便沿待掃描物體旋轉(zhuǎn)。該斷層術(shù)掃描系統(tǒng)在源和檢測器的旋轉(zhuǎn)中在扇形光束和主陣列的檢測器之間保持準(zhǔn)直，并且在源和檢測器的整數(shù)周旋過程中不斷地校對光束準(zhǔn)直儀和焦點位置以便在主陣列檢測器上保持所需的扇形光束位置。該系統(tǒng)包括檢測焦點位置的變化并根據(jù)焦點位置的變化移動光束準(zhǔn)直儀的裝置，以便在主檢測器陣列的檢測器上保持所需的光束位置；將扇形光束準(zhǔn)直儀的位置和焦點位置相關(guān)聯(lián)并建立一組相應(yīng)的校對數(shù)據(jù)的裝置；在主陣列檢測器上定義所需的平均扇形光束位置，并通過系統(tǒng)的整周旋轉(zhuǎn)，檢測在系統(tǒng)一次給定的旋轉(zhuǎn)中主陣列的檢測器上實際平均扇形光束位置相對于主陣列檢測器上所需的平均扇形光束位置的偏差的裝置；和糾正校對數(shù)據(jù)以便在主陣列的檢測器上保持所需的平均扇形光束位置的裝置。
檢測焦點位置變化并響應(yīng)于該變化移動扇形光束準(zhǔn)直儀的裝置，最好包括定義一個在焦點處產(chǎn)生并被導(dǎo)向與扇形光束方向不同，如射出扇形光束所在的平面或者超出扇形光束邊緣的輔助射線光束的裝置。響應(yīng)于該輔助射線光束的輔助光束檢測器檢測焦點在Z軸方向上位置的變化并產(chǎn)生一個控制扇形光束準(zhǔn)直儀移動的控制信號。
檢測實際扇形光束位置相對于所需平均扇形光束位置的偏差的裝置最好包括一個靠近主檢測器陣列并大致位于扇形光束中的光束位置檢測器。光束位置檢測器最好放在扇形光束周圍的邊緣上。
在優(yōu)選實施例中，最好將光束位置檢測器的取向定為使得其在Z方向的對光束位置變化的靈敏度最高。因此，光束位置檢測器的主軸最好大致與主陣列檢測器的主軸橫截。在一個特別優(yōu)選的實施例中，光束位置檢測器的主軸和主陣列檢測器的主軸大約構(gòu)成82°度。
糾正校對數(shù)據(jù)的裝置，最好包括確定在轟擊到光束位置檢測器上的扇形光束部分中存在或不存在可檢測器物體的裝置。只有當(dāng)在扇形光束部分中不存在可檢測物體時光束位置檢測器產(chǎn)生的信息被用于糾正準(zhǔn)直數(shù)據(jù)。將任意時刻來自光束位置檢測器的信號與在確知未被任何光束中的物體遮擋的時刻來自光束位置檢測器的信號進(jìn)行比較。
因為光束在主檢測器上位置的變化是作用在X射線源和檢測器上的重力的正弦函數(shù)，所以主陣列檢測器上所需的光束位置是在源和檢測器的整數(shù)周旋轉(zhuǎn)過程中確定的平均光束位置，而不是由一周或幾周的部分旋轉(zhuǎn)確定的。
下面，本發(fā)明的這些和其它的目的和優(yōu)點將會逐步變得明顯。包含具有上述結(jié)構(gòu)的裝置的本發(fā)明，其各部件的組合和排布將會在以下部分中，通過實施例進(jìn)行描述，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍由權(quán)利要求定義。
為了全面理解本發(fā)明的實質(zhì)和目的，下面參照附圖要詳細(xì)地描述，其中

圖1是本發(fā)明的計算斷層掃描儀的扇形光束定義元件或者子系統(tǒng)的簡化透視圖；和圖2是圖1子系統(tǒng)的元件的簡化側(cè)視圖。
透視1和側(cè)視2示意了根據(jù)本發(fā)明的斷層掃描系統(tǒng)的扇形光束定義子系統(tǒng)的元件。在各圖中都示意了相應(yīng)的x，y和z軸。電子光束10從電子源12射向陽極14。陽極上發(fā)出扇形X射線束16的點定義了系統(tǒng)的焦點18。X射線束16經(jīng)過一系列準(zhǔn)直儀20、22準(zhǔn)直并被X射線檢測器陣列24接收。如圖2所示，可以在檢測器前安排相應(yīng)的防散射板陣列27。被掃描物體，例如一個患者(未示意出)，被放在扇形光束中光束準(zhǔn)直儀和檢測器之間。在第三代計算斷層系統(tǒng)中，包括本發(fā)明的系統(tǒng)，X射線源和檢測器繞著公共的等角中心旋轉(zhuǎn)，而患者保持不動。
預(yù)準(zhǔn)直儀20包括一個主縫20A，其在X和Z方向上限制從源的焦點發(fā)出的扇形光束的范圍。主縫20A放置在距源相對較近的地方。預(yù)準(zhǔn)直儀20由不能透過X射線的材料，像鉛、鎢或鉭和它們的合金制成。預(yù)準(zhǔn)直儀20相對于焦點和檢測器固定不動。如下面將會更全面詳述的，預(yù)準(zhǔn)直儀可能還包括一個定義射線光束21的輔助縫20B，該射線光束21通過將其定向于主光束的平面之外，如圖2詳細(xì)示意的，或者將其定向于主扇形光束的邊緣之外而被導(dǎo)向與主光束不同的方向。
斷層定義準(zhǔn)直儀22定義扇形光束16的厚度(Z方向)和弧度(X方向)。如圖1所示，斷層定義準(zhǔn)直儀22具有第一塊板22A，上有多個不同高度的縫17，和第二塊固體板22B。該板可以相對于彼此之間移動，以便允許光束16通過一個具有所需高度和長度的單個縫。該縫的高度定義了通過待掃描物體的并與主檢測器陣列相重合的光束的厚度(Z方向)，而該縫的長度定義了光束的弧度(X方向)。最好，縫的尺寸使得光束在Z方向上大致在檢測器的中心并只超出檢測器陣列的邊緣一小部分。
在現(xiàn)有技術(shù)的斷層術(shù)系統(tǒng)中，陽極14和它的支撐結(jié)構(gòu)由于源發(fā)出電子光束時產(chǎn)生的熱而膨脹，而當(dāng)源停止發(fā)出電子光束且陽極上的熱量散掉時收縮。這種熱的膨脹和收縮導(dǎo)致焦點18在Z方向移動。焦點在Z方向的移動改變了光束16通過準(zhǔn)直儀20、22的角度，于是改變了光束16在主檢測24上的位置。光束在檢測器上的移動可能導(dǎo)致檢測器的增益和/或能量靈敏度的變化，這可能在再現(xiàn)圖像中的環(huán)形偽影顯現(xiàn)。
為補償焦點18在Z方向的移動，在準(zhǔn)直儀20中提供輔助縫20B用來定義并射出輔助光束21，在此示意圖中，其射出了主扇形光束到達(dá)輔助監(jiān)測裝置26上。如圖2更加清楚地示意地，這個20B縫提供了方向不同于主扇形光束的光束。如前面所述，輔助縫20B可以被位于提供一個大致處于主扇形光束平面中但超過主扇形光束的邊緣的輔助光束21的位置。輔助監(jiān)測器件最好包括多個安排成堆積狀線性陣列的X射線檢測器28，用來提供作為輔助光束在輔助檢測器陣列上位置的函數(shù)的輸出信號。
輔助檢測器28和輔助光束21測量焦點18的位置并實時提供控制主光束16在主檢測器24上的位置的信息。關(guān)于焦點位置的信息，以及將焦點位置與斷層定義準(zhǔn)直儀22的位置相聯(lián)系的校準(zhǔn)信息，為將光束16控制并保持在主陣列檢測器的正確位置上提供了必要的信息。但是，由于斷層術(shù)系統(tǒng)元件的冷熱原因，其自身的校對也處在長期的漂移中。
根據(jù)本發(fā)明，斷層術(shù)系統(tǒng)包括一個位于主檢測器陣列周圍邊緣處的光束位置檢測器30，用于通過源和檢測器的整數(shù)周旋轉(zhuǎn)直接測量主扇形光束16在主檢測器24上的位置。光束位置檢測器30可用于對焦點和斷層定義準(zhǔn)直儀的位置進(jìn)行再校對。在相對較長的時間內(nèi)，焦點18會漂移，而斷層定義準(zhǔn)直儀22也重新定了位，從而相對斷層定義準(zhǔn)直儀的位置校對焦點的位置，當(dāng)光束16轟擊到光束位置檢測器的部分未被任何物體封擋時，將有很多機(jī)會從主檢測器陣列的一次完整的360°旋轉(zhuǎn)中，也就是從光束位置檢測器30中獲得數(shù)據(jù)。這一數(shù)據(jù)用于調(diào)整準(zhǔn)直數(shù)據(jù)的零點。
光束位置檢測器30最好放置在扇形光束16的周圍邊緣并且空間上相對于主檢測器固定，從而使得主光束16相對于主檢測器24的移動也是相對于光束位置檢測器30的。如圖2中更加清楚地示意的，光束位置檢測器30的取向最好使得其對光束位置變化的最大靈敏度在Z方向上。具體地，它的取向大致橫向，并且最好近似與主檢測器移動靈敏性的主軸垂直。在優(yōu)選實施例中，光束位置檢測器30的主軸與主檢測器的主軸構(gòu)成大約82°角。相反，一般主檢測器24的取向使得它們對光束位置的最大靈敏度在X方向上。這樣它們對Z方向的光束移動相對不敏感。因此，它們不能可靠地表明光束在Z方向的移動。
在優(yōu)選實施例中，光束位置檢測器30是例如光電二極管。通常用于此目的的光電二極管只吸收15％的光束，因此它能夠方便地在一或多個主檢測器陣列中的主檢測器的前面重疊位置。這樣，它不占據(jù)或需要任何超出主檢測器24弧度范圍的圓周空間。而且該光電二極管不明顯地衰減輻射光束，從而不明顯地消弱包含在光束中的診斷信息。
光束位置檢測器30可以包括，例如，用于確定是否在主扇形光束中有可檢測物體存在并投影在所有或部分檢測器24上的比較器。該比較器估算在任意時刻來自光束位置檢測器的歸一化信號并與在確知其未被遮擋時刻來自光束位置檢測器的歸一化信號進(jìn)行比較。如果在源和檢測器的一次完整旋轉(zhuǎn)中的任意時刻，有物體投影在光束位置檢測器上，則來自光束位置檢測器的信息不能用來對關(guān)于相應(yīng)的焦點和斷層定義準(zhǔn)直儀位置設(shè)置的數(shù)據(jù)的零點進(jìn)行再校對。
在主檢測器24的增益校對過程中，光束位置檢測器30和輔助光束檢測器28提供代表光束中沒有患者或其它障礙物的信號。在光束中沒有患者的情形下校對系統(tǒng)的目的在于確保主光束總轟擊在給定檢測器的相同位置上，以便確保來自檢測器信號的數(shù)值大致為常數(shù)。
在掃描患者時，獲得并存儲原始信息。在患者掃描之后，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(DAS)計算機(jī)能夠確定對應(yīng)于源和檢測器的一次完整的360°旋轉(zhuǎn)，是否有一組數(shù)中光束位置檢測器上沒有投影。如果有這樣一組數(shù)據(jù)，它可以用于相對于斷層定義準(zhǔn)直儀位置校對焦點位置，并糾正實際光束位置相對于所期望光束位置的偏離。所期望光束位置實際上是源和檢測器的一次或多次整數(shù)周(即，完整的360℃)旋轉(zhuǎn)的所期望光束位置的平均值。只要在系統(tǒng)的一次完整旋轉(zhuǎn)中光束位置檢測器未被干擾，則相對于斷層定義準(zhǔn)直儀位置對焦點位置的校對可以不斷地重復(fù)校對。
如在Dobbs等人的美國專利第5,550,886號中全面描述的，主陣列檢測器上的光束位置可以使用第一動量，或質(zhì)心來表示。對由光束位置檢測器定確定的光束位置進(jìn)行干擾檢查。如果不存在干擾，則對于源和檢測器的一次完整360°旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)取平均。當(dāng)按順序處理完各個視角的一次完整旋轉(zhuǎn)后，就可以計算出一個新的糾正值。如果得到的數(shù)據(jù)比一次各個視角的完整旋轉(zhuǎn)得到的數(shù)據(jù)少(例如，如果患者在一次單獨旋轉(zhuǎn)中擋住了部分視角)，則不能計算出糾正值。當(dāng)積累了一次各視角的完整旋轉(zhuǎn)后，計算出質(zhì)心并用于糾正斷層定義準(zhǔn)直儀的下一次調(diào)整。只要掃描儀在工作，即只要X射線源在提供X射線，就持續(xù)這一過程。
因為輔助檢測器26表明焦點18的短期(即在源和檢測器的單獨一次旋轉(zhuǎn)過程中的)移動，其導(dǎo)致單獨一次旋轉(zhuǎn)過程中扇形光束在主檢測器上位置的變化，因此單獨一次旋轉(zhuǎn)中可以穩(wěn)定光束的位置。焦點的長期漂移也可以被測量和糾正。系統(tǒng)幾何形狀的長期漂移導(dǎo)致的校對錯誤可以由任意時刻光束位置檢測器30在一次完整的、不被光束中出現(xiàn)的患者破壞的旋轉(zhuǎn)中獲得的數(shù)據(jù)來檢測和糾正。
利用本發(fā)明的校對子系統(tǒng)，源和檢測器經(jīng)過整數(shù)周的旋轉(zhuǎn)，其光束位置可以穩(wěn)定在100微米以內(nèi)。從前，平均光束位置的長期穩(wěn)定性大約在400微米以內(nèi)。光束位置的穩(wěn)定性相對于現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)至少提高了4倍。光束位置穩(wěn)定性的這一提高改善了再現(xiàn)圖像的質(zhì)量，并使得掃描儀的生產(chǎn)費用降低。
因為在不需要脫離本發(fā)明這里公開的范圍的情況下，就可以在上述設(shè)備中進(jìn)行一些改變，所以所有上面描述或者在附圖中示意的內(nèi)容都應(yīng)該被認(rèn)為是示例性的而不是限定性的。
權(quán)利要求
1.在計算斷層掃描系統(tǒng)中包括一個射線源，一個適于接收在該源的焦點處產(chǎn)生的X射線光束的X射線檢測器主陣列，其中射線源和主檢測器陣列支撐在可旋轉(zhuǎn)的臺座上，以便沿待掃描物體旋轉(zhuǎn)，一個放置在焦點和主檢測器陣列之間用來定義扇形光束的扇形光束準(zhǔn)直儀，用來在源和檢測器的旋轉(zhuǎn)過程中在扇形光束和主陣列檢測器之間保持準(zhǔn)直并在系統(tǒng)的整數(shù)周旋轉(zhuǎn)中不斷地校對系統(tǒng)以在主陣列檢測器上保持所需的扇形光束位置的裝置，包括用于檢測焦點位置變化以及根據(jù)所述變化移動扇形光束準(zhǔn)直儀以便在主檢測器陣列的檢測器上保持所需的光束位置的裝置；將扇形光束準(zhǔn)直儀的位置與焦點的位置相關(guān)聯(lián)以建立相應(yīng)的校對數(shù)據(jù)組的裝置；在主陣列檢測器上定義所需的平均扇形光束位置，并經(jīng)過系統(tǒng)的整數(shù)周旋轉(zhuǎn)確定主陣列檢測器上實際的平均扇形光束位置相對于主陣列檢測器上所需的平均扇形光束位置的偏移的裝置；和糾正校對數(shù)據(jù)使得在主陣列檢測器上保持所需的平均扇形光束位置的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述用于檢測焦點位置的變化并移動扇形光束準(zhǔn)直儀的裝置包括定義在焦點處產(chǎn)生的并且被導(dǎo)向與扇形光束不同方向的輔助射線光束的裝置；和響應(yīng)于輔助射線光束，用于檢測焦點在Z軸方向上位置的變化以及產(chǎn)生反映焦點位置變化的控制信號來控制扇形光束準(zhǔn)直儀移動的輔助光束檢測裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中輔助光束被導(dǎo)向與主扇形光束的平面不同的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中輔助光束基本分布在主扇形光束的平面內(nèi)并超出主扇形光束的邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中用于檢測實際平均扇形光束位置相對于所需平均扇形光束位置偏移的裝置具有一個靠近主檢測器陣列并基本上在扇形光束內(nèi)的光束位置檢測器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中所述光束位置檢測器放置在扇形光束周圍邊緣處。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中所述的光束位置檢測器的取向使得其對扇形光束位置變化的最大靈敏度在Z軸方向上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中光束位置檢測器的主軸基本上與主陣列檢測器的主軸橫截。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中光束位置檢測器的主軸與主陣列檢測器的主軸大致成82°角。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述用于糾正校對數(shù)據(jù)的裝置，包括確定在轟擊到光束位置檢測器上的扇形光束部分中存在還是不存在可檢測物體，并僅使用在扇形光束部分中不存在可檢測物體的情形下光束位置檢測器產(chǎn)生的信息來糾正校對數(shù)據(jù)的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中所述檢測在扇形光束中存在或不存在可測物體的裝置，包括將任意時刻來自光束位置檢測器的信號與在確知轟擊到光束位置檢測器上的扇形光束部分未被物體遮擋的時刻來自光束位置檢測器的信號相比較的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中主陣列檢測器上所需的光束位置是經(jīng)過源和檢測器的整數(shù)周旋轉(zhuǎn)確定的檢測器上的平均光束位置。
13.在計算斷層掃描系統(tǒng)中，包括一個射線源，一個適于接收源在焦點處產(chǎn)生的X射線光束的X射線檢測器的主陣列，一個支撐射線源和主檢測器陣列以便沿待掃描物體旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)臺座，一個放置在焦點和主檢測器陣列之間定義扇形光束的扇形光束準(zhǔn)直儀，檢測焦點位置的變化并響應(yīng)于該變化移動扇形光束準(zhǔn)直儀以便在扇形光束和主檢測器陣列的檢測器之間保持準(zhǔn)直的裝置，和將扇形光束直儀的位置與焦點的位置相關(guān)聯(lián)并建立相應(yīng)的校對數(shù)據(jù)組的裝置，一個在主陣列檢測器上保持所需的平均扇形光束位置的連續(xù)校對系統(tǒng)，包括在主陣列檢測器上定義所需的平均扇形光束位置，并經(jīng)過系統(tǒng)的整數(shù)周旋轉(zhuǎn)確定主陣列檢測器上實際的平均扇形光束位置相對于主陣列檢測器上所需的平均扇形光束位置的偏移的位置；和糾正校對數(shù)據(jù)使得在主陣列檢測器上保持所需的平均扇形光束位置的裝置。
14.一個連續(xù)自校對的計算斷層掃描系統(tǒng)，包括一個從焦點處產(chǎn)生X射線的射線源；一個在斷層掃描過程中接收來自源的射線的X射線檢測器的主陣列；在斷層掃描過程中沿Z軸旋轉(zhuǎn)源和X射線檢測器的裝置；一個相對于焦點放置的扇形光束準(zhǔn)直儀，用于將從焦點發(fā)出的射線準(zhǔn)直以便在斷層掃描過程中定義一個從焦點發(fā)射到主陣列檢測器上的主扇形射線光束；定義從焦點處射出的并被導(dǎo)向與扇形光束的方向不同的輔助射線光束的裝置；輔助光束檢測裝置，響應(yīng)于輔助射線光束，測量焦點位置的變化并產(chǎn)生代表所述焦點的位置變化的位置信號；響應(yīng)于位置信號，移動扇形光束準(zhǔn)直儀以便在主扇形射線光束和主陣列檢測器間保持準(zhǔn)直的裝置；將扇形光束準(zhǔn)直儀的位置與焦點的位置相關(guān)聯(lián)以建立相應(yīng)的校對數(shù)據(jù)組的裝置；在主陣列檢測器上定義所需的平均扇形光束位置，并經(jīng)過系統(tǒng)的整數(shù)周旋轉(zhuǎn)確定主陣列檢測器上實際的平均扇形光束位置相對于主陣列檢測器上所需的平均扇形光束位置的偏移的裝置；和糾正校對數(shù)據(jù)使得在主陣列檢測器上保持所需的平均扇形光束位置的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14，其中用于檢測實際平均扇形光束位置相對于所需平均扇形光束位置偏移的裝置具有一個靠近主檢測器陣列并基本上在扇形光束內(nèi)的光束位置檢測器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中所述光束位置檢測器放置在扇形周圍邊緣處。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中光束位置檢測器的取向使得其對扇形光束位置變化的最大靈敏度在Z軸方向上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中光束位置檢測器的主軸基本與主陣列檢測器的主軸橫截。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中光束位置檢測器的主軸與主陣列檢測器的主軸大致成82°角。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中所述用于糾正校對數(shù)據(jù)的裝置，包括確定在轟擊到光束位置檢測器上的扇形光束部分中存在還是不存在可檢測物體，并僅使用在扇形光束部分中不存在可檢測物體的情形下光束位置檢測器產(chǎn)生的信息來糾正校對數(shù)據(jù)的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中所述檢測在扇形光束中存在或不存在可測物體的裝置，包括將任意時刻來自光束位置檢測器的信號與在確知轟擊到光束位置檢測器上的扇形光束部分未被物體遮擋的時刻來自光束位置檢測器的信號相比較的裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中主陣列檢測器上的所需光束位置是經(jīng)過源和檢測器的整數(shù)周旋轉(zhuǎn)確定的平均光束位置。
全文摘要
一種計算斷層掃描系統(tǒng),光束位置檢測器放置在主扇形光束周圍的邊緣并且相對于主檢測器固定,以表示主檢測器上的光束位置。光束位置檢測器的取向使得其對光束移動的最大靈敏度在由于熱效應(yīng)和重力造成的焦點漂移導(dǎo)致的光束移動的方向上,短期焦點漂移由位于主扇形光束之外的輔助光束來檢測,并且通過調(diào)整主光束的準(zhǔn)直儀的位置可以實時地糾正,焦點位置的長期變化由使用來自光束位置檢測器的信息重復(fù)校對焦點一光束準(zhǔn)直儀數(shù)據(jù)組來糾正。
文檔編號H05G1/02GK1256417SQ9912196
公開日2000年6月14日 申請日期1999年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月21日
發(fā)明者約翰·M·多布斯, 魯文·戴希, 詹姆斯·鮑爾斯 申請人:模擬技術(shù)有限公司