[實用新型]CT設備

有效

• 申請號: 201220748933.5
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN203178216U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 康克軍;唐傳祥;趙自然;張哲
• 申請（專利權）人: 清華大學;同方威視技術股份有限公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;A61B6/03;H05G1/46
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本技術涉及醫學成像、工業檢測等領域。可以直接應用于需要超高速成像的醫療應用領域，亦可應用在無損檢測等工業應用領域。

背景技術

CT是Computed?Tomography的簡寫，即計算機斷層掃描技術，是一種利用計算機技術對被測物體斷層掃描圖像進行重建獲得三維斷層圖像的掃描方式。該掃描方式是通過單一軸面的射線穿透被測物體，根據被測物體各部分對射線的吸收與透過率不同，由計算機采集透過射線并通過三維重構成像。本專利中提到的CT沒有特別說明均指X射線CT。

CT按照發展可以分成五代，前四代的掃描部分均由可移動的X射線管配合探測器實現(機械掃描模式)，其中第三代與第四代采用旋轉掃描方式，其掃描部分由X射線管、探測器和掃描架組成，X射線管和探測器安裝在掃描架上。CT工作時通過掃描架的高速旋轉使X射線管在圓周的各個位置向掃描對象發出X射線，經過探測器的接收和計算機系統的處理后恢復成所掃描的斷層的圖像。

近年來發展的螺旋型連續式多層掃描CT(MDCT)本質上屬于第四代CT，其掃描速度相比于螺旋型單層掃描CT并無進步，但是其探測器排數增多，從而X射線管旋轉一周就可以獲得多層數據。對于目前較成熟的64層螺旋型連續式多層掃描CT而言，旋轉一周需要0.33s，其時間分辨率好于50ms(時間分辨率主要由掃描周期決定，在多層CT中也與掃描覆蓋范圍和重建方式有關)。

上述第四代CT的掃描方式的優點是空間分辨率高，缺點是時間分辨率低。限制其時間分辨率主要因素是其掃描速度。對于目前最先進的多層螺旋CT，最大掃描速度也只有0.33s/周，這是由掃描架和X射線管的機械強度極限決定的：當CT高速旋轉時，X射線管處的線速度已經達到第一宇宙速度，為保證結構的穩定，CT的轉速存在極限。

第五代CT(UFCT)的掃描原理與前四代不同，X射線的產生采用先進的電子束技術(electron?beam?technology)，球管的陽極與陰極分離，從陰極的電子槍發射電子束，經加速形成高能電子束，再通過聚集和磁場偏轉線圈，投射到呈210°弧形的陽極靶面，產生X射線束，代替傳統的機械性旋轉，掃描速度可以達到50ms/周。

綜上，在醫療成像領域，以心臟成像為代表，使用機械掃描模式可以做到每秒對同一位置完成2～3次斷層掃描，使用電子束掃描模式可以做到每秒對同一位置完成20次斷層掃描；在工業檢測領域，對于大型物體進行斷層成像的掃描速度一般在分鐘量級。

在現有CT成像裝置的技術路線下，提高掃描速度的途徑有三種：

1.提高硬件性能。如提高機械裝置的旋轉速度、增加射線源的數量等；2.利用被測物體的穩定性進行等效掃描。如在心臟成像中使用門控技術；3.改變掃描方式。如電子束掃描(UFCT)。

以上這些手段可以在一定程度上加快掃描速度，但無法進一步實現超高速掃描，實現對高速運動物體的斷層成像。

實用新型內容

為克服上述CT技術中對掃描速度(也即時間分辨率)的限制，本技術的目的是提供一種高時間分辨率的CT設備。

根據一些實施例，提供了一種CT設備，包括：環形電子束發射陣列，包括環形均勻分布的多個電子束發射單元，各個電子束發射單元在控制信號的控制下依次發射大致平行于所述環形電子束發射陣列的軸線的電子束；環形反射靶，與所述環形電子束發射陣列同軸設置，其中所述電子束轟擊所述環形反射靶，產生與所述環形電子束發射陣列的軸線相交的X射線；以及環形探測器陣列，與所述環形反射靶同軸設置，包括多個探測器單元，所述X射線穿透被檢物體后入射到相應的探測器單元。

根據一些實施例，所述的CT設備還包括：諧振加速腔，與所述環形電子束發射陣列同軸設置，配置為工作于TM010模式，接收所述多個電子束發射單元發射的電子束，并且對所接收的電子束依次進行加速。

根據一些實施例，所述的CT設備還包括耦合器和微波功率源，所述耦合器將所述微波功率源產生的微波饋入所述同軸諧振加速腔，對所述電子束依次進行加速。

根據一些實施例，所述的CT設備還包括控制單元，連接到所述環形電子束發射陣列和所述微波功率源，產生所述控制信號以控制所述環形電子束發射陣列中的電子束發射單元依次啟動，并且控制所述微波功率源產生微波功率對各個電子束發射單元所產生的電子束依次進行加速。