Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния и способ его осуществления



Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния и способ его осуществления
Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния и способ его осуществления
Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния и способ его осуществления

 


Владельцы патента RU 2507507:

ТСИНХУА ЮНИВЕРСИТИ (CN)
НЬЮКТЕК КОМПАНИ ЛИМИТЕД (CN)

Использование: для формирования изображения в режиме обратного рассеяния. Сущность заключается в том, что сканирующее устройство включает в себя источник излучения, стационарную экранную пластину и вращающееся экранное тело, расположенные соответственно между источником излучения и сканируемым объектом, причем стационарная экранная пластина зафиксирована относительно источника излучения, а вращающееся экранное тело поворачивается относительно стационарной экранной пластины. Область прохождения луча, позволяющая лучам из источника излучения проходить сквозь стационарную экранную пластину, обеспечена на стационарной экранной пластине, а область падения луча и область выхода луча обеспечены соответственно на вращающемся экранном теле. В ходе процесса вращения и сканирования вращающегося экранного тела область прохождения луча стационарной экранной пластины последовательно пересекается с областью падения луча и областью выхода луча вращающегося экранного тела с формированием коллимационных отверстий для сканирования. Кроме того, также обеспечен способ сканирования с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния. Технический результат: обеспечение возможности использования нового механизма образования «бегущею пятна» для достижения улучшенного сканирования бегущим пятном в режиме обратного рассеяния. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в основном относится к области применения радиационной техники, и в частности, к безопасному контрольно-измерительному устройству и способу его использования, а точнее к сканирующему устройству с использованием пучка излучения для формирования изображений в режиме обратного рассеяния и способу его осуществления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При применении безопасного исследования и обследовании организма человека обычно используют два типа технологий: технологию формирования изображений с использованием пучка излучения для технологии передачи и технологию формирования изображений с использованием радиационного излучения для создания обратного рассеяния. Там, где используется формирование изображений в режиме обратного рассеяния, исследуемый объект подвергается сканированию пучком излучения, т.е. узким пучком, при одновременном приеме детектором сигнала, отображающего излучение, рассеянное назад от объекта. Рассеянное изображение можно реконструировать или получать на основе детектируемых сигналов, коррелированных со сканируемыми позициями или участками исследуемого объекта.

Стандартный механизм сканирования бегущим пятном выполняет сканирование первого измерения за счет вращательного движения вращающегося экранного тела с множеством коллимационных отверстий, в пределах сектора сканирования лучом, при осуществлении сканирования второго измерения при колебательных или поступательных перемещениях сектора сканирования луча.

Однако в установке вышеупомянутого вращательного экранного тела с множеством коллимационных отверстий используется относительно сложный механизм создания бегущего пятна, и он неблагоприятно влияет на экранирование рентгеновского излучения, а утечка рентгеновского излучения опасна для человеческого организма.

Кроме того, при осуществлении сканирования первого измерения сканирующее устройство осуществляет неравномерное сканирование на объекте в вертикальной плоскости. Точнее говоря, сканирующий луч ускоряется при запуске и окончании одной одиночной операции сканирования узким пучком. В результате, сканирующее пятно в дальнейшем будет увеличиваться продольно в начальной и в конечной точке одной одиночной операции сканирования узким пучком, где происходит геометрическая деформация сканирующего пятна. Следовательно, имеет место деформация продольного сжатия из-за изменения скорости сканирования, в дополнение к геометрической деформации результирующего изображения.

Кроме того, для операции сканирования второго измерения, если осуществляется поступательное перемещение сектора сканирования лучом, устройство формирования луча, вращающееся экранное тело, и т.д., необходимо перемещать по двум направлениям, что делает механическую конфигурацию этого устройства достаточно сложной; и если осуществляется вращательное движение сектора сканирования лучом, необходимо преодолевать инерцию вращения устройства формирования луча и вращательного экранного тела. Это вызывает проблему, связанную с износом и разрывом или поломкой подшипников вращающегося привода и вращающегося устройства формирования луча и вращающегося экранного тела.

В дополнение, источник излучения согласно уровню техники, например, рентгеновскую трубку, обычно помещают внутрь вращающегося тела излучения, таким образом, что становится сложным совместить устройство сопряжения механизма сканирования с устройством сопряжения стандартной рентгеновской трубки. Следовательно, это вызывает необходимость в модернизации экранного тела рентгеновской трубки для достижения его совмещения с устройством сопряжения стандартной рентгеновской трубки, что, в свою очередь, повышает затраты на сканирующее устройство для формирования изображений в режиме обратного рассеяния.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение было создано для того, чтобы преодолеть или смягчить, по меньшей мере, один аспект вышеупомянутых недостатков или проблем, существующих согласно уровню техники.

Следовательно, задачей настоящего изобретения является обеспечение сканирующего устройства с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния и способ его использования, в котором использован новый механизм образования «бегущего пятна» для достижения сканирования бегущим пятном для получения обратного рассеяния.

Следовательно, другой целью настоящего изобретения является обеспечение радиационно-лучевого сканирующего устройства и способа, в котором достигается линейное перемещение бегущего пятна.

Следовательно, еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение сканирующего устройства и способа сканирования для управления формой поперечного сечения пучка излучения, проходящего через коллимационные отверстия для сканирования, и облучение сканируемого объекта путем ограничения форм коллимационных отверстий для сканирования в различных местоположениях.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения обеспечено сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния, причем сканирующее устройство содержит:

- источник излучения; и

- стационарную экранную пластину и вращающееся экранное тело, расположенное соответственно между источником излучения и сканируемым объектом, причем стационарная экранная пластина закреплена относительно источника излучения, а вращающееся экранное тело поворачивается относительно стационарной экранной пластины; причем:

- область прохождения луча, позволяющая пучкам излучения исходящего из источника излучения, проходить сквозь стационарную экранную пластину, обеспечена на стационарной экранной пластине; и

- область падения луча и область выхода луча соответственно обеспечены на вращающемся экранном теле; в ходе процесса вращения и сканирования вращающегося экранного тела, область прохождения луча, принадлежащая стационарной экранной пластине, последовательно пересекается с областью падения луча и областью выхода луча, принадлежащую вращающемуся экранному телу, с образованием коллимационных отверстий для сканирования.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения область прохождения луча, принадлежащая стандартной экранной пластине, представляет собой линейную прорезь; вращающееся экранное тело является цилиндрическим, а область падения луча и область выхода луча представляют собой спиральные прорези. Когда вращающееся экранное тело вращается с равномерной скоростью, коллимационные отверстия для сканирования последовательно перемещаются вдоль линейной прорези.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения стационарная экранная пластина обеспечена между источником излучения и вращающимся экранным телом.

Является предпочтительным, чтобы сканирующее устройство, в котором использован пучок излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния, дополнительно содержало: блок управления, который управляет скоростью сканирования пучком излучения, путем управления скоростью вращения вращающегося экранного тела, и обнаруживает направление выхода для пучка излучения, выявляя угол поворота вращающегося экранного тела.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения путем управления шириной спиральных прорезей вращающегося экранного тела в различных местоположениях, можно управлять формой коллимационных отверстий для сканирования в различных местоположениях таким образом, чтобы можно было управлять формой поперечного сечения пучка излучения, проходящего через коллимационные отверстия для сканирования, и облучение сканируемого объекта.

Более того, сканирующее устройство дополнительно содержит: блок привода, приспособленный для того, чтобы приводить в действие, вращающееся экранное тело; причем вращающееся экранное тело представляет собой полый цилиндр или сплошной цилиндр.

В частности, ось поворота вращающегося экранного тела расположена на копланарной плоскости, которая задается источником излучения и линейной прорезью стационарной экранной пластины.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечен способ сканирования, в котором пучок излучения используется для формирования изображения в режиме обратного рассеяния, причем способ сканирования включает в себя этапы:

- обеспечения источника излучения, который испускает пучок излучения;

- обеспечения стационарной экранной пластины и вращающегося экранного тела, расположенных соответственно между источником излучения и сканируемым объектом, причем стационарная экранная пластина закреплена относительно источника излучения, а вращающееся экранное тело вращается относительно стационарной экранной пластины; причем область прохождения луча, пропускающая пучки излучения, проходящие из источника излучения сквозь стационарную экранную пластину, обеспечена на стационарной экранной пластине, а область падения луча и область выхода луча обеспечены соответственно на вращающемся экранном теле; и

- вращение вращающегося экранного тела таким образом, чтобы область прохождения луча, принадлежащая стационарному экранному телу, пересекалась последовательно с областью падения луча и областью выхода луча, принадлежащей вращающемуся экранному телу, с образованием коллимационных отверстий для сканирования.

Является предпочтительным, чтобы область прохождения луча, принадлежащая стационарной экранной пластине, представляла собой линейную прорезь; вращающееся экранное тело представляет собой цилиндр, а область падения луча и область выхода луча представляют собой спиральные прорези. Когда вращающееся экранное тело вращается с равномерной скоростью, коллимационные отверстия для сканирования последовательно перемещаются вдоль линейной прорези.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения способ сканирования дополнительно включает в себя этапы: выявления местоположений коллимационных отверстий для сканирования; и управления направлением выхода пучка излучения, исходя из обнаружения местоположений коллимационных отверстий для сканирования.

Является предпочтительным, чтобы способ сканирования дополнительно включал в себя этапы: размещения коллимационных отверстий для сканирования таким образом, чтобы эти отверстия имели заданную форму относительно источника излучения, и в результате этого форма поперечного сечения пучка излучения, проходящего через коллимационные отверстия для сканирования и освещающего сканируемый объект, имеет определенный вид.

Как видно из вышеупомянутых, точно не установленных вариантов осуществления, настоящее изобретение обладает, по меньшей мере, одним или более следующих преимуществ и эффектов:

1. Настоящее изобретение обеспечивает сканирующее устройство и способ с новым механизмом формирования «бегущего пятна», который включает в себя упрощенный механизм сканирования для формирования изображения в режиме обратного рассеяния и достигает хорошего эффекта с точки зрения экранирования излучения.

2. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения сканирующее устройство и способ могут обеспечить контролируемое сканирование сканируемого объекта и удобное взятие замеров для сканируемого объекта в соответствии с заданным режимом, с получением, таким образом, желаемых данных об изображении, формируемых в режиме обратного рассеяния. Например, с помощью сканирующего устройства и способа по настоящему изобретению можно осуществлять сканирование сканируемого объекта с равномерной скоростью, что дает возможность равномерно замерять сканируемый объект и предотвращать возникновение деформаций продольного сжатия на получаемом изображении, формируемом в режиме обратного рассеяния.

3. В соответствии с различными потребностями применения, можно изготавливать различные вращающиеся экранные тела с различными спиральными прорезями или с различными линейными прорезями, причем вращающееся экранное тело механизма сканирования согласно настоящему изобретению является съемным, что отвечает различным потребностям применения.

4. Согласно настоящему изобретению, в ходе выполнения сканирования второго измерения, при котором должно осуществляться колебательное движение сектора сканирования лучом, поскольку сектор сканирования лучом и вращающееся экранное тело выполняют вращательное движение в одной плоскости, направление вращательного момента вращающегося экранного тела не будет изменяться при сканировании вращающимся лучом по поверхности сектора сканирования лучом. Когда сектор сканирования лучом должен совершать колебательное движение, нет необходимости в преодолении как таковой инерции вращения вращательного экранного тела, и операцию сканирования второго измерения можно легко осуществлять за счет колебательного движения сектора сканирования лучом.

5. В соответствии с настоящим изобретением, поскольку источник излучения не расположен внутри вращающегося экранного тела, механизм сканирования может быть снабжен механическим устройством сопряжения, которое подогнано к стандартной рентгеновской трубке, без необходимости в переконструировании экранного тела для рентгеновской трубки. Таким образом, получается компактная структура, при серьезном снижении затрат.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой структурное перспективное изображение сканирующего устройства с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 представляет собой поперечное сечение сканирующего устройства согласно Фиг. 1; и

Фиг. 3 представляет собой перспективное покомпонентное изображение расположений и конфигураций сканирующего устройства для формирования изображений в режиме обратного рассеяния согласно Фиг. 1.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Примерные варианты осуществления настоящего раскрытия в дальнейшем будут описаны более подробно со ссылкой на Фиг. 1-3, в которых одинаковые номера ссылок относятся к одинаковым элементам. Настоящее раскрытие, однако, может быть осуществлено в виде многих различных форм, и его не следует рассматривать как ограниченное вариантом осуществления, изложенным здесь; скорее, эти варианты осуществления обеспечены таким образом, что настоящее раскрытие будет полным и завершенным, и будет полностью отображать концепцию раскрытия для специалистов в данной области техники.

На Фиг. 1-3 проиллюстрировано сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Сканирующее устройство содержит: источник 13 излучения (например, рентгеновскую трубку), стационарную экранную пластину 5 и вращающееся экранное тело 1, расположенное соответственно между источником 13 излучения и сканируемым объектом (не показан, - например, на левой стороне Фиг. 2). Стационарная экранная пластина 4 закреплена относительно источника 13 излучения, а вращающееся экранное тело 1 поворачивается относительно стационарной экранной пластины 4. Кроме того, область прохождения луча, позволяющая пучкам излучения проходить из источника 13 излучения сквозь стационарную экранную пластину 4 (например, через продольную прорезь 5 на Фиг. 1-3), обеспечена на стационарной экранной пластине 4. Область падения луча (например, прорезь 3 на Фиг. 1-3) и область выхода луча (например, прорезь 2 на Фиг. 1-3) соответственно обеспечены на вращающемся экранном теле 1; во время процесса вращения и сканирования вращающегося экранного тела 1 область 5 прохождения луча, принадлежащая стационарной экранной пластине 4, последовательно пересекается с областью 3 падения луча и областью 2 выхода луча вращающегося экранного тела 1, с формированием коллимационных отверстий для сканирования. В вышеупомянутом варианте осуществления стационарная экранная пластина 4 обеспечена между источником 13 излучения и вращающимся экранным телом 1.

В вышеуказанном варианте осуществления настоящего изобретения устройство формирования луча, такой как рентгеновская трубка, включает в себя корпус 11 устройства формирования луча и источник 13 излучения, помещенный в корпус 11 устройства формирования луча. В вышеупомянутой установке источник 13 излучения может представлять собой рентгеновскую трубку, источник γ-излучения или источник изотопов, и т.д. Как показано на Фиг. 1 и 3, в одном предпочтительном варианте осуществления корпус 11 устройства формирования луча имеет почти прямоугольную форму поперечного сечения, а коллимационная прорезь 31 обеспечена на корпусе 11 устройства формирования луча таким образом, чтобы луч излучения, испускаемый из источника 13 излучения, выходил через коллимационную прорезь 31 корпуса 11 устройства формирования луча. Пучок 14 излучения, испускаемый из заданной точки P источника 13 излучения, проходит через коллимационную прорезь 31, с образованием лучевого сектора, а затем проходит через область прохождения луча (например, продольную прорезь 5 на Фиг. 1-3) сквозь стационарную экранную пластину 4, область падения луча (например, прорезь 3 на Фиг. 1-3) и область выхода луча (например, прорезь 2 на Фиг. 1-3). Путем обеспечения продольной прорези 5 стационарной экранной пластины 4, соотношение относительных местоположений прорезей 3 и 2 делают таким, чтобы во время процесса вращения и сканирования вращающегося экранного тела 1 область 5 прохождения луча, принадлежащая стационарной экранной пластине 4, последовательно пересекалась с областью 3 падения луча и областью 2 выхода луча вращающегося экранного тела 1, с образованием коллимационных отверстий для сканирования. Иными словами, спиральная прорезь 3 для падения луча и спиральная прорезь для 2 выхода луча вращающегося экранного тела 1, и продольная прорезь 5 стационарной экранной пластины 4 вместе формируют коллимационное отверстие для пучка излучения.

Как показано на Фиг. 1-3, область 5 прохождения луча стационарной экранной пластины 4 представляет собой линейную прорезь, вращающееся экранное тело 1 представляет собой цилиндр, а область 3 падения луча и область 2 выхода луча представляют собой спиральные прорези. Согласно Фиг. 2, в частности, любая точка на области 3 падения луча и на области 2 выхода луча, например, точка A и точка B, совершают равномерное круговое движение вдоль цилиндрической поверхности вращающегося экранного тела 1, и одновременно совершают линейное движение в соответствии с определенным распределением скоростей, которое должно иметь место вдоль радиального направления вращающегося экранного тела 1, для образования некоторой цилиндрической спиральной линии. В одном предпочтительном варианте осуществления любая точка на области 3 падения луча и на области 2 выхода луча, например, точка A и точка B, может совершать равномерное круговое движение по цилиндрической поверхности вращающегося экранного тела 1, и одновременно совершать линейное движение с равномерной скоростью вдоль радиального направления вращающегося экранного тела 1, с образованием цилиндрической спиральной траектории перемещения при равномерной скорости.

Согласно Фиг. 2, после определения заданной координаты P источника 13 излучения и точки A области 3 падения луча, путем привязывания заданной координаты P источника 13 излучения к точке A области 3 падения луча, для формирования пучка 14 излучения в линейном направлении, можно определить точку B области 2 выхода луча.

Поскольку область 3 падения луча и область 2 выхода луча сконфигурированы таким образом, чтобы были образованы цилиндрические спиральные линии равномерной скорости, когда вращающееся экранное тело 1 вращается с равномерной скоростью, местоположения коллимационных отверстий для сканирования перемещаются с вращением вращающегося экранного тела 1. Следовательно, выходной пучок 14 излучения перемещается, вследствие чего коллимационные отверстия для сканирования последовательно и равномерно перемещаются вдоль линейной прорези 5.

Хотя область 3 падения луча и область 2 выхода луча сконфигурированы таким образом, чтобы были образованы цилиндрические спиральные линии для достижения равномерной скорости согласно вышеупомянутым вариантам осуществления, они не ограничены этим согласно настоящему изобретению. Например, область 3 падения луча и область 2 выхода луча могут быть сконфигурированы в виде спиральных линий с вышеуказанной определенной формой, то есть, любая точка на области 3 падения луча и области 2 выхода луча может перемещаться по круговой траектории вдоль цилиндрической поверхности вращающегося экранного тела 1, и одновременно может перемещаться по прямолинейной траектории, в соответствии с определенным распределением скоростей вдоль радиального направления вращающегося экранного тела 1, с образованием определенной цилиндрической спиральной линии. В результате, когда вращающееся экранное тело 1 вращается с равномерной скоростью, местоположения коллимационных отверстий для сканирования перемещаются вместе с вращением вращающегося экранного тела 1. Следовательно, выходной пучок 14 излучения движется, вследствие чего коллимационные отверстия для сканирования движутся вдоль линейной прорези 5 в соответствии с заданным распределением скоростей. Следовательно, сканирующее устройство согласно настоящему изобретению может обеспечить контролируемое сканирование сканируемого объекта и удобное проведение замеров по сканируемому объекту в соответствии с заданным режимом, с получением, таким образом, желаемых данных по изображению в режиме обратного рассеяния. В результате, качества и разрешения изображений в режиме обратного рассеяния улучшаются, а точность и эффективность детектирования путем обратного рассеяния повышается, удовлетворяя, таким образом, различные требования по применению.

Более того, сканирующее устройство может дополнительно включать в себя блок 6 привода, приспособленный для управления вращением вращающегося экранного тела 1, например, двигателя, управляющего скоростью, и т.д. Для снижения инерции вращения вращающегося экранного тела 1, согласно одному предпочтительному варианту осуществления, вращающееся экранное тело 1 осуществлено в виде полой цилиндрической формы. Однако, согласно настоящему изобретению, оно не ограничено ею. Например, вращающееся экранное тело 1 также может быть осуществлено в виде сплошного цилиндра.

В частности, в вышеупомянутом варианте осуществления, как видно из Фиг. 1, сканирующее устройство может дополнительно включать в себя блок 7 считывания вращающегося кодирующего диска, приспособленное для выявления полярной координаты вращающегося экранного тела 1, и сигнальную шину 8 считывания кодирующего диска, приспособленную для ввода информации, относящейся к полярной координате экранного тела 1, в блок 10 управления. Поскольку местоположения коллимационных отверстий для сканирования определяются по полярной координате вращающегося экранного тела 1. С помощью вышеописанной установки можно выявлять местоположения, где сформировались коллимационные отверстия для сканирования. Как показано на Фиг. 1, блок 10 управления также соединен с приводным двигателем 6 через управляющую шину 9 двигателя, для дополнительного контроля вращения вращающегося экранного тела 1. Путем управления скоростью вращения вращающегося экранного тела 1, можно контролировать скорость сканирования пучка излучения, и, путем выявления угла поворота вращающегося экранного тела 1, можно установить направление выхода пучка излучения. На Фиг. 2 показано, что в одном предпочтительном варианте осуществления ось вращения L вращающегося экранного тела 1 может быть расположена на копланарной плоскости, которая совместно задается источником 13 излучения и линейной прорезью 5 стационарной экранной пластины 4. Как было описано выше, вращающееся экранное тело 1 может быть осуществлено в виде сплошного цилиндра, или еще в виде полого цилиндра с определенной толщиной. Ограничивая ширину спиральных прорезей вращающегося экранного тела в различных местоположениях, можно управлять формой коллимационных отверстий для сканирования в различных местоположениях, вследствие чего можно управлять формой поперечного сечения пучка излучения, проходящего через коллимационные отверстия для сканирования и облучающего сканируемый объект.

Например, ширина спиральных прорезей 2 и 3 на обоих концах вращающегося экранного тела 1 в длину может быть уже, чем ширина прорези в центральном местоположении в длину, а коллимационные отверстия для сканирования на спиральных прорезях 2 и 3 на обоих концах вращающегося экранного тела 1 в длину могут быть сформированы таким образом, чтобы они находились под определенным углом к ним в центральной части в длину.

При использовании вышеупомянутой установки, она обеспечивает, чтобы коллимационные отверстия для сканирования всегда были нацелены на заданную точку от источника излучения, и чтобы в них образовывался свободный проход для пучка излучения. Кроме того, формы поперечного сечения пучков излучения, проходящих через коллимационные отверстия для сканирования и падающих на сканируемый объект в различных местоположениях, например, пучков излучения, испускаемых из обоих концов и средних частей вращающегося экранного тела 1, поддерживаются постоянными и равномерными. Однако, согласно настоящему изобретению, они не ограничены этим. Например, путем ограничения ширины спиральных прорезей вращающегося экранного тела в различных местоположениях, формой коллимационных отверстий для сканирования в различных местоположениях можно управлять, и в результате этого можно управлять формой поперечного сечения пучков излучения, проходящих через коллимационные отверстия для сканирования и падающих на сканируемый объект, чтобы они отвечали различным требованиям сканирования.

Из Фиг. 3 видно, что корпус 11 устройства формирования луча можно дополнительно соединять со стационарной экранной пластиной 4 через экранный патрубок 12, для обеспечения эффекта экранирования луча. Из вышеупомянутой установки видно, что источник 13 излучения расположен внутри корпуса 11 устройства формирования луча, вместо того, чтобы помещать его внутрь вращающегося экранного тела 1. Механизм сканирования можно снабдить экранным патрубком 12 с механическим устройством сопряжения, который совместим с механическим устройством сопряжения стандартной рентгеновской трубки, без реконструирования экранного тела для рентгеновской трубки. Как таковой, механизм сканирования согласно настоящему изобретению обладает компактной структурой, и его стоимость сильно снижена.

Здесь и далее способ сканирования с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния согласно настоящему изобретению будет описан со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Согласно Фиг. 1-3, способ сканирования с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя этапы: обеспечения источника 13 излучения, который испускает пучок 14 излучения; обеспечения стационарной экранной пластины 4 и вращающегося экранного тела 1, помещенного непосредственно между источником 13 излучения и сканируемым объектом, причем стационарная экранная пластина 4 закреплена относительно источника излучения, а вращающееся экранное тело 1 вращается относительно стационарной экранной пластины 4; причем область прохождения луча, позволяющая пучкам 14 излучения проходить от источника 13 излучения сквозь стационарную экранную пластину 4, обеспечена на стационарной экранной пластине 4, а область 3 падения луча и область 2 выхода луча соответственно обеспечены на вращающемся экранном теле 4; и вращения вращающегося экранного тела 4 таким образом, чтобы область 5 прохождения луча, принадлежащая стационарной экранной пластине 4, последовательно пересекалась с областью 3 падения луча и областью 2 выхода луча вращающегося экранного тела 4, с образованием коллимационных отверстий для сканирования.

В вышеупомянутом сканирующем устройстве область 5 прохождения луча стационарной экранной пластины 4 представляет собой линейную прорезь; вращающееся экранное тело 1 представляет собой цилиндр, а область 3 падения луча и область 2 выхода луча представляют собой спиральные прорези; и когда вращающееся экранное тело 1 вращается с равномерной скоростью, коллимационные отверстия для сканирования последовательно перемещаются вдоль линейной прорези 5 с контролируемой скоростью.

Согласно Фиг. 1, в ходе процесса сканирования посредством блока 7 считывания вращающегося кодирующего диска и сигнальной шины 8 считывания кодирующего диска блок 10 управления может считывать текущее состояние вращающегося экранного тела 1, и, таким образом, можно определять текущие местоположения коллимационных отверстий для сканирования. Исходя из выявленных местоположений коллимационных отверстий для сканирования, можно дополнительно установить направление выхода. Кроме того, устанавливая коллимационные отверстия для сканирования таким образом, чтобы эти отверстия имели заданную форму относительно источника 13 излучения, в результате можно поддерживать форму поперечного сечения пучка 14 излучения, проходящего сквозь коллимационные отверстия для сканирования и облучающего сканируемый объект, в заданном виде, для удовлетворения различных запросов для различных операций сканирования.

Хотя здесь были описаны некоторые примерные варианты осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в этих вариантах могут быть сделаны различные изменения и модификации, без отступления от принципов и сущности раскрытия, объем которого задан в пунктах формулы изобретения и их эквивалентах.

1. Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния, содержащее:
источник излучения; и
стационарную экранную пластину и вращающееся экранное тело, расположенное соответственно между источником излучения и сканируемым объектом, причем стационарная экранная пластина закреплена относительно источника излучения, а вращающееся экранное тело вращается относительно стационарной экранной пластины; причем
область прохождения луча, позволяющая пучкам излучения из источника излучения проходить сквозь стационарную экранную пластину, обеспечена на стационарной экранной пластине; и
область падения луча и область выхода луча соответственно обеспечены на вращающемся экранном теле, в ходе процесса вращения и сканирования вращающегося экранного тела область прохождения луча стационарной экранной пластины последовательно пересекается с областью падения луча и областью выхода луча вращающегося экранного тела, с образованием коллимационных отверстий для сканирования.

2. Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.1, в котором:
область прохождения луча стационарной экранной пластины представляет собой линейную прорезь;
вращающееся экранное тело представляет собой цилиндр, а область падения луча и область выхода луча представляют собой спиральные прорези; и
когда вращающееся экранное тело вращается с равномерной скоростью, коллимационные отверстия для сканирования последовательно перемещаются вдоль линейной прорези.

3. Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.1 или 2, в котором:
стационарная экранная пластина обеспечена между источником излучения и вращающимся экранным телом.

4. Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.3, дополнительно содержащее:
блок управления, который управляет скоростью сканирования пучка излучения путем управления скоростью вращения вращающегося экранного тела и устанавливает направление выхода пучка излучения путем выявления угла поворота, вращающегося экранного тела.

5. Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.4, в котором:
путем ограничения ширины спиральных прорезей вращающегося экранного тела в различных местоположениях можно управлять формой коллимационных отверстий для сканирования в различных местоположениях таким образом, чтобы можно было управлять формой поперечного сечения пучка излучения, проходящего через коллимационные отверстия для сканирования и облучающего сканируемый объект.

6. Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.2, дополнительно содержащее:
приводной блок, приспособленный для приведения в действие вращением вращающегося экранного тела, причем вращающееся экранное тело представляет собой полый или сплошной цилиндр.

7. Сканирующее устройство с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.2 или 6, в котором:
ось вращения вращающегося экранного тела расположена на копланарной плоскости, которая образована совместно источником излучения и линейной прорезью стационарной экранной пластины.

8. Способ сканирования с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния, включающий в себя этапы:
обеспечения источника излучения, который испускает пучок излучения;
обеспечения стационарной экранной пластины и вращающегося экранного тела, расположенного соответственно между источником излучения и сканируемым объектом, причем стационарная экранная пластина зафиксирована относительно источника излучения, а вращающееся экранное тело может вращаться относительно стационарной экранной пластины; причем область прохождения луча, позволяющая пучкам излучения из источника излучения проходить сквозь стационарную экранную пластину, обеспечена на стационарной экранной пластине, а область падения луча и область выхода луча соответственно обеспечены на вращающемся экранном теле; и
вращение вращающегося экранного тела таким образом, чтобы область прохождения луча стационарной экранной пластины последовательно пересекалась с областью падения луча и областью выхода луча вращающегося экранного тела, с образованием коллимационных отверстий для сканирования.

9. Способ сканирования с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.8, в котором:
область прохождения луча стационарной экранной пластины представляет собой линейную прорезь;
вращающееся экранное тело представляет собой цилиндр, а область падения луча и область выхода луча представляют собой спиральные прорези; и
когда вращающееся экранное тело вращается с равномерной скоростью, коллимационные отверстия для сканирования последовательно перемещаются вдоль линейной прорези.

10. Способ сканирования с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.8 или 9, в котором:
стационарная экранная пластина обеспечена между источником излучения и вращающимся экранным телом.

11. Способ сканирования с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.10, дополнительно включающий в себя этап:
управления скоростью сканирования пучка излучения путем управления скоростью вращения вращающегося экранного тела, и установления направления выхода пучка излучения путем выявления угла поворота, вращающегося экранного тела.

12. Способ сканирования с использованием пучка излучения для формирования изображения в режиме обратного рассеяния по п.11, в котором:
путем ограничения ширины спиральных прорезей вращающегося экранного тела в различных местоположениях управляют формой коллимационных отверстий для сканирования в различных местоположениях таким образом, чтобы можно было управлять формой поперечного сечения пучка излучения, проходящего через коллимационные отверстия для сканирования и облучающего сканируемый объект.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике состояния костной ткани, и может быть использовано при определении таких заболеваний, как остеопороз и остеопатия.

Изобретение относится к устройствам для обнаружения объектов, скрытых в замкнутых объемах на железнодорожном транспорте, в частности для обнаружения вредных веществ в вагонах, и может быть использовано на контрольно-пропускных пунктах пограничных железнодорожных станций.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для контроля состояния и класса обработки поверхности изделий.

Использование: для досмотра людей. Сущность изобретения заключается в том, что система для осуществления сканирования имеет два сканирующих модуля, которые размещены параллельно друг другу, кроме того, в противостоящем положении друг относительно друга. Эти два модуля находятся на расстоянии друг от друга, чтобы позволить субъекту, такому как человек, стоять и проходить между двумя сканирующими модулями. Как первый модуль, так и второй модуль включают в себя источник излучения (такое как рентгеновское излучение) и детекторную матрицу. Человек, проходящий досмотр, стоит между этими двумя модулями таким образом, что передняя сторона человека обращена к одному модулю, а задняя сторона человека обращена к другому модулю. Технический результат: обеспечение возможности быстро и достоверно осуществлять рентгеноскопический досмотр людей. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: для недеструктивного исследования тела человека. Сущность изобретения заключается в том, что сканирующее устройство для визуализации с обратнорассеянным пучком излучения содержит источник излучения, фиксированную экранирующую плиту и вращающееся экранирующее тело, расположенное между источником излучения и сканируемым объектом соответственно, в котором фиксированная экранирующая плита является стационарной относительно источника излучения, а вращающееся экранирующее тело выполнено с возможностью вращения относительно фиксированной экранирующей плиты. Фиксированная экранирующая плита имеет область пропускания луча, которая позволяет пучку излучения от источника излучения проходить сквозь фиксированную экранирующую плиту, а на вращающемся экранирующем теле имеются области падения луча и выхода луча соответственно. Во время вращения вращающегося экранирующего тела область пропускания луча фиксированной экранирующей плиты непрерывно пересекает область падения луча и область выхода луча вращающегося экранирующего тела для генерирования коллимированных отверстий для сканирования. Область пропускания луча фиксированной экранирующей плиты является прямолинейной щелью, вращающееся экранирующее тело является цилиндром, а области падения и выхода пучка излучения сконфигурированы как последовательность небольших дискретных отверстий, расположенных по спиральной линии соответственно. Дополнительно раскрывается способ сканирования для визуализации с обратнорассеянным пучком излучения. Технический результат: обеспечение возможности создания равномерного бегущего луча при визуализации объекта посредством обратнорассеянного пучка излучения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для испускания лучей и формирования изображений посредством проникающего излучения. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для испускания лучей содержит: цилиндр; источник излучения, расположенный в цилиндре, для испускания луча; и коллиматор, расположенный в цилиндре. Коллиматор позволяет испущенному источником излучения лучу формировать секториальные пучки лучей во множестве положений в осевом направлении цилиндра. Цилиндр имеет формирующую узкие пучки часть, расположенную вдоль осевой длины цилиндра, соответствующей упомянутому множеству положений. Секториальные пучки лучей принимают форму узких пучков посредством формирующей узкие пучки части, когда цилиндр поворачивается вокруг оси вращения. Технический результат: обеспечение возможности повышения качества изображения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: для классификации материалов относительно их эффективных атомных чисел на основании регистрации проникающего излучения, рассеянного от них в обратном направлении. Сущность изобретения заключается в том, что исследуемый объект сканируют проникающим излучением, характеризуемым некоторым распределением энергий, и проникающее излучение, рассеянное исследуемым объектом, регистрируют путем создания сигнала первого датчика, различающего материалы с высоким и низким эффективным атомным числом при первом наборе условий относительно распределения энергий проникающего излучения, и создания сигнала второго датчика, различающего материалы с высоким и низким эффективным атомным числом при втором наборе условий относительно распределения энергий проникающего излучения. Происходит создание изображения, основанного на функции сигнала первого датчика и сигнала второго датчика, причем также происходит объединение сигнала первого датчика и сигнала второго датчика с созданием разностного изображения, обеспечивающего возможность различения материала с высоким значением Z и материала с низким значением Z. Технический результат: повышение степени разрешения по энергии при обратном рассеянии рентгеновского излучения объектом. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству компьютерной томографии. Устройство содержит канал сканирования, стационарный источник рентгеновского излучения, размещенный вокруг канала сканирования и содержащий множество фокальных пятен излучения и множество стационарных детекторных модулей, размещенных вокруг канала сканирования и расположенных напротив источника рентгеновского излучения. При этом линии удлинения внешних сторон секториальных пучков излучения, излучаемых из двух фокальных пятен излучения, соответственно размещенных на одном конце и другом конце множества фокальных пятен излучения, пересекаются в точке пересечения, и линия, образованная соединением точки пересечения с центральной точкой поверхности приема излучения каждого из детекторных модулей, перпендикулярна поверхности приема излучения каждого из детекторных модулей, при наблюдении в плоскости, пересекающей канал сканирования. Использование изобретения позволяет увеличить скорость анализа данных. 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для внутриполостной гамма-лучевой терапии злокачественных новообразований. Комплекс содержит средство для размещения больного, источник излучения, размещенный в средстве для его хранения, средство для перемещения источника излучения из средства для его хранения в выбранный канал облучения и его возврата по выполнении сеанса облучения и средства контроля и управления. Комплекс снабжен хранилищем, имеющим возможность перемещения, содержащим источник излучения, размещенный в средстве для его хранения, три ампулопровода для внутриполостной гамма-лучевой терапии шейки и тела матки, влагалища, прямой кишки, мочевого пузыря и полости рта, ампулопровод для внутриполостной гамма-лучевой терапии пищевода, бронхов и трахеи и шестнадцать ампулопроводов для внутритканевой гамма-лучевой терапии, средство для перемещения источника излучения из средства для его хранения в выбранный канал облучения и средство для выбора канала облучения, расположенное в верхней части хранилища и соединенное с каждым из ампулопроводов. Каждому из ампулопроводов соответствует канал облучения. Использование изобретения обеспечивает универсальность комплекса, а также надежность и безопасность его использования. 1 ил.

Использование: для определения плотности путем облучения контролируемого вещества потоком квантов источника электромагнитного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что определяют плотность путем облучения контролируемого вещества потоком квантов источника электромагнитного излучения, регистрации обратно рассеянного излучения, использования интенсивности счета детектора излучения и калибровочного графика, при этом измеряют интенсивность счета детектора излучения и интенсивность счета мониторного детектора при различной глубине погружения защитного экрана, определяют нормированную интенсивность счета детектора излучения, находят пространственное распределение плотности контролируемого вещества путем сравнения зависимости нормированной интенсивности счета детектора излучения от глубины погружения защитного экрана с калибровочными графиками нормированной интенсивности счета детектора излучения от глубины погружения защитного экрана, полученными для контролируемого вещества при различных распределениях его плотности по глубине. Технический результат: повышение точности измерения в случае веществ с переменной по глубине плотностью. 3 ил.

Использование: для регистрации обратнорассеянного проникающего излучения. Сущность изобретения заключается в том, что система обследования с обратным рассеянием с изменяемыми геометрическими характеристиками содержит матрицу датчиков излучения, включающую один или большее количество датчиков обратнорассеянного излучения. Положение второго датчика обратнорассеянного излучения является изменяемым относительно положения первого датчика обратнорассеянного излучения, так что размер матрицы датчиков может быть изменен путем перемещения второго датчика излучения в положение заданного выравнивания с первым датчиком излучения или из этого положения. Система может содержать подвижное основание и по меньшей мере один из датчиков выполнен с возможностью перемещения относительно основания. Способы обследования объекта включают формирование матрицы датчиков путем перемещения второго датчика излучения в положение заданного выравнивания с первым датчиком излучения, освещение объекта остронаправленным лучом проникающего излучения и регистрацию обратнорассеянного излучения с использованием матрицы датчиков. Технический результат: обеспечение возможности контроля объекта на существенном расстоянии от системы обследования. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 17 ил.
Наверх