旋转准直型静态CT成像系统的制作方法

本技术涉及静态ct，特别是涉及一种旋转准直型静态ct成像系统。

背景技术：

1、传统的ct由机架、高压发生器、球管以及探测器几大件组成，机架是一个旋转系统，高压发生器、球管以及探测器三个主要元件安装在机架上旋转，电能一般通过滑环传递到旋转机架上，机架移动元件的供电都通过滑环传递电能。机架旋转会带来巨大的加速度，安装在机架上所有的元件都要承受巨大的离心力，会给这些元器件的造成很大的制造难度，并且影响元器件的寿命。ct为了提高其性能，包括时间分辨率和剂量等问题，机架旋转速度越来越快，现在已经成为了限制ct发展的瓶颈，很难再进一步提高。为了突破当前瓶颈，下一代公认的是静态ct。

2、静态ct在ct的发展历史上被定义为第六代ct。采用全新的成像手段，是创新性无滑环多源ct，可获得超速，超低辐射剂量成像特征和超高清图像，引领ct进入介观成像阶段。

3、静态ct核心部件包括探测器环和射线源环，其中探测器环配置的环形探测器，由多个光子流探测器组成。射线源环由分布式x射线管或者阵列式一体化射线源组成。

4、在结构设计上，静态ct不再使用滑环，由探测器环和射线源环组成双环的机械几何结构。其中，射线源环上布置了几十到上百个射线源焦点，探测器环上布置了整环的探测器，使得每个射线源焦点发出的x射线都能由对面的探测器进行成像。射线源环的分布式x射线源焦点在曝光控制时序下轮流发射x射线并由对应的探测器环收集图像，实质上产生了类似螺旋ct设备的射线源旋转投影的效果，从而可以使ct设备的时间分辨率不再依赖机械旋转的速度。

5、在静态ct中，现有准直器的设计方式遇到了挑战，为了从各个角度对被测目标进行观察，需要x射线源逐个曝光，这样遇到的一个问题是：探测器每次对应的x射线源位置都在高速切换变化，没有办法保证对应的探测器的像素曝光时刻正对着x射线源。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种旋转准直型静态ct成像系统，能够不仅实现了x射线源的动态准直功能和探测器的动态准直功能，还有效降低了对病人的辐射剂量，另外能够极大发挥静态ct的优势和提高静态ct的成像质量。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种旋转准直型静态ct成像系统，包括：

3、控制系统，控制系统包括ct主机、通信连接于ct主机的扫描时序控制器以及通信连接于ct主机的准直控制器；

4、设于地面的机架；

5、单个x射线环，x射线环设于机架并且通信连接于扫描时序控制器，x射线环包括呈圆周阵列的多个x射线源；

6、单个探测环，单个探测环设于机架并且通信连接于扫描时序控制器，单个探测环同轴布置于x射线环的一侧，探测环包括呈圆周阵列的多个探测器；

7、双环准直系统，双环准直系统包括准直驱动装置、旋转架、第一准直环以及第二准直环，准直驱动装置通信连接于准直控制器，旋转架定轴转动地设置于机架并且传动连接于准直驱动装置，第一准直环和第二准直环均固定设置于旋转架以随旋转架同步转动，第一准直环具有x射线准直区域并且第一准直环同轴位于x射线环内，第二准直环具有探测准直区域并且第二准直环同轴位于探测环内，探测准直区域和x射线准直区域倾斜径向地对应设置。

8、优选地，所述探测准直区域的数量为多个且圆周阵列，所述x射线准直区域的数量为多个且圆周阵列，所有探测准直区域和x射线准直区域一一对应。

9、优选地，所述第一准直环包括第一圆环体以及径向贯通于第一圆环体的准直孔洞结构，准直孔洞结构用于约束由x射线源发射的x射线的发射范围和发射角度。

10、优选地，所述准直孔洞结构包括弧形狭长孔，弧形狭长孔所对应的圆心位于第一圆环体的轴线上。

11、优选地，所述第二准直环的探测准直区域具有格栅结构。

12、优选地，所述x射线源包括弧形延伸的真空管，真空管所对应的圆心位于x射线环的轴线上，真空管径向朝内的管壁上设有允许x射线透过的多个窗口；所述第一准直环的x射线准直区域与至少一个窗口径向对齐。

13、优选地，所述x射线源还包括位于真空管内的阴极端和阳极靶，阴极端的数量和阳极靶的数量均为多个并且一一对应，至少一个阳极靶径向对齐于单个窗口。

14、优选地，所述旋转架呈圆环结构，旋转架、第一准直环以及第二准直环同轴设置。

15、优选地，所有所述探测器沿探测环周向被划分成多组，属于同一组的所有探测器用于同时接收经过探测准直区域的x射线。

16、如上所述，本实用新型的旋转准直型静态ct成像系统，具有以下有益效果：控制系统包括ct主机、通信连接于ct主机的扫描时序控制器以及通信连接于ct主机的准直控制器，ct主机具有人机交互系统和影像成形系统，扫描时序控制器内的扫描模式程序可以由ct主机输入或修改，准直控制器内的准直模式程序与扫描模式程序相适配。机架设于地面，机架为旋转准直型静态ct成像系统的主要承载、安装结构。本实用新型的旋转准直型静态ct成像系统的主要创新点在于：双环准直系统包括准直驱动装置、旋转架、第一准直环以及第二准直环，准直驱动装置通信连接于准直控制器，旋转架定轴转动地设置于机架并且传动连接于准直驱动装置，第一准直环和第二准直环均固定设置于旋转架以随旋转架同步转动，第一准直环具有x射线准直区域并且第一准直环同轴位于x射线环内，第二准直环具有探测准直区域并且第二准直环同轴位于探测环内，探测准直区域和x射线准直区域倾斜径向地对应设置。也就是说，在x射线环按预设扫描顺序切换不同的x射线发射点时，准直驱动装置在准直控制器的控制下驱使旋转架进行高速旋转，进而驱使第一准直环和第二准直环同步高速旋转，从而使第一准直环的x射线准直区域能够跟随、径向对准上述x射线发射点，第二准直环的探测准直区域能够跟随、径向对准x射线探测点，当x射线源逐点曝光时，探测器的探测点也在不断变换，第一准直环和第二准直环同步高速旋转，能够保证在每一个曝光点，第一准直环的x射线准直区域能够对射出的x射线进行精确准直，减少x射线的剂量；第二准直环的探测准直区域能够射入的x射线进行精确准直，能够有效防止杂乱x射线对图像质量的影响，提高图像质量。这种设计方式既实现了x射线源的准直功能和探测器的准直功能，又有效降低了对病人的辐射剂量。因此，本实用新型的旋转准直型静态ct成像系统能够不仅实现了x射线源的动态准直功能和探测器的动态准直功能，还有效降低了对病人的辐射剂量，另外能够极大发挥静态ct的优势和提高静态ct的成像质量。

技术特征：

1.一种旋转准直型静态ct成像系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的旋转准直型静态ct成像系统，其特征在于：所述探测准直区域的数量为多个且圆周阵列，所述x射线准直区域的数量为多个且圆周阵列，所有探测准直区域和x射线准直区域一一对应。

3.根据权利要求1所述的旋转准直型静态ct成像系统，其特征在于：所述第一准直环(51)包括第一圆环体(511)以及径向贯通于第一圆环体(511)的准直孔洞结构，准直孔洞结构用于约束由x射线源(31)发射的x射线的发射范围和发射角度。

4.根据权利要求3所述的旋转准直型静态ct成像系统，其特征在于：所述准直孔洞结构包括弧形狭长孔(512)，弧形狭长孔(512)所对应的圆心位于第一圆环体(511)的轴线上。

5.根据权利要求1所述的旋转准直型静态ct成像系统，其特征在于：所述第二准直环(52)的探测准直区域具有格栅结构。

6.根据权利要求1所述的旋转准直型静态ct成像系统，其特征在于：所述x射线源(31)包括弧形延伸的真空管(311)，真空管(311)所对应的圆心位于x射线环(3)的轴线上，真空管(311)径向朝内的管壁上设有允许x射线透过的多个窗口(315)；所述第一准直环(51)的x射线准直区域与至少一个窗口(315)径向对齐。

7.根据权利要求6所述的旋转准直型静态ct成像系统，其特征在于：所述x射线源(31)还包括位于真空管(311)内的阴极端(312)和阳极靶(313)，阴极端(312)的数量和阳极靶(313)的数量均为多个并且一一对应，至少一个阳极靶(313)径向对齐于单个窗口(315)。

8.根据权利要求1所述的旋转准直型静态ct成像系统，其特征在于：所述旋转架呈圆环结构，旋转架、第一准直环(51)以及第二准直环(52)同轴设置。

9.根据权利要求1所述的旋转准直型静态ct成像系统，其特征在于：所有所述探测器(41)沿探测环(4)周向被划分成多组，属于同一组的所有探测器(41)用于同时接收经过探测准直区域的x射线。

技术总结
本技术提供一种旋转准直型静态CT成像系统，包括：控制系统；设于地面的机架；单个X射线环，X射线环设于机架并且通信连接于扫描时序控制器；单个探测环，单个探测环设于机架并且通信连接于扫描时序控制器；双环准直系统，双环准直系统包括准直驱动装置、旋转架、第一准直环以及第二准直环，准直驱动装置通信连接于准直控制器，旋转架定轴转动地设置于机架并且传动连接于准直驱动装置，第一准直环和第二准直环均固定设置于旋转架以随旋转架同步转动，探测准直区域和X射线准直区域倾斜径向地对应设置。本技术能够不仅实现了X射线源的动态准直功能和探测器的动态准直功能，还有效降低了对病人的辐射剂量。

技术研发人员：谷胜栋,蔡星星,孟磊
受保护的技术使用者：科罗诺司医疗器械（上海）有限公司
技术研发日：20221216
技术公布日：2024/1/11