專利名稱：:計算機斷層攝影系統(tǒng)和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本公開通常涉及計算機斷層攝影系統(tǒng)和裝置，其包括附接到一個或多個X射線衰減準直板(collimationplate)的加強構(gòu)件(stiffeningmember)。
背景技術(shù)：
：典型地，在計算機斷層攝影(CT)成像系統(tǒng)中，x射線源朝著置于支撐件上的對象或目標(例如患者或一件行李)發(fā)射扇形的x射線射束。該射束在被對象衰減后撞擊到檢測器組件上。檢測器組{條收到的衰減的x射線射束的強度通常取決于對象對x射線射束的衰減。檢測器組件的每個檢測器元件產(chǎn)生表示接收到的衰減后的x射線射束的單獨電信號。在己知的第三代CT系統(tǒng)中，x射線源和檢測器組件圍繞待成像目標在可旋轉(zhuǎn)機架部分上旋轉(zhuǎn)，從而使得扇形x射線射束與目標相交的機架角度持續(xù)變化。在機架角度范圍內(nèi)收集4，每個檢測器元件處接收到的x射線射束強度的數(shù)據(jù)。最終處理該數(shù)據(jù)以形成目標的圖像。公知的是，x射線射束中的一部分光子與對象或支撐件相互作用并且該相互作用將導(dǎo)致產(chǎn)生次級x射線光子。這些次級x射線光子通常被統(tǒng)稱為翻相勺x射線光子。眾所周知的是，翻寸x射線光子在不可預(yù)期的方向傳播并且會成為圖像中的噪聲源。因為x射線光子是噪聲源，需要在其到達檢測器元件之ffW效地控制它們從而保持可接受的信噪比。在已知的第三代CT掃描器中，通過患者后準直器(postpatientcollimator)控制[的x射線光子的影響?；颊吆鬁手逼靼惭b在檢測器組件上并且放^t象與檢測器元件之間的位置。典型地這種患者后準直器包括多個包含例如鴇、鉛、鉬等的高x射線衰減材料的薄準直板，該準直板聚焦地對準x射線源的焦斑(focalspot)。大多數(shù)Mt的x射線光子沿沒有聚焦iW準x射線源焦斑的路徑傳播，因此TO的x射線光子被準直板內(nèi)高x射線衰M^料有效地阻擋?；颊吆鬁手逼鬟€用于控制離焦的x射線光子。為了本公開的目的，定義離焦的x射線光子包括源自x射線源的，但不通過焦斑的x射線光子?；颊吆鬁手逼髟O(shè)計成阻擋離焦的X射線光子和散射的X射線光子。為了使患者后準直器表現(xiàn)的性能可接受，關(guān)鍵是薄準直板保持精確對準到X射線源的焦斑。如果準直板沒有精確對準，它們可能允許一些離焦的X射線光子或散射的X射線光子撞擊到檢測器元件上。公知的是，接觸檢測器元件的離焦的x射線光子或者散射的x射線光子會導(dǎo)致更低的信噪比，iSit成圖像質(zhì)量下降。對于已知的第三代CT系統(tǒng)，需要快速的機架旋轉(zhuǎn)速度來獲得圖像中的高時間分辨率。但是，隨著機架旋轉(zhuǎn)速度的增加，準直板要承受明顯更大的偏轉(zhuǎn)力。因為可旋轉(zhuǎn)機架部分在旋轉(zhuǎn)，作用在每個準直板上的偏轉(zhuǎn)力以機架旋轉(zhuǎn)速度的平方增加。由于這種關(guān)系，機架旋轉(zhuǎn)速度中甚至小的增加也會導(dǎo)致使每個準直板偏轉(zhuǎn)的明顯更高的力。問題在于更快的機架旋轉(zhuǎn)速度會導(dǎo)致準直板的顯著偏轉(zhuǎn)，允許更多的離焦x射線光子和翻寸光子接觸檢測器元件，^S后會降低圖像質(zhì)量。一禾中已知的解決方法是用鎢絲在檢測器組件的x方向支撐(brace)準直板。因為鎢是高x射線衰減的，鎢絲吸收一些在到達檢測器元件之前沒被翻寸的x射線光子。可能不希望利用鎢絲支撐準直板，因為鎢絲阻擋否則用于在給定x射線劑量時產(chǎn)生更質(zhì)量圖像的x射線光子。除了吸收x射線光子外，鎢絲也會在x射線可以通過的地方劃分界線((demark)，這會引起圖像偽影。
發(fā)明內(nèi)容ffiil閱讀和理解下文將會清楚在此解決了上述提到的缺點，劣勢及問題。在一個實施例中，一種計算機斷層攝影系統(tǒng)包括可旋轉(zhuǎn)機架部分和安裝到該可旋轉(zhuǎn)機架部分的x射線源。該計^m斷層攝影系統(tǒng)還包括安裝到可旋轉(zhuǎn)機架部分并定位成接收來自x射線源的x射線射束的檢測器組件。檢測器組件包括多個x射線衰減準直板，其中加強構(gòu)件附接到該多個x射線衰減準直板中的一個或多個。加強構(gòu)件由大致x射線半透明(x-raytranslucent)的材料制成。在另一個實施例中，一種計算機斷層攝影系統(tǒng)包括可旋轉(zhuǎn)機架部分和安裝在可旋轉(zhuǎn)機架部分上的x射線源。大致與x射線源相對地安裝檢測器組件。檢測器組件包括配置成阻擋散射x射線光子的多個x射線衰減準直板。檢測器組件還包括附接到該多個x射線衰減準直板中的一個或多個的碳復(fù)合材料(carboncomposite)加強構(gòu)件。在另一個實施例中，一種檢測器組件包括彼此大致平行的多個大致弧形的橫擋(rail)和定位在大致弧形的橫擋之間的多個x射線衰減準直板。檢測器組件還包括附接到該多個x射線衰減準直板中的一個或多個以及附接到大致弧形的橫擋的加強構(gòu)件。該加強構(gòu)件選自由碳復(fù)合材料，碳纖維增強塑料，陶瓷和鋁組成的組中。根據(jù)附圖及其詳細描述，本發(fā)明的各種其它特征、目的和優(yōu)勢對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。圖1歸出根據(jù)實施例的計算機斷層m^系統(tǒng)的示意亂圖2是示出圖1的計算機斷層攝影系統(tǒng)的可旋轉(zhuǎn)機架部分的示意圖；圖3是根據(jù)實施例的檢測器組件的詳細懶軍圖；圖4是根據(jù)另一個實施例的檢測器組件的詳細懶軍圖；以及圖5是根據(jù)又一個實施例的檢觀U器組件的詳細懶軍圖。具體實施方式在下面的詳細說明中，參考了附圖，附圖構(gòu)成該說明的一部分，并且其中通過圖解說明的方式示出了可能實踐的特定實施例。充分詳細描述了這些實施例使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能實施這些實施例，并且還應(yīng)理解也可采用其他實施例并且可做出邏輯，機械，電學(xué)的和其他改變而不脫離實施例的范圍。因此，下面的詳細描述不應(yīng)當(dāng)認為^t本發(fā)明范圍的限制。參照圖l，示出了根據(jù)實施例的計算》幾斷層攝影(CT)系統(tǒng)10的示意圖。該CT系統(tǒng)10包括機架12，可旋轉(zhuǎn)機架部分14，和支撐件15?？尚D(zhuǎn)機架部分14適于保持(retain)x射線源16和檢測器組件18。x射線源16配置為向檢測器組件18劃寸x射線射束20。支撐件15配置為支撐正掃描的對象24。此后，術(shù)語"對象"和"目標"應(yīng)當(dāng)包括育,被成像的任意東西。支撐件15育灘沿如坐標軸26所指示的相對于機架12的z方向平移對象24。參照圖2，示出了根據(jù)實施例的可旋轉(zhuǎn)機架部分14的更詳細示意圖。x射線源16和檢測器組件18布置在可旋轉(zhuǎn)機架部分14上。檢測器組件18包括多個檢測器元件30和患者后準直器32。x射線源16從焦斑36發(fā)射扇形x射線射束20。x射線射束20包括配置為穿過正掃描的對象24的多個x射線光子(未示出)。在穿過對象24后，x射線射束20傳播fflil患者后準直器32。患者后準直器32配置為使離焦的x射線光子(未示出)和翻寸的x射線光子(未示出)導(dǎo)致的圖像質(zhì)量降低最小化。為了本公開的目的，術(shù)語"散射的x射線光子"應(yīng)當(dāng)定義成包括從對象24^:撐件15(圖1所示)發(fā)射的x射線光子?；颊吆鬁手逼?2置于正掃描的對象24和該多個檢測器元件30之間?；颊吆鬁手逼?2包括多個x射線衰減準直板34，該x射線衰減準直板包括高x射線衰^#料，例如鴇，鉛，鉬等。針x射線衰減準直板34是薄的并且大艦準到x射線源16的焦斑36?；颊吆鬁手逼?2配置為最小化tm的x射線光子(未示出)和離焦的x射線光子(未示出)的影響。線段38與線段40組合形成直線并示出源自x射線源16的x射線光子(未示出)的路徑。相比較而言，線段42代表沿線段38表示的路徑傳播的x射線光子在點44處與對象相互作用而產(chǎn)生的翻寸的x射線光子的路徑。線段42表示的散射光子的路徑與在點44處與對象24相互作用的光子的路徑相差角度0。準直板34大致與焦斑36對準允許通常源自焦斑36的x射線光子(未示出)在準直板34之間Mil，從而使得它們可被該多個檢測器元件30檢測到。通常源自焦斑36的x射線光子的路徑由線段38和線段40的組合示意性地表示。其路徑由線段38和線段40的組合表示的x射線光子在接觸到點48處的檢測器元件30a之前在準直板34a和準直板34b之間Mil。相比較而言，其路徑由線段42表示的散射的x射線光子(未示出)沿著不與x射線源16的焦斑36對準的路徑至噠患者后準直器32。結(jié)果，Mt的x射線光子在點50處接觸準直板34c。由于該多個準直板34由高x射線衰減材料制成，散射的x射線光子在到達該多個檢測器元件30之前被準直板34c吸收。如果沒有患者后準直器32，Mt的x射線光子將在檢測器元件30b處被檢測到，在該處其會成為不希望的噪聲源并導(dǎo)致更低的圖像質(zhì)量。當(dāng)可旋轉(zhuǎn)機架部分14旋轉(zhuǎn)時，來自旋轉(zhuǎn)的力矢量在旋轉(zhuǎn)中心向外的徑向方向上起作用。準直板34大致與x射線源16的焦斑36對準。因為準直板34不與離心力的方向?qū)?，在圖像數(shù)據(jù)采集期間離心力使準直板34彎曲或偏轉(zhuǎn)。如果準直板34彎曲或偏轉(zhuǎn)，它們會產(chǎn)生多個問題。偏轉(zhuǎn)的準直板34不能有效地阻擋離焦的x射線光子(未示出)和散射的x射線光子(未示出)。例如，線段42^^散射的x射線光子的路徑。如果準直板34c偏轉(zhuǎn)得足夠多，其將不能阻擋散射的x射線光子而散射的x射線光子將會接觸檢測器元件30b。穿過患者后準直器32的每個散射的x射線光子將導(dǎo)致更低的圖像質(zhì)量?？蛇x地，如果準直板34明顯偏轉(zhuǎn)，它們還更可能排斥通常源自焦斑36的x射線光子。這也會導(dǎo)致降低的圖像質(zhì)量。一種最小化準直板34的偏轉(zhuǎn)和彎曲對圖像質(zhì)量的影響的方法是將加強構(gòu)件51(圖3所示)附接到準直板34。圖3，4和5用于示意性地示出采用加強構(gòu)件51保持準直板34適當(dāng)對準從而保持良好圖像質(zhì)量的各種實施例。參照圖3，示出了根據(jù)實施例的檢測器組件36的詳細懶軍圖的示意性表示。檢測器組件36包括徑向外部加強板52，徑向內(nèi)部加強板54和一對橫擋55。該多個準直板34和該多個檢測器元件30附接到該對橫擋55。外部加強板52和內(nèi)部加強板54配置為附接到該多個準直板34。外部加強板52置于該多個檢測器元件30和準直板34之間而內(nèi)部加強板54在與檢測器元件30相對的側(cè)面上附接到準直板34。根據(jù)另一個實施例，僅外部加強板52和內(nèi)部加強板54中的一個附接到該多個準直板34。對于合并了加強板52，54作為加強構(gòu)件的所有實施例而言，應(yīng)當(dāng)理解加強板不必包括圖3所示的平滑平行表面?？梢灶A(yù)見的實施例是或者外部加強板52或者內(nèi)部加強板54具有f勁P強板52，54厚度變化的凹槽或凹口。另外，對于包括加強板52，54作為加強構(gòu)件51的實施例而言，應(yīng)當(dāng)理解外部加強板52或內(nèi)部加強板54可以附接到橫擋55以進一步增強剛性(stiffiiess)。任選地，可能的是將橫擋55與外部加強板52禾口/莉黃擋55與內(nèi)部加強板54制成一個整體零件。參照圖4，根據(jù)另一個實施例，加強構(gòu)件51可包括一個或多個加強桿柱(sitffeningspar)62，64。雖然圖4中示出的實施例具有三個徑向外部加強桿柱62和三個徑向內(nèi)部加強桿柱64，應(yīng)當(dāng)理解任意數(shù)量的加強桿柱62，64可以與準直板34接觸放置。另外，加強桿柱可以制成任意橫截面。加強桿柱62，64的可接受橫截面的部分列表包括大致矩形，大致圓形，大致橢圓，以及像字母T的糊犬，如典型的用于建筑的工字梁上可發(fā)現(xiàn)的。加強桿柱62，64的橫截面尺寸可大于或等于約5mm。加強桿柱62，64還可配置為具有沿加強桿柱的長度變化的橫截面。參照圖5，根據(jù)另一個實施例，加強構(gòu)件51可包括一個或多個加強線(stiffeningwire)72，74。應(yīng)當(dāng)知道任意數(shù)量的加強線72，74可以與準直板34接觸方爐。加強線72，74的可接受橫截面的部分列表包括大致矩形，大致圓形，大M圓，以及像字母"I"的形狀，如典型的用于建筑的工字梁上可發(fā)現(xiàn)的。加強線72，74，地具有小于約5mm的最大橫截面尺寸。加強線72，74也可以配置為具有沿加強線72，74的長度變化的橫截面。對于先前描述的所有實施例，應(yīng)當(dāng)理解加強構(gòu)件51可以附接到所有準直板34或僅附接到選擇的多個準直板34。另外，一些實施例可具有直接與準直板34接觸的加強構(gòu)件。在其它實施例中，加強構(gòu)件51可以通過支架或安裝零件(未示出)與準直板34機械聯(lián)接。加強構(gòu)件51配置為卩射氏準直板34對彎曲或偏轉(zhuǎn)的敏感性。在采集期間，由于可旋轉(zhuǎn)機架部分14(圖1所示)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使準直板34受到大的g-負荷(g-loading)。為了使對準直板34的加強最有效，加強構(gòu)件51必須符合一定標準。加強構(gòu)件51ttj&tte可能輕這是因為它們將被置于可旋轉(zhuǎn)機架部分14(圖1所示)上并受到高離心力。加強構(gòu)件51應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地由具有低熱膨脹系數(shù)的材料制成，因為檢測器組件18(圖1所示)的溫度在掃描對象24(圖1所示)時會顯著變化。如m擇的材料具有太高的熱膨脹系數(shù)，準直板34的對御每作為纟鵬的函數(shù)明顯變化。而且，加強構(gòu)件51應(yīng)當(dāng)是比較x射線半透明(translucent)的。術(shù)語"x射線半透明"定義為包括不顯著地阻擋x射線光子(未示出)的材料。而且，為了保，教隹直板34相對固定，加強構(gòu)件51應(yīng)當(dāng)tt^地由大致剛性材料(stiffmaterial)制成。用于形成加強構(gòu)件51的材料的部分列表包括碳復(fù)合材料，塑料，碳纖維增強塑料，鋁和陶瓷。雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以對實施例進行某些替代，改變和省略而不脫離本發(fā)明的精神。因此，上述說明僅是示范性的，不應(yīng)當(dāng)限制下面的權(quán)利要求書中闡述的本發(fā)明的范圍。部件列表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種計算機斷層攝影系統(tǒng)(10)，包括可旋轉(zhuǎn)機架部分(14)；安裝到可旋轉(zhuǎn)機架部分(14)的x射線源(16)；和檢測器組件(18)，其安裝到可旋轉(zhuǎn)機架部分(14)并定位成接收來自x射線源(16)的x射線射束(20)，該檢測器組件(18)包括多個x射線衰減準直板(34)；和加強構(gòu)件(51)，其附接到該多個x射線衰減準直板(34)中的一個或多個，其中加強構(gòu)件(51)包括大致x射線半透明的材料。2.如權(quán)利要求l所述的計^t幾斷層M^系統(tǒng)(10)，其中加強構(gòu)件(51)附接到橫擋(55)。3.如權(quán)禾腰求l所述的計算機斷層攝影系統(tǒng)(10)，其中加強構(gòu)件(51)附接到該多^hx射線衰減準直板(34)中的三個或更多。4.如權(quán)利要求l所述的計算機斷層攝影系統(tǒng)(10)，其中加強構(gòu)件(51)包括加強板(52，54)。5.如權(quán)利要求l所述的計^m斷層攝影系統(tǒng)(10)，其中加強構(gòu)件(51)包括選自由加強桿柱(62，64)和加強線(72，74)組成的組中的結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求l所述的計算機斷層攝影系統(tǒng)(10)，其中加強構(gòu)件(51)包括碳復(fù)合材料加強構(gòu)件(51)。7.如權(quán)利要求6所述的計算機斷層攝影系統(tǒng)(10)，其中碳復(fù)合材料加強構(gòu)件(51)包括加強板(52，54)。8.如權(quán)利要求6所述的計穀幾斷層驟系統(tǒng)(10)，其中碳復(fù)合材料加強構(gòu)件(51)附接到該多^x射線衰減準直板(34)中的三個或更多。9.如權(quán)利要求1所述的計算機斷層攝影系統(tǒng)(10)，其中檢測器組件(18)還包括第二加強構(gòu)件(51)，其附接至U該多如射線衰減準直板(34)中的一個或多個。10.如權(quán)利要求9所述的計穀幾斷層Mf》系統(tǒng)(10)，其中第二加強構(gòu)件(51)包括加強板(52，54)。專利摘要本發(fā)明涉及計算機斷層攝影系統(tǒng)和裝置。此處公開了一種計算機斷層攝影檢測器組件(36)。該計算機斷層攝影檢測器組件(36)包括具有大致x射線半透明加強構(gòu)件(51)的多個x射線衰減準直板(34)，該加強構(gòu)件附接到該多個x射線衰減準直板(34)中的一個或多個。文檔編號G21K1/02GKCN101385650SQ200810168698公開日2009年3月18日申請日期2008年9月10日發(fā)明者J·J·萊西申請人:通用電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX,EndNote,RefMan