[发明专利]一种基于康普顿背散射扫描技术的医用CT机

说明书

技术领域

    本发明涉及医学检测领域，具体是一种基于康普顿背散射扫描技术的医用CT机。

背景技术

    至今，国内外所用的医用CT机，无论是常规CT，还是多排螺旋CT，都是基于射线透射原理的TR-CT机，该类TR-CT机存在较多问题，主要有：1、结构复杂，体积和重量过大，占地面积大，屏蔽防护成本高；2、辐射剂量大，对人体危害较大，因此，国内外业界都主张限做CT；3、价格昂贵，尤其是国外进口的CT机，经济型的约为35~60万美元每台，高档的约为100~225万美元每台；4、需要精密的扫描定位床，因而无法用于现场。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微剂量，小型轻便且适用于现场使用的基于康普顿背散射扫描技术的医用CT机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一,采用新的原理：利用X射线康普顿背散射扫描（CBS）成像原理，即依据射线与人体组织相互作用中的康普顿背散射效应，由人体的单侧测量某方向 出射的散射光子数，求出人体中被测组织和器官中的电子密度分布，进而根据要求处理得到被测组织和器官特定的医学指标，并借助于二维和三维图像，即CT图像表示出来，其图像重建不依赖于算法，只需将测得的各组光子计数数组排列起来即可。这个原理与TR-CT机原理不同，在TR-CT机中，X射线机与探测器阵列分别置于被检测人体的两侧，图像重建依赖于算法，例如雷当变换，其实质是把二维问题化为一维问题，即把积分方程组化为线性代数方程组，求解线性减弱系数。而且这种原理本身就要求精密扫描定位床，旋转中心与被检测物的质心重合，保证图像重建的质量。

第二，在CBS-CT机中，由于射线源与探测器阵列在被测物体的同一侧，所以可以采用低管电压（80~110KV）、低管电流(20~50mA)的X射线机，而TR-CT机的管电流一般为500~1000mA。这样CBS-CT机就大大减小了人体受到的射线剂量，例如，做一次CBS-CT检查人体所受剂量≤0.5mSv，这是国际防护标准规定的公众年有效剂量控制值的1/2，相当于国外螺旋CT机的1/26~1/42。

第三，本CBS-CT机采用小型轻便，具有多个运动自由度的可灵活移动的扫描运动机械装置，方便现场CBS-CT扫描。

第四，在本CT机中，采用X射线机锥形束和非晶硅平板探测器，并与被检测人体构成CBS几何学，即为CBS-CBCT，而在TR-CT中，被检测人体位于X射线机与平板探测器之间，属射线透射几何学，即为TR-CBCT。至今，在TR-CBCT机中，存在着现有的图像重建算法只适用于口腔、牙齿等小物体，而且一次和多次散射剂量较大，扫描时间较长等严重问题，而在CBS-CBCT机中，通过硬件和软件很好的解决了传统TR-CT机中的散射计量大，扫描时间长等严重问题，即可给较大物体，如人体组织和器官做CT扫描成像，又使二次以上的多次散射剂量大大减小，并大大缩短了扫描时间。因而，CBS-CBCT能更方便更快地做二维、三维图像重建。

本发明CBS-CT机与TR-CT机技术相比，具有如下突出优势：

（1）辐射剂量极小，属微剂量，对人体无任何危害；

（2）CBS技术检测低密度物质，如人体组织和器官，其灵敏度比TR技术高得多；

（3）不需要精密的扫描定位床，因此，方便于现场使用，在病房、野外及120救护车上都可以做CBS-CT；

（4）体积小，重量轻，屏蔽简单，操作简便，方便移动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1-纵向运动导轨、2-立柱、3-上下（X向）运动滑套、4-横向（Y向）运动滑套、5-万向节、6-扫描头支架、7-第一微调接头、8-第二微调接头、9-X射线机球管、10-前准直器、11-非晶硅平板探测器、12-后准直器、13-被检测物、14-X射线机发出的锥形射束、15-被探测器接收的散射射线、16-第一扫描头滑套、17-第二扫描头滑套、18-采传电子学系统、19-电源、20-X射线机控制器、21-X射线机高压发生器、22-横向支架、23-第一电缆、24-第二电缆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。