專利名稱：利用旋轉探測器陣列探測電離輻射的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對目標進行二維探測的基于掃描的電離輻射探測器裝置。
背景技術：
基于氣體的電離輻射探測器一般有很大吸引力，由于制造成本低，能夠利用氣體倍增來強烈地放大信號幅度，而且使探測具有高空間分辨率。
在一種特定類型的基于氣體的電離輻射探測器中，通過光子和氣體原子之間相互作用釋放的電子能夠沿基本上垂直于入射輻射的方向引出。因此，能夠大大提高空間分辨率。
這種探測器包括一般為平面狀的陰極和陽極組件，以及設置在陰極和陽極組件之間所形成空間的可電離氣體。探測器布置成可使來自輻射源的平面輻射光束能夠基本上平行于陰極和陽極組件從側面進入探測器，使可電離氣體電離。而且，電極之間施加電壓，使可電離氣體離子化過程產(chǎn)生的電子發(fā)生漂移，而且可以選擇性地使電子倍增。讀數(shù)器連接到陽極用于探測漂移電子引起的電荷。
這種探測器顯然能夠提供即時的一維成像，但是如果要進行二維成像，必須使探測器以及選擇性地使輻射源相對于正在檢查的目標橫向于一維探測器陣列移動，與此同時記錄若干個讀數(shù)。然而，這種基于掃描的二維探測十分費時，而且對于大面積成像是不實用的。此外，如果所檢查的目標是人或動物，會存在目標在掃描過程中移動的問題，這可能會使圖像無用，或至少嚴重地降低所得到的空間分辨率。
為了減少掃描時間，F(xiàn)rancke等人的美國專利US 6,118,125提出了一種疊式探測器裝置，能夠實現(xiàn)多線掃描。這種裝置包括X射線源，X射線源與多個準直器窗口一起產(chǎn)生一疊平面扇狀X射線束，照射進行成像的目標。射束透過目標進入疊層的探測器，并可選擇性地通過多個與X射線束對準的第二準直器窗。這種裝置可作為一個單元移動來掃描進行檢查的目標。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在某些放射性應用中，為了觀察隨時間發(fā)生的變化需要以高速對檢查目標進行成像。這類應用包括記錄一系列圖像以觀察隨時間變化的檢查項目如導管位置，以及觀察運動的物體如心臟、血液等。
本發(fā)明者已經(jīng)注意到如美國專利US 6,118,125所介紹的疊式探測器裝置對高重現(xiàn)率成像是不實用的。其成像是通過垂直于X射線束的橫向掃描運動進行的，因此對要記錄的另外圖像都必須改變掃描方向。所以，對記錄另外的圖像，探測器裝置必須減速、停止和沿相反方向加速，這些動作是十分費時的，而且由于探測器在減速和加速過程中經(jīng)受強力，這種探測器裝置將會產(chǎn)生穩(wěn)定性和對準性方面的問題。
因此本發(fā)明的主要目的是提供一種基于掃描的電離輻射探測器裝置和對目標進行二維成像的探測方法，所述探測器裝置和方法能夠以高重現(xiàn)率成像而不會遇到穩(wěn)定性或對準性方面的問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種探測器裝置，其包括若干個布置成稠密陣列的直線式探測器單元，以縮短每次成像的掃描時間和間隔。
本發(fā)明的還有一個目的是提供這樣一種探測器裝置，其十分可靠、精確、便宜，而且具有很長的使用壽命。
本發(fā)明的這些和其它的目的通過所附權利要求的探測器裝置和探測方法來實現(xiàn)。
本發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過將非常適合大量生產(chǎn)的高精度的電離輻射探測器單元布置成陣列，并通過提供一個轉動裝置使該探測器陣列在其平面內(nèi)只沿某一旋轉方向轉動，與此同時重復進行探測，可以形成一種以高重現(xiàn)率對目標進行高分辨率二維成像的基于掃描的探測器裝置。所述探測器單元布置成圓圈，其相應的入射狹縫基本上沿徑向相對轉動軸線延伸，且這些基本上沿徑向的探測器單元中相鄰兩個之間的角度為90°或更小，更好是20°或更小，更好是10°或更小，最好是5°或更小。所述探測器單元設置成可足夠頻繁地進行探測，以獲得目標的一系列二維圖像中的一個二維圖像，其頻率是每秒鐘至少一次，更好是每秒鐘至少十次，最好是每秒鐘至少二十次。
通過下面對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細介紹以及附圖1-8將對本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點更加清楚地了解，這些實施例和附圖只是為了舉例說明而給出，因而是非限制性的。


圖1是側視剖面圖，示意性地示出本發(fā)明的基于掃描的探測器裝置中的探測器單元；圖2是前視圖，示意性地示出了圖1的探測器單元，其中進入準直器部分除去；圖3示意性地示出了圖1的探測器單元沿A-A剖面的剖視圖；圖4a是前視圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的基于掃描的探測器裝置，所述裝置包括若干個圖1-3中的探測器單元；圖4b是前視圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的基于掃描的探測器裝置，所述裝置包括若干個圖1-3中的探測器單元；圖5是上游準直器的示意性平面圖，圖4a所示基于掃描的探測器裝置實施例可包括上游準直器，以減小對檢查目標的輻射劑量；
圖6是前視圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的基于掃描的探測器裝置，所述裝置包括若干個圖1-3中的探測器單元；圖7是前視圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的基于掃描的探測器裝置，所述裝置包括若干個圖1-3中的探測器單元；圖8是側視圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的用于X射線檢查的設備，這種設備包括圖4a、4b、6或7所示基于掃描的探測器裝置和圖5所示的上游準直器。
具體實施例方式
參考圖1-3，分別是本發(fā)明的基于掃描的探測器裝置中一維探測器單元的側視剖面圖、準直器部分除去后的前視圖、和頂視剖面圖，下面將簡要地介紹探測器單元。
所述探測器單元定位成，可使平面X射線束1能夠從側面進入陰極組件3和陽極組件5之間。狹縫狀的準直器7設置在探測器單元的前面以形成X射線束進入探測器單元的入口。這種狹縫狀的準直器7可以是薄金屬箔如粘貼到探測器單元入口側的鎢箔，其中狹縫通過蝕刻形成。
每個電極組件3、5包含由相應電介質基片12、14支承的導電電極層11、13，其中電極組件定位成，使陰極層11和陽極層13相互面對。電極組件3和5最好是平面狀矩形并相互平行。
探測器單元布置在設有輻射透明入射窗(在圖1中用14和15示意性地表示)的氣密外殼內(nèi)?？呻婋x的氣體或氣體混合物可以由氪和二氧化碳或者氙和二氧化碳構成。氣體所處壓力最好在1-20個大氣壓的范圍內(nèi)。在圖3中用數(shù)字16和17表示的間隔體設置在陰極組件3和陽極組件5之間。
高壓直流電源(在圖1中用數(shù)字18示意性地表示)用來使陰極11和陽極13保持在適當?shù)碾娢辉趦?nèi)電極腔19中形成電場，從而使其中的電子和離子產(chǎn)生漂移，并且可以選擇性地使電子和離子倍增。陰極11使用時最好保持負電壓-V1，而陽極13是接地的。
此外，探測器單元還包括讀數(shù)器，用來探測朝陽極13漂移的電子和/或朝陰極11漂移的離子。讀數(shù)器可由圖1-3中所示的陽極組件5本身構成?；蛘?，獨立的讀數(shù)器靠近陽極13或靠近陰極11或在其它地方布置。
為了提供一維成像性功能，陽極/讀數(shù)層13由一排導電或半導電的器件或片條23構成，相互電絕緣地布置在電介質基片14上。為了補償探測到圖像的視差，從而提高空間分辨率，陽極/讀數(shù)條在每個位置基本上平行于入射光子的方向延伸。因此，對于來自點源的發(fā)散射束，陽極/讀數(shù)片條23以扇形布置。
每個陽極/讀數(shù)片條最好連接到讀數(shù)和信號處理器(在圖1中用24示意性地表示)，因此能夠獨立地處理來自每個片條的信號。
對于一維讀數(shù)器是獨立裝置的情況，陽極層13顯然可以作為單一電極形成，而不是片條。
應當認識到為了便于說明，圖1和2中電極層11和13之間距離放大了很多。舉例來說，探測器單元的幾何尺寸可以是40毫米寬、2毫米厚和35毫米深，而電極間距離可以短至0.5毫米。決定進入探測器單元輻射片厚度的準直器狹縫的寬度w可以只為50微米。每個讀數(shù)片條23的寬度可以是50微米或更窄，這意味著單個探測器單元中可以并排布置1600個以上的片條，遠遠超過圖示的數(shù)量。
工作時，X射線平行并靠近陰極組件3地通過準直器狹縫進入探測器單元。X射線將根據(jù)指數(shù)概率分布與探測器單元中的氣體相互作用，其中大部分X射線在氣體體積中很早轉化。平均相互作用長度一般為20毫米。
相互作用時，X射線光子25將其能量傳遞給氣體原子中的電子，通過光電效應使電子從原子上釋放。電子穿過氣體并與新的氣體原子碰撞，從而釋放更多的電子直至其最終失去所有能量而停止。在這個過程中產(chǎn)生通常有大約一千個電子的電子云27。
通過在陰極11和陽極13之間施加電場U，這些電子沿方向29(圖1-2中的豎直方向)吸引到陽極，該方向基本上垂直于入射的X射線光子。如果所施加的電場足夠強，電子獲得足夠的能量，從氣體中碰撞出更多的電子，這些電子又被加速，進一步碰撞出更多的電子，如同雪崩過程一樣。這一過程稱為氣體雪崩放大效應。當大量電子到達陽極，在最靠近電子云27的片條23a引發(fā)電信號。
電子信號被連接片條的電子讀數(shù)器探測到。在電子讀數(shù)器中，信號放大并與閾電壓作比較。如果信號超過閾電壓，該片條的特定計數(shù)器啟動而使先前儲存的值加一。通過這種方式，照射到每個陽極片條上的X射線數(shù)目被計數(shù)。這種方法被稱作光子計數(shù)法。
或者，來自幾個X射線的信號可以結合為一個共用信號，此共用信號與閾電壓作比較對脈沖進行計數(shù)，或被數(shù)字化以產(chǎn)生與該結合值成正比的數(shù)字。
現(xiàn)在參見圖4a，圖中示意性地示出了一種基于X射線掃描的探測器裝置的前視圖，包括若干個圖1-3中的探測器單元；下面將介紹本發(fā)明的第一實施例。這種裝置的主要目的是獲取一系列低質量的圖像以觀察隨時間變化的檢查項目如導管位置，或以高速獲取一系列高質量的圖像以仔細觀察運動目標如心臟、血液等。從這一系列圖像中可以抽取單個圖像用于詳細分析。
所述裝置包括若干個以二維陣列方式布置在普通圓形支承結構42的直線式探測器單元41、41a，其相應的入射狹縫即狹窄細長的輻射開口43、43a對著裝置的前面。為了便于說明，圖4a中的陣列包括24個探測器單元十二個較寬的探測器單元41在支承結構42上對稱布置成一圈，而十二個較窄的探測器單元41a分別對稱布置在兩個相鄰的較寬探測器單元41之間。但是應當認識到所述裝置可以包括更多的(或更少的)單元。舉例來說，如果探測器單元的最大間距為S1＝5毫米(從入射狹縫43到入射狹縫43a)，那么覆蓋所述裝置的半徑為10厘米的區(qū)域中一般可以包括120-130個探測器單元。直線式探測器單元的寬度可以不同，因為在遠離支承結構42中心處需要有更多的單元使掃描長度達到最大，從而獲得完整的二維圖像。
而且，圖4a的探測器裝置還可以包含氣密外殼，該外殼與圖1中14表示的外殼類似，但可共用于圖4a中探測器裝置的所有探測器單元(未明確示出)。這種外殼設有一個或多個用于入射輻射的入射窗。
工作時，進行檢查的目標放置到探測器裝置的前面，使來自輻射源的電離輻射穿過目標后能夠照射到探測器裝置，并通過各探測器單元41、41a的入射狹縫43、43a進入。通過沿箭頭45的方向使支承結構42繞中央轉軸44轉動某一距離，探測器裝置在所述目標上進行掃描，同時探測器單元重復讀取，從而形成一個或幾個二維圖像。對于圖4a中的探測器裝置，每轉動15°產(chǎn)生一個二維圖像。探測器單元陣列完整地轉一圈將產(chǎn)生一系列24個二維圖像；完整轉兩圈將產(chǎn)生一系列48個二維圖像；等等。
如果進行檢查的目標為患病人類或動物，可能需要減小輻射劑量。為此，可以將圖5所示的準直器設置在輻射源和患者之間。準直器51是用輻射吸收材料如鎢制成的，包括若干個與圖4a裝置中探測器單元的入射狹縫43、43a對準的輻射透明狹縫53、53a，因此由準直器51產(chǎn)生的平面輻射光束通過患者或動物的相應部分傳遞并進入圖4a裝置中相應的一個探測器單元。接著在掃描過程中準直器51與探測器裝置一起轉動以保持對準。為此，準直器51安裝在轉軸54上，轉軸54與探測器裝置的轉軸44中心對準。
應當認識到直線式探測器單元并不一定布置在平面基底上，而可以設置成指向所使用的輻射源(點源、線源或二維源)且無須進行任何單獨調整，因此來自輻射源的輻射線可以平行于相應探測器單元的電極進入探測器單元中。為此，支承結構可以由厚金屬板構成，其中的狹槽以高精度切出，所述各直線式探測器放置在里面。狹槽的方向設置成使得每個直線式探測器向后對著X射線源。
為了相同的目的，準直器51上狹縫的間距小于探測器單元而且比探測器單元入射狹縫更窄，因為輻射光束始終是發(fā)散的，而且準直器設置在探測器裝置的上游。輻射源、準直器51以及探測器裝置之間的對準使得來自輻射源的多個平面輻射光束能夠通過準直器51，接著通過患者或動物，或者從患者或動物上反射回來而進入探測器裝置的各探測器單元41、41a。
應當認識到如果使用與轉軸44對準的點狀輻射源，而且如果需要高的空間分辨率的話，各探測器單元最好布置成，其中的每個讀數(shù)器在探測器裝置轉動時與轉軸44保持近似恒定的距離，因此各探測器單元在掃描過程中能夠與輻射源保持對準。
但是應當認識到由于轉軸44的存在，圖4a中的探測器裝置實施例不能在其中心進行探測。為了克服這一局限性，圖4中直線式探測器單元41的兩個或四個相對設置的探測器單元可以延長以覆蓋轉軸44。
圖4b示出了一種探測器裝置的實施例，其中圖4a的兩個相對設置的較寬探測器單元41被一很寬的探測器單元41′替代，探測器單元41′中的長入射狹縫43′基本上延伸至支承結構42的整個直徑范圍并覆蓋轉軸44。在其它方面，圖4b實施例與圖4a實施例相同。
這樣得到的探測器裝置實際上能夠在其中心進行探測，因此可以很高的速度記錄完整的二維圖象。
接著參考圖6，圖中示意性地示出了一種基于X射線掃描的探測器裝置的前視圖，下面將介紹本發(fā)明的第三個實施例，其實際上也能夠在中心進行探測。
十二個較寬的探測器單元41布置在圓形支承件62上，其相應的入射狹縫43指向所使用的輻射源。在這里探測器單元41布置成圓圈，用數(shù)字63示意性地表示，該圓圈小于圓形支承件62并相對其偏心設置。探測器裝置可通過安裝在其背面的轉軸繞圓形支承件62的中心軸線轉動，該轉軸在圖6中用虛線圓64示意性地表示。注意到其中一個探測器單元的入射狹縫覆蓋在旋轉中心軸線的上面，而探測沿中心軸線入射的輻射線的各讀數(shù)器在掃描過程中將探測目標的相同部分。
利用轉軸64使探測器裝置沿箭頭65的方向繞中心軸線轉動，用數(shù)字66表示的未被探測器單元覆蓋的部位將繞旋轉軸線作圓周運動，通過較長的掃描距離和掃描時間重復讀取探測器單元可形成完整的二維圖像。
接著參考圖7，圖中示意性地示出了一種簡單的基于掃描的探測器裝置的前視圖；下面將介紹本發(fā)明的第四個實施例。
在這里，探測器裝置包括單個較長的直線式探測器單元41和兩個較短的直線式探測器單元41a，相互垂直布置，探測器單元41的前面包含穿過圓形電介質基片72整個直徑的入射狹縫43，每個探測器單元41a的前面包含入射狹縫43a。驅動輪74設置成與圓形電介質基片72接合，使得探測器陣列能夠在探測器單元的平面中轉動，因此不需要將中心軸安裝到探測器裝置。圓形電介質基片72可以安裝在軸承或類似的機構上(未示出)。
這種解決方法最好用于準直器中，使得中心軸不會阻斷輻射線。
當通過驅動輪74沿箭頭75方向轉動探測器單元41、41a時，圖7的探測器裝置能夠反復形成穿過所要檢查目標的入射輻射的二維圖像。對于最大尺寸與探測器單元41的寬度即入射狹縫43的長度相當?shù)拇竽繕?，每轉四分之一圈可記錄一個圖像。
應當認識到可以用其它機構如皮帶傳動機構或齒輪傳動機構代替驅動輪來轉動探測器陣列。
一般地，本發(fā)明的一維探測器單元布置成圓圈，其相應的入射狹縫基本上沿徑向相對轉動軸線延伸，且這些基本上沿徑向的一維探測器單元中相鄰兩個之間的角度為90°或更小，更好是20°或更小，更好是10°或更小，最好是5°或更小。而且，這若干個一維探測器單元設置成可足夠頻繁地進行探測，以獲得所述目標的一個二維圖像，其頻率是每秒鐘至少一次，更好是每秒鐘至少十次，最好是每秒鐘至少二十次。此外，轉動裝置可使一維探測器單元陣列相對所述目標以某一旋轉速度轉動，該旋轉速度小于每秒鐘五轉，更好是小于每秒鐘兩轉，最好是小于每秒鐘一轉。
應當認識到上面參考圖4、6和7介紹的本發(fā)明基于掃描的探測器裝置實施例除了可以使用如圖1-3中所示的若干個探測器單元外，還可以使用幾乎任何類型的若干個直線式探測器單元。比如可以是PIN二極管陣列、薄膜晶體管(TFT)陣列、電荷耦合器件(CCD)陣列或其它任何類型的半導體器件。
然而，優(yōu)選的直線式探測器單元是基于氣體的電離探測器，可選擇性地設有電子雪崩放大器，具體地這樣的基于氣體的電離探測器中的自由電子的漂移方向基本上垂直于入射離子的方向。有關可用于本發(fā)明的基于掃描的探測器裝置的不同類型的基于氣體的探測器單元的詳情，請參見由Tom Francke等人申請并轉讓給XCounter AB的美國專利申請No.08/969554(作為美國專利No.6,118,125授權)；09/443,292；09/443,320；09/443,321；09/444,569；09/550288；09/551603；09/552692；09/698174；09/708521；09/716228和09/760748，在此引用參考這些申請的內(nèi)容。
最后參考圖8，圖中示意性地示出了一種用于放射醫(yī)學檢查的設備的側視圖；下面將介紹本發(fā)明的還有一個實施例。
這種設備包括X射線源81、過濾器/準直器82、用于承載待檢查患者84的平臺83、帶有旋轉馬達86的探測器裝置85。X射線源81、帶有旋轉馬達86的探測器裝置85、以及可選擇的過濾器/準直器82連接到裝有電源87、微型計算機88和顯示器89的擱架。
X射線源81是一傳統(tǒng)的X射線管，與過濾器/準直器82一起安置在患者平臺83的下面。過濾器/準直器82可以包括起到過濾器作用以吸收最低(有時最高)能量光子的金屬箔，這些光子不能明顯提高圖像質量但會增加對患者的輻射劑量，而且還可以包含用來準直輻射線并遮擋散射輻射的準直器。
探測器裝置可以是上面參考圖4、6或7所介紹的任何基于掃描的探測器裝置，馬達86連接到探測器裝置的轉軸。
電源87提供電力給微型計算機88，驅動馬達使轉軸和探測器裝置85在掃描過程中轉動，并在探測器裝置的一個或多個探測器單元中形成電場，而微型計算機88裝有適當?shù)能浖砜刂圃O備的工作，包括在掃描過程中驅動馬達和讀數(shù)，以及對從各直線式探測器單元讀取的信號進行后處理，然后在顯示器89上看到圖象。
工作時，X射線從X射線管81發(fā)出并穿過過濾器/準直器82。通過過濾器/準直器82的X射線經(jīng)過在患者平臺83上的患者84。對于患者，X射線光子可以透射、吸收或散射。透射的X射線離開患者后進入探測器裝置的入射狹縫并被探測到。
用來掃描患者并產(chǎn)生二維X射線圖象的過程如下。啟動X射線源81并轉動探測器裝置85，于是探測器裝置沿基本上平行于患者的方向掃描患者。
每個直線式探測器中的讀數(shù)器對在該讀數(shù)器中產(chǎn)生信號的X射線數(shù)目進行連續(xù)計數(shù)?；蛘?，來自幾個X射線的信號可以結合為一個共用信號，此共用信號與閾電壓作比較以對脈沖進行計數(shù)或被數(shù)字化以產(chǎn)生與該結合值成正比的數(shù)字。
每個信號的內(nèi)容以定期的運動間隔讀取并存儲在微型計算機88的存儲器中，且所有計數(shù)器或數(shù)字轉換器被重置為零。通過這種方式，每個直線式探測器給出患者的多個直線圖像。當掃描終止時，所有這些圖象段被微處理器92集中在一起以形成一系列二維圖像。
應當認識到圖8設備中的過濾器/準直器82可以包括上游準直器如帶有多個蝕刻窄縫的鎢箔，如與圖5中的準直器類似。狹縫對準，使得穿過狹縫的X射線能夠到達探測器裝置的對應狹縫。準直器的用途是減小對患者的輻射劑量。只有能夠進入探測器裝置入射狹縫的X射線光子允許穿過患者。在掃描時，帶有多個窄縫的上游準直器必須與探測器裝置一起轉動以保持掃描過程的對準。這可以許多種方式進行。然而，所需要的任何放置在輻射路徑的接頭或部件對輻射必須是可以透過的，這樣就不會遮擋輻射線。
權利要求
1.一種對目標進行二維成像的基于掃描的輻射探測器裝置，包括若干個一維探測器單元(41、41a、41′)，各所述一維探測器單元包括入射狹縫(43、43a、43′)，電離輻射線在透過所述目標后通過所述入射狹縫進入所述一維探測器單元，進行一維成像，其中，所述若干個一維探測器單元布置成陣列，其相應的入射狹縫(43、43a、43′)對著所述電離輻射線的輻射源；和所述基于掃描的探測器裝置包括使所述一維探測器單元陣列在基本上垂直于所述電離輻射線方向的平面內(nèi)相對所述目標轉動的轉動裝置(44；64；74；86)，而所述若干個一維探測器單元設置成可重復進行探測，從而形成所述目標的一系列二維圖像，其中，所述若干個一維探測器單元布置成圓圈，其相應的入射狹縫(43、43a、43′)基本上沿徑向相對所述轉動的軸線延伸；和所述若干個基本上沿徑向的一維探測器單元中相鄰兩個之間的角度為90°或更小。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述若干個基本上沿徑向的一維探測器單元中相鄰兩個之間的角度為20°或更小，更好是10°或更小，最好是5°或更小。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述若干個一維探測器單元設置成可足夠頻繁地進行探測，以獲得所述目標的一系列二維圖像中的一個二維圖像，其頻率是每秒鐘至少一次，更好是每秒鐘至少十次，最好是每秒鐘至少二十次。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述若干個一維探測器單元是等距或等角布置的。
5.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，組成圓圈的所述若干個一維探測器單元包括兩種或兩種以上不同寬度的探測器單元，其中，所述較寬的探測器單元(41)比所述較窄的探測器單元(41a)具有更長的入射狹縫(43)，而且比所述較窄的探測器單元(41a)更靠近所述圓圈的中心。
6.根據(jù)權利要求3至5中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述一維探測器單元的圓圈布置在支承結構上，與所述一維探測器單元陣列相對所述目標的旋轉軸線同心。
7.根據(jù)權利要求3至5中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述一維探測器單元的圓圈布置在支承結構上，偏心于所述一維探測器單元陣列相對所述目標的旋轉軸線。
8.根據(jù)權利要求1至7中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置對準，使所述轉動裝置(44；64；74；86)的所述轉動中心軸線穿過所述若干個一維探測器單元其中一個的所述入射狹縫(43、43a)。
9.根據(jù)權利要求1至8中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述若干個一維探測器單元的位置，使得所述電離輻射線能夠以垂直入射進入所述相應探測器單元的所述入射狹縫。
10.根據(jù)權利要求1至9中任何一項所述的裝置，其特征在于，各所述若干個一維探測器單元都是基于氣體的電離輻射探測器，其中通過輻射光子和氣體之間相互作用釋放的電子能夠沿基本上垂直于進入該一維探測器單元的電離輻射線(1)的方向(29)引出。
11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于，各所述若干個一維探測器單元都包括分別是平面的陰極(3)和陽極(5)，其間可以布置可電離氣體，各所述若干個一維探測器單元還包括讀數(shù)器(5)，帶有基本上平行于該探測器單元的所述入射狹縫布置的一維讀數(shù)元件(23)陣列，所述陰極和陽極相對所述入射狹縫定位成，所述電離輻射線能夠基本上平行地從側面在所述陰極和陽極之間進入所述探測器單元，使所述可電離氣體電離。
12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，各所述若干個一維探測器單元都包括電子雪崩放大器。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的裝置，其特征在于，各所述若干個一維探測器單元的所述入射狹縫的寬度和所述讀數(shù)器的寬度小于200微米，更好是小于100微米，最好是大約50微米或更小。
14.根據(jù)權利要求1至13中任何一項所述的裝置，其特征在于，包括輻射吸收材料制成的上游準直器(51)，所述上游準直器帶有布置成陣列的若干個輻射透明狹縫(52)，所述輻射透明狹縫的數(shù)目與所述一維探測器單元的入射狹縫的數(shù)目一致，所述輻射透明狹縫與所述一維探測器單元的所述入射狹縫對準，因此當來自所述輻射源的所述電離輻射線透過所述上游準直器的所述輻射透明狹縫時可形成平面射線束，所述平面射線束進入相應的所述一維探測器單元的所述入射狹縫，所述轉動裝置使所述上游準直器與所述一維探測器單元陣列一起轉動，以保持轉動過程的對準。
15.根據(jù)權利要求1至14中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述電離輻射線從X射線源(81)發(fā)出。
16.根據(jù)權利要求1至15中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述一維探測器單元陣列的前面包括容納所要檢查目標(84)的空間，所述電離輻射線在進入相應的所述一維探測器單元的所述入射狹縫之前穿過所述空間。
17.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其特征在于，可用于放射醫(yī)學檢查，包括能夠承載患者(84)的患者臺(83)，所述患者(84)的一部分是進行成像的目標。
18.根據(jù)權利要求1至17中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述轉動裝置(44；64；74；86)可使所述一維探測器單元陣列相對目標以某一旋轉速度轉動，旋轉速度小于每秒鐘五轉，更好是小于每秒鐘兩轉，最好是小于每秒鐘一轉。
19.一種對目標進行二維成像的基于掃描的輻射探測方法，其特征在于，包括以下步驟將若干個一維探測器單元布置成陣列，其相應的入射狹縫(43、43a、43′)對著電離輻射線的輻射源，每個所述一維探測器單元包括入射狹縫(43、43a、43′)，所述電離輻射線在透過所述目標后通過所述入射狹縫進入所述一維探測器單元，進行一維成像；使所述一維探測器單元陣列在基本上垂直于所述電離輻射線方向的平面內(nèi)相對所述目標轉動；和在轉動所述一維探測器單元陣列的同時用所述若干個一維探測器單元重復進行探測，從而形成所述目標的一系列二維圖像，其中，所述若干個一維探測器單元布置成圓圈，其相應的入射狹縫(43、43a、43′)基本上沿徑向相對所述轉動軸線延伸；和所述若干個基本上沿徑向的一維探測器單元中相鄰兩個之間的角度為90°或更小。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其特征在于，所述一維探測器單元陣列每轉動20°至少可形成所述目標的一系列二維圖像中的一個二維圖像，更好是每轉動10°至少可形成一個二維圖像，最好是每轉動5°至少可形成一個二維圖像。
21.根據(jù)權利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述若干個一維探測器單元足夠頻繁地進行探測，以獲得所述目標的一系列二維圖像中的一個二維圖像，其頻率是每秒鐘至少一次，更好是每秒鐘至少十次，最好是每秒鐘至少二十次。
22.根據(jù)權利要求19至21中任何一項所述的方法，其特征在于，所述一維探測器單元陣列相對所述目標以某一旋轉速度轉動，所述旋轉速度小于每秒鐘五轉，更好是小于每秒鐘兩轉，更更好是小于每秒鐘一轉。
23.根據(jù)權利要求19至22中任何一項所述的方法，其特征在于，各所述若干個一維探測器單元都是基于氣體的電離輻射探測器，其中通過輻射光子和氣體之間相互作用釋放的電子能夠沿基本上垂直于進入該一維探測器單元的電離輻射線(1)的方向(29)引出。
全文摘要
一種對目標進行二維成像的基于掃描的輻射探測器裝置，包括若干個一維探測器單元(41、41a)，各一維探測器單元包括入射狹縫(43、43a)，電離輻射線在透過所述目標后通過所述入射狹縫進入一維探測器單元，進行電離輻射一維成像，其中，所述若干個一維探測器單元布置成陣列，其相應的入射狹縫(43、43a)互相平行，對著所述電離輻射線的輻射源。這種探測器裝置還包括用來使探測器單元陣列在垂直于電離輻射線方向的平面內(nèi)轉動的轉動裝置(44；64；74；86)，而所述探測器單元設置成可重復進行探測，從而形成所述目標的一系列二維圖像。
文檔編號G01T1/16GK1633608SQ03804037
公開日2005年6月29日 申請日期2003年2月14日 優(yōu)先權日2002年2月15日
發(fā)明者T·弗蘭克, P·斯韋登哈 申請人:愛克斯康特公司