Устройство и работа отдельных узлов рентгеновского компьютерного томографа (стр. 3 из 3)

На рис.9 показана конструкция гентри томографа «СТ МАХ 640». Рентгеновская трубка 1, коллиматор 2 и многоэлементный детектор 3 закреплены на вращающемся барабане 4

Рисунок 9. Конструкция гентри томографа «СТ МАХ 640».

Барабан 5 – неподвижен. Оба барабана изготовлены из дюралюминия. Питание трубки, детектора и съем с него сигналов осуществляется по кабельной системе 6. Она содержит высоковольтный кабель трубки и группу низковольтных кабелей детектора. Кабельная система образует петлю, которая прикрепляется к подвижному и неподвижному барабанам. При вращении последнего ее изгиб перемещается в направлении вращения. Для того чтобы кабельная система выдержала много циклов сканирования, проводники всех кабелей должны быть выполнены многожильными, а изоляция кабелей – из эластичных износостойких полимеров.

Детектор томографа «СТ МАХ 640» ионизационного типа (ксеноновый) содержит 511собирающих электродов (см. рис.4). Подвижный барабан приводится во вращение шаговым двигателем 7 (через редуктор) и при сканировании поворачивается на угол 270^о. Механическая система гентри может отклоняться на угол ± 20^о от вертикали, что позволяет получать изображения косых срезов.

Большое число элементов детектора обусловило существенные различия между системами сбора первичных данных (ССД) томографов 2-го и 3-го поколений. Способы для аналогового и цифрового преобразования данных, применявшиеся в РКТ 2-го поколения (рис.8, рис.7), потребовали бы слишком больших аппаратных средств и времени сбора. На рис.10 показана структурная схема ССД томографа «СТ МАХ 640». Этот блок размещается в гентри.

Рисунок 10. Система сбора данных РКТ «СТ МАХ 640».

Здесь роль интеграторов выполняют конденсаторы, которые заряжаются импульсами тока от собирающих электродов. Они объединены в четыре группы, где коммутируются мультиплексорами МХ1. Так как емкости интегрирующих конденсаторов и заряды, образующиеся в них, достаточно малы, усиление сигналов от детектора производится предварительным усилителем с большим входным сопротивлением. Следует иметь в виду, что перебор всех элементарных детекторов производится на каждом шаге сканирования. При полном времени сканирования 6 с и количестве шагов около 4000 получаем время одного шага равным 1,5 мс. За это время нужно перебрать примерно 500 элементарных детекторов, т. е. на каждый элемент отводится 3 мкс и, следовательно, коммутаторы должны работать с высокой частотой. В конце каждого шага интегрирующие конденсаторы разряжаются ключами S_P.

Сигналы от групп собирающих электродов объединяются коммутатором МХ2, усиливаются усилителем с регулируемым коэффициентом усиления и преобразуются в цифровую форму с помощью АЦП, от которого не требуется очень высокого быстродействия. Компаратор сравнивает напряжение на выходе МХ2 с опорным напряжением и управляет устройством, сообщающим код диапазона амплитуд, в котором находятся сигналы. Шаговое сканирование позволяет точно задавать положение системы ИРИ – детектор и получать большое число проекций, что обеспечивает высокую разрешающую способность томографа.