3.12. Сканирующие устройства компьютерных томографов

Сканирующее устройство представляет собой агрегат, при помощи которого осуществляются многопозиционное облучение пациента коллимированным рентгеновским пучком, измерение интенсивности излучения за объектом и сбор измерительных данных, необходимых для компьютерной реконструкции изображений.

В состав сканирующего устройства томографа входят рентгеновский излучатель; многоэлементный блок рентгеновских детекторов; элементы рентгенооптики (фильтры, коллиматоры, выравнивающие клинья, приводы сменных элементов рентгенооптики, элементы юстировки и т. д.); станина; электромеханический узел пространственного перемещения излучателя и детекторов с центральным отверстием — туннелем, формирующим поле облучения пациента; сервоэлектроприводы; различные уравновешиватели и демпферы вибраций; датчики координат; кабели и трубопроводы, обеспечивающие питание, обмен информационными сигналами между подвижной и неподвижной частями сканирующей системы и охлаждение излучателя; кабельное устройство, осуществляющее смотку, размотку и укладку кабеля при перемещениях подвижной системы; оптическое визирное устройство, позволяющее правильно располагать пациента в пределах поля исследования и совмещать невидимую плоскость рентгеновского излучения с исследуемой областью тела пациента.

Сканирующее устройство обычно снабжают одним или двумя пультами для непосредственного управления подготовительными операциями перед исследованием и средствами дистанционного контроля за состоянием пациента. Масса подвижных частей устройства составляет несколько сотен килограммов, диаметр поворотной системы — около 1,5 м, скорость ее вращения достигает 1 об/с, а погрешности в определении и задании линейных и угловых координат механических устройств не превышают 0,01 %.

В устройствах четвертого поколения на вращающейся раме установлены излучатель и веерообразный блок коллиматоров, а детекторы образуют неподвижный кольцевидный блок (рис.

Рис. 3.18. Сканирующее устройство компьютерного томографа четвертого поколения: 1 — рентгеновский излучатель; 2 - 600 неподвижных детекторов; 3 — электромеханическое устройство привода; 4 — узел первичной коллимации; 5 — диагностическая зона

Скорость вращения излучателя в томографах четвертого поколения вполне можно было бы поднять до 10—20 об/с. Необходимо лишь создать подходящую конструкцию для бесконтактного кабельного устройства (одна из таких конструкций разработана фирмой “Varian”) и повысить быстродействие электронных устройств. Однако повышение скорости при неизменной предельной интенсивности излучения приводит к уменьшению числа рентгеновских фотонов, регистрируемых детектором за единицу времени, погрешность сигнала, обусловленная статистической природой излучения, резко возрастает, шумы на изображении увеличиваются, и разрешение по плотности тканей падает.

При достигнутой интенсивности излучения и заданной допустимой погрешности каждый детектор должен накапливать заряд не менее 2,5 мКл. Поэтому предельная скорость сканирования для устройств третьего и четвертого поколений, как показывает расчет, составляет 1 об/с, а время сканирования 1 с. Практически достигнутые длительности сканирования составляют для лучших систем третьего поколения (Somatom, CT/T) от 2,5 до 4,8 с, а для четвертого поколения (Synerview 600, СТ7070) – от 1 до 3 с.