狹縫x-射線照像裝置的製作方法
2023-05-30 13:34:16 1
專利名稱：狹縫x-射線照像裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種狹縫X-射線照像裝置，該裝置包括一個X-射線源;一個狹縫形光闌，該光闌置於X-射線源前面，在工作時形成扇形X-射線束，至少可使待檢測物體部分地被掃描，用以在放於物體後面的X-射線探測裝置上形成物體被掃描部分的影象;一個控制信號發生器，在扇形X-射線束每個扇區工作期間，它把代表著物體瞬時透射的信號供給控制裝置;可控制的衰減元件，它們與狹縫光闌相互影響，在控制裝置提供的控制信號控制下，能影響扇形X-射線束的每個扇區。
從荷蘭專利申請8，400，845可以了解這種類型的裝置。按照該專利所了解到的技術，在任何時刻經狹縫光闌透過的X-射線量由所用的衰減元件來調節，這些元件放在狹縫光闌的縫邊或就在縫當中，每個元件可影響扇形X-射線束的一個扇區，而且這些元件受到控制，這取決於發生在有關的扇區並由待檢測物體引起的衰減，控制的方式是使這些元件以較多或較少的程度伸進X-射線束中。如果在一特定時刻由被照射物體在一特定扇區引起的衰減較高，則屬於這個扇區的衰減元件被全部或相當大部分地移出X-射線束。另一方面，如果在一特定時刻由物體在一特定扇區引起的衰減較低，則與此相關的衰減元件被進一步帶進X-射線束。
這種技術的優點在於可以得到被補償的X-射線照片，即被正確明暗曝光的X-射線照片。因此，譬如得到一幅患者身體上部的圖片，則放射學家可從中發現充足的信息;至此，關於患者的肺部及腹部儘管是兩幅不同的圖象，為了獲取同樣的信息，把它們結合在一起的同樣圖片就成為必需的了。
這種已知技術的缺點在於，對患者的透明部分和不透明部分基本上用的是同樣硬度的X-射線。然而，對於不透明部分比起透明部分來就希望使用硬度相對大些的X-射線，以便在不透明部分得到更好的曝光，並使在透明部分形成的X-射線影象有更好的對比度。
本發明的目的在於改進已有技術，提供一種用來製取補償的X-射線照片的有效裝置。
為了這個目的，本發明所描述的這類裝置的特徵在於以一種預定方式周期性地改變扇形X-射線束的硬度並同時擺動所有衰減元件，這一擺動在每一時刻疊加於由控制信號確定的各衰減元件的即時位置上，它具有預先確定的幅度，該幅度小於狹縫光闌的縫高，此擺動與硬度的周期變化同步，以至在硬度為最大的瞬時每個衰減元件最大限度地影響X-射線束。
下面將參照附圖詳細描述本發明，其中
圖1表示應用本發明的一個狹縫X-射線照像裝置的例子;
圖2表示對X-射線管的周期性變化的供電電壓;
圖3和圖4表示在不同位置具有單個衰減元件的狹縫光闌截面;
圖5表示圖3和圖4的一個改型。
圖1表示狹縫X-射線照像裝置的一個例子。它包括X-射線源1，放在該源前面的狹縫2和一個X-射線屏3。狹縫光闌2發射一束具有較小厚度的扇形X-光束。工作時，移動X-射線源和/或狹縫光闌，使X-射線束4掃描X-射線探測裝置3。為此目的，例如，X-射線源可隨狹縫光闌一起，繞著穿過X-射線源的焦點f伸展到投影平面的軸旋轉，就如同矢號5所表示的那樣。當被照射的物體6處在X-射線和X-射線探測裝置之間時，這樣就能得到物體6(的一部分)的X-射線照片。要說明的是，還可以用條形X-射線探測裝置代替固定的X-射線探測裝置，就像荷蘭專利申請8，303，156中所描述的方式那樣。
為了能影響由狹縫光闌透過的扇形X-射線束每個扇區的X-射線量，以便產生一個補償的X-射線照片，提供可調的衰減元件7，它們與狹縫光闌互相影響。這些衰減元件可用多種方式來設計，譬如荷蘭專利申請8，400，845中所描述的那樣。在圖1所示的例子中，衰減元件為舌形的，舌的自由端可以在適當的控制信號作用下以或大或小程度施入X-射線束中，如矢號12所示。不過，這些衰減元件還可以為平板形的，就如荷蘭專利申請8，400，845中描述的那樣。
為了產生衰減元件所需要的控制信號，提供一個探測裝置，它置於被照射物體6的後面，探測X-射線束每個扇區經物體6透射的射線並產生相應的電信號，該探測裝置可由一排光探測器組成，它們放在X-射線屏後面，入射射線束的高度處，探測在入射X-射線束的作用下由X-射線屏3產生的光量。該探測裝置還能探測由X-射線屏3發射的X-射線。這個探測裝置也可置於X-射線屏之前，這時它例如由一個細長的射線劑量儀組成，就如同申請人在荷蘭專利申請8，503，152和8，503，153中描述的那樣。
這類射線劑量儀在圖1中表示為8，並如矢號9所示的那樣隨掃描X-射線束同步移動。由該劑量儀給出的信號經電線10送至控制迴路11，形成衰減元件用的控制信號。
前面描述的技術的出發點在於，受到衰減元件影響之前X-射線源發射的X-射線束的恆定譜。
相比之下，按照本發明，X-射線束的硬度按一種預定的方式變化，另一方面藉助於衰減元件，仍發生X-射線束的扇區方式的影響。下面將會明白，一種確定的搖動又疊加到由控制信號引起的、隨射線硬度同步變化的衰減元件的不同的運動上。
可以通過以一個確定的波動電壓來調製X-射線管供電電壓高度來產生X-射線束的預定影響。對X-射線管使用如圖1中14所示的具有標準頻率(50Hz或60Hz)、高電壓輸出的波動電壓可以是相當便宜的，因為不需要隨後的消除該波動的措施，而標準頻率不導致這些措施，所說的波動始終存在於供電電壓中。圖中15表示一個獨立的調製器。
圖2表示X-射線管用的一個被調製的供電電壓V的例子。這樣的電壓可以通過單向整流和標準正弦交流電壓的矯平面簡單地得到。X-射線管的供電電壓值決定X-射線的硬度，以致X-射線的硬度隨V值增高而增加。所以，由所示那種形式的供電電壓激勵的X-射線管發射一束X-射線，其硬度同步地隨供電電壓周期性地由最小值增加到最大值，繼而再降至最小值。
在圖2的例子中，X-射線管的供電電壓在150KV到100KV之間以周期tp變化;例如，周期tp與50Hz的調製頻率相對應，這個周期可為20msec。
當然也可以使用別的調製深度和/或電源電壓值和/或調製頻率。
圖3表示狹縫光闌及一個單個的衰減元件的截面，該元件處在屬於待檢測物體的相對透明的被照射部分的位置上。圖4表示一個類似的視圖，其中衰減元件的位置對應於物體的不透明部份。
圖3和圖4中狹縫光闌表示為2，狹縫S具有高度h1。此外，這兩個圖中表示的是一個舌形元件20，它相對於狹縫S的位置在每個時刻由控制電路11的控制信號所確定。
狹縫S在投影平面的橫的方向具有一定的長度，若干個衰減元件沿此方向依次放置，因而每個衰減元件可影響透過狹縫的扇形X-射線束的一個特定扇區。
圖3中表示的衰減元件20處在一定位置，致使實質上在整個長度h1範圍局部地封閉狹縫S。這意味著在扇形X-射線束的相應扇區，待檢測的物體是非常透明的。為了X-射線探測裝置3的正確曝光，在掃描的該瞬時必須遮斷這個扇區中得到的大部分X-射線。這可通過把衰減元件放到圖3所示的位置來實現。這種控制衰減元件的方式已經從荷蘭專利申請8，400，845得知，從中還了解到，衰減元件還可具有不同的形式。
按照本發明，衰減元件除了由所述的與物體局部透明度成比例的控制信號所開動之外，進一步還由一個由具有一定幅度的擺動所引起的附加控制信號所開動。在圖3和圖4中，這個擺動的峰-峰值由h2給出。在使用當中，一個裝置裡的h2例如可以是h1的10～20%。在圖3和圖4中，虛線20′和20″表示衰減元件20與透明度成比例有關的極端位置。
根據本發明，擺動發生於位置20′和20″之間，它隨X-射線硬度同步地變化，還與圖2所表示的X-射線管的供電電壓的幅度調製同步。由於這個擺動的發生，使得在時刻t1、t3等各種情況中衰減元件處在位置20″，這時最大限度地影響X-射線束;此時X-射線管的供電電壓有最大值。在時刻t2、t4等各種情況中，衰減元件處於位置20′，這時X-射線管的供電電壓有最小值。
如此有下述結論。在待測物體的相對透明的部分掃描期間，衰減元件20由控制迴路11帶到使X-射線基本上停止的位置。在這樣的位置上，衰減元件實際上在整個高度範圍內遮蓋了狹縫S。元件的這樣位置如圖3所示。此外，在t1、t3等時刻，(這時所提供的X-射線硬度最大)由於衰減元件的擺動使狹縫愈加被遮蓋。因此，硬輻射相當大量地被停止。在t2、t4等時刻(這時所提供的X-射線硬度最低)，衰減元件離開縫S，使其相當大的扇區範圍被暴露出來(圖3中的位置20′)，待檢測物體的透明部分為相對軟些的X-射線所照射，在最後的圖象中可得到良好的對比度。
在對待檢測物體透明程度較小的部分掃描時，衰減元件被控制迴路11帶至某個位置，使得狹縫S的光只有很小一部分被遮蓋。這如圖4所示。雖然此時提供的X-射線有最大的硬度，在這個位置上狹縫S還是在較大的高度範圍被遮蓋，儘管如此，狹縫基本上維持曝光，衰減元件擺動的影響相對地比較小。因此，待檢測物低透明度的部分在相對高的能量輻照中曝光。
所述的衰減元件的周期性擺動可以通過將一周期信號疊加在由控迴路11提供的控制信號上這樣一種簡單方式來產生。單獨的振蕩器16可如所示得那樣用於此目的，不過這樣的振蕩器也可併入控制迴路，正如已經提到的，這一擺動應該與X-射線管的供電電壓的變化同步。為此，裝置16可以連到X-射線管的供電迴路14，(如圖1所示)或者連到調製器15。
不過，還可以用不同的方式產生衰減元件的擺動，譬如通過裝置16或者通過各衰減元件的共同支承物振動的方式直接控制衰減元件。
按照上面所說的，對於專業人員來說，各種改型都是顯而易見的。
譬如，一個衰減元件的普通擺動的幅度可以到一定的程度，那時這個元件遮住狹縫S。例如擺動的幅度應當依衰減元件較多地遮蓋狹縫而較大。這種「與狀態有關」的擺動幅度可以這樣實現，即將來自探測裝置8的信號加到引起普通擺動的信號上，同時將這樣得到的總信號放大，直至得到所需要的值的控制信號。然後，產生擺動的周期信號的幅度也自動地放大到一個程度，這由所需要的控制信號來決定。
此外，也可以做成不讓衰減元件卻讓狹縫S的上緣或者整個狹縫S隨著硬度的周期性變化同步地周期性振動。在這個意義上而言，「狹縫S的上緣」意思是指這樣的緣，它離開衰減元件的靜止位置最遠。
圖5大體相當於圖3和圖4，不過，現在在以通常方式控制衰減元件的同時，狹縫光闌2或者至少它的上緣30在狹縫S的平面內振動，如雙矢號31所示。為了這個目的可以採用製造偏心驅動。此外，對於狹縫光闌的振動部分必須要有適當的導向裝置。
該振動的峰-峰值還是以h2來表示。
這些以及類似的改型都被認為是落在本發明的範圍之中。
權利要求
1.狹縫X-射線照像裝置，包括一個X-射線源，一個狹縫形光闌，置於X-射線源前面，並在工作時形成一束扇平X-射線束，以此，待檢測物體至少可以部分地被掃描，以便在置於物體後面的X-射線探測裝置上形成物體被掃描部分的X-射線影象，一個控制信號發生器，在扇形X-射線束每個扇區工作期間，它把代表物體的瞬時透射的信號送至控制裝置，可控制的衰減元件，它與狹縫光闌相互影響，在控制裝置提供的控制信號控制下，能影響扇形X-射線束的每個扇區；其特徵在於以一種預定方式周期性地改變扇形X-射線束的硬度並同時擺動全部衰減元件的裝置，所說擺動在每一時刻疊加於由控制信號確定的各衰減元件的即時位置上，擺動具有預先確定的幅度，該幅度小於狹縫光闌的縫高，擺動與硬度的周期變化同步，以至在硬度為最大的瞬時每個衰減元件最大限度地影響X-射線束。
2.狹縫X-射線照像裝置，包括一個X-射線源，一個狹縫形光闌，置於X-射線源前面，並在工作時形成一束扇形X-射線束，以此，待檢測物體至少可以部分地被掃描，以便在置於物體後面的X-射線探測裝置上形成物體被掃描部分的X-射線影象，一個控制信號發生器，在扇形X-射線束每個扇區工作期間，它把代表物體的瞬時透射的信號送至控制裝置，可控制的衰減元件，它與狹縫光闌相互影響，在控制裝置提供的控制信號控制下，能影響扇形X-射線束的每個扇區;其特徵在於以一種預定方式周期性地改變扇形X-射線束的硬度並至少振動狹縫光闌的離開衰減元件靜止位置最遠的緣的裝置，所說的振動具有預先確定的振幅，它小於狹縫光闌的縫高，振動與硬度的周期變化同步，以至在硬度為最大的瞬時每個衰減元件最大限度地影響X-射線束。
3.按照權利要求1或2的裝置，其特徵在於用於周期性地改變扇形X-射線束的硬度的裝置，該裝置調製X-射線源的供電電壓。
4.按照權利要求3的裝置，其特徵在於一個調製器，該調製器與X-射線源的電源相聯。
5.按照權利要求2的裝置，其特徵在於用于振動狹縫光闌的緣的裝置包括一個振蕩器。
6.按照權利要求1的裝置，其特徵在於用於同時擺動所有的衰減元件的裝置包括一個振蕩器。
7.按照權利要求6的裝置，其特徵在於該振蕩器直接控制衰減元件。
8.按照權利要求6的裝置，其特徵在于振蕩器發射電信號給控制裝置。
9.按照權利要求8的裝置，其特徵在於該振蕩器合併到控制裝置中。
10.按照權利要求1的裝置，其特徵在於用於同時振動所有衰減元件的裝置用來引起衰減元件的共同支承物振動。
11.按照權利要求2的裝置，其特徵在於用於使狹縫光闌的至少一個緣振動的裝置包括偏心驅動裝置。
12.按照權利要求1的裝置，其特徵在於用於同時振動衰減元件的裝置，用於根據所說的衰減元件影響X-射線束的程度來校準衰減元件振動的幅度。
13.按照權利要求12的裝置，其特徵在於衰減元件的振動幅度依照該衰減元件較多地影響X-射線束的方式被校準到一個較大值。
全文摘要
X射線照像裝置包括狹縫光闌以形成扇形X-射線束來掃描物體，還包括與狹縫光闌互相作用以影響扇形X射線束的扇區並由代表各相應扇區中物體的瞬時透射的信號來控制的可控制衰減元件。扇形X射線束的硬度以預定的方式周期性地變化。衰減元件隨X射線束硬度的周期變化而同步地擺動。衰減元件的擺動在每個時刻疊加於由代表物體瞬時透射的信號所確定的瞬時位置上。擺動幅度小於狹縫光闌縫高。在硬度最大時刻，對X射線的影響最大。
文檔編號H05G1/32GK1031137SQ8810478
公開日1989年2月15日 申請日期1988年8月2日 優先權日1987年8月3日
發明者傑魯特·羅納德·簡, 伏拉斯勃姆·雨果 申請人:老代爾夫特光學工業有限公司