具有射束光闌的x射線檢查裝置的製作方法
2023-05-17 19:15:26
專利名稱：具有射束光闌的x射線檢查裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有射束光闌的X射線檢查裝置，其中的射束光闌具有一個包括調節光閘孔徑的調節件的光閘。
從美國第5086444號專利中可以了解這種類型的X射線檢查裝置。
這種已知的X射線檢查裝置包括一個X射線源，用於向位於該X射線源和一個X射線檢測器之間的一個物體，例如一個待檢測的病人所在的部位發射一束X射線。由於病人體中的X射線的吸收率不同，在X射線檢測器上形成一幅X射線影象。為了擋住病人的一些部位，使其不受X射線的照射，在X射線源和病人之間放置一個帶有吸收X射線的光閘的射束光闌，所述的光閘可以被移入X射線束中或從X射線束中移出以調節光閘孔徑，從而在必要時遮斷部分X射線。例如，在檢查病人的心臟及冠狀血管時，調節光閘以便儘可能地遮住周圍的肺組織，使其不受到X射線的照射，僅僅將心臟部位曝露在X射線下。
在這種已知的X射線檢查裝置中，光閘上有一個銷子，並由一個調節件控制，調節件由一個帶有固定形狀的凹槽的控制環構成，銷子就插在所述的凹槽中。通過旋轉控制環使凹槽沿著銷子動作，從而移動光閘。凹槽的固定形狀決定了光閘的運動，不可能通過使光閘執行不同的、彼此間無關的運動(例如滑入X射線中、從X射線中滑出以及旋轉)來改變光閘孔徑。由於這種已知光閘的移動性能受到限制，X射線的橫截面只能在一定的條件下與待檢查的病人的某一個部位精確地匹配。由於這種已知的光閘常常不能用於形成一束具有與病人的一個待檢查的部位精確匹配的橫截面的有界的X射線束，尤其是當所述的部位形狀複雜時，病人的位於待檢查區之外的一些部分將不必要地曝露在X射線下，使病人曝露在一個高於形成一幅高質量的X射線影象所需要的X射線劑量的劑量水平。並且，如果這些部位的X射線吸收率很低，在X射線影。象上將出現曝光過度的區域，導致X射線影象的診斷質量下降。
本發明的一個目的是提供一種帶有射束光闌的X射線檢查裝置，與已有的X射線裝置相比，這種裝置更有可能形成一幅具有與待照射的區域精確一致的橫截面的有界的X射線束。
為此，本發明的X射線檢查裝置的特徵在於，通過構成調節件的一部分的兩個控制環之間的互不相關的旋轉，光閘可以在一個垂直於光闌中心軸的平面上徑向滑動及旋轉。
控制環的旋轉使得光閘能夠以多種不同的、互不相關的方式移動到X射線束中的幾乎任何一個所需位置上，使光閘的孔徑得到調節，以控制有界的X射線束的橫截面，使得基本上只有待檢查物體的一個區域曝露在X射線下。與光閘相連的兩個控制環的不同的相對運動獨立地轉變為光閘的不同運動模式，例如滑過及轉過不同的距離或角度。
當光閘由一種具有較高的X射線吸收率的材料(例如幾毫米厚的鉛板)製成時，入射到光閘上的一部分X射線被光閘阻斷，因而不能射到病人身上。也可能用一種其X射線吸收率低於完全阻斷X射線所需的吸收率的材料(例如大約一毫米厚的銅板)來構成光閘。這樣的光閘使X射線衰減，起到一個X射線濾波器的作用，可避免X射線影象中的與人體中的低X射線吸收率區域相應的部分曝光過度。
由於這些控制環厚度小，並且藉助於有限數量的元件與光閘相連，因此對一個小巧的射束光闌來說特別合適。
本發明的X射線檢查裝置的一個優選實施例的特徵在於，光閘可以通過所述的兩個控制環的同向旋轉而旋轉。
與光閘相連的兩個控制環的同向旋轉轉化為光閘在一個基本上垂直於X射線束的平面中的旋轉。光閘的這種旋轉獨立於該光閘的其它可能的運動模式。其結果是，光閘可以被移動，以佔據X射線束中的幾乎任何一個所需的方位，從而實現該有界的X射線束的橫截面與待照射區域之間的精確的匹配。
最好是將光閘做成一塊矩形的平板，並且在將其安裝到X射線檢查裝置上時最好是能使該光閘的旋轉軸與X射線束的中心線重合。這樣，控制環的旋轉能帶動光閘在X射線束中運動，以便阻斷通過光闌的X射線束的大致上為圓形的截面的近乎半月形的部分。這個大約為半月形的部分由光閘的一條直邊和X射線束的大致上為圓形的橫截面的圓周的一條圓弧圍成。藉助於控制環來旋轉光閘可以得到幾乎任何一個方位的半月形部分。
或者，在將光閘安裝到X射線檢查裝置上時可以使該光閘的旋轉軸不與X射線束的中心線重合。這樣，控制環的旋轉能帶動光閘在X射線束中運動，以便阻斷通過光闌的X射線束的近乎扇形的部分。這個扇形的部分由光閘的一個角和X射線束的大致上為圓形的橫截面的圓周的一條圓弧圍成。這個近乎扇形的部分的大小由兩個控制環一起轉過的角度控制。這樣，通過調節光閘可以用該光閘阻斷X射線束的多種尺寸和方位的扇形部分。
本發明的X射線檢查裝置的另一個優選實施例的特徵在於，光閘可以通過所述的兩個控制環的反向旋轉而滑動。
與光閘相連的兩個控制環的反向旋轉轉化為光閘在一個基本上沿著X射線束的中線的方向上的滑動。光閘的這種滑動獨立於該光閘的其它可能的運動模式。
將光閘沿橫向滑動到X射線束中，光閘將從X射線束的大致上為圓形的橫截面中阻斷住一個規定尺寸的近乎半月形的部分。兩個控制環沿相反的方向轉過的角度決定了這個近乎半月形的部分的大小。
本發明的X射線檢查裝置的另一個優選實施例的特徵在於，射束光闌帶有幾個沿著X射線束的方向順序排列的同樣的光閘。
通過旋轉及/或滑動控制環可以從不同的方向將這些光閘中的每一個移到X射線束中或從X射線束中移出。若各個光閘排列得合適，病人可以曝露在一個具有複雜橫截面(例如一個其邊和角可以由這些光閘的位置任意調節的多邊形橫截面)的X射線束中。其結果是，這個橫截面在形狀和尺寸上可以與受X射線照射的待檢查病人的一個部位精確地適配。可從不同方向滑動到X射線束中的光閘配備得越多，圍成入射到病人身上的X射線束的橫截面的多邊形的可任意的選擇的邊數的最大值就越大。因此，採用具有多個光閘的射束光闌可以獲得橫截面的形狀更為複雜的X射線束，更有可能實現這個橫截面和待檢查區域之間的精確匹配。
參照這些附圖和後面描述的實施例，本發明的這些和其它方面將得到更好的理解和解釋。
在這些附圖中
圖1以圖解的方式表示本發明的具有射束光闌的X射線檢查裝置的一個施例；圖2是本發明的X射線檢查裝置的一個實施例的射束光闌的分解視圖；圖3和圖4分別是本發明的X射線檢查裝置的另一個實施例的射束光闌的側視圖和平面視圖。
圖1以圖解的方式表示本發明的具有射束光闌的X射線檢查裝置。X射線源發出一束由具有一個光閘4的射束光闌3限制的X射線束2。物體6，例如待檢查的病人6的一部分5曝露在有界的X射線束7中，這樣，由於病人體內的吸收率不同，在X射線影象增強器9的輸入屏8上以陰影象的形式形成一幅X射線影象；這個影象在輸出窗10上轉化為一幅光象。輸出窗上的光象由一個視頻照相機11攝取，該視頻照相機11藉助於一個光傳輸器12，例如由一個或多個透鏡組成的系統與輸出窗10相連。視頻照相機11從該光象中獲取一個電信號，該電子影象信號被傳送到一個監視器13以重現該影象信息；該電子影象信號也可被送至一個影象處理器14中以便對該影象信息作進一步的處理。
圖2是本發明的X射線檢查裝置的一個實施例的射束光闌3的分解視圖。光閘的調節件由各自處在承板20的一邊的一個第一控制環21和一個第二控制環22組成。這兩個控制環可以以承板為軸頸旋轉。承板20帶有一個供X射線束穿過的圓形光閘孔23。該光閘孔可以部分地被這兩個控制環覆蓋，這取決於控制環的寬度；光閘孔的尺寸則由這兩個控制環的開口決定。扁平的矩形光閘4被安裝在一個帶有兩個銷子25和26的框架24上。第一銷子25插在第一控制環21上的槽27中，第二銷子插在第二控制環22上的孔28中。槽27的長度是其寬度的幾倍，槽27的長度方向相對於第一控制環的軸而言是朝著徑向。這種利用插銷子的孔的傳動只需要使用有限個簡單元件。
通過旋轉控制環21和22可將光閘4移入或移出X射線束通過的區域。這些控制環由一個致動器驅動；為此，在每個控制環上開設例如一個與由致動器驅動的齒輪相嚙合的帶齒的部分。每個控制環可以分別與一個致動器相連，但也可以使幾個控制環與同一個致動器相連。當兩個控制環以同樣的角速度沿相同的方向旋轉時，例如兩個控制環沿實線箭頭所指的方向反時針旋轉時，控制環21和22使帶有光閘的框架反時針旋轉。例如，控制環21和22被安裝成其軸線與射束光闌的中軸30重合的形式，使光閘可以圍繞射束光闌的中軸旋轉，而由X射線源發出的X射線束的中央射線也與射束光闌的中軸重合，這樣，通過旋轉光閘，使X射線束的大約為圓形的橫截面的一個近乎半月形的受阻部分圍繞著中軸30旋轉。還可將控制環21和22安裝成使它們兩者的軸互相重合但偏離且平行於中軸的形式，這樣，光閘4可以圍繞著一條不與中軸重合的軸旋轉。當光閘圍繞著這根軸旋轉時，它被移進和移出X射線束，從而阻斷X射線束的大約為圓形的橫截面的一個近乎扇形的部分，該部分的大小由控制環21和22轉過的角度決定。
當兩個控制環以同樣的角速度向相反的方向旋轉時，例如如虛線箭頭所示，第一控制環21沿反時針方向旋轉，第二控制環22沿順時針方向旋轉，控制環21和22使帶有光閘的框架沿著徑向(相對於中軸30)滑入X射線束中；通過向相反的方向旋轉兩個控制環，可使光閘移出X射線，銷子25則通過槽27移動一段距離。被光閘阻斷的X射線束的近乎半月形的部分的大小隨著朝相反的方向旋轉兩個控制環使光閘移動到X射線束中達一預期的程度而變化。
如果兩個控制環以不同的角速度圍繞著它們的軸旋轉，則引發光閘的旋轉及滑動的組合運動。
圖3是本發明的X射線檢查裝置的另一個實施例的射束光闌的側視圖。第一承板201上的第一光閘31和第二承板202上的第二光閘32一個位於另一個的後面。第一光閘安裝在藉助於銷子43和45與由控制環41和控制環42組成的第一對控制環相連的框架35上。銷子43插在控制環41中的槽44中，銷子45插在控制環42上的孔46中。放置在第二承板202中的第二光閘32安裝在分別藉助於插在第一控制環47的孔49中的銷子50和插在第二控制環48的槽51中的銷子52與第二對控制環47和48相連的框架36上。當旋轉這兩個控制環時，它們的移動被傳遞到銷子43、45、50和52上，這些銷子沿著框架35和36帶動光閘31和32移動。
圖4是圖3中的構成本發明的X射線檢查裝置的一部分的射束光闌的平面圖。承板20中的供X射線束2通過的圓孔23可以全部地或部分地被吸收X射線的光閘31和32封閉住，通過旋轉控制環41、42和47、48可以將光閘31和32移入及移出X射線束，以便在需要的時候阻斷X射線束的橫截面的一部分。光閘可以移動的方向在圖中用實線箭頭和虛線箭頭表示，其中的實線箭頭表示光閘圍繞軸30旋轉，虛線箭頭表示光閘滑入及滑出X射線束。該圖還示出X射線束的橫截面的大約為半月形的部分53和54，在這兩個部分中，X射線束被光閘阻斷。通過在光閘或安裝光閘的承載框架上開一個孔或一個槽，以及通過在中心環上安置一個插在相應的光閘或承載框架的孔或槽中的銷子，還可將光閘連接到各自的中心環上。
權利要求
1.一種X射線檢查裝置，具有一個射束光闌(3)，所述的射束光闌(3)帶有一個包括改變光閘孔徑的調節件(21、22)的光閘(4)，其特徵在於，通過形成所述調節件的一部分的兩個控制環(21、22)之間的互不相關的旋轉，光閘(4)可以在一個垂直於射束光闌(3)的中軸(30)的平面中徑向滑動及轉動。
2.如權利要求1所述的X射線檢查裝置，其特徵在於，光閘(4)可以藉助於所述的兩個控制環(21、22)的同向旋轉而旋轉。
3.如權利要求1或2所述的X射線檢查裝置，其特徵在於，光閘(4)可以藉助於所述的兩個控制環(21、22)的反向旋轉而滑動。
4.如權利要求1或2或3之一所述的X射線檢查裝置，包括一個發射X射線束(2)的X射線源，其特徵在於，所述的光闌(3)包括幾個沿X射線束的方向順序放置的相同的光閘(31，32)。
全文摘要
本發明的X射線檢查裝置包括一個帶有吸收X射線的光閘(4，31，32)的射束光闌(3)，射束光闌(3)設置在X射線源(1)和X射線檢測器(9)之間以便阻斷X射線束的一些部分，由此形成一個有界的X射線束(7)。藉助於與光閘(4，31，32)相連的控制環(21，22，41，42，47，48)的不同的旋轉，可以以不同的自由度移動光閘(4，31，32)。由於光閘(4，31，32)可以被移動到X射線束(2)中的幾乎任何一個預期位置，射束光闌(3)可以控制有界的X射線束(7)的橫截面的形狀，使得基本上只有待檢查病人(6)的一個部分(5)曝露在X射線中。
文檔編號A61B6/00GK1142178SQ95191893
公開日1997年2月5日 申請日期1995年10月6日 優先權日1994年11月21日
發明者F·J·M·范登貝塞拉爾 申請人:菲利浦電子有限公司