一種CT用前準直器的製作方法

2023-12-09 07:37:41 1

本發明屬於粒子或電離輻射的處理技術；照射裝置；γ射線或X射線顯微鏡的技術領域，特別涉及一種射線利用率高、無散射線造成圖像質量問題及偽影的CT用前準直器。

背景技術：

CT設備中的準直器屬於光纖通信光器件的用於輸入輸出的一個光學元件，主要用於將發散光通過類似凸透鏡的結構變成平行光。在CT設備中一般有兩個前、後兩個準直器，其中，前準直器主要設置在X線管前端，決定CT掃描層厚。

現有技術中，準直器的光閘板（弧形板或平板）一般安裝在直線導軌上通過絲槓傳動進行移動，用以實現對X射線束的寬度控制，但在實際的操作中存在以下問題：

1、X射線經過現有準直器準直之後，到達球面探測器處的X射線寬度不均，為了完全覆蓋探測器通道，需要加大準直開縫寬度解決，這會帶來輻射劑量較大、圖像質量下降及圖像存在偽影等問題；

2、利用絲槓傳動控制光閘板運動的結構複雜，佔用空間大，成本較高。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是，現有技術中，準直器的光閘板一般安裝在直線導軌上通過絲槓傳動進行移動，X射線經過準直到達球面探測器處的寬度不均，故為了完全覆蓋探測器通道，需要加大準直開縫寬度解決，而導致的輻射劑量較大、圖像質量下降及圖像存在偽影，同時利用絲槓傳動控制光閘板運動的結構複雜，佔用空間大，成本較高的問題，進而提供了一種優化結構的CT用前準直器。

本發明所採用的技術方案是，一種CT用前準直器，包括準直器箱，所述準直器箱的箱蓋中心設有通孔，所述箱蓋上部設有平行的第一弧形導軌和第二弧形導軌，所述第一弧形導軌和第二弧形導軌分別設於所述通孔左側和右側的箱蓋上，所述的第一弧形導軌和第二弧形導軌的兩端分別設於箱蓋的前部和後部；所述第一弧形導軌和第二弧形導軌間設有平行的第一光閘板和第二光閘板，所述第一光閘板和第二光閘板分別與第一弧形導軌和第二弧形導軌垂直，所述第一光閘板和第二光閘板的兩端部分別通過滑塊與第一弧形導軌和第二弧形導軌配合設置；所述第一光閘板和第二光閘板分別通過傳動機構連接至第一電機和第二電機。

優選地，所述第一弧形導軌和第二弧形導軌相對的各點間距離相等，所述第一弧形導軌和第二弧形導軌的弧形半徑相等，所述第一弧形導軌和第二弧形導軌的弧面的軸心連線與第一光閘板和第二光閘板平行。

優選地，所述第一光閘板和第二光閘板為弧形板。

優選地，所述傳動機構包括配合設置的第一主動輪和第一從動輪、第二主動輪和第二從動輪，所述第一主動輪和第二主動輪分別設於第一電機和第二電機的電機軸上，所述第一電機和第二電機分別設於通孔左側和右側的箱蓋前端部，所述第一從動輪和第二從動輪分別設於通孔左側和右側的箱蓋後端部，所述第一主動輪和第一從動輪的外側套設有第一同步帶，所述第二主動輪和第二從動輪的外側套設有第二同步帶，所述第一同步帶和第二同步帶分別設於所述第一弧形導軌和第二弧形導軌側部，所述第一光閘板的左端通過連接片與第一同步帶連接，所述第二光閘板的右端通過連接片與第二同步帶連接。

優選地，所述第一同步帶和第二同步帶上分別設有漲緊彈簧，所述漲緊彈簧的兩端部設於箱蓋上。

優選地，所述傳動機構包括設於第一弧形導軌背向通孔側的弧形齒條，所述弧形齒條與所述第一弧形導軌的弧度相同；所述第一光閘板和第二光閘板的左端部分別連接有第一過渡板和第二過渡板，所述第一過渡板和第二過渡板側部分別設有第一電機和第二電機，所述第一電機和第二電機的輸出軸上分別套設有齒輪，所述第一電機和第二電機分別通過齒輪與所述弧形齒條嚙合。

優選地，所述第一過渡板和第二過渡板為對稱設置的倒L型彎板，所述2個倒L型彎板的直角相對設置。

本發明提供了一種優化結構的CT用前準直器，通過在準直器箱的箱蓋中心設置用於通過X射線的通孔，在通孔兩側的箱蓋上平行設置橫跨箱蓋前後部的第一弧形導軌和第二弧形導軌，在第一弧形導軌和第二弧形導軌間設置平行的第一光閘板和第二光閘板，第一光閘板和第二光閘板分別通過滑塊與第一弧形導軌和第二弧形導軌配合在其上運動，且第一光閘板和第二光閘板分別通過傳動機構連接至第一電機和第二電機。本發明通過弧形導軌模擬準直，到達球面探測器處的X射線寬度均勻，射線利用率高，輻射劑量低且無散射線造成圖像質量問題及圖像偽影；本發明中第一光閘板和第二光閘板可以獨立被操作，整體結構緊湊，佔用空間小，成本低，工作效率高。

附圖說明

圖1為本發明中實施例1的結構示意圖；

圖2為本發明中實施例2的主視圖結構示意圖；

圖3為本發明中實施例2的側視剖視圖結構示意圖；

圖4為本發明中實施例2的立體圖結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步的詳細描述，但本發明的保護範圍並不限於此。

如圖所示，本發明涉及一種CT用前準直器，包括準直器箱，所述準直器箱的箱蓋1中心設有通孔2，所述箱蓋1上部設有平行的第一弧形導軌3和第二弧形導軌4，所述第一弧形導軌3和第二弧形導軌4分別設於所述通孔2左側和右側的箱蓋1上，所述的第一弧形導軌3和第二弧形導軌4的兩端分別設於箱蓋1的前部和後部；所述第一弧形導軌3和第二弧形導軌4間設有平行的第一光閘板5和第二光閘板6，所述第一光閘板5和第二光閘板6分別與第一弧形導軌3和第二弧形導軌4垂直，所述第一光閘板5和第二光閘板6的兩端部分別通過滑塊7與第一弧形導軌3和第二弧形導軌4配合設置；所述第一光閘板5和第二光閘板6分別通過傳動機構連接至第一電機8和第二電機9。

本發明中，準直器箱的箱蓋1中心設有通孔2，通孔2用於通過X射線。

本發明中，在通孔2兩側的箱蓋1上平行設置兩端部橫跨箱蓋1前後部的第一弧形導軌3和第二弧形導軌4，在第一弧形導軌3和第二弧形導軌4間設置平行的第一光閘板5和第二光閘板6，以第一光閘板5和第二光閘板6模擬準直的效果，同時將第一光閘板5和第二光閘板6的運動路徑設置在第一弧形導軌3和第二弧形導軌4上，即第一光閘板5和第二光閘板6打開的路徑非直線打開，更利於X射線的線束寬度的無級控制，使得到達球面探測器處的X射線寬度均勻。

本發明中，為了便於設置第一弧形導軌3和第二弧形導軌4，也可以在準直器箱上設置立臂，第一弧形導軌3和第二弧形導軌4可以直接設置在立臂上。

本發明中，第一光閘板5和第二光閘板6分別通過滑塊7與第一弧形導軌3和第二弧形導軌4配合，第一光閘板5和第二光閘板6在第一弧形導軌3和第二弧形導軌4上整體做弧線運動，且第一光閘板5和第二光閘板6分別通過傳動機構連接至第一電機8和第二電機9，即第一光閘板5和第二光閘板6可以被分開控制，進行X射線的準直的微調。

本發明中，採用第一電機8和第二電機9分別控制第一光閘板5和第二光閘板6，使得本發明不僅開縫大小可調，且同時開縫中心位置可調，第一電機8和第二電機9的存在滿足了後期位置精確校正和焦點跟蹤等其他功能要求。

本發明中，通過弧形導軌模擬準直，到達球面探測器處的X射線寬度均勻，射線利用率高，輻射劑量低且無散射線造成圖像質量問題及圖像偽影；第一光閘板5和第二光閘板6可以獨立被操作，整體結構緊湊，佔用空間小，成本低，工作效率高。

所述第一弧形導軌3和第二弧形導軌4相對的各點間距離相等，所述第一弧形導軌3和第二弧形導軌4的弧形半徑相等，所述第一弧形導軌3和第二弧形導軌4的弧面的軸心連線與第一光閘板5和第二光閘板6平行。

本發明中，為了保證X射線在進行準直後寬度一致，故必須保證各點X射線通過的一致性，第一弧形導軌3和第二弧形導軌4相對的各點間距離相等保證了第一弧形導軌3和第二弧形導軌4處於正的Y軸方向。

本發明中，不僅需要保持第一弧形導軌3和第二弧形導軌4相對的各點間距離相等，同時還要求第一弧形導軌3和第二弧形導軌4的半徑相等，弧面軸心同軸，即軸心連線與第一光閘板5和第二光閘板6平行，使得第一光閘板5和第二光閘板6可以在第一弧形導軌3和第二弧形導軌4的行程的圓柱面上進行導向運動。

所述第一光閘板5和第二光閘板6為弧形板。

本發明中，第一光閘板5和第二光閘板6為弧形板，進一步模擬了準直器的凸面鏡，使得各個方向散射的X射線可以被校直，同時保證了到達球面探測器處的X射線寬度均勻。

本發明中，傳動機構包括至少2種實施例。

實施例1：

所述傳動機構包括配合設置的第一主動輪10和第一從動輪11、第二主動輪12和第二從動輪13，所述第一主動輪10和第二主動輪12分別設於第一電機8和第二電機9的電機軸上，所述第一電機8和第二電機9分別設於通孔2左側和右側的箱蓋1前端部，所述第一從動輪11和第二從動輪13分別設於通孔2左側和右側的箱蓋1後端部，所述第一主動輪10和第一從動輪11的外側套設有第一同步帶14，所述第二主動輪12和第二從動輪13的外側套設有第二同步帶15，所述第一同步帶14和第二同步帶15分別設於所述第一弧形導軌3和第二弧形導軌4側部，所述第一光閘板5的左端通過連接片16與第一同步帶14連接，所述第二光閘板6的右端通過連接片16與第二同步帶15連接。

所述第一同步帶14和第二同步帶15上分別設有漲緊彈簧17，所述漲緊彈簧17的兩端部設於箱蓋1上。

本發明中，實施例1採用了在第一弧形導軌3和第二弧形導軌4的側部分別設置第一同步帶14和第二同步帶15的形式，並將第一光閘板5和第二光閘板6分別通過連接片16與第一同步帶14和第二同步帶15連接，即第一弧形導軌3和第二弧形導軌4提供了運動的軌道，第一同步帶14和第二同步帶15傳遞了運動的動力。

本發明中，第一同步帶14和第二同步帶15分別包括了第一主動輪10和第一從動輪11、第二主動輪12和第二從動輪13，其中第一主動輪10和第二主動輪12分別設置在第一電機8和第二電機9的電機軸上，由第一電機8和第二電機9帶動轉動，進而帶動第一同步帶14和第二同步帶15的轉動、第一從動輪11和第二從動輪13的從動，使得第一光閘板5和第二光閘板6可以在第一電機8和第二電機9的輸出控制下開合。

本發明中，為了保證第一同步帶14和第二同步帶15的帶動第一光閘板5和第二光閘板6的動力，在第一同步帶14和第二同步帶15上分別設置漲緊彈簧17，保證第一同步帶14和第二同步帶15的張緊狀態，進而保證第一光閘板5和第二光閘板6的順利開合。一般情況下，漲緊彈簧17的兩端部設置在箱蓋1上。

實施例2：

所述傳動機構包括設於第一弧形導軌3背向通孔2側的弧形齒條18，所述弧形齒條18與所述第一弧形導軌3的弧度相同；所述第一光閘板5和第二光閘板6的左端部分別連接有第一過渡板19和第二過渡板20，所述第一過渡板19和第二過渡板20側部分別設有第一電機8和第二電機9，所述第一電機8和第二電機9的輸出軸上分別套設有齒輪21，所述第一電機8和第二電機9分別通過齒輪21與所述弧形齒條18嚙合。

所述第一過渡板19和第二過渡板20為對稱設置的倒L型彎板，所述2個倒L型彎板的直角相對設置。

本發明中，實施例2以齒輪21傳動的形式代替了實施例1的皮帶傳動。

本發明中，第一弧形導軌3的背向通孔1側設置有與第一弧形導軌3的弧度相同的弧形齒條18，第一光閘板5和第二光閘板6分別通過第一過渡板19和第二過渡板20過渡，第一過渡板19和第二過渡板20的側部分別設置有第一電機8和第二電機9，第一電機8和第二電機9的輸出軸上分別套設有齒輪21，齒輪21和弧形齒條18嚙合，當第一電機8和第二電機9工作時，順次帶動各自輸出軸上的齒輪21在弧形齒條18上運動，進而帶動第一過渡板19及第二過渡板20，使得第一光閘板5和第二光閘板6做出相應的開合動作。

本發明中，第一過渡板19和第二過渡板20為對稱設置的倒L型彎板。

本發明解決了現有技術中，準直器的光閘板一般安裝在直線導軌上通過絲槓傳動進行移動，X射線經過準直到達球面探測器處的寬度不均，故為了完全覆蓋探測器通道，需要加大準直開縫寬度解決，而導致的輻射劑量較大、圖像質量下降及圖像存在偽影，同時利用絲槓傳動控制光閘板運動的結構複雜，佔用空間大，成本較高的問題，通過在準直器箱的箱蓋1中心設置用於通過X射線的通孔2，在通孔2兩側的箱蓋1上平行設置橫跨箱蓋1前後部的第一弧形導軌3和第二弧形導軌4，在第一弧形導軌3和第二弧形導軌4間設置平行的第一光閘板5和第二光閘板6，第一光閘板5和第二光閘板6分別通過滑塊7與第一弧形導軌3和第二弧形導軌4配合在其上運動，且第一光閘板5和第二光閘板6分別通過傳動機構連接至第一電機8和第二電機9。本發明通過弧形導軌模擬準直，到達球面探測器處的X射線寬度均勻，射線利用率高，輻射劑量低且無散射線造成圖像質量問題及圖像偽影；本發明中第一光閘板5和第二光閘板6可以獨立被操作，整體結構緊湊，佔用空間小，成本低，工作效率高。