CN101151679A - 用于一x射线设备的光圈 - Google Patents

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Abstract

本发明可概括为：本发明涉及一种用于一X射线设备(1)且具有至少一个射线限定构件的光圈(30)，所述射线限定构件采取可动安装方式并实施为带孔光圈。根据本发明，所述射线限定构件可动地布置在一垂直于一待限定射线束(6)的平面内，并具有多个不同形状的光圈孔(40...51，60...66)，所述光圈孔用于对所述射线束(6)进行限定，使其具有各种不同的轮廓。所述射线限定构件例如可基本实施为旋转对称的带孔片。根据本发明的一改进方案，所述光圈(30)包括两个在所述待限定射线束(6)的方向上重叠布置的射线限定构件。

Description

用于一X射线设备的光圈
技术领域
本发明涉及一种用于一X射线设备的光圈和一种具有这样一个光圈的X射线设备。
背景技术
光圈在X射线设备中用于将由一X射线管产生的X射线束限定为一有效射线束。有效射线束以外的区域被光圈遮蔽，因此，光圈的形状决定了有效射线束的轮廓。根据具体任务改变这一轮廓是合理的。对患者或人体进行检查时，为避免待检体积周围的部位遭受不必要的射线剂量，力求有效射线束的轮廓尽可能精确地与待检体积相匹配。
直接布置在X射线管附近的光圈也称为初级光圈。其通常具有多个与X射线管之间距离各不相同的单个光圈。一般情况下通过布置在光路中的第一个光圈(有时也称为准直器)实现对射线束最初的粗略限定，这个光圈通过一或两对光圈挡片将射线束限定成一大致呈矩形的射线束。在此之后借助一布置在光路中的同样为可调的其他光圈对射线束进行更精细的并不一定以矩形轮廓为目的的限定。
EP 0 485 742所公开的方案是将这一其他光圈实施为可变光圈。可变光圈的直径或标准尺寸可极其精细地进行调节，通常可连续调节，将X射线束限定为大致呈圆形的射线束。可变光圈的缺点在于，其具有数量相对较大的活动部件，因而在设计和制备成本方面均需较大投入。可变光圈具有多个叶片，这些叶片采取可动安装方式，可真正遮蔽不需要的X射线束区域。另一个缺点是，叶片的运动容易造成叶片自身及其支承结构受损。
BE 100 9333中公开了一种用于一便携式X射线设备的光圈，其设计为带孔光圈。这种光圈包括一以X射线管为圆心同心布置的圆柱形射线限定构件。所述射线限定构件具有多个光圈孔，这些光圈孔通过射线限定构件的旋转可定位在出光窗口的前方。其缺点一方面在于，围绕X射线管布置的射线限定构件的圆柱形必须与X射线管相匹配。另一方面，射线限定构件不能自由布置，而是必须采取以X射线管为圆心的同心布置方式。此外，这种布置方式需要复杂的的旋转支承结构，这是因为射线限定构件原本应有利地布置一旋转轴的中心位置上布置了X射线管。
发明内容
本发明的目的是提供一种光圈，这种光圈不仅可对有效射线束的轮廓进行精细调节，且结构简单，造价低廉。本发明的另一目的是提供一种具有这样一个光圈的X射线设备。
这个目的通过一种具有权利要求1所述特征的光圈和一种具有权利要求11所述特征的X射线设备而达成。
本发明的基本思想是提供一种光圈，其具有至少一个采取可动安装方式且实施为带孔光圈的射线限定构件，所述射线限定构件可动地布置在一垂直于一待限定射线束的平面内，并具有多个不同形状的光圈孔，这些光圈孔用于对射线束进行限定，使其具有各种不同的轮廓。由此产生的优点是，借此可使所述射线限定构件的布置和安装方式及其形状尽可能不受用于产生射线束的射线管的形状和位置的影响。在此情况下可为所述射线限定构件设计尽可能简单的形状和安装方式，从而达到尽可能降低制备成本的目的。此外，特别与一可变光圈相比，带孔光圈的制备方法特别简单。
根据本发明的一有利建构方案，射线限定构件可旋转地布置在垂直于射线束的平面内。特别简单的方案是以一简单旋转轴的形式实现旋转支承结构，同时，旋转运动也易于驱动和控制。
本发明的另一有利建构方案是将射线限定构件建构为圆形带孔片。圆形片进行旋转运动时所需的空间特别小。
根据本发明的另一有利建构方案，所述光圈包括至少两个在待限定射线束的方向上重叠布置的射线限定构件。借此可将所需的不同形状的光圈孔分布在多于一个的射线限定构件上。在此情况下，可以节省空间的方式将光圈孔布置在各射线限定构件上，从而达到缩小圆周、尤其是圆形射线限定构件的圆周、更为有效地利用总面积的目的。这一点清楚地体现在下述情况中：如果布置在圆形带孔片相同半径上的光圈孔的数量翻倍，则带孔片的半径几乎也须翻倍(因为周长＝2*π*r)，其中，带孔片的面积为原来的四倍(因为面积＝π*r2)。如果将数量翻倍的光圈孔分布在两个带孔片上，就只需使带孔片的总面积扩大至原来的两倍。将射线限定构件重叠布置可节省更多的空间，借此可缩小其总面积，而减少的量即为重叠部分的量。
本发明的另一有利建构方案是，每个重叠布置的射线限定构件均具有至少两个光圈孔，其中每一个光圈孔分别可全部位于另一射线限定构件的至少一个光圈孔的圆周之内。借此可以一方式定位光圈孔，使得射线束分别通过每个射线限定构件的一光圈孔，且同时可通过对射线束进行限定来使其具有尽可能多的轮廓。
附图说明
从属权利要求和下文中借助附图而实现的实施例说明涉及的是本发明的其他有利建构方案，其中：
图1为一带有光圈的X射线设备；
图2为光圈的第一扁平片；
图3为光圈的第二带孔片；
图4为用于实现一第一光圈孔的重叠布置带孔片；
图5为用于实现一第二光圈孔的重叠布置带孔片；
图6为用于实现一第三光圈孔的重叠布置带孔片；以及
图7为用于实现一第四光圈孔的重叠布置带孔片。
具体实施方式
图1以示意图形式显示一带有光圈30的X射线设备1。一待检患者7躺在一患者检查台2上。患者检查台2的下方布置有一用于摄制X射线图像的包括附属散射光栅16在内的图像接收器5。患者检查台2固定在一支架3上。一X射线源4同样固定在支架3上。所述X射线源4包括一用于产生X射线的X射线管18与一用于粗略限定X射线束6的(传统)初级光圈17。初级光圈17包括两个能将射线束基本限定成矩形射线束的光圈挡片。X射线束6穿过初级光圈17之后被带孔片19和22更为精细地限定成预期轮廓，其中，带孔片19和22共同构成一节省空间且结构简单的第二光圈。其中，也可实现不同于矩形轮廓的轮廓，并可调节出大量不同的轮廓尺寸。初级光圈17与由带孔片19和22构成的第二光圈共同构成光圈30。
通过一供电线8向带有光圈30的X射线源4提供必要的工作电压和控制信号。所需电信号由一开关柜9提供，除未图示的用于产生控制信号的开关构件外，开关柜9还包括一用于产生X射线电压的高压发生器10，这一X射线电压是使X射线管18工作所必需的。开关柜9通过一数据电缆13与一控制设备12相连，并受其控制。控制设备12包括一可显示当前工作数据和参数设定值的显示器15。一数据处理设备11用于对一操作人员的输入进行处理，为预定的摄制情况提供预先设定的X射线程序，并产生用于控制开关柜9的控制信号。数据处理设备11还对一光圈存储器14进行访问，光圈存储器14包含用于调节由带孔片19和22构成的第二光圈的信息。更确切地说，借助光圈存储器14所包含的信息，当通过一操作人员或一X射线程序为X射线束6选择一预先设定的预期轮廓时，就能够实现对各带孔片19、22进行调节，从而达到最有效地实现预定轮廓的目的。
图2显示的是第二光圈的第一带孔片19的俯视示意图。第一带孔片19为一圆形组件，可旋转地安装在一布置在中心的轴座20上。可通过使用轴座20以简单的方式将第一带孔片19安装在光圈30内部。
设置有多个不同形状不同尺寸的光圈孔60、61...66，借助于这些光圈孔可实现多种X射线束轮廓。带孔片19由一X射线无法穿透的材料制成，例如铅或一其他高原子数元素，因此，X射线只能通过各光圈孔60...66，而无法穿过带孔片19。为此，光圈孔60...66必须简单地定位在X射线中。
附图仅以示意图形式显示了光圈孔60...66的各种形状和尺寸。圆形开口的直径例如可分别为10mm、14mm、18mm、19mm、20mm和21mm；其他的具体尺寸同样可以简单的方式实现。除此之外还设置有一矩形开口66，其形状和尺寸均与X射线胶片盒相匹配，使得X射线胶片盒可被这一光圈孔66所限定的X射线完全照射到。为能通过定位装置实现对一光圈孔60...66的精确定位，带孔片19的圆周上设置有定位标记21、21′、21″...。其中，每个定位标记21、21′、21″...的位置与各光圈孔60...66的位置之间存在关联，也就是说，定位标记21、21′、21″...之间所夹的圆心角和圆弧与光圈孔60...66的位置之间所夹的圆心角和圆弧是相同的。因此，一相关定位标记21、21′、21″...的一特定位置与这一定位标记所关联的光圈孔60...66的一特定位置相对应。借此可实现精确的机器定位。
图3显示的是第二带孔片22的俯视示意图。其实施形式与图2所示的带孔片19相似，且同样可旋转地安装在一布置在中心的轴座23上。第二带孔片22具有多个不同尺寸的光圈孔40...51和与这些光圈孔位置相关的定位标记24、24′、24″...。附图以示意图形式显示了光圈孔40...51的具体尺寸，其直径可例如为5mm至16mm(1mm为步进等级)，尺寸最大的光圈孔51的直径可为30mm。
图4以俯视图形式显示了在光圈30中重叠布置在光路方向上的带孔片19和22的配合作用。带孔片19和22以一方式布置在射线束中，使得两个片重叠部分的中心与射线束的中心相重合。在图4所示的旋转位置上，带孔片19的光圈孔60和带孔片22的光圈孔40定位在上述中心位置上。由于光圈孔40的直径较小，因此，由光圈孔40规定所通过的X射线束的轮廓和直径。也就是说，光圈孔40对于所取得的光圈调节效果有着决定性作用。在所示带孔片实施例中，带孔片22的光圈孔41、42、43和44的直径同样小于带孔片19的光圈孔60的直径。因此，当光圈孔41、42、43和44定位成与光圈孔60同心时，其对所取得的光圈调节效果均会产生决定性的影响。
图5显示了带孔片19和22的一种定位情况，在这种定位情况下，带孔片22的光圈孔45和带孔片19的光圈孔60位于重叠部分的中心。光圈孔60的直径小于光圈孔45的直径，因而对所通过的X射线束有着决定性的影响。也就是说，光圈孔60决定着所取得的光圈调节效果。
图6显示了带孔片19和22的另一种定位情况，在这种定位情况下，光圈孔51和64定位在X射线束的中心。由于光圈孔64的直径相对较小，因此，光圈孔64决定着所取得的光圈调节效果。
图7显示了带孔片19和22的另一种定位情况，在这种定位情况下，光圈孔51和66定位在X射线束的中心。轮廓和尺寸例如可与一待照射X射线胶片盒相匹配的矩形光圈孔66全部位于光圈孔51的圆周以内，因而其尺寸小于光圈孔51的尺寸。也就是说，光圈孔66决定着所取得的光圈调节效果。
从上文所述的图4至图7中可以看出，通过选择光圈尺寸在两个带孔片19和22上的分布情况以及通过将两个带孔片19和22重叠不仅可使由此建构而成的光圈具有一尽可能紧凑的结构，而且还能取得多种光圈调节效果。尤其可以看出，光圈孔40...51、60...66在各带孔片19和22上的紧密布置高效利用了各带孔片的面积。
本发明可概括为：本发明涉及一种用于一X射线设备1且具有至少一个射线限定构件的光圈30，所述射线限定构件采取可动安装方式并实施为带孔光圈。根据本发明，所述射线限定构件可动地布置在一垂直于一待限定射线束6的平面内，并具有多个不同形状的光圈孔40...51、60...66，这些光圈孔用于对射线束6进行限定，使其具有各种不同的轮廓。所述射线限定构件例如可基本实施为旋转对称的带孔片。根据本发明的一改进方案，所述光圈30包括两个在待限定射线束6的方向上重叠布置的射线限定构件。

Claims (14)

1.一种用于一X射线设备(1)且包括至少一个射线限定构件的射线光圈(30)，所述射线限定构件采取可动安装方式并实施为一带孔光圈，其特征在于，
所述射线限定构件可动地布置在一垂直于一待限定射线束(6)的平面内，并具有多个不同形状的光圈孔(40...51，60...66)，所述光圈孔用于对所述射线束(6)进行限定，使其具有各种不同的轮廓。
2.根据权利要求1所述的射线光圈(30)，其特征在于，
所述射线限定构件具有一基本沿平面延伸的形状。
3.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的射线光圈(30)，其特征在于，
所述射线限定构件可旋转地布置在所述垂直于待限定射线束(6)的平面内。
4.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的射线光圈(30)，其特征在于，
所述射线限定构件实施为一带孔片(19，22)。
5.根据权利要求4所述的射线光圈(30)，其特征在于，
所述带孔片(19，22)为圆形。
6.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的射线光圈(30)，其特征在于，
所述射线限定构件具有多个定位标记(21，21′...，24，24′，...)，所述定位标记(21，21′...，24，24′，...)的布置方式为，所述射线限定构件可根据所述定位标记(21，21′...，24，24′，...)的位置进行定位，使得一所用光圈孔(40...51，60...66)位于所述待限定射线束(6)中。
7.根据权利要求6所述的射线光圈(30)，其特征在于，
所述定位标记(21，21′...24，24′)布置在所述圆形带孔片(19，22)的圆周上。
8.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的射线光圈(30)，其特征在于，
所述光圈包括至少两个射线限定构件，所述射线限定构件在所述待限定射线束(6)的方向上被相互重叠布置。
9.根据权利要求8所述的射线光圈(30)，其特征在于，
所述射线限定构件所采取的布置方式使得所述待限定射线束(6)分别通过每个射线限定构件的一光圈孔(40...51，60...66)。
10.根据权利要求8或9中任一项权利要求所述的射线光圈(30)，其特征在于，
每个射线限定构件具有至少两个光圈孔(40...51，60...66)，所述两个光圈孔中的每一个光圈孔分别可全部位于另一射线限定构件的至少一个光圈孔(40...51，60...66)的圆周之内。
11.一种具有根据权利要求1所述的光圈(30)的X射线设备(1)。
12.根据权利要求11所述的X射线设备(1)，其包括一根据权利要求2至10中任一项权利要求所述的光圈(30)。
13.根据权利要求11或12中任一项权利要求所述的X射线设备(1)，其特征在于，
所述X射线设备包括一数据处理设备(11)与一光圈存储器(14)，所述数据处理设备(11)对所述光圈存储器(14)进行访问，所述光圈存储器(14)存有数据，据此所述数据处理设备(11)确定所述至少一个射线限定构件的一适当位置，从而实现对所述被限定射线束(6)进行限定来使其具有多种预定轮廓中的一种轮廓的目的。
14.根据权利要求13所述的X射线设备(1)，其特征在于，
所述数据处理设备(11)与所述光圈(30)相连，从而可将所述至少一个射线限定构件定位在所述适当位置上。
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