CN101853710B - 滤波器及利用该滤波器的x射线成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的滤波器,其包括:至少两个滤波板,用以调节X射线能量谱;固定支撑滤波板的一对轨道,所述滤波板分层地设置于该对轨道上的导轨上;两个凸轮,其面上设置有凹槽曲线;和一个驱动轮,用以驱动与其相接触的凸轮;其中,还包括至少两根连杆,每一连杆一端连接于一个滤波板,另一端安装到一轴上,并可绕该轴转动,且每一连杆上还设置有销,用以配合凸轮上的凹槽曲线;连杆根据与其相配合的凸轮的旋转而往复运动来移动与其连接的滤波板进出于X射线通过空间;其中所述的凸轮分设于驱动轮的不同侧边,并使滤波板从不同的方向进入X射线通过空间。本发明减少了驱动系统和马达数,一个驱动系统可以满足四种不同状态的凸轮曲线,减少了部件的数量和结构的复杂度,提高了稳定性,降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器及X射线成像设备,特别是涉及调节X射线的能量谱的滤波器,以及设置有该滤波器的X射线成像设备。
背景技术
X射线成像设备通过用滤波器调节X射线的能量谱来辐射X射线到对象。该滤波器设置在连接到X射线管的准直器箱中。为了获得需要的能量谱,可以通过切换连接到旋转盘的多个滤波板来使用滤波器,如日本专利申请号为HEI11-76219。该现有技术可以按需要的在宽范围内调节能量谱,但是在通过旋转盘来切换滤波板的结构中,四步调节是该结构可以提供的全部。因此,如加宽调节范围的话,需要提供更多的步来使调节范围变窄,这也就需要更多的滤波板连接到旋转盘,这就要求更大尺寸的旋转盘,这是不切实际的。
另外,美国专利第US7260183号,揭示了通过利用带曲线的凸轮来调节成层状的滤波板,以达到细微谱的调节和结构小型化。但是该现有专利技术方案中,存在着如下的不足:1、当在一个凸轮组中,凸轮片数大于2时凸轮曲线变得很复杂,结果有可能使凸轮驱动力的角度接近于摩擦角,因而凸轮受力状态变得很恶劣。当旋转到某些方向时和某种状态时受力状态更加恶劣。2、因为实际应用中一个驱动系统最多驱动两个滤波板,所以其需要更多的驱动系统来驱动2个以上的滤波板,成本高、尺寸大,结构复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种滤波器,其利用较少的驱动系统实现在宽范围内的细微谱的调节,具有结构简单、成本低、稳定性高;以及实现设置有该滤波器的X射线成像设备。
本发明提供的滤波器,其包括:至少两个滤波板,用以调节X射线能量谱;固定支撑滤波板的一对轨道,所述滤波板分层地设置于该对轨道上的导轨上;两个凸轮,其面上设置有凹槽曲线;和一个驱动轮,用以驱动与其相接触的凸轮;其中,还包括至少两根连杆,每一连杆一端连接于一个滤波板,另一端安装到一轴上,并可绕该轴转动,且每一连杆上还设置有销,用以配合凸轮上的凹槽曲线;连杆根据与其相配合的凸轮的旋转而往复运动来移动与其连接的滤波板进出于X射线通过空间;所述的凸轮分设于驱动轮的不同侧边,并使滤波板从不同的方向进入X射线通过空间。
所述的滤波板为两个;对应所述的凸轮分别位于驱动轮的左右两侧,其每一凸轮上只有一面设有凹槽曲线;所述的连杆为两条,分别连接一个滤波板和配合一个凸轮上的凹槽曲线。
还包括一第三滤波板,则还包括其一端连接该第三滤波板的第三连杆,该第三连杆上设有销,在两凸轮中之一的另一面上设有配合第三连杆上的销的凹槽曲线。
所述的凸轮上的凹槽曲线通过如下的方法设置:根据滤波器厚度变化状态数N确定每一厚度变化时,每一凸轮旋转的最小旋转角度为360°/N;设置滤波板位于撤出X射线通过空间O区域时,对应于凸轮凹槽曲线的半径R1最小;设置滤波板位于进入X射线通过空间的W区域时,对应于凸轮凹槽曲线的半径R2最大;确定驱动轮的旋转方向是顺时针还是逆时针;根据准直器箱的空间尺寸和结构,设定滤波板的O区域和W区域;确定凸轮处于滤波器左边位置还是右边位置;根据如下的表格制定设计凸轮凹槽曲线;
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | N | 凸轮的位置 |
滤波板1 | 处于O区域还是W区域? | ...... | ...... | ...... | ...... | 位于滤波器的哪边? |
滤波板2 | 处于O区域还是W区域? | ...... | ...... | ...... | ...... | 位于滤波器的哪边? |
滤波板...... | 处于O区域还是W区域? | ...... | ...... | ...... | ...... | 位于滤波器的哪边? |
滤波器工作状态 | 是否有滤波器工作? | ...... | ...... | ...... | ...... |
其中,所述的O区域表示为非X射线通过空间;所述的W区域X射线通过空间。
所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2,则其构成的滤波器厚度有4种变化,即N=4,4种变化为0,h1,h2,h1+h2;其中,0表示在X射线通过空间没有滤波器;h1表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h1;h2表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h2;h1+h2表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h1+h2;则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/4=90°;驱动轮是逆时针旋转,两个凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出两个凹槽曲线的表格;
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 凸轮的位置 |
滤波板1 | O | W | O | W | 右边 |
滤波板2 | O | O | W | W | 左边 |
滤波器工作状态 | 0 | h1 | h2 | h1+h2 |
所述的滤波板为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm。
所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2;再加1种厚度为hn的滤波板3,其构成的滤波器厚度变化有4种滤波器厚度变化再加1种厚度hn的滤波板3,即N=5,变化状态为0,h1、h2,h1+h2,hn,则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/5=72°;驱动轮是逆时针旋转,位于驱动轮左右两侧的凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出三个凹槽曲线的表格,其中在位于右边的凸轮的正反面上分别设置控制厚度为h1的滤波板1和厚度为hn的滤波板3的曲线;
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 凸轮的位置 |
滤波板1 | O | W | O | W | O | 右边 |
滤波板3 | O | O | O | O | W | 右边 |
滤波板2 | O | O | W | W | O | 左边 |
滤波器工作状态 | 0 | h1 | h2 | h1+h2 | hn |
所述的滤波板1、滤波板2为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm;所述的滤波板3为锡材质或铜材质。
所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2;再加1种厚度为hn的滤波板3,其构成的滤波器厚度变化有4种滤波器厚度变化再加1种hn+h2+h1厚度变化,即N=5,变化状态为0,h1、h2,h1+h2,hn+h1+h2,则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/5=72°;驱动轮是逆时针旋转,位于驱动轮左右两侧的凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出三个凹槽曲线的表格,其中在位于右边的凸轮的正反面上分别设置控制厚度为h1的滤波板1和厚度为hn的滤波板3的曲线;
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 凸轮的位置 |
滤波板1 | O | W | O | W | W | 右边 |
滤波板3 | O | O | O | O | W | 右边 |
滤波板2 | O | O | W | W | W | 左边 |
滤波器工作状态 | 0 | h1 | h2 | h1+h2 | hn+h1+h2 |
所述的滤波板1、滤波板2为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm;所述的滤波板3为锡材质或铜材质。
本发明提供的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其中,该滤波器包括:至少两个滤波板,用以调节X射线能量谱;固定支撑滤波板的一对轨道,所述滤波板分层的设置于该对轨道上的导轨上;两个凸轮,其面上设置有凹槽曲线;和一个驱动轮,用以驱动与其相接触的凸轮;其中,还包括至少两根连杆,每一连杆一端连接于一个滤波板,另一端安装到一轴上,并可绕该轴转动,且每一连杆上还设置有销,用以配合凸轮上的凹槽曲线;连杆根据与其相配合的凸轮的旋转而往复运动来移动与其连接的滤波板进出于X射线通过空间;所述的凸轮分设于驱动轮的不同侧边,并使滤波板从不同的方向进入X射线通过空间。
所述的滤波板为两个;对应所述的凸轮分别位于驱动轮的左右两侧,其每一凸轮上只有一面设有凹槽曲线;所述的连杆为两条,分别连接一个滤波板和配合一个凸轮上的凹槽曲线。
还包括一第三滤波板,还包括其一端连接该第三滤波板的第三连杆,该第三连杆上设有销,在两凸轮中之一的另一面上设有配合第三连杆上的销的凹槽曲线。
所述的凸轮上的凹槽曲线通过如下的方法设置:根据滤波器厚度变化状态数N确定每一厚度变化时,每一凸轮旋转的最小旋转角度为360°/N;设置滤波板位于撤出X射线通过空间O区域时,对应于凸轮凹槽曲线的半径R1最小;设置滤波板位于进入X射线通过空间的W区域时,对应于凸轮凹槽曲线的半径R2最大;确定驱动轮的旋转方向是顺时针还是逆时针;根据准直器箱的空间尺寸和结构,设定滤波板的O区域和W区域;确定凸轮处于滤波器左边位置还是右边位置;根据如下的表格制定设计凸轮凹槽曲线;
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | N | 凸轮的位置 |
滤波板1 | 处于O区域还是W区域? | ...... | ...... | ...... | ...... | 位于滤波器的哪边? |
滤波板2 | 处于O区域还是W区域? | ...... | ...... | ...... | ...... | 位于滤波器的哪边? |
滤波板...... | 处于O区域还是W区域? | ...... | ...... | ...... | ...... | 位于滤波器的哪边? |
滤波器工作状态 | 是否有滤波板工作? | ...... | ...... | ...... | ...... |
其中,所述的O区域表示为非X射线通过空间;所述的W区域X射线通过空间。
所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2,则其构成的滤波器厚度有4种变化,即N=4,4种变化为0,h1,h2,h1+h2;其中,0表示在X射线通过空间没有滤波器;h1表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h1;h2表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h2;h1+h2表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h1+h2;则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/4=90°;驱动轮是逆时针旋转,两个凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出两个凹槽曲线的表格;
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 凸轮的位置 |
滤波板1 | O | W | O | W | 右边 |
滤波板2 | O | O | W | W | 左边 |
滤波器工作状态 | 0 | h1 | h2 | h1+h2 |
所述的滤波板为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm。
所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2;再加1种厚度为hn的滤波板3,其构成的滤波器厚度变化有4种滤波器厚度变化再加1种厚度hn的变化,即N=5,变化状态为0,h1、h2,h1+h2,hn,则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/5=72°;驱动轮是逆时针旋转,位于驱动轮左右两侧的凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出三个凹槽曲线的表格,其中在位于右边的凸轮的正反面上分别设置控制厚度为h1的滤波板1和厚度为hn的滤波板3的曲线;
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 凸轮的位置 |
滤波板1 | O | W | O | W | O | 右边 |
滤波板3 | O | O | O | O | W | 右边 |
滤波板2 | O | O | W | W | O | 左边 |
滤波器工作状态 | 0 | h1 | h2 | h1+h2 | hn |
所述的滤波板1、滤波板2为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm;所述的滤波板3为锡材质或铜材质。
所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2;再加1种厚度为hn的滤波板3,其构成的滤波器厚度变化有4种滤波器厚度变化再加1种hn+h1+h2厚度变化,即N=5,变化状态为0,h1、h2,h1+h2,hn+h1+h2,则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/5=72°;驱动轮是逆时针旋转,位于驱动轮左右两侧的凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出三个凹槽曲线的表格,其中在位于右边的凸轮的正反面上分别设置控制厚度为h1的滤波板1和厚度为hn的滤波板3的曲线;
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 凸轮的位置 |
滤波板1 | O | W | O | W | W | 右边 |
滤波板3 | O | O | O | O | W | 右边 |
滤波板2 | O | O | W | W | W | 左边 |
滤波器工作状态 | 0 | h1 | h2 | h1+h2 | hn+h1+h2 |
所述的滤波板1、滤波板2为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm;所述的滤波板3为锡材质或铜材质。
本发明通过一个驱动轮驱动多个凸轮,该多个凸轮具有不同的曲线,每一凸轮位于驱动轮的不同侧边,以达到由驱动轮驱动的凸轮带动与其连接的滤波板从不同的侧边进入X射线的视野(FOV,Field of View)。本发明减少了驱动系统和马达数,一个驱动系统可以满足四种不同状态的凸轮曲线,减少了部件的数量和结构的复杂度,提高了稳定性,降低了成本。同时,本发明的结构增加了滤波板间的空隙(margin),优化和增大了滤波板的尺寸以及滤波板能被充分的收回,从而降低了对滤波板位置重复精确度的要求。
另外,通过本发明的凸轮设计方法,凸轮曲线变得更简单以及受力状态更合理。
附图说明
图1为根据执行本发明的最佳模式的X射线成像设备的一个例子的结构视图;
图2、图3为本发明滤波器的一个例子的结构视图的不同表示方式;
图4A为实施例1中在两个凸轮上设计出的曲线示意图;
图4B为实施例1中的滤波器示意图;
图4C(1)、(2)、(3)、(4)中为实施例1中的滤波器的工作状态示意图;
图5A(1)、(2)、(3)为实施例2中在三个凸轮上设计出的曲线示意图;
图5B(1)、(2)为实施例2中的滤波器正、反面看到的示意图;
图5C(1)、(2)、(3)、(4)、(5)为实施例2中的滤波器的工作状态示意图;
图6A(1)、(2)、(3)为实施例3中在三个凸轮上设计出的曲线示意图;
图6B(1)、(2)为实施例3中的滤波器正、反面看到的示意图;
图6C(1)、(2)、(3)、(4)、(5)为实施例3中的滤波器的工作状态示意图。
具体实施方式
下面,参照附图来详细说明本发明的实施形态。本发明不限于实施形态。
如图1所示,为本发明X射线成像设备的示意结构。该设备是本发明的一个实施例。该设备具有X射线辐射装置10、X射线检测装置20和操作者控制台30。该X射线辐射装置10和X射线检测装置经由对象40彼此相对。
X射线辐射装置10具有X射线管12和准直器箱14。滤波器16和准直器18容纳在准直器箱14中。滤波器16是本发明的实施例的一个例子。
从X射线管12发射的X射线通过准直器18的开口辐射到对象40上,该X射线的能量谱通过滤波器16来调节。滤波器16使得能量谱可变化,准直器18具有可变化的开口。
通过对象40的X射线由X射线检测装置20检测,以输入到操作者控制台30。操作者控制台30根据输入的信号重建对象的图像。该重建的图像显示在操作者控制台30的显示器32上。操作者控制台30还控制X射线辐射装置10。通过操作者控制台30控制X射线辐射装置10包括控制滤波器16和准直器18。当然,滤波器16和准直器18可以根据需要设置手动调节。
如图2所示,为本发明滤波器16的一个结构示意图。如图中所示,滤波板161、162分层的设置在一对轨道172、174上。轨道172和174相互平行,每个轨道具有相应于滤波板个数的平行导轨,每个滤波板的两端分别插入该对轨道172、174相对应的导轨中,使得滤波板在该对轨道172、174间形成层状的结构,且每一滤波板能在该对轨道172、174间平行的移动。滤波板161、162分别连接到连杆261、262的一端,连杆261、262的另一端安装到轴272、274上,并可绕轴272、274旋转。用以驱动连杆261、262的凸轮461、462上设置凹槽曲线,连杆261、262上设置有配合凸轮461、462上的凹槽曲线的销。两个凸轮461、462分别位于驱动轮800的不同侧边,驱动轮800同时驱动凸轮461、462转动并使滤波板161、162从不同的方向进出于X射线的FOV区。
请同时参阅图3所示,由凸轮461、462驱动的连杆261、262分别沿着轨道171、172往复移动滤波板161、162。当滤波板161和/或滤波板162处于W区域时,说明其处于进入X射线通过空间的前进状态,而当滤波板161、162分别处于左、右的O区域时,说明它们处于撤出X射线通过空间的状态。本发明中通过根据凸轮461、462的旋转带动连杆261、262的往复运动来移动滤波板161、162的进出,且只由一个驱动轮800驱动所有的凸轮的旋转,简化了结构。
如上所述,凸轮461、462具有通过其旋转使滤波板在进入X射线通过空间的前进位置和从X射线通过空间出来的撤出位置之间进行二进制切换位置的功能。
请同时再参阅图3所示,本发明中的凸轮的凹槽曲线通过如下的方法设置:
1、根据滤波器厚度变化状态N,求出每一滤波器厚度变化时,凸轮旋转的角度为360°/N;
2、O区域对应于凸轮凹槽曲线的最小半径R1;
3、W区域对应于凸轮凹槽曲线的最大半径R2;
4、确定驱动轮800的旋转方向,如顺时针或逆时针;
5、根据准直器箱的空间尺寸和结构,设定滤波板的O区域和W区域;
6、确定凸轮处于滤波器的哪边位置,如是左边还是右边;
7、制定设计凸轮凹槽曲线的表格和凹槽曲线图。
下面通过具体的实施例说明本发明设置凹槽曲线的方法。
实施例1
如两个滤波板161、162的厚度分别为0.2mm、0.1mm,其材质为铜,则其构成的滤波器厚度有4种变化,即N=4(N=4,如,0.0mm,0.1mm,0.2mm,0.3mm;其中,0.0mm表示在X射线通过空间没有滤波器;0.1mm表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为0.1mm;0.2mm表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为0.2mm;0.3mm表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为0.3mm),则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/4=90°;假定驱动轮800是逆时针旋转,则两个凸轮461、462就顺时针方向旋转;依照表一在凸轮461、462上设计出如图4A所示的两个凹槽曲线471、472。
表一
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 凸轮的位置 |
0.1mm的滤波板 | O | W | O | W | 右边 |
0.2mm的滤波板 | O | O | W | W | 左边 |
滤波器工作状态 | 0.0mm | 0.1mm | 0.2mm | 0.3mm |
图4B为依据表一和图4A安装成的滤波器,其工作状态如图4C所示,可知,从0.0mm状态到0.3mm状态,每一次工作状态变化,每一凸轮就旋转90°;在0.0mm状态和0.1mm状态之间或0.0mm状态和0.3mm状态之间,最小的凸轮旋转角度为90°;在0.1mm状态和0.3mm状态之间或0.3mm状态和0.1mm状态之间,最小的凸轮旋转角度为180°;在0.0mm状态和0.2mm状态之间或0.1mm状态和0.3mm状态之间,最小的凸轮旋转角度为180°。
实施例2
如两个滤波板161、162的厚度分别为0.2mm、0.1mm,其材质为铜;再加1种厚度为hn的163(如图5B所示),假如其构成的滤波器厚度变化有4种铜质滤波器厚度变化再加1种锡滤波板,即N=5,(N=5,如,0.0mm,0.1mm,0.2mm,0.3mm,hn),则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/5=72°;假定驱动轮800是逆时针旋转,则位于驱动轮800左右两侧的凸轮461、462就顺时针方向旋转;依照表二设计出如图5A(1)、(2)、(3)所示的三个凹槽曲线571、572、573,其中在凸轮462的正反面上分别设置控制0.1mm厚度的铜滤波板162和锡滤波板的凹槽曲线572、573。则还包括其一端连接该锡滤波板的第三连杆263,该第三连杆263上设有销(未标号)以配合在凸轮462中的反面上的凹槽曲线573。
表二
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 凸轮的位置 |
0.1mm的滤波板 | O | W | O | W | O | 右边 |
hn的滤波板 | O | O | O | O | W | 右边 |
0.2mm的滤波板 | O | O | W | W | O | 左边 |
滤波器工作状态 | 0.0mm | 0.1mm | 0.2mm | 0.3mm | hn |
图5B(1)、5B(2)为依据表二和图5A(1)、(2)、(3)设计出的两个凸轮461、462安装成的滤波器的正、反面示意图,其工作状态如图5C所示,可知,从0.0mm状态到0.3mm状态再到hn,每一次工作状态变化,每一凸轮就旋转72°;其中,在0.0mm状态和hn状态之间或hn状态和0.0mm状态之间,最小的凸轮旋转角度为72°;在0.1mm状态和hn状态之间或0.2mm状态和hn状态之间,最小的凸轮旋转角度为144°。
如果要求的厚度变化状态是4种铜质滤波器厚度变化再加1种锡滤波器结合0.3mm,即N=5,(N=5,0.0mm,0.1mm,0.2mm,0.3mm,hn+0.3mm),则依照表三设计出如图6A(1)、(2)、(3)所示的三个凹槽曲线671、672、673,其中在凸轮462的正反面上分别设置控制0.1mm厚度的铜滤波板162和锡滤波板163的曲线672、673。
表三
滤波板变化顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 凸轮的位置 |
0.1mm的滤波板 | O | W | O | W | W | 右边 |
hn的滤波板 | O | O | O | O | W | 右边 |
0.2mm的滤波板 | O | O | W | W | W | 左边 |
滤波器工作状态 | 0.0mm | 0.1mm | 0.2mm | 0.3mm | hn+0.3mm |
图6B(1)、6B(2)和为依据表三和图6A设计出的两个凸轮461、462安装成的滤波器正、反面示意图,其工作状态如图6C所示,可知,从0.0mm状态到0.3mm状态再到hn+0.3mm状态,每一次工作状态变化,每一凸轮就旋转72°。
当然,本发明中所述的所有滤波板可以由铜材质或锡材质制成,也可以由其他剧具有滤波作用的其他材质制成。
其中,图4C,5C和6C中的0.0CF、0.1CF、0.2CF、0.3CF分别表示0.0mm的铜滤波器,0.1mm的铜滤波器,0.2mm的铜滤波器,0.3mm的铜滤波器;其中,TinF表示锡滤波器。
Claims (20)
1.一种滤波器,其包括:
至少两个滤波板,用以调节X射线能量谱;
固定支撑滤波板的一对轨道,所述滤波板分层地设置于该对轨道上的导轨上;
两个凸轮,其面上设置有凹槽曲线;和
一个驱动轮,用以驱动与其相接触的凸轮;其中,还包括至少两根连杆,每一连杆一端连接于一个滤波板,另一端安装到一轴上,并可绕该轴转动,且每一连杆上还设置有销,用以配合凸轮上的凹槽曲线;连杆根据与其相配合的凸轮的旋转而往复运动来移动与其连接的滤波板进出于X射线通过空间;其特征在于:所述的两个凸轮分设于驱动轮的不同侧边,并使对应的滤波板从不同的方向进入X射线通过空间;每一凸轮旋转的最小旋转角度为360°/N,其中N为滤波器厚度变化状态数;所述的凸轮上的凹槽曲线设置为:每一滤波板位于撤出X射线通过空间的区域时,对应于凸轮的凹槽曲线的半径最小;每一滤波板位于进入X射线通过空间的区域时,对应于凸轮的凹槽曲线的半径最大。
2.如权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述的滤波板为两个;对应所述的凸轮分别位于驱动轮的左右两侧,其每一凸轮上只有一面设有凹槽曲线;所述的连杆为两条,分别连接一个滤波板和配合一个凸轮上的凹槽曲线。
3.如权利要求2所述的滤波器,其特征在于,还包括一第三滤波板,则还包括其一端连接该第三滤波板的第三连杆,该第三连杆上设有销,在两凸轮中之一的另一面上设有配合第三连杆上的销的凹槽曲线。
4.如权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述的凸轮上的凹槽曲线通过如下的方法设置:根据滤波器厚度变化状态数N确定每一厚度变化时,每一凸轮旋转的最小旋转角度为360°/N;设置滤波板位于撤出X射线通过空间O区域时,对应于凸轮凹槽曲线的半径R1最小;设置滤波板位于进入X射线通过空间的W区域时,对应于凸轮凹槽曲线的半径R2最大;确定驱动轮的旋转方向是顺时针还是逆时针;根据准直器箱的空间尺寸和结构,设定滤波板的O区域和W区域;确定凸轮处于滤波器左边位置还是右边位置;根据如下的表格制定设计凸轮凹槽曲线;
其中,所述的O区域表示为非X射线通过空间;所述的W区域X射线通过空间。
5.如权利要求4所述的滤波器,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2,则其构成的滤波器厚度有4种变化,即N=4,4种变化为0,h1,h2,h1+h2;其中,0表示在X射线通过空间没有滤波器;h1表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h1;h2表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h2;h1+h2表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h1+h2;则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/4=90°;驱动轮是逆时针旋转,两个凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出两个凹槽曲线的表格:
。
6.如权利要求4所述的滤波器,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2;再加1种厚度为hn的滤波板3,其构成的滤波器厚度变化有4种滤波器厚度变化再加1种厚度hn的滤波板3,即N=5,变化状态为0,h1、h2,h1+h2,hn,则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/5=72°;驱动轮是逆时针旋转,位于驱动轮左右两侧的凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出三个凹槽曲线的表格,其中在位于右边的凸轮的正反面上分别设置控制厚度为h1的滤波板1和厚度为hn的滤波板3的曲线:
。
7.如权利要求4所述的滤波器,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2;再加1种厚度为hn的滤波板3,其构成的滤波器厚度变化有4种滤波器厚度变化再加1种hn+h2+h1厚度变化,即N=5,变化状态为0,h1、h2,h1+h2,hn+h1+h2,则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/5=72°;驱动轮是逆时针旋转,位于驱动轮左右两侧的凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出三个凹槽曲线的表格,其中在位于右边的凸轮的正反面上分别设置控制厚度为h1的滤波板1和厚度为hn的滤波板3的曲线:
。
8.如权利要求5所述的滤波器,其特征在于,所述的滤波板为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm。
9.如权利要求6所述的滤波器,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm;所述的滤波板3为锡材质或铜材质。
10.如权利要求7所述的滤波器,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm;所述的滤波板3为锡材质或铜材质。
11.一种通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射线成像设备,所述X射线成像设备具有X射线辐射装置、X射线检测装置和操作者控制台;所 述X射线辐射装置和X射线检测装置经由检测对象彼此相对;
所述X射线辐射装置具有X射线管和准直器箱,所述准直器箱中容纳有滤波器和准直器;
从所述X射线管发射的X射线通过所述准直器的开口辐射到检测对象上,X射线的能量谱通过所述滤波器来调节;所述准直器具有可变化的开口;
通过所述检测对象的X射线由所述X射线检测装置检测,以输入到所述操作者控制台,所述操作者控制台根据输入的信号重建检测对象的图像,该重建的图像显示在所述操作者控制台的显示器上;所述操作者控制台还控制所述X射线辐射装置、滤波器和准直器;
其中,该滤波器包括:
至少两个滤波板,用以调节X射线能量谱;
固定支撑滤波板的一对轨道,所述滤波板分层的设置于该对轨道上的导轨上;
两个凸轮,其面上设置有凹槽曲线;和
一个驱动轮,用以驱动与其相接触的凸轮;其中,还包括至少两根连杆,每一连杆一端连接于一个滤波板,另一端安装到一轴上,并可绕该轴转动,且每一连杆上还设置有销,用以配合凸轮上的凹槽曲线;连杆根据与其相配合的凸轮的旋转而往复运动来移动与其连接的滤波板进出于X射线通过空间;其特征在于:所述的两个凸轮分设于驱动轮的不同侧边,并使对应的滤波板从不同的方向进入X射线通过空间;每一凸轮旋转的最小旋转角度为360°/N,其中N为滤波器厚度变化状态数;所述的凸轮上的凹槽曲线设置为:每一滤波板位于撤出X射线通过空间的区域时,对应于凸轮的凹槽曲线的半径最小;每一滤波板位于进入X射线通过空间的区域时,对应于凸轮的凹槽曲线的半径最大。
12.如权利要求11所述的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其特征在于,所述的滤波板为两个;对应所述的凸轮分别位于驱动轮的左右两侧,其每一凸轮上只有一面设有凹槽曲线;所述的连杆为两条,分别连接一个滤波板和配合一个凸轮上的凹槽曲线。
13.如权利要求12所述的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其特征在于,还包括一第三滤波板,还包括其一端连接该第三滤波板 的第三连杆,该第三连杆上设有销,在两凸轮中之一的另一面上设有配合第三连杆上的销的凹槽曲线。
14.如权利要求11所述的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其特征在于,所述的凸轮上的凹槽曲线通过如下的方法设置:根据滤波器厚度变化状态数N确定每一厚度变化时,每一凸轮旋转的最小旋转角度为360°/N;设置滤波板位于撤出X射线通过空间O区域时,对应于凸轮凹槽曲线的半径R1最小;设置滤波板位于进入X射线通过空间的W区域时,对应于凸轮凹槽曲线的半径R2最大;确定驱动轮的旋转方向是顺时针还是逆时针;根据准直器箱的空间尺寸和结构,设定滤波板的O区域和W区域;确定凸轮处于滤波器左边位置还是右边位置;根据如下的表格制定设计凸轮凹槽曲线;
其中,所述的O区域表示为非X射线通过空间;所述的W区域X射线通过空间。
15.如权利要求14所述的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2,则其构成的滤波器厚度有4种变化,即N=4,4种变化为0,h1,h2,h1+h2;其中,0表示在X射线通过空间没有滤波器;h1表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h1;h2表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h2;h1+h2表示在X射线通过空间有滤波器,且厚度为h1+h2;则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/4=90°;驱动轮是逆时针旋转,两个凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出两个凹槽曲线的表格:
。
16.如权利要求14所述的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2;再加1种厚度为hn的滤波板3,其构成的滤波器厚度变化有4种滤波器厚度变化再加1种厚度hn的变化,即N=5,变化状态为0,h1、h2,h1+h2,hn,则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/5=72°;驱动轮是逆时针旋转,位于驱动轮左右两侧的凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出三个凹槽曲线的表格,其中在位于右边的凸轮的正反面上分别设置控制厚度为h1的滤波板1和厚度为hn的滤波板3的曲线:
。
17.如权利要求14所述的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2的厚度分别为h1、h2;再加1种厚度为hn的滤波板3,其构成的滤波器厚度变化有4种滤波器厚度变化再加1种hn+h1+h2厚度变化,即N=5,变化状态为0,h1、h2,h1+h2,hn+h1+h2,则对应每一个厚度变化,凸轮应该旋转的角度为360°/5=72°;驱动轮是逆时针旋转,位于驱动轮左右两侧的凸轮为顺时针方向旋转;则可以设计出三个凹槽曲线的表格,其中在位于右边的凸轮的正反面上分别设置控制厚度为h1的滤波板1和厚度为hn的滤波板3的曲线:
。
18.如权利要求15所述的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其特征在于,所述的滤波板为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm。
19.如权利要求16所述的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm;所述的滤波板3为锡材质或铜材质。
20.如权利要求17所述的通过经由滤波器的X射线使对象成像的X射成像设备,其特征在于,所述的滤波板1、滤波板2为铜材质或锡材质,所述的h1、h2分别为0.1mm,0.2mm;所述的滤波板3为锡材质或铜材质。
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