CN102125437A - X射线束过滤装置、限束器及医用诊断x射线设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种X射线束过滤装置、限束器及医用诊断X射线设备，包括动力源、第一直线传输装置、第二直线传输装置、联动装置、第一过滤片及第二过滤片，动力源驱动第一直线传输装置运动，第一直线传输装置带动第一过滤片，第一直线传输装置驱动联动装置，联动装置与第二直线传输装置连接，第二直线传输装置带动第二过滤片，联动装置具有驱动第二直线传输装置运动的负载行程和脱离驱动的空载行程。通过控制第一、二过滤片在位于X射线束范围内的位置和位于X射线范围之外的位置间进行变化，能够实现不同过滤厚度的过滤组合，不仅能够实现对X射线束中不必要放射线的过滤，而且能够满足不同的过滤要求，较大程度的满足医护人员的不同使用要求。

Description

X射线束过滤装置、限束器及医用诊断X射线设备

技术领域

本发明涉及一种医用诊断X射线设备。

背景技术

在医用诊断X射线设备中，辐射的“质量”，也就是X射线量子的能量分布，与X射线管上的电压有关，也与过滤器有关。过滤器设置在X射线管的窗口，其目的是吸收原发X射线中波长较长的软射线，这类长波X射线对成像不起作用，但大量增加受检者的皮肤剂量而造成伤害。为了满足医学上的需求，尤其是心脏病学的诊断要求，需要采用不同的过滤等级。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够过滤X射线束且能够满足多种过滤要求的X射线束过滤装置、限束器及医用诊断X射线设备。

为解决上述技术问题，本发明提供一种X射线束过滤装置，包括动力源、第一直线传输装置、第二直线传输装置、联动装置及用于过滤X射线束的第一过滤片和第二过滤片，动力源驱动第一直线传输装置运动，第一直线传输装置带动第一过滤片在第一方向直线往复运动，第一直线传输装置驱动联动装置运动，联动装置与第二直线传输装置连接，第二直线传输装置带动第二过滤片在第一方向直线往复运动，第一过滤片和第二过滤片前后分布，在联动装置的运动行程中，联动装置具有驱动第二直线传输装置运动的负载行程和脱离驱动连接的空载行程。

进一步的，X射线束过滤装置还包括第一导轨和第二导轨，第一过滤片和第二过滤片分别滑动设置在第一导轨和第二导轨上。

进一步的，第一直线传输装置具有接收动力的第一动力输入件和输出动力的第一动力输出件，第二直线传输装置具有接收动力的第二动力输入件和输出动力的第二动力输出件，第一动力输入件与动力源动力连接，第一、二动力输出件分别与第一、二过滤片固定，第一动力输入件驱动联动装置，联动装置与第二动力输入件连接。

进一步的，联动装置包括拨杆，拨杆和第一动力输入件固定，第二动力输入件具有滑动槽，滑动槽具有第一端和第二端，拨杆伸入滑动槽中并位于第一端和第二端之间。

进一步的，第一直线传输装置包括作为第一动力输入件的第一主动带轮、第一从动带轮及作为第一动力输出件的第一同步带，第一同步带绷在第一主动带轮和第一从动带轮上，第一过滤片固定在第一同步带上，第二直线传输装置包括作为第二动力输入件的第二主动带轮、第二从动带轮及作为第二动力输出件的第二同步带，第二同步带绷在第二主动带轮和第二从动带轮上，第二过滤片固定在第二同步带上，拨杆与第一主动带轮固定，滑动槽设于所述第二主动带轮，滑动槽为围绕第二主动带轮的轴线的弧形槽，拨杆与第二主动带轮偏心；由于采用同步带，传动误差小，传动精度高。

进一步的，第一主动带轮和第二主动带轮均通过轴承转动安装在第一中心轴上，第一从动带轮和第二从动带轮均通过轴承转动安装在第二中心轴上。

进一步的，动力源为步进电机；由于采用步进电机，控制精度高且控制特性好。

一种限束器，包括壳体、限束装置及X射线束过滤装置，壳体具有用于供X射线束通过的进线口和出线口，限束装置位于所述壳体的内部，限束装置具有限束口，X射线束过滤装置的第一过滤片和第二过滤片均位于壳体的内部。

在X射线束的光轴方向上，第一过滤片和第二过滤片均位于进线口和限束口之间。

一种医用诊断X射线设备，包括X射线管、X射线成像设备、控制装置、限束器及用于检测限束器的第一、二过滤片位置的检测装置，限束器位于X射线管和X射线成像设备之间，检测装置和限束器的动力源均与控制装置信号连接。

本发明的有益效果是：通过控制第一、二过滤片在位于X射线束范围内的位置和位于X射线范围之外的位置间进行变化，从而能够实现不同过滤厚度的过滤组合，不仅能够实现对X射线束中不必要放射线的过滤，而且能够满足不同的过滤要求，较大程度的满足医护人员的不同使用要求。

附图说明

图1是本实施方式医用诊断X射线设备的结构示意图；

图2是本实施方式X射线束过滤装置的立体图；

图3是本实施方式X射线束过滤装置的剖视图；

图4是主动传动带轮的立体图；

图5是从动传动带轮的立体图；

图6是第一主动带轮的立体图；

图7是拨轮组件的立体图；

图8是第二主动带轮的立体图；

图9是过滤厚度为0时X射线束过滤装置的结构图；

图10是过滤厚度为t1时X射线束过滤装置的结构图；

图11是过滤厚度为t2时X射线束过滤装置的结构图；

图12是过滤厚度为t1+t2时X射线束过滤装置的结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图12所示，本实施方式医用诊断X射线设备包括X射线管26、限束器34及X射线成像设备30。

X射线管26用于发射X射线。

如图1及图2所示，限束器34包括壳体28、限束装置27及X射线束过滤装置35。壳体28固定在X射线管26上，壳体28具有进线口281和出线口282，该进线口281和出线口282均位于X射线管26射出的X射线束29的光路上。限束装置27用于限制X射线束29的辐射野尺寸，该限束装置27具有供X射线束29通过的限束口271，X射线束从进线口281进入，并被限束口271限束后，通过出线口282射出。该限束装置27可以活动设置在壳体28内部，通过使限束装置27运动到X射线束的不同位置，来调节X射线束辐射野的尺寸。该限束装置27可以由铅、钡等重金属材料制成，也可以由不含铅、钡等重金属的复合材料制成，或者由其它能够屏蔽X射线的材料制成。

如图2至图8所示，X射线束过滤装置35包括动力源1、第一直线传输装置36、第二直线传输装置37、联动装置38及用于过滤X射线束的第一过滤片14和第二过滤片15。动力源1用于提供动力，该动力源1与第一直线传输装置36的第一动力输入件联动，第一过滤片14固定在第一直线传输装置36的第一动力输出件上，第二过滤片15固定在第二直线传输装置37的第二动力输出件上，第一动力输入件和第二直线传输装置的第二动力输入件通过联动装置38连接，该联动装置38具有负载行程和空载行程，在负载行程时，第一动力输入件与第二动力输入件驱动连接，使第一动力输入件和第二动力输入件能够同时运动；在空载行程时，第一动力输入件和第二动力输入件脱离驱动连接，使第一动力输入件不能带动第二动力输入件。

第一直线传输装置36包括作为第一动力输入件的第一主动带轮5、第一从动带轮13及作为第一动力输出件的第一同步带9，该第一同步带9绷在该第一主动带轮5和第一从动带轮13上，第一过滤片14通过第一粘接条21固定在第一同步带9上。第二直线传输装置37包括作为第二动力输入件的第二主动带轮7、第二从动带轮11及作为第二动力输出件的第二同步带10，该第二同步带10绷在该第二主动带轮7和第二从动带轮11上，第二过滤片15通过第二粘接条22固定在第二同步带10上。第一、二同步带可以是平带、V型带或特殊带等。

动力源1为电机，该电机安装在底座2上，该电机通过传动机构39带动第一直线传输装置36。该传动机构39包括主动传动带轮3、从动传动带轮4及传动带8，该传动带8绷在该主动传动带轮3和从动传动带轮4上，该主动传动带轮3固定在电机的电机轴上，电机工作时，即可通过该传动机构39带动第一直线传输装置36运动。

联动装置38为拨轮组件，该拨轮组件包括拨轮6和拨杆23，该拨杆23固定在该拨轮6上并与该拨轮6偏心。

第二主动带轮7面向拨轮6一侧的端面开有弧形滑动槽71，该滑动槽71环绕该第二主动带轮7的轴线，且该滑动槽71具有第一端711和第二端712。

从动传动带轮4、第一主动带轮5、拨轮6及第二主动带轮7均通过轴承转动安装在第一中心轴24上，该第一中心轴24可以固定在底座2上，该第一中心轴24与电机的电机轴平行并具有高度差。从动传动带轮4、第一主动带轮5及拨轮6通过销钉25连接紧固，实现三者的同步运动。第一从动带轮13和第二从动带轮11均通过轴承转动安装在第二中心轴12上，该第二中心轴12可以固定。拨杆23伸入第二主动带轮7的滑动槽71中，拨杆23位于第一端711和第二端712之间，使拨杆23可以在滑动槽71中围绕第二主动带轮7的轴线作圆周运动。

X射线成像装置30用于成像。

另外，该X射线束过滤装置还包括固定设置的导向板16，该导向板16具有平行的第一导向槽161和第二导向槽162，第一过滤片14的一端置于第一导向槽161内，其另一端固定在第一同步带9上；第二过滤片15的一端置于第二导向槽162内，其另一端固定在第二同步带10上。该第一过滤片14和第二过滤片15相互平行，且在X射线束的光轴OO’方向上前后分布。第一、二过滤片14、15均位于限束器34壳体28的内部，第一、二过滤片14、15可以均位于壳体的进线口281和限束装置的限束口271之间，也可以位于限束装置的限束口271和壳体的出线口282之间。

对于X射线束过滤装置，仅第一过滤片14位于X射线束范围之内时，过滤装置的过滤厚度为t1；仅第二过滤片15位于X射线束范围之内时，过滤装置的过滤厚度为t2；第一过滤片14和第二过滤片15均位于X射线束范围之内时，过滤厚度为t1+t2；第一过滤片14和第二过滤片15均处于X射线束范围之外时，过滤厚度为0。

对于X射线束过滤装置，第一过滤片14和第二过滤片15的起始位置均可以装有零位挡片，在零位挡片安装有零位传感器。当第一、二过滤片处于起始位置时，零位传感器通过导线向控制装置发出过滤片处于零位的信号。该零位传感器可以是反射式光电传感器、对射式光电传感器、光栅、霍尔元件、电容传感器、电感传感器、电阻传感器或微动开关等。

该X射线束过滤装置实现不同过滤状态的具体过程如下：

1)状态1：在起始位置，第一、二过滤片14、15均位于X射线束范围之外，此时该X射线束过滤装置的过滤厚度为0，如图9所示；

2)状态2：当电机带动第一主动带轮5顺时针(从右往左看图10)转动α弧度时，第一同步带9带动第一过滤片14运动到X射线束的过滤位置，即第一过滤片14位于X射线束范围之内。此时，拨杆23尚未拨动第二主动带轮7，即联动装置处于空载行程，第一主动带轮5和第二主动带轮7之间的夹角为β弧度，第二过滤片15停留在初始位置，此时X射线束过滤装置的过滤厚度为t1，如图10所示；

3)状态3，当电机带动第一主动带轮5继续顺时针再转动α弧度时，第一同步带9上的第一过滤片14向右继续移动距离S，此时，第一过滤片14离开了X射线束的过滤位置，联动装置在开始的β弧度处于空载行程，在β弧度到α弧度的阶段处于负载行程，拨杆23抵在第二主动带轮7滑动槽71的第一端711上，在拨杆23的作用下，第二主动带轮7的转动角度为α-β弧度，因此第二同步带10带动第二过滤片15向右移动距离S，此时第二过滤片15刚好运动到过滤位置，此时X射线束过滤装置的过滤过厚度为t2，如图11所示。

4)状态4，当电机带动第一主动带轮5在状态3的基础上继续逆时针转动α弧度时，第一同步带9上的第一过滤片14在电机的驱动下运动到X射线束的过滤位置，由于拨杆23的运动角度为α弧度＜θ弧度(θ为第二主动带轮7的弧形滑动槽对应的圆心角)，因此拨杆23尚未驱动第二主动带轮7，即联动装置处于空载行程，拨杆23与第二主动带轮滑动槽的第一端711和第二端712均不接触，第一主动带轮5和第二主动带轮7之间对应的夹角为β度，此时第二过滤片15仍停留在过滤位置，整个过滤装置的过滤厚度为t1+t2。

5)当电机带动第一主动带轮5在状态4的基础上继续逆时针转动α弧度时，第一同步带9上的第一过滤片14在电机的驱动下向左移动距离S，回到起始位置，拨杆23抵在第二主动带轮滑动槽的第二端712上，在拨杆23的驱动下，第二主动带轮7转动的角度为α-β弧度，第二过滤片15也向左移动距离S，回到起始位置，此时X射线束过滤装置的过滤厚度为0，如图9所示。

医用诊断X射线设备还可以包括输入装置32、显示装置33及控制装置31，该输入装置32、显示装置33、零位传感器及电机均与该控制装置31连接，该输入装置32用于供操作者输入指令，该显示装置33用于显示整个设备的工作状态，该控制装置31用于协调、控制整个设备的各组成部分。在进行操作时，先在输入装置32上输入要到达的过滤厚度值，控制装置31根据输入值，结合过滤片的零位信号，并根据电机的位置状态，来控制电机，使电机按照指定的规律运动，从而实现不同的过滤厚度值。过滤片的过滤厚度值可以在显示装置33中显示出来。该X射线束过滤装置反应快，实现过滤调整的时间短，调整方便可靠。

对于X射线束过滤装置，第一过滤片可以有一片或多片，第二过滤片也可以有一片或多片；对于利用同步带驱动过滤片的结构，可以在同步带的单面设置过滤片，也可在同步带的上下两面均设置过滤片；同步带上也可以安装弹簧来调节同步带的运动阻尼，以防止过滤片意外移动。第一、二过滤片的材质可以是铜、铝或铜铝复合材料，当然，也可以是其它能够起到过滤X射线束的材料。第一过滤片和第二过滤片的材料可以相同，也可以不相同。

对于X射线束过滤装置，第一、二直线传输装置可以是同步带传动机构、链传动机构、钢丝绳传动机构、丝杆传动机构，或者是其它能够接收动力源的动力输入并带动过滤片直线往复运动的机构。

对于X射线束过滤装置，联动装置可以为包括拨轮和拨杆的拨轮组件，也可以为其它能够实现第一直线传输装置和第二直线传输装置延时联动的装置，即联动装置可以具有驱动第二直线传输装置的负载行程和与第二直线传输装置脱离驱动连接的空载行程。

对于X射线束过滤装置，动力源可以是电机，如步进电机、直流电机、三相异步电机、伺服电机，或者是其它能够提供动力的装置。动力源可以与第一直线传输装置直连，也可通过传动机构连接。

对于X射线束过滤装置，其可以设置用于保证过滤片运动方向的导轨，该导轨可以是导向槽，也可以是导向杆，过滤片与该导轨滑动配合。

对于限束装置，其可以具有单个能够屏蔽X射线的限束块，限束口在X射线束的光轴方向上贯穿该限束块；该限束装置也可以包括多个限束块，限束口形成于相邻的两个限束块之间。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种X射线束过滤装置，其特征在于：包括动力源、第一直线传输装置、第二直线传输装置、联动装置及用于过滤X射线束的第一过滤片和第二过滤片，所述动力源驱动第一直线传输装置运动，所述第一直线传输装置带动第一过滤片在第一方向直线往复运动，所述第一直线传输装置驱动所述联动装置运动，所述联动装置与所述第二直线传输装置连接，所述第二直线传输装置带动第二过滤片在所述第一方向直线往复运动，所述第一过滤片和第二过滤片前后分布，在所述联动装置的运动行程中，所述联动装置具有驱动第二直线传输装置运动的负载行程和脱离驱动连接的空载行程。

2.如权利要求1所述的X射线束过滤装置，其特征在于：还包括第一导轨和第二导轨，所述第一过滤片和第二过滤片分别滑动设置在所述第一导轨和第二导轨上。

3.如权利要求1所述的X射线束过滤装置，其特征在于：所述第一直线传输装置具有接收动力的第一动力输入件和输出动力的第一动力输出件，所述第二直线传输装置具有接收动力的第二动力输入件和输出动力的第二动力输出件，所述第一动力输入件与所述动力源动力连接，第一、二动力输出件分别与第一、二过滤片固定，所述第一动力输入件驱动所述联动装置，所述联动装置与所述第二动力输入件连接。

4.如权利要求3所述的X射线束过滤装置，其特征在于：所述联动装置包括拨杆，所述拨杆和第一动力输入件固定，所述第二动力输入件具有滑动槽，所述滑动槽具有第一端和第二端，所述拨杆伸入所述滑动槽中并位于所述第一端和第二端之间。

5.如权利要求4所述的X射线束过滤装置，其特征在于：所述第一直线传输装置包括作为第一动力输入件的第一主动带轮、第一从动带轮及作为第一动力输出件的第一同步带，所述第一同步带绷在第一主动带轮和第一从动带轮上，所述第一过滤片固定在第一同步带上，所述第二直线传输装置包括作为第二动力输入件的第二主动带轮、第二从动带轮及作为第二动力输出件的第二同步带，所述第二同步带绷在第二主动带轮和第二从动带轮上，所述第二过滤片固定在第二同步带上，所述拨杆与第一主动带轮固定，所述滑动槽设于所述第二主动带轮，所述滑动槽为围绕第二主动带轮的轴线的弧形槽，所述拨杆与所述第二主动带轮偏心。

6.如权利要求5所述的X射线束过滤装置，其特征在于：所述第一主动带轮和第二主动带轮均通过轴承转动安装在第一中心轴上，所述第一从动带轮和第二从动带轮均通过轴承转动安装在第二中心轴上。

7.如权利要求6所述的X射线束过滤装置，其特征在于：所述动力源为步进电机。

8.一种限束器，包括壳体及限束装置，所述壳体具有用于供X射线束通过的进线口和出线口，所述限束装置位于所述壳体的内部，所述限束装置具有限束口，其特征在于：还包括如权利要求1-7中任意一项所述的X射线束过滤装置，所述第一过滤片和第二过滤片均位于所述壳体的内部。

9.如权利要求8所述的限束器，其特征在于：在X射线束的光轴方向上，所述第一过滤片和第二过滤片均位于所述进线口和限束口之间。

10.一种医用诊断X射线设备，包括X射线管、X射线成像设备及控制装置，其特征在于：还包括如权利要求8所述的限束器，所述限束器位于所述X射线管和X射线成像设备之间，所述限束器的动力源与所述控制装置信号连接。

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