CN1021948C

CN1021948C - 用于狭缝射线照相的方法及设备

Info

Publication number: CN1021948C
Application number: CN90101205A
Authority: CN
Inventors: 格鲁克·罗纳得詹; 威拉斯·勃劳姆·雨果
Original assignee: Optische Industrie de Oude Delft NV
Current assignee: Optische Industrie de Oude Delft NV
Priority date: 1989-03-07
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1993-08-25
Anticipated expiration: 2005-03-07
Also published as: IL93665A0; JPH04503910A; WO1990010939A1; JP2994742B2; JP2000126174A; DE69015624D1; CN1045502A; EP0462133A1; US5210782A; NL8900553A; EP0462133B1; DE69015624T2; IL93665A

Abstract

在一个等量化的射线照相设备中，一个X线射束用来扫描受试人体。扇形X射线束包括许多扇形区。一个包括多个可控射束扇形区调制器的调制器装置用来控制每扇形区X射线的辐射量。置于人体后面的检测器为每扇形区产生一个代表该扇形区射束扇形区调制器的要求位置的测量信号。工作时，连续测出每个射束扇形区调制器的瞬时位置，并与测量信号相比较。由比较器取得的控制信号控制射束扇形区调制器的位置。

Description

本发明涉及一种用于狭缝射线照相的方法。按照该方法，利用一个X射线源和一个置于该X射线源前的狭缝型光阑，形成一个扇形X射线束，并用此射线束对所检查的人体在狭缝型光阑的缝隙的纵向的横断方向上至少局部进行扫描，以便在置于检查的人体后面X射线检测器上形成一个X射线阴影图象，而扇形X射束则由多个相毗连的扇形区组成的，在扫描运动时每个扇形区的扇形波束，会即时影响被发送的X射线的辐射。而在操作时，利用可控射束扇形区调制器与狭缝光阑的相互配合，由检测装置测量每个扇形区X射线束在扫描运动期间瞬时通过接受检查的人体的辐射量，并用此测量结果控制射束扇形区调制器。本发明还涉及一种应用此方法的设备。

上述这种方法和设备可见于荷兰专利申请84.00845。按照应专利的技术，为了及时调节在任何瞬间通过狭缝光阑的X射线辐射量而使用了一些衰减装置，这些装置靠近或放置在狭缝光阑的缝隙中用作为射束扇形区调制器，这些装置每个对一个区的扇形X射线施加影响，并根据在相应的扇形区中的衰减和接受检查的人体引起的衰减，通过改变衰减器插入到X射线束程度的多少的方法对这些衰减器进行控制。如果在某个时刻，在某个段中由于被贯穿的人体引起的衰减较大，则使相应于该扇形区的衰减装置完全或大部分移离X射线束。另一方面，如果在某个时刻在某个扇形区中由于人体引起的衰减较低，则使相应的衰减装置更多地插入到X射线束中。这种技术的优点在于它可获得等量化的辐射，这就是说，可以获得在明暗两部分均有良好对比度的射线照相。因此，例如，如果用这种方法得到一个病人的上半身的射线照相，放射线学家便可由此同一张照相中发现病人的胸腔和腹腔和适当的信息，不然，为获得同样的信息而需要有两张射线照相。

这种现有的方法的一个问题是：射束扇形区调制器可能呈现迟滞现象。特别，当压电片用作为吸收器件（吸收剂）时，会出现这种情况。而且，例如，在射束扇形段调制器包括弹性器件或与之相连时，也会发生这种现象。

由于这种迟滞现象，例如一个射束扇形区调制器相对于射束段的位置可能呈现迟滞现象。特别，当压电片用作为吸收器件（吸收剂）时，会出现这种情况。而且，例如，在射束扇形段调制器包括弹性器件或与之相连时，也会发生这种现象。

由于这种迟滞现象，例如一个射束扇形区调制器相对于射束段的位置可能会偏离相应于由检测装置提供的信号的位置，而这种不需要的后果可能会影响最终产生的X射线阴影图象。

本发明的目的是为了消除，或至少减少如上所述的问题。

为此目的，按照本发明的上述类型的方法的特征在于：在工作期间，每个射束扇形区调制器的瞬时位置被连续检测，为每个射束扇形区调制器产生一个代表其瞬时位置的电信号;将代表该瞬时位置的电信号与由检测装置提供的并相应于各扇形区测量结果相比较，以及在于由测量结果和代表瞬时位置的信号形成一个用于射束扇形区调制器的控制信号。

狭缝射线照相设备包括一个X射线源它通过一个狭缝或一个狭缝光阑能够，或至少局部地能对一个接受检查的人体，用一个扇形射束在该狭缝的纵向的横截方向上进行扫描，以便在X射束检测器上形成一个阴影图象，在操作期间射束扇形区调制器与狭缝光阑相互配合，使在扫描期间能瞬时影响每段扇形射束，从而可以调节每个扇形射束入射到接受检查的人体上的X射线辐射量，这种狭缝射线照相设备还包括一个检测装置，它用于在X射线束作扫描运动期间瞬时地检测每一扇形射束贯穿人体的X射线辐射量，并将它转换成为相应的信号，本发明的这种狭缝射线照相设备的特征在于：在工作期间，可以检测每个扇形射束调制器的瞬时位置并可提供一些相应于检测到的位置的电信号;以及可以根据上述电信号和用来检测通过人体的辐射量的检测装置提供的信号，形成一个用于射束扇形区调制器的控制信号。

下面将结合附图对本发明作更详细的描述。

图1为一个用作为例子的示意图;

图2为用作为本发明的一个例子的一个射线照相设备的示意图;

图3示意地示出了图2中的一部分的变型;

图4进一步示意地示出了一个图3的一部分的变型。

图1示意地示出了作为例子的现有的狭缝射线照相设备。所示的狭缝射线照相设备包括一个具有X射线焦点f的X射线源，放置在X射线源前方的是一个具有一狭缝3的狭缝光阑2，工作时，狭缝3放射出一束基本上扁平的扇形波束4。又安置了一个射束扇形区调制系统5，该系统可以影响其中的每个扇形区的扇形X射线束。利用通过导线6加到射束扇形区调制系统5上的一些调节信号对基进行控制。

在工作期间，X射线射束4贯穿接受检查的人体7。置于人体7后面的是一个用于记录X射线阴影图象的X射线检测器8。此检测器8例如可以是一个如图1所示的大尺寸的X底片暗盒，但它例如也可以是一个移动伸长的X线图象增加器。

为了在X射线检测器上形成接受检查的人体全身或至少其一部分例如胸廓的图象，扇形X线射束要在操作期间如图中箭头9所示的方向上作扫描运动。为此，X线源连同狭缝光阑2和系统5可以做成如图中箭头10所示的相对于X线焦点f绕轴转动的结构。然而也可能用其它方式，例使X射线源连同或不连同狭缝光阑作直线运动，让一个X射线射束对接受检查的人体进行扫描。

置于人体7和X线检测器8之间的检测装置11是用来瞬时地检测每个扇形射束4通过人体的辐射量，并将其转换成相应的一些电信号，这些电信号通过一电气连接12馈送到调节系统13，调节系统13根据该输入信号形成用于调节系统5的调节信号。检测装置11例如也以包括一个一维静态辐射剂量计，该剂量计基本上与X射线检测器或作扫描运动的平面相平行。该辐射剂量计的尺寸能覆盖在工作期间被扁平X射线射束扫描过的区域的整个宽度，并且在工作期间可随X射线射束如箭头所示同步地上下运动。以上将以辐射剂量计描述为一个一维剂量计。但所谓一维的说法在数学上是不正确的，不过其厚度从X线辐射的方向看来是相当小的。

合适的辐射剂量计可包括分成几段的一个电离室，例如在本申请人的荷兰专利申请85.03152和85.03153中描述了这样一种辐射计量计。应该指出，检测装置也可置于X线屏8之后，例如，象在荷兰专利84.00845中所述的方式。此外，也可以使用诸如在申请人的较早的荷兰专利申请87.01122中所述的那种二维辐射剂量计。

如同在荷兰专利申请84.00845中所述，射束扇形区调制系统可包括例如多片挨着放置的压电材料，其一端安装在一个载体上，另一端，即自由端则在调节信号影响下可程度不同地插入到X线射束中。吸收X线辐射的各片材料的自由端也可以可供选择地再配置以各自的吸收器件。在图1的15处示意地示出了这样一个片状调制器的例子，在本发明的范围内也可以采用其它类型的射束扇形区调制器。

如前面已注意到，会使射束扇形区调制器处于按照X线射束扇形区调制器而不是响应于所施加的调节信号的位置的迟滞现象，实际上在控制射扇形区调制器时就会发生。

这些迟滞现象可能是机械迟滞的结果，例如在使用弹簧时发生的那样，或是由于电磁迟滞的结果，诸如在采用压电器件时发生的那样，也可能象在采用磁铁时发生的那样，是由于磁滞的结果。

根据本发明，利用一个或多个附加检测器可以消除或至少减少迟滞现象的影响，这些检测器提供精确地响应于射束段扇形区调制器的瞬时位置的信号。

图2示意地示出了本发明的第一个实施例。在图2中，相应于图1的各元件冠以相同的参考号。

置于X线源1和射束扇形区调制器5之间的为第一附加辐射检测器20，检测器20能够检测由每个扇形X射线射束提供的辐射量，并提供响应于该辐射量的电信号。举个例说，在申请人的荷兰专利85.03153中描述的辐射剂量计就适用作为这种辐射检测器。在所示的例子中，辐射检测器20是置于X射线源1和狭缝光阑2之间。于是检测器的工作区域应响应于能被实际上通过狭缝光阑3的狭缝发射出去的那部分X线射束部分。这可以通过处理在线25上的信号达到此目的，也可以采用遮屏装置达到此目的。辐射检测器20也可以放置在光阑和射束扇形区调制系统之间。

在狭缝光阑和X线源之间提供一个射束扇形区调制系统也是可能的。在这种情况下，辐射检测器20应放置在X射线源和射束扇形区调制器之间。

在射束扇形区调制系统之外还提供一个第二辐射检测器21，该第二辐射检测器可以瞬时地测量每个扇形X射线射束4入射到接受检查的人体上的辐射量，并提供相应的电信号。

因此，第一和第二辐射检测器的输出信号之比，或者它们之差即是对用于每个射束段的每个射束扇形区调制器的实际位置的一个测量。

这样，由该实际位置与所需位置比较结果便可获得一个可精确地控制射束扇形区调制器的控制信号。从射束扇形区调制器的实际位置着手，可实行对迟滞效应的自动补偿。

可以用众所周知的方式由位于接受检查的人体后面的检测装置11来提供代表射束扇形区调制器的要求位置的电信号。来自检测装置的诸信号，在差分放大器22中与第一基准相比较后作为基准信号S₁加到差分放大器23的第一输入端，放大器23的另一输入端接收代表各段的射束扇形区调制器的实际位置的信号S₂。

信号S₂是器件24的输出信号，器件24经由导线25和26接收第一和第二辐射检测器的输出信号，并对所述信号相互比较，用来给每扇形区提供一个代表相应于各个扇形区的射束扇形区调制器的实际位置的信号S₂。器件24例如可以是一个差分放大器或者是一个除法器。

最后，差分放大器23的输出信号S₂被用作为射束段调制器的控制信号，并通过导线27馈送到各自的射束扇形区调制器或馈送到控制器件。

辐射检测器20和21可随着X射线源的扫描运动连续运动。作为一种可供选择的方法，辐射检测器20和21也可采用如前在谈及检测器时所指定的那种二维检测器。

也可以采用这样的结构，例如，将第一辐射检测器20做成为一个连动的一维检测器，而将第二检测器21做成为例如在申请人的荷兰专利申请87.01122中所描述的那样的二维检测器。

这种及类似的修改对熟悉本技术领域的人们都是显而易见的，因而都在本发明的范围内。

根据本发明构思的一个可供选择的改进，射束扇形区调制器的瞬时实际位置也可以用不同的方式进行检测。虽然采用无接触位置确定法较好，但是，例如把每个射束扇形区调制器机械地与一个可变电阻器的滑触头或与可变电容器的动片相耦合在理论上也是可行的。也可采用各种已知的诸如同轴电容位移计这样的位移计，这种同轴位移计的中央电极可根据触臂的运动在圆柱形电极的组件内运动。此外，也还采用感性测量法，此时，每个射束扇形区调制器与一个动圈相耦合。

另一种可能的方法是，把每个射束扇形区调制器本身用作为一个电容器，或给它配置一个电容器电极，这样便可借助于一个合适的板极和合适的测量电压，用容性方法确定每个扇形射束的瞬时位置。

图3示意地说明了另一种方法的一个例子，在该方法中，一个片状射束扇形区调制器30组成了一个可动的电容器极30，该电极与一个固定电容电极31相配合。将一个合适的测量信号例如用一个测量电压源32，将一个高频测量电压加到电极30和31之间，包括可变电容30和31的电路的阻抗与电极30的位置有关。利用合适的检测器33可完成测量任务。检测器33设计成使其可送出一个信号S₂，该信号S₂代表了射束调制器的瞬时实际位置，并如在图2中的例子，被馈送到一个差分放大器23。在一个实施例中，电极31可以是所有射束扇形区调制器的条状共用电极，并可利用一个电子或机械扫描系统将这些射束扇形区调制器依次连续到测量信号源上。

图4示意地给出了用来光学地确定一个射束扇形区调制器的瞬时位置的方法又一个例子。例中的片状射束扇形区调制器40被光源441照明。位于射束扇形区调制器的另一侧的是用于各射束扇形区调制器的一个光源，例如，一个光敏半导体器件，它根据由于射束扇形区调制器引起的阴影区的尺寸，发送出一个电信号S₂，信号S₂再以前述的方式馈送到差分放大器23中。

毫无疑问，示于图3和图4实施例的方法，都适用于不同形式的射束扇形区调制器，这些射束扇形区调制器可以作各种对本技术领域的人说来是显而易见的修改。也可以采用确定与射束扇形区调制器相耦合的固定器件的位置而不是采用确定射束扇形区调制器本身的位置这种方法。

由上所述，这种或类似的修改对熟悉本技术领域的人员来说都是显而易见。

Claims

1、一种用于狭缝射线照相的方法，在该方法中，借助于一个X射线源和一个置于其前的狭缝型光阑形成一个扇形X射线射束，用此X线射束对接受检查的人体在垂直于狭缝型光阑的缝隙的纵向方向上至少进行局部扫描，以便在位于人体后面的X射线检测器上形成一个X射线阴影，该扇形X射线射束由相邻的多个扇形区组成，在扫描运动期间，每个可控扇形射束会瞬时影响被发射的X射线的辐射量，同时在操作期间，利用可控射束扇形区调制器与狭缝光阑相互配合，借助于检测装置可瞬时测出在扫描期间每段X射线射束通过接受检查的人体的辐射量，并将该测量结果用来控制可控射束扇形区调制器，其特征在于：在扫描期间，每个可控射束扇形区调制器的瞬时位置被连续检测；为每个射束可控扇形区调制器产生代表其瞬时位置的电信号；代表该瞬时位置的电信号与由检测装置提供的并相应于各扇形射束测量结果相比较；以及根据测量结果和代表瞬时位置的信号给各可控射束扇形区调制器形成一个控制信号。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于：代表各可控射束扇形区调制器的瞬时位置的电信号是借助于一个辐射检测系统获得的，所述辐射检测器有一个置于X射线源和可控射束扇形区调制器之间的第一辐射检测器，和一个置于可控射束扇形区调制器之外的第二辐射检测器。

3、根据权利要求1的方法，其特征在于：代表各射束扇形区调制器的瞬时位置的电信号是借助于电测法获得的，在该法中，每个可控射束扇形区调制器的运动引起在测量电路中的一个阻抗变化，测出该阻抗的变化并将其转换成为一个代表该瞬时位置的信号。

4、根据权利要求1的方法，其特征在于：代表各可控射束扇形区调制器的瞬时位置的电信号是借助于光测法获得的，在该法中，每个射束扇形区调制器的运动会引起来源于光源入射到相应的光检测器和光的变化，并且每个光检测器提供一个相应于入射的光的数量的电信号。

5、一种狭缝射线照相设备，包括一个X射线源，这X射线源能通过一个狭缝光阑的狭缝，用一种扇形射束，在垂直于狭缝的纵向方向上对接受检查的人体的至少一部分进行扫描，从而在X射线检测器上形成一个X射线阴影图象，包括与狭缝光阑相互配合的诸可控射束扇形区调制器，这些射束扇形区调制器在扫描期间瞬时地影响每个扇形射束的X射线辐射，包括一个检测装置，该检测装置设计成在X射线射束扫描运动期间可检测到每个扇形区射束瞬时通过接受检查的人体的X射线辐射量，并把它转换成为相应的信号，其特征在于包括：一种在操作期间能检测每个可控射束扇形区调制器的瞬时位置并能提供相应于检测到的位置的电信号的装置，一种能根据所述电信号和由检测装置提供的信号形成用于控制通过人体的辐射量的控制信号的装置。

6、根据权利要求5的设备，其特征在于：用于检测可控射束扇形区调制器的瞬时位置的装置包括置于X射线源和可控射束扇形区调制器之间的第一辐射检测器，和包括一个置于可控射束扇形区调制器和接受检查的人体之间的第二辐射检测器。

7、根据权利要求6的设备，其特征在于：至少一个辐射检测器包括一个细长的电离室，它相应诸扇形射束分成为几个段。

8、根据权利要求5或6的设备，其特征在于：至少一个辐射检测器包括一个相应诸扇形射束而分成为若干段的二维电离室。

9、根据权利要求6的设备，其特征在于：包括一个比较系统，它把由第一和第二辐射检测器提供每一可控射束扇形区的信号互相进行比较并给出相应的输出信号，该输出信号馈送到一个差分放大器的第一输入端，该差分放大器的另一输出端接收代表在相应的扇形射束中由检测装置检测到的通过人体的辐射量的信号，该差分放大器在其输出端提供用来控制相应于各段的可控射束扇形区调制器的控制信号。

10、根据权利要求9的设备，其特征在于比较系统包括一个除法器。

11、根据权利要求9的设备，其特征在于比较系统包括一个差分放大器。

12、根据权利要求5的设备，其特征在于：用于检测可控射束扇形区调制器的瞬时位置析装置包括一个用于每个射束扇形区调制器的测量电路，该测量电路配有一个测量信号源和一个可变电抗元件，可变电抗元件的操纵装置电气地与各可控射束扇形区调制器相耦合，以便传感射束扇形区调制器的运动。

13、根据权利要求5的设备，其特征在于：用于检测可控射束扇形区调制器的瞬时位置的装置包括一个用于每个可控射束扇形区调制器的测量电路，该测量电路配以一个测量信号源和一个可变电抗元件，可变电抗元件形成了一个可以无接触地变化的电抗。

14、根据权利要求13的设备，其特征在于：电抗元件包括一个带铁心的线圈，铁心可相对于线圈移动。

15、根据权利要求13的设备，其特征在于：电抗元件包括可动电极和固定对电极。

16、根据权利要求15设备，其特征在于：所述固定对电极是至少若干可控射束扇形区调制器的共用对电极。

17、根据权利要求15或16的设备，每个可控射束扇形区调制器本身可实施成一个可动电极。

18、根据权利要求5的设备，其特征在于：用于检测可控射束扇形区调制器的瞬时位置的装置包括用于每个可控射束扇形区调制器的照明装置，或一个与其耦合的光截取装置，和一个光检测装置，该检测装置利用每个可控射束扇形区调制器投射的阴影的尺寸检测通过人体的X射线量并把其转换成电信号。