CN102835968A - 束光器、具有其的x射线机以及束光器控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种束光器、具有其的X射线机以及束光器控制方法。束光器包括：机架(10)；滑动门，包括在同一平面内可滑动地设置在机架(10)上的第一滑动门(20a)和第二滑动门(20b)，第一滑动门(20a)和第二滑动门(20b)具有相对远离以打开的第一位置，以及相对靠近以关闭的第二位置；驱动机构，包括与第一滑动门(20a)驱动连接的第一驱动机构(30a)和与第二滑动门(20b)驱动连接的第二驱动机构(30b)；位置检测机构，包括用于检测第一滑动门(20a)位置的第一位置检测机构和用于检测第二滑动门(20b)位置的第二位置检测机构；以及控制装置，分别与驱动机构和位置检测机构连接。本发明可以准确将X射线范围控制在被照物体周围。

Description

束光器、具有其的X射线机以及束光器控制方法

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种束光器、具有其的X射线机以及束光器控制方法。

背景技术

X射线机是医疗领域中常用的透视和拍片的设备，由X射线管发出的X射线投射到被照物体上完成透视过程。因为X射线对人体有害，所以为了控制和减小X射线的照射范围，使其对人体的伤害尽量减小，一般是用束光器对X射线的照射范围进行限制。

束光器也称“遮线器”、“缩光器”或“限束器”，一般安装在X射线管套窗口处，用于在X射线检查中遮去不必要的原发X射线。

束光器的主要作用可以概括如下：

1.限制照射范围，使病人和操作人员所受X射线照射剂量尽可能减少；

2.精确瞄准被照物体；

3.减少产生二次射线的区域，提高透视和拍片的清晰度；

4.尽可能阻挡漏出的X射线。

如图1至图3所示，目前X射线机中使用的束光器为双门联动结构，其特点是第一滑动门20a’和第二滑动门20b’由一个驱动机构控制，以X射线管套窗口80’的竖直中心线为标准，在两侧同时运动，且运动行程一致。双门联动结构的缺点是，如果被照物体70’偏离X射线管套窗口80’的竖直中心线，则第一滑动门20a’和第二滑动门20b’要以该被照物体70’的实际位置为准向两侧打开，导致第一滑动门20a’和第二滑动门20b’之间的开度增加，实际上是增大了X射线照射的范围，进而减弱了束光器控制X射线范围的效果。图中φ’为X射线管套窗口80’的半径。

发明内容

本发明旨在提供一种可以准确将X射线范围控制在被照物体周围的束光器、具有其的X射线机以及束光器控制方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种束光器，包括：机架；滑动门，包括在同一平面内可滑动地设置在机架上的第一滑动门和第二滑动门，第一滑动门和第二滑动门具有相对远离以打开的第一位置，以及相对靠近以关闭的第二位置；驱动机构，包括与第一滑动门驱动连接的第一驱动机构和与第二滑动门驱动连接的第二驱动机构；位置检测机构，包括用于检测第一滑动门位置的第一位置检测机构和用于检测第二滑动门位置的第二位置检测机构；以及控制装置，分别与驱动机构和位置检测机构连接。

进一步地，束光器还包括传动机构，传动机构包括：第一传动机构，连接在第一驱动机构与第一滑动门之间；以及第二传动机构，连接在第二驱动机构与第二滑动门之间。

进一步地，第一传动机构包括第一齿条以及第一齿轮，第一齿条固定于第一滑动门上并沿第一滑动门的滑动方向延伸，第一齿轮与第一齿条相啮合；第一驱动机构与第一齿轮驱动连接；第二传动机构包括第二齿条以及第二齿轮，第二齿条固定于第二滑动门上并沿第二滑动门的滑动方向延伸，第二齿轮与第二齿条相啮合；第二驱动机构与第二齿轮驱动连接。

进一步地，第一驱动机构为固定于机架上的第一驱动电机，第一齿轮套设在第一驱动电机的输出轴上；第二驱动机构为固定于机架上的第二驱动电机，第二齿轮套设在第二驱动电机的输出轴上。

进一步地，第一位置检测机构包括第一编码器和第一编码器齿轮，第一编码器固定于机架上，第一编码器齿轮套设在第一编码器的转轴上并与第一齿轮相啮合；第二位置检测机构包括第二编码器和第二编码器齿轮，第二编码器固定于机架上，第二编码器齿轮套设在第二编码器的转轴上并与第二齿轮相啮合。

进一步地，束光器还包括限位机构，限位机构包括：第一限位机构，用于限制第一滑动门的行程；以及第二限位机构，与第一限位机构相对设置且用于限制第二滑动门的行程。

进一步地，第一限位机构包括第一打开限位开关、第一关闭限位开关以及第一限位触杆，第一打开限位开关和第一关闭限位开关沿第一滑动门的滑动方向在机架上相对设置，第一限位触杆固定于第一滑动门上且位于第一打开限位开关和第一关闭限位开关之间；第二限位机构包括第二打开限位开关、第二关闭限位开关以及第二限位触杆，第二打开限位开关和第二关闭限位开关沿第二滑动门的滑动方向在机架上相对设置，第二限位触杆固定于第二滑动门上且位于第二打开限位开关和第二关闭限位开关之间。

进一步地，机架具有固定轴，第一滑动门和第二滑动门均套设在固定轴上并沿固定轴可滑动地设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种X射线机，包括束光器，该束光器为前述任一种的束光器。

根据本发明的另一方面，提供了一种束光器的控制方法，其中束光器为前述任一种的束光器，控制方法包括以下步骤：获取第一滑动门和第二滑动门的位置；判断第一滑动门、第二滑动门以及被照物体的相对位置关系；以及控制第一滑动门和/或第二滑动门向被照物体运动。

进一步地，获取第一滑动门和第二滑动门的位置包括以下步骤：通过第一位置检测机构检测第一滑动门的位置并反馈给控制装置；以及通过第二位置检测机构检测第二滑动门的位置并反馈给控制装置。

进一步地，控制第一滑动门和/或第二滑动门向被照物体运动包括以下步骤：控制装置控制第一驱动机构以驱动第一滑动门向被照物体运动；和/或控制装置控制第二驱动机构以驱动第二滑动门向被照物体运动。

应用本发明的技术方案，通过设置与两个滑动门一一对应的两个驱动机构和两个位置检测机构，将两个滑动门的运动分开，每个滑动门可以在控制机构的控制下由对应的驱动机构驱动，从而实现独立运动，以完成开启或关闭的动作。如果被照物体偏离X射线管套窗口的中线位置，两个滑动门就可以对准被照物体分别运动，使两个滑动门的移动中线改为被照物体，从而准确地将X射线范围控制在被照物体周围，从而有效地控制X射线的照射范围，并使其范围最小。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据现有技术的束光器的两个滑动门关闭的示意图；

图2示出了根据现有技术的束光器的两个滑动门打开的示意图；

图3示出了根据现有技术的当被照物体偏离中线时束光器的两个滑动门打开位置示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的束光器的示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的束光器的两个滑动门关闭的示意图；

图6示出了根据本发明的实施例的束光器的两个滑动门打开的示意图；以及

图7示出了根据本发明的实施例的当被照物体偏离中线时束光器的两个滑动门打开位置示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图4所示，根据本发明的实施例，提供了一种束光器，包括机架10、滑动门、驱动机构、位置检测机构以及控制装置，其中滑动门、驱动机构以及位置检测机构均设置在机架10上，控制装置分别与位置检测机构以及驱动机构连接。

滑动门包括第一滑动门20a和第二滑动门20b，第一滑动门20a和第二滑动门20b均套设在机架10的固定轴11上，且均可以沿固定轴11的轴向方向滑动，使第一滑动门20a和第二滑动门20b可以在同一平面内相对靠近或相对远离。

优选地，第一滑动门20a和第二滑动门20b的滑动速度均为0.001至0.005米/秒。

当第一滑动门20a和第二滑动门20b相对远离时，第一滑动门20a和第二滑动门20b打开以投射X射线至被照物体，此时第一滑动门20a和第二滑动门20b位于第一位置；当第一滑动门20a和第二滑动门20b相对靠近时，第一滑动门20a和第二滑动门20b关闭以隔绝X涉射线，此时第一滑动门20a和第二滑动门20b位于第二位置。

为了使第一滑动门20a和第二滑动门20b的滑动更加稳定，机架10上设置两个平行的固定轴11，两个固定轴11分别穿设在第一滑动门20a和第二滑动门20b的两个相对端，且固定轴11的轴端设置有直线轴承12。

驱动机构包括第一驱动机构30a和第二驱动机构30b，其中第一驱动机构30a与第一滑动门20a驱动连接，用于带动第一滑动门20a做往复运动；第二驱动机构30b与第二滑动门20b驱动连接，用于带动第二滑动门20b做往复运动。

优选地，第一驱动机构30a为固定于机架10上的第一驱动电机，第二驱动机构30b为固定于机架10上的第二驱动电机。

进一步地，第一驱动电机和第二驱动电机优选直流空心杯减速电机。

位置检测机构包括第一位置检测机构和第二位置检测机构，其中第一位置检测机构与第一驱动机构30a连接，用于检测第一滑动门20a的位置并将位置信号传输给控制装置，第二位置检测机构与第二驱动机构30b连接，用于检测第二滑动门20b的位置并将位置信号传输给控制装置。控制装置根据所获取的第一滑动门20a的位置信号和第二滑动门20b的位置信号，与被照物体的位置进行比较，从而进行后续的操作。

为了方便驱动机构对滑动门进行驱动，束光器还包括传动机构，该传动机构包括第一传动机构和第二传动机构，其中第一传动机构连接在第一驱动机构30a与第一滑动门20a之间，第二传动机构连接在第二驱动机构30b与第二滑动门20b之间。

优选地，传动机构采用齿轮齿条传动机构，且齿轮模数取最小值，可以更精确地检测滑动门的位置。

具体地，第一传动机构包括第一齿条51a以及第一齿轮52a，其中第一齿条51a固定于第一滑动门20a上并沿第一滑动门20a的滑动方向延伸，第一齿轮52a与第一齿条51a相啮合，第一齿轮52a套设在第一驱动电机的输出轴上。

第二传动机构包括第二齿条51b以及第二齿轮52b，其中第二齿条51b固定于第二滑动门20b上并沿第二滑动门20b的滑动方向延伸，第二齿轮52b与第二齿条51b相啮合，第二齿轮52b套设在第二驱动电机的输出轴上。

为了使位置检测机构更精确地检测滑动门的位置，第一位置检测机构包括第一编码器41a和第一编码器齿轮42a，其中第一编码器41a固定于机架10的与第一滑动门20a相对应的一侧，且第一编码器41a的转轴与第一驱动电机的输出轴相对设置，这样可以将第一编码器齿轮42a套设在第一编码器41a的转轴上，并且使第一编码器齿轮42a与第一齿轮52a相啮合。

第二位置检测机构包括第二编码器41b和第二编码器齿轮42b，第二编码器41b固定于机架10的与第二滑动门20b相对应的一侧，且第二编码器41b的转轴与第二驱动电机的输出轴相对设置，这样可以将第二编码器齿轮42b套设在第二编码器41b的转轴上，并且使第二编码器齿轮42b与第二齿轮52b相啮合。

为了防止滑动门滑动行程过大导致束光器受损，束光器还包括限位机构，该限位机构包括第一限位机构和第二限位机构，其中第一限位机构与第一滑动门20a对应设置，用于限制第一滑动门20a的行程，第二限位机构与第二滑动门20b对应设置，用于限制第二滑动门20b的行程。

为了使第一限位机构和第二限位机构互相不产生干涉，第一限位机构和第二限位机构分别位于机架10的两个相对侧。

优选地，限位机构采用限位开关和限位触杆相配合的方式。

具体地，第一限位机构包括第一打开限位开关61a、第一关闭限位开关62a以及第一限位触杆63a，其中第一打开限位开关61a和第一关闭限位开关62a沿第一滑动门20a的滑动方向在机架10上相对设置，第一打开限位开关61a用于限制第一滑动门20a向远离第二滑动门20b方向运动时的极限位置，第一关闭限位开关62a用于限制第一滑动门20a向靠近第二滑动门20b方向运动时的极限位置。与第一打开限位开关61a和第一关闭限位开关62a相配合的是第一限位触杆63a，第一限位触杆63a固定于第一滑动门20a上，可以随第一滑动门20a做往复运动，且第一限位触杆63a且位于第一打开限位开关61a和第一关闭限位开关62a之间，其两个相对的端面分别与第一打开限位开关61a和第一关闭限位开关62a相对应，以便在运动过程中与第一打开限位开关61a或第一关闭限位开关62a相接触，从而达到限制第一滑动门20a位移的作用。

第二限位机构包括第二打开限位开关61b、第二关闭限位开关62b以及第二限位触杆63b，第二打开限位开关61b和第二关闭限位开关62b沿第二滑动门20b的滑动方向在机架10上相对设置，第二限位触杆63b固定于第二滑动门20b上且位于第二打开限位开关61b和第二关闭限位开关62b之间。这里第二限位机构的工作原理与第一限位机构相似，在此不予赘述。

在利用限位机构限制滑动门极限行程的同时，准确计算确定第一传动机构中的第一齿条51a的啮合长度以及第二传动机构中第二齿条51b的啮合长度，如果限位机构失灵的情况下，第一齿条51a与第一齿轮52a的啮合以及第二齿条51b与第二齿轮52b的啮合将脱开，此时第一驱动电机和第二驱动电机将空转，可以进一步有效保护第一驱动电机、第二驱动电机、第一传动机构以及第二传动机构。

为了方便对滑动门进行控制，第一滑动门20a和第二滑动门20b均设置有对应的控制按钮，控制按钮与控制装置连接。控制按钮可单独控制第一滑动门20a或第二滑动门20b的开启、关闭，以及第一滑动门20a或第二滑动门20b在滑动行程范围内任意位置的停止或启动。

为了方便对滑动门的位置进行监测，设置有与控制系统连接的显示装置。

优选地，显示装置为显示器。

结合参见图5至图7，根据本发明的束光器的控制流程包括以下步骤：

获取第一滑动门20a和第二滑动门20b的位置；

判断第一滑动门20a、第二滑动门20b以及被照物体70的相对位置关系；

控制第一滑动门20a和/或第二滑动门20b向被照物体70运动。

根据本发明的控制方法，在控制过程中，第一滑动门20a和第二滑动门20b可以单独运动，并根据被照物体70独立进行调整，准确地将X射线范围控制在被照物体70周围，可以有效地控制X射线的照射范围，减小危害。

根据本发明的一个优选实施方式，获取第一滑动门20a和第二滑动门20b的位置包括以下步骤：

通过第一位置检测机构检测第一滑动门20a的位置并反馈给控制装置；

通过第二位置检测机构检测第二滑动门20b的位置并反馈给控制装置。

根据本发明的另一个优选的实施方式，控制第一滑动门20a和/或第二滑动门20b向被照物体70运动包括以下步骤：

控制装置控制第一驱动机构30a以驱动第一滑动门20a向被照物体运动；

控制装置控制第二驱动机构30b以驱动第二滑动门20b向被照物体运动。

其中驱动第一滑动门20a以及驱动第二滑动门20b可以同时进行，也可以只驱动第一滑动门20a或第二滑动门20b，使其单独运动，以更好地适应被照物体70的位置。

下面给出根据本发明的束光器控制方法在实际操作中的应用：

放置被照物体70于X射线管套窗口80前；

第一位置检测机构将检测到的第一滑动门20a位置反馈给控制装置，第二位置检测机构将检测到的第二滑动门20b位置反馈给控制装置；

首次曝光；

显示装置显示被照物体70与第一滑动门20a和第二滑动门20b的位置关系；

通过控制按钮调节第一滑动门20a和\或第二滑动门20b，直至与被照物体70相对应。

图中φ为X射线管套窗口80的半径。

本发明还提供了一种X射线机，包括束光器，其中该束光器为前述任一种的束光器。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过设置与两个滑动门一一对应的两个驱动机构和两个位置检测机构，将两个滑动门的运动分开，每个滑动门可以在控制机构的控制下由对应的驱动机构驱动，从而实现独立运动，以完成开启或关闭的动作。如果被照物体偏离X射线管套窗口的中线位置，两个滑动门就可以对准被照物体分别运动，使两个滑动门的移动中线改为被照物体，从而准确地将X射线范围控制在被照物体周围，从而有效地控制X射线的照射范围，并使其范围最小。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种束光器，其特征在于，包括：

机架(10)；

滑动门，包括在同一平面内可滑动地设置在所述机架(10)上的第一滑动门(20a)和第二滑动门(20b)，所述第一滑动门(20a)和所述第二滑动门(20b)具有相对远离以打开的第一位置，以及相对靠近以关闭的第二位置；

驱动机构，包括与所述第一滑动门(20a)驱动连接的第一驱动机构(30a)和与所述第二滑动门(20b)驱动连接的第二驱动机构(30b)；

位置检测机构，包括用于检测所述第一滑动门(20a)位置的第一位置检测机构和用于检测所述第二滑动门(20b)位置的第二位置检测机构；以及

控制装置，分别与所述驱动机构和所述位置检测机构连接。

2.根据权利要求1所述的束光器，其特征在于，所述束光器还包括传动机构，所述传动机构包括：

第一传动机构，连接在所述第一驱动机构(30a)与所述第一滑动门(20a)之间；以及

第二传动机构，连接在所述第二驱动机构(30b)与所述第二滑动门(20b)之间。

3.根据权利要求2所述的束光器，其特征在于，

所述第一传动机构包括第一齿条(51a)以及第一齿轮(52a)，所述第一齿条(51a)固定于所述第一滑动门(20a)上并沿所述第一滑动门(20a)的滑动方向延伸，所述第一齿轮(52a)与所述第一齿条(51a)相啮合；

所述第一驱动机构(30a)与所述第一齿轮(52a)驱动连接；

所述第二传动机构包括第二齿条(51b)以及第二齿轮(52b)，所述第二齿条(51b)固定于所述第二滑动门(20b)上并沿所述第二滑动门(20b)的滑动方向延伸，所述第二齿轮(52b)与所述第二齿条(51b)相啮合；

所述第二驱动机构(30b)与所述第二齿轮(52b)驱动连接。

4.根据权利要求3所述的束光器，其特征在于，

所述第一驱动机构(30a)为固定于所述机架(10)上的第一驱动电机，所述第一齿轮(52a)套设在所述第一驱动电机的输出轴上；

所述第二驱动机构(30b)为固定于所述机架(10)上的第二驱动电机，所述第二齿轮(52b)套设在所述第二驱动电机的输出轴上。

5.根据权利要求3所述的束光器，其特征在于，

所述第一位置检测机构包括第一编码器(41a)和第一编码器齿轮(42a)，所述第一编码器(41a)固定于所述机架(10)上，所述第一编码器齿轮(42a)套设在所述第一编码器(41a)的转轴上并与所述第一齿轮(52a)相啮合；

所述第二位置检测机构包括第二编码器(41b)和第二编码器齿轮(42b)，所述第二编码器(41b)固定于所述机架(10)上，所述第二编码器齿轮(42b)套设在所述第二编码器(41b)的转轴上并与所述第二齿轮(52b)相啮合。

6.根据权利要求1所述的束光器，其特征在于，所述束光器还包括限位机构，所述限位机构包括：

第一限位机构，用于限制所述第一滑动门(20a)的行程；以及

第二限位机构，与所述第一限位机构相对设置且用于限制所述第二滑动门(20b)的行程。

7.根据权利要求6所述的束光器，其特征在于，

所述第一限位机构包括第一打开限位开关(61a)、第一关闭限位开关(62a)以及第一限位触杆(63a)，所述第一打开限位开关(61a)和所述第一关闭限位开关(62a)沿所述第一滑动门(20a)的滑动方向在所述机架(10)上相对设置，所述第一限位触杆(63a)固定于所述第一滑动门(20a)上且位于所述第一打开限位开关(61a)和所述第一关闭限位开关(62a)之间；

所述第二限位机构包括第二打开限位开关(61b)、第二关闭限位开关(62b)以及第二限位触杆(63b)，所述第二打开限位开关(61b)和所述第二关闭限位开关(62b)沿所述第二滑动门(20b)的滑动方向在所述机架(10)上相对设置，所述第二限位触杆(63b)固定于所述第二滑动门(20b)上且位于所述第二打开限位开关(61b)和所述第二关闭限位开关(62b)之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的束光器，其特征在于，所述机架(10)具有固定轴(11)，所述第一滑动门(20a)和所述第二滑动门(20b)均套设在所述固定轴(11)上并沿所述固定轴(11)可滑动地设置。

9.一种X射线机，包括束光器，其特征在于，所述束光器为权利要求1至8中任一项所述的束光器。

10.一种束光器的控制方法，其特征在于，所述束光器为权利要求1至8中任一项所述的束光器，所述控制方法包括以下步骤：

获取所述第一滑动门(20a)和所述第二滑动门(20b)的位置；

判断所述第一滑动门(20a)、所述第二滑动门(20b)以及被照物体的相对位置关系；以及

控制所述第一滑动门(20a)和/或所述第二滑动门(20b)向所述被照物体运动。

11.根据权利要求10所述的束光器，其特征在于，所述获取第一滑动门(20a)和第二滑动门(20b)的位置包括以下步骤：

通过所述第一位置检测机构检测第一滑动门(20a)的位置并反馈给所述控制装置；以及

通过所述第二位置检测机构检测第二滑动门(20b)的位置并反馈给所述控制装置。

12.根据权利要求10所述的束光器，其特征在于，控制所述第一滑动门(20a)和/或所述第二滑动门(20b)向所述被照物体运动包括以下步骤：

所述控制装置控制第一驱动机构(30a)以驱动第一滑动门(20a)向所述被照物体运动；

和/或

所述控制装置控制第二驱动机构(30b)以驱动所述第二滑动门(20b)向所述被照物体运动。

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