CN103126691B - 限束器、放射影像设备及x线辐射野指示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种限束器、放射影像设备及X线辐射野的指示方法，包括用于控制X射线在指示面上形成的辐射野的X线辐射野控制装置、用于阻止所述X射线辐射泄漏的防辐射壳组件、用于产生可见光的可见光源及用于控制所述可见光在所述指示面上形成的可见光野的可见光野控制装置，所述防辐射壳组件包围所述X射线所经过的区域，且所述可见光野和所述辐射野在控制与通讯装置控制下在所述指示面上重合。通过可见光野控制装置和X线辐射野控制装置分别独立对可见光野和X线辐射野的形状和位置进行控制，可见光源和X光源的位置关系可以不作要求，可见光源的位置也可以不用可调，从而简化了结构，同时提高滤过均匀性和防辐射泄漏效果。

Description

限束器、放射影像设备及X线辐射野指示方法

技术领域

本发明是关于一种限束器、放射影像设备及X线辐射野指示方法。

背景技术

限束器，又称为束光器，是放射影像设备中的部件，用于控制和指示X线辐射野，防止X射线泄露。

如图1及图2所示，限束器一般包括X射线管组件连接装置1、X线辐射野控制装置2、光野指示装置3、防辐射壳组件4及控制与通讯模块5。限束器采用X线辐射野控制装置实现对X线辐射野形状和位置的控制。光野指示装置3采用可见光模拟X线辐射野的形状和位置，从而实现对不可见的X线辐射野的指示。光野指示装置3包括可见光源11和反光镜12。防辐射壳组件4用于阻止X射线辐射泄露。另外，限束器还可以包括可选组件，如激光BCL(buckycenterline，片盒中心线)装置6(或称激光指示装置)、可调式附加过滤装置7、SID尺8或附件槽9。

另一种现有限束器的结构如图3所示，其与第一种限束器的主要区别在于：可见光源11位于防辐射壳组件4的内部。该两种限束器的基本原理相似，均是通过可见光源11和反光镜12的特定位置关系，使可见光源11与X光源10互为像，进而使可见光野与X线辐射野重叠，最终通过X线辐射野控制装置2控制可见光野与X线辐射野的形状和位置，实现控制和指示X线辐射野的目的。防辐射壳组件1将X射线所经过区域(即辐射区域)包围，防止X射线及其散射线辐射泄露。

现有限束器实现了对X线辐射野的指示和控制，并在一定程度上防止了X射线辐射泄露，但是仍存在如下问题：

1)结构复杂，生产与维护要求高。现有限束器要求可见光源与X光源通过反光镜互为像，然而由于生产及装配的不一致性，可见光源与反光镜的位置需要位置可调才能达到该要求，这一方面增加了可调结构的复杂性，提高了加工和装配精度要求，另一方面也增加了出厂测试调试工序和现场调试工序，在运输环节中也增加了风险，还需要在维护阶段进行定期维护，最终增加了加工成本、设计成本、生产运输成本和维护成本。

2)产品小型化困难。现有限束器的可见光野和X线辐射野交会于反光镜后重叠，共同经过X线辐射野控制装置调节。由于反光镜处于可见光光源和X线辐射野控制装置之间，且成特定角度，就会导致可见光源和反光镜之间具有特定距离，同时，X线辐射野控制装置处于远离X光源的一端，X线辐射野控制装置的尺寸和控制行程也随之被不必要的放大，一般工程技术人员通过简单分析得知，限束器的尺寸受限于方案本身无法进一步小型化，而现有限束器由于尺寸较大而在临床应用上增加了撞上患者的风险。

3)辐射泄露隐患多。由于可见光照射区域和X射线辐射区域内不能有物体阻挡，现有限束器的防辐射壳组件将两者完全包围起来，常见的方案是采用多片重金属片拼接而成，生产成本高、技术难度大、装拆维护不方便且拼接处辐射泄露风险高；同时，现有限束器的光野指示装置需要调整和维护，导致在防辐射壳组件上不可避免的留有操作维修口。控制和驱动线材也会穿过防辐射壳组件形成孔洞，必然产生辐射泄露。另外，反光镜位于X线辐射野路径上，导致不必要方向上的X线散射辐射量增加，进一步增加辐射泄露的剂量。

4)滤过均匀性风险高。现有限束器中，反光镜处于X射线辐射区域上，除了带来X射线的散射线的增加外，反光镜的均匀性给限束器的滤过性能和图像均匀性带来了风险，换言之，反光镜的材质和均匀性要求很高，成本也随之提高。

5)功耗高，热效率低，需要定期更换耗材，日常维护复杂。现有限束器多使用热光源，如以卤素灯作为可见光源，该种光源热效率低(约85％的电能转换为热能)，寿命短(约300小时)，导致现有限束器功耗高，散热要求高，同时须作为耗材定期更换光源，这进一步加剧了结构复杂度，增加了辐射泄露隐患，提高了维护成本，降低了客户感受。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、便于小型化的限束器、具有该限束器的放射影像设备及X线辐射野的指示方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种限束器，包括用于控制X射线在指示面上形成的辐射野的X线辐射野控制装置、用于阻止所述X射线辐射泄漏的防辐射壳组件、用于产生可见光的可见光源及用于控制所述可见光在所述指示面上形成的可见光野的可见光野控制装置，所述可见光野控制装置独立于所述辐射野控制装置，所述防辐射壳组件包围所述X射线所经过的区域，且所述可见光野控制装置与所述辐射野控制装置受控于一控制装置以使所述可见光野和所述辐射野在所述指示面上重合。

进一步的，所述可见光源为LED灯光源。

进一步的，所述可见光源和可见光野控制装置均位于所述防辐射壳组件的外部。

进一步的，所述控制装置获取控制所述X线辐射野位置及大小的辐射野控制参数，并根据辐射野控制参数在指示面上形成对应的X线辐射野，同时该控制装置获取所述可见光源及可见光野控制装置的位置参数，并根据控制参数及位置参数计算与X线辐射野重合的可见光野的可见光野控制参数，及根据可见光野控制参数在指示面上形成对应的可见光野。所述控制装置可以位于该限束器之内，也可以位于该限束器之外。

进一步的，所述限束器还包括一通讯装置，其辐射野控制参数通过该通讯装置由限束器之外的上位机传递至所述控制装置。

进一步的，所述可见光野控制装置由LCD模组组成。

进一步的，所述X线辐射野控制装置为四侧独立驱动式X线辐射野控制装置。

进一步的，所述的限束器还包括机壳，所述X线辐射野控制装置、防辐射壳组件、可见光源及可见光野控制装置均位于所述机壳的内部。

一种放射影像设备，包括所述的限束器。

一种X线辐射野指示方法，其获取X线辐射野控制参数，并通过X线辐射野控制装置控制X射线在指示面上形成X线辐射野，同时获取与X线辐射野控制装置相互独立的可见光野控制装置与可见光源的位置参数，并根据所述位置参数及所述的X线辐射野控制参数计算可与X线辐射野重合的可见光野的控制参数，再通过可见光野控制装置及可见光源的控制参数控制可见光在所述指示面上形成与所述辐射野重合的可见光野。。

本发明的有益效果是：1)通过采用独立的可见光野控制装置对可见光野进行控制，可见光源和X光源彼此独立，可见光源的位置也可以不用可调，不需要现有的可见光源和反光镜的位置调整机构，从而简化了结构，装配调试容易，一致性好且便于操作维护；X线辐射野控制装置和X光源的距离可以不受现有反光镜的限制，其可以尽量靠近X光源，使该控制装置的尺寸和控制行程均减小了，便于限束器小型化，方便采用多种驱动控制方式。2)可见光源和可见光野控制装置位于防辐射壳组件的外部，防辐射壳组件防护完整性好，X射线经过区域阻挡物体减少，提高了滤过均匀性，且能有效提高防X射线散射和辐射泄漏效果，同时便于其他部件的拆卸维护。

附图说明

图1是第一种现有限束器的平面结构示意图；

图2是第一种现有限束器的立体结构示意图；

图3是第二种现有限束器的平面结构示意图；

图4是本实施方式限束器的结构示意图；

图5及图6是反映本实施方式可见光野和辐射野几何关系的两个角度的示意图，其中，图5可以是反映在X轴上的几何关系，图6可以是反映在Y轴上的几何关系。

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4至图6所示，本实施方式限束器包括X光源连接装置20、防辐射壳组件21、X线辐射野控制装置22、可见光源23、可见光野控制装置24及控制与通讯模块30。X光源连接装置20用于连接X光源10(如X射线管)，X光源10产生X射线。防辐射壳组件21用于阻止X射线辐射泄露，其包围X射线所经过的区域。X射线经过X线辐射野控制装置22后在指示面14上形成辐射野25，X线辐射野控制装置22即控制该辐射野25，如控制该辐射野25的形状和位置。可见光源23产生可见光。可见光经过可见光野控制装置24后在该指示面14上形成可见光野26，可见光野控制装置24即控制该可见光野26，如控制该可见光野26的形状和位置。可见光源23和可见光野控制装置24可以均位于X射线所经过的区域之外，即可以位于防辐射壳组件21外部。通过控制X线辐射野控制装置22和可见光野控制装置24，可以使可见光野26和辐射野25重合。

X线辐射野控制装置22能够提供一个供X射线通过的第一区域27，通过控制该第一区域27的形状和位置，实现对辐射野25的形状和位置的控制。可见光野控制装置24的工作原理与X线辐射野控制装置22的原理类似，其能够提供第二区域28，通过控制该第二区域28的形状和位置，实现对可见光野26的形状和位置的控制。

使用时，控制与通讯模块30获取控制所述X线辐射野位置及大小的辐射野控制参数，并根据辐射野控制参数在指示面上形成对应的X线辐射野，同时该控制装置获取所述可见光源23及可见光野控制装置24的位置参数，并根据辐射野控制参数及位置参数计算与X线辐射野重合的可见光野的可见光野控制参数，及根据可见光野控制参数在指示面上形成对应的可见光野用于指示辐射野的位置及形状。例如，该控制与通讯模块30可以集成为一体并位于限束器内，其获取X光源10、可见光源23、X线辐射野控制装置22、可见光野控制装置24及指示面14的位置参数，及辐射野25的形状和位置参数，根据几何关系，控制与通讯模块30可以直接得到可见光野控制装置24和X线辐射野控制装置22的控制参数，控制与通讯模块30根据该控制参数来控制可见光野控制装置24和X线辐射野控制装置22，使在指示面14上形成的可见光野26和辐射野25重合，达到控制和指示X线辐射野的目的。

本实施方式限束器还可以包括机壳29。防辐射壳组件21、X线辐射野控制装置22、可见光源23及可见光野控制装置24可以均位于该机壳29内部。X光源连接装置20可以位于机壳29外部，其起到连接限束器和X光源10的作用。该限束器还可以包括控制与通讯模块30，该控制与通迅模块30用于获取可见光野控制装置24和X线辐射野控制装置22的控制参数，并根据该控制参数对其进行控制，使辐射野25和可见光野26重合。该控制与通迅模块30还能够与上位机通讯。

对于限束器，可见光源可以采用卤素灯等热光源或LED灯等冷光源，也可以采用其他能够产生可见光的冷、热光源。当采用LED灯光源时，相比热光源，其能够有效降低功耗和提高热效率，进而能够减少限束器的功耗和降低散热要求；由于LED灯光源使用寿命长，从而能够减少或免除更换与维护。

对于限束器，可见光野控制装置可以采用机械控制装置、光阀模组或者是具有LCD模组的控制装置。当采用具有LCD模组的控制装置时，可以在指示X线辐射野的同时，提供更加丰富动态的指示信息。

对于限束器，X线辐射野控制装置可以是现有限束器的现有部件，其通常包括活动部件及驱动该活动部件的驱动部件，该活动部件控制辐射野的形状和位置，该驱动部件可以采用手动驱动，也可以采用电动驱动。该X线辐射野控制装置有多种结构形式，如：1)双侧对称驱动，即活动部件可以包括能够相对运动并分别位于X光源的主光轴两侧的两个部分，对称驱动两部分运动；2)四侧独立驱动，即活动部件可以包括能够相对运动的四个部分，各个部分独立驱动；3)旋转驱动，即驱动部件能够驱动活动部件旋转；4)直线驱动，即驱动部件能够驱动活动部件直线运动，当然，也可以采用其它能够实现对辐射野的形状和位置进行控制的装置。相比于现有技术，本发明的X线辐射野控制装置的尺寸能够缩小，行程能够缩短，更有利于实现四侧独立驱动。当X线辐射野控制装置采用四侧独立驱动时，该限束器可以实现偏中心照射，有利于临床上减少患者接受的辐射剂量。该X线辐射野控制装置可以是机械装置，也可以是其它能够控制辐射野形状和大小的装置，如工作在X光频率的LCD装置。

对于限束器，防辐射壳组件可以为圆锥形、圆柱形或方形，当然，也可以为其它能够包围X射线所经过区域的结构体。该防辐射壳组件可以仅包围X射线所经过区域(即可见光源和可见光野控制装置均位于防辐射壳组件外部)，从而不需要在X线所经过区域之外留任何孔洞，防辐射泄露效果好，尺寸减小，加工简单，同时也方便该限束器其他部分的拆卸维护。当然，该防辐射壳组件也可以包围该限束器的其他部分，如包围可见光源和可见光野控制装置。

对于限束器，可见光源、可见光野控制装置及X线辐射野控制装置可以有多种组合方式，如具有LCD模组的可见光野控制装置+LED灯光源+四侧独立驱动式X线辐射野控制装置、具有LCD模组的可见光野控制装置+LED灯光源+两侧对称驱动式X线辐射野控制装置或具有LCD模组的可见光野控制装置+卤素灯光源+两侧对称驱动式X线辐射野控制装置，当然，也可以采用其他组合方式。

对于限束器，可以包括控制模块，该控制模块与可见光野控制装置、X线辐射野控制装置均信号连接，从而控制模块能够根据得到的控制参数来控制可见光野控制装置和X线辐射野控制装置。当然，该限束器也可以不具有控制模块，而具有通讯模块，通过通讯模块和上位机通讯，上位机获取控制参数通过通讯模块控制可见光野控制装置和X线辐射野控制装置。

限束器可以用于放射影像设备中，用于控制和指示X线辐射野，并阻止X射线辐射泄露。

一种X线辐射野指示方法，其通过X线辐射野控制装置控制X射线在指示面上形成的辐射野，通过可见光野控制装置控制可见光在该指定面上的可见光野，并通过控制与通讯模块使该可见光野与辐射野重合。

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 (11)

1.一种限束器，包括用于控制X射线在指示面上形成的辐射野的X线辐射野控制装置、用于阻止所述X射线辐射泄漏的防辐射壳组件及用于产生可见光的可见光源，所述防辐射壳组件包围所述X射线所经过的区域，其特征在于：还包括用于控制所述可见光在所述指示面上形成的可见光野的可见光野控制装置，所述可见光野控制装置独立于所述辐射野控制装置，且所述可见光野控制装置与所述辐射野控制装置受控于另一控制装置以使所述可见光野和所述辐射野在所述指示面上重合；所述另一控制装置获取控制所述X线辐射野位置及大小的辐射野控制参数，并根据辐射野控制参数在指示面上形成对应的X线辐射野，同时该控制装置获取所述可见光源及可见光野控制装置的位置参数，并根据控制参数及位置参数计算与X线辐射野重合的可见光野的可见光野控制参数，及根据可见光野控制参数在指示面上形成对应的可见光野。

2.如权利要求1所述的限束器，其特征在于：所述可见光源为LED灯光源。

3.如权利要求1所述的限束器，其特征在于：所述可见光野控制装置由LCD模组组成。

4.如权利要求1所述的限束器，其特征在于：所述X线辐射野控制装置为四侧独立驱动式X线辐射野控制装置。

5.如权利要求1所述的限束器，其特征在于：所述可见光源和可见光野控制装置均位于所述防辐射壳组件之外。

6.如权利要求1所述的限束器，其特征在于：还包括机壳，所述X线辐射野控制装置、防辐射壳组件、可见光源及可见光野控制装置均位于所述机壳的内部。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的限束器，其特征在于：所述限束器进一步包括一通讯装置，其辐射野控制参数通过该通讯装置由限束器之外的上位机传递至所述控制装置。

8.如权利要求7所述的限束器，其特征在于：所述控制装置位于该限束器之内。

9.如权利要求7所述的限束器，其特征在于：所述控制装置位于该限束器之外。

10.一种放射影像设备，其特征在于：包括权利要求1-9中任意一项所述的限束器。

11.一种X线辐射野指示方法，其特征在于：

获取X线辐射野控制参数，并通过X线辐射野控制装置控制X射线在指示面上形成X线辐射野；

获取与X线辐射野控制装置相互独立的可见光野控制装置及可见光源的位置参数，并根据所述位置参数及所述的X线辐射野控制参数计算可与X线辐射野重合的可见光野的控制参数；

通过可见光野控制装置及可见光野的控制参数控制可见光在所述指示面上形成与所述X线辐射野重合的可见光野。