CN108836373A - 具备焦点位移补偿功能的体层成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，包括球管，用于发射X线；球管支撑臂，用于支撑所述球管并带动所述球管移动；偏移装置，连接所述球管，用于使所述球管发生位置偏移；控制装置，用于控制所述偏移装置并进一步控制所述球管运动。本专利在球管开始曝光时所述控制装置控制所述偏移装置使所述球管以与所述球管支撑臂运动方向相反的方向运动，使所述X线焦点在曝光过程中与被曝光物体相对静止或者基本相对静止。这样，就能避免在曝光过程中球管跟随球管支撑臂一起运动导致的焦点运动轨迹问题，在保证图像采集速度快的基础上，还能实现保持焦点相对静止，从而提高系统分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及影像设备技术领域，特别涉及一种具备焦点位移补偿功能的体层成像装置。
背景技术
X射线应用于医学诊断，主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用。由于X射线穿过人体时，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多，那么通过人体后的X射线量就不一样，这样便携带了人体各部密度分布的信息，在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别，因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比，结合临床表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部分是否正常。
使用X线进行二维成像时，球管位置是固定的，只需要进行一次曝光即可完成一次成像。使用体层合成成像时，例如，乳腺体层合成成像，X线球管在不同角度拍摄多幅乳腺投影，然后再用数学算法将这些不同角度的投影重建为一层层的乳腺内部结构信息，通常每层代表厚度为1mm的乳腺组织。
在体层合成图像采集过程中，运动的X线球管有两种模式：一种是在曝光时球管停止运动，球管运动到既定角度，停下，曝光，继续运动。这种方法目的是希望X线焦点再曝光中保持静止，但在实际应用中，球管从运动中急停，会产生抖动，所以在曝光中焦点并未完全静止。如果真的等待焦点完全静止再曝光，那么需要很长的等待时间，导致整个图像采集过程时间过长。另一种方法是，球管运动到既定角度曝光(曝光过程中球管保持运动)。这种方式图像采集很快，但在曝光中，等效X光源不是焦点本身，而是在曝光时间内的焦点运动轨迹或者说“拉长的焦点”，会导致系统分辨率降低(图1)。
因此，亟需要一种能够在球管曝光时消除焦点拉长的体层成像装置。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够在球管曝光时消除焦点由于位移拉长的体层成像装置。
根据本发明的一个目的，提供一种具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，包括：
球管，用于发射X线；
球管支撑臂，用于支撑所述球管并带动所述球管移动；
偏移装置，连接所述球管，用于使所述球管发生位置偏移；
控制装置，用于控制所述偏移装置并进一步控制所述球管运动；所述体层成像装置曝光过程中所述球管支撑臂保持运动，开始曝光时所述控制装置控制所述偏移装置使所述球管以与所述球管支撑臂运动方向相反的方向运动，使所述X线焦点在曝光过程中与被曝光物体相对静止或者基本相对静止。
在其中一个实施例中，所述偏移装置为扭转组件，连接所述球管，使所述球管以所述球管与所述球管连接臂连接处为圆心，以与所述球管连接臂转动方向相反的方向为初始转动方向转动，使所述X线焦点在曝光过程中与所述被曝光物体相对静止或者基本相对静止。
在其中一个实施例中，所述球管以预定角速度转动。
在其中一个实施例中，所述球管转动速度与所述球管支撑臂转动速度相同或基本相同。
在其中一个实施例中，所述控制装置控制所述球管在曝光结束后停止反向运动并进行回位运动，使所述球管在下一次曝光开始前恢复到与所述球管支撑臂的初始相对位置。
在其中一个实施例中，所述偏移装置包括移动平台和移动控制机构；
所述移动平台设置于所述球管连接臂上，用于承载所述球管；
所述移动控制机构连接所述球管，用于使所述球管在所述移动平台上运动；
所述控制装置控制所述移动控制机构使所述球管在移动平台上移动，使所述X线焦点在曝光过程中与所述被曝光物体相对静止或者基本相对静止。
在其中一个实施例中，所述球管以预定速度移动或以预定加速度开始移动；并且/或者
所述移动平台与所述球管连接臂固定连接或者可拆卸连接。
在其中一个实施例中，所述控制装置控制所述球管在曝光结束后停止运动并继续以与所述球管支撑臂转动方向相同的方向回位运动，使所述球管在下一次曝光开始前恢复到与所述球管支撑臂的初始相对位置。
在其中一个实施例中，所述初始相对位置是指所述体层成像装置第一次曝光时所述球管与所述球管支撑臂的相对位置。
在其中一个实施例中，所述体层成像装置为乳腺X线体层合成成像装置或其他身体部位X线体层合成成像装置。
上述具备焦点补偿功能的体层成像装置，包括球管，用于发射X线；球管支撑臂，用于支撑所述球管并带动所述球管移动；偏移装置，连接所述球管，用于使所述球管发生位置偏移；控制装置，用于控制所述偏移装置并进一步控制所述球管运动。在体层成像装置曝光过程中所述球管支撑臂保持运动，这种方式图像采集很快，但在曝光中，等效X光源不是焦点本身，而是焦点的运动轨迹，导致系统分辨率降低。而本专利在球管开始曝光时所述控制装置控制所述偏移装置使所述球管以与所述球管支撑臂运动方向相反的方向运动，使所述X线焦点在曝光过程中与被曝光物体相对静止或者基本相对静止。这样，就能避免在曝光过程中球管跟随球管支撑臂一起运动导致的焦点运动轨迹问题，在保证图像采集速度快的基础上，还能实现保持焦点相对静止，从而提高系统分辨率。
附图说明
图1为传统乳腺X光机曝光过程等效X光源的示意图；
图2为本发明一实施方式的具备焦点补偿功能的体层成像装置的模块图；
图3为本发明一实施例的具备焦点补偿功能的体层成像装置的侧面示意图；
图4为图3所示实施例的具备焦点补偿功能的体层成像装置的俯视示意图；
图5为本发明另一实施例的具备焦点补偿功能的体层成像装置侧面示意图；
图6为图5所示实施例的具备焦点补偿功能的体层成像装置的俯视示意图。
具体实施方式
如前所述，在体层合成影像采集过程中，运动的X线球管有两种模式：一种是在曝光时球管停止运动，球管运动到既定角度，停下，曝光，继续运动。这种方法目的是希望X线焦点再曝光中保持静止，但在实际应用中，球管从运动中急停，会产生抖动，所以在曝光中焦点并未完全静止。如果真的等待焦点完全静止再曝光，那么需要很长的等待时间，导致整个图像采集过程时间过长。另一种方法是，球管运动到既定角度曝光(曝光过程中球管保持运动)。这种方式图像采集很快，但在曝光中，等效X光源不是焦点本身，而是拉长的焦点运动轨迹，会导致系统分辨率降低(图1)。而本专利在球管开始曝光时所述控制装置控制所述偏移装置使所述球管以与所述球管支撑臂运动方向相反的方向运动，使所述X线焦点在曝光过程中与被曝光物体相对静止或者基本相对静止。这样，就能避免在曝光过程中球管跟随球管支撑臂一起运动导致的焦点运动轨迹问题，在保证图像采集速度快的基础上，还能实现保持焦点相对静止，从而提高系统分辨率。
以下将参考附图更全面地描述本发明，在附图中显示了本发明的示例性实施方式。如同本领域的技术人员能了解的，所描述的实施方式可以以各种不同的方式修改，所有修改都不脱离本发明的精神或范围。
下面结合附图1-6详细阐述本发明的技术方案。
图1为传统乳腺X光机曝光过程等效X光源的示意图；
图2为本发明一实施方式的具备焦点补偿功能的体层成像装置的模块图；
图3为本发明一实施例的具备焦点补偿功能的体层成像装置的主视示意图；
图4为图3所示实施例的具备焦点补偿功能的体层成像装置的俯视示意图；
图5为本发明另一实施例的具备焦点补偿功能的体层成像装置主视示意图；
图6为图5所示实施例的具备焦点补偿功能的体层成像装置的侧面示意图。
参考图2，一种具备焦点补偿功能的体层成像装置100，其特征在于，包括：球管120，球管支撑臂140，偏移装置160以及控制装置180。其中，球管120，用于发射X线；球管支撑臂140，用于支撑所述球管并带动所述球管移动；偏移装置160，连接所述球管，用于使所述球管发生位置偏移；控制装置180，用于控制所述偏移装置并进一步控制所述球管运动。所述体层成像装置曝光过程中所述球管支撑臂保持运动，开始曝光时所述控制装置控制所述偏移装置使所述球管以与所述球管支撑臂运动方向相反的方向运动，使所述X线焦点在曝光过程中与被曝光物体相对静止或者基本相对静止。
这样，就能避免在曝光过程中球管跟随球管支撑臂一起运动导致的等效焦点拉长问题(参考图1)，在保证图像采集速度快的基础上，还能实现保持焦点相对静止，从而提高系统分辨率。
图2所示的偏移装置160的作用在于使球管120在曝光时产生偏移，改变原有球管120与球管支撑臂140之间相对静止的局面，从而使球管120相对被曝光物体静止，例如是乳腺或者胸部等。这里说的相对静止包括静止和接近静止。其中，接近相对静止的情况包括两种，一种是由于误差等原因导致的接近相对静止；另一种情况是偏移装置本身使球管移动到与被曝光物体接近相对静止的位置，例如偏移装置160使球管120移动速度的限制等。例如，不能使球管120的运动完全抵消球管支撑臂140的移动带来的焦点移动，但是此时已经大大减小了焦点移动。
关于偏移装置160，可以是使球管120平移运动或者使球管120以某处为圆心产生转动。因此，偏移装置160对应不同的结构。
参考附图3和图4，偏移装置160为扭转组件(图未示)，连接所述球管，使所述球管以所述球管与所述球管连接臂连接处为圆心，以与所述球管连接臂转动方向相反的方向为初始转动方向转动(参考图4)，使所述X线焦点在曝光过程中与所述被曝光物体相对静止或者基本相对静止。其中，所述球管120可以以预定角速度转动。所述球管120相对球管支撑臂140的转动速度与所述球管支撑臂140转动速度可以相同或基本相同。并且，在完成一次体位曝光后，所述控制装置控制所述球管在曝光结束后停止上述(相对球管支撑臂)的反向运动并进行回位转动，使所述球管120在下一次曝光开始前恢复到与所述球管支撑臂140的初始相对位置。其中，球管120回位的运动速度可以与上述反向运动一致。
参考图5和图6，所述偏移装置160可以包括移动平台162和移动控制机构(图未示)。所述移动平台162设置于所述球管连接臂140上，用于承载所述球管120；所述移动控制机构连接所述球管120，用于使所述球管120在所述移动平台162上运动。所述移动平台与所述球管连接臂固定连接或者可拆卸连接。所述控制装置180控制所述移动控制机构使所述球管120在移动平台162上移动，使所述X线焦点在曝光过程中与所述被曝光物体相对静止或者基本相对静止。其中，所述球管以预定速度移动(相对球管支撑臂140匀速)或以预定加速度开始移动。并且，所述控制装置180控制所述球管120在曝光结束后停止上述相对球管支撑臂140的方向运动并继续以与所述球管支撑臂140转动方向相同的方向回位运动，使所述球管120在下一次曝光开始前恢复到与所述球管支撑臂140的初始相对位置。其中，球管120的回位运动的速度可以与上述反向运动速度一致，包括运动的方式(匀速或者加速)以及对应的速度。在不同的实施例中，球管120回位的速度可以相对更小。
其中，初始相对位置是指在第一次曝光时球管120与球管支撑臂140之间的相对位置。体层成像装置100在第一次曝光时球管支撑臂160未开始转动，因此球管120与球管支撑臂140之间具有初始相对位置。最后一次曝光时，球管120与球管支撑臂140仍然在运动，仍要进行位移补偿和回位动作。最后一次曝光后，才会减速停下来。
上述所述的具备焦点补偿功能的体层成像装置100，可以适用于本领域常规的成像装置，例如，所述体层成像装置可以为乳腺体层合成成像或其他部位体层合成成像装置。并且，本发明保护的体层成像装置不仅用于医学领域们还可以用于工业/安全等领域的检测成像。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，包括：
球管，用于发射X线；
球管支撑臂，用于支撑所述球管并带动所述球管移动；
偏移装置，连接所述球管，用于使所述球管发生位置偏移；
控制装置，用于控制所述偏移装置并进一步控制所述球管运动；所述体层成像装置曝光过程中所述球管支撑臂保持运动，开始曝光时所述控制装置控制所述偏移装置使所述球管以与所述球管支撑臂运动方向相反的方向运动，使所述X线焦点在曝光过程中与被曝光物体相对静止或者基本相对静止。
2.根据权利要求1所述的具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，所述偏移装置为扭转组件，连接所述球管，使所述球管以所述球管与所述球管连接臂连接处为圆心，以与所述球管连接臂转动方向相反的方向为初始转动方向转动，使所述X线焦点在曝光过程中与所述被曝光物体相对静止或者基本相对静止。
3.根据权利要求2所述的具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，所述球管以预定角速度转动。
4.根据权利要求3所述的具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，所述球管转动速度与所述球管支撑臂转动速度相同或基本相同。
5.根据权利要求2或3所述的具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，所述控制装置控制所述球管在曝光结束后停止反向运动并进行回位运动，使所述球管在下一次曝光开始前恢复到与所述球管支撑臂的初始相对位置。
6.根据权利要求1所述的具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，所述偏移装置包括移动平台和移动控制机构；
所述移动平台设置于所述球管连接臂上，用于承载所述球管；
所述移动控制机构连接所述球管，用于使所述球管在所述移动平台上运动；
所述控制装置控制所述移动控制机构使所述球管在移动平台上移动，使所述X线焦点在曝光过程中与所述被曝光物体相对静止或者基本相对静止。
7.根据权利要求6所述的具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，所述球管以预定速度移动或以预定加速度开始移动；并且/或者
所述移动平台与所述球管连接臂固定连接或者可拆卸连接。
8.根据权利要求6或7所述的具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，所述控制装置控制所述球管在曝光结束后停止运动并继续以与所述球管支撑臂转动方向相同的方向回位运动，使所述球管在下一次曝光开始前恢复到与所述球管支撑臂的初始相对位置。
9.根据权利要求8所述的具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，所述初始相对位置是指所述体层成像装置第一次曝光时所述球管与所述球管支撑臂的相对位置。
10.根据权利要求1所述的具备焦点位移补偿功能的体层成像装置，其特征在于，所述体层成像装置为乳腺X线体层合成成像装置或其他身体部位X线体层合成成像装置。
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