CN1112822A - X射线诊断装置 - Google Patents

Abstract

一种X射线诊断装置，它包括一个用于射线发 射器(2)定位的装置(1)，当将射线发射器(2)接合到装 置(1)上后，所发出的射线束中的一基准射线(14)则 以一锐角α与相对于装置(1)是固定的基准轴线(13， 22)相交。由此可以用简单的方式产生用于层析S射 线照片组合的X射线照片。

Description

本发明涉及一种X射线诊断装置。

这种装置有一个射线发射器，它可调节地安装在房间的墙壁上或装在一个支架上。为了拍取一张X射线照片，将射线发射器对准检查对象并发出X射线，该X射线穿过检查对象，射到一个射线接收器上。该射线接收器可以是X射线胶片，X射线图像增强器-电视摄像机组合或者也可以是CCD-射线转换器。

这种射线接收器以公知的方式把由检查对象形成的射线阴影转换成状态变化或信号，从而获得一个两维图象或可以根据信号进行计算。射线阴影此时由所有的透射层的吸收量之和得到。两维图象内容的空间位置配置是根据看图者的经验确定的。但是，当诊断的有关细节由于被较强的吸收结构所遮蔽或者形成假结构时，那么即使最有经验的观察者也可能发现不了这些细节，或者导致错误的诊断当然，由于骨结构的复杂性，尤其是在对牙齿/颚骨部位进行牙科诊断中拍取X射线照片时也是这种情况。

通过三维图象或者分层显示图象可以改善被检查对象的可诊断性。这种三维图象或层析图象例如可以通过计算机层析X射线摄影术或者原子核自旋层析X射线摄影术获得。但技术上的费用很高，从而成本很高。

另一种方式是采用层析X射线照相组合，此时是从各个投影方向向检查对象投射，并将射线阴影成像在一个射线接收器上。在采用射线接收器的情况下，为了产生取决于所出现的射线阴影的电信号，可以用公知的计算法来计算出层析图象或三维图象。根据对图象的分层厚度所要求的深度分辨率。得出所需图象数目和透射空间角度。

在常规的层析X射线摄影法中，射线发射器和射线接收器相互连接并且能相互相对地调节。位于焦点平面内的物体成像鲜明，因为在相对调节期间，物体始终被投射到射线接收器的同一位置上。位于焦点平面之外的物体成像不显著，因为在相对调节期间，物体被投射到射线接收器的不同位置上。为了拍取一个可分析利用的图象，将焦点平面中的物体用多个单独投影以投射角α成像到射线接收器上。通过将由各个单独的投影所获得的透视图象进行直接叠加，可以获得在焦点平面中的物体的一个层析X射线照片。一个位于与焦点平面平行的平面中的物体的层析X射线摄影图象可以这样获得：即将通过各单独投影所获得的透射图象在叠加之前相对移动一个距离△S。该移动距离△S的大小和方向取决于射线发射器的位置和要重建的平面的位置。

对于所谓的线性层析X射线摄影法，即射线发射器在一维上进行调节，移动距离△S由以下公式得出（参见Siemens        Buch，Kres-tel，医学诊断用图象构成系统，第380，381页）。

△S＝ (x·h)/(x-y-h) tanα

其中：X＝射线发射器的焦点至射线接收器的距离，

h＝焦点平面至要在其中再设置一个物体的平面的距离，

y＝焦点平面至射线接收器平面的距离，

α＝投射角，亦即射线束的一基准射线相对于一基准轴线所取的角度，其中基准轴线垂直于焦点平面。

当射线接收器将所接收的物体的射线阴影转变成电信号，那么数字式层析X射线照相组合就能够由物体的各个单独投影信号在多个平面中重建出层析X射线摄影照片，其中的各单独投影是在各种不同投影角下获得的。在数字式层析X射线照相结合情况下，为了由射线接收器的信号获取可视图象，可以应用公知的数字式图象产生和处理系统。

WO        93        22        893        A1中公开了一种方法，采用这种方法，可以重建物体的图象，而不需知道投影角α和射线发射器，射线接收器和焦点平面的几何布置。按照这种方法，在射线接收器的区域中设置了一个参照物，它由吸收射线的材料构成，具有已知的尺寸和已知的至射线接收器的距离，在每次单独的投射时该参照物将被投射到射线接收器。根据参照物针对每次单独的投影而在射线接收器上的局部成像，可以求得几何布置和两维投影角α。这种重建由于计算范围广因而费时并且费用高。

为了获得可层析X射线照相组合分析利用的图象结果，射线发射器必须位于规定位置和对准检查对象。对准可以例如由X射线诊断装置的操纵者来完成或者通过控制具有多个焦点的射线发射器和调整方向来完成。由人工对准需要多个操纵步骤，因此费时且容易出现错误。调整具有多个焦点的射线发射器的方向在技术上费用很高，因此同样很昂贵。

本发明的目的是提供一种开头所述类型的X射线诊断装置，由此可以以简单的方式获取用于层析X射线照相组合的X射线照片。尤其是X射线诊断装置的结构构成应使技术费用低，但应用中仍然安全可靠。

按照本发明，上述目的是通过一种包括一个用于射线发射器定位的装置的X射线诊断装置来实现的，当射线发射器接合到所述的装置上后，所发出的射线束中的一基准射线则以一锐角α与相对于所述装置而言是固定的基准轴线相交。

本发明的优点是，给定了基准射线和基准轴线之间的角，因而给定了投射角α，从而可以以简单的方式由射线转换器的信号计算得出X射线照片。

在一个有利的结构中，定位装置有一个盘，该盘有用于安装射线发射器的凹槽，尤其用于安装射线发射器的筒部，和一个用于围绕其纵轴线可调的盘的驱动机构。为了获取一系列用于层析X射线照相组合的X射线照片，射线发射器只以其筒部伸入凹槽中，由此给定了基准射线相对于基准轴线的角度。通过在预定的位置调节了盘后放出X射线，可以依据所处位置给定透射的方向。通过在两维上调节射线发射器，例如在一个圆形轨道上，获得了位于重建平面之外的物体细节的较好混合，移动距离△S的大小和方向此时也可以用与前述相似的公式得出。

在另一个有利的结构中，定位装置设计成环形结构，并至少有两个凹槽用于安装射线发射器，最好是安装射线发射器的筒部。当射线发射器装入第一凹槽中时基准射线沿一个第一预定的方向与基准轴线相交，当射线发射器装入第二个凹槽中后，基准射线沿一个第二预定的方向与基准轴线相交。基准射线的透射方向和与基准轴线之间的角α通过凹槽，尤其是通过其中央纵轴线的定向来确定和定义。此时凹槽最好是圆弓形结构的，从而筒部能够支承在这些圆弓部分上。

本发明的其它优点和细节由下面对照附图对X射线诊断装置的一个实施例的说明中得出。附图中：

图1是根据本发明的X射线诊断装置的一个实施例;

图2至图5是图1所示X射线诊断装置的X射线发射器的一个定位装置的第一、第二和第三实施例。

图1中示出的例如是一种牙科用的X射线诊断装置，它有一个用于X射线发射器2定位的装置1，该装置1可调节地支承在一个柱3上。装置1利用一个关节臂4可以沿柱3调节，并且可以绕柱的纵轴线偏转和绕关节臂4的一个轴线5转动。

射线发射器2经支臂6保持在柱3上，并且可以调节，从而可根据拍摄对象使射线发射器2定位，以便拍取X射线照片。

柱3上装有一个为检查对象设置的座板7，它可以沿柱3调节，并能绕其纵轴偏转。柱3上还装有一个头部支撑件8。

要拍取有于层析X射线照相组合的口腔内的X射线照片必须从各个不同的方向对拍摄对象例如一颗牙齿进行透射。一个射线接收器将这些从不同方向出现的X射线转换成信号，这些信号被输送给一个处理装置，以获取一个拍摄对象的X射线照片。为了计算得出这种X射线照片，必须知道从射线发射器2发出的射线束的基准射线与一个基准轴线的角度α。根据本发明，牙科用X射线诊断装置因此有一个用于X射线发射器2定位的装置1，当射线发射器2与装置1接合后，发出的射线束的基准射线在某一基准点以一个锐角与装置1的一个基准轴线相交。对这种装置1的说明可参见图2、3和4。

在图2中所示的装置1有一个环形结构的盘9，其内缘面10上设有凹槽11，这些凹槽11用于将射线发射器2，尤其是其管筒12安装到装置1上。这些凹槽11例如沿着一个中心在装置1的基准轴线13上的圆弧延伸，通过这凹槽11使射线发射器2定位，通过调准中央纵轴线的方向确定透射的方向。将管筒12置于一个凹槽11上就确定了一个角度α，在该角度α下，从射线发射器发出的射线束中的一基准射线14，例如中央射线，与装置1的基准轴线13在某一基准点处相交。根据本发明，装置1至少有两个（最好有八个）圆弓结构的凹槽11，用于射线发射器2的定位。对于X射线图片的计算处理以及就装置1的紧凑性而言，当角度α在小于45°，最好小于15°的范围内时证明是有利的。

在实施例中，装置1上装接了一个射线转换器16的支臂15，它确定了示意示出的牙齿17至装置1的距离，从而确定牙齿与射线发射器2的焦点的距离。该距离最好这样选择，即让射线束的基准射线14射到射线转换器16的中心上。如果将射线转换器16设在焦点平面中和基准点上，那么就可以用简单的方法从射线转换器16的信号中计算出某个要求的平面中的图象。位移量△S此时则直接取决于重建平面和焦点平面之间的距离（至射线转换器16的距离）和一个常数因子。

如果射线发射器2不是完全地由装置1保持住，那么角度α则是不同的，和/或者射线发射器2的焦点和射线接收器16之间的距离就不能精确地维持，或者这些数据无法获悉或者无法以所要求的精度获悉，因此最好将一个由吸收射线的材料构成的参考物18（例如是球形结构的）沿射线方向保持在牙齿17和射线转换器16之前。根据参考物18在射线接收器16上的投影（该投影取决于投影角α和射线发射器2焦点至射线接收器16的距离）和由此产生的信号，可以随后计算出投影角α和所述距离。在应用这种参考物18的情况下，支臂15可以用弹性材料制成，从而可以使要检查牙齿的病人能有一定的活动自由。

在本发明的范围内，凹槽11当然也可以设置在外缘面19上，结构例如是圆弓形的。此外，装置1或射线发射器2至拍照对象的距离（例如通过光学的或声学介质）可以以射线技术来获取或确定。

在图3所示的装置1的一个实施例中，一个圆盘20由一个安装件21绕其中心轴线22可转动地支承。圆盘20可以手动调节，但最好设置一个驱动机构23与圆盘啮合。圆盘20有一个凹槽11，用于安装射线发射器2（最好是其筒部12），当驱动机构23启动时，圆盘则沿着一个其中心在基准轴线上的圆弧受到调节。此时，凹槽11的中央纵轴线的取向也由投影角α给定，该投影角是基准射线14相对于基准轴线，即中央轴线22所取的角。在射线发射器2接合上后，围绕中央轴线22调节圆盘20则改变透射的方向。根据本发明，当圆盘20尤其是其凹槽11处于预先确定的位置上后，射线发射器2可以自动启动，发射出射线束。

在图4所示的实施例中，射线发射器2和装置1设置在一个公共外壳24中。射线发射器2的定位装置1具有这样的结构，使得射线发射器2利用一个经一个第一驱动机构25可调的齿杆26可以沿一个与基准轴线13垂直的方向在导向件上进行调节。设有一个第二驱动机构27用于使射线发射器2偏转，从而使基准射线14或者与基准轴线13构成一个锐角α，或者与之平行。一个第三驱动机构28与装置1啮合，使之绕基准轴线13进行调节。通过由射线发射器2和装置1构成的紧凑单元可以获取牙齿17的不同方向的照片。射线发射器2最好这样地偏转，使得基准射线14在预定的射线转换器16的距离下始终射到其中心上。

外壳24上可以装一个用于射线束的射线集中装置29和支臂15。

根据在图5中示出的本发明的另一种实施例，射线发射器2由一个摆动轴承支承在外壳30中。该摆动轴承有一个摆动轮盘31，其中有一个用于安装射线发射器2的凹槽32。在摆动轮盘31的缘边上作用一个转动轴承33，从而摆动轮盘31可以绕基准轴线22调节。设有一个驱动机构34，它作用在摆动轮盘31上用于对其进行调节。筒35是这样在外壳30上构成的，使得射线发射器2在由凹槽32给定的所有立体角上转动。基准射线14相对于基准轴线22所取的角α此处也位于2°～12°的范围中，最好为8°。通过这种结构同样也可以从给定的或自由选取的位置和方向透射检查对象。为了获取X射线照片，此处也可以在射线发射器，要检查的对象和射线转换器之间建立一种预定的联系。

在本发明的范围中，装置1，射线发射器2和座板7不仅能装在一个可移动的支架上，也可装在一个固定的支架上，如柱3。同样，装置1和/或射线发射器2和/或座板7也可以装在支架上和/或检查室的墙壁上。

一种例如固定在口腔中的数字式口腔X射线照相机通常用着射线转换器，例如CCD-转换器，它有一荧光材料层和一个用于口内X射线的常规X射线装置，它适用于数字式照片，具有比普通数字式单个照片可以调得较小的数量级的剂量。从而层析X射线照相组合的复式曝光从整体上来说所需的剂量比一个单独的“正常照片”不会多很多。

Claims (19)

1、一种X射线诊断装置，包括一个用于射线发射器(2)定位的装置(1)，当将射线发射器(2)接合到装置(1)上后，所发出的射线束中的一基准射线(14)则以一锐角α与相对于装置(1)是固定的基准轴线(13，22)相交。

2、按照权利要求1所述的X射线诊断装置，其中，射线发射器（2）可以设置在沿一个圆弧的一些位置上，圆弧的中心位于基准轴线（13，23）上。

3、按照权利要求1或2所述的X射线诊断装置，其中，所述装置（1）具有一个用于安装射线发射器（2）的带凹槽（11，32）和盘（9，20，31）。

4、按照权利要求3所述的X射线诊断装置，其中，凹槽（11）用于安装射线发射器（2）的筒部（12）。

5、按照权利要求1至4中任一项所述的X射线诊断装置，其中装置（1）是环形结构的。

6、按照权利要求3或4所述的X射线诊断装置，其中，至少设有两个安装射线发射器（2）的凹槽（11），当射线发射器（2）装在第一个凹槽（11）中时，基准射线（14）沿一个第一方向与基准轴线（13）相交，当射线发射器（2）装在第二个凹槽（11）中时，基准射线（14）则沿一个第二方向与基准轴线（13）相交。

7、按照权利要求5或6所述的X射线诊断装置，其中，凹槽（11）是圆弓形结构的并设置在圆盘（9）的内缘面（10）上。

8、按照权利要求3至6中任一项所述的X射线诊断装置，其中，凹槽（11）是圆弓形结构的并设置在圆盘（9）的外缘面上。

9、按照权利要求3至5中任一项所述的X射线诊断装置，其中，盘（20）可调节地围绕其中心轴线（22）支承。

10、按照权利要求9所述的X射线诊断装置，其中，设有用于调节的驱动机构（23）。

11、按照权利要求9或10所述的X射线诊断装置，其中，射线发射器（2）和装置（1）设置在一个公共外壳（24，30）中。

12、按照权利要求1至11中之一所述的X射线诊断装置，包括一个用于确定装置（1）和射线接收器（16）之间的距离的装置（15）。

13、按照权利要求1至12中之一所述的X射线诊断装置，其中，射线发射器（2）支承在一个支架（3）上。

14、按照权利要求1至13中之一所述的X射线诊断装置，其中，装置（1）支承在一个支架（3）上。

15、按照权利要求13或14所述的X射线诊断装置，其中，支架（3）上装有一个可偏转的座板（7）。

16、按照权利要求14或15所述的X射线诊断装置，其中，支架（3）可移动地支承着。

17、一种射线诊断装置，包括一个用于射线发射器（2）定位的装置（1），当射线发射器（2）接合到装置（1）上后，所发出的射线束中的一基准射线（14）则以一锐角α与相对于装置（1）是固定的基准轴线（13，22）相交，其中，一个用于射线转换器（16）的支臂（15）接合到装置（1）上，该支臂（15）确定了检查对象（17）至装置（1）的距离和由此也确定至射线发射器（2）的焦点的距离。

18、按照权利要求17所述的X射线诊断装置，其中，选择的距离使射线束的基准射线（14）射到射线转换器（16）的一个中间部位上，射线转换器（16）设置在一个基准点上，在该点处基准射线（14）与装置（1）的基准轴线（13）相交。

19、按照权利要求1至16中任一项所述的X射线诊断装置，其中，该X射线诊断装置是用于牙科的。

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