CN111436194B - 滤光器、放射线扫描装置及放射线扫描方法 - Google Patents
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Abstract
一种滤光器、放射线扫描装置及放射线扫描方法，涉及医疗设备技术领域，用于提高滤光器的通用性，以简化放射线扫描的操作，并提高放射线扫描的效率。滤光器包括具有至少两个滤光区(11，12，13)的滤光本体(1)；至少两个滤光区中的每个滤光区与相邻的滤光区相接或部分重合，每相邻的两个滤光区具有不同的放射线补偿量。放射线扫描装置包括放射线光源(2)以及滤光器；滤光器设在放射线光源的出光侧，滤光器的各滤光区分别与放射线光源的不同照射野(A，B)对应。这种滤光器、放射线扫描装置及放射线扫描方法用于患者的放射线扫描。
Description
技术领域
本申请涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种滤光器、放射线扫描装置及放射线扫描方法。
背景技术
在对患者头部或患者体部进行肿瘤扫描的过程中，为了减少扫描辐射剂量，降低射束硬化及散射的影响，以提高扫描图像的质量，通常会在X射线源和患者之间设置滤光器。由于不同患者需要扫描的身体部位、肿瘤位置、肿瘤大小等各不相同，通常需要选用不同类型的滤光器来适应患者。
目前，最常用的一种方式是手动更换滤光器，以确保应用于各不同患者的滤光器均可满足对应患者的需求。当然，为了提高滤光器的更换效率，也可以使用滤光器调整组件对不同的滤光器进行自动切换；示例性的，将不同类型的滤光器分别设在滤光器调整组件的不同滑块上，通过控制各滑块在对应导轨上的运动，可以将适合患者使用的滤光器停留在滤光位置。然而，不论手动更换滤光器还是自动切换滤光器，针对患者不同的扫描需求不断拆装或切换不同类型的滤光器，操作繁琐，容易增加放射线扫描的作业难度，消耗较大的人力成本，从而不利于放射线扫描的高效进行。
发明内容
本申请的目的在于提供一种滤光器、放射线扫描装置及放射线扫描方法，用于提高滤光器的通用性，简化放射线扫描的操作，并提高放射线扫描的作业效率。
为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本申请的第一方面提供一种滤光器，该滤光器包括具有至少两个滤光区的滤光本体；前述至少两个滤光区中的每个滤光区与相邻的滤光区相接或部分重合，且每相邻的两个滤光区具有不同的放射线补偿量。其中，所述至少两个滤光区包括至少一个用于待扫描头部放射线补偿的第一滤光区，以及至少一个用于待扫描体部放射线补偿的第二滤光区；所述第一滤光区用于面向放射线光源的表面为第一曲面，所述第二滤光区用于面向所述放射线光源的表面为第二曲面，所述第一曲面和所述第二曲面相邻连接处平滑过渡。
可选的，第一曲面的曲率中心和第二曲面的曲率中心位于同一直线或重合。
可选的，上述第一曲面的曲率与第二曲面的曲率相同，或，第一曲面的曲率变化率与第二曲面的曲率变化率相同。
可选的，上述第一曲面的曲率与第二曲面的曲率不同，或，所述第一曲面的曲率变化率与所述第二曲面的曲率变化率不同。
可选的，上述待扫描头部放射线补偿许用的曲面曲率为头部适用曲率ρt1，待扫描体部放射线补偿许用的曲面曲率为体部适用曲率ρt2；第一曲面的曲率和第二曲面的曲率均与曲率ρ相同，ρt2≤ρ＜ρt1。
在一些实施方式中，滤光器的滤光本体具有一个第一滤光区，以及两个第二滤光区；两个第二滤光区分别设在第一滤光区和放射线光源连线的两侧。进一步的，两个第二滤光区的第二曲面的曲率相同或不同；或，两个第二滤光区的第二曲面的曲率变化率相同或不同。
可选的，上述滤光本体为柱状滤光本体，该柱状滤光本体的横截面呈蝴蝶结状。
可选的，上述滤光本体包括铝制滤光本体、陶瓷滤光本体或特氟龙滤光本体。
可选的，上述滤光本体包括透光基体，该透光基体中掺杂有重金属化合物微粒。进一步的，各滤光区分别由透光基体中对应区域的重金属化合物微粒拟形构成。
本申请提供的滤光器，在同一个滤光本体上设置至少两个滤光区，并将该至少两个滤光区中的每个滤光区与相邻的滤光区相接或部分重合，使得每相邻的两个滤光区分别具有不同的放射线补偿量，可以有效提高该滤光器的通用性，即可以利用同一滤光器实现至少两种不同的滤光效果，以便对应满足用户至少两种不同的扫描需求，从而适度减少滤光器的更换频率；而且，本申请提供的滤光器结构简单，在利用本申请提供的滤光器进行不同程度的放射线补偿时，通过调整对应放射线光源的出射角度即可实现，极大的简化了不同扫描需求对应放射线扫描的操作，有利于降低放射线扫描的作业难度，并减小人力成本的消耗，从而提高放射线扫描的作业效率。
基于上述滤光器，本申请的第二方面提供一种放射线扫描装置，所述放射线扫描装置包括放射线光源以及上述技术方案提供的滤光器；滤光器设在放射线光源的出光侧，滤光器的各滤光区分别与放射线光源的不同照射野对应。
基于上述放射线扫描装置，本申请的第三方面提供一种放射线扫描方法，该方法包括：根据用户的扫描需求，从滤光器的各滤光区中确定目标滤光区；控制放射线光源出射的放射线穿过目标滤光区照射用户的待扫描部位，放射线光源与目标滤光区对应的照射野为目标照射野；当用户的扫描需求改变时，从滤光器的各滤光区中重新确定另一个滤光区为目标滤光区，并对应切换放射线光源的另一个照射野为目标照射野。
可选的，上述滤光器的目标滤光区为用于待扫描头部放射线补偿的第一滤光区时，放射线光源的目标照射野对应为头部照射野。当然，上述滤光器的目标滤光区为用于待扫描体部放射线补偿的第二滤光区时，放射线光源的目标照射野对应为体部照射野。
本申请提供的放射线扫描装置及其放射线扫描方法所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的滤光器所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种滤光器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种滤光器的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种滤光器的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种滤光器的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种滤光器的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种放射线扫描装置的结构示意图；
图7为图6所示放射线扫描装置中头部照射野和体部照射野的范围示意图；
图8为本申请实施例提供的一种放射线扫描方法的流程示意图。
附图标记：
1-滤光本体， 11-第一滤光区，
12-第二滤光区， 13-第三滤光区，
2-放射线光源， 3-重金属化合物微粒,
A-头部照射野， B-体部照射野。
具体实施方式
为了进一步说明本申请实施例提供的滤光器、放射线扫描装置及放射线扫描方法，下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1-图3，本申请实施例提供的滤光器包括具有至少两个滤光区的滤光本体1；该至少两个滤光区中的每个滤光区与相邻的滤光区相接或部分重合，且每相邻的两个滤光区具有不同的放射线补偿量。
上述滤光本体1中滤光区的数量、各滤光区的结构及其放射线补偿量均可根据实际需求自行设定。示例性的，在一些实施例中，滤光本体包括如图1和图2所示的三个滤光区，该三个滤光区分别为第一滤光区11、第二滤光区12以及第三滤光区13；其中，第一滤光区11用于待扫描头部的放射线补偿；第二滤光区12和第三滤光区13分别用于待扫描体部的放射线补偿，第二滤光区12和第三滤光区13可具备相同或不同的放射线补偿量。当然，上述第三滤光区13也可以用于头部扫描和体部扫描之外其他扫描需求的放射线补偿，其结构及对应的放射线补偿量根据具体需要具体设置。
需要说明的是，上述各滤光区设在同一滤光本体1中，用于对同一放射线光源2进行各不同程度的放射线补偿，各滤光区通常可以在滤光本体1中沿放射线光源2的周向依序排列。为了实现相邻滤光区的无缝切换，且有效提高滤光本体的空间利用率，每一滤光区的边线均可与其相邻滤光区的边线重合对接，比如图1所示的第一滤光区11和第二滤光区12；或者，每一滤光区的部分区域均可与相邻滤光区的部分区域重合，比如图3所示的第一滤光区11和第二滤光区12，当相邻的两个滤光区部分重合时，其放射线光源所对应具有的照射野也将部分重合。
本申请实施例提供的滤光器，在同一个滤光本体1上设置至少两个滤光区，并将该至少两个滤光区中的每个滤光区与相邻的滤光区相接或部分重合，使得每相邻的两个滤光区分别具有不同的放射线补偿量，可以有效提高该滤光器的通用性，即可以利用同一滤光器实现至少两种不同的滤光效果，以便对应满足用户至少两种不同的扫描需求，从而适度减少滤光器的更换频率；而且，本申请实施例提供的滤光器结构简单，在利用本申请实施例提供的滤光器进行不同程度的放射线补偿时，通过调整对应放射线光源的出射角度即可实现，极大的简化了不同扫描需求对应放射线扫描的操作，有利于降低放射线扫描的作业难度，并减小人力成本的消耗，从而提高放射线扫描的作业效率。
可以理解的是，用户日常所需进行的放射线扫描一般可划分为头部扫描和体部扫描两大类，因此，为了确保滤光器具有较高的通用性，请继续参阅图1-图3，在本实施例提供的滤光器中，其至少两个滤光区包括至少一个用于待扫描头部放射线补偿的第一滤光区11，以及至少一个用于待扫描体部放射线补偿的第二滤光区12。由于用户头部扫描和体部扫描所需对应提供的放射线补偿量并不相同，上述第一滤光区11面向放射线光源2的表面可拟形用户的头部形状设置，第二滤光区12面向放射线光源2的表面可拟形用户的体部形状设置。
可选的，上述第一滤光区11用于面向放射线光源2的表面为第一曲面，第二滤光区12用于面向放射线光源2的表面为第二曲面，第一曲面的曲率中心和第二曲面的曲率中心位于同一直线或重合。示例性的，放射线光源出射的放射线直射滤光本体1，上述第一曲面的曲率中心和第二曲面的曲率中心与放射线光源的光源中心位于同一直线或重合。此外，如果滤光本体1中还设有第三滤光区13，同理可得，第三滤光区13用于面向放射线光源2的表面为第三曲面，第三曲面的曲率中心与第一曲面的曲率中心位于同一直线或重合。
在一些实施例中，请参阅图1，滤光本体1中各滤光区用于面向放射线光源2的曲面可以分别具有不同的曲率或曲率变化率。示例性的，第一滤光区11第一曲面的曲率为ρ1，第二滤光区12第二曲面的曲率为ρ2，第三滤光区13第三曲面的曲率为ρ3，ρ1≠ρ2≠ρ3，即第一曲面的曲率、第二曲面的曲率、第三曲面的曲率均不相等。进一步的，在这些实施例中，第一滤光区11的第一曲面与第二滤光区12的第二曲面相邻设置时，第一滤光区11的第一曲面通过平滑过渡面与相邻第二滤光区12的第二曲面相连，即第一滤光区11的第一曲面和第二滤光区12的第二曲面平滑过渡；其他不同滤光区的相邻曲面以此类推，这样可以避免在滤光本体1面向放射线光源2的表面形成尖锐凸起或不良尖点等，以免对放射线扫描的扫描图像生成产生不良影响。
在另一些实施例中，请参阅图2，滤光本体1中各滤光区用于面向放射线光源2的曲面可以具有相同的曲率或曲率变化率。示例性的，第一滤光区11的第一曲面和第二滤光区12的第二曲面保持恒定曲率ρ，二者曲率相同；第一滤光区11和第二滤光区12不同的放射线补偿量，主要通过第一滤光区11和第二滤光区12各自位于对应放射线光源照射野的不同体积来实现；当然，如果第一滤光区11的第一曲面和第二滤光区12的第二曲面为变曲率曲面时，第一滤光区11第一曲面的曲率变化率可以与第二滤光区12第二曲面的曲率变化率相同；基于此，由第一滤光区11第一曲面和第二滤光区12第二曲面构成的滤光本体1曲面光滑，不仅方便加工制作，也能够获取高质量的放射线扫描图像。
在一些具体的实施方式中，请参阅图3，滤光器的滤光本体1设有三个滤光区，分别为一个第一滤光区11以及两个第二滤光区12，两个第二滤光区12分别设在第一滤光区11和放射线光源2连线的两侧。其中，两个第二滤光区12用于待扫描体部的放射线补偿，二者可以具有相同的放射线补偿量，以第一滤光区11为中心对称设置，即两个第二滤光区12的第二曲面的曲率或曲率变化率相同；二者也可以设置为具有不同放射线补偿量的结构，即两个第二滤光区12的第二曲面的曲率或曲率变化率不同。
值得一提的是，上述实施例中，第一滤光区11用于待扫描头部的放射线补偿，第二滤光区12用于待扫描体部的放射线补偿，如果第一滤光区11的第一曲面和第二滤光区12的第二曲面具有相同的曲率ρ，且待扫描头部放射线补偿所需的曲面曲率为头部适用曲率ρt1，待扫描体部放射线补偿所需的曲面曲率为体部适用曲率ρt2时，由于头部适用曲率ρt1一般大于体部适用曲率ρt2，第一曲面和第二曲面的曲率ρ通常可选取位于头部适用曲率ρt1和体部适用曲率ρt2之间的曲率值，即ρt2＜ρ＜ρt1。此外，为了减小滤光器的设计难度，方便制作，上述第一曲面和第二曲面的曲率ρ采用体部适用曲率ρt2，也是可以接受的。
为了均衡分布各具有不同放射线补偿量的滤光区，请参阅图3和图5，本实施例提供了一种更为具体的滤光器，该滤光器的滤光本体1为柱状滤光本体，柱状滤光本体的横截面呈蝴蝶结状设置。示例性的，滤光本体1中蝴蝶结的中心区域设置第一滤光区11；其他滤光区分别在第一滤光区11的两侧沿蝴蝶结的蝶翼展开方向依次顺接，比如图5所示的第二滤光区12和第三滤光区13。
需要说明的是，上述实施例中的滤光器用于放射线补偿，其滤光本体通常采用具有良好放射线衰减性能的材料制作形成。示例性的，上述滤光本体1包括铝制滤光本体、陶瓷滤光本体或特氟龙滤光本体；即该滤光本体1可以采用铝金属、陶瓷材料或特氟龙材料(Polytetrafluoroethylene，英文简称PTFE，化学名称为聚四氟乙烯)制作形成。
此外，上述滤光本体1还可以由透光基体以及掺杂在透光基体中的重金属化合物微粒构成；该透光基体允许可见光穿过，一般可采用玻璃、透光树脂等透明或半透明材料制作形成。重金属化合物一般具有较高的放射线衰减性能，本申请实施例在透光基体中掺杂重金属化合物微粒，可以利用具有一定密度的重金属化合物微粒对放射线光源出射的放射线进行一定量的补偿。可选的，上述重金属化合物包括铅、铬、锡、镍、钴、锑、镉、铋中至少一种金属元素的化合物。示例性的，上述滤光本体采用掺杂重金属化合物微粒的玻璃滤光本体，该玻璃滤光本体为铅玻璃，其所包含的重金属化合物微粒为氧化铅微粒。
需要补充的是，滤光本体1由透光基体以及掺杂在透光基体中的重金属化合物微粒构成时，其各滤光区可以分别由该透光基体内对应区域的重金属化合物微粒拟形构成，这也就是说，各滤光区的形状与重金属化合物微粒的分布形状相关。可选的，上述玻璃滤光本体按照各滤光区的形状拟合构成，比如图5所示的蝴蝶结柱状，重金属化合物微粒在该玻璃滤光本体内均匀分布；或，上述玻璃滤光本体呈矩形柱等规则形状设置，重金属化合物微粒在该玻璃滤光本体内不均匀分布，由重金属化合物微粒拟合出各滤光区的形状，比如图4所示。
可以理解的是，上述滤光器通常固定安装在放射线光源的附件基座上，上述放射线光源出射的放射线一般是指用于患者病灶部位扫描的X射线或γ射线等，该放射线为不可见光。由此，为了准确验证放射线光源对应各滤光区的照射野，通常需要利用光野灯进行放射线光源的光路模拟；由于光野灯的出射光一般为可见光，本申请实施例在滤光器中采用由透光基体以及掺杂在透光基体中的重金属化合物微粒构成的滤光本体，可以利用透光基体对可见光透光的特性，在无需拆卸滤光器的基础上进行光野灯的光路模拟，从而方便于完成放射线光源照射野的验证操作。
基于上述滤光器，本申请实施例还提供了一种放射线扫描装置，请参阅图6和图7，该放射线扫描装置包括放射线光源2以及上述实施例所提供的滤光器；滤光器设在放射线光源2的出光侧，滤光器的各滤光区分别与放射线光源2的不同照射野对应。
上述实施例提供的放射线扫描装置在使用时，请参阅图8，其放射线扫描方法包括：
步骤S1，根据用户的扫描需求，从滤光器的各滤光区中确定目标滤光区。
示例性的，请参阅图6，滤光器的滤光本体1具有两个滤光区，其中一个为用于待扫描头部放射线补偿的第一滤光区11，另一个为用于待扫描体部放射线补偿的第二滤光区12。如果用户需要扫描头部，那么选择第一滤光区11为目标滤光区；如果用户需要扫描体部，那么选择第二滤光区12为目标滤光区。
步骤S2，控制放射线光源出射的放射线穿过目标滤光区照射用户的待扫描部位，放射线光源与目标滤光区对应的照射野为目标照射野。
请继续参阅图6，如果上述滤光器的目标滤光区为第一滤光区11，那么放射线光源2出射的放射线的目标照射野将对应为头部照射野A。当然，如果滤光器的目标滤光区为第二滤光区12，那么放射线光源2出射的放射线的目标照射野将对应为体部照射野B。
步骤S3，当用户的扫描需求改变时，从滤光器的各滤光区中重新确定另一个滤光区为目标滤光区，并对应切换放射线光源的另一个照射野为目标照射野。
请继续参阅图6，如果步骤S1中所确定的目标滤光区为第一滤光区11，而用户的扫描需求此时发生改变，即用户此时需要扫描体部，那么需要重新确定第二滤光区12为目标滤光区，控制放射线光源2出射的放射线穿过第二滤光区12照射用户的待扫描体部，放射线光源2出射的放射线的目标照射野将从原先的头部照射野A调整为体部照射野B。
需要说明的是，上述头部照射野A和体部照射野B各自所覆盖的区域范围，可以根据用户头部扫描或体部扫描的实际需求具体确定。示例性的，请参阅图6和图7，本申请实施例提供的滤光器中的滤光本体1采用如图6所示的蝴蝶结柱状结构时，滤光本体1以放射线光源2光源中心和滤光本体1蝴蝶结中心的连线为中轴线对称设置，头部照射野A以放射线光源2的光源中心为顶点，在该中轴线的两侧分别呈角度对称覆盖，比如中轴线所在位置为0°时，图7所示的-9°～+9°；体部照射野B可与头部照射野A部分重合，体部照射野B以放射线光源2的光源中心为顶点，在中轴线的一侧或两侧呈角度覆盖，比如中轴线所在位置为0°时，图7所示的-2°～+12°等，体部照射野B以放射线光源2光源中心为顶点可覆盖的放射线照射角度范围一般≥14°。
本申请实施例提供的放射线扫描装置及其放射线扫描方法所能实现的有益效果，与上述实施例提供的滤光器所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种滤光器，其特征在于，包括具有至少两个滤光区的滤光本体；所述至少两个滤光区中的每个滤光区与相邻的滤光区相接或部分重合，每相邻的两个所述滤光区具有不同的放射线补偿量；
其中，所述至少两个滤光区包括至少一个用于待扫描头部放射线补偿的第一滤光区，以及至少一个用于待扫描体部放射线补偿的第二滤光区；所述第一滤光区用于面向放射线光源的表面为第一曲面，所述第二滤光区用于面向所述放射线光源的表面为第二曲面，所述第一曲面和所述第二曲面相邻连接处平滑过渡，且所述第一曲面与所述第二曲面在所述滤光本体中围绕所述放射线光源依次排列。
2.根据权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述第一曲面的曲率中心和所述第二曲面的曲率中心位于同一直线或重合。
3.根据权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述第一曲面的曲率与所述第二曲面的曲率相同，或，所述第一曲面的曲率变化率与所述第二曲面的曲率变化率相同。
4.根据权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述第一曲面的曲率与所述第二曲面的曲率不同，或，所述第一曲面的曲率变化率与所述第二曲面的曲率变化率不同。
5.根据权利要求1所述的滤光器，其特征在于，
所述待扫描头部放射线补偿所需的曲面曲率为头部适用曲率ρt1，所述待扫描体部放射线补偿所需的曲面曲率为体部适用曲率ρt2；
所述第一曲面的曲率和所述第二曲面的曲率均与曲率ρ相同，且ρt2≤ρ＜ρt1。
6.根据权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述第一滤光区的数量为一个，所述第二滤光区的数量为两个；两个所述第二滤光区分别设在所述第一滤光区和所述放射线光源连线的两侧。
7.根据权利要求6所述的滤光器，其特征在于，
两个所述第二滤光区的第二曲面的曲率相同或不同；
或，两个所述第二滤光区的第二曲面的曲率变化率相同或不同。
8.根据权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述滤光本体为柱状滤光本体，所述柱状滤光本体的横截面呈蝴蝶结状。
9.根据权利要求1-8任一项所述的滤光器，其特征在于，所述滤光本体包括铝制滤光本体、陶瓷滤光本体或特氟龙滤光本体。
10.根据权利要求1-8任一项所述的滤光器，其特征在于，所述滤光本体包括透光基体，所述透光基体中掺杂有重金属化合物微粒。
11.根据权利要求10所述的滤光器，其特征在于，各所述滤光区分别由所述透光基体中对应区域的重金属化合物微粒拟形构成。
12.一种放射线扫描装置，其特征在于，包括放射线光源以及如权利要求1-11任一项所述的滤光器；所述滤光器设在所述放射线光源的出光侧，所述滤光器的各滤光区分别与所述放射线光源的不同照射野对应。
13.一种放射线扫描方法，其特征在于，应用于如权利要求12所述的放射线扫描装置；所述方法包括：
根据用户的扫描需求，从滤光器的各滤光区中确定一个滤光区为目标滤光区；
控制放射线光源出射的放射线穿过所述目标滤光区照射用户的待扫描部位，所述放射线光源与所述目标滤光区对应的照射野为目标照射野；
用户的扫描需求改变时，从滤光器的各滤光区中重新确定另一个滤光区为目标滤光区，并对应切换所述放射线光源的另一个照射野为目标照射野。
14.根据权利要求13所述的放射线扫描方法，其特征在于，
所述滤光器的目标滤光区为用于待扫描头部放射线补偿的第一滤光区时，所述放射线光源的目标照射野为头部照射野；
所述滤光器的目标滤光区为用于待扫描体部放射线补偿的第二滤光区时，所述放射线光源的目标照射野为体部照射野。
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