CN111568461A - 一种多光路集合限束器及限束方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多光路集合限束器，包括防辐射的外壳体，所述外壳体从上而下贯穿设置有方便设置于限束器上方的球管焦点发射的X射线照射的通路，所述外壳体内还分别安装有用于将光野与射线野进行空间重叠的照明单元和将定位激光中心与射线野中心重合的激光定位单元；以及调整射线野有效照射范围的限束机构，用于驱动限束机构实现射线野调整的调整机构。本申请采用全新的结构设计，能够实现将可见光、定位激光和X射线融合于一体，将不可见的X射线产生的有效射线野与光野重合，使得X射线野可视化，采用激光定位指示中心，以实现待照射部位能一次性对准最佳照射区，一次性获得最佳照射片子。

Description

一种多光路集合限束器及限束方法

技术领域

本发明涉及X射线精准照射装置领域，尤其涉及用于X射线的限束器领域，具体涉及一种多光路集合限束器及利用该限束器实现光路和射线约束的方法。

背景技术

限束器是一种安装于X线管组件管套输出窗前方的机电型光学装置,它的主要作用是控制X线管输出线的照射野,以便在能够满足X线成像和诊断的前提下,尽量减少投射范围,避免不必要的剂量；并能吸收一些散乱的射线,提高影像清晰度。此外,它还能指示出投射中心和投射视野的大小。因此限束器是X射线投照和防护上不可缺少的一种辅助设备。

按照限束器铅叶的开闭实现方式分类，一般可以分为手动限束器，电动限束器和全自动限束器，最终达到的目的都是殊途同归的，实现对射线野进行人为的控制和干预，以达到预期的照射范围的效果。从结构上的复杂程度上讲，全自动限束器为最为复杂的，相较于电动限束器多增加了位置传感单元和反馈单元，由于限束器的使用实际情况，相对较为便捷和精准的多采用手动方式实现调整，具有方便、灵活、实用和精准的技术效果。现有的手动限束器设计的结构多种多样，或采用简单的偏转板改变铅叶位置，但稳定性差，精度低；或采用皮带连接滑块驱动铅叶位置改变，实现限束的技术效果。

检索到接近的现有技术案例：中国实用新型专利，申请号CN201920263124.7公开一种X射线诊断设备用手动限束器，包括底板合件、内门传动合件、支撑架合件、传动装置合件、主板合件、灯座合件、激光灯合件以及壳体合件，其中底板合件上安装有支撑架合件，支撑架合件上方设有主板合件，内门传动合件传动连接于传动装置合件与底板合件中的塔形内门合件之间；传动装置合件的输入端设有手动旋钮，输出端与主板合件以及内门传动合件传动连接；灯座合件安装于主板合件后端，激光灯合件安装于主板合件前端；上述各部件整体安装于一壳体中。该专利文献的传动装置合件将齿轮和同步带结合起来，装配简便，运行平稳，减少了装配时间；增加了滤过功能，具有多种可选择照射强度的滤过片，以减弱对人体的照射强度。

现有技术中，最常用的定位方式是在X射线照射路径截面中设置可遮挡可见光的“十”字形遮光材料，使得照射的光野中会成型“十”字光影，该光影用于指示射线野的中心，但基于光的直线传播原理，随着距离的增加阴影会不断加大，使得定位不准确，容易导致一次拍片失败，需要多次拍摄导致成本浪费，伤害增加，效率降低的问题。

发明内容

为了解决X射线装置在使用过程中的精准照射的技术问题，本申请提供一种多光路集合限束器，用于实现对X射线的精准限束，在有效调整范围内实现射线野水平切面长度方向和/或宽度方向的任意调整，同时集定位激光、可见光照和X射线于一体实现对X射线精准的约束和调整。同时，本发明还提供一种利用该限束器实现光路和射线约束的实现方法。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种多光路集合限束器，包括防辐射的外壳体，所述外壳体从上而下贯穿设置有方便设置于限束器上方的球管焦点发射的X射线照射的通路，所述外壳体内还分别安装有用于将光野与射线野进行空间重叠的照明单元和将定位激光中心与射线野中心重合的激光定位单元；以及调整射线野有效照射范围的限束机构，用于驱动限束机构实现射线野调整的调整机构。在实际使用时，将球管或者X射线机安装于外壳体上，使得球管焦点发射的X射线照射方向贯穿整个限束器，照明单元将可见光通过包括至少一次或者多次折射和/或者反射后与来自于球管焦点发射的X射线范围形成包含或被包含关系，优选状态为重合状态。激光定位单元将发出的激光束经过至少一次或者多次折射和/或反射后与中心射限束重合，用于指示有效射线野中心，便于目视操作，将目标物需要照射部位精准对准中心点，获取最佳照射效果。

作为本申请优选方式之一，所述照明单元为提供可见光从光源发出到照射目标整个可见光束传播所涉及的结构具体设置如下：包括安装于所述外壳体内壁上的用于发出照明光束的LED光源，用于将照明光束反射使得照明光束形成的光野与射线野重合的，沿照明光束传播方向依次安装的镜显玻璃和反光镜。值得说明的是，由于本申请具有限束机构，当光野与射线野未完全重合，处于包含或者被包含关系状态时，若经过限束机构进行光束和X射限束限制后，限束机构的有效限束边缘同时与光野与射线野有接触，亦可获得光野与射线野完全重合的技术效果；故而，当光野与射线野重合状态时是最佳状态，并非必备状态，只要LED光源发出的可见光束范围大于需要照明的照明范围，以及球管焦点发射的X射线范围大于需要的照射范围，通过限束机构均可实现可见光束与X射限束集合完全重合，达到最佳的状态，亦即是可见光形成的光野范围内均由X射线照射效果，那么只要将目标物置于可见光范围，即可实现完美照射，实现简单、目视操作。配合激光束能够一目了然的将需要照射范围或者部位对准射线野中心，实现一次照射，一次成功，避免了成像不精准，不清晰，需要多次照射的麻烦和重复性操作。

作为本申请优选技术方案，所述激光定位单元包括直接或者间接固定安装在所述外壳体内壁上的激光器，所述激光器的发射点与球管焦点相对于反光镜的反射面呈镜像对称；激光器发射的中心激光束与所述反光镜的反射面形成的锐角夹角e和球管焦点发射的中心X射线与所述反光镜的反射面形成的锐角夹角f相等。

所述LED光源与激光器的发射点相对于所述镜显玻璃的反射面呈镜像对称安装且LED光源的中心光束与镜显玻璃的反射面锐角夹角h与激光器发射的中心激光束与所述镜显玻璃的反射面形成的锐角夹角g相等。采用上述结构设置利用光的直线传播和全反射原理，能够将可见光束、激光束和肉眼不可见的X射线集合为一体，通过肉眼可识别的可见光直观反映不可见的X射线，同时，通过精准的控制发出可见光的LED光源的安装位置和发出的可见光角度、激光器发射点的位置和激光发射角度、球管焦点的安装位置和发射角度，以及镜显玻璃和反光镜的安装位置和安装角度，实现多光路的集合统一，实现最佳重合的技术效果。针对如上所述的另一种情形，即可见光的光束覆盖角度包含X射线的覆盖角度时，有效X射线范围内具有可见光照明，通过限束机构统一约束，可达到同等效果；反之，当X射线的覆盖角度大于可见光的覆盖角度时，通过限束机构统一约束，亦可实现有效视窗内照射的光野等于射线野，可实施精准照射。值得说明的是，在选择球管或者X射线机型号时需要注意球管焦点发出的X射线的覆盖角度不应小于限束机构处于最大状态时的角度，不能出现照射盲区，须确保X射线将限束机构最大状态时形成的空间截面全覆盖，若不满足此条件，需要更换更大覆盖范围的球管焦点，由于球管或者X射线机属于现有市售产品，只需要选择符合本申请条件的即可。同理，选择的LED光源发出的可见光覆盖范围亦应实现对限束机构处于最大状态时的全覆盖照射，不留盲区；当然，一般市售广角LED光源均可满足本申请条件，单光束LED射灯除外，因此本申请选择的现有市售光源或者射线源的范围非常广泛，兼容度极高。

优选地，可以选择或者调整LED光源发出可见光的分散照射角度，使得所述LED光源发出的照明光束依次经所述镜显玻璃和反光镜反射后，最边缘的光束a与最边缘的射限束c重合。所述激光器为包含中心激光的离散或者连续或者交叉的多光束激光器，位于最边缘的激光束b经所述反光镜反射后与最边缘的射限束c重合；所述LED光源发出的照明光束依次经所述镜显玻璃和反光镜反射后，最边缘的光束a与最边缘的射限束c重合。

作为本申请的优选实现方案，特别采用下述结构实现：所述调整机构包括独立手动控制的第一调整机构和第二调整机构，所述限束机构包括第一限束单元和第二限束单元。所述第一调整机构驱动连接第一限束单元，使得对称安装于所述通路任意相对侧用于组成第一限束单元的两个第一限束模块做相对开闭运动。所述第二调整机构驱动连接第二限束单元，使得对称安装于所述通路与第一限束单元垂直的相对侧用于组成第二限束单元的两个第二限束模块做相对开闭运动。

进一步地优选设置，所述第一调整机构包括依次驱动连接的第一调节单元，与所述第一调节单元固定轴向安装的第一齿轮，依次驱动连接的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮；所述第二齿轮和第三齿轮靠近第一限束模块一侧均固定连接有用于调整对应第一限束模块摆动角度以实现成对安装的第一限束模块相对开闭运动的第一驱动板。

进一步地优选设置，所述第二调整机构包括依次驱动连接的第二调节单元，与所述第二调节单元固定轴向安装的第四齿轮，依次驱动连接的第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮；所述第五齿轮、第六齿轮靠近第二限束模块一侧均固定连接有用于调整对应第二限束模块摆动角度以实现成对安装的第二限束模块相对开闭运动的第二驱动板。

作为本申请的细化结构设置，所述第五齿轮上固定设置有与所述第四齿轮啮合的齿条。所述第四齿轮优选采用锥形齿轮，齿条采用与所述锥形齿轮啮合的弧形齿条。

为了方便实现手动调节且提高限束机构的稳定性，所述第一调节单元包括安装在与第一齿轮连接的主轴端头便于握持转动的转盘，螺纹连接在主轴上的第一螺母和第二螺母，以及安装在第一螺母与所述外壳体之间用于调整所述转盘转动阻力的弧形垫片。所述第一螺母和第二螺母相邻安装，通过相互的抵靠挤压形成的相互作用力能够保持第一螺母、第二螺母与主轴的相对固定性，在实际调整的时候，通过旋转转盘实现对弧形垫片施加不同大小的压力，产生防回转阻力，以保证第一调节单元在处于任何调节位置的稳定性。

为方便设置，所述第二调节单元的具体结构与第一调节单元相同。

为进一步实现调整机构和限束机构之间的驱动连接关系，优选地，任一所述第一限束模块两端面均固定连接有轴销，所述第一驱动板远离第二齿轮和第三齿轮一端设有用于容纳所述轴销的条形槽，所述第一限束模块远离安装有轴销的一侧直接或者间接固定铰接于所述外壳体，使得第一限束模块在两侧的第一驱动板驱动下沿固定铰接点实现位置调整。

进一步地，所述第一限束模块至少包含一层水平设置有第一限束铅板。具体铅板采用的厚度或者第一限束铅板设置的数量可以根据所述外壳体设置的防辐射铅皮的有效防护效果灵活确定；为了确保本申请的使用安全性，优选地，第一限束铅板可以设置多层，例如两层或者三层，所设置的第一限束铅板的厚度总和能够阻挡的辐射剂量应当为实际X射线辐射剂量的倍以上，以保证本申请在使用过程中的绝对安全性，杜绝射线污染和伤害。

任一所述第二限束模块两端面均固定连接有轴销，所述第二驱动板远离第五齿轮和第六齿轮一端设有用于容纳所述轴销的条形槽，所述第二限束模块远离安装有轴销的一侧直接或者间接固定铰接于所述外壳体，使得第二限束模块在两侧的第二驱动板驱动下沿固定铰接点实现位置调整。所述第二限束模块包括沿水平且上下重叠设置的第二限束铅板和第三限束铅板。

为进一步提升本申请结构的兼容性，优选地，所述外壳体上端面还设置有用于安装球管的连接器，所述连接器还设置有用于锁止连接器与球管的锁紧杆，所述锁紧杆通过螺纹连接于连接器并通过调整锁紧杆的位置实现连接器与球管的抵靠或者卡接锁止。由于本申请发明的另一目的是为了尽可能的提供一种能够提升限束效果同时又能够兼容市面上的标准球管或者射线机，所述连接器上部采用与现有球管或者射线机实现快速安装的标准结构，所述连接器可以针对不同型号且符合本申请放射要求的球管或者射线机配置不止一套可拆卸的连接器，以进一步的满足客户将已有的主流球管或者射线机与本申请所述限束器予以匹配，降低整套X射线照射系统的成本投入。无论何种连接器的下部均采用标准接口与所述外壳体可拆卸固连。

为了进一步提高本申请的安全性，所述外壳体的任一面均设置有用于防辐射污染的铅皮层；所述外壳体下表面固定安装有防止异物进入限束器的密封照射板。

本发明还提供一种限束方法，采用上述的一种多光路集合限束器实现。

具体包括以下步骤：

步骤S100设置独立的三个发射点，分别为发射X射线的球管焦点、发出可见光的LED光源和发射十字激光的激光器；

步骤S200调试步骤S100中三个发射点并满足下述条件：

步骤S210在限束器正上方安装球管并确保球管焦点发射X射线的中心射线竖直向下并与所述通路的理论中心线重合；

步骤S220安装激光器和反光镜并满足下述条件：

步骤S2201所述激光器的发射点与球管焦点相对于反光镜的反射面呈镜像对称；

步骤S2202所述激光器发射的中心激光束与所述反光镜的反射面形成的锐角夹角e和球管焦点发射的中心X射线与所述反光镜的反射面形成的锐角夹角f相等；

步骤S230安装LED光源和镜显玻璃并满足以下条件：

步骤S2301所述LED光源与激光器的发射点相对于所述镜显玻璃的反射面呈镜像对称；

步骤S2302所述LED光源的中心光束与镜显玻璃的反射面锐角夹角h与激光器发射的中心激光束与所述镜显玻璃的反射面形成的锐角夹角g相等；

步骤S300开启球管，在目标照射野内使得激光器发射的十字激光交叉点位于射线野的中心，射线野与光野重合。

有益效果

1、本申请采用全新的结构设计，能够实现将可见光、定位激光和X射线融合于一体，将不可见的X射线产生的有效射线野与光野重合，使得X射线野可视化，采用激光定位指示中心，以实现待照射部位能一次性对准最佳照射区，一次性获得最佳照射片子。

2、本申请通过巧妙设计调整机构和限束机构能够灵活的实现射线野水平截面的横向和/或纵向调节，以灵活的调整有效射线野，针对不同大小的待照射部位做适应性调整，且通过增加简单实用的阻尼机构，使得操作便捷，稳定性高，实用性强。

3、本申请结构设计紧凑，将光路、激光和射线形成无遮挡融合，解决了现有技术通过阻挡可见光路实现中点定位的方式带来的中心点随着照射射线距离的改变而变大或者变小，不利于精准定位的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请使用状态照射示意图。

图2是限束器主视图。

图3是图2沿剖切符号A-A的剖视图。

图4是图3中E区结构放大图。

图5是限束器的左视图。

图6是图5沿剖切符号B-B的剖视图。

图7是限束器去除上端面外壳体的俯视图。

图8是图7中C区结构放大图。

图9是图7中D区结构放大图。

图10限束器内部调整机构及限束机构立体结构图视。

图11为图10的另一视角立体结构图。

图12为图10的另一视角立体结构图。

图13A为现有技术采用遮挡阴影定位近距离照射光野示意图。

图13B为采用图13A技术的中距离照射光野示意图。

图13C为采用图13A技术的远距离照射目标物形成的集成光野示意图。

图14A和14B为本申请与现有遮挡阴影定位采用相同距离和目标物的照射集成光野示意图。

图15A-15C为本申请远、中、近距离照射目标物的集成光野示意图。

图中：1-外壳体；2-球管焦点；3-连接器；31-锁紧杆；4-反光镜；5-LED光源；6-镜显玻璃；7-激光器；8-调整机构；9-限束机构；10-轴销；11-条形槽；12-密封照射板。

81-第一调整机构；811-第一调节单元；812-第一齿轮；813-第二齿轮；814-第三齿轮；815-第一驱动板；8110-弧形垫片；8111-第一螺母；8112-第二螺母；8113-转盘；a-光束；b-激光束；c-射限束。

82-第二调整机构；821-第二调节单元；822-第四齿轮；823-第五齿轮；824-第六齿轮；825-齿条；826-第二驱动板。

91-第一限束单元；911-第一限束铅板；92-第二限束单元；921-第二限束铅板；922-第三限束铅板。

e代表激光器发射的中心激光与反光镜的反射面形成的锐角夹角；

f代表球管焦点发射的中心X射线与反光镜的反射面形成的锐角夹角

h代表LED光源的中心光束与镜显玻璃的反射面锐角夹角；

g代表激光器发射的中心激光束与所述镜显玻璃的反射面形成的锐角夹角。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

为了更好的实现本申请可带来的有益技术效果，本实施例就限束器整体结构的设置及实现方式进行简要说明，具体结合本申请说明书附图1-3所示的一种多光路集合限束器，包括防辐射的外壳体1，所述外壳体1从上而下贯穿设置有方便设置于限束器上方的球管焦点2发射的X射线照射的通路，所述通路中通过结构的设计改进，杜绝了诸如部分现有技术那样在通路中尚存部分物理结构，以至于对X射线和/或可见光和/或激光造成遮挡。所述外壳体1内还分别安装有用于将光野与射线野进行空间重叠的照明单元和将定位激光中心与射线野中心重合的激光定位单元；

所述照明单元为提供可见光并将可见光与不可见射线进行融合的结构总称；所述激光定位单元是用于提供激光束并将激光束通过折射或者反射最终指向射线野中心的激光束发出及传播涉及的结构总称；以及调整射线野有效照射范围的限束机构9，用于驱动限束机构实现射线野调整的调整机构8。在实际使用时，将球管或者X射线机安装于外壳体1上，使得球管焦点2发射的X射线照射方向贯穿整个限束器，照明单元将可见光通过包括至少一次或者多次折射和/或者反射后与来自于球管焦点2发射的X射线范围形成包含或被包含关系，优选状态为重合状态。激光定位单元将发出的激光束经过至少一次或者多次折射和/或反射后与中心射限束重合，用于指示有效射线野中心，便于目视操作，将目标物需要照射部位精准对准中心点，获取最佳照射效果。规避了因定位不准，定位中心过大引起的照片质量不佳，需要多次反复照射的问题。本实施例中将可见光路，X射限束和定位激光束融合且充分利用折射和反射的光传播原理解决了现有技术中存在的光遮挡问题；同时通过限束机构统一限制和剔除多余的，散漫的可见光和X射线使得通过本实施例提供的限束器的可见光形成的光野与不可见的X射线野重合叠加，实现精准的可视化操作，满足一次照片，一次完成的技术效果，相较于现有技术而言，提升效果，减小损耗成本和时间成本；同时，亦减少对被照射部位因多次照射而带来的射线损伤。

实施例2：

为了更为清晰的，详尽的阐述本申请可以采用的用于实现多光路集合和精准照射的技术效果，本实施例提供其中一种优选实施方案，具体地提供一种多光路集合限束器，结合说明书附图1-6所示内容，包括防辐射的外壳体1，所述外壳体1从上而下贯穿设置有方便设置于限束器上方的球管焦点2发射的X射线照射的通路，所述外壳体1内还分别安装有用于将光野与射线野进行空间重叠的照明单元和将定位激光中心与射线野中心重合的激光定位单元；以及调整射线野有效照射范围的限束机构9，用于驱动限束机构实现射线野调整的调整机构8。所述照明单元为提供可见光从光源发出到照射目标整个可见光束传播所涉及的结构具体设置如下：包括安装于所述外壳体1内壁上的用于发出照明光束的LED光源5，用于将照明光束反射使得照明光束形成的光野与射线野重合的，沿照明光束传播方向依次安装的镜显玻璃6和反光镜4。值得说明的是，由于本申请具有限束机构，当光野与射线野未完全重合，处于包含或者被包含关系状态时，若经过限束机构进行光束和X射限束限制后，限束机构的有效限束边缘同时与光野与射线野有接触，亦可获得光野与射线野完全重合的技术效果；故而，当光野与射线野重合状态时是最佳状态，并非必备状态，只要LED光源5发出的可见光束范围大于需要照明的照明范围，以及球管焦点2发射的X射线范围大于需要的照射范围，通过限束机构均可实现可见光束与X射限束集合完全重合，达到最佳的状态，亦即是可见光形成的光野范围内均由X射线照射效果，那么只要将目标物置于可见光范围，即可实现完美照射，实现简单、目视操作。配合激光束能够一目了然的将需要照射范围或者部位对准射线野中心，实现一次照射，一次成功，避免了成像不精准，不清晰，需要多次照射的麻烦和重复性操作。

本实施例中，所述激光定位单元包括直接或者间接固定安装在所述外壳体1内壁上的激光器7，所述激光器7的发射点与球管焦点2相对于反光镜4的反射面呈镜像对称；激光器7发射的中心激光束与所述反光镜4的反射面形成的锐角夹角e和球管焦点2发射的中心X射线与所述反光镜4的反射面形成的锐角夹角f相等。所述LED光源5与激光器7的发射点相对于所述镜显玻璃6的反射面呈镜像对称安装且LED光源5的中心光束与镜显玻璃6的反射面锐角夹角h与激光器7发射的中心激光束与所述镜显玻璃6的反射面形成的锐角夹角g相等。采用上述结构设置利用光的直线传播和全反射原理，能够将可见光束、激光束和肉眼不可见的X射线集合为一体，通过肉眼可识别的可见光直观反映不可见的X射线，同时，通过精准的控制发出可见光的LED光源5的安装位置和发出的可见光角度、激光器7发射点的位置和激光发射角度、球管焦点2的安装位置和发射角度，以及镜显玻璃6和反光镜4的安装位置和安装角度，实现多光路的集合统一，实现最佳重合的技术效果。

值得说明的是：本申请中所述镜显玻璃6为现有光学镜片，非本申请人发明，亦俗称“魔镜”，具备的技术效果和起到的作用是：其一、将LED光源5发出的可见光进行反射，实现可见光的光路传播路径的改变；其二，将激光器7发出的激光束在经过该镜显玻璃6时，使得激光沿直线传播，或者平行线传播。由于现有镜显玻璃成品均具有已经调试好的功能，包括反射量大小，折射角度大小等，只需要选择合适规格即可。本实施例诸如上述光野、射线野和激光束存在包含或者被包含或者重叠的三种情况均可实现，故而镜显玻璃6的可选余地非常大，亦可进一步的降低本申请的成本投入，极大的提升了本申请针对现有技术的兼容性。

针对如上所述的另一种情形，即可见光的光束覆盖角度包含X射线的覆盖角度时，有效X射线范围内具有可见光照明，通过限束机构统一约束，可达到同等效果；反之，当X射线的覆盖角度大于可见光的覆盖角度时，通过限束机构统一约束，亦可实现有效视窗内照射的光野等于射线野，可实施精准照射。值得说明的是，在选择球管或者X射线机型号时需要注意球管焦点2发出的X射线的覆盖角度不应小于限束机构处于最大状态时的角度，不能出现照射盲区，须确保X射线将限束机构最大状态时形成的空间截面全覆盖，若不满足此条件，需要更换更大覆盖范围的球管焦点2，由于球管或者X射线机属于现有市售产品，只需要选择符合本申请条件的即可。同理，选择的LED光源5发出的可见光覆盖范围亦应实现对限束机构处于最大状态时的全覆盖照射，不留盲区；当然，一般市售广角LED光源5均可满足本申请条件，单光束LED射灯除外，因此本申请选择的现有市售光源或者射线源的范围非常广泛，兼容度极高。

本实施例中，可以选择或者调整LED光源5发出可见光的分散照射角度，使得所述LED光源5发出的照明光束依次经所述镜显玻璃6和反光镜4反射后，最边缘的光束a与最边缘的射限束c重合。所述激光器7为包含中心激光的离散或者连续或者交叉的多光束激光器，位于最边缘的激光束b经所述反光镜4反射后与最边缘的射限束c重合；所述LED光源5发出的照明光束依次经所述镜显玻璃6和反光镜4反射后，最边缘的光束a与最边缘的射限束c重合。

进一步结合附图13A-13C、图14A、图14B、图15A-15C所示，采用交叉多光束激光器发出的交叉的至少两条连续激光线用于指示，本实施例具体采用市售发出十字激光的激光器7，亦可采用“X”或“米”型交叉激光束可获得等同定位效果。现有技术中如图13A-13C所示，其弊端突显主要有两方面：

第一方面，照射的距离越大将导致定位阴影的宽度越大，定位交点的面积越大，针对细小部位精准照射无法定位。

第二方面，由于遮挡定位依赖于光野中的阴影，在实际使用过程中，当照射的目标物颜色灰暗或者较为艳丽或者会出现反光时，基本肉眼很难捕捉到阴影交点和阴影线路，这样为精准定位照射带来了极大的挑战；故而此上述原因亦是现有技术需要多次照射才能够获得理想片子的原因。

本申请的照射效果如图14A、图14B、图15A-15C所示，既不会出现上述第一方面因距离导致定位激光变宽，精度和识别度降低的问题。激光束由于从激光器7中发出，具有单独的光源，光路只透过镜显玻璃6和经过反光镜4反射，在整个光束传播过程中的可见宽度基本不受影响，常规情况下激光束在100米范围内传播无肉眼可视衰减和离散，因此其定位效果相较于现有技术具有不止一个量级的提升。同时，由于激光束的色值亮丽，光感度高，无论照射到何种颜色的目标物上均可通过肉眼清晰的进行分辨，能够满足一次性精准定位，一次性照射的目的。

值得说明的是：根据申请人在国外考察了解到，先美国某公司研发了一种外部激光辅助定位的限束器产品，主要构思是将激光光源与限束器产品结构，经过精准的参数调试最终实现激光线指示射线野或者光野的中心；但该产品实现精准定位需要具备的前提条件是不可随意更改照射距离，否则定位将失准。同时，该激光线为定长，不能因光野随调整机构将嵌叶调整增大而增大，不能实现本申请中十字激光始终布满整个光野的技术效果。

实施例3：

本实施例提供一种针对调整机构8和限束机构9的优选设置方案，在实施例2的基础上，结合说明书附图1-12所示内容。所述调整机构8包括独立手动控制的第一调整机构81和第二调整机构82，所述限束机构9包括第一限束单元91和第二限束单元92。所述第一调整机构81驱动连接第一限束单元91，使得对称安装于所述通路任意相对侧用于组成第一限束单元91的两个第一限束模块做相对开闭运动。所述第二调整机构82驱动连接第二限束单元92，使得对称安装于所述通路与第一限束单元91垂直的相对侧用于组成第二限束单元92的两个第二限束模块做相对开闭运动。

本实施例中，针对第一调整机构81而言，所述第一调整机构81包括依次驱动连接的第一调节单元811，与所述第一调节单元811固定轴向安装的第一齿轮812，依次驱动连接的第一齿轮812、第二齿轮813、第三齿轮814；所述第二齿轮813和第三齿轮814靠近第一限束模块一侧均固定连接有用于调整对应第一限束模块摆动角度以实现成对安装的第一限束模块相对开闭运动的第一驱动板815。所述第二齿轮813和第三齿轮814齿比为1:1同步啮合转动。

本实施例中，针对第二调整机构82而言，所述第二调整机构82包括依次驱动连接的第二调节单元821，与所述第二调节单元821固定轴向安装的第四齿轮822，依次驱动连接的第四齿轮822、第五齿轮823、第六齿轮824；所述第五齿轮823、第六齿轮824靠近第二限束模块一侧均固定连接有用于调整对应第二限束模块摆动角度以实现成对安装的第二限束模块相对开闭运动的第二驱动板826。所述第五齿轮823和第六齿轮824采用相同齿比设置，确保分别由第五齿轮823、第六齿轮824驱动的第二限束模块同步偏转。所述第五齿轮823上固定设置有与所述第四齿轮822啮合的齿条825。所述第四齿轮822采用锥形齿轮，齿条825采用与所述锥形齿轮啮合的弧形齿条，具体如图9示出的驱动结构所示。

为了方便实现手动调节且提高限束机构的稳定性，所述第一调节单元811包括安装在与第一齿轮812连接的主轴端头便于握持转动的转盘8113，螺纹连接在主轴上的第一螺母8111和第二螺母8112，以及安装在第一螺母8111与所述外壳体1之间用于调整所述转盘8113转动阻力的弧形垫片8110。所述第一螺母8111和第二螺母8112相邻安装，通过相互的抵靠挤压形成的相互作用力能够保持第一螺母8111、第二螺母8112与主轴的相对固定性，在实际调整的时候，通过旋转转盘8113实现对弧形垫片8110施加不同大小的压力，产生防回转阻力，以保证第一调节单元811在处于任何调节位置的稳定性。

为方便设置，所述第二调节单元821的具体结构与第一调节单元811相同。

为进一步实现调整机构和限束机构之间的驱动连接关系，优选地，任一所述第一限束模块两端面均固定连接有轴销10，所述第一驱动板815远离第二齿轮813和第三齿轮814一端设有用于容纳所述轴销10的条形槽11，所述第一限束模块远离安装有轴销10的一侧直接或者间接固定铰接于所述外壳体1，使得第一限束模块在两侧的第一驱动板815驱动下沿固定铰接点实现位置调整。

进一步地，所述第一限束模块至少包含一层水平设置有第一限束铅板911。具体铅板采用的厚度或者第一限束铅板911设置的数量可以根据所述外壳体1设置的防辐射铅皮的有效防护效果灵活确定；为了确保本申请的使用安全性，优选地，第一限束铅板911可以设置多层，例如两层或者三层，所设置的第一限束铅板911的厚度总和能够阻挡的辐射剂量应当为实际X射线辐射剂量的2倍以上，以保证本申请在使用过程中的绝对安全性，杜绝射线污染和伤害。

任一所述第二限束模块两端面均固定连接有轴销10，所述第二驱动板826远离第五齿轮823和第六齿轮824一端设有用于容纳所述轴销10的条形槽11，所述第二限束模块远离安装有轴销10的一侧直接或者间接固定铰接于所述外壳体1，使得第二限束模块在两侧的第二驱动板826驱动下沿固定铰接点实现位置调整。所述第二限束模块包括沿水平且上下重叠设置的第二限束铅板921和第三限束铅板922。

为进一步提升本申请结构的兼容性，优选地，所述外壳体1上端面还设置有用于安装球管的连接器3，所述连接器3还设置有用于锁止连接器3与球管的锁紧杆31，所述锁紧杆31通过螺纹连接于连接器3并通过调整锁紧杆31的位置实现连接器3与球管的抵靠或者卡接锁止。由于本申请发明的另一目的是为了尽可能的提供一种能够提升限束效果同时又能够兼容市面上的标准球管或者射线机，所述连接器3上部采用与现有球管或者射线机实现快速安装的标准结构，所述连接器3可以针对不同型号且符合本申请放射要求的球管或者射线机配置不止一套可拆卸的连接器3，以进一步的满足客户将已有的主流球管或者射线机与本申请所述限束器予以匹配，降低整套X射线照射系统的成本投入。无论何种连接器3的下部均采用标准接口与所述外壳体1可拆卸固连。为了进一步提高本申请的安全性，所述外壳体1的任一面均设置有用于防辐射污染的铅皮层；所述外壳体1下表面固定安装有防止异物进入限束器的密封照射板12。

调节方式及限束原理简述：

为方便描述，本实施例的原理阐述中涉及方位的，具体以附图所示方位为准。如图7所示，当需要将射线野截面进行纵向高度调节，即第一限束单元91的开闭程度大小调节时，首先握持转盘8113，如图8示出结构，转动转盘8113进行顺时针或者逆时针旋转，转盘8113将与之固定连接的主轴同步转动，从而带动第一齿轮812转动，由于第一齿轮812、第二齿轮813、第三齿轮814依次啮合，且第二齿轮813和第三齿轮814为齿比1:1设置，则第二齿轮813、第三齿轮814分别带动与之固定连接的第一驱动板815同步偏转，第一驱动板815带动第一限束单元91实现同步开闭运动，以实现如图7所示方位的纵向高度调节，即两个第一限束模块做同步相对或者相向运动。实现射线野有效照射截面大小的调节。

同理，当需要将射线野截面进行横向宽度调节时，即如图7所示方位中，第二限束单元92的开闭程度大小调节时；首先，握持第二调整机构82中的转盘8113，如图8示出结构，转动转盘8113进行顺时针或者逆时针旋转，转盘8113将与之固定连接的主轴同步转动，从而带动第四齿轮822转动，第四齿轮822与齿条825啮合，由于齿条825与第五齿轮823一体连接且第五齿轮823与第六齿轮824同步啮合，则第五齿轮823与第六齿轮824分别带动与之固定连接的第二驱动板826同步偏转，第二驱动板826带动第二限束单元92实现同步开闭运动，以实现如图7所示方位的横向宽度调节，即两个第二限束模块做同步相对或者相向运动。实现射线野有效照射截面大小的调节。

实施例4：

本发明还提供一种限束方法，采用上述的一种多光路集合限束器实现。

具体包括以下步骤：

步骤S100设置独立的三个发射点，分别为发射X射线的球管焦点2、发出可见光的LED光源5和发射十字激光的激光器7；

步骤S200调试步骤S100中三个发射点并满足下述条件：

步骤S210在限束器正上方安装球管并确保球管焦点2发射X射线的中心射线竖直向下并与所述通路的理论中心线重合；

步骤S220安装激光器7和反光镜4并满足下述条件：

步骤S2201所述激光器7的发射点与球管焦点2相对于反光镜4的反射面呈镜像对称；

步骤S2202所述激光器7发射的中心激光束与所述反光镜4的反射面形成的锐角夹角e和球管焦点2发射的中心X射线与所述反光镜4的反射面形成的锐角夹角f相等；

步骤S230安装LED光源5和镜显玻璃6并满足以下条件：

步骤S2301所述LED光源5与激光器7的发射点相对于所述镜显玻璃6的反射面呈镜像对称；

步骤S2302所述LED光源5的中心光束与镜显玻璃6的反射面锐角夹角h与激光器7发射的中心激光束与所述镜显玻璃6的反射面形成的锐角夹角g相等；

步骤S300开启球管，在目标照射野内使得激光器7发射的十字激光交叉点位于射线野的中心，射线野与光野重合。

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

Claims (10)

1.一种多光路集合限束器，包括防辐射的外壳体(1)，所述外壳体(1)从上而下贯穿设置有方便设置于限束器上方的球管焦点(2)发射的X射线照射的通路，其特征在于：所述外壳体(1)内还分别安装有用于将光野与射线野进行空间重叠的照明单元和将定位激光中心与射线野中心重合的激光定位单元；以及调整射线野有效照射范围的限束机构(9)，用于驱动限束机构实现射线野调整的调整机构(8)。

2.根据权利要求1所述的一种多光路集合限束器，其特征在于：所述照明单元包括安装于所述外壳体(1)内壁上的用于发出照明光束的LED光源(5)，用于将照明光束反射使得照明光束形成的光野与射线野重合的，沿照明光束传播方向依次安装的镜显玻璃(6)和反光镜(4)。

3.根据权利要求2所述的一种多光路集合限束器，其特征在于：所述激光定位单元包括直接或者间接固定安装在所述外壳体(1)内壁上的激光器(7)，所述激光器(7)的发射点与球管焦点(2)相对于反光镜(4)的反射面呈镜像对称；激光器(7)发射的中心激光束与所述反光镜(4)的反射面形成的锐角夹角e和球管焦点(2)发射的中心X射线与所述反光镜(4)的反射面形成的锐角夹角f相等；

所述LED光源(5)与激光器(7)的发射点相对于所述镜显玻璃(6)的反射面呈镜像对称安装且LED光源(5)的中心光束与镜显玻璃(6)的反射面锐角夹角h与激光器(7)发射的中心激光束与所述镜显玻璃(6)的反射面形成的锐角夹角g相等。

4.根据权利要求3所述的一种多光路集合限束器，其特征在于：所述LED光源(5)发出的照明光束依次经所述镜显玻璃(6)和反光镜(4)反射后，最边缘的光束a与最边缘的射限束c重合。

5.根据权利要求3所述的一种多光路集合限束器，其特征在于：所述激光器(7)为包含中心激光的离散或者连续或者交叉的多光束激光器，位于最边缘的激光束b经所述反光镜(4)反射后与最边缘的射限束c重合；所述LED光源(5)发出的照明光束依次经所述镜显玻璃(6)和反光镜(4)反射后，最边缘的光束a与最边缘的射限束c重合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种多光路集合限束器，其特征在于：所述调整机构(8)包括独立手动控制的第一调整机构(81)和第二调整机构(82)，所述限束机构(9)包括第一限束单元(91)和第二限束单元(92)；

所述第一调整机构(81)驱动连接第一限束单元(91)，使得对称安装于所述通路任意相对侧用于组成第一限束单元(91)的两个第一限束模块做相对开闭运动；

所述第二调整机构(82)驱动连接第二限束单元(92)，使得对称安装于所述通路与第一限束单元(91)垂直的相对侧用于组成第二限束单元(92)的两个第二限束模块做相对开闭运动；

所述第一调整机构(81)包括依次驱动连接的第一调节单元(811)，与所述第一调节单元(811)固定轴向安装的第一齿轮(812)，依次驱动连接的第一齿轮(812)、第二齿轮(813)、第三齿轮(814)；所述第二齿轮(813)和第三齿轮(814)靠近第一限束模块一侧均固定连接有用于调整对应第一限束模块摆动角度以实现成对安装的第一限束模块相对开闭运动的第一驱动板(815)；

所述第二调整机构(82)包括依次驱动连接的第二调节单元(821)，与所述第二调节单元(821)固定轴向安装的第四齿轮(822)，依次驱动连接的第四齿轮(822)、第五齿轮(823)、第六齿轮(824)；所述第五齿轮(823)、第六齿轮(824)靠近第二限束模块一侧均固定连接有用于调整对应第二限束模块摆动角度以实现成对安装的第二限束模块相对开闭运动的第二驱动板(826)。

7.根据权利要求6所述的一种多光路集合限束器，其特征在于：所述第五齿轮(823)上固定设置有与所述第四齿轮(822)啮合的齿条(825)；所述第一调节单元(811)包括安装在与第一齿轮(812)连接的主轴端头便于握持转动的转盘(8113)，螺纹连接在主轴上的第一螺母(8111)和第二螺母(8112)，以及安装在第一螺母(8111)与所述外壳体(1)之间用于调整所述转盘(8113)转动阻力的弧形垫片(8110)；所述第二调节单元(821)的具体结构与第一调节单元(811)相同。

8.根据权利要求7所述的一种多光路集合限束器，其特征在于：任一所述第一限束模块两端面均固定连接有轴销(10)，所述第一驱动板(815)远离第二齿轮(813)和第三齿轮(814)一端设有用于容纳所述轴销(10)的条形槽(11)，所述第一限束模块远离安装有轴销(10)的一侧直接或者间接固定铰接于所述外壳体(1)，使得第一限束模块在两侧的第一驱动板(815)驱动下沿固定铰接点实现位置调整；所述第一限束模块至少包含一层水平设置有第一限束铅板(911)；

任一所述第二限束模块两端面均固定连接有轴销(10)，所述第二驱动板(826)远离第五齿轮(823)和第六齿轮(824)一端设有用于容纳所述轴销(10)的条形槽(11)，所述第二限束模块远离安装有轴销(10)的一侧直接或者间接固定铰接于所述外壳体(1)，使得第二限束模块在两侧的第二驱动板(826)驱动下沿固定铰接点实现位置调整；所述第二限束模块包括沿水平且上下重叠设置的第二限束铅板(921)和第三限束铅板(922)。

9.根据权利要求1所述的一种多光路集合限束器，其特征在于：所述外壳体(1)上端面还设置有用于安装球管的连接器(3)，所述连接器(3)还设置有用于锁止连接器(3)与球管的锁紧杆(31)，所述锁紧杆(31)通过螺纹连接于连接器(3)并通过调整锁紧杆(31)的位置实现连接器(3)与球管的抵靠或者卡接锁止；所述外壳体(1)的任一面均设置有用于防辐射污染的铅皮层；所述外壳体(1)下表面固定安装有防止异物进入限束器的密封照射板(12)。

10.一种限束方法，其特征在于：采用权利要求3-5中任一项所述的一种多光路集合限束器实现；具体包括以下步骤：

步骤S100设置独立的三个发射点，分别为发射X射线的球管焦点(2)、发出可见光的LED光源(5)和发射十字激光的激光器(7)；

步骤S200调试步骤S100中三个发射点并满足下述条件：

步骤S210在限束器正上方安装球管并确保球管焦点(2)发射X射线的中心射线竖直向下并与所述通路的理论中心线重合；

步骤S220安装激光器(7)和反光镜(4)并满足下述条件：

步骤S2201所述激光器(7)的发射点与球管焦点(2)相对于反光镜(4)的反射面呈镜像对称；

步骤S2202所述激光器(7)发射的中心激光束与所述反光镜(4)的反射面形成的锐角夹角e和球管焦点(2)发射的中心X射线与所述反光镜(4)的反射面形成的锐角夹角f相等；

步骤S230安装LED光源(5)和镜显玻璃(6)并满足以下条件：

步骤S2301所述LED光源(5)与激光器(7)的发射点相对于所述镜显玻璃(6)的反射面呈镜像对称；

步骤S2302所述LED光源(5)的中心光束与镜显玻璃(6)的反射面锐角夹角h与激光器(7)发射的中心激光束与所述镜显玻璃(6)的反射面形成的锐角夹角g相等；

步骤S300开启球管，在目标照射野内使得激光器(7)发射的十字激光交叉点位于射线野的中心，射线野与光野重合。

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