CN113491528B - 一种x射线探测器与球管的自动跟踪对中装置 - Google Patents

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Abstract

一种X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置，探测器端电位器具有第一预设位置，球管端电位器具有第二预设位置，当探测器端电位器处于第一预设位置，且球管端电位器处于第二预设位置时，探测器端电位器和球管端电位器的电位相等；探测器端电位器和球管端电位器的电位相等时，X射线探测器的X射线管的焦点处于对中状态；当球管端电位器的电阻发生变化时，通过探测器端电机改变探测器端电位器的阻值，当探测器端电位器和球管端电位器的电位再次相等时，探测器端电机停止驱动，使X射线探测器的X射线管的焦点再次处于对中状态。本发明能够实现X射线探测器与球管的自动跟踪对中，降低了医务人员的劳动强度，提高了对位精度，减少了病人辐射伤害。

Description

一种X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置
技术领域
本发明属于X射线设备技术领域，具体涉及一种X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置。
背景技术
X射线探测器能够将X射线能量转换为可供记录的电信号，通过接收射线照射，然后产生与辐射强度成正比的电信号。通常探测器所接受到的射线信号的强弱，取决于该部位的人体截面内组织的密度，密度高的组织，例如骨骼吸收X射线较多，探测器接收到的信号较弱；密度较低的组织，例如脂肪等吸收X射线较少，探测器获得的信号较强。
目前，在X射线探测器拍片过程，X射线的对中能够在减少照射量的同时保证成片质量。现阶段，很多医院现有的设备都没有自动对中功能，需要大夫和病人双方配合才能进行，比较麻烦，医务人员的劳动强度大，耽误时间，难以保证对位精度，X射线的照射量难以控制到最低，进而无法保证对病人的伤害减少到最低程度。如何实现X射线探测器与球管的自动跟踪对中以在保证对位精度的前提下，减少对病人的X射线照射量是一个值得解决的技术问题。
发明内容
为此，本发明提供一种X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置，解决传统手工对中无法保证对位精度及尽可能减少对病人的X摄像照射量的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置，包括探测器端电机、探测器端电位器和球管端电位器；
所述探测器端电位器具有第一预设位置，所述球管端电位器具有第二预设位置，当所述探测器端电位器处于第一预设位置，且所述球管端电位器处于第二预设位置时，探测器端电位器和球管端电位器的电位相等；
所述探测器端电位器和球管端电位器的电位相等时，所述X射线探测器的X射线管的焦点处于对中状态；
当所述球管端电位器的电阻发生变化时，通过所述探测器端电机改变所述探测器端电位器的阻值，当所述探测器端电位器和球管端电位器的电位再次相等时，探测器端电机停止驱动，使X射线探测器的X射线管的焦点再次处于对中状态。
作为X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置的优选方案，所述探测器端电位器固定在X射线探测器的探测器固定立柱的顶端；
所述球管端电位器固定在X射线探测器的球管固定立柱的顶端；
所述探测器端电位器和球管端电位器均通过拉线的方式变化阻值。
作为X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置的优选方案，还包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端与所述探测器端电位器电连接，所述第一运算放大器的第二输入端与所述球管端电位器电连接。
作为X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置的优选方案，所述第一运算放大器的第一输入端与所述探测器端电位器之间串联有若干探测器端滤波电阻；
探测器端滤波电阻和探测器端电位器之间电连接有探测器端滤波电容；
所述第一运算放大器的第二输入端与所述球管端电位器之间串联有若干球管端滤波电阻；
球管端滤波电阻和球管端电位器之间电连接有球管端滤波电容；
所述第一运算放大器的第二输入端和输出端之间，并联有反馈电阻和反馈电容。
作为X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置的优选方案，还包括第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的第一输入端电连接，所述第二运算放大器的第二输入端与探测器端电位器电连接。
作为X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置的优选方案，还包括第三运算放大器，所述第一运算放大器的输出端与所述第三运算放大器的第一输入端电连接，所述第三运算放大器的第二输入端与探测器端电位器电连接。
作为X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置的优选方案，所述第一运算放大器的输出端与第二运算放大器的第一输入端之间串联有若干分压电阻；
所述第二运算放大器的第二输入端与探测器端电位器之间串联有若干分压电阻；
所述第一运算放大器的输出端与第三运算放大器的第一输入端之间串联有若干分压电阻；
所述第三运算放大器的第二输入端与探测器端电位器之间串联有若干分压电阻。
作为X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置的优选方案，还包括第一三极管和第二三极管；
所述第二运算放大器的输出端与所述第一三极管的基级电连接，第一三极管的发射级与探测器端电位器电连接；
所述第三运算放大器的输出端与所述第二三极管的基级电连接，第二三极管的发射级与探测器端电位器电连接。
作为X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置的优选方案，还包括第一继电器和第二继电器；
所述第一三极管的集电级与所述第一继电器电连接，第一继电器用于控制探测器端电机运动使探测器电位器的电位下降；
所述第二三极管的集电级与所述第二继电器电连接，第二继电器用于控制探测器端电机运动使探测器电位器的电位升高；
所述第一继电器和第二继电器，分别并联有二极管保护电路，所述二极管保护电路设有指示灯。
作为X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置的优选方案，还包括第一快恢复二极管和第二快恢复二极管；
所述第一快恢复二极管的一端与探测器电位器电连接，第一快恢复二极管的另外一端连接至第二运算放大器和第一三极管之间；
所述第二快恢复二极管的一端与探测器电位器电连接，第二快恢复二极管的另外一端连接至第三运算放大器和第二三极管之间。
本发明具有如下优点：设有探测器端电机、探测器端电位器和球管端电位器；探测器端电位器具有第一预设位置，球管端电位器具有第二预设位置，当探测器端电位器处于第一预设位置，且球管端电位器处于第二预设位置时，探测器端电位器和球管端电位器的电位相等；探测器端电位器和球管端电位器的电位相等时，X射线探测器的X射线管的焦点处于对中状态；当球管端电位器的电阻发生变化时，通过探测器端电机改变探测器端电位器的阻值，当探测器端电位器和球管端电位器的电位再次相等时，探测器端电机停止驱动，使X射线探测器的X射线管的焦点再次处于对中状态。本发明能够实现X射线探测器与球管的自动跟踪对中，降低了医务人员的劳动强度，提高了对位精度，降低了照射量，减少了病人辐射伤害，同时降低可设备更新成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例中提供的X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置原理示意图；
图2为本发明实施例中提供的X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置探测器端电机接线示意图。
图中，1、探测器端电机；2、探测器端电位器；3、球管端电位器；4、第一运算放大器；5、探测器端滤波电阻；6、探测器端滤波电容；7、球管端滤波电阻；8、球管端滤波电容；9、反馈电阻；10、反馈电容；11、第二运算放大器；12、第三运算放大器；13、第一三极管；14、第二三极管；15、第一继电器；16、第二继电器；17、第一快恢复二极管；18、第二快恢复二极管；19、二极管保护电路；20、指示灯。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
参见图1和图2，提供一种X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置，包括探测器端电机1、探测器端电位器2和球管端电位器3；
所述探测器端电位器2具有第一预设位置，所述球管端电位器3具有第二预设位置，当所述探测器端电位器2处于第一预设位置，且所述球管端电位器3处于第二预设位置时，探测器端电位器2和球管端电位器3的电位相等；
所述探测器端电位器2和球管端电位器3的电位相等时，所述X射线探测器的X射线管的焦点处于对中状态；
当所述球管端电位器3的电阻发生变化时，通过所述探测器端电机1改变所述探测器端电位器2的阻值，当所述探测器端电位器2和球管端电位器3的电位再次相等时，探测器端电机1停止驱动，使X射线探测器的X射线管的焦点再次处于对中状态。
本实施例中，所述探测器端电位器2固定在X射线探测器的探测器固定立柱的顶端；
所述球管端电位器3固定在X射线探测器的球管固定立柱的顶端；
所述探测器端电位器2和球管端电位器3均通过拉线的方式变化阻值。
具体的，本发明的一个核心思路是，在X射线探测器的探测器端和球管端均进行可变化阻值的电阻配置，即探测器端电位器2和球管端电位器3，初始状态下，探测器端电位器2和球管端电位器3的电位相等，且X射线探测器的X射线管的焦点处于对中状态。而当球管端进行移动时，此时球管端电位器3的阻值发生变化，球管端电位器3对应的电位发生变化，基于此种变化，通过探测器端电机1控制探测器端电位器2的阻值变化，使探测器端电位器2对应的电位发生变化，当探测器端电位器2和球管端电位器3的电位再次相等时，探测器端电机1停止驱动，X射线探测器的X射线管的焦点再次处于对中状态。
具体的，电位器采用拉线方式，通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出，物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。阻值的变化量反映了位移的量值，阻值的增加还是减小表明位移的方向。
本实施例中，还包括第一运算放大器4，所述第一运算放大器4的第一输入端与所述探测器端电位器2电连接，所述第一运算放大器4的第二输入端与所述球管端电位器3电连接。
具体的，所述第一运算放大器4的第一输入端与所述探测器端电位器2之间串联有若干探测器端滤波电阻5；
探测器端滤波电阻5和探测器端电位器2之间电连接有探测器端滤波电容6；
所述第一运算放大器4的第二输入端与所述球管端电位器3之间串联有若干球管端滤波电阻7；
球管端滤波电阻7和球管端电位器3之间电连接有球管端滤波电容8；
所述第一运算放大器4的第二输入端和输出端之间，并联有反馈电阻9和反馈电容10。
具体的，探测器端滤波电阻5和探测器端滤波电容6起到滤波和缓冲作用，而反馈电阻9和反馈电容10与第一运算放大器4构成积分电路，作为积分电路的组成部分起到反馈作用。
本实施例中，还包括第二运算放大器11，所述第一运算放大器4的输出端与所述第二运算放大器11的第一输入端电连接，所述第二运算放大器11的第二输入端与探测器端电位器2电连接。还包括第三运算放大器12，所述第一运算放大器4的输出端与所述第三运算放大器12的第一输入端电连接，所述第三运算放大器12的第二输入端与探测器端电位器2电连接。所述第一运算放大器4的输出端与第二运算放大器11的第一输入端之间串联有若干分压电阻；所述第二运算放大器11的第二输入端与探测器端电位器2之间串联有若干分压电阻；所述第一运算放大器4的输出端与第三运算放大器12的第一输入端之间串联有若干分压电阻；所述第三运算放大器12的第二输入端与探测器端电位器2之间串联有若干分压电阻。
本实施例中，还包括第一三极管13和第二三极管14；所述第二运算放大器11的输出端与所述第一三极管13的基级电连接，第一三极管13的发射级与探测器端电位器2电连接；所述第三运算放大器12的输出端与所述第二三极管14的基级电连接，第二三极管14的发射级与探测器端电位器2电连接。
本实施例中，还包括第一继电器15和第二继电器16；所述第一三极管13的集电级与所述第一继电器15电连接，第一继电器15用于控制探测器端电机1运动使探测器电位器的电位下降；所述第二三极管14的集电级与所述第二继电器16电连接，第二继电器16用于控制探测器端电机1运动使探测器电位器的电位升高；所述第一继电器15和第二继电器16，分别并联有二极管保护电路19，所述二极管保护电路19设有指示灯20，二极管保护电路和指示灯起到电路保护及指示作用。
本实施例中，还包括第一快恢复二极管17和第二快恢复二极管18；所述第一快恢复二极管17的一端与探测器电位器电连接，第一快恢复二极管17的另外一端连接至第二运算放大器11和第一三极管13之间；所述第二快恢复二极管18的一端与探测器电位器电连接，第二快恢复二极管18的另外一端连接至第三运算放大器12和第二三极管14之间。
具体的，快恢复二极管快是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管，可以应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。
具体的，本发明的实现X射线探测器与球管的自动跟踪对中原理如下：
第一、信号产生、反馈信号的产生和放大：
当医生根据病人身高手动向下移动X射线探测器的球管时，球管端电位器3的输出端电压降低，传给第一运算放大器4的第一输入端引脚，当第一运算放大器4的第一输入端引脚电压低于第一运算放大器4的第二输入端引脚电压时，产生一个负的电压；
同理，当医生根据病人身高手动向上移动X射线探测器的球管时，球管端电位器3的输出端电压升高，传给第一运算放大器4的第一输入端引脚，当第一运算放大器4的第一输入端引脚电压高于第一运算放大器4的第二输入端引脚电压时，产生一个正的电压；
第二、探测器端电机1的动作实现：
如果第一运算放大器4产生的是负的电压，则此负的电压信号传给第二运算放大器11的第一输入端引脚，第一输入端引脚为反向输入端，经过和第二运算放大器11的第二输入端引脚比较，第二输入端引脚为同向输入端，第二运算放大器11的输出端会产生一个正的电压推动第一三级管13导通，第一三极管13导通后，第一继电器15工作，探测器端电机1会带动探测器向下运动，使探测器端电位器2的输出电位下降，当探测器端电位器2和球管端电位器3的电位相等时，探测器端电机1停止驱动。
如果第一运算放大器4产生的是正的电压，则此正的电压信号传给第三运算放大器12的第一输入端引脚，第一输入端引脚为同向输入端，经过和第三运算放大器12的第二输入端引脚比较，第二输入端引脚为反向输入端，第三运算放大器12的输出端会产生一个正的电压推动第二三级管14导通，第二三极管14导通后，第二继电器16工作，探测器端电机1会带动探测器向上运动，使探测器端电位器2的输出电位升高，当探测器端电位器2和球管端电位器3的电位相等时，探测器端电机1停止驱动。
由于，探测器端电位器2和球管端电位器3的电位相等时，X射线探测器的X射线管的焦点处于对中状态，故实现医生操作球管时的实时对中。
综上所述，本发明设有探测器端电机1、探测器端电位器2和球管端电位器3；探测器端电位器2具有第一预设位置，球管端电位器3具有第二预设位置，当探测器端电位器2处于第一预设位置，且球管端电位器3处于第二预设位置时，探测器端电位器2和球管端电位器3的电位相等；探测器端电位器2和球管端电位器3的电位相等时，X射线探测器的X射线管的焦点处于对中状态；当球管端电位器3的电阻发生变化时，通过探测器端电机1改变探测器端电位器2的阻值，当探测器端电位器2和球管端电位器3的电位再次相等时，探测器端电机1停止驱动，使X射线探测器的X射线管的焦点再次处于对中状态。本发明能够实现X射线探测器与球管的自动跟踪对中，降低了医务人员的劳动强度，提高了对位精度，降低了照射量，减少了病人辐射伤害，同时降低可设备更新成本。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置，其特征在于，包括探测器端电机(1)、探测器端电位器(2)和球管端电位器(3)；
所述探测器端电位器(2)具有第一预设位置，所述球管端电位器(3)具有第二预设位置，当所述探测器端电位器(2)处于第一预设位置，且所述球管端电位器(3)处于第二预设位置时，探测器端电位器(2)和球管端电位器(3)的电位相等；
所述探测器端电位器(2)和球管端电位器(3)的电位相等时，所述X射线探测器的X射线管的焦点处于对中状态；
当所述球管端电位器(3)的电阻发生变化时，通过所述探测器端电机(1)改变所述探测器端电位器(2)的阻值，当所述探测器端电位器(2)和球管端电位器(3)的电位再次相等时，探测器端电机(1)停止驱动，使X射线探测器的X射线管的焦点再次处于对中状态；
还包括第一运算放大器(4)，所述第一运算放大器(4)的第一输入端与所述探测器端电位器(2)电连接，所述第一运算放大器(4)的第二输入端与所述球管端电位器(3)电连接；
所述第一运算放大器(4)的第一输入端与所述探测器端电位器(2)之间串联有若干探测器端滤波电阻(5)；
探测器端滤波电阻(5)和探测器端电位器(2)之间电连接有探测器端滤波电容(6)；
所述第一运算放大器(4)的第二输入端与所述球管端电位器(3)之间串联有若干球管端滤波电阻(7)；
球管端滤波电阻(7)和球管端电位器(3)之间电连接有球管端滤波电容(8)；
所述第一运算放大器(4)的第二输入端和输出端之间，并联有反馈电阻(9)和反馈电容(10)；
还包括第二运算放大器(11)，所述第一运算放大器(4)的输出端与所述第二运算放大器(11)的第一输入端电连接，所述第二运算放大器(11)的第二输入端与探测器端电位器(2)电连接；
还包括第三运算放大器(12)，所述第一运算放大器(4)的输出端与所述第三运算放大器(12)的第一输入端电连接，所述第三运算放大器(12)的第二输入端与探测器端电位器(2)电连接；
所述第一运算放大器(4)的输出端与第二运算放大器(11)的第一输入端之间串联有若干分压电阻；
所述第二运算放大器(11)的第二输入端与探测器端电位器(2)之间串联有若干分压电阻；
所述第一运算放大器(4)的输出端与第三运算放大器(12)的第一输入端之间串联有若干分压电阻；
所述第三运算放大器(12)的第二输入端与探测器端电位器(2)之间串联有若干分压电阻；
还包括第一三极管(13)和第二三极管(14)；
所述第二运算放大器(11)的输出端与所述第一三极管(13)的基级电连接，第一三极管(13)的发射级与探测器端电位器(2)电连接；
所述第三运算放大器(12)的输出端与所述第二三极管(14)的基级电连接，第二三极管(14)的发射级与探测器端电位器(2)电连接；
还包括第一快恢复二极管(17)和第二快恢复二极管(18)；
所述第一快恢复二极管(17)的一端与探测器电位器电连接，第一快恢复二极管(17)的另外一端连接至第二运算放大器(11)和第一三极管(13)之间；
所述第二快恢复二极管(18)的一端与探测器电位器电连接，第二快恢复二极管(18)的另外一端连接至第三运算放大器(12)和第二三极管(14)之间。
2.根据权利要求1所述的一种X射线探测器与球管的自动跟踪对中装置，其特征在于，所述探测器端电位器(2)固定在X射线探测器的探测器固定立柱的顶端；
所述球管端电位器(3)固定在X射线探测器的球管固定立柱的顶端；
所述探测器端电位器(2)和球管端电位器(3)均通过拉线的方式变化阻值。
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