CN113796883A - Led亮度可调节的束光器、x射线发生器组件和医疗设备 - Google Patents

Led亮度可调节的束光器、x射线发生器组件和医疗设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED亮度可调节的束光器、X射线发生器组件、X射线医疗设备以及调节束光器的LED亮度的方法。根据一实施方式，LED亮度可调节的束光器设置于一X射线球管前方，包括：一束光器本体，所述束光器本体具有一窗口以透过所述X射线球管发出的X射线；一LED，所述LED设置于所述束光器本体内；一反射镜，所述反射镜设置于所述束光器本体内，用于反射所述LED发射的光线；一第一传感器，所述第一传感器设置于所述反射镜并处于X射线光路之外，用于感测所述LED亮度；以及一控制电路，所述控制电路用于基于一参考亮度值调节所述LED亮度。通过本发明的技术方案，束光器中的LED亮度可以通过闭环调节被设定为更为合理且稳定的亮度值。

Description

LED亮度可调节的束光器、X射线发生器组件和医疗设备
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是一种LED亮度可调节的束光器、X射线发生器组件、X射线医疗设备以及调节束光器的LED亮度的方法。
背景技术
在X射线医疗设备中，束光器通常配备有LED来通过可见光模拟X射线辐射区域。根据相关法规的要求，LED的亮度不能低于规定值。然而，LED的亮度和对比度可能受到诸多因素的影响。例如，如设置辐射剂量部件(Dose Area Product,DAP)或增大源像距(SourceImage Distance,SID)等都会导致LED的亮度和对比度降低。在使用过程中，随着LED老化，其亮度和对比度也会降低。
在现有设计中，LED亮度通常被设置为比规定值高许多的固定值，例如，在SID为100cm的情况下，亮度被设置为高于210勒克斯，以保证在束光器的整个生命周期中LED的亮度均满足法规的要求。然而，高亮度会导致LED工作中的高温度，进而缩短LED的寿命。目前，由于缺乏对束光器中LED的闭环控制，对用户来说，LED的亮度和对比度无法保证稳定和持久。
因此，需要提供相关解决方案来调节束光器中的LED亮度。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种LED亮度可调节的束光器，设置于一X射线球管前方，包括：一束光器本体，所述束光器本体具有一窗口以透过所述X射线球管发出的X射线；一LED，所述LED设置于所述束光器本体内；一反射镜，所述反射镜设置于所述束光器本体内，用于反射所述LED发射的光线；一第一传感器，所述第一传感器设置于所述反射镜并处于X射线光路之外，用于感测所述LED亮度；以及一控制电路，所述控制电路用于基于一参考亮度值调节所述LED亮度。
其中，所述控制电路包括：一补偿单元，用于对所述参考亮度值进行补偿修正；一调节单元，与所述补偿单元连接；以及一LED驱动单元，与所述调节单元连接；其中，所述调节单元基于经补偿修正的参考亮度值和所述第一传感器的反馈信号向所述LED驱动单元输出控制信号，所述LED驱动单元基于所述控制信号调节所述LED亮度。
其中，所述控制电路还包括一检测单元，与所述补偿单元连接，用于检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件，所述补偿单元基于所述检测单元的检测结果对所述参考亮度值进行补偿修正。
其中，LED亮度可调节的束光器还包括：一第二传感器，设置于所述束光器本体外壁且在X射线的光路外，用于感测所述束光器所处的环境亮度；其中，所述补偿单元基于所述第二传感器的反馈信号补偿修正所述参考亮度值。
其中，所述控制电路还包括一检测单元，与所述补偿单元连接，用于检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件，所述补偿单元基于所述检测单元的检测结果以及所述第二传感器的反馈信号对所述参考亮度值进行补偿修正。
其中，所述第二传感器设置于所述束光器本体底部或侧部，与一X射线接收器的成像区域正向相对。
其中，所述第二传感器被配置为在所述LED开启时感测所述X射线接收器反射的光线亮度并且在所述LED关闭时感测所述束光器所处的环境亮度，并基于两次的亮度关系输出反馈信号。
本发明还提出一种X射线发生器组件，包括一X射线球管和如上所述的任一种束光器。
本发明还提出一种X射线医疗设备，包括如上所述的X射线发生器组件以及一X射线接收器。
本发明也提出一种调节束光器的LED亮度的方法，该方法用于如上所述的束光器，包括：实时感测所述LED亮度；以及基于一参考亮度值调节所述LED亮度。
其中，调节束光器的LED亮度的方法还包括：对所述参考亮度值进行补偿修正；以及基于经补偿修正的参考亮度值调节所述LED亮度。
其中，调节束光器的LED亮度的方法还包括：检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件；以及基于检测结果对所述参考亮度值进行补偿修正。
其中，调节束光器的LED亮度的方法还包括：感测所述束光器所处的环境亮度；以及基于所述束光器所处的环境亮度补偿修正所述参考亮度值。
其中，调节束光器的LED亮度的方法还包括：检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件；以及基于检测结果以及所述束光器所处的环境亮度对所述参考亮度值进行补偿修正。
其中，在所述LED开启时感测所述LED亮度并且在所述LED关闭时感测所述束光器所处的环境亮度，基于检测结果以及两次的亮度关系对所述参考亮度值进行补偿修正。
通过本发明的技术方案，束光器中的LED亮度在其整个生命周期中都可以通过闭环调节被设定为更为合理且稳定的亮度值，而不会受到LED老化、是否设置辐射剂量部件等因素的影响。同时，LED的对比度可以根据不同的源像距和环境光强度而自动调节。并且，由于避免将LED亮度设置为过高的亮度值而降低了LED的发热量，LED的使用寿命也可以随之延长。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其他特征和优点，附图中：
图1为根据本发明一实施方式的LED亮度可调节的束光器的示意性图示。
图2为根据本发明一实施方式的控制电路的示意性图示。
图3为根据本发明另一实施方式的控制电路的示意性图示。
图4为根据本发明一实施方式的X射线发生器组件的示意性图示。
图5为根据本发明一实施方式的调节束光器的LED亮度的方法的示意性流程图。
其中，附图标记如下：
100、420 束光器
200 球管
110 束光器本体
10 LED
20 反射镜
30 第一传感器
40 第二传感器
R X射线的光路
Q 成像区域
80、90 控制电路
81、92 调节单元
82、93 LED驱动单元
91 补偿单元
94 检测单元
Ref 参考亮度值
Ref’ 经补偿修正的参考亮度值
S1、S2 反馈信号
400 X射线发生器组件
410 X射线球管
500 方法
S510、S520 步骤
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
在本文中，“一”、“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。
首先参见图1，图1为根据本发明一实施方式的LED亮度可调节的束光器的示意性图示。如图1所示，LED亮度可调节的束光器100设置于一X射线球管200前方，束光器100包括一束光器本体110、一LED10、一反射镜20、一第一传感器30以及一控制电路(图1未示出)。
其中，束光器本体110具有一窗口以透过X射线球管200发出的X射线，LED10设置于束光器本体110内，反射镜20设置于束光器本体110内，用于反射LED10发射的光线，第一传感器30设置于反射镜20并处于X射线光路R(图1中以实线示出的三角区域)之外，用于感测LED10亮度，图1中仅示意性地示出第一传感器30的设置位置，本发明不以此为限，第一传感器30的设置位置只要能够满足处于X射线光路外并能够实时感测LED10发射的光线亮度即可。
控制电路用于基于一参考亮度值Ref调节LED10的亮度。控制电路可以为束光器中控制其窗口大小的控制部件，或者可以为独立于束光器中已有控制部件的附加控制器件，本发明不以此为限。
其中，参考亮度值Ref为预先设置的目标亮度值，可以基于该预先设置的目标亮度值以及第一传感器30反馈的LED10的实时亮度，对LED的亮度进行闭环调节。举例来说，参考亮度值Ref可以在法规要求的亮度值基础上预留适当余量进行设置，例如，法规要求的亮度值如果为160勒克斯，则参考亮度值Ref可以设置为170勒克斯。
下面结合图2对控制电路进行举例说明。参见图2，图2为根据本发明一实施方式的控制电路的示意性图示。控制电路80包括一调节单元81以及一LED驱动单元82。其中，参考亮度值Ref和第一传感器30的反馈信号S1作为调节单元81的输入信号，调节单元81基于输入信号向LED驱动单元82输出控制信号，由LED驱动单元82控制LED亮度。在实施方式中，调节单元81例如可以为比例-积分调节器(PI调节器)，本发明不以此为限。通过调节单元81可以以参考亮度值Ref为参考对LED10的亮度进行调节，使得LED的亮度保持为一稳定值，满足法规对亮度的要求，例如，当LED随着老化而亮度下降时，调节单元81可以增大LED电流，提高LED亮度。
在变化实施方式中，可以综合考虑多种补偿修正因子对参考亮度值Ref进行补偿修正，基于经补偿修正的参考亮度值Ref’和第一传感器30的反馈信号S1调节LED亮度。例如，可以考虑在X射线光路中是否设置有辐射剂量部件和/或束光器100所处环境亮度情况等因素对参考亮度值进行补偿修正。
参见图3，图3为根据本发明另一实施方式的控制电路的示意性图示。下面结合图3对控制电路的不同实施方式进行描述，与结合图2描述的控制电路类似的内容仅作简要描述或省略描述。
在如图3所示的实施方式中，控制电路90包括一补偿单元91、一调节单元92以及一LED驱动单元93。其中，补偿单元91用于对参考亮度值Ref进行补偿修正，调节单元92与补偿单元91连接，LED驱动单元93与调节单元92连接。其中，调节单元92基于经补偿修正的参考亮度值Ref’和第一传感器30的反馈信号S1向LED驱动单元93输出控制信号，LED驱动单元93基于控制信号调节LED亮度。
在变化实施方式中，控制电路90还包括一检测单元94，检测单元94与补偿单元91连接，用于检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件(图未示)，补偿单元91基于检测单元94的检测结果对参考亮度值Ref进行补偿修正。
具体来说，在设置第一传感器30的情况下，如果X射线光路中设置有辐射剂量部件，则基于该情况对参考亮度值Ref进行补偿修正后，基于经补偿修正的参考亮度值Ref’和第一传感器30的反馈信号S1调节LED亮度。例如，由于设置了辐射剂量部件，将参考亮度值Ref增加预定值来得到经补偿修正的参考亮度值Ref’。
在其他实施方式中，可以增加对束光器100所处环境亮度的检测，并且在对LED的亮度进行调节时，同时考虑该环境亮度。结合参见图1和图3，束光器100还可以包括一第二传感器40，设置于束光器本体110外壁且在X射线的光路R外，用于感测束光器100所处的环境亮度。参考亮度值Ref和第二传感器40的反馈信号S2作为补偿单元91的输入信号，补偿单元91基于第二传感器40的反馈信号S2补偿修正参考亮度值Ref，得到经补偿修正的参考亮度值Ref’。调节单元92基于经补偿修正的参考亮度值Ref’和第一传感器30的反馈信号S1向LED驱动单元93输出控制信号，LED驱动单元93基于控制信号调节LED亮度。
在设置第一传感器30和第二传感器40的情况下，如果X射线光路中设置有辐射剂量部件，则基于辐射剂量部件的情况以及第二传感器40的反馈信号S2对参考亮度值Ref进行补偿修正后，基于经补偿修正的参考亮度值Ref’和第一传感器30的反馈信号S1调节LED亮度。
其中，第二传感器40可以设置于束光器本体110底部或侧部，与一X射线接收器的成像区域Q正向相对。在如图1所示的实施方式中，以第二传感器40设置于束光器本体110底部为例进行示意性图示，在其他实施方式中，本领域的技术人员可以灵活设置第二传感器40的位置，不以图示内容为限。
第二传感器40被配置为在LED10开启时感测X射线接收器反射的光线亮度并且在LED10关闭时感测束光器100所处的环境亮度，并基于两次的亮度关系输出反馈信号。例如，可以基于两次环境亮度的差值关系或比例关系，计算LED的对比度并输出反馈信号。通过第二传感器40，能够使得束光器100的LED10的亮度控制更为智能并且实现随着环境亮度变化的自动化调节。
实践中，当束光器100用于X射线医疗系统时，在增大X射线医疗系统的源像距时，X射线医疗系统的X射线接收器的成像区域Q反射的由束光器100的LED10发出的光线的对比度会降低，此时对参考亮度值Ref进行补偿修正，增大参考亮度值Ref的大小得到经补偿修正的参考亮度值Ref’，以提高LED的亮度，从而对比度也会相应提高。在束光器100所处的环境亮度增大时，X射线医疗系统的X射线接收器的成像区域Q反射的由束光器100的LED10发出的光线的对比度也会降低，此时也可以通过类似方式提高LED的亮度并由此提高对比度。
如上以举例说明的方式描述了本发明的多种实施方式，其中第一传感器30和第二传感器40的设置位置、数量不以举例说明内容为限。
通过本发明提出的LED亮度可调节的束光器及其中控制电路的多种实现方式，可以实时检测LED亮度，并调节LED的亮度。同时，为更好地调节LED亮度，可以综合考虑束光器所处环境亮度以及是否设置有辐射剂量部件等情况，从而保证束光器的LED在使用过程中其亮度能够处于符合法规要求的稳定值。
本领域的技术人员基于本发明的技术教导，可以根据具体实际应用场景灵活选择适合的LED亮度调节方案，而不以上述举例说明内容为限。例如，可以只设置一个传感器来实时感测LED亮度，并根据是否设置有辐射剂量部件，对LED亮度进行调节；可以分别设置多个传感器来实时感测LED亮度和束光器所处环境亮度，并根据是否设置有辐射剂量部件，对LED亮度进行调节。
本发明还提供X射线发生器组件。参见图4，图4为根据本发明一实施方式的X射线发生器组件的示意性图示。如图4所示，X射线发生器组件400包括一X射线球管410和如上所述的任一种束光器420。
本发明还提供X射线医疗设备，包括如上所述的X射线发生器组件以及一X射线接收器。
本发明还提供调节束光器的LED亮度的方法，所述方法可以用于如前所述的束光器。如下结合图5对本发明提供的方法进行示意性描述，与前述结合图1-图4介绍的内容相似的内容，仅作简要描述或省略描述。
如图5所示，图5为根据本发明一实施方式的调节束光器的LED亮度的方法的示意性流程图。结合参见图1，方法500可以适用于束光器100，束光器100设置于一X射线球管200前方，束光器100包括一束光器本体110、一LED10、一反射镜20、一第一传感器30以及一控制电路(图1未示出)。其中，束光器本体110具有一窗口以透过X射线球管200发出的X射线，LED10设置于束光器本体110内，反射镜20设置于束光器本体110内，用于反射LED10发射的光线，第一传感器30设置于反射镜20并处于X射线光路R(图1中以实线示出的三角区域)之外，用于感测LED10亮度。所述方法500包括如下步骤：
步骤S510：实时感测LED亮度；以及
步骤S520：基于参考亮度值调节LED亮度。
在实施方式中，方法500还可以包括如下步骤：对参考亮度值进行补偿修正；以及基于经补偿修正的参考亮度值调节LED亮度。
在实施方式中，方法500还可以包括如下步骤：检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件；以及基于检测结果对参考亮度值进行补偿修正。
在实施方式中，方法500还可以包括如下步骤：感测束光器所处的环境亮度；以及基于束光器所处的环境亮度补偿修正参考亮度值。在进一步的实施方式中，方法500还可以包括如下步骤：检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件；基于检测结果以及束光器所处的环境亮度对参考亮度值进行补偿修正。其中，在LED开启时感测LED亮度并且在LED关闭时感测束光器所处的环境亮度，基于检测结果以及两次的亮度关系对参考亮度值进行补偿修正。
通过本发明提出的调节束光器的LED亮度的方法，可以实时检测LED亮度，并调节LED的亮度。同时，为更好地调节LED亮度，可以综合考虑束光器所处环境亮度以及是否设置有辐射剂量部件等情况，从而保证束光器的LED在使用过程中其亮度能够处于符合法规要求的稳定值。
本发明涉及一种LED亮度可调节的束光器、X射线发生器组件、X射线医疗设备以及调节束光器的LED亮度的方法。根据一实施方式，LED亮度可调节的束光器设置于一X射线球管前方，包括：一束光器本体，所述束光器本体具有一窗口以透过所述X射线球管发出的X射线；一LED，所述LED设置于所述束光器本体内；一反射镜，所述反射镜设置于所述束光器本体内，用于反射所述LED发射的光线；一第一传感器，所述第一传感器设置于所述反射镜并处于X射线光路之外，用于感测所述LED亮度；以及一控制电路，所述控制电路用于基于一参考亮度值调节所述LED亮度。通过本发明的技术方案，束光器中的LED亮度在其整个生命周期中都可以通过闭环调节被设定为更为合理且稳定的亮度值，而不会受到LED老化、是否设置辐射剂量部件等因素的影响。同时，LED的对比度可以根据不同的源像距和环境光强度而自动调节。并且，由于避免将LED亮度设置为过高的亮度值而降低了LED的发热量，LED的使用寿命也可以随之延长。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种LED亮度可调节的束光器，设置于一X射线球管前方，包括：
一束光器本体，所述束光器本体具有一窗口以透过所述X射线球管发出的X射线；
一LED，所述LED设置于所述束光器本体内；
一反射镜，所述反射镜设置于所述束光器本体内，用于反射所述LED发射的光线；
一第一传感器，所述第一传感器设置于所述反射镜并处于X射线光路之外，用于感测所述LED亮度；以及
一控制电路，所述控制电路用于基于一参考亮度值调节所述LED亮度。
2.如权利要求1所述的LED亮度可调节的束光器，其中，所述控制电路包括：
一补偿单元，用于对所述参考亮度值进行补偿修正；
一调节单元，与所述补偿单元连接；以及
一LED驱动单元，与所述调节单元连接；
其中，所述调节单元基于经补偿修正的参考亮度值和所述第一传感器的反馈信号向所述LED驱动单元输出控制信号，所述LED驱动单元基于所述控制信号调节所述LED亮度。
3.如权利要求2所述的LED亮度可调节的束光器，其中，所述控制电路还包括一检测单元，与所述补偿单元连接，用于检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件，所述补偿单元基于所述检测单元的检测结果对所述参考亮度值进行补偿修正。
4.如权利要求2所述的LED亮度可调节的束光器，还包括：
一第二传感器，设置于所述束光器本体外壁且在X射线的光路外，用于感测所述束光器所处的环境亮度；
其中，所述补偿单元基于所述第二传感器的反馈信号补偿修正所述参考亮度值。
5.如权利要求4所述的LED亮度可调节的束光器，其中，所述控制电路还包括一检测单元，与所述补偿单元连接，用于检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件，所述补偿单元基于所述检测单元的检测结果以及所述第二传感器的反馈信号对所述参考亮度值进行补偿修正。
6.如权利要求4所述的LED亮度可调节的束光器，其中，所述第二传感器设置于所述束光器本体底部或侧部，与一X射线接收器的成像区域正向相对。
7.如权利要求5所述的LED亮度可调节的束光器，其中，所述第二传感器被配置为在所述LED开启时感测所述X射线接收器反射的光线亮度并且在所述LED关闭时感测所述束光器所处的环境亮度，并基于两次的亮度关系输出反馈信号。
8.一种X射线发生器组件，包括一X射线球管和如权利要求1-7中任一项所述的束光器。
9.一种X射线医疗设备，包括如权利要求8所述的X射线发生器组件以及一X射线接收器。
10.一种调节束光器的LED亮度的方法，该方法用于如权利要求1所述的束光器，包括：
实时感测所述LED亮度；以及
基于一参考亮度值调节所述LED亮度。
11.如权利要求10所述的调节束光器的LED亮度的方法，还包括：
对所述参考亮度值进行补偿修正；以及
基于经补偿修正的参考亮度值调节所述LED亮度。
12.如权利要求11所述的调节束光器的LED亮度的方法，还包括：
检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件；以及
基于检测结果对所述参考亮度值进行补偿修正。
13.如权利要求11所述的调节束光器的LED亮度的方法，还包括：
感测所述束光器所处的环境亮度；以及
基于所述束光器所处的环境亮度补偿修正所述参考亮度值。
14.如权利要求13所述的调节束光器的LED亮度的方法，还包括：
检测X射线光路中是否设置有辐射剂量部件；以及
基于检测结果以及所述束光器所处的环境亮度对所述参考亮度值进行补偿修正。
15.如权利要求14所述的调节束光器的LED亮度的方法，其中，在所述LED开启时感测所述LED亮度并且在所述LED关闭时感测所述束光器所处的环境亮度，基于检测结果以及两次的亮度关系对所述参考亮度值进行补偿修正。
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