CN1146357C - 具有可调整一次射线遮光板的x射线仪 - Google Patents
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Abstract
这里提供一个X射线仪，它能以简单的方式对遮光板的开孔和遮光板的位置加以确定。这里有一个射线成像系统，用以在一个光电转换器(10)上形成一次射线遮光板(5)开孔的像，在转换器后接有一个能形成与遮光板相应的电信号的计算电子线路。
Description
具有可调整一次射线遮光板的X射线仪，例如可用于具有扇形射线的计算机层析照像，在应用该种计算机层析照像时通过分辨光圈所形成的一次射线遮光板产生扇形X射线束，该扇形确定了在病人体内的剂量和由此也就确定了照像的断层厚度，它影响给病人的剂量负荷和形成图象的检测信号的强度。为了调整不同的断层厚度，就有必要调整一次射线遮光板不同的开孔。为了在检测器上获得尽可能高的量子输出，就有必要使扇形射线的辐射中心和检测器对准，这意味着，为了使检测器获得最佳照明，X射线束的焦点、一次射线遮光板的中心线和检测器中心线应相重合。为了使病人仅获得微小的剂量负荷就需考虑使必要照像的次数减到最小，而且照像的质量和由此而含有的可供诊断的内容尽可能地可信的话，是很有益处的。
一般而言，通过计算机层析照像旋转部分的旋转而产生的动态影响和通过热影响，特别是在X射线管内的热影响，射线的几何结构改变会发生变化，这能导致图像质量变差。
本发明的任务是提供一个具有可调整一次射线遮光板的X射线仪，它可以准确地得到射线的几何形状，并且在必要的时候加以校准。
本发明的任务是由权利要求1的技术特征加以解决的。在本发明的X射线仪中，一次射线遮光板的开孔和位置特别是在计算机层析照像的情况下，相对于旋转基准面加以固定，并且由一个适当的计算电子线路进行计算，本发明特别适合于与一个用电机驱动的可调一次射线遮光板相结合使用。
结合附图在下面进一步地描述本发明。
图1给出了解释本发明思想的计算机层析成像；
图2和图3给出了控制图1计算机层析成像时遮光板的开孔和位置的两个光学系统；
图4是图2和3的光学系统的计算电子线路。
在图1中给出了计算机层析成像的旋转部分，该部分包括一个具有焦点2的X射线发生器1和一检测器3，部件1和3绕着轴4旋转。一可以调整的一次射线遮光板5产生扇形的射线束6，该射线束透过一个没有画出的通过轴4的病人。当部件1和3旋转时，从不同方向对病人进行照射，一个计算器根据检测器3的输出信号算出该病人被照射部分的图像，扇形面垂直地经过图面，检测器3由一系列单个检测单元组成，它们同样与图面相垂直并且围绕着焦点2弯曲。这里仅仅给出了确定扇形X射线束6厚度的一次射线遮光板5的相应部分，开孔的角度由在图1中看不到的相应部分加以确定。
如图2所示，发光二极管7发出的光束通过一光学遮光板8和一棱镜9，穿过一次射线遮光板5，穿过一次射线遮光板5的部分光入射到CCD-单元传感器10上。这就是说，传感器10的受照射部分与一次射线遮光板5的那个开孔和位置相对应。由单元传感器10的输出信号可通过在下面结合图4作为示例加以描述的一适当的计算电子线路，形成与遮光板开孔和位置相对应的电信号。
图2是按1∶1的图比例进行阴影投射的。
当然，可以使用昂贵的光学系统，以实现其它的图比例或其它特性，诸如非线性投影，减小弯曲系数，减小机械误差。
图3给出了一个光学系统，其中，在一次射线遮光板5的遮光板的背面有两个荧光二极管发光，反射光通过棱镜12到达传感器10，并由传感器所接收。
若不用一单独的光源作为传感器10的照明，无疑可以考虑充分使用现存的X射线。为了补偿老化和污染效果，最佳地控制传感器10和识别照明单元的故障，调节照明强度是有益的。这里根据图2和3的实例，发光二极管7、11的强度是可以改变的。当然也可以使用其它的传感器，例如使用光电二极管阵列代替CCD-单元传感器，在给出的传感器10的情况下对于给出的象素距离可通过简单的对照亮的象素加以计数来实现对一次射线遮光板5的位置的确定。
当然也可以使用诸如PSD-传感器(位置敏感装置)的其它类型传感器，通过通常的形成重心的方法测量遮光板位置和通过测量强度的方法间接地测量开孔。
图4的计算电子线路包含有如下的部件：
传感器10
放大器13，用于设置和调整CCD输出信号的电平，使其和随后的电子线路相配合，必要时可带有滤波器。
检测器14，用于接收最小和最大的光亮度，从而确定判断阀值；
比较电路15，用于确定亮和暗的象素；
计数器16，用于确立亮/暗过渡过程的时间参考点和与此相关的地点参考点。在此，一计数器对时间也就是对象素进行计数直至达到最初暗/亮过渡过程，和另一个计数器对时间进行计数直至最初亮/暗过渡过程；
控制逻辑17，用于产生实现过程必要的信号，特别是新的一行开始的开始信号，也就是计数器复位的信号，以及用于阅读传感器10的节拍信号和计数器16的增量信号；
接口电路18，用于连接在其上面的系统(计算器显示单元)；
模拟/数字转换器19，可作为一任选项，用于检测与一个计算机20连接的每个象素。
计算的实质基本在于，通过传感器10的功能，在输出信号的时间轴和传感器的地点轴之间建立严格的相互关系，这样通过对时间的确立就可以联系到地点。由于从一个象素到下一个象素实现的亮/暗过渡过程边缘的图像并不足够清晰，因而应分配到多个象素，这时判定阀值就很有意义，它确立了什么样的信号被识别为亮的或是暗的，该阀值例如可以确立为亮和暗象素之间的中间值和作为照明单元的亮度控制。
按下列顺序对遮光板开口和遮光板的位置进入瞬时的测试：
这样可以减少对聚焦地点(热聚焦移动和构造地点的位置)稳定性的要求，因为在聚焦地点移动时一次射线遮光板5也会跟着发生移动，此外动态影响(例如重力，离心力)可以通过一次射线遮光板5的伴随移动在成像时加以校正，一次射线遮光板5的有效开孔(和由此确立的层厚)可以容易地确立，校准工作还可以简化，因为取消使用电机对可调整的一次射线遮光板的机械或调整工作和通过传感器10的准确性给出遮光板移动的一个绝对标准，在一次射线遮光板5的左侧和右侧各设置一个传感器可以识别倒相和给出机械调整路径，或者根据机械的执行也可以使用电机加以调整。
Claims (4)
1、一种检查待测物体的X射线仪，包括：
一发射x射线的x射线源，
一具有可调遮光板开孔的一次射线遮光板，在所述x射线的传播方向上位于所述x射线源后，将所述x射线聚集为一束x射线束形式，
射线检测器，在所述传播方向上设置于所述一次射线遮光板之后，用于检测所述x射线束中被待测物体衰减过的x射线并产生包括了所述待测物体的诊断图象的信号，
所述开孔的成象装置，包括一光发射器，其设于一个面对所述x射线源的一次射线遮光板的一侧，并发出穿过所述开孔的光线，
光电转换器，与所述射线检测器分开，所述开孔的图象入射到该光电转换器中，用于产生相应于所述开孔的面积和位置的电信号，
计值装置，从所述光电转换器中提供所述电信号，使之与所述开孔的位置和面积一致。
2、根据权利要求1的仪器，其特征在于，由光发射器(7)发出的光穿过一次射线遮光板落到转换器(10)上。
3、根据权利要求1的X射线仪器，其特征在于，来自至少一个发光二极管(11)的由一次射线遮光板(5)反射的光由转换器(10)所接收。
4、根据权利要求1至3中之一的X射线仪器是计算机层析成像仪。
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