CN1146360C - 具有射束光阑的x射线检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明的X射线检查装置包括一个带有吸收X射线的光闸(4，31，32)的射束光阑(3)，射束光阑(3)设置在X射线源(1)和X射线检测器(9)之间以便阻断X射线束的一些部分，由此形成一个有界的X射线束(7)。借助于与光闸(4，31，32)相连的控制环(21，22，41，42，47，48)的不同的旋转，可以以不同的自由度移动光闸(4，31，32)。由于光闸(4，31，32)可以被移动到X射线束(2)中的几乎任何一个预期位置，射束光阑(3)可以控制有界的X射线束(7)的横截面的形状，使得基本上只有待检查病人(6)的一个部分(5)曝露在X射线中。

Description

具有射束光阑的X射线检查装置

本发明涉及具有射束光阑的X射线检查装置，其中的射束光阑具有一个包括调节光闸孔径的调节件的光闸。

从美国第5086444号专利中可以了解这种类型的X射线检查装置。

这种已知的X射线检查装置包括一个X射线源，用于向位于该X射线源和一个X射线检测器之间的一个物体，例如一个待检测的病人所在的部位发射一束X射线。由于病人体中的X射线的吸收率不同，在X射线检测器上形成一幅X射线影象。为了挡住病人的一些部位，使其不受X射线的照射，在X射线源和病人之间放置一个带有吸收X射线的光闸的射束光阑，所述的光闸可以被移入X射线束中或从X射线束中移出以调节光闸孔径，从而在必要时遮断部分X射线。例如，在检查病人的心脏及冠状血管时，调节光闸以便尽可能地遮住周围的肺组织，使其不受到X射线的照射，仅仅将心脏部位曝露在X射线下。

在这种已知的X射线检查装置中，光闸上有一个销子，并由一个调节件控制，调节件由一个带有固定形状的凹槽的控制环构成，销子就插在所述的凹槽中。通过旋转控制环使凹槽沿着销子动作，从而移动光闸。凹槽的固定形状决定了光闸的运动，不可能通过使光闸执行不同的、彼此间无关的运动(例如滑入X射线中、从X射线中滑出以及旋转)来改变光闸孔径。由于这种已知光闸的移动性能受到限制，X射线的横截面只能在一定的条件下与待检查的病人的某一个部位精确地匹配。由于这种已知的光闸常常不能用于形成一束具有与病人的一个待检查的部位精确匹配的横截面的有界的X射线束，尤其是当所述的部位形状复杂时，病人的位于待检查区之外的一些部分将不必要地曝露在X射线下，使病人曝露在一个高于形成一幅高质量的X射线影象所需要的X射线剂量的剂量水平。并且，如果这些部位的X射线吸收率很低，在X射线影象上将出现曝光过度的区域，导致X射线影象的诊断质量下降。

本发明的一个目的是提供一种带有射束光阑的X射线检查装置，与已有的X射线装置相比，这种装置更有可能形成一幅具有与待照射的区域精确一致的横截面的有界的X射线束。

为此，本发明的X射线检查装置的特征在于，通过构成调节件的一部分的两个控制环之间的互不相关的旋转，光闸可以在一个垂直于光阑中心轴的平面上径向滑动及旋转。

控制环的旋转使得光闸能够以多种不同的、互不相关的方式移动到X射线束中的几乎任何一个所需位置上，使光闸的孔径得到调节，以控制有界的X射线束的横截面，使得基本上只有待检查物体的一个区域曝露在X射线下。与光闸相连的两个控制环的不同的相对运动独立地转变为光闸的不同运动模式，例如滑过及转过不同的距离或角度。

当光闸由一种具有较高的X射线吸收率的材料(例如几毫米厚的铅板)制成时，入射到光闸上的一部分X射线被光闸阻断，因而不能射到病人身上。也可能用一种其X射线吸收率低于完全阻断X射线所需的吸收率的材料(例如大约一毫米厚的铜板)来构成光闸。这样的光闸使X射线衰减，起到一个X射线滤波器的作用，可避免X射线影象中的与人体中的低X射线吸收率区域相应的部分曝光过度。

由于这些控制环厚度小，并且借助于有限数量的元件与光闸相连，因此对一个小巧的射束光阑来说特别合适。

本发明的X射线检查装置的一个优选实施例的特征在于，光闸可以通过所述的两个控制环的同向旋转而旋转。

与光闸相连的两个控制环的同向旋转转化为光闸在一个基本上垂直于X射线束的平面中的旋转。光闸的这种旋转独立于该光闸的其它可能的运动模式。其结果是，光闸可以被移动，以占据X射线束中的几乎任何一个所需的方位，从而实现该有界的X射线束的横截面与待照射区域之间的精确的匹配。

最好是将光闸做成一块矩形的平板，并且在将其安装到X射线检查装置上时最好是能使该光闸的旋转轴与X射线束的中心线重合。这样，控制环的旋转能带动光闸在X射线束中运动，以便阻断通过光阑的X射线束的大致上为圆形的截面的近乎半月形的部分。这个大约为半月形的部分由光闸的一条直边和X射线束的大致上为圆形的横截面的圆周的一条圆弧围成。借助于控制环来旋转光闸可以得到几乎任何一个方位的半月形部分。

或者，在将光闸安装到X射线检查装置上时可以使该光闸的旋转轴不与X射线束的中心线重合。这样，控制环的旋转能带动光闸在X射线束中运动，以便阻断通过光阑的X射线束的近乎扇形的部分。这个扇形的部分由光闸的一个角和X射线束的大致上为圆形的横截面的圆周的一条圆弧围成。这个近乎扇形的部分的大小由两个控制环一起转过的角度控制。这样，通过调节光闸可以用该光闸阻断X射线束的多种尺寸和方位的扇形部分。

本发明的X射线检查装置的另一个优选实施例的特征在于，光闸可以通过所述的两个控制环的反向旋转而滑动。

与光闸相连的两个控制环的反向旋转转化为光闸在一个基本上沿着X射线束的中线的方向上的滑动。光闸的这种滑动独立于该光闸的其它可能的运动模式。

将光闸沿横向滑动到X射线束中，光闸将从X射线束的大致上为圆形的横截面中阻断住一个规定尺寸的近乎半月形的部分。两个控制环沿相反的方向转过的角度决定了这个近乎半月形的部分的大小。

本发明的X射线检查装置的另一个优选实施例的特征在于，射束光阑带有几个沿着X射线束的方向顺序排列的同样的光闸。

通过旋转及/或滑动控制环可以从不同的方向将这些光闸中的每一个移到X射线束中或从X射线束中移出。若各个光闸排列得合适，病人可以曝露在一个具有复杂横截面(例如一个其边和角可以由这些光闸的位置任意调节的多边形横截面)的X射线束中。其结果是，这个横截面在形状和尺寸上可以与受X射线照射的待检查病人的一个部位精确地适配。可从不同方向滑动到X射线束中的光闸配备得越多，围成入射到病人身上的X射线束的横截面的多边形的可任意的选择的边数的最大值就越大。因此，采用具有多个光闸的射束光阑可以获得横截面的形状更为复杂的X射线束，更有可能实现这个横截面和待检查区域之间的精确匹配。

根据本发明，一种X射线检查装置，包括一个射束光阑，所述的射束光阑带有至少一个包括改变光闸孔径的调节件的光闸，通过形成所述调节件的一部分的两个控制环之间的互不相关的旋转，所述至少一个光闸可以在一个垂直于射束光阑的中轴的平面中径向滑动及转动，其中两个控制环专门用于调节所述一个单独的光闸(4)。

参照这些附图和后面描述的实施例，本发明的这些和其它方面将得到更好的理解和解释。

在这些附图中：

图1以图解的方式表示本发明的具有射束光阑的X射线检查装置的一个实施例；

图2是本发明的X射线检查装置的一个实施例的射束光阑的分解视图；

图3和图4分别是本发明的X射线检查装置的另一个实施例的射束光阑的侧视图和平面视图。

图1以图解的方式表示本发明的具有射束光阑的X射线检查装置。X射线源发出一束由具有一个光闸4的射束光阑3限制的X射线束2。物体6，例如待检查的病人6的一部分5曝露在有界的X射线束7中，这样，由于病人体内的吸收率不同，在X射线影象增强器9的输入屏8上以阴影象的形式形成一幅X射线影象；这个影象在输出窗10上转化为一幅光象。输出窗上的光象由一个视频照相机11摄取，该视频照相机11借助于一个光传输器12，例如由一个或多个透镜组成的系统与输出窗10相连。视频照相机11从该光象中获取一个电信号，该电子影象信号被传送到一个监视器13以重现该影象信息；该电子影象信号也可被送至一个影象处理器14中以便对该影象信息作进一步的处理。

图2是本发明的X射线检查装置的一个实施例的射束光阑3的分解视图。光闸的调节件包括各自处在承板20的一边的一个第一控制环21和一个第二控制环22。这两个控制环可以以承板为轴颈旋转。承板20带有一个供X射线束穿过的圆形光闸孔23。该光闸孔可以部分地被这两个控制环覆盖，这取决于控制环的宽度；光闸孔的尺寸则由这两个控制环的开口决定。扁平的矩形光闸4被安装在一个带有两个销子25和26的框架24上。第一销子25插在第一控制环21上的槽27中，第二销子插在第二控制环22上的孔28中。槽27的长度是其宽度的几倍，槽27的长度方向相对于第一控制环的轴而言是朝着径向。这种利用插销子的孔的传动只需要使用有限个简单元件。

通过旋转控制环21和22可将光闸4移入或移出X射线束通过的区域。这些控制环由一个致动器驱动；为此，在每个控制环上开设例如一个与由致动器驱动的齿轮相啮合的带齿的部分。每个控制环可以分别与一个致动器相连，但也可以使几个控制环与同一个致动器相连。当两个控制环以同样的角速度沿相同的方向旋转时，例如两个控制环沿实线箭头所指的方向反时针旋转时，控制环21和22使带有光闸的框架反时针旋转。例如，控制环21和22被安装成其轴线与射束光阑的中轴30重合的形式，使光闸可以围绕射束光阑的中轴旋转，而由X射线源发出的X射线束的中央射线也与射束光阑的中轴重合，这样，通过旋转光闸，使X射线束的大约为圆形的横截面的一个近乎半月形的受阻部分围绕着中轴30旋转。还可将控制环21和22安装成使它们两者的轴互相重合但偏离且平行于中轴的形式，这样，光闸4可以围绕着一条不与中轴重合的轴旋转。当光闸围绕着这根轴旋转时，它被移进和移出X射线束，从而阻断X射线束的大约为圆形的横截面的一个近乎扇形的部分，该部分的大小由控制环21和22转过的角度决定。

当两个控制环以同样的角速度向相反的方向旋转时，例如如虚线箭头所示，第一控制环21沿反时针方向旋转，第二控制环22沿顺时针方向旋转，控制环21和22使带有光闸的框架沿着径向(相对于中轴30)滑入X射线束中；通过向相反的方向旋转两个控制环，可使光闸移出X射线，销子25则通过槽27移动一段距离。被光闸阻断的X射线束的近乎半月形的部分的大小随着朝相反的方向旋转两个控制环使光闸移动到X射线束中达一预期的程度而变化。

如果两个控制环以不同的角速度围绕着它们的轴旋转，则引发光闸的旋转及滑动的组合运动。

图3是本发明的X射线检查装置的另一个实施例的射束光阑的侧视图。第一承板201上的第一光闸31和第二承板202上的第二光闸32一个位于另一个的后面。第一光闸安装在借助于销子43和45与由控制环41和控制环42组成的第一对控制环相连的框架35上。销子43插在控制环41中的槽44中，销子45插在控制环42上的孔46中。放置在第二承板202中的第二光闸32安装在分别借助于插在第一控制环47的孔49中的销子50和插在第二控制环48的槽51中的销子52与第二对控制环47和48相连的框架36上。当旋转这两个控制环时，它们的移动被传递到销子43、45、50和52上，这些销子沿着框架35和36带动光闸31和32移动。

图4是图3中的构成本发明的X射线检查装置的一部分的射束光阑的平面图。承板20中的供X射线束2通过的圆孔23可以全部地或部分地被吸收X射线的光闸3 1和32封闭住，通过旋转控制环41、42和47、48可以将光闸31和32移入及移出X射线束，以便在需要的时候阻断X射线束的横截面的一部分。光闸可以移动的方向在图中用实线箭头和虚线箭头表示，其中的实线箭头表示光闸围绕轴30旋转，虚线箭头表示光闸滑入及滑出X射线束。该图还示出X射线束的横截面的大约为半月形的部分53和54，在这两个部分中，X射线束被光闸阻断。通过在光闸或安装光闸的承载框架上开一个孔或一个槽，以及通过在中心环上安置一个插在相应的光闸或承载框架的孔或槽中的销子，还可将光闸连接到各自的中心环上。

Claims (3)

1、一种X射线检查装置，包括一个射束光阑，所述的射束光阑带有至少两个光闸(31、32)和一个用于改变射束光阑孔径(23)的调节件，其中通过调节件的两个控制环的互不相关的旋转，所述每个光闸可以在一个横截射束光阑的中轴(30)的平面中旋转和径向滑动，其特征在于，调节件包含用于每个单独光闸(31、32)的两个分离的控制环(41、42；47、48)，其中每个光闸相对于专门用于相应光闸的两个控制环的每一个、绕平行于中轴延伸的枢轴可旋转地轴颈连接，并且其中控制环相对于承板(201、202)可旋转地轴颈连接。

2、如权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于，每个光闸(31、32)可以通过专门用于相应光闸的两个控制环(41、42；47、48)的同向旋转而旋转。

3、如权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于，每个光闸(31、32)可以通过专门用于相应光闸的两个控制环(41、42；47、48)的反向旋转而径向滑动。

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