CN1149927A - 带有准直器的x-光检查装置 - Google Patents
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Abstract
一种X-光检查装置包括一个准直器(4)，该准直器具有用于限制X-光束(2)的光阑(8)，在光阑的第一设定状态，光阑的圆形孔径(31)具有第一直径，在光阑的第二设定状态，光阑的圆形孔径(31)具有第二直径。准直器(4)还包括具有可拆卸的滤光器元件的一个X-光滤光器(20)。
Description
本发明涉及一种X-光检查装置，这种装置包括一个用于发射X-光束以形成一个物体的X-光图象的X-光源，一个用于摄取该X-光图象的X-光探测器，和一个设置在该X-光源和该X-光探测器之间、并具有用于限制该X-光束的可调孔径的光阑，所说光阑包括若干不透X-光的叶片，这些叶片构成该孔径的边界，并可以在基本垂直于该光阑的中心轴的方向上移动。本发明还涉及一种X-光检查装置，这种装置包括一个用于发射X-光束以形成一个物体的X-光图象的X-光源，一个用于摄取该X-光图象的X-光探测器，和一个设置在该X-光源和该X-光探测器之间、包括若干具有不同X-光吸收率的滤光器元件的X-光滤光器，所说的滤光器元件可以单独移进和移出X-光束。
这种X-光检查装置记载在美国专利US-4528685中。
这种已知的X-光装置包括一个用于限制X-光束的光阑。该光阑包括两对叶片，这些叶片可以相互垂直和垂直于该光阑的中心轴移动以调节近似矩形的孔径。已经发现这种已知的X-光检查装置的光阑不可能改变所限制的X-光束的横截面。更具体地说，这种光阑不能很好地使该X-光束的横截面与该X-光探测器的有效X-光敏表面准确对应。因此，相当一部分X-光没有被用于X-光成象过程和/或一部分X-光敏表面没有被用于探测X-光。结果造成，或者是使用这种已知的X-光检查装置检查的病人受到了大于形成X-光图象所需的X-光剂量的照射，或者是形成一幅其表面面积小于该有效X-光敏表面面积所能形成的X-光图象表面面积的X-光图象。
在X-光图象增强器中，可以调节入射屏表面上基本为圆形部分的直径，并通过电光转换成象于出射窗口上。这种调节，即所谓的格式设定，是通过对该X-光图象增强器的电光转换系统的调节实现的。所以，当采用X-光图象增强器/摄像组合装置作为X-光探测器时，就能够调节有效X-光敏表面，但是这种已知的X-光装置不能够与对有效X-光敏表面的调节相一致地准确地调节所限制的X-光束的横截面。
本发明的一个目的是提供一种包括光阑的X-光检查装置，所说光阑，与已知的这种X-光装置相比，能够提供更大的可能性，使所形成的受限制的X-光束的横截面与X-光探测器的X-光敏表面准确一致。
这个目的通过本发明的一种X-光检查装置得以实现，本发明的特征在于在孔径的第一设定状态，光阑叶片构成具有第一直径的基本为圆形的孔径，在孔径的第二设定状态，光阑叶片构成具有第二直径的基本为圆形的孔径。
在第一设定状态，光阑透过具有第一直径的基本为圆形横截面的受到限制的X-光束。该受到限制的X-光束与X-光探测器的基本为圆形的第一有效X-光敏表面准确地对应，从而使有效X-光敏表面几乎完全得到利用，并且在X-光图象的形成和处理过程中没有损失X-光。在第二设定状态，该光阑形成具有第二直径的基本为圆形横截面的受限制X-光束。在孔径的第二设定状态，所限制的X-光束的基本全部X-光都用于X-光图象的形成和处理，并且X-光探测器的基本为圆形的第二有效X-光敏表面也得到充分利用。
在孔径的其它设定状态，光阑叶片还可以构成具有除所说第一和第二直径以外的其它直径的基本为圆形的孔径。
从德国专利公开说明书DE2053089中可知，其中的X-光检查装置也包括一个光阑，并利用这个光阑调节仅有一个直径值的基本为圆形的孔径。但是，这个光阑不能使所限制的X-光束的横截面与对X-光敏表面的调节相适应。
根据本发明作出的一种X-光检查装置的一个优选实施例的特征在于用于限定孔径的各个叶片的边沿包括具有第一曲率半径的第一边沿部分和具有第二曲率半径的第二边沿部分。
具有第一直径的基本为圆形的光阑孔径是通过以这样的方式设置这些叶片而构成的，即各个叶片上各自的具有第一曲率半径的第一边沿部分相互直接邻接。在该第一位置这些叶片限定了具有第一直径的基本为圆形的孔径，所说第一直径大约为第一曲率半径的两倍。具有第二直径的基本为圆形的光阑孔径是由各个叶片上各自的具有第二曲率半径的第二边沿部分在第二位置处基本直接邻接而构成的。在该第二位置，这些叶片限定了一个其直径近似等于该第二曲率半径的两倍的基本为圆形的孔径。这些叶片可以以这样的方式相互重叠移动，即每个叶片上没有用于在一个位置处限定孔径的边沿部分被另外一个叶片的一部分所覆盖。可取的是，这些叶片可以通过在一个基本垂直于X-光束的平面内旋转而进行移动换位，从而能够使得光阑占用比较小的空间。
此外，这些叶片可以包括具有第三曲率半径的第三边沿部分，可能的话还可以包括具有其它曲率半径的其它边沿部分，以限定具有第三直径或其它直径的基本为圆形的孔径。
本发明的X-光检查装置的另一个优选实施例的特征在于用于限定所说孔径的各个叶片的边沿包括位于所说第一和第二边沿部分之间的、基本为直线形的第三边沿部分。
各个叶片的这种边沿形状的优点在于对于具有第一直径和第二直径的孔径，其圆形形状是准确近似的，对于介于第一直径和第二直径之间的直径值范围也是如此，特别是在接近第一直径和第二直径中的最大值时。
本发明的X-光检查装置的再一个优选实施例的特征在于各个叶片具有相同的形状和尺寸。
由于所有的叶片都是相同的，使得光阑的制造和组装较为简单，因而降低了成本。不需要分别设计各个叶片，并且在组装光阑时不需要寻找适合的叶片。
本发明的X-光检查装置的另一个优选实施例的特征在于各个叶片在X-光束的方向上连续排列，从而可以在垂直于光阑的中心轴方向上相互重叠移动，各个叶片的位置可以以这样的方式调节，即如果所说限定孔径的叶片距离所说X-光源较远时，则该叶片边沿距离该孔径中心也较远。
由于X-光束有一定的发散，所以随着叶片与X-光源之间的距离的渐渐增大，通过将各个叶片设置在距离光阑孔径中心逐渐较远的位置，可以使所限制的X-光束的圆形横截面更加准确。如果这个实施例是采用相同的叶片构成的，则由于各个叶片的相应边沿部分具有相同的曲率半径，会产生微小的不准确性，因此当它们位于距X-光源较远处时，会形成具有稍大横截面的X-光束。由于叶片之间的距离相对于它们与X-光源的距离而言是很小的，因此尽管会产生所说的微小的不准确性，仍然能够形成足够准确的限制X-光束的圆形横截面。
本发明还涉及一种X-光检查装置，该装置包括一个用于发射一束X-光以形成一个物体的X-光图象的X-光源，一个用于摄取该X-光图象的X-光探测器，和一个设置在该X-光源和该X-光探测器之间、由具有不同X-光吸收率的滤光器元件构成的X-光滤光器，所说滤光器元件分别移入和移出X-光束。
已知的X-光检查装置包括一个具有若干独立的滤光器元件的X-光滤光器，该滤光器用于在选择设置于X-光束中的一个滤光器元件的基础上选择X-光束能量。各个滤光器元件安装成可以在一个支架上旋转，并使所选择的滤光器元件转入X-光束中。如果由于这样或那样的原因，这一组滤光器元件不再能够令人满意地工作，则必须更换这些滤光器元件。例如，由于这些滤光器元件发生老化，或者由于X-光检查装置被用于这些滤光器元件并不适合的放射性检查，则必须更换这些滤光器元件。为了给这种已知的X-光检查装置配备新的滤光器元件，必须更换整个X-光滤光器；这涉及复杂的拆卸和组装工作。
本发明的另一个目的是提供一种X-光检查装置，其中X-光滤光器的滤光器元件可以简单地更换。
本发明的该另一个目的通过本发明的X-光检查装置可以实现，其特征在于滤光器元件是可拆卸地安装在X-光滤光器上的。
为了更换滤光器元件，可以将旧的滤光器元件从X-光滤光器上取下，并将新的滤光器元件安装在X-光滤光器上腾空的位置上。在更换这些滤光器元件的过程中，可以将X-光滤光器保留在X-光检查装置上。例如，X-光滤光器可以安装在一个准直器中，在该准直器中还包括光阑。为了更换滤光器元件，打开准直器的外壳就足够了，不需要将整个X-光滤光器从准直器中取出。这种滤光器元件的更换只需要少量简单的拆卸和组装工作。所以，更换滤光器元件并不费时。这种包括可拆卸的滤光器元件的X-光滤光器可以与光阑结合使用，也可以单独使用。
本发明的X-光检查装置的另一个优选实施例的特征在于所说X-光滤光器包括一个合成材料制成的支架，滤光器元件卡紧在这个支架上。
已经发现合成材料制成的支架，即使具有复杂的形状，也能够比较便宜而且容易地制造。当采用注模工艺大量制造时，这种支架的制造成本非常低。
本发明的X-光检查装置的另一个优选实施例的特征在于合成材料制成的支架具有一个用于将滤光器元件卡紧在支架上的卡锁连接件。
这种卡锁连接件由，例如，若干具有倒刺形凸缘的弹性锁块构成。当安装一个滤光器元件时，将这个锁块推开，于是该凸缘将滤光器元件卡紧在合成材料制成的支架上。从该支架上取下一个滤光器元件时，将该锁块稍稍向另一侧边推动，从而将该滤光器元件释放。因此卡锁连接件使得通过有限次数的、无需专门工具的、不复杂的操作就能够更换滤光器元件。当该支架是采用注模工艺制造时，可以很容易地制成卡锁连接件。
通过下文中对这些实施例的详细描述，本发明的这些和其它方面将变得更加清楚。
在这些附图中：
图1示意性表示本发明的一个X-光检查装置，该装置包括一个光阑和一个X-光滤光器；
图2为本发明的X-光检查装置的光阑的一个实施例的平面图，该光阑的孔径已经调节到第一直径；
图3为本发明的X-光检查装置的光阑的一个实施例的平面图，该光阑的孔径已经调节到第二直径；
图4为本发明的X-光检查装置的光阑的一个实施例的侧视图；
图5为图2和图3所示光阑的一个叶片的详细结构的平面图；
图6为本发明的X-光检查装置的X-光滤光器的平面图；和
图7为图6中所示X-光滤光器的侧视图。
图1为本发明的一种X-光检查装置的示意图，它包括一个带有光阑8和一个X-光滤光器20的准直器4。X-光源1发射一束X-光2照射物体3。由于物体中X-光吸收率的空间变化，在X-光探测器5的X-光敏表面11、12上形成了该物体例如被检查的病人的X-光图象。X-光探测器5包括一个X-光图象增强器6，一个摄像机7与该增强器光学耦合。X-光图象增强器包括一个入射屏10，一个电光系统13和一个出射窗口14。入射屏将入射X-光转换成电子束，所产生的电子束由电光系统导向出射窗口14。入射电子在出射窗口14的荧光层上形成一个光学图象，该光学图象由通过光学耦合系统15，例如一个透镜系统与图象增强器耦合的摄像机7摄取。摄像机7将光学图象转换成电子图象信号，该图象信号被传送到一个监视器16，并在该监视器上显示X-光图象的图象信息；该电子图象信号还可以传送到一个图象处理装置进一步进行处理。有效X-光敏表面11、12构成了入射屏10上通过电光系统可以成象于出射窗口14上的区域。入射窗口的各个X-光敏表面可以通过调节电光系统加以调节。各种格式设定是可以选择的；例如，可以在入射窗口10上调节出直径为23cm(9”)或31cm(12”)的圆形部分作为有效X-光敏表面。
该X-光检查装置包括设置在X-光源前面用以限制X-光束的光阑8。该光阑8包括一组叶片9，这些叶片是不透X-光的，并限定了一个孔径31的边界，被限制的X-光束则从该孔径中透过。叶片9可以在光阑8中移动，从而可以这样调节孔径31，使得X-光束的横截面与物体被检查部分或者入射屏10的X-光敏表面11、12精确一致。通过适当地设置光阑孔径，可以使照射病人的X-光中尽可能大的部分被用于产生X-光图象，同时也尽可能完全地利用入射屏上的X-光敏表面。光阑8包括一个控制装置18，该控制装置通过设置叶片9的位置而设定该孔径的大小。X-光检查装置还包括一个调节装置29，该调节装置用于通过控制电光系统来选择格式设定以调节入射屏10的X-光敏表面。为了使所设定的光阑孔径与所设定的X-光敏表面一致，光阑的控制装置18与电光系统13的调节装置29相连接。
图2为本发明的X-光检查装置的光阑的一个实施例的平面图，该光阑孔径已经调节到具有第一直径。该光阑包括6个叶片9，每个叶片都可以围绕各自的轴30旋转。这些叶片是不透X-光的，并限定了一个X-光束可以从中穿过的孔径边界。此图表示具有可以调节出的两个直径中较小的一个直径的孔径。在说明书以下描述中，假设具有第一直径的孔径小于具有第二直径的孔径。图中所示的孔径是由这些叶片9相互接续的第一边沿部分32所限定形成的。这些第一边沿部分32具有其值大约等于第一直径d1的一半的第一曲率半径R1。在图中所示的叶片位置，相邻叶片的接续的第一边沿部分准确地相互衔接，从而构成了具有第一直径的基本为圆形的孔径31。叶片9围绕它们各自的旋转轴30转动就使这些叶片处于一个不同的位置，在这个位置处，相互接续的第二边沿部分33准确地相互衔接，从而构成了具有第二直径的基本为圆形的孔径。
图3为本发明的X-光检查装置的光阑的一个实施例的平面图，其中光阑孔径已经调节为具有第二直径。这些叶片的第二边沿部分具有其值约等于第二直径d2一半的第二曲率半径R2。每个叶片还具有位于所说第一边沿部分32和第二边沿部分33之间的基本为直线形的第三边沿部分34。直线形边沿部分确保了当叶片处于构成具有第一直径的圆孔径和具有第二直径的圆孔径的位置之间的位置时仍能够形成相当圆的孔径。这些叶片安装在一个支撑盘35上，在支撑盘上由一个洞36以使有X-光源发出的X-光可以通过。如果需要的话，可以用一种能够透过X-光的材料将洞36遮盖住。因为叶片可以通过旋转定位，所以得到了一种只占用很小空间的比较紧凑的光阑结构。
图4为本发明的X-光检查装置的光阑的一个实施例的侧视图。叶片9安装成可以围绕设置在支撑盘上的各自的旋转轴30转动的形式。光阑包括用于使叶片围绕它们各自的旋转轴转动的调节环41。每个叶片9上带有一个销钉42，这些销钉固定在调节环上的狭缝或狭槽43中。当转动调节环41时，带动了各个销钉，从而使叶片围绕它们各自的旋转轴30转动。转动调节环可以使叶片在第一位置和第二位置之间转换，在所说的第一位置叶片形成具有第一直径的孔径，在所说的第二直径叶片形成具有第二直径的孔径。在调节环的外圆周装配有齿环44，该齿环与一个由马达驱动的齿轮啮合。图4表明位于距X-光源较远处的叶片要比距离X-光源较近的叶片形成的孔径稍大，从而使光阑孔径与X-光束的发散形状准确对应。发散形状用该孔径限制的X-光束的两条边缘光线45示意性表示。
图5为图2和图3中所示的光阑的一个叶片的详细结构的平面图。叶片9包括具有第一曲率半径R1的第一边沿部分32，具有第二曲率半径R2的第二边沿部分33，和位于它们之间的基本呈直线形的第三边沿部分34。根据该叶片被调节的位置的不同，其边沿部分与光阑中其它相同叶片的相应的边沿部分配合，以构成具有第一直径或者第二直径的孔径。叶片还具有一个销钉42，该叶片利用这个销钉与调节环41联接起来。叶片以轴30作为枢轴，因而当转动调节环时叶片就围绕着旋转轴30转动。对于本领域的技术人员来说，如果将销钉42设置在调节环41上，而使其与对应叶片上的孔或槽接合，以得到适合的光阑结构，这也是很显然的。
图6为本发明的X-光检查装置的X-光滤光器20的平面图。各个滤光器元件安装在由合成材料制成的一个圆形支架24上。安装在X-光检查装置中的X-光滤光器20可以在一个基本垂直于X-光束中心光线的平面内转动，从而按照要求将一个滤光器元件设置在X-光束中。为此，旋转轴25是与X-光束的中心光线平行的一条偏轴。所说支架具有可以将滤光器元件21固定在其中的框架26。滤光器元件21通过卡锁连接件23夹持在该框架上。各个滤光器元件由不同材料诸如铜、铝或钆制成，并且具有不同的厚度，例如几毫米或者大约1厘米，从而使滤光器元件具有不同的X-光吸收率。图中所示的X-光滤光器可以装载四个不同的滤光器元件。因为较可取的是X-光滤光器与光阑一起装在准直器4中以得到紧凑的构造，所以X-光滤光器的尺寸不可能无限地增加。由于根据本发明滤光器元件可以很容易地更换，所以可供选择的X-光滤光器元件数量多于图中所示的四个。
图7为图6所示的X-光滤光器的侧视图。滤光器元件21固定在框架26中，并由卡锁连接件23夹持定位，在图中所示的情况中，卡锁连接件是由具有倒剌形凸缘28的弹性锁块27构成。将锁块稍稍推向一边就可以释放其中的滤光器元件，从而可以将替换的滤光器元件设置在框架26中。其后，松开锁块就可以将替换的滤光器元件卡紧在框架中。因为可以单个地更换滤光器元件，所以不需要将整个X-光滤光器从准直器中取出。
Claims (10)
1.一种X-光检查装置，它包括：
一个X-光源(1)，用于发射一束X-光(2)以形成一个物体(3)的X-光图象，
一个X-光探测器(5)，用于摄取X-光图象，
一个光阑(8)，其设置在所说的X-光源(1)与所说的X-光探测器(5)之间，具有限制X-光束(2)的可调孔径(31)，所说的光阑(8)包括若干不透X-光的叶片(9)，这些叶片限定了孔径(31)的边界，并且可以在基本垂直于光阑(8)的中心轴的方向上移动换位，
其特征在于：
在孔径(31)的第一设定状态，叶片(9)构成具有第一直径的基本为圆形的孔径，及
在孔径(31)的第二设定状态，叶片(9)构成具有第二直径的基本为圆形的孔径。
2.如权利要求1所述的一种X-光检查装置，其特征在于：各个叶片(9)的构成所说孔径(31)的边界的边沿(32、33、34)包括：
具有第一曲率半径的第一边沿部分(32)，及
具有第二曲率半径的第二边沿部分(33)。
3.如权利要求2所述的一种X-光检查装置，其特征在于：在各个叶片的构成所说孔径(31)的边界的边沿包括位于所说第一和第二边沿部分(32、33)之间的、基本呈直线形的第三边沿部分(34)。
4.如前述权利要求中任何一个所述的一种X-检查装置，其特征在于：各个叶片(9)具有相同的形状和尺寸。
5.如前述权利要求中任何一个所述的一种X-检查装置，其特征在于：
各个叶片(9)在X-光束的方向上连续排列，从而可以在垂直于所说光阑(8)的中心轴的方向上相互重叠地移动，及
各个叶片(9)的位置可以这样调节，使得当所说叶片(9)距离所说X-光源(1)较远时，所说叶片(9)的构成所说孔径边界的边沿(32、33、34)距离所说孔径(31)的中心也较远。
6.如前述权利要求中任何一个所述的一种X-检查装置，其中所说X-光探测器(5)包括与一个摄像机(7)光学耦合的一个X-光图象增强器(6)，其特征在于：所说具有第一直径和第二直径的孔径(31)形成了其横截面分别与所说X-光图象增强器(6)的入射屏(10)的第一部分(11)和第二部分(12)准确对应的受限制的X-光束，所说的入射屏按照所说X-光图象增强器的格式设定，通过电光转换成象在X-光图象增强器(6)的出射窗口(14)上。
7.如权利要求1所述的一种X-光检查装置，它包括设置在所说X-光源(1)与所说X-光探测器(5)之间的一个X-光滤光器(20)，所说滤光器包括多个具有不同X-光吸收率的滤光器元件(21)，所说滤光器元件(21)可以单独移进和移出所说的X-光束(2)，其特征在于：这些滤光器元件是可拆卸地安装在所说X-光滤光器(20)中的。
8.一种X-光检查装置，它包括：
一个X-光源(1)，用于发射一束X-光(2)以形成一个物体(3)的X-光图象，
一个X-光探测器(5)，用于摄取所说X-光图象，
一个X-光滤光器(20)，其设置在所说X-光源(1)与所说X-光探测器(5)之间，包括多个具有不同X-光吸收率的滤光器元件(21)，所说滤光器元件(21)可以单独移进和移出所说X-光束(2)，
其特征在于：所说滤光器元件(21)是可拆卸地安装在所说X-光滤光器(20)中的。
9.如权利要求7或8所述的一种X-光检查装置，其特征在于：所说X-滤光器(20)包括一个用合成材料制成的、用于夹紧所说滤光器元件(21)的支架(24)。
10.如权利要求9所述的一种X-光检查装置，其特征在于：所说用合成材料制成的支架(24)具有用于将所说滤光器元件(21)夹紧在所说支架(24)上的卡锁连接件(23)。
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