CN115153617A - 一种x射线多目标拍摄系统及多目标拍摄切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种X射线多目标拍摄系统及多目标拍摄切换方法，拍摄系统包括射线源、限束器、第一探测器和第二探测器，限束器设置在射线源的出光口前方，其用于调整射线的照射范围，第一探测器和第二探测器的分辨率不同；所述第一探测器和第二探测器均与射线源相对设置且位置固定，第一探测器不干涉所述射线源对第二探测器的照射，第二探测器不干涉射线源对所述第一探测器的照射，在限束器的调节下，所述射线源单次仅对所述第一探测器和第二探测器中的其中一者进行照射。本发明提供的X射线多目标拍摄系统及多目标拍摄切换方法通过限束器的调整，实现了射线源与两个探测器之间的使用切换，无需转动，简化了整体内部结构。
Description
技术领域
本发明涉及X射线设备技术领域，尤其涉及一种X射线多目标拍摄系统及多目标拍摄切换方法。
背景技术
X射线成像越来越广泛地应用于医学检测、工业探伤、安全检查等领域。其中，口腔锥形束计算机体层摄影设备是当今口腔头颅影像设备(简称：口腔CBCT)中应用最为广泛且较有前途的设备，口腔CBCT通常包括断层图像摄影、曲面断层图像摄影以及头影测量三个功能，断层图像摄影和曲面断层图像摄影使用一个探测器，头影测量使用另外一个探测器，通常探测分别对应一个射线源，互不影响，但这大大增加了成本，并且需要占据更多的放置空间。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种X射线多目标拍摄系统及多目标拍摄切换方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种X射线多目标拍摄系统，包括射线源、限束器，所述限束器设置在所述射线源的出光口，其被配置为调整射线的照射范围，所述系统还包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器和第二探测器的分辨率不同；所述第一探测器和第二探测器均与所述射线源相对设置且位置固定，所述第一探测器不干涉所述射线源对所述第二探测器的照射，所述第二探测器不干涉所述射线源对所述第一探测器的照射，在所述限束器的调节下，所述射线源单次仅对所述第一探测器和第二探测器中的其中一者进行照射。
进一步地，所述射线源包括球管，所述球管被配置为不相对于所述第一探测器或第二探测器发生转动，所述射线源在所述限束器的调节下具有第一外侧极限位置和第二外侧极限位置，所述第一外侧极限位置对应所述第一探测器上远离第二探测器的外边缘，所述第二外侧极限位置对应所述第二探测器上远离第一探测器的外边缘。
进一步地，所述射线源与所述第一探测器的中心点的连线与所述第一探测器探测面的角度范围为85°至90°；所述射线源与所述第二探测器的中心点的连线与所述第二探测器探测面的角度范围为85°至90°。
进一步地，所述第一外侧极限位置和第二外侧极限位置之间的中心线处于所述第一探测器和第二探测器之间。
进一步地，所述第一探测器与所述射线源的距离大于所述第二探测器与所述射线源的距离。
进一步地，所述第一探测器和第二探测器与所述射线源的距离相等。
进一步地，所述第一探测器和第二探测器为矩形且左右排布，所述第一探测器在左侧，所述第二探测器在右侧，所述第一探测器的右侧边缘、所述第二探测器的左侧边缘在所述射线源的垂直照射面上的投影相互重合或接近。
进一步地，所述第一探测器的尺寸大于第二探测器的尺寸。
进一步地，所述第一探测器为用于头影测量的探测器，所述第二探测器为用于断层图像摄影和曲面断层图像摄影的探测器。
另一方面，本发明提供了一种X射线多目标拍摄切换方法，所述多目标拍摄切换方法基于所述的多目标拍摄系统进行执行，其包括以下步骤：根据患者待拍摄部位的拍摄要求，指引用户到达对应的探测器前，利用所述限束器调整所述射线源的照射范围，使其仅对所述对应的探测器进行照射。
进一步地，根据所述第一探测器和第二探测器与所述射线源的距离以及方位关系，预先调试所述限束器的控制参数并进行保存。
进一步地，在拍摄所述第一探测器前的患者时，提前安排其他适合的患者在所述第二探测器前等待，然后下一次直接拍摄所述第二探测器前的患者，同时安排其他适合的患者在所述第一探测器前等待。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：通过限束器的调整，实现了射线源与两个探测器之间的使用切换，无需转动，大大减少了整体内部结构，便于轻量化设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的X射线多目标拍摄系统的框架示意图。
其中，附图标记包括：1-射线源，2-限束器，3-第一探测器，4-第二探测器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线多目标拍摄系统，参见图1，包括射线源1、限束器2、第一探测器3和第二探测器4，所述限束器2设置在所述射线源1的出光口前方，其用于调整射线的照射范围，所述第一探测器3和第二探测器4与所述射线源相对设置，所述第一探测器3和第二探测器4互不遮挡所述射线源的照射，即所述第一探测器不干涉所述射线源对所述第二探测器的照射，所述第二探测器不干涉所述射线源对所述第一探测器的照射；在所述限束器的调节下，所述射线源单次仅对所述第一探测器和第二探测器中的其中一者进行照射，相应地，所述射线源具有第一单拍模式和第二单拍模式，以适应不同的拍摄需求，在第一单拍模式下，所述射线源仅照射在所述第一探测器上，在第二单拍模式下，所述射线源仅照射在所述第二探测器上。
其中，所述射线源包括球管，所述球管被配置为不相对于所述第一探测器或第二探测器发生转动，所述射线源在所述限束器的调节下具有第一外侧极限位置和第二外侧极限位置，第一外侧极限位置是指射线源照射第一探测器时最最外侧位置，所述第一外侧极限位置对应所述第一探测器上远离第二探测器的外边缘，第二外侧极限位置是指射线源照射第二探测器时最外侧位置，所述第二外侧极限位置对应所述第二探测器上远离第一探测器的外边缘。所述第一外侧极限位置和第二外侧极限位置之间的中心线处于所述第一探测器和第二探测器之间。
需要注意的是，所述射线源在所述限束器的调节下具有同时照射到第一探测器和第二探测器的能力，所述射线源在所述限束器的调节下使用最大照射范围时，刚好同时覆盖所述第一探测器和第二探测器的最外侧探测边缘，以保证射线不会泄露，此时所述射线源发射出的射线束的中心线相当于所述第一外侧极限位置和第二外侧极限位置之间的中心线，其位于所述第一探测器和第二探测器之间，以保证在两个探测器上的辐射强度相对均匀。但一般就对其中一个探测器进行照射，以便于放射剂量的计算。
所述射线源与所述第一探测器的中心点的连线与所述第一探测器探测面的角度范围为85°至90°，同样地，所述射线源与所述第二探测器的中心点的连线与所述第二探测器探测面的角度范围也为85°至90°，两者均优选为90°，即第一探测器和第二探测器均正对射线源，以提高辐射效果。
所述第一探测器和第二探测器的位置分布主要分为下面两类：
(1)所述第一探测器和第二探测器与所述射线源的距离不相等
例如，所述第一探测器与所述射线源的距离大于所述第二探测器与所述射线源的距离，第一探测器的尺寸大于第二探测器的尺寸，射线源能够在较远的第一探测器上实现较大的辐射面积，在较近的第二探测器上实现较小面积的辐射，以满足不同的辐射部位面积要求。
在一个优选的实施例中，所述第一探测器和第二探测器为矩形且左右排布，所述第一探测器在左侧，所述第二探测器在右侧，所述第一探测器的右侧边缘、所述第二探测器的左侧边缘在所述射线源的垂直照射面上的投影相互重合或接近，以充分节省系统在左右方向的空间。其中，所述垂直照射面是指上述中心线的垂直面。需要说明的是投影相互接近是指上述两个投影距离小于5mm或者是指两个投影夹角小于5°。
(2)所述第一探测器和第二探测器与所述射线源的距离相等
例如，第一探测器和第二探测器围绕所述射线源的焦点进行布置，两者紧挨着，且与射线源焦点的距离相同，此时，所述第一探测器和第二探测器地位相同，可以互为替换，拍摄需求相同的患者可以同时在两个探测器前进行拍摄，工作人员可以轮流在两个探测器上进行拍摄，以减少工作人员等待患者的准备时间。
所述第一探测器和第二探测器的功能可以不同，也可以相同。两个探测器的功能不同时，需要根据不同的功能重新配置探测器的参数，对探测器的尺寸和分辨率进行调试，以适应不同的功能需要。两个探测器的功能相同时，通过轮换使用两个探测器，减少工作人员等待时间。同时交替使用两个探测器还可以留给探测器数据扫描回传充分的处理时间。
需要说明的是，以上所述第一探测器和第二探测器的位置分布和功能分类可自由灵活组合，通过自由灵活组合形成的方案均属于本实施例的保护范围。
在本发明的一个实施例中，射线源为X射线源，所述第一探测器与所述射线源的距离大于所述第二探测器与所述射线源的距离，第一探测器用于头影测量，以对应第一单拍模式，第二探测器用于断层图像摄影和曲面断层图像摄影，以对应第二单拍模式，第二探测器与射线源焦点之间的距离为D1，第一探测器与射线源焦点之间的距离为D2。将射线源的射线出光口设计成大范围的广角形式，在安装X射线源组件时，射线源焦点与第二探测器中心点的连线作为参考线，将X射线束的中心线从参考线偏转一定的角度，记作偏转角α，使X射线束中心线位于第一探测器和第二探测器之间，通过大范围的X射线出光口，从X射线源发出的X射线可同时覆盖第一探测器和第二探测器，通过调节限束器来实现第一探测器和第二探测器的切换。需要注意的是，X射线源射线出光口的尺寸需结合第一探测器和第二探测器的尺寸以及二者的摆放位置关系进行设计，以确保发出的X射线可同时覆盖两个探测器即可。
具体地，第二探测器与射线源焦点之间的距离D1＝600mm，第一探测器与X射线源焦点之间的距离D2＝1750mm，X射线源偏转角α＝13.5°；对于第二探测器，使用的X射线束角度分布为0°～-16°；对于第一探测器B，使用的X射线束角度分布为0°～9°，在上述X射线束角度分布范围内X射线强度无明显衰减，对成像质量无明显影响。X射线源使用限束器在第一探测器和第二探测器之间进行切换拍摄，以满足不同的拍摄模式。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线多目标拍摄切换方法，所述多目标拍摄切换方法基于所述的多目标拍摄系统进行执行，其包括以下步骤：根据患者待拍摄部位的拍摄要求，指引用户到达对应的探测器前，利用所述限束器调整所述射线源的照射范围，使其仅对所述对应的探测器进行照射，然后再进行微调使其射线对准待拍摄部位。
根据所述第一探测器和第二探测器与所述射线源的距离以及方位关系，预先调试所述限束器的控制参数并进行保存，以便采用第一单拍模式或第二单拍模式时，可以直接调用限束器对应的控制参数，然后工作人员可根据待拍摄部位的实际情况再进行微调，以实现对准。在拍摄所述第一探测器前的患者时，提前安排其他适合的患者在所述第二探测器前等待，然后下一次直接拍摄所述第二探测器前的患者，同时安排其他适合的患者在所述第一探测器前等待，以此循环，提高整体效率。
本发明提供的X射线多目标拍摄系统及多目标拍摄切换方法无需物理转动即可实现同时覆盖两个探测器，其对精度要求低、成本低、结构简单，其通过X射线限束器实现两个探测器之间的切换，以实现不同拍摄模式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (12)
1.一种X射线多目标拍摄系统，包括射线源、限束器，所述限束器设置在所述射线源的出光口，其被配置为调整射线的照射范围，其特征在于，所述系统还包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器和第二探测器的分辨率不同；所述第一探测器和第二探测器均与所述射线源相对设置且位置固定，所述第一探测器不干涉所述射线源对所述第二探测器的照射，所述第二探测器不干涉所述射线源对所述第一探测器的照射，在所述限束器的调节下，所述射线源单次仅对所述第一探测器和第二探测器中的其中一者进行照射。
2.根据权利要求1所述的多目标拍摄系统，其特征在于，所述射线源包括球管，所述球管被配置为不相对于所述第一探测器或第二探测器发生转动，所述射线源在所述限束器的调节下具有第一外侧极限位置和第二外侧极限位置，所述第一外侧极限位置对应所述第一探测器上远离第二探测器的外边缘，所述第二外侧极限位置对应所述第二探测器上远离第一探测器的外边缘。
3.根据权利要求1所述的多目标拍摄系统，其特征在于，所述射线源与所述第一探测器的中心点的连线与所述第一探测器探测面的角度范围为85°至90°；所述射线源与所述第二探测器的中心点的连线与所述第二探测器探测面的角度范围为85°至90°。
4.根据权利要求2所述的多目标拍摄系统，其特征在于，所述第一外侧极限位置和第二外侧极限位置之间的中心线处于所述第一探测器和第二探测器之间。
5.根据权利要求1所述的多目标拍摄系统，其特征在于，所述第一探测器与所述射线源的距离大于所述第二探测器与所述射线源的距离。
6.根据权利要求1所述的多目标拍摄系统，其特征在于，所述第一探测器和第二探测器与所述射线源的距离相等。
7.根据权利要求4所述的多目标拍摄系统，其特征在于，所述第一探测器和第二探测器为矩形且左右排布，所述第一探测器在左侧，所述第二探测器在右侧，所述第一探测器的右侧边缘、所述第二探测器的左侧边缘在所述射线源的垂直照射面上的投影相互重合或接近。
8.根据权利要求5所述的多目标拍摄系统，其特征在于，所述第一探测器的尺寸大于第二探测器的尺寸。
9.根据权利要求5所述的多目标拍摄系统，其特征在于，所述第一探测器为用于头影测量的探测器，所述第二探测器为用于断层图像摄影和曲面断层图像摄影的探测器。
10.一种X射线多目标拍摄切换方法，其特征在于，所述多目标拍摄切换方法基于如权利要求1-9任一项所述的多目标拍摄系统进行执行，其包括以下步骤：根据患者待拍摄部位的拍摄要求，指引用户到达对应的探测器前，利用所述限束器调整所述射线源的照射范围，使其仅对所述对应的探测器进行照射。
11.根据权利要求10所述的多目标拍摄切换方法，其特征在于，根据所述第一探测器和第二探测器与所述射线源的距离以及方位关系，预先调试所述限束器的控制参数并进行保存。
12.根据权利要求10所述的多目标拍摄切换方法，其特征在于，在拍摄所述第一探测器前的患者时，提前安排其他适合的患者在所述第二探测器前等待，然后下一次直接拍摄所述第二探测器前的患者，同时安排其他适合的患者在所述第一探测器前等待。
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