CN1293532A - 带限制装置的x射线仪 - Google Patents

Abstract

由X射线管转动驱动器使X射线管(3)绕其焦点沿着与患者身体轴线垂直的平面转动,从而使X射线辐照场移动。当X射线辐照场的侧面到达平面探测器边缘部分的边缘探测器(6a)时,边缘探测器检测X射线并对控制器提供信号。控制器控制X射线限制装置(4a),移动它的屏蔽叶片,以限制X辐照场的范围。上述结构使得能够移动X辐照场的中心,而不必移动患者,还防止X辐照场进到平面探测器的外边。

Description

带限制装置的X射线仪

本发明涉及一种用于患者诊断的X射线仪。

X射线仪具有调节X射线辐照场的X射线限制装置，它被安装在X射线管用于发射X射线的小孔处。这种X射线限制装置使得它能够减少人体所受照射的剂量，还可增强X射线图象。

如图7所示，在这种X射线仪中，将X射线限制装置4安装在X射线管3用于发射X射线的小孔处，所述X射线管3装在支承臂35上。图象放大器5安装在台子1的下面，检查的患者置于台子1上面。包括支承臂35、图象放大器5等在内的整个结构由支撑座36支承。

如图7所示，本X射线限制装置4有两级叶片，包括下叶片7、8和上叶片9、10。下叶片7、8按面向图7的左右方向限制X射线。上叶片9、10按面向图7的前后方向限制X射线。在X射线焦点3a处产生的X射线受到这些叶片7、8、9和10的限制，形成X射线通量19，然后照射于患者2的目标部分。

在成象患者2的左半部时，沿箭号A所示方向移动台子1，直至图象放大器5的成象部分中心和X射线辐照场的中心到达左半部的目标部分，然后完成该目标部分的成象。在成象患者2的右半部时，沿箭号B所示方向移动台子1，直至图象放大器5的成象部分中心和X射线辐照场的中心到达右半部的目标部分，然后完成该目标部分的成象。

下面是参照图8对X射线限制装置4结构的描述。主要由装载板形成的下叶片7、8被置于壳体25内，限制X射线的通量，形成所需的足够的X射线辐照场。下叶片7、8按圆运动的方式受到齿轮及类似结构的驱动，或者按平行运动的方式受到平行设置的钢丝绳、拉拔器及轴的驱动。直至形式使结构得以简单。另一点是使它能够准确地限制X射线场。

上叶片9、10和背部叶片(未示出)也受到驱动，同时还与下叶片7、8耦接。可用一个小电机驱动这些叶片。上叶片9、10主要的贡献在于减少散射辐射和泄漏剂量。背部叶片有效地减少了自焦点3a以外部分产生的X射线。这三对叶片的总效能取决于它们的装配尺寸的精度和彼此间的几何关系，以及每个叶片的性能。

以肉眼看到患者2上显示之光辐射场的方式来证实X射线辐射场。所述光辐射场是由来自辐射源13、在反光镜14、15上反射、再从下叶片7、8得到的光形成的。还可以按肉眼看到辐射材料容器16的方式被证实，所述容器16沿标尺板17移动，并与下叶片7、8耦接。这些指示器使得能够确定所述X射线辐射场，而实际并不辐射X射线。一些现有技术的X射线限制装置没有辐射源13。通常还给X射线限制装置4设置可予取下的滤光器18，用于控制总泄漏的量，也控制X射线的质量。

在如上述构成之常规X射线仪中，使具有X射线管3、图象放大器5、快照装置(各图中未示出)等的成象部分不被固定，以便通过支承臂35沿着患者2的宽度移动。因此，必须移动台子1，用以沿患者2的宽度改变成象区。在以支气管镜、内窥镜等进行检查时，以金属构件插入受检患者体内，造成患者2的重负。再有，在为减少无用的辐照，而使由X射线限制装置4造成的X射线辐照场小于图象放大器5观察到的场进行检查的情况下，沿患者2的宽度改变成象区时，会发生同样的问题。

于是，本发明的目的在于提供沿着X射线仪，它能沿患者2的宽度改变成象区，在比如用支气管镜、内窥镜等进行检查时不致增加患者2的负担。

本发明的X射线仪具有X射线管、与所述X射线管相对并跨过受检患者的固体平面探测器、用以限制来自所述X射线管之X射线的X射线限制装置，以及驱动器，用于使所述X射线管和所述X射线限制装置沿与患者身体轴线垂直的平面转动。

所述X射线仪还具有边缘探测器，用以检测辐照在固体平面探测器边缘部分的X射线辐射；控制器，用以接收边缘探测器的信号，并由该信号控制所述X射线限制装置，使X射线不致进到固体平面探测器的外边。

在本X射线仪中，所述边缘探测器由固体平面探测器边缘部分的X射线半导体元件组成。

在本X射线仪中，所述边缘探测器还包括一个与所述固体平面探测器分开的X射线探测器。

所述X射线仪还有一手柄，用以提供与操作者设定的量有关的信号，还有一个X射线管旋转控制器，用以根据所述信号控制X射线管。

所述X射线仪还有两个用于根据操作者设定的量提供信号的手柄，和一个屏蔽叶片运动控制器，用于根据所述信号单独地移动两个屏蔽叶片。

所述X射线仪还有一个探测器用于检测X射线管转角，并给出与该转角有关的信号；一个控制器，用于接收所述探测器的信号，并控制X射线限制装置，使来自X射线管的X射线不致进到固体平面探测器的外边。

图1是本发明一种实施例X射线仪的示意图；

图2是用于本发明实施例X射线仪的固体平面探测器的示意图；

图3是用于说明本发明实施例X射线仪工作情况的示意图；

图4是表示本发明实施例X射线仪工作情况的流程图；

图5是用于说明本发明实施例X射线仪另一种工作情况的示意图；

图6是表示本发明实施例X射线仪另一种工作情况的流程图；

图7是一种常规X射线仪；

图8是一种X射线限制装置的示意图。

下面是参照图1-3对本发明X射线仪实施例的详细描述。图1表示沿着与患者2身体轴线垂直的平面绕X射线管3之焦点3a旋转的X射线通量19a的情况。图2是本X射线仪装配的平面探测器6的平面图。图3用于说明本发明实施例X射线仪工作情况的示意图。

图1中的支承臂35支承X射线管3和平面探测器6，二者跨过患者2彼此相对。支撑座36支承本X射线仪的整个结构。X射线管旋转驱动器26使X射线管3沿一平面绕着焦点3a转动，所述平面垂直于患者2的身体轴线。X射线管3有一孔径，X射线通过该孔径射出，在该处装设X射线限制装置4a。X射线管3随X射线限制装置4a旋转。平面探测器6检测透过患者2的X射线。

图3中的控制部分31控制X射线管旋转驱动器26，使X射线管3沿左右方向绕着焦点3a转动。控制面板100具有手柄101，它用于通过控制部分31和X射线管旋转驱动器26指挥X射线管3的转动。操作者可随着注视监视器上的荧光图象，通过沿左右方向倾斜控制面板100上的手柄101，使X射线通量中心19c移至患者2的右侧或左侧目标部分。本实施例中，将X射线管3的旋转中心设置在X射线管3的焦点3a。不过，也可将所述旋转中心设置于焦点3a以外的点。

X射线限制装置4a安置在X射线管3的孔径处，它具有与下叶片10和上叶片7之右叶片对应的多个R屏蔽叶片30，如图8所示。X射线限制装置4a被构造成，使所述多个R屏蔽叶片30和L屏蔽叶片29彼此独立地移动。控制部分31接收来自边缘探测器6a的信号，控制R屏蔽叶片驱动器28和L屏蔽叶片驱动器27，它们分别在X射线限制装置4a中驱动R屏蔽叶片30和L屏蔽叶片29。除了手柄101之外，所述控制面板100还具有手柄102和手柄103。手柄102和手柄103用于通过控制部分31分别指挥R屏蔽叶片30和L屏蔽叶片29的移动。

如图2所示，平面探测器6是固体平面探测器，多个半导体元件在其上布置成矩阵形式。平面探测器6具有图象检测部分32，它由图象检测区32a形成。平面探测器6沿其四个边缘侧还有边缘探测器6a。当使X射线辐照在边缘探测器6a区域上时，边缘探测器6a检测X射线，并将与X射线相应的信号输出至控制部分31。平面探测器6可以沿其两个顺着患者2宽度方向的边缘侧具有边缘探测器6a。

边缘探测器6a由平面探测器6的所有X射线半导体元件中的在四个边缘侧部分的X射线半导体元件组成。边缘探测器6a还可以是与平面探测器6上整个X射线半导体元件分开的X射线探测器。

以下是参照图3和采用控制部分31工作的流程图的图4对本实施例工作情况的详细描述。患者2躺在台子1上，然后将支气管镜或内窥镜插入口内，以观察其内部。再实行X射线检查法，在患者2一直保持原状的同时，去识别患者2的目标部分。当这种目标部分在患者2的左侧或者右侧时，操作者通过使手柄101倾斜，而转动X射线管3，以使X射线通量中心19c进到所述目标部分。控制部分31控制X射线管旋转驱动器26，使X射线管3转过的量与一个传感器给出的信号值成比例；所述传感器图中未示出，它检测手柄101的偏斜量。

如图4所示，在上述操作中，首先，如果存在有关通过手柄101使X射线管3转动的指示，则控制部分31监视关于通过手柄102移动R屏蔽叶片30的指示，以及关于通过手柄103移动L屏蔽叶片29的指示(S11，S12，S14)。当识别一个有关X射线管3的指示时，通过X射线管旋转驱动器26，控制部分31使X射线管3转过由手柄101所指示的旋转量(S16)。然后，控制部分31根据所接收的来自边缘探测器6a的信号判断是否X射线通量19a到达边缘探测6a(S17)。

在控制部分31判断判X射线通量19a到达边缘探测器6a的情况下，它使R屏蔽叶片30或L屏蔽叶片29移动一定的量，置于边缘探测器6a的侧面，探测器6a检测通过R屏蔽叶片驱动器28或L屏蔽叶片驱动器27的X射线(S18)，然后控制部分31再重复这种操作，直至边缘探测器6a测不到X射线(S17，S18)。当边缘探测器6a不检测X射线时，控制部分31再次监视来自手柄101、手柄102或手柄103的指示(S11，S12，S14)。

上述操作使得能够移动X射线辐射场的中心而不必移动患者的身体，还可防止X射线辐射场进到图象检测部分32的外边。

手柄102或手柄103的的操作可以根据譬如目标部分的大小单独移动R屏蔽叶片30或L屏蔽叶片29之一(S12，S13，S14，S15)。

这种操作使得能够实现所需要的X成象，并具有足够大小的X实现辐照场。在这种情况下，由于控制部分31还判断边缘探测器6a是否测得X射线(S17)，于是在控制部分31判断该边缘探测器6a得测X射线的情况下，它就使R屏蔽叶片30或L屏蔽叶片29移动一定的量。这就使X射线通过R屏蔽叶片驱动器28或L屏蔽叶片驱动器27偏移边缘探测器6a(S18)，并且在边缘探测器6a测不到X射线之前，控制部分31重复这种操作(S17，S18)。因此，尽管能够重复手柄102或手柄103的操作，控制器31也使得能够防止X射线辐照场进到图象检测部分32的外边。

在上述实施例中，根据沿平面探测器6的边缘设置的边缘探测器6a提供的信号控制X射线限制装置4a的R屏蔽叶片30或L屏蔽叶片29。不过，通过计算X射线管3的转角和由X射线限制装置4a限制的X射线辐照场的大小，也能为X射线辐照场控制R屏蔽叶片30或L屏蔽叶片29，所述X射线辐照场由X射线通量19a形成，使它不进到平面探测器6的图象检测部分32的外边。

下面是参照图5并以控制部分31工作过程流程图的图6对本实施例工作情况的详细描述。

控制部分31监视是否存在有关通过手柄101旋转X射线管3的指示、有关通过手柄102移动R屏蔽叶片30的指示，以及有关通过手柄103移动L屏蔽叶片29的指示(S1，S2，S4)。在识别有关旋转X射线管3的指示时，在使X射线管3转过由手柄101所指示的旋转量之后，控制部分31计算容许孔径的尺寸AP(S6)。所述容许孔径的尺寸AP被确定为从X射线通量中心19c到平面探测器6边缘的距离。

图5中的容许孔径的尺寸AP是由下式计算的：

AP=所述中心到边缘的距离(34)-X    (1)

在此X={焦点到平面的距离(33)}×tanθ

上式中的θ被确定为所述X射线管的转角，它表示X射线管3从平面探测器6的中心旋转程度的量。X被确定为从平面探测器6的中心到X射线通量中心19c的距离。所述中心到边缘的距离(34)被确定为从平面探测器6的中心到平面探测器6的图象检测部分32边缘的距离。焦点到平面的距离(33)被确定为从焦点3a到平面探测器6中心的距离。

当在平面探测器6上所述容许孔径的尺寸AP小于被确定为X射线通量19a的外边缘与X射线通量中心19c之间部分的靠外半边的距离时，控制部分31控制R屏蔽叶片驱动器28或L屏蔽叶片驱动器27，以移动R屏蔽叶片30或L屏蔽叶片29，使与X射线通量中心19c的距离变为容许孔径的尺寸AP(S7，S8)，然后使X射线管3转过所指示的旋转量(S9)。

当所述容许孔径的尺寸AP大于所述平面探测器6上的靠外半边的距离时，控制部分31控制X射线管3转过所指示的旋转量(S7，S9)。然后控制部分31再次监视来自手柄101、手柄102或手柄103的指示。

可以根据患者2目标部分的大小，由手柄102和手柄103单独控制R屏蔽叶片30或L屏蔽叶片29，有如图4所示的工作过程那样。

上面的实施例中，将容许孔径的尺寸AP确定为X射线通量中心19c与平面探测器6的图象检测部分32边缘之间的距离。但也可将所述容许孔径的尺寸确定为从X射线通量中心19c到平面探测器6的图象检测部分32边缘的角度。在这种情况下，可由下式得到所述容许孔径的尺寸AP：

AP=θ_F-θ    (2)其中tanθ_F=(所述中心到边缘的距离(34))／(焦点到平面的距离(33))。

在图3所示的实施例中，控制部分31接收来自边缘探测器6a的信号，只给出用以控制R屏蔽叶片确定器28和L屏蔽叶片驱动器29的信号。在图5所示的实施例中，无需边缘探测器6a，但控制部分31要有计算功能。

在图3-6所示的实施例中，将R屏蔽叶片30和L屏蔽叶片29构造成由手柄102和手柄103单独移动。但也可将R屏蔽叶片30和L屏蔽叶片29构造成沿互相相反方向相关地移动同样的距离。这种实施例使得能够由单独一个手柄操纵二者。

在上述X射线仪的实施例中，由于X射线管绕其焦点沿着与患者身体轴线垂直的平面转动，所以可使X射线辐照场改变，而不必移动台子。

因此，在以支气管镜、内窥镜等进行检查时，可以连续地检查，而不必将患者移动成插入金属构件。

此外，在本发明中，当把X射线照射在平面探测器的任何边缘区域时，X射线都不会进到该平面探测器的外边。因此，无需使成象的X射线受到遮断。

Claims (14)

1．一种X射线仪，包括：

X射线管；

与所述X射线管相对并跨过受检患者的固体平面探测器；

用以限制来自所述X射线管之X射线的X射线限制装置；

驱动器，用于使所述X射线管和所述X射线限制装置沿与所示患者身体轴线垂直的平面转动。

2．一种如权利要求1所述的X射线仪，其特征在于，还包括：

边缘探测器，用以检测固体平面探测器边缘部分的X射线辐射；

控制器，用以接收所述边缘探测器的信号，并由该信号控制所述X射线限制装置，使X射线不致进到固体平面探测器的外边。

3．一种如权利要求2所述的X射线仪，其特征在于，所述边缘探测器由所述固体平面探测器边缘部分的X射线半导体元件组成。

4．一种如权利要求2所述的X射线仪，其特征在于，所述边缘探测器包括一个与所述固体平面探测器分开的X射线探测器。

5．一种如权利要求1所述的X射线仪，其特征在于，还包括：

一手柄，用以提供与操作者设定的量有关的信号；

一个X射线管旋转控制器，用以根据所述信号控制X射线管。

6．一种如权利要求2所述的X射线仪，其特征在于，所述X射线限制装置有两个屏蔽叶片，它们限制沿与所述患者身体轴线垂直方向的X射线。

7．一种如权利要求6所述的X射线仪，其特征在于，还包括：

一个根据操作者设定的量提供信号的手柄；

一个屏蔽叶片运动控制器，用于根据所述信号沿互相相反的方向移动所述两个屏蔽叶片。

8．一种如权利要求6所述的X射线仪，其特征在于，还包括：

两个根据操作者设定的量提供信号的手柄；

一个屏蔽叶片运动控制器，用于根据所述信号单独地移动所述两个屏蔽叶片。

9．一种如权利要求1所述的X射线仪，其特征在于，还包括：

一个探测器，用于检测X射线管转角，并给出与所述转角有关的信号；

一个控制器，用于接收所述探测器的信号，并控制所述X射线限制装置，使来自所述X射线管的X射线不致进到所述固体平面探测器的外边。

10．一种如权利要求9所述的X射线仪，其特征在于，所述控制器计算容许孔径的尺寸，该尺寸被确定为X射线辐照场的中心与所述固体平面探测器边缘之间的距离；并控制所述X射线限制装置，使X射线管的靠外半边的X射线被限制在所述容许孔径的尺寸内。

11．一种如权利要求9所述的X射线仪，其特征在于，所述控制器按所述固体平面探测器边缘与X射线辐照场的中心之间的角度计算容许孔径的尺寸；并控制所述X射线限制装置，使X射线管的靠外半边的X射线被限制在所述容许孔径的尺寸内。

12．一种如权利要求10所述的X射线仪，其特征在于，所述X射线限制装置有两个屏蔽叶片，它们沿与患者身体轴线垂直的平面移动；所述叶片限制X射线。

13．一种如权利要求10所述的X射线仪，其特征在于，还包括：

一个根据操作者设定的量提供信号的手柄；

一个屏蔽叶片运动控制器，用于根据所述信号沿互相相反的方向移动所述两个屏蔽叶片。

14．一种如权利要求10所述的X射线仪，其特征在于，还包括：

两个根据操作者设定的量提供信号的手柄；

一个屏蔽叶片运动控制器，用于根据所述信号单独地移动所述两个屏蔽叶片。

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