CN1635423A - 准直器、x射线照射装置和x射线摄影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不需要特殊的挡板和驱动机构、并且孔阑调节自由度高的准直器，以及配有这样的准直器的X射线照射装置和X射线摄影装置。该准直器包括：一对第1板构件(512，512′)，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；第2板构件(514)，可在与第1板构件的移动方向平行的方向上移动；一对第3板构件(522，522′)，可在与第1板构件的移动方向成直角的方向上相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；以及第4板构件(524)，可在与第3板构件的移动方向平行的方向上移动。

Description

准直器、X射线照射装置和X射线摄影装置

技术领域

本发明涉及准直器(collimator)、X射线照射装置和X射线摄影装置，特别涉及规定X射线的照射范围的准直器、配有这样的准直器的X射线照射装置和X射线摄影装置。

背景技术

在X射线照射装置中，为了限制X射线的照射范围使用准直器。准直器有X射线可通过的孔阑(aperture)，除了该孔阑以外为X射线不能通过的结构。作成孔阑的开度可变，由此可调节X射线的照射范围。

孔阑可变的准直器有具有X射线吸收性的可动的板构件构件、即挡板(blade)。使用端面间对置的一对挡板。一对挡板在平行于表面的面内可相互反方向移动。在扩大孔阑时，将一对挡板向相互分离的方向移动，而在缩小孔阑时，将一对挡板向相互靠近的方向移动。将这样的挡板组合成两对直角，获得在相互垂直的两方向上孔阑大小可变的准直器。在这样的准直器中，通过作成可独立地调节所有的挡板，不仅可调节孔阑的大小，而且还可自由地调节孔阑的两维位置(例如，参照专利文献1：特开2002-355242号公报(第2-3页、图1-2))。

在上述那样的准直器中，为了作成可独立地调节所有的挡板，需要特殊的挡板和其驱动机构。

发明内容

本发明的课题在于，实现一种不需要特殊的挡板和驱动机构、并且孔阑调节的自由度高的准直器，以及配有这样的准直器的X射线照射装置和X射线摄影装置。

(1)用于解决上述课题的一个发明的方案是提供一种准直器，其特征在于，该准直器包括：一对第1板构件，具有X射线吸收性，在与表面平行的方向上可相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；第2板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件的移动方向平行的方向上移动；一对第3板构件，将其在垂直于其表面的方向上与从所述第1和第2板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件的移动方向成直角的方向上相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；以及第4板构件，将其在垂直于其表面的方向上与从所述第1、第2和第3板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第3板构件的移动方向平行的方向上移动。

(2)用于解决上述课题的另一发明的方案是提供一种X射线照射装置，该X射线照射装置包括：X射线管；以及对于从所述X射线管产生的X射线进行准直的准直器，其特征在于，所述准直器包括：一对第1板构件，具有X射线吸收性，在与表面平行的方向上可相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；第2板构件，将其在垂直于其表面的方向上与从所述第1板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并在与所述第1板构件移动方向平行的方向上移动；一对第3板构件，将其在垂直于其表面的方向上与从所述第1和第2板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件的移动方向成直角的方向上相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；以及第4板构件，将其在垂直于其表面的方向上与从所述第1、第2和第3板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第3板构件的移动方向平行的方向上移动。(3)用于解决上述课题的另一发明的方案是提供一种X射线摄影装置，该X射线摄影装置包括：X射线管；对于从所述X射线管产生的X射线进行准直并照射到摄影对象的准直器；以及检测透过所述摄影对象的X射线的检测装置；其特征在于，所述准直器包括：一对第1板构件，具有X射线吸收性，在与表面平行的方向上可相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；第2板构件，将其在垂直于其表面的方向上与从所述第1板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件移动方向平行的方向上移动；一对第3板构件，将其在垂直于其表面的方向上与从所述第1和第2板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件的移动方向成直角的方向上相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；以及第4板构件，将其在垂直于其表面的方向上与从所述第1、第2和第3板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第3板构件的移动方向平行的方向上移动。

在上述发明的各方案中，由于在将相互直角组合而形成四角形孔阑的第1和第3板构件上，组合与它们分别动作的相互成直角的第2和第4板构件，所以可进行自由度高的孔阑调节而不需要特殊的挡板和驱动机构。

在提高孔阑形成的自由度方面，最好是所述第2板构件和所述第4板构件可相互独立地移动。在使准直器的组装容易方面，最好是将所述第1板构件和所述第2板构件的组合单元化，将所述第3板构件和所述第4板构件的组合单元化。

在可进行对应于用途的子单元的组合方面，最好是将由所述第1板构件和所述第2板构件的组合所构成的单元就每一个板构件进行子单元化；将由所述第3板构件和所述第4板构件的组合所构成的单元就每一个板构件进行子单元化板构件。

附图说明

图1是表示X射线摄影装置的模式性的结构图。

图2是表示准直板的主要部分的结构图。

图3是表示驱动机构的结构图。

图4是表示驱动机构的结构图。

图5是表示孔阑形成状态的图。

图6是表示孔阑形成状态的图。

图7是表示孔阑形成状态的图。

图8是表示孔阑形成状态的图。

图9是表示孔阑形成状态的图。

图10是表示孔阑形成状态的图。

图11是表示孔阑形成状态的图。

图12是表示孔阑形成状态的图。

图13是表示孔阑形成状态的图。

图14是表示孔阑形成状态的图。

图15是表示准直器的主要部分的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。再有，本发明不限定于实施方式。图1表示X射线摄影装置的模式性的结构。该装置是本发明实施方式的一例。通过该装置的结构，表示与本发明的装置有关的实施方式的一例。

如该图所示，X射线摄影装置用X射线光圈3缩小从X射线管1产生的X射线，用准直器5内的准直(collimate)板500进行准直并向摄影对象照射，用检测器9检测透过X射线。X射线管1是本发明的X射线管的实施方式的一例。准直器5是本发明的准直器的实施方式的一例。检测器9是本发明的检测装置的实施方式的一例。

由X射线管1、X射线光圈3和准直器5构成的部分是本发明的X射线照射装置的实施方式的一例。通过本装置的结构，表示与本发明的X射线照射装置有关的实施方式的一例。准直器5是本发明的准直器的实施方式的一例。通过本装置的结构，表示与本发明的准直器有关的实施方式的一例。

X射线管1有阳极101和阴极103，从由阴极103向阳极101发射的电子轰击点(焦点)产生X射线。产生的X射线经由X射线光圈3和准直器5照射到对象上。X射线光圈3例如由铅等具有X射线吸收性的材料构成。准直器5的准直板500例如也由铅等具有X射线吸收性的材料构成。

成形X射线光圈3，以便使从X射线管1产生的X射线成为以阳极101上的X射线焦点为顶点的四角锥状的射束。准直器5通过准直板500形成的孔阑来规定X射线的照射区域V。孔阑为可变的，由此调节X射线的照射区域V。

下面说明准直器5的准直板500。图2表示准直板500的主要部分的结构。如该图所示，准直板500有配置成上下两段的上侧准直板510和下侧准直板520。在该图中设相互垂直的三个方向为x、y、z。z是上下方向。X射线从上方照射。

上侧准直板510有一对对称挡板512、512’和单一挡板514。对称挡板512、512’和单一挡板514都是长方形的板，例如由铅等具有X射线吸收性的材料构成。

对称挡板512、512’在同一水平面上，长边之间相互平行，对应的短边之间在同一直线上。对称挡板512、512’在短边的方向(x方向)上可位移，由此可调节相互对置的端面的距离a。对称挡板512、512’是本发明的第1板构件的实施方式的一例。

单一挡板514在对称挡板512、512’上方的水平面上，长边和短边分别平行于对称挡板512、512’的长边和短边。单一挡板514也可在短边方向(x方向)上位移。单一挡板514是本发明的第2板构件的实施方式的一例。

对称挡板512、512’在x方向上可相互对称地进行位置调节。可进行这样的位置调节的驱动机构的模式性的结构示于图3。如该图所示，对称挡板512、512’分别有在y方向上延伸的臂612、612’。臂612、612’的端部连接到轴712。

轴712是在x方向上延伸的轴。轴712中整个总长上切出螺纹。螺纹以轴712的中央为界成为左右相互相反的螺纹。臂612、612’的与轴712的连接部为对应的阴螺纹。在轴712的一端设置电机716。电机716是可反转的电机。电机716由未图示的控制装置控制。

通过电机716的一个方向的旋转，对称挡板512、512’在相互靠近的方向上位移，而通过相反方向的旋转，在相互远离的方向上位移。即，对称挡板512、512’相互对称地位移。

单一挡板514可在x方向上进行位置调节。可进行这样的位置调节的驱动机构的模式性的结构示于图4。如该图所示，单一挡板514有在y方向上延伸的臂614。臂614的端部连接到轴714。

轴714是在x方向上延伸的轴。在轴714上，在全长范围内刻出螺纹。臂614的与轴714的连接部为对应的阴螺纹。在轴714的一端设置电机718。电机718是可反转的电机。通过电机718的一个方向的旋转，单一挡板514沿轴714在一个方向上位移，通过相反方向的旋转在相反方向上位移。电机718由未图示的控制装置控制。电机718与电机716被独立地控制。

下侧准直板520与上侧准直板510为同样的结构。即，下侧准直板520有一对对称挡板522、522’和单一挡板524。这些对称挡板522、522’和单一挡板524都是长方形的板，例如由铅等具有X射线吸收性的材料构成。

设置对称挡板522、522’和单一挡板524的水平面在设置上侧准直板510的对称挡板512、512’的水平面的下面。而且，对称挡板522、522’和单一挡板524的长边方向与上侧准直板510的对称挡板512、512’的长边方向成直角。

对称挡板522、522’可在短边的方向(y方向)上位移，由此可调节相互对置的端面距离b。对称挡板522、522’的位置调节由具有与图3所示相同地驱动机构来进行。再有，对称挡板522、522’的驱动机构独立于对称挡板512、512’的驱动机构。对称挡板522、522’是本发明的第3板构件的实施方式的一例。

单一挡板524也可在短边方向(y方向)上位移。单一挡板524的位置调节由具有与图4所示相同的驱动机构来进行。再有，单一挡板524的驱动机构独立于单一挡板514的驱动机构。单一挡板524是本发明的第4板构件的实施方式的一例。

通过这样构成的准直板500，对于由X射线管1发射的X射线形成四边形的孔阑。孔阑的形成状态示于图5～图14。

图5是仅用四个对称挡板512、512’、522、522’形成孔阑的状态。此时，单一挡板514、524处于躲避位置，与孔阑的形成无关。仅用对称挡板512、512’、522、522’形成的孔阑的a×b的中心与准直器的中心C一致。由此，X射线相对于准直器的中心C对称地照射。以下，将这样的孔阑称为对称孔阑。对称孔阑的形状为正方形或长方形。

通过调节对称挡板512、512’、522、522’的位置，可任意地变更对称孔阑的大小a×b。使孔阑最大的状态示于图6。

在将对称挡板512、512’、522、522’固定在最大孔阑位置的状态下，通过调节单一挡板514、524的位置，可以形成图7所示的孔阑。如该图所示，孔阑由单一挡板514、524和对称挡板512’、522’的相互对置的端面形成。由此，使X射线相对于准直器中心C非对称地照射。以下，将这样的孔阑称为非对称孔阑。通过调节单一挡板514、524的位置，可以任意地变更非对称孔阑的大小a×b。非对称孔阑的形状为正方形或长方形。

非对称孔阑也可以如图8～图10那样形成。在图8中，由单一挡板514、524和对称挡板512、522’的相互对置的端面来形成孔阑。在图9中，由单一挡板514、524和对称挡板512、522的相互对置的端面来形成孔阑。在图10中，由单一挡板514、524和对称挡板512’、522的相互对置的端面来形成孔阑。

通过调节所有对称挡板512、512’、522、522’和单一挡板514、524的位置，可以形成图11所示的孔阑。如该图所示，由单一挡板514、524和对称挡板512’、522’的相互对置的端面来形成孔阑。由此，使X射线偏离准直器的中心C进行照射。以下，将这样的孔阑称为偏心孔阑。通过调节对称挡板512、512’、522、522’和单一挡板514、524的位置，可任意地变更偏心孔阑的大小a×b。偏心孔阑的形状为正方形或长方形。

偏心孔阑也可以如图12～图14那样形成。在图12中，由单一挡板514、524和对称挡板512、522’的相互对置的端面而形成孔阑。在图13中，由单一挡板514、524和对称挡板512、522的相互对置的端面来形成孔阑。在图14中，由单一挡板514、524和对称挡板512’、522的相互对置的端面来形成孔阑。

如以上那样，由于准直板500除了对称挡板512、512’、522、522’以外还包括单一挡板514、524，所以通过这些挡板的位置调节，可以自由地获得对称孔阑、不对称孔阑和偏心孔阑。而且，由于准直板500由单纯的板构件和直线送进机构构成，所以不需要特殊的挡板和驱动机构。

如图15所示，也可以将上侧准直板510，下侧准直板520及其驱动机构都分别单元(unit)化，作为这些单元的组合来构成准直板500。在这种情况下，如点划线所示，在各单元中，将对称挡板部分和单一挡板部分分别子单元(subunit)化即可。

由此，可进行子单元的多样组合，例如，在只需要对称孔阑时，可省去子单元518、528，仅用子单元516、526构成准直板500等，可以构成适合使用目的的没有浪费的准直板500。

如以上详细说明的那样，根据本发明，不需要特殊的挡板和驱动机构，就可以实现孔阑调节自由度高的准直器，以及配有这样的准直器的X射线照射装置和X射线摄影装置。

Claims (12)

1.一种准直器，其特征在于，包括：

一对第1板构件，具有X射线吸收性，在与表面平行的方向上可相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；

第2板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件的移动方向平行的方向上移动；

一对第3板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1和第2板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件的移动方向成直角的方向上相互对称地移动，并通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；以及

第4板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1、第2和第3板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第3板构件的移动方向平行的方向上移动。

2.如权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述第2板构件和所述第4板构件可相互独立地移动。

3.如权利要求1或权利要求2所述的准直器，其特征在于，将所述第1板构件和所述第2板构件的组合单元化，

将所述第3板构件和所述第4板构件的组合单元化。

4.如权利要求3所述的准直器，其特征在于，将由所述第1板构件和所述第2板构件的组合所构成的单元就每一个板构件进行子单元化；

将由所述第3板构件和所述第4板构件的组合所构成的单元就每一个板构件进行子单元化。

5.一种X射线照射装置，包括：

X射线管；以及

对于从所述X射线管产生的X射线进行准直的准直器；

其特征在于，所述准直器包括：

一对第1板构件，具有X射线吸收性，在与表面平行的方向上可相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；

第2板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件的移动方向平行的方向上移动；

一对第3板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1和第2板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件的移动方向成直角的方向上相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；以及

第4板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1、第2和第3板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第3板构件的移动方向平行的方向上移动。

6.如权利要求5所述的X射线照射装置，其特征在于，所述第2板构件和所述第4板构件可相互独立地移动。

7.如权利要求5或权利要求6所述的X射线照射装置，其特征在于，将所述第1板构件和所述第2板构件的组合单元化；

将所述第3板构件和所述第4板构件的组合单元化。

8.如权利要求7所述的X射线照射装置，其特征在于，将由所述第1板构件和所述第2板构件的组合所构成的单元就每一个板构件进行子单元化；

将由所述第3板构件和所述第4板构件的组合所构成的单元就每一个板构件进行子单元化。

9.一种X射线摄影装置，包括：

X射线管；

对于从所述X射线管产生的X射线进行准直并照射到摄影对象的准直器；以及

检测透过所述摄影对象的X射线的检测装置；

其特征在于，所述准直器包括：

一对第1板构件，具有X射线吸收性，在与表面平行的方向上可相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；

第2板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件移动方向平行的方向上移动；

一对第3板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1和第2板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第1板构件的移动方向成直角的方向上相互对称地移动，通过相互对置的端面间隔来规定X射线通过用的孔阑；以及

第4板构件，将其在垂直于其表面的方向上与所述第1、第2和第3板构件隔开间隔而配置，具有X射线吸收性，可在与表面平行并与所述第3板构件的移动方向平行的方向上移动。

10.如权利要求9所述的X射线摄影装置，其特征在于，所述第2板构件和所述第4板构件可相互独立地移动。

11.如权利要求9或权利要求10所述的X射线摄影装置，其特征在于，将所述第1板构件和所述第2板构件的组合单元化；

将所述第3板构件和所述第4板构件的组合单元化。

12.如权利要求11所述的X射线照射装置，其特征在于，将由所述第1板构件和所述第2板构件的组合所构成的单元就每一个板构件进行子单元化；

将由所述第3板构件和所述第4板构件的组合所构成的单元就每一个板构件进行子单元化。

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