CN1786818B - X射线辐照器和x射线成像设备 - Google Patents

X射线辐照器和x射线成像设备 Download PDF

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    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/02Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators

Abstract

为了提供一种能够检测准直器箱相对于X射线管的相对旋转角的X射线辐照器,该X射线辐照器包括:X射线管,其具有围绕X射线输出窗形成的凸缘;准直器箱,其具有与X射线入射窗一起形成的入口板,该准直器箱在其内部容纳准直器;环,其设置在入口板上,使得围绕X射线入射窗,该环在其中容纳X射线管的凸缘,且具有多个径向通过该环形成的槽;多个舌片,其从环的外部通过槽插入到环的内部,且压制凸缘的背侧;以及传感器装置,以检测准直器箱相对于凸缘的相对旋转角。

Description

X射线辐照器和X射线成像设备 
技术领域
本发明涉及一种X射线辐照器和一种X射线成像设备。具体的,本发明涉及一种用于将来自X射线管的X射线通过准直器辐照的X射线辐照器,以及使用该X射线辐照器的X射线成像设备。
背景技术
在X射线成像设备中,X射线辐射到受检者,同时通过准直器来限制辐照区域。该准直器容纳在接附到X射线管的准直器箱中(例如,如专利文献1可见)。
[专利文献1]
日本未审查的专利出版物
No.2003-61941(第3页,图1)
发明内容
某一物体要求以准直器箱相对于X射线管合适地旋转的状态来被拍摄。当准直器箱旋转时,显示图像的帧也旋转。为了校正该状态,以恒定地获得直立的图像帧,必须检测准直器箱的旋转角。
因此,本发明的目的是提供一种能够检测准直器箱相对于X射线管的相对旋转角的X射线辐照器,以及一种使用这样的X射线辐照器的X射线成像设备。
在用于实现上述目的的本发明的一个方面中,设置有一种X射线辐照器,其包括:X射线管,其具有形成为使得围绕X射线输出窗的凸缘;准直器箱,其具有与X射线入射窗一起形成的入口板,该准直器箱在其内部容纳准直器;环,其设置在入口板上,使得围绕X射线入射窗,该环在其中容纳X射线管的凸缘,且具有多个径向通过该环形成的槽;多个舌片,其从环的外部通过槽插入到环的内部,且压制凸缘的背侧;以及传感器装置,以检测准直器箱相对于凸缘的相对旋转角。
在用于实现上述目的的本发明的另一个方面中,设置有一种具有彼此相对的X射线辐照器和X射线检测器的X射线成像设备,该X射线辐照器包括:X射线管,其具有形成为使得围绕X射线输出窗的凸 缘;准直器箱,其具有与X射线入射窗一起形成的入口板,该准直器箱在其内部容纳准直器;环,其设置在入口板上,使得围绕X射线入射窗,该环在其中容纳X射线管的凸缘,且具有多个径向通过该环形成的槽;多个舌片,其从环的外部通过槽插入到环的内部,且压制凸缘的背侧;以及传感器装置,以检测准直器箱相对于凸缘的相对旋转角。
为了使得非接触式检测成为可能,该传感器装置是光学传感器装置是优选的。
为了正确地检测相对旋转角,最好使得该光学传感器装置具有设置在凸缘侧上的光学图案,以及设置在入口板侧上的光学传感器。
为了没有中断地获得连续的图案,该光学图案沿着凸缘的内周边形成环是优选的。
为了促进角的检测,最好使得该光学图案为梳齿形图案。
为了使得角原点清楚,该梳齿形图案具有作为角原点的凹口是优选的。
为了防止过度旋转,最好使得X射线辐照器设置有限制装置,用于限制准直器箱的最大旋转角。
为了简化结构,最好使得该限制装置具有设置在入口板侧上的销,以及设置在凸缘侧上以使得接合该销的弓形槽。
根据本发明,可以提供一种X射线辐照器,其包括:X射线管,其具有形成为使得围绕X射线输出窗的凸缘;准直器箱,其具有与X射线入射窗一起形成的入口板,该准直器箱在其内部容纳准直器;环,其设置在入口板上,使得围绕X射线入射窗,该环在其中容纳X射线管的凸缘,且具有多个径向通过该环形成的槽;多个舌片,其从环的外部通过槽插入到环的内部,且压制凸缘的背侧;以及传感器装置,以检测准直器箱相对于凸缘的相对旋转角。以及可以提供一种使用该X射线辐照器的X射线成像设备。
附图说明
图1示出了X射线成像设备的示意结构;
图2示出了准直器箱的外观;
图3是X射线管的凸缘的平面图;
图4是其正视图;
图5示出了准直器箱安装机构的结构;
图6示出了凸缘被压制的状态;
图7示出了凸缘的释放状态;
图8示出了准直器箱从凸缘卸下的状态;
图9示出了从斜下方观察的凸缘;
图10示出了单独设置在凸缘内的环;
图11示出了准直器箱;以及
图12示出了从斜下方观察的凸缘。
具体实施方式
此后,参考附图来详细描述实现本发明的最佳模式。本发明不限于该最佳模式。图1示出了X射线成像设备的示意结构。该设备是本发明的实施例。通过该设备的结构,显示了本发明的X射线成像设备的实施例。
如同一图中所示,该设备包括X射线辐照器10、X射线检测器20和操作者控制台30。X射线辐照器10和X射线检测器20彼此相对,使得受检者40位于其间。X射线辐照器10是本发明的实施例。通过该设备的结构,显示了本发明的X射线辐照器的实施例。
X射线辐照器10包括X射线管12和准直器箱14。准直器16容纳在准直器箱14中。由X射线管12发射的X射线通过准直器16的开口辐射到受检者40。准直器16的开口是可变化的,以便X射线辐照区域可调节。准直器箱14相对于X射线管12的相对旋转角可以调节。
已经通过受检者40的X射线由X射线检测器20检测,且检测的信号输入到操作者控制台30。根据输入的信号,操作者控制台30重构受检者40的放射图像。这样重构的放射图像显示在设置在操作者控制台30上的显示器32上。此外,操作者控制台30控制X射线辐照器10。
旋转角从准直器箱14输入到操作者控制台30。根据输入的角信号,操作者控制台30校正显示图像的帧的旋转,以便该图像帧恒定地直立,而与准直器箱14的旋转无关。
图2示出了准直器箱14的外观,连同接附到该准直器箱的X射线管12的凸缘200。X射线管12位于凸缘200上,且使得与该凸缘集成。这样,凸缘200是X射线管12的一部分。
如同一图中所示,准直器箱14是通常为矩形平行六面体的箱,且 在其中容纳准直器16。准直器箱14的前侧形成为界面400,操作者使用该界面来调节准直器16的开口。指示器402、按钮404和旋钮406设置在界面400上。
准直器箱14的上表面由入口板500构成。该入口板500具有X射线入射窗502。用于将准直器箱14安装到X射线管12的凸缘200的安装机构600围绕X射线入射窗502设置。
图3和4分别是凸缘200的平面图和正视图。如两图所示,凸缘200是具有中心开口202的阶梯盘。中心开口202用作X射线输出窗。
盘的大直径部分204具有在圆周方向上等间隔形成在盘的边缘中的四个凹口242。凹口242是V形凹口。V形的发散角例如是90度。用于将盘拧到X射线管的主体的四个孔262在圆周方向上以等间隔形成在盘的小直径的部分206中,且平行于盘的轴线。用于表示基准方向的一对平行面264形成为小直径部分206中的侧面。
图5示出了具有安装机构600的入口板500的特写,连同凸缘200。如同一图中所示,安装机构600具有环610。环610安装在入口板500上,使得与X射线入射窗502同中心。例如,使用螺钉或者类似物从背侧进行将环610安装到入口板500上。环610具有符合凸缘200的大直径部分204的外径的内径。因此,凸缘200可以以装配的状态容纳在环610中。
环610具有要在后面描述的五个槽,其径向延伸通过该环,且五个舌片621到625从环610的外部通过这些槽插入到环610的内部。
一个舌片621的顶端适于装配在形成在凸缘200中的凹口242中。舌片621被弹簧从位于环610外部的鞘630推出。锁定螺钉632设置在鞘630上,以便其可以锁定舌片621。
通过弹簧施加偏压的舌片621连同凹口242一起构成插锁机构。由于有沿着凸缘200的圆周以等间隔形成的四个凹口242,所以插锁机构可以以90度的步长限制准直器箱14的旋转角,即,X射线辐照区域的旋转角。凹口242的数量和间距可以根据需要的旋转角步长来合适地确定。此外,准直器箱14的旋转角可以以任意角设置在插锁位置的中间。
通过使用锁定螺钉632将舌片621锁定来固定准直器箱14的旋转位置。通过锁定螺钉632,可以容易地锁定和解锁舌片621。
剩余的四个舌片622到625在四个等间距的位置处从上面压制凸缘200的大直径部分204的背侧,从而准直器箱14夹紧到X射线管12。
由于四个舌片622到625在沿着圆周的四个等间距的位置处压制凸缘200的大直径部分204的背侧,所以可以均匀地压制凸缘。用于压制凸缘200的舌片的数量可以是三个或者五个或者更多。
一对半圆环640和640’每个部分地负责在环610外部保持舌片622-625。更具体的,舌片622和623由半圆环640保持,而舌片624和625由半圆环640’保持。
通过拧入来从半圆环640和640’的背侧进行舌片622到625安装到半圆环640和640’。通过这样做,在安装机构的组装状态下,不可能到达螺钉头,因此,不必担心会由于失误而松开螺钉,松开螺钉会导致准直器箱14脱落。
图6示出了凸缘200被舌片622压制的状态。图6相应于沿着图5中的线A-A截取的截面图。如图6所示,由半圆环640保持的舌片622从外部通过形成在环610中的槽612插入到内部,且压制凸缘200的大直径部分204的背侧。因此,凸缘200的大直径部分204夹在舌片622和入口板500之间。对于其它舌片623到625也是这样的情况。
半圆环640和640’设置为使得它们的一端彼此相对,且它们的相对端也彼此相对,以围绕环610。半圆环640和640’的各自一端通过连接装置642连接在一起。例如,连接装置642包括分别固定到半圆环640和640’的一端的一对螺帽644和644’,以及相互连接这些螺帽的螺栓646。
半圆环640和640’的另一端分别通过销648和648’安装到入口板500。半圆环640和640’围绕销648和648’,以及沿着入口板500的表面可旋转。因此,当通过连接装置的连接释放时,半圆环640和640’可以在相对的方向上旋转,即,在开启方向上旋转。
该状态在图7中显示,其中,省略了舌片621、鞘630和锁定螺钉632的显示。如同一图中所示,半圆环640和640’在它们的一端侧很大地开启,且四个舌片622到625从槽612到615脱离。在这样的状态下,凸缘200不再被舌片622到625压制,以便可以从X射线管12取下准直器箱14。
为了将准直器箱14安装到X射线管12,半圆环640和640’保持开启,且将X射线管12的凸缘200装配在环610中,然后关闭半圆环640和640’,且通过使用连接装置642将它们的一端连接在一起。
图8示出了准直器箱14从凸缘200卸下的状态。如同一图中所示,一对传感器504和504’在环610内的位置处设置在准直器箱14的入口板500上。传感器504和504’相对于环610的中心对称。每个传感器504和504’是具有光发射部分和光接收部分的光学传感器。
图9示出了从斜下方观察的凸缘200。如同一图中所示,凸缘200的内部同中心地挖掉,且环270同中心地设置其中。
图10单独地示出了环270。如同一图中的(b)中以部分放大的方式所示的,环270具有梳齿形结构部分272。该梳齿形结构部分272设置在环270的一侧上,且沿着整个圆周,使得从环的轴向伸出。能够与其它部分区分的凹口274形成在梳齿形结构部分272的一个位置中。
当准直器箱14安装到凸缘200时,传感器504和504’在凸缘200内的位置处与梳齿形结构部分272相对。每个传感器504和504’辐射光到梳齿形结构部分272,且接收反射的光。
梳齿形结构部分272形成交替设置的齿和间隙的光学图案。因此,当准直器箱14相对于凸缘200旋转时,反射的光经历强脉冲和弱脉冲。因此,可以根据这样的脉冲的数量来测量旋转角。
如果使得由传感器504和504’光检测的相位相差只有梳齿间距的一半,那么可以以由梳齿间距确定的分辨能力的两倍高的分辨能力来进行角检测。当梳齿间距很小时,可以只使用传感器504和504’中的一个。
这样,包括传感器504、504’和环270的部分构成了光学角编码器。形成在梳齿形结构部分272的一个位置处的凹口274确定角编码的原点。
由于这样的角编码器包括在凸缘200中,准直器箱14的旋转角可以从X射线辐照器10反馈到操作者控制台30。然后,操作者控制台30可以根据准直器箱14的旋转角来校正图像帧的角。
包括传感器504、504’和环270的部分是本发明的传感器装置的一个例子。由于传感器装置是光学传感器装置,所以可以进行非接触的 角检测。此外,由于光学传感器装置具有设置在凸缘侧上的光学图案,以及设置在入口板侧上使得与光学图案相对的光学传感器,所以可以正确地检测相对旋转角。
由于光学图案沿着凸缘的内周边形成环,所以可以获得没有中断的连续的图案。由于该光学图案是梳齿形图案,所以角的检测容易。而且,由于梳齿形图案具有用于角原点的凹口,所以可以使得角原点清楚。
如图11所示,如果销506设置在入口板500上,且弓形槽280相应地形成在凸缘200的端面中,如图12所示,那么当槽280与销506接合时,准直器箱14的最大旋转角值可以通过槽280的长度来限制。包括销506和槽280的部分是本发明中的限制装置的一个例子。
通过这样使用限制装置来用于限制准直器箱的最大旋转角,可以防止准直器箱的过度旋转。由于限制装置具有设置在入口板侧上的销,以及设置在凸缘侧上的弓形槽,所以可以简化结构。
标记说明
10        X射线辐照器
12        X射线管
14        准直器箱
16        准直器
20        X射线检测器
30        操作者控制台
32        显示器
40        受检者
200       凸缘
202       中心开口
204       大直径部分
206       小直径部分
242       凹口
500       入口板
502       X射线入射窗
600       安装机构
610       环
611-615    槽
621-625    舌片
630        鞘
632        锁定螺钉
640、640’ 半圆环
642        连接装置
644        螺帽
646        螺栓
648、648’ 销
504、504’ 传感器
270        环
272        梳齿形结构部分
274        凹口
506        销
280        槽
图1
10         X射线辐照器
12         X射线管
14         准直器箱
16         准直器
40         受检者
20         X射线检测器
32         显示器
30         操作者控制台
图2
500        入口板
502        X射线入射窗
600        安装机构
200        凸缘
402        指示器
404        按钮
400        界面
图3
262      孔
202      中心开口
204      大直径部分
242      凹口
264      平行面
206      小直径部分
242      凹口
图5
500      入口板
624      舌片
502      X射线入射窗
640’    半圆环
200      凸缘
610      环
625      舌片
648’    销
621      舌片
630      鞘
632      锁定螺钉
648      销
642      连接装置
图6
612      槽
图8
504      传感器
图9
270      环
图10
272      梳齿形结构部分
274      凹口
图11
506        销
图12
280        槽

Claims (16)

1.一种X射线辐照器,其包括:
X射线管,其具有形成为使得围绕X射线输出窗的凸缘;
准直器箱,其具有与X射线入射窗一起形成的入口板,该准直器箱在其内部容纳准直器;
环,其设置在入口板上,使得围绕X射线入射窗,该环在其中容纳X射线管的凸缘,且具有多个径向通过该环形成的槽;
多个舌片,其从环的外部通过槽插入到环的内部,且压制凸缘的背侧;以及
传感器装置,以检测准直器箱相对于凸缘的相对旋转角。
2.根据权利要求1所述的X射线辐照器,其特征在于,该传感器装置是光学传感器装置。
3.根据权利要求2所述的X射线辐照器,其特征在于,该光学传感器装置具有设置在凸缘内周边上的光学图案,以及设置在凸缘内入口板上使得与该光学图案相对的光学传感器。
4.根据权利要求3所述的X射线辐照器,其特征在于,该光学图案沿着凸缘的内周边形成环。
5.根据权利要求4所述的X射线辐照器,其特征在于,该光学图案为梳齿形图案。
6.根据权利要求5所述的X射线辐照器,其特征在于,该梳齿形图案具有作为角原点的凹口。
7.根据权利要求1到6中的任何一项所述的X射线辐照器,其特征在于,其还包括限制装置,用于限制准直器箱的最大旋转角。
8.根据权利要求7所述的X射线辐照器,其特征在于,该限制装置具有设置在入口板侧上的销,以及设置在凸缘侧上来使得接合该销的弓形槽。
9.一种具有彼此相对的X射线辐照器和X射线检测器的X射线成像设备,该X射线辐照器包括:
X射线管,其具有形成为使得围绕X射线输出窗的凸缘;
准直器箱,其具有与X射线入射窗一起形成的入口板,该准直器箱在其内部容纳准直器;
环,其设置在入口板上,使得围绕X射线入射窗,该环在其中容纳X射线管的凸缘,且具有多个径向通过该环形成的槽;
多个舌片,其从环的外部通过槽插入到环的内部,且压制凸缘的背侧;以及
传感器装置,以检测准直器箱相对于凸缘的相对旋转角。
10.根据权利要求9所述的X射线成像设备,其特征在于,该传感器装置是光学传感器装置。
11.根据权利要求10所述的X射线成像设备,其特征在于,该光学传感器装置具有设置在凸缘内周边上的光学图案,以及设置在凸缘内入口板上使得与该光学图案相对的光学传感器。
12.根据权利要求11所述的X射线成像设备,其特征在于,该光学图案沿着凸缘的内周边形成环。
13.根据权利要求12所述的X射线成像设备,其特征在于,该光学图案为梳齿形图案。
14.根据权利要求13所述的X射线成像设备,其特征在于,该梳齿形图案具有作为角原点的凹口。
15.根据权利要求9到14中的任何一项所述的X射线成像设备,其特征在于,其还包括限制装置,用于限制准直器箱的最大旋转角。
16.根据权利要求15所述的X射线成像设备,其特征在于,该限制装置具有设置在入口板侧上的销,以及设置在凸缘侧上来使得接合该销的弓形槽。
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