CN209932778U - 射源旋转机构以及包括射源旋转机构的x射线成像设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种X射线成像设备的射源旋转机构，其包括：射源安装座，配置成用于安装多个X射线源；旋转轴，与射源安装座固定连接以用于使射源安装座绕其旋转；支架，配置成用于支撑旋转轴；以及锁止组件，其能够将多个X射线源维持在期望的位置，从而使得多个X射线源在期望的位置发出X射线，其中射源安装座能够绕旋转轴旋转，并且射源安装座的旋转带动多个X射线源一起旋转。本申请还涉及包括所述射源旋转机构的X射线成像设备。

Description

射源旋转机构以及包括射源旋转机构的X射线成像设备

技术领域

本申请涉及X射线成像设备，并且更具体地涉及X射线成像设备的射源旋转机构。

背景技术

影像学技术，包括例如X光成像、CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)等，自问世以来在众多领域得到了广泛应用，尤其在医疗检查领域。口腔CT可以从三维角度对组织情况进行反映，可以发现口腔X光片的投照角度不能发现的、或者更细微的病变。通常，口腔CT设置有可发射锥形光束的X射线源和探测器，由于探测器尺寸受到限制(尺寸较大的探测器非常昂贵)，因而可由探测器接收到的光所及范围有限。这样，当投照体较大时，可由探测器接收到的光不能完全覆盖投照体上的需要进行扫描的部分(下文称为兴趣区)，这样则不能获得兴趣区的全部扫描图像。

众所周知，尺寸较大的探测器较为昂贵，因而本领域存在利用较小的探测器获得较大投照体影像的需求。

此外，目前市场上的X射线成像设备，其射源基本上都是固定的，所以机器的功能受到固定的射源的限制。这样的X射线成像设备只能用于单一的拍摄模式，无法实现多功能的复杂拍摄模式。

发明内容

针对上述技术问题中的至少之一，在第一方面，本申请提供了一种X射线成像设备的射源旋转机构，其包括：

射源安装座，配置成用于安装多个X射线源；

旋转轴，与所述射源安装座固定连接以用于使所述射源安装座绕其旋转；

支架，配置成用于支撑所述旋转轴；以及

锁止组件，其能够将多个X射线源维持在期望的位置，从而使得所述多个X射线源在所述期望的位置发出X射线，

其中所述射源安装座能够绕所述旋转轴旋转，并且所述射源安装座的旋转带动所述多个X射线源一起旋转。

在一些实施方式中，所述射源旋转机构还包括第一轴承和第二轴承，其中，所述第一轴承和所述第二轴承分别与所述旋转轴的第一端和第二端旋转配合。

在一些实施方式中，所述射源旋转机构还包括电机，所述电机驱动所述射源安装座旋转。

在一些实施方式中，所述射源旋转机构还包括：

电机同步带轮，与所述电机连接，以便由所述电机驱动以进行转动；

同步带；

射源安装座同步带轮，通过同步带与所述电机同步带轮连接并由所述电机同步带轮带动进行转动，

其中，所述射源安装座通过所述旋转轴的第一端固定连接至所述射源安装座同步带轮，从而通过所述电机驱动所述射源安装座旋转。

在一些实施方式中，所述电机安装于所述支架上；并且所述电机同步带轮安装在所述电机的输出轴上。

在一些实施方式中，所述锁止组件包括：

第一磁铁，

能被所述第一磁铁吸合的第一挡件，

第二磁铁；以及

能被所述第二磁铁吸合的第二挡件，

其中，所述第一磁铁、所述第二磁铁、所述第一挡件和所述第二挡件在所述射源旋转机构上的位置配置成，当所述多个X射线源处于水平位置时，所述第一挡件与所述第一磁铁吸合，并且当所述多个X射线源旋转到竖直位置时，所述第二挡件与所述第二磁铁吸合。

在一些实施方式中，所述第一磁铁和所述第二磁铁分别固定在所述支架的两侧，所述第一挡件和所述第二挡件分别安装在所述射源安装座的同一面上，并且其中所述第一挡件垂直于所述射源安装座的底面，所述第二挡件平行于所述射源安装座的底面；或者

所述第一挡件和所述第二挡件分别固定在所述支架的两侧，所述第一磁铁和所述第二磁铁分别安装在所述射源安装座的同一面上，并且其中所述第一磁铁垂直于所述射源安装座的底面，所述第二磁铁平行于所述射源安装座的底面。

在一些实施方式中，所述锁止组件包括：

蜗轮，与所述旋转轴的第一端固定连接；和

蜗杆，与所述蜗轮啮合并通过所述电机的输出轴与所述电机连接。

在一些实施方式中，所述蜗杆安装在所述支架上和/或所述电机安装于所述支架上。

在一些实施方式中，所述锁止组件包括：

齿轮，与所述旋转轴的第一端固定连接；

齿条，与所述齿轮啮合；

滑轨，通过所述电机的输出轴与所述电机连接；以及

滑动件，与所述滑轨可滑动地连接并与所述齿条可滑动地连接。

在一些实施方式中，所述滑轨安装在所述支架上和/或所述电机安装于所述支架上。

在第二方面，本申请提供了包括第一方面所述的射源旋转机构的口腔CT，其还包括：

探测器，配置以检测经过投照体的X射线以生成X射线的数据；以及

转动机构，配置以使所述X射线源和所述探测器绕转动轴围绕投照体转动，

其中，所述射源安装座能够绕垂直于所述探测器的表面的转动轴转动，从而带动所述多个X射线源绕垂直于所述探测器的表面的转动轴转动。

在一些实施方式中，所述X射线源包括第一X射线源和第二X射线源，并且所述第一X射线源和所述第二X射线源设置为在所述转动机构的转动轴的方向上互相间隔开，或者在垂直于所述转动轴且平行于所述探测器的表面的方向上互相间隔开。

在一些实施方式中，所述X射线源包括第一X射线源、第二X射线源和第三X射线源，并且所述第一X射线源、所述第二X射线源和所述第三X射线源设置为在所述转动机构的转动轴的方向上互相间隔开，或者在垂直于所述转动轴且平行于所述探测器的表面的方向上互相间隔开。

在一些实施方式中，所述转动机构是落地式转动机构并包括：

落地底座；

射源立柱，安装在所述落地底座上并能够在所述落地底座上转动，所述射源立柱用来安装所述支架；以及

探测器立柱，安装在所述落地底座上并能够在所述落地底座上转动，所述探测器立柱用来安装所述探测器。

如上所述的射源旋转机构可以用于各种X射线成像设备中，例如口腔CT中。包括本申请的射源旋转机构的X射线成像设备不仅能够扩大在各方向上的成像范围，同时还能够实现X射线能谱成像。而且，本申请的射源旋转机构在旋转时能够使得多个X射线源保持在所需的位置，并且如果本申请的射源旋转机构是受电机驱动的，则通过本申请的射源旋转机构的锁止组件的配置，电机无需通电保持力矩，就能够确保多个X射线源保持在所需的位置，从而提高了电机的使用寿命。

附图说明

通过参考附图详细描述本申请的示例性实施方式，本申请的上述及其他方面、特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1A示出了本申请的一个示例性实施方式的口腔CT中的X射线源与探测器布置以及X射线源与探测器之间的光路的示意性立体图。图1B是图1A所示的光路的示意性平面图。

图2示出了图1A中口腔CT的两个X射线源旋转90度之后，处于水平方向时的射源和探测器的布置以及射源和探测器之间的光路的示意性立体图。

图3A示出了本申请的一个示例性实施方式的口腔CT中的X射线源与探测器布置以及X射线源与探测器之间的光路的示意性立体图。图3B是图3A所示的光路的示意性平面图。

图4示出了图3A中口腔CT的三个X射线源旋转90度之后，处于水平方向时的射源和探测器的布置以及射源和探测器之间的光路的示意性立体图。

图5示出了根据本申请示例性实施方式的包括下悬式转动机构的口腔CT的示意性立体图。

图6示出了根据本申请示例性实施方式的包括落地式转动机构的口腔CT的示意性立体图。

图7示出了根据本申请的示例性射源旋转机构的示意性正视图。

图8示出了根据本申请的示例性射源旋转机构的示意性左视图。

图9示出了根据本申请的示例性射源旋转机构的示意性左向立体图。

图10示出了根据本申请的示例性射源旋转机构的示意性右向立体图。

图11示出了多个X射线源处于竖直位置时，锁止组件的示意性正视图。

图12示出了多个X射线源处于水平位置时，锁止组件的示意性正视图。

图13示出了本申请的示例性射源旋转机构的示意性左向立体图。

图14示出了本申请的示例性射源旋转机构的示意性右向立体图。

图15示出了本申请的示例性射源旋转机构的示意性左向立体图。

图16示出了本申请的示例性射源旋转机构的示意性右向立体图。

具体实施方式

现在，将在下文中参照示出各实施方式的附图更充分地描述本申请。然而，本申请能以诸多不同的形式来实现，而不应解释为局限于本文阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式以使得本公开为透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本申请的范围。在说明书全文和所有附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。

将理解，当元件被称为处于另一元件“上”时，它可直接地处于该另一元件上，或者其间可存在中间元件。相反，当元件被称为直接在另一元件上时，不存在中间元件。

将理解，虽然可在本文中使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在没有脱离本文的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被称为第二元件、组件、区域、层或部分。

本文使用的术语仅是出于描述具体实施方式的目的，而并非旨在进行限制。如本文所使用的那样，除非内容清楚地另行指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在包括复数形式，包括“至少一个”。如本文所使用的那样，措辞“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。还将理解，当措辞“包括”在本说明书中使用时指出所阐述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。

此外，在本文中可使用诸如“在……下方”或“在……上”以及“在……上方”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解，除了附图中所描绘的定向之外，相对术语还旨在涵盖设备的不同定向。例如，如果附图之一中的设备翻转，则描述为在其他元件“下方”的元件于是将定向成在所述其他元件“上方”。示例性术语“下方”或“下面”因此可涵盖上方和下方两个定向。

如本文所使用的，“约”或“近似”包括所阐述的值以及在对于特定值的如由本领域普通技术人员在考虑正在进行的测量和与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定的可接受偏差范围内的平均值。

除非另行限定，否则本文所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)具有与由本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。还将理解，术语，诸如通常使用的词典中所定义的术语，应解释为具有与它们在相关技术的上下文和本公开中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文明确地限定成这样。

在第一方面，本申请提供了一种口腔CT，其包括X射线源，配置以发出X射线从而照射至投照体；探测器，配置以检测经过投照体的X射线以生成X射线的数据；以及转动机构，配置以使所述X射线源和所述探测器绕转动轴围绕投照体转动，其中，所述X射线源包括多个X射线源，并且所述多个X射线源能够绕垂直于所述探测器的表面的转动轴转动。

图1A是根据本申请的一个示例性实施方式的口腔CT中的X射线源与探测器布置以及X射线源与探测器之间的光路的示意性立体图。图1B是图1A所示的光路的示意性平面图。在图1A和1B中，其示意性地示出了包括两个X射线源的口腔CT，并且两个X射线源处于竖直方向。

参照图1A和图1B，X射线源100可包括第一X射线源110和第二X射线源120。需要说明的是，如上所述，虽然图1A示出了X射线源100包括两个X射线源，但本申请的范围不限于此，在某些实施方式中，X射线源100可包括更多个X射线源，以下仅以两个X射线源为例进行说明，本领域技术人员能够理解其示出的概念可推广至更多个X射线源。第一X射线源110和第二X射线源120分别发射第一X射线S1和第二X射线S2，第一X射线S1和第二X射线S2交替地照射至投照体A，探测器200可配置为能够接收到经过投照体A的第一X射线S1和第二X射线S2。在本申请的实施方式中，第一X射线源110和第二X射线源120可设置为在转动机构300的转动轴的方向上互相间隔开、或者垂直于转动轴且平行于探测器200的表面的方向上互相间隔开。在图1A和1B所示的实施方式中，转动机构300的转动轴位于竖直方向(即Z轴方向，与X轴和Y轴限定的平面B垂直)上，而第一X射线源110和第二X射线源120设置在竖直方向上并互相间隔开。需要说明的是，虽然图1A中示出了第一X射线源110和第二X射线源120设置在竖直方向上，但这仅仅是用于示例性说明的目的，本申请的范围不限于此。例如，第一X射线源110和第二X射线源120可以并非设置在竖直方向上(例如，X轴和Y轴的坐标均不同)，或者例如，第一X射线源110和第二X射线源120还可以设置在不同的竖直平面内，只需第一X射线源110和第二X射线源120在竖直方向上间隔开(Z轴的坐标不同)即可。

第一X射线源110和第二X射线源120可以为X射线发生器。在某些实施方式中，第一X射线S1和第二X射线S2可为锥形束X射线、扇形束X射线等，但是本申请不限于此。

通过在转动机构300的转动轴的方向上设置两个X射线源(即第一X射线源110和第二X射线源120)，可在转动机构300的转动轴的方向上扩大口腔CT的扫描范围。如图1A和1B所示，转动机构300的转动轴位于竖直方向上，当第一X射线源110和第二X射线源120设置为在竖直方向互相间隔开时，可在竖直方向上扩大第一X射线S1和第二X射线S2在投照体A上的扫描范围。

具体地，如图1A和1B所示，当第一X射线源110和第二X射线源120设置为在与转动轴C平行的方向(即，竖直方向)上互相间隔开时，第一X射线S1大体可照射至投照体A的上部，第二X射线S2大体可照射至投照体A的下部。这样第一X射线S1和第二X射线S2可在一次扫描中扫描整个投照体，从而口腔CT可扩展转动轴C的方向(即，竖直方向)上的扫描范围。一次扫描可以指根据本申请的口腔CT完成对投照体A上的要进行成像的区域扫描的动作。所述动作可根据需要进行设置，例如，可根据需要设置第一X射线S1和第二X射线S2的扫描时间和扫描次数、使用第一X射线S1和第二X射线S2进行扫描的时间间隔以及第一X射线S1和第二X射线S2进行扫描时的扫描方向和扫描速度(例如通过设置转动机构300的转动方向和转动速度来设置)等。所述动作可例如为使用第一X射线S1和第二X射线S2分别对要进行成像的区域扫描一定时间，诸如45秒，且第一X射线S1和第二X射线S2进行扫描可以间隔一定时间，诸如为5秒，但这仅是示例，且本申请不限于此。

需要说明的是，图1A和图1B中所示出的X射线源100的布置仅是示例性的，且本申请不限于此。通过X射线源100中的第一X射线源110和第二X射线源120的不同布置(即通过第一X射线源110和第二X射线源120相对于投照体A的不同位置关系)，可实现扫描范围在不同方向上的扩展，也就是说，扫描范围的扩展不限于在竖直方向上的扩展。

图2是图1A中口腔CT的两个X射线源旋转90度之后，处于水平方向时的射源和探测器的布置以及射源和探测器之间的光路的示意性立体图。

图1A所示的口腔CT的两个X射线源处于竖直方向，当将图1A所示的口腔CT的两个X射线源旋转90度时，两个X射线源则处于图2所示的水平方向。在图2中，转动机构300的转动轴同样位于竖直方向上，但第一X射线源110和第二X射线源120旋转至水平方向且平行于探测器200的表面的方向(即X轴)上。

与图1A和图1B中的口腔CT在竖直方向上扩大了扫描范围类似，通过将图1A中的口腔CT的两个X射线源旋转90度，即图2所示的位置时，第一X射线源110和第二X射线源120可增大水平方向诸如X轴方向上的扫描范围。

另外，在将图1A中的口腔CT的两个X射线源旋转至图2所示的水平位置时，第一X射线源110和第二X射线源120可设置成使得第一X射线S1和第二X射线S2在一次扫描中扫描投照体A上的相同部分，其中，一次扫描可以指根据本申请的口腔CT完成对投照体A上的要进行成像的区域扫描的动作，如上所述。所述相同部分可以为口腔CT针对投照体A的图像采集区。在图2所示的水平位置时，第一X射线源110和第二X射线源120在与平面B平行的方向上互相间隔开。在这种情况下，第一X射线S1和第二X射线S2可照射在投照体A相对于平面B的相同高度上。这样，在第一X射线源110和第二X射线源120与转动机构300一起转动的一次扫描中，第一X射线S1和第二X射线S2可扫描到投照体A上的相同部分。第一X射线S1和第二X射线S2扫描到投照体A上的相同部分可表示第一X射线S1和第二X射线S2在一次扫描中相对于投照体A所扫描的部分(即，实现容积扫描的部分)完全重合或部分重合。

并且，第一X射线源110和第二X射线源120可加载有不同的管电压。例如第一X射线源110可加载有较高的管电压，第二X射线源120可加载有较低的管电压。那么由探测器200检测的与第一X射线源110对应的数据可为高能信号，由探测器200检测的与第二X射线源120对应的数据可为低能信号，基于所得到的高能信号和低能信号可通过图像重建算法得出投照体A被照射部位的能谱CT图像。因此，通过根据本申请的示例性实施方式的口腔CT可实现能谱X射线成像。此处仅描述了X射线源在水平位置时能实现能谱X射线成像，但本领域技术人员可以理解，通过X射线源的旋转，本申请的口腔CT可以实现在不同方向(例如图1A和1B所示的竖直位置)上的能谱X射线成像。

由于，在具有单个X射线源的能谱CT中，需要使施加有不同管电压的单个X射线源分别对图像采集区进行扫描，这种能谱CT的时间分辨率低，使得能谱CT的使用受限。根据本申请的口腔CT使用至少两个X射线源，这样可通过单次扫描实现对投照体A上相同部分(图像采集区)的扫描，从而在较短的时间内实现图像的采集。

参照图1A、1B和图2，可以看出，通过口腔CT中的X射线源的旋转，不仅可以增大不同方向上的扫描范围，同时还能够实现能谱X射线成像。

图3A是根据本申请的一个示例性实施方式的口腔CT中的X射线源与探测器布置以及X射线源与探测器之间的光路的示意性立体图。图3B是图3A所示的光路的示意性平面图。在图3A和3B中，其示意性地示出了包括三个X射线源的口腔CT，并且三个X射线源处于竖直方向。

参照图3A和图3B，X射线源100可包括第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130。需要说明的是，如上所述，虽然图3A示出了X射线源100包括三个X射线源，但本申请的范围不限于此，在某些实施方式中，X射线源100可包括更多个X射线源，以下仅以三个X射线源为例进行说明，本领域技术人员能够理解其示出的概念可推广至更多个X射线源。第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130分别发射第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3，第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3交替地照射至投照体A，探测器200可配置为能够接收到经过投照体A的第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3。在本申请的实施方式中，第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130可设置为在转动机构300的转动轴的方向上互相间隔开、或者垂直于转动轴且平行于探测器200的表面的方向上互相间隔开。在图3A和3B所示的实施方式中，转动机构300的转动轴位于竖直方向(即Z轴方向，与X轴和Y轴限定的平面B垂直)上，而第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130呈直线地设置在竖直方向上并互相间隔开。需要说明的是，虽然图3A中示出了第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130呈直线地设置在竖直方向上，但这仅仅是用于示例性说明的目的，本申请的范围不限于此。例如，第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130的可以并非都设置在一条竖直方向的直线上(例如，X轴和Y轴的坐标均不同)，或者例如，第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130还可以设置在不同的竖直平面内，只需第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130在竖直方向上间隔开(Z轴的坐标不同)即可。

第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130可以为X射线发生器。在某些实施方式中，第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3可为锥形束X射线、扇形束X射线等，但是本申请不限于此。

通过在转动机构300的转动轴的方向上设置三个X射线源(即第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130)，可在转动机构300的转动轴的方向上扩大口腔CT的扫描范围。如图3A和3B所示，转动机构300的转动轴位于竖直方向上，当第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130设置为在竖直方向互相间隔开时，可在竖直方向上扩大第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3在投照体A上的扫描范围。

具体地，如图3A和3B所示，当第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130设置为在与转动轴C平行的方向(即，竖直方向)上互相间隔开时，第一X射线S1大体可照射至投照体A的中上部，第二X射线S2大体可照射至投照体A的中部，第三X射线S3大体可照射至投照体A的中下部。这样第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3可在一次扫描中扫描整个投照体，从而口腔CT可扩展转动轴C的方向(即，竖直方向)上的扫描范围。一次扫描可以指根据本申请的口腔CT完成对投照体A上的要进行成像的区域扫描的动作。所述动作可根据需要进行设置，例如，可根据需要设置第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3的扫描时间和扫描次数、使用第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3进行扫描的时间间隔以及第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3进行扫描时的扫描方向和扫描速度(例如通过设置转动机构300的转动方向和转动速度来设置)等。所述动作可例如为使用第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3分别对要进行成像的区域扫描一定时间，诸如45秒，且第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3进行扫描可以间隔一定时间，诸如为5秒，但这仅是示例，且本申请不限于此。

需要说明的是，图3A和图3B中所示出的X射线源100的布置仅是示例性的，且本申请不限于此。通过X射线源100中的第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130的不同布置(即通过第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130相对于投照体A的不同位置关系)，可实现扫描范围在不同方向上的扩展，也就是说，扫描范围的扩展不限于在竖直方向上的扩展。

图4是图3A中口腔CT的三个X射线源旋转90度之后，处于水平位置时的射源和探测器的布置以及射源和探测器之间的光路的示意性立体图。

图3A所示的口腔CT的三个X射线源处于竖直方向，当将图3A所示的口腔CT的三个X射线源旋转90度时，三个X射线源则处于图4所示的水平方向。在图4中，转动机构300的转动轴同样位于竖直方向上，但第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130旋转至水平方向且平行于探测器200的表面的方向(即X轴)上。

与图3A和图3B中的口腔CT在竖直方向上扩大了扫描范围类似，通过将图3A中的口腔CT的三个X射线源旋转90度，即图4所示的位置时，第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130可增大与水平方向诸如X轴方向上的扫描范围。

另外，在将图3A中的口腔CT的三个X射线源旋转至图4所示的水平位置时，第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130可设置成使得第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3在一次扫描中扫描投照体A上的相同部分，其中，一次扫描可以指根据本申请的口腔CT完成对投照体A上的要进行成像的区域扫描的动作，如上所述。所述相同部分可以为口腔CT针对投照体A的图像采集区。在图4所示的水平位置时，第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130在与平面B平行的方向上互相间隔开。在这种情况下，第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3可照射在投照体A相对于平面B的相同高度上。这样，在第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130与转动机构300一起转动的一次扫描中，第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3可扫描到投照体A上的相同部分。第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3扫描到投照体A上的相同部分可表示第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3在一次扫描中相对于投照体A所扫描的部分(即，实现容积扫描的部分)完全重合或部分重合。

并且，第一X射线源110、第二X射线源120和第三X射线源130可加载有不同的管电压。例如第一X射线源110可加载有较高的管电压，第二X射线源120可加载有中间的管电压，第三X射线源130可加载有较低的管电压。那么由探测器200检测的与第一X射线源110对应的数据可为较高能信号，由探测器200检测的与第二X射线源120对应的数据可为中间能信号，并且由探测器200检测的与第三X射线源130对应的数据可为较低能信号，基于所得到的高能信号、中间能信号和低能信号可通过图像重建算法得出投照体A被照射部位的能谱CT图像。因此，通过根据本申请的示例性实施方式的口腔CT可实现能谱X射线成像。此处仅描述了X射线源在水平位置时能实现能谱X射线成像，但本领域技术人员可以理解，通过X射线源的旋转，本申请的口腔CT可以实现在不同方向(例如图3A和3B所示的竖直位置)上的能谱X射线成像。

由于，在具有单个X射线源的能谱CT中，需要使施加有不同管电压的单个X射线源分别对图像采集区进行扫描，这种能谱CT的时间分辨率低，使得能谱CT的使用受限。根据本申请的口腔CT使用至少两个X射线源，这样可通过单次扫描实现对投照体A上相同部分(图像采集区)的扫描，从而在较短的时间内实现图像的采集。

参照图3A、3B和图4，可以看出，通过口腔CT中的X射线源的旋转，不仅可以增大不同方向上的扫描范围，同时还能够实现能谱X射线成像。

在本申请的相关附图中，为了便于描述，分别用两条线示意性地示出第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3，但第一X射线S1、第二X射线S2和第三X射线S3不限于图中所示的形式。

图5是根据本申请示例性实施方式的口腔CT的示意图。在图5所示的实施方式中，X射线源100和探测器200可一起设置在下悬式转动机构300的两个下悬臂上，并且探测器200和X射线源100分别设置在投照体A的两侧。转动机构300可使X射线源100和探测器200绕转动轴围绕投照体A转动，即，探测器200可与X射线源100一起随转动机构300绕投照体A转动。在图5所示的实施方式中，转动机构300可例如与机架400连接，并且机架400可固定安装至或放置在地面上。

图5中示出的转动机构300仅是示例性的且本申请不限于此，在其他实施方式中，转动机构300还可以呈任何其他适当的形式，例如，落地式转动机构。图6示出了根据本申请示例性实施方式的包括落地式转动机构的口腔CT的示意性立体图。如图6所示，落地式转动机构300包括落地底座330、射源立柱310和探测器立柱320。射源立柱310和探测器立柱320安装在落地底座330上并能够在落地底座330上转动。射源立柱310和探测器立柱320可分别用来安装X射线源和探测器。

本申请的口腔CT还包括射源旋转机构，该射源旋转机构用于实现本申请的口腔CT的多个X射线源的旋转。所述射源旋转机构包括用于安装多个X射线源的射源安装座以及与所述射源安装座固定连接、用于使所述射源安装座绕其旋转的旋转轴，其中旋转轴通过支架安装于下悬式转动机构的一个下悬臂(如图5所示)上或落地式转动机构的射源立柱(如图6所示)上。在另一示例性实施方式中，所述射源旋转机构还包括第一轴承和第二轴承，其中，所述第一轴承和所述第二轴承分别与所述旋转轴的第一端和第二端旋转配合。

图7和图8分别示出了根据本申请的示例性射源旋转机构的示意性正视图和左视图。图9和图10分别示出了根据本申请的示例性射源旋转机构的示意性左向立体图和右向立体图。如图所示，射源旋转机构包括用于安装多个X射线源11的射源安装座1，与射源安装座1固定连接的旋转轴13以及与旋转轴13的两端连接的第一轴承9a和第二轴承9b。在该示例性实施方式中，第一轴承9a和第二轴承9b可为带座轴承。本领域技术人员可以理解，轴承可以为任何合适形式的轴承。两个轴承9a和9b可以与各自的轴承支架7固定，例如通过螺栓与轴承支架7固定。此处，轴承支架7并非是必需的，也就是说，其也可以不存在。两个轴承支架7可以分别与射源支架10和射源电机支架6的顶面连接，例如通过螺栓连接。如图所示，射源支架10与射源电机支架6的底部安装面在同一水平面上，射源支架10与射源电机支架6的顶面也在同一水平面上。射源支架10与射源电机支架6的底部可以用于安装在下悬式转动机构的一个下悬臂(如图5所示)上或落地式转动机构的射源立柱(如图6所示)上。射源支架10与射源电机支架6的顶面可以用于安装两个轴承支架7。或者，在轴承支架不存在的情况下，射源支架10与射源电机支架6的顶面可以用于安装第一轴承9a和第二轴承9b。尽管在该示例性实施方式中，射源支架10与射源电机支架6为分体式结构，但是本领域技术人员能够理解，能够起到支撑轴承支架作用的任何形式的支架均在本申请的范围内，例如射源支架10与射源电机支架6可以为一体式支架结构。

在图7-10所示的实施方式中，射源安装座1为箱体式结构，箱体两侧设置有可供安装射线源11的放置口。箱体侧板上设置有光源出束口例如方形光源出束口，方形光源出束口两侧设置有可供方便拆卸射源安装螺栓的矩形孔。箱体两侧侧板中心设置有旋转轴13。旋转轴13的一端用于安装射源安装座同步带轮2，旋转轴13的另一端在连接轴承之后用垫片8固定。射源安装座1可由钢板焊接加工成型，也可由模具整体铸造成型。在此需要说明的是，尽管此处示例了两个X射线源和两个光源出束口，但是本领域技术人员将理解，如果设置一个X射线源，同时设置两个光源出束口，这样的设置也相当于涵盖两个X射线源的情况。再者，如果设置一个X射线源，同时设置三个光源出束口，这样的设置相当于涵盖三个X射线源的情况，依次类推。

在图7-10所示的实施方式中，轴承支架7从侧面看外形似L形，从正面看L形长边与短边顶角处均设置有圆角。L形长边面上设置有一个大圆孔与两个螺纹孔，三个孔的中心高度相同，两个螺纹孔相对于大圆孔中心对称，大圆孔在L形长边的中心线上。L形短边的面上设置有两个圆孔，两个圆孔相对于L形长边的大圆孔中心对称。其中一个轴承支架7一端与射源安装座1上安装的一个轴承9固定连接，另一端与射源电机支架6与固定连接。另一个轴承支架7一端与射源安装座1上安装的另一个轴承9固定连接，另一端与与射源支架10固定连接。轴承支架可由钢板焊接加工成型，也可由钢板整体折弯成型。在该示例性实施方式中示出了两个轴承支架7，但是同射源支架10与射源电机支架6一样，本领域技术人员可以理解，这两个轴承支架也可以为一体式结构。

在图7-10所示的实施方式中，射源支架10从侧面看呈L形结构，L形长边正面上设置有圆形光源出束口，出束口的下方设置有一个横向加强筋，顶部平面上设置有两个中心对称的圆孔。L形短边面上设置有四个中心对称的安装孔，左侧和右侧各两个。射源支架10的顶部与轴承支架7连接，底板与射源立柱连接。射源支架10为薄板形结构，射源支架10上设置有圆孔，其中，圆孔下方设置有横向的加强筋。射源支架可由钢板焊接加工成型，也可由钢板整体折弯成型。

在某些实施方式中，可以通过手动来转动多个X射线源，例如转动射源旋转机构的射源安装座。在某些实施方式中，也可以通过机械设备(例如电机)来转动多个X射线源，例如转动射源旋转机构的射源安装座。

例如，射源旋转机构还可包括电机12，电机12能够驱动射源安装座旋转。在某些示例性实施方式中，电机12可安装在射源电机支架6上。如图7-10所示，射源电机支架6为箱体式结构，内部可容纳电机，其中，开口面设置有电机固定安装孔。射源电机支架可由钢板焊接加工成型，也可由钢板整体折弯成型。射源电机12可通过射源电机安装板4安装于射源电机支架6内。射源电机安装板4可为薄板件结构，设置有电机安装孔。射源电机安装板4可由钢板整体加工成型。如图7-10所示，射源电机安装板4为矩形板形结构，射源电机安装板4四个顶角处设置有圆角，在每两边夹角处区域设置有可供调节距离的腰型孔。射源电机安装板4的中心设置有电机限位孔，并且在孔的四周设置有四个可供电机安装的螺纹孔，四个螺纹孔相对于电机限位孔中心对称。

在图7、8和9所示的实施方式中，射源旋转机构还可包括射源电机同步带轮5、射源安装座同步带轮2、射源同步带3。射源安装座同步带轮2与射源安装座1的旋转轴13的第一端固定连接，例如通过键来连接。射源电机12通过输出轴与射源电机同步带轮5连接，射源电机同步带轮5通过射源同步带3与射源安装座同步带轮2连接。射源电机12转动，带动射源电机同步带轮5旋转，射源电机同步带轮5的转动通过射源同步带3的传动带动射源安装座1上安装的射源安装座同步带轮2旋转，射源安装座同步带轮2通过键的传动带动射源安装座1旋转。

在本申请的示例性实施方式中，射源旋转机构还包括锁止组件，其能够使得多个X射线源保持在所需的位置，从而完成口腔CT的一次扫描。在本申请的示例性实施方式中，通过电机来驱动多个X射线源旋转，从而可使得多个X射线源准确地旋转至所需的角度，当达到所需角度后电机停止运动，但仍需通电保持力矩以克服旋转的X射线源的惯性，使之保持平衡状态。然而，电机长时间为了保持力矩通电会降低电机的使用寿命。通过本申请的示例性的锁止组件的配置，电机无需通电保持力矩，就能够确保多个X射线源保持在所需的位置，从而提高了电机的使用寿命。

本申请的示例性锁止组件包括第一磁铁；能被所述第一磁铁吸合的第一挡件；第二磁铁；以及能被所述第二磁铁吸合的第二挡件，其中，所述第一磁铁、所述第二磁铁、所述第一挡件和所述第二挡件在所述射源旋转机构上的位置配置成，当所述多个X射线源处于水平位置时，所述第一挡件与所述第一磁铁吸合，并且当所述多个X射线源旋转到竖直位置时，所述第二挡件与所述第二磁铁吸合，从而使得电机无需通电保持力矩就能使多个X射线源维持在水平位置或竖直位置。

图11和图12分别示出了多个X射线源处于竖直位置和水平位置时的示意性正视图。虽然图11和图12示出的射源旋转机构包括两个X射线源，但这仅是示例性的。如上文所述，本申请的范围不限于此，在某些实施方式中，X射线源可包括更多个X射线源，例如三个X射线源。在此仅以两个X射线源为例进行说明。

在图11和12所示的实施方式中，锁止组件包括第一磁铁14a和第二磁铁14b，一个射源水平挡件15和一个射源竖直挡件16，两个挡件由可以被磁铁吸合的材料例如铁或钢制成。两个挡件可以均为板形。所述磁铁可以为电磁铁。第一磁铁14a和第二磁铁14b可以分别固定在射源电机支架6的两端，例如通过螺栓固定在射源电机支架6的两端。此处提及的射源电机支架6的两侧是相对于射源电机支架6的底部安装面而言的相对立的两侧。第一磁铁14a和第二磁铁14b垂直安装在射源电机支架6的两侧，并且垂直于外表面。在一实施方式中，第一磁铁14a和第二磁铁14b在射源电机支架6上的安装高度一致。射源旋转水平挡件15和射源旋转竖直挡件16安装在射源安装座1的同一面侧板上，通过射源安装座1的旋转带动射源旋转水平挡件15和射源旋转竖直挡件16一起旋转。射源旋转水平挡件15垂直于射源安装座的底面，而射源旋转竖直挡件16平行于射源安装座的底面。所述射源安装座的底面是指口腔CT上的射源安装座处于水平位置时，最下面的平面。射源旋转水平挡件15和射源旋转竖直挡件16通过这样的位置设置，使得X射线源处于竖直位置时第二磁铁14b吸合射源旋转竖直挡件16(如图11所示)，并且X射线源处于水平位置时第一磁铁14a吸合射源旋转水平挡件15(如图12所示)。

本领域技术人员能够理解，将图11和12中两个磁铁与两个挡件的位置互换之后得到的锁止组件(未示出)也能够实现本申请的锁止结构的作用。具体而言，本申请的示例性锁止组件包括第一磁铁；能被所述第一磁铁吸合的第一挡件；第二磁铁；以及能被所述第二磁铁吸合的第二挡件，其中，所述第一挡件和所述第二挡件分别固定在所述支架的两侧，所述第一磁铁和所述第二磁铁分别安装在所述射源安装座的同一面上，并且其中所述第一磁铁垂直于所述射源安装座的底面，所述第二磁铁平行于所述射源安装座的底面。

图11和图12所示的实施方式中的锁止组件，通常能将多个X射线源维持在水平位置或竖直位置，而无需将电机通电保持力矩。还可以设置不同的锁止组件，以便在电机无需通电保持力矩的情况下将多个X射线源维持在任何所需的位置，具体如下文所述。

图13和图14分别示出了本申请的示例性射源旋转机构的左向立体图和右向立体图。图13和14所示的射源旋转机构与图9和10所示的射源旋转机构基本类似，除了电机的传动机构有所不同。例如，图9和10所示的实施方式中，电机的传动机构主要通过皮带轮来实现。也就是说，在图9和10所示的实施方式中，射源旋转机构还可包括射源电机同步带轮5、射源安装座同步带轮2、射源同步带3。然而，在图13和14所示的实施方式中，电机的传动机构主要通过蜗轮蜗杆传动来实现。

具体而言，在图13和14所示的实施方式中，射源旋转机构包括蜗轮17和与蜗轮17啮合的蜗杆18，除此之外，射源旋转机构的其他部件均与图9和10的射源旋转机构基本相同。如图13和14所示，蜗轮17与射源安装座1的旋转轴13的第一端固定连接，例如通过键来连接。并且在旋转轴13的第一端的末端，可以设置垫片8来固定蜗轮17与旋转轴13。蜗杆18与射源电机支架6连接，例如通过轴承19与射源电机支架6连接。射源电机12通过输出轴与蜗杆18连接。射源电机12转动，带动蜗杆18转动，由此带动与蜗杆18相啮合的蜗轮17转动，进而带动射源安装座1转动，由此实现了多个X射线源的旋转。

从图13和14所示的实施方式中可以看出，由于蜗轮蜗杆传动本身即有自锁功能，因此，在图13和14所示的射源旋转机构中，无需再额外设置其他锁止部件，便能够使得多个X射线源保持在所需的位置，从而完成口腔CT的一次扫描。因此，在该实施方式中，蜗轮蜗杆也就相当于图11和12所示的锁止结构。通过本申请的示例性的射源旋转机构的配置，电机无需通电保持力矩，就能够确保多个X射线源保持在所需的位置，从而提高了电机的使用寿命。

图15和图16分别示出了本申请的示例性射源旋转机构的左向立体图和右向立体图。图15和16所示的射源旋转机构与图9和图10所示的射源旋转机构基本类似，除了电机的传动机构有所不同。例如，图9和10所示的实施方式中，电机的传动机构主要通过皮带轮来实现。也就是说，在图9和10所示的实施方式中，射源旋转机构还可包括射源电机同步带轮5、射源安装座同步带轮2、射源同步带3。然而，在图15和16所示的实施方式中，电机的传动机构主要通过销齿传动来实现。

具体而言，在图15和16所示的实施方式中，射源旋转机构包括齿轮20，与齿轮20啮合的齿条21，与齿条21固定连接的滑动件例如滑块(未示出)以及滚珠丝杆滑轨22，其中滑动件与滚珠丝杆滑轨22可滑动地连接，并且齿轮20在结构上为圆形齿轮的1/4且包括相互垂直的两个面，除此之外，射源旋转机构的其他部件均与图9和10的射源旋转机构基本相同。如图15和16所示，齿轮20与射源安装座1的旋转轴13的第一端固定连接，例如通过键来连接。并且在旋转轴13的第一端的末端，可以设置垫片8来固定齿轮20与旋转轴13。滚珠丝杆滑轨22可与射源电机支架6连接。射源电机12通过输出轴与滚珠丝杆滑轨22连接。射源电机12驱动滚珠丝杆滑轨22旋转，导致滚珠丝杆滑轨22上的滑动件的移动，由此带动了齿条21移动，进一步带动与齿条21相啮合的齿轮20转动，带动射源安装座1转动，由此实现了多个X射线源的旋转。

从图15和16所示的实施方式中可以看出，齿轮20在结构上为圆形齿轮的1/4并且包括相互垂直的两个面，这样可以确保相互垂直的两个面分别定位射源安装座1的水平和竖直位置，由此实现锁止功能。因此，在图15和16所示的射源旋转机构中，无需再额外设置其他锁止部件，便能够使得多个X射线源保持在所需的位置，从而完成口腔CT的一次扫描。因此，在该实施方式中，销齿也就相当于图11和12所示的锁止结构。通过本申请的示例性的射源旋转机构的配置，电机无需通电保持力矩，就能够确保多个X射线源保持在所需的位置，从而提高了电机的使用寿命。

虽然前文是结合口腔CT来描述本申请的示例性射源旋转机构的，但是本领域技术人员能够理解，本申请的射源旋转机构能够用于不同目的的X射线成像设备，例如乳腺CT，头部CT，全身CT等，从而实现不同X射线成像设备的多模式拍摄。

虽然本文已经描述某些示例性实施方式和实施例，但是通过如上的描述，其他实施方式和修改将是明显的。在不背离本申请教导的情况下，本领域技术人员可对本申请的实施方式做出各种改变和修改。因此，本发明构思不限于这些实施方式，而是由所附权利要求及各种明显的修改和等同布置的更宽范围来限定。

Claims (11)

1.一种X射线成像设备的射源旋转机构，其特征在于，包括：

射源安装座，配置成用于安装多个X射线源；

旋转轴，与所述射源安装座固定连接以用于使所述射源安装座绕其旋转；

支架，配置成用于支撑所述旋转轴；以及

锁止组件，其能够将多个X射线源维持在期望的位置，从而使得所述多个X射线源在所述期望的位置发出X射线，

其中所述射源安装座能够绕所述旋转轴旋转，并且所述射源安装座的旋转带动所述多个X射线源一起旋转。

2.如权利要求1所述的X射线成像设备的射源旋转机构，其特征在于，所述射源旋转机构还包括第一轴承和第二轴承，其中，所述第一轴承和所述第二轴承分别与所述旋转轴的第一端和第二端旋转配合。

3.如权利要求1所述的X射线成像设备的射源旋转机构，其特征在于，所述射源旋转机构还包括电机，所述电机驱动所述射源安装座旋转。

4.如权利要求3所述的X射线成像设备的射源旋转机构，其特征在于，所述射源旋转机构还包括：

电机同步带轮，与所述电机连接，以便由所述电机驱动以进行转动；

同步带；

射源安装座同步带轮，通过同步带与所述电机同步带轮连接并由所述电机同步带轮带动进行转动，

其中，所述射源安装座通过所述旋转轴的第一端固定连接至所述射源安装座同步带轮，从而通过所述电机驱动所述射源安装座旋转，任选地，所述电机安装于所述支架上；所述电机同步带轮安装在所述电机的输出轴上。

5.如权利要求1-4中任一项所述的X射线成像设备的射源旋转机构，其特征在于，所述锁止组件包括：

第一磁铁，

能被所述第一磁铁吸合的第一挡件，

第二磁铁；以及

能被所述第二磁铁吸合的第二挡件，

其中，所述第一磁铁、所述第二磁铁、所述第一挡件和所述第二挡件在所述射源旋转机构上的位置配置成，当所述多个X射线源处于水平位置时，所述第一挡件与所述第一磁铁吸合，并且当所述多个X射线源旋转到竖直位置时，所述第二挡件与所述第二磁铁吸合，

任选地，所述第一磁铁和所述第二磁铁分别固定在所述支架的两侧，所述第一挡件和所述第二挡件分别安装在所述射源安装座的同一面上，并且其中所述第一挡件垂直于所述射源安装座的底面，所述第二挡件平行于所述射源安装座的底面；或者

所述第一挡件和所述第二挡件分别固定在所述支架的两侧，所述第一磁铁和所述第二磁铁分别安装在所述射源安装座的同一面上，并且其中所述第一磁铁垂直于所述射源安装座的底面，所述第二磁铁平行于所述射源安装座的底面。

6.如权利要求3所述的X射线成像设备的射源旋转机构，其特征在于，所述锁止组件包括：

蜗轮，与所述旋转轴的第一端固定连接；和

蜗杆，与所述蜗轮啮合并通过所述电机的输出轴与所述电机连接，

任选地，所述蜗杆安装在所述支架上和/或所述电机安装于所述支架上。

7.如权利要求3所述的X射线成像设备的射源旋转机构，其特征在于，所述锁止组件包括：

齿轮，与所述旋转轴的第一端固定连接，并且在结构上为圆形齿轮的1/4且包括相互垂直的两个面；

齿条，与所述齿轮啮合；

滚珠丝杆滑轨，通过所述电机的输出轴与所述电机连接；以及

滑动件，与所述滚珠丝杆滑轨可滑动地连接并与所述齿条固定连接，

任选地，所述滑轨安装在所述支架上和/或所述电机安装于所述支架上。

8.X射线成像设备，其包括权利要求1-7中任一项所述的射源旋转机构，其还包括：

探测器，配置以检测经过投照体的X射线以生成X射线的数据；以及

转动机构，配置以使所述X射线源和所述探测器绕转动轴围绕投照体转动，

其中，所述射源安装座能够绕垂直于所述探测器的表面的转动轴转动，从而带动所述多个X射线源绕垂直于所述探测器的表面的转动轴转动。

9.如权利要求8所述的X射线成像设备，其特征在于，

所述X射线源包括第一X射线源和第二X射线源，并且所述第一X射线源和所述第二X射线源设置为在所述转动机构的转动轴的方向上互相间隔开，或者在垂直于所述转动轴且平行于所述探测器的表面的方向上互相间隔开；或者

所述X射线源包括第一X射线源、第二X射线源和第三X射线源，并且所述第一X射线源、所述第二X射线源和所述第三X射线源设置为在所述转动机构的转动轴的方向上互相间隔开，或者在垂直于所述转动轴且平行于所述探测器的表面的方向上互相间隔开。

10.如权利要求9所述的X射线成像设备，其特征在于，所述转动机构是落地式转动机构并包括：

落地底座；

射源立柱，安装在所述落地底座上并能够在所述落地底座上转动，所述射源立柱用来安装所述支架；以及

探测器立柱，安装在所述落地底座上并能够在所述落地底座上转动，所述探测器立柱用来安装所述探测器。

11.如权利要求8-10中任一项所述的X射线成像设备，其为口腔CT。

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