CN212346554U - 一种x射线成像设备的限束器及x射线成像设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种X射线成像设备的限束器及X射线成像设备，该限束器，包括：壳体，所述壳体上开设有射线进口和射线出口，所述射线进口接收来自所述X射线成像设备的射线源的X射线；第一光栅，设于所述壳体上，所述第一光栅能够对X射线进行分割。

Description

一种X射线成像设备的限束器及X射线成像设备

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，特别涉及一种限束器及X射线成像设备。

背景技术

限束器是一种安装于X射线源(如CT的球管)前方的光学装置，限束器的主要作用是控制X射线源射出的X射线的照射野，以便在能够满足X射线成像和诊断的前提下，尽量减少投射范围，避免对人体造成不必要的辐射。同时，限束器还能够吸收一些散射，以提高成像的清晰度。

在X射线成像中，可能会采用X射线相衬成像技术来实现成像。相衬成像是通过捕捉X射线的相移信息来观察物体内部的电子密度变化，从而揭示物体的内部结构。

实用新型内容

在一方面，本申请实施例之一提供一种X射线成像设备的限束器，其包括：壳体，所述壳体上开设有射线进口和射线出口，所述射线进口接收来自所述X射线成像设备的射线源的X射线；第一光栅，设于所述壳体上，所述第一光栅能够对所述X射线进行分割。

在一些实施例中，所述壳体上设有第一导轨，所述第一光栅可滑动地设于所述第一导轨上。

在一些实施例中，所述第一导轨垂直于所述第一光栅的条纹长度方向设置。

在一些实施例中，所述壳体上设有第二导轨，所述第一光栅可滑动地设于所述第二导轨上，当所述第一光栅沿所述第二导轨滑动时能够改变所述第一光栅与发出所述X射线的X射线源之间的距离。

在一些实施例中，所述第一光栅与所述壳体可拆卸连接。

在一些实施例中，所述第一光栅位于所述射线出口处或者所述射线进口处。

在一些实施例中，所述第一光栅包括电镀金的硅片。

在另一方面，本申请实施例之一提供一种X射线成像设备，其包括上述任一技术方案所述的限束器。

在一些实施例中，X射线成像设备还包括X射线源、第二光栅和第三光栅；所述X射线源发出的X射线能够从所述限束器的射线进口射入，所述限束器、所述第二光栅和所述第三光栅沿着所述X射线的照射方向依次布置。

在一些实施例中，所述成像设备包括CT、DR、X射线机或数字乳腺断层摄影设备。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本申请一些实施例所示的X射线成像设备的限束器的结构示意图；

图2是根据本申请一些实施例所示的X射线成像设备的限束器的结构示意图；

图3是根据本申请一些实施例所示的X射线成像设备的工作原理示意图。

附图标记说明：10、限束器；11、壳体；12、射线出口；13、第一光栅；20、X射线源；30、第二光栅；40、第三光栅；50、X射线探测器；100、X射线成像设备；200、待成像物体。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。

本申请实施例涉及一种限束器及X射线成像设备，该限束器的壳体上设置了光栅，以对经过限束器的X射线进行分割。通过这样的设置，使用该限束器的X射线成像设备的结构更加紧凑，集成度更高。本申请的限束器可以应用于通过X射线照射进行成像的各种设备中，包括但不限于CT、DR、X射线机、数字乳腺断层摄影设备等。优选的，本申请的限束器可以应用于能够进行X射线相衬成像的设备中。

图1是根据本申请一些实施例所示的限束器的结构示意图，图2是根据本申请一些实施例所示的限束器的结构示意图。如图1和图2所示，该限束器10包括壳体11和第一光栅13。壳体11上开设有射线进口(图中未示出)和射线出口12。X射线能够从射线进口射入壳体11内，并从射线出口12射出。第一光栅13设于壳体11上，第一光栅13能够对射入射线进口或射出射线出口12的X射线进行分割。第一光栅13可以将X射线分割成多束子射线，分割后的各束子射线之间互不相干，且每束子射线具有空间相干性。通过第一光栅13分割后的X射线可以实现X射线的相衬成像。第一光栅13的作用可以等同于X射线相衬成像法(如Talbot-Lau干涉法)中的源光栅的作用，源光栅也被称为G0光栅。此外，第一光栅13可以为多缝的吸收光栅，第一光栅13的周期可以设置为十几微米至几十微米左右。

在一些实施例中，如图1所示，第一光栅13可以位于射线出口12处，在另一些实施例中，如图2所示，第一光栅13可以位于射线进口处。在其他一些实施例中，第一光栅13也可以设于壳体11内的其他位置。本领域技术人员可以根据X射线源20与第一光栅13的距离设置需求来确定第一光栅13的设置位置。

在一些实施例中，壳体11上可以设有第一导轨(图中未示出)，第一光栅13可滑动地设于第一导轨上。通过这样的设置，可以改变第一光栅13的位置，以调节第一光栅13是否位于X射线的照射路径上。通过这样的设置，限束器10也可以用于无需源光栅的X射线成像设备100。在一些实施例中，当第一光栅13位于射线进口处或射线出口12处时，第一导轨可以对应固定在壳体11外，第一光栅13上可以设置与第一导轨配合的滑轮，当滑轮在第一导轨上滑动时，能够带动第一光栅13沿着第一导轨滑动。在另一些实施例中，第一导轨也可以固定在壳体11内。在一些实施例中，限束器10可以包括第一锁止机构，当第一光栅13沿着第一导轨运动而到达预设位置时，第一锁止机构能够锁定第一光栅13与第一导轨的相对位置。预设位置可以是第一光栅13正好位于X射线的照射路径上的位置(如图1或图2中所示的位置)，此时，X射线经过第一光栅3后被分割。预设位置也可以是第一光栅正好被移开而未处于X射线的照射路径上的位置，此时，第一光栅13不再对X射线产生影响。

在一些实施例中，第一导轨可以垂直于第一光栅13的条纹长度方向设置。通过这样的设置，在X射线的相衬成像过程中，第一光栅13可以沿着垂直其条纹长度的方向进行步进运动，然后获取探测器上某像素点处所接收的X射线的强度变化曲线，从而实现X射线的步进成像。通过X射线的步进成像可以提高相衬成像效果。通过这样的设置，可以扩展限束器10的应用场景。

在一些实施例中，壳体11上可以设有第二导轨，第一光栅13可滑动地设于第二导轨上，当第一光栅13沿第二导轨滑动时能够改变第一光栅13与发出X射线的X射线源20之间的距离。当将限束器10用于相衬成像时，在第二导轨上调节第一光栅13的位置，也可以改变第一光栅13与相衬成像的其他光栅的距离。第二导轨可以设于壳体11内，第二导轨的设置方向可以是与光栅所在的平面垂直的方向，第二导轨可以从射线进口向射线出口12延伸。第一光栅13可以通过能够与第二导轨配合的滑轮设置到第二导轨上，当滑轮在第二导轨上滑动时，能够带动第一光栅13沿着第二导轨滑动。在一些实施例中，限束器10可以包括第二锁止机构，当第一光栅13沿着第二导轨运动而到达预设位置时，第二锁止机构能够锁定第一光栅13与第二导轨的相对位置。

在一些实施例中，第一光栅13与壳体11可拆卸连接。第一光栅13可以通过卡接、螺纹连接等方式与壳体11连接。通过这样的设置，在无需使用第一光栅13时，可以方便地将第一光栅13拆卸下来，扩展限束器10的应用场景范围。在另一些实施例中，第一光栅13也可以通过粘接、焊接等方式与限束器10的壳体11固定连接在一起。

在一些实施例中，第一光栅13包括电镀金的硅片。第一光栅13以硅片作为基板，以金作为吸收材料。在另一些实施例中，第一光栅也可以以其他材料作为基板，例如玻璃。此外，吸收材料也可以是铂、铅、铋等具有较低熔点的重金属。

在一些实施例中，限束器10可以包括铅制作成的铅叶，用来屏蔽X射线，例如，可以在相互垂直的两个方向上分别设置一对铅叶组，以使得X射线照射范围为矩形。在一些实施例中，铅叶可以与设于限束器10内部的驱动机构相连，通过驱动机构，可以手动或电机驱动铅叶组运动，以改变X射线照射范围。此外，为了使X射线成像设备100的操作者能直观地观察到X射线照射范围，限束器10内部可以设置由可见光源和反射镜片组成的光学组件，该光学组件能够将与X射线照射范围一致的可见光投照到人体上，以指示X射线的照射范围。

本申请所披露的限束器可能带来的有益效果包括但不限于：(1)通过将第一光栅集成设置在限束器的壳体上，使得采用X射线进行相衬成像的设备的集成程度更高，结构更加紧凑；(2)通过设置第一导轨，可以控制第一光栅是否位于X射线的照射路径，使得限束器可以在多种成像场景下使用；(3)通过设置第二导轨，可以调节第一光栅与X射线源的距离，使得限束器的使用更加方便，成像效果更好。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

在另一方面，本申请实施例之一提供一种X射线成像设备100，其包括上述任一技术方案的限束器10。在一些实施例中，X射线成像设备100可以包括CT、DR、X射线机或数字乳腺断层摄影设备等。

图3是根据本申请一些实施例所示的X射线成像设备100的工作原理示意图，如图3所示，在一些实施例中，X射线成像设备100还包括X射线源20、第二光栅30和第三光栅40。图3中的第一光栅13设置于限束器的壳体上。X射线源20发出的X射线能够从限束器10的射线进口射入，限束器10、第二光栅30和第三光栅40沿着X射线的照射方向依次布置。待成像物体200被放置在限束器10(第一光栅13)与第二光栅30之间。第二光栅30可以理解为Talbot-Lau干涉法中的相位光栅，第三光栅40可以理解为Talbot-Lau干涉法中的解析光栅。第二光栅30能够改变X射线的相位，在X射线经过第二光栅30后产生Talbot效应。第三光栅40平行于第二光栅30设置，且放置在第二光栅30衍射的Talbot距离上。

X射线源20可以包括高压发生器和球管，限束器10可以安装在球管的射线发出窗口处，从而根据诊断的需要限制X射线的照射范围。更重要的是，由于球管发出的X射线不具有空间相干性，通过使用设有第一光栅13的限束器10，可以得到具有空间相干性的X射线。第二光栅30的周期p1和第三光栅40的周期p2可以符合以下关系：

其中，L为第一光栅13到第二光栅30的距离，D为第二光栅30到第三光栅40的距离。通过使用具有第二导轨的限束器10，也可以更方便地调节第一光栅13与第二光栅30之间的距离。

在一些实施例中，X射线成像设备100还可以包括X射线探测器50，X射线探测器50可以用于接收X射线，并可通过光电信号转换技术(例如，数字化摄影技术)将接收的X射线信号转换为可进行数字处理的电信号。X射线探测器50可以探测X射线的光强信息，采集图像。在完成一个光栅周期内的采集后，通过比较每个像素点对应的样品光强曲线与背景光强曲线的差异可计算出折射图像信息、衰减图像信息和暗场图像信息。

本申请所披露的X射线成像设备可能带来的有益效果包括但不限于：(1)通过使用集成有第一光栅的限束器，X射线成像设备的集成程度更高，结构更加紧凑；(2)通过使用集成有第一光栅的限束器，第一光栅能够更靠近X射线源，X射线成像设备具有更大的放大率；(3)X射线成像设备能够进行不同方式的成像，可在不同场景中使用。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种X射线成像设备的限束器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体上开设有射线进口和射线出口，所述射线进口接收来自所述X射线成像设备的射线源的X射线；

第一光栅，设于所述壳体上，所述第一光栅能够对所述X射线进行分割。

2.如权利要求1所述的限束器，其特征在于，所述壳体上设有第一导轨，所述第一光栅可滑动地设于所述第一导轨上。

3.如权利要求2所述的限束器，其特征在于，所述第一导轨垂直于所述第一光栅的条纹长度方向设置。

4.如权利要求1所述的限束器，其特征在于，所述壳体上设有第二导轨，所述第一光栅可滑动地设于所述第二导轨上，当所述第一光栅沿所述第二导轨滑动时能够改变所述第一光栅与发出所述X射线的X射线源之间的距离。

5.如权利要求1所述的限束器，其特征在于，所述第一光栅与所述壳体可拆卸连接。

6.如权利要求1所述的限束器，其特征在于，所述第一光栅位于所述射线出口处或者所述射线进口处。

7.如权利要求1所述的限束器，其特征在于，所述第一光栅包括电镀金的硅片。

8.一种X射线成像设备，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的限束器。

9.如权利要求8所述的X射线成像设备，其特征在于，还包括X射线源、第二光栅和第三光栅；所述X射线源发出的X射线能够从所述限束器的射线进口射入，所述限束器、所述第二光栅和所述第三光栅沿着所述X射线的照射方向依次布置。

10.如权利要求8所述的X射线成像设备，其特征在于，所述成像设备包括CT、DR、X射线机或数字乳腺断层摄影设备。

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