CN85101138A - 断层摄影装置 - Google Patents

Abstract

本发明的断层摄影装置中，通过将晶体管插入X射线管的灯丝加热电路中，并设有信号发生电路，按照设定的轨道使控制信号由初始值随时间而变化，由该控制信号驱动晶体管，由此控制X射线管电流从而改变X射线辐射剂量。本发明通过这种简单的结构使X射线管的电流波动较少，从而使X射线辐射量保持恒定而得到均匀的图象。

Description

本发明涉及断层摄影装置，特别是涉及具有X射线控制装置的断层摄影装置，当X射线管装置和显象设备在轨道运转中可使X射线照射量发生对应于轨道的变化。

如图1所示，通常的平行平面式X射线断层摄影装置的结构是将X射线管1和胶片2相对配置起来，并将台3上的被检者4夹在中间，X射线管1和胶片2可分别在与被检者4体内任意位置上设定的断层面5相平行的平面6、7上移动，并使两者以断层面5的中心点O为中心进行对称移动。因此，在上述平面6、7上的移动轨迹可采用直线、圆、楕圆、内摆线和螺旋线等各种轨迹。

但是，一般来说，断层摄影的目的在于正确摄取截断面的影象。因此，必须尽量使妨碍正确摄取影象的障碍阴影不明显，或者容易分辨出障碍阴影。以前在采用多轨道断层摄影装置的摄影中，由于摄影部位或摄影轨道种类的不同，有时截断面以外的影象成为摄取截断面影象的障碍，为了消除这种影响，可以改变X射线管装置的速度，或控制X射线管电流（特公昭58-20117）。但是，前者在结构上有很多困难，而后者的问题是，由于在X射线管灯丝加热电路中插入3端子双向性开关元件，通过相位控制来控制X射线管电流，特别是当X射线管电流较小时X射线管电流的波动变大，从而在胶片上产生不均匀现象。

也就是说，在断层摄影中，随着X射线管的移动，在轨道任意位置上到达胶片面的剂量I取决于FFD（X射线管焦点和胶片之间的距离）引起的减弱F（θ）、被摄体引起的减弱G（θ）、X射线管移动量引起的X射线剂量变化H（θ）、X射线管电流A（θ），并可用下式表示：

I＝KA（θ）F（θ）G（θ）H（θ）

如图1所示，θ为X射线管的倾斜角度，K为常数。但是，F（θ）在结构上不能加以控制，由于G（θ）取决于被摄体也不能加以控制。对于上面谈到的前者，H（θ）虽可以进行控制，但如上所述，机构及其控制将变得复杂。因此，认为通过控制A（θ）来控制I是最好的方法，实现这一方法的也就是上面谈到的后者，但存在如上所述的问题。

本发明的目的在于提供这样的断层摄影装置，即通过控制X射线管电流来改变X射线照射剂量，而且X射线管电流的波动较少，从而可得到没有不均匀现象的图象，并具有简单结构的X射线控制装置。

在本发明的断层摄影装置中，将晶体管插在X射线管的灯丝加热电路中，并设有按照设定轨道由初始值随时间变化的控制信号的信号发生电路，按照该控制信号来驱动晶体管，从而可改变X射线管电流以使到达的X射线剂量保持一定。

以下所述的实施例是将本发明适用于可采取各种轨道的多轨道X射线断层摄影装置中。为了能采取各种轨道，必须将旋转运动和直线运动组合起来，其模式图如图2所示，X射线管1是由直线运动机构9和使该直线运动机构9旋转的旋转运动机构8来保持的。在该图2中没有示出，胶片2以中心点O（参阅图1）为支点，并通过可转动支持的连接杆与X射线管1连接起来，当X射线管1沿螺旋轨道等各种轨道运动时，对于此X射线管1的运动，胶片2以点O为中心进行对称运动。在X射线管断层摄影装置中，从来普遍采用实现这样相对运动的机构，因此，这里不加说明。

X射线控制装置的构成如图3所示。在图3中，灯丝加热电压由电源11通过变压器12加到X射线管1的灯丝上。晶体管13接在该灯丝加热电路变压器12的初级一侧，以控制加热电功率。该晶体管13由驱动电路14来驱动，由电压检测电路16检出的灯丝电压和控制电压经比较电路17加以比较，根据其比较结果，对驱动电路14进行控制，从而可对灯丝电压进行控制。在通常的X射线控制装置中，由X射线管电流设定用开关18向比较电路17供给对应于所选轨道的一定的控制电压。在该实施例中，在X射线管电流设定用开关18和比较电路17之间接入了以点划线围着的电路。

以开关18所选择的X射线管电流值通过由运算放大器21构成的缓冲器送入由运算放大器22构成的加法电路，并与由运算放大器24和电容器25等构成的积分电路的输出相加。开关23用于设定X射线管电流的初始值。此外，开关26是按照所选择的轨道来设定积分常数用的开关，可根据轨道的区别来设定X射线管电流的变化。开关27、28是使电容器25短路用的开关，开关27当不希望X射线管电流变化时接通。开关28随着X射线照射而断开，并可使积分动作开始。齐纳二极管29用于限制积分动作，从而可限制X射线管电流的变化。

下面说明一下选择任一轨道并按照所选轨道使X射线管电流随时间变化的情况。首先，利用开关18来选择X射线管电流值，其次利用开关23来设定X射线管电流值的初始值。这些电流值都是按照所选轨道来设定的。特别是通过开关26，可设定积分常数，而此积分常数可引起适合所选轨道的X射线管电流变化。然后开关27断开。当轨道运动开始，X射线照射开始时，照射开关28断开。这样一来，该积分电路的积分动作便开始，而积分电压便缓慢地升高。此积分电压在加法电路中与缓冲器的输出电压相加，由初始值随时间缓慢升高的电压由加法电路输出，并以此作为控制信号送入比较电路17中。另一方面，灯丝电压由电压检测电路16检出，该检出电压和上述的控制信号进行比较，其差值由比较电路17送入驱动电路14。因此，晶体管13受到控制以使上述差值消失，X射线管电流按照控制信号进行变化。在此实施例中，由于利用积分电路，所以X射线管电流随时间按线性增加，齐纳二极管29可使其增加停止。

当希望X射线管电流为一定值时，可按下述步骤进行。利用开关18来设定X射线管电流，同时利用开关23来设定初始值，并使加法电路的输出电压与开关18的输出电压相等。然后，若将开关27断开，则不进行积分动作，因而比较电路17中所加的控制信号便保持初始值而不变。

此外，若利用函数发生电路来代替积分电路，则可得到任意函数变化的控制信号，不仅可使X射线管电流按线性增加，而且可使X射线管电流按各种变化形式进行变化。

这里按照预先规定的变化形式使X射线管电流随时间进行变化，但是，其基础是若进行轨道的选择，则角度θ（参阅图1）的时间变化自然而然地就可以决定。即角度θ是时间T的函数，就上式来说，按时间T来控制A（θ），从而通过控制A（θ）实现到达胶片面的剂量I保持一定的目的。而且，通过接在灯丝加热电路中的晶体管13来控制X射线管电流，从而可减少X射线管电流的波动。

根据本发明，通过控制X射线管电流，可保持到达的剂量一定，同时在X射线管电流变化的整个范围内可减少X射线管电流的波动，可得到在整个图面上没有不均匀现象的图象。另外，附加电路的结构简单，易于实现。

图1为说明断层摄影装置的动作的模式图，图2为本发明一实施例中这种断层摄影装置的运动机构的模式斜视图，图3为同一实施例的X射线控制装置的方框图。

1、X射线管    2....胶片

3....台    4....被检者

5....断层面    8....旋转运动机构

9....直线运动机构    11....电源

12....变压器    13....晶体管

14....驱动电路    16....电压检测电路

17....比较电路

18....X射线管电流设定用开关

21....缓冲器用运算放大器

22....加法用运算放大器

23....初始值设定用开关

24....积分用运算放大器

25....积分用电容器

26....轨道选择用开关

29....齐纳二极管

Claims (1)

1. 断层摄影装置由下列部分构成：X射线管装置、为使透过被摄体的X射线射入而将被摄体夹在中间并与上述X射管装置相对配置的显象设备、以设定在被摄体中的断层面中心点为中心使上述射线管装置和显象设备进行对称移动的移动设备、按照设定的轨道由初始值随时间变化的控制信号的信号发生电路、接在上述X射线管装置的灯丝加热电路中并按照上述控制信号进行驱动以使X射线管电流发生变化的晶体管。

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