專利名稱：具有位置探測(cè)器的層析x光攝象機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是丹尼爾·阿卑寧(DanielAbenaim)1988年4月13日提出的關(guān)于“具有位置探測(cè)器的層析X光攝象機(jī)”的美國(guó)專利申請(qǐng)的繼續(xù)。
總的來說，本項(xiàng)發(fā)明是關(guān)于層析X光攝象機(jī)的發(fā)明，這種設(shè)備相對(duì)于被X光照射的物體動(dòng)態(tài)地工作。具體地說，本項(xiàng)發(fā)明是關(guān)于這種設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件位置定位的發(fā)明。
層析X光攝象機(jī)已經(jīng)運(yùn)用了許多年。最為人知的型式是CAT(計(jì)算機(jī)化的軸向的X光攝象技術(shù))掃描攝象機(jī)，它通過采集通過人體的多層次的、每一層內(nèi)橫截面上的、片狀的X光束進(jìn)行工作。典型的CAT掃描攝象機(jī)包括一個(gè)X光源和一組裝在套環(huán)對(duì)面的探測(cè)器。在工作時(shí)，這個(gè)套環(huán)在一個(gè)假想平面內(nèi)繞患者轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，能夠從各個(gè)不同的角度在該假想平面內(nèi)采集到許許多多X光束，經(jīng)過熟知的反射過程進(jìn)行數(shù)學(xué)處理就會(huì)得出結(jié)論，產(chǎn)生了在這個(gè)平面內(nèi)關(guān)于人體橫截面的圖象。
攝象過程中的一個(gè)重要條件是層析X光攝象器件與患者之間的準(zhǔn)確、穩(wěn)定的定位，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中和多次攝象與更換患者過程中都是如此。相反，定位不準(zhǔn)就會(huì)影響整個(gè)掃描的數(shù)據(jù)。為了解決這個(gè)問題，目前的CAT掃描攝象機(jī)一般又大又重并且包含一個(gè)要裝層析X光攝象器件的較重的套環(huán)。支撐這樣重的設(shè)備需要設(shè)備機(jī)座有附加的質(zhì)量和尺寸。
這種結(jié)構(gòu)的設(shè)備既成本高又難于重新定位，并且需要較大的地面空間，在地面空間有限的情況下則無法使用。這種又大又重的設(shè)備的另一個(gè)缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損，經(jīng)過一段時(shí)間，這種磨損將導(dǎo)致定位不準(zhǔn)。
在過去的技術(shù)領(lǐng)域里，層析X光攝象機(jī)的另一種型式是X光源和一組探測(cè)器都裝在C型構(gòu)架上，這是典型的懸臂結(jié)構(gòu)，在患者上方進(jìn)行操作。雖然這種設(shè)備能夠在較寬范圍內(nèi)進(jìn)行操作，但是還是需要較大的空間和自重，也有定位性能不良的問題。
根據(jù)上述，本項(xiàng)發(fā)明提供了一種改進(jìn)的層析X光攝象機(jī)，它能監(jiān)控層析X光攝象器件的定位以提供準(zhǔn)確的掃描攝象數(shù)據(jù)，并且和同類設(shè)備相比體積小、重量輕。這種類型的X光設(shè)備具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，它至少帶有一個(gè)X光源，還具有這樣一個(gè)部件，它能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件在X光照射時(shí)繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這里，我們的改進(jìn)包括靜態(tài)的基準(zhǔn)部件和確定轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜態(tài)的基準(zhǔn)部件之間位置關(guān)系的部件。在本項(xiàng)發(fā)明的精髓中，轉(zhuǎn)動(dòng)部件定義了一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)平面，并確定了在該轉(zhuǎn)動(dòng)平面上的兩個(gè)相互垂直坐標(biāo)的位置關(guān)系。
本項(xiàng)發(fā)明根據(jù)附圖進(jìn)行直觀地說明，其中附

圖1是CAT掃描攝象機(jī)的一個(gè)正面視圖，它對(duì)應(yīng)著本項(xiàng)發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例;
附圖1A是附圖1的一個(gè)變型實(shí)施例的局部詳示圖;
附圖1B是附圖1的變型實(shí)施例的另一個(gè)局部詳示圖;
附圖2是CAT掃描攝象機(jī)的正面視圖，它對(duì)應(yīng)著本項(xiàng)發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例;
附圖3是CAT掃描攝象機(jī)的一個(gè)透視圖，當(dāng)然它是就本項(xiàng)發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例而言的;
附圖4是附圖3所示設(shè)備的一個(gè)局部詳細(xì)圖解。
總地來說，本項(xiàng)專利申請(qǐng)涉及1988年2月26日伯納德·M·戈登(BernardM·Gordon)提出的題為“層析X光攝象機(jī)”的美國(guó)專利申請(qǐng)，其專利號(hào)為160657。同本項(xiàng)專利申請(qǐng)一樣，它轉(zhuǎn)讓給了麻薩諸塞州，皮博迪的模擬公司。該項(xiàng)發(fā)明的說明在此作為參考資料而被結(jié)合在一起。
轉(zhuǎn)動(dòng)部件是一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)套環(huán)，它定義了第一個(gè)假想的旋轉(zhuǎn)平面，基準(zhǔn)環(huán)位于第二個(gè)假想平面內(nèi)，第二個(gè)假想平面或者實(shí)質(zhì)嫌胩諄紛矯嫫叫?，或者用劗植G稀Ｒ歡暈恢錳講獠考詰詼虻諞患儐肫矯婺諞韻嗷ゴ怪弊晏講饣返奈恢謾５諶鑫恢錳講獠考允抵噬洗怪鋇詼儐肫矯嫻淖 探測(cè)環(huán)的位置，還可有一探測(cè)部件以與第一假想平面相垂直的坐標(biāo)上進(jìn)行探測(cè)以響應(yīng)上述第三探測(cè)部件。
如附圖1所示，CAT掃描攝象機(jī)10一般包含一個(gè)帶有層析X光攝象器件的可轉(zhuǎn)套環(huán)12和一個(gè)靜態(tài)支撐部件14。支撐部件14包含一個(gè)支承該設(shè)備的機(jī)座16和一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝套環(huán)12的環(huán)形構(gòu)架18。這種可轉(zhuǎn)動(dòng)的裝配可通過帶有小輪17的任何適宜的部件來實(shí)現(xiàn)。這種小輪17沿構(gòu)架18上的成型軌道運(yùn)動(dòng)。機(jī)座16一般包含設(shè)備重新定位的部件，具體包含小輪20和兩條支撐軌22。
套環(huán)12包含多種完成CAT掃描攝象功能的部件。核心部件包含一個(gè)X光源24和一組X光探測(cè)器列陣26。該套環(huán)可能還包括設(shè)備構(gòu)成所需的各種部件。本項(xiàng)發(fā)明的具體設(shè)置包括一個(gè)X光源24的電源28，包括一個(gè)電子組件30，該電子組件為探測(cè)器列陣26的輸出進(jìn)行數(shù)學(xué)處理并為X光攝象套環(huán)12提供控制，包括一個(gè)電子組件30的電源32和一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件34。該驅(qū)動(dòng)部件34包含一個(gè)使套環(huán)12能在環(huán)形構(gòu)架18內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的電源。各個(gè)部件可根據(jù)需要通過導(dǎo)線互相連接成電路，這些雖然沒有在圖上表示出來，但可經(jīng)過任何適當(dāng)路線進(jìn)行布置，例如可通過中空環(huán)形部件36。
另外，套環(huán)12還包含一對(duì)加強(qiáng)板38，它們連接著X光源24和探測(cè)器列陣組26。加強(qiáng)板38按三角形進(jìn)行布置以利用三角形幾何結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，探測(cè)器列陣26安裝在第三個(gè)剛體板39上，它形成了三角形的第三邊。
轉(zhuǎn)動(dòng)部件定義了一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)平面，該轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)的兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)進(jìn)一步確定位置關(guān)系，確定位置關(guān)系的部件包含一個(gè)園環(huán)形的與轉(zhuǎn)動(dòng)軸同軸安裝的引導(dǎo)部件，還含有探測(cè)該引導(dǎo)部件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件或靜基準(zhǔn)部件的相對(duì)位置的部件。
安裝在加強(qiáng)板38上的是一對(duì)位置探測(cè)器40安裝探測(cè)器40的目的是探測(cè)不轉(zhuǎn)動(dòng)的基準(zhǔn)環(huán)42的位置。它們相互垂直地安裝以套環(huán)12轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)的兩個(gè)坐標(biāo)來探測(cè)可轉(zhuǎn)套環(huán)12和基準(zhǔn)環(huán)42之間的相對(duì)位置。圖示的基準(zhǔn)環(huán)42附加在一個(gè)靜態(tài)基準(zhǔn)上，如患者臺(tái)44，它也可附加在環(huán)形構(gòu)架18或機(jī)座16的一部分上。圖示的基準(zhǔn)環(huán)42和患者臺(tái)44在比例上較套環(huán)12要小一些，這樣做的目的是為了清楚起見?；鶞?zhǔn)環(huán)42一般和加強(qiáng)板38所確定的轉(zhuǎn)動(dòng)圓幾乎是一樣大的。
探測(cè)器40可通過任意可行的方法來探測(cè)基準(zhǔn)環(huán)42，如直接機(jī)械式接觸或通過反射能。在各種情況下，探測(cè)器都探測(cè)該探測(cè)器和基準(zhǔn)環(huán)42之間的距離。另外，還可安裝一個(gè)或多個(gè)探測(cè)器在實(shí)質(zhì)上垂直于套環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)平面和基準(zhǔn)環(huán)42的平面的坐標(biāo)上探測(cè)基準(zhǔn)環(huán)42和套環(huán)12之間的相對(duì)位置。還可以具有第四個(gè)探測(cè)套環(huán)相對(duì)于基準(zhǔn)環(huán)的角度的部件。
附圖1A說明了一種探測(cè)器40的詳細(xì)情況及其和基準(zhǔn)環(huán)42的接觸情況。探測(cè)器40中包括一個(gè)凸輪作用桿46，它跟蹤基準(zhǔn)環(huán)42，還包含一個(gè)可變電阻48，并且該可變電阻48是通過上述凸輪作用桿進(jìn)行控制的。凸輪作用桿46通過彈簧50進(jìn)行偏移運(yùn)動(dòng)，并且包括一個(gè)凸輪52，該凸輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在桿的一端以和基準(zhǔn)環(huán)42相接合作用?？勺冸娮?8通過產(chǎn)生電信號(hào)來反映用機(jī)械方法探測(cè)到的基準(zhǔn)環(huán)的位置，可變電容也可用在可變電阻48的位置。所述這種機(jī)械式位置探測(cè)裝置可以包含一對(duì)機(jī)械式位置探測(cè)器，該位置探測(cè)器還具有由機(jī)械地探測(cè)基準(zhǔn)環(huán)位置而產(chǎn)生電信號(hào)的部件。機(jī)械式探測(cè)器固定在套環(huán)上，而基準(zhǔn)環(huán)固定在靜態(tài)基準(zhǔn)部件上。
附圖1B說明了探測(cè)器40的另一個(gè)具體方案，它具有反射回來的能量來測(cè)量到基準(zhǔn)環(huán)42的距離。聲波發(fā)送器54和一個(gè)控制器56連接在一起。這個(gè)控制器使發(fā)送器54向基準(zhǔn)環(huán)42發(fā)送聲音短脈沖并接收從該環(huán)反射回來的聲能，聲波發(fā)送與接收之間的延時(shí)表明了到基準(zhǔn)環(huán)42的距離。盡管圖示的方法使用的是聲波，其他傳播能量的方法，如光波、無線電波也是可以的?；鶞?zhǔn)環(huán)42上也可有可讀代碼顯示裝置，使得在掃描攝象過程中的角度位置和探測(cè)結(jié)果能夠顯示出來。所述這個(gè)探測(cè)方案，也可以包含至少一個(gè)具有反射能的發(fā)射源和至少一個(gè)探測(cè)這種反射能的探測(cè)器。
在工作過程中，附圖1所示的設(shè)備10不停地探測(cè)可轉(zhuǎn)套環(huán)12和基準(zhǔn)環(huán)42之間的相對(duì)位置。當(dāng)套環(huán)12轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，基準(zhǔn)環(huán)42和探測(cè)器40之間的距離不斷地得到測(cè)量。測(cè)量結(jié)果被電子組件30轉(zhuǎn)換成數(shù)字讀數(shù)，它用在X光反射過程中以產(chǎn)生所掃描薄層的圖象。兩個(gè)探測(cè)器40相互垂直的設(shè)置提供了可轉(zhuǎn)套環(huán)12假想轉(zhuǎn)動(dòng)平面上二維尺寸或X-Y座標(biāo)的完整數(shù)據(jù)。這種轉(zhuǎn)動(dòng)平面可能平行于附圖1所示的平面。
附圖2表明了本項(xiàng)發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，這里可轉(zhuǎn)套環(huán)的相對(duì)位置是通過X光探測(cè)器26測(cè)量的。附圖2僅僅表明了CAT掃描攝象機(jī)的本質(zhì)特點(diǎn)，它包括帶有X光源24的套環(huán)60及探測(cè)器列陣，也表明了患者62、患者臺(tái)64和基準(zhǔn)環(huán)66。探測(cè)器列陣26被表明由68、70、72三個(gè)扇區(qū)的探測(cè)器所組成。68扇區(qū)的探測(cè)器從患者62身上采集數(shù)據(jù)，并可以為了這種目的以任何適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行結(jié)構(gòu)布置。70扇區(qū)和72扇區(qū)中所示的其他探測(cè)器用來確定基準(zhǔn)環(huán)66和X光源24及70、72扇區(qū)探測(cè)器之間的相對(duì)位置。70扇區(qū)的探測(cè)器包括探測(cè)器74至探測(cè)器81，72扇區(qū)探測(cè)器包括探測(cè)器82至探測(cè)器89。各個(gè)扇區(qū)所示的探測(cè)器的數(shù)目不是嚴(yán)格不變的，能夠根據(jù)設(shè)備的設(shè)計(jì)進(jìn)行變化。
基準(zhǔn)環(huán)66由X光半透明材料構(gòu)成，定位在從X光源24至探測(cè)器列陣26的X光束所確定的一個(gè)想像平面內(nèi)，包含有能從結(jié)論圖象中觀察攝象質(zhì)量的部件，這樣，用于從患者62身上采集數(shù)據(jù)的X光束也通過基準(zhǔn)環(huán)66并且有輕微衰減。由于基準(zhǔn)環(huán)66的幾何形狀所決定，通過患者62中心的X光束，例如中心經(jīng)向線94，通過基準(zhǔn)環(huán)66的衰減程度最小。這種衰減隨著X光束的角度從中心線94到外邊緣的變化而略有增加，這種情況是可以接受的，因?yàn)榛颊唧w內(nèi)的“信息”也隨著徑向線和中心線的夾角的增加而減少?；颊唧w內(nèi)信息最復(fù)的地方在正中心處，隨著角度向頭部的邊緣偏轉(zhuǎn)、隨著角度向軀體的邊緣偏轉(zhuǎn)而減少。這樣，接近患者外邊緣方向的遞增衰減也是可以接受的，甚至是所希望的，因?yàn)樗鼫p小了必須通過探測(cè)器測(cè)量的X光信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍?；鶞?zhǔn)環(huán)66可用任何適宜材料制做，例如玻璃纖維或其他化合物。
附圖2所示的徑向線定義了徑向光束96至徑向光束101，X光源12輻射的X光通過這些光束照射在70扇區(qū)和72扇區(qū)的探測(cè)器上。徑向光束96和徑向光束99內(nèi)的X光通過基準(zhǔn)環(huán)66后沒有任何衰減，這樣，探測(cè)器74、75、82、和83基于附圖2所示的基準(zhǔn)環(huán)66和套環(huán)60之間的位置關(guān)系將記錄最強(qiáng)的信號(hào)。相反，通過徑向光束97和徑向光束100并照射在探測(cè)器76-78和探測(cè)器84-86的X光將有最大程度的衰減，這種衰減從探測(cè)器76至探測(cè)器77遞增，在探測(cè)器78處衰減最大。類似地，這種衰減從探測(cè)器84至探測(cè)器85衰減程度遞增，從而接收信號(hào)減弱，從而對(duì)探測(cè)器86接收到最弱的信號(hào)，這種衰減隨著X光必須通過基準(zhǔn)環(huán)66的越來越多的部分而遞增。
如果基準(zhǔn)環(huán)66和套環(huán)60之間的相對(duì)位置保持不變，這些探測(cè)器的讀數(shù)應(yīng)當(dāng)保持一個(gè)常數(shù)?？墒牵绻@種位置關(guān)系發(fā)生了變化，那么這些探測(cè)器將以可以計(jì)量的方式表明這種變化。例如，如果基準(zhǔn)環(huán)相對(duì)于套環(huán)60向左移動(dòng)，探測(cè)器74和75的接收信號(hào)將有明顯的減弱，因?yàn)檫@種信號(hào)經(jīng)過基準(zhǔn)環(huán)66要有一個(gè)衰減過程。類似地，探測(cè)器84和探測(cè)器85等將表明衰減程度的減弱，相應(yīng)地產(chǎn)生的接收信號(hào)增強(qiáng)了。以此類推，如果基準(zhǔn)環(huán)66相對(duì)于套環(huán)60做向下的相對(duì)移動(dòng)，探測(cè)器76和探測(cè)器84將表明輸出信號(hào)的加強(qiáng)，相應(yīng)的衰減減弱。盡管基準(zhǔn)環(huán)相對(duì)于套環(huán)向其右上方移動(dòng)，探測(cè)器74至探測(cè)器81也將表明它們的輸出信號(hào)沒有發(fā)生變化，而探測(cè)器82和探測(cè)器83將表明輸出信號(hào)的相對(duì)減弱以示通過基準(zhǔn)環(huán)的衰減，其他的探測(cè)器84-89也將各自表明相應(yīng)輸出信號(hào)的變化。也就是說，探測(cè)器部件中具有裝在套環(huán)上的并能探測(cè)從X光源來的X光束以確定基準(zhǔn)環(huán)位置的探測(cè)器。應(yīng)當(dāng)注意的是，這個(gè)解釋是基于基準(zhǔn)環(huán)66的移動(dòng)。盡管這是被探測(cè)器探測(cè)到的移動(dòng)，由于套環(huán)60的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的定位不準(zhǔn)也將導(dǎo)致實(shí)際上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
附圖2所示的實(shí)施例也總結(jié)了確定攝象質(zhì)量的裝置，這種攝象的質(zhì)量是由采集到的攝象數(shù)據(jù)所反應(yīng)的圖象而得到的?；鶞?zhǔn)環(huán)66可包含多個(gè)取象目標(biāo)物104，這些取象目標(biāo)物104可具有簡(jiǎn)單的已知的形狀，如環(huán)形和/或它們的X射線密度，基準(zhǔn)環(huán)66的X射線密度也是已知的。盡管以前的CAT攝象者們一般清除了反射過程中的周圍結(jié)構(gòu)的圖象，基準(zhǔn)環(huán)66和取象目標(biāo)物104的圖形在實(shí)際X光的照射下會(huì)重新產(chǎn)生這種具體圖象以表明攝象的質(zhì)量。如果僅僅應(yīng)用取象物的形狀，其清晰性將表明所采集到的攝象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在這種情況下，取象目標(biāo)物104僅需具有和基準(zhǔn)環(huán)66不同的當(dāng)然是未知的X射線的密度。在取象目標(biāo)物104和基準(zhǔn)環(huán)66的X射線密度已知的條件下，就X光的強(qiáng)度而言，得到X光的進(jìn)一步的信息以評(píng)價(jià)一連串的骨骼圖象的效能是有用的。
基準(zhǔn)環(huán)66也可用來對(duì)患者62和套環(huán)60之間的角度位置進(jìn)行測(cè)量，這是通過就基準(zhǔn)環(huán)66的X射線密度而言提供一組可探測(cè)的圖形來完成的。基準(zhǔn)環(huán)可有附加的取象目標(biāo)物104或如圖示105扇區(qū)一樣使基準(zhǔn)環(huán)66成恢鐘邪伎穎叩納刃蔚男巫礎(chǔ)Ｕ庋男巫純捎 0扇區(qū)和72扇區(qū)的探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)以在攝象過程中提供準(zhǔn)確的角度信息。
附圖3和附圖4進(jìn)一步表明了本項(xiàng)發(fā)明的精髓。X光攝象設(shè)備110再現(xiàn)了其包括一個(gè)機(jī)座112、支撐結(jié)構(gòu)114、X光部件116和基準(zhǔn)環(huán)118。支撐結(jié)構(gòu)114通過小輪120可移動(dòng)地安裝在機(jī)座112上，其機(jī)座112上的位置由執(zhí)行機(jī)構(gòu)122來進(jìn)行控制。執(zhí)行機(jī)構(gòu)122可用任何適當(dāng)?shù)男褪?，如液壓的或電控的?br> X光部件116帶有一個(gè)X光源和探測(cè)器列陣(末表示出來)以及任何前面已討論過的合適的部件。部件116可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在支撐結(jié)構(gòu)114上，允許CAT掃描攝象過程中相對(duì)于患者進(jìn)行成角度的攝象，這就是X光照射患者的過程，部件116上附帶一個(gè)操作桿124，它通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)126進(jìn)行控制以確定部件116的角度位置。
類似地，基準(zhǔn)環(huán)118也可轉(zhuǎn)地安裝在支撐結(jié)構(gòu)114上?；鶞?zhǔn)環(huán)118和部件116可繞同一水平軸線旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。這使得基準(zhǔn)環(huán)118可處于部件116所需要的任何角度位置上進(jìn)行應(yīng)用。基準(zhǔn)環(huán)118的位置也可進(jìn)行電子探測(cè)，其信號(hào)用于控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)126。通過這種方法，基準(zhǔn)環(huán)118也可通過手工操作進(jìn)行定位，使得部件116跟蹤到一個(gè)選定的位置。可以用任何適當(dāng)方式安裝這個(gè)探測(cè)器。附圖4表示了一個(gè)電位計(jì)128的局部放大圖，它安裝在支撐結(jié)構(gòu)114的上端130處。基準(zhǔn)環(huán)118的支承構(gòu)件132可旋轉(zhuǎn)地安裝在水平軸134上并和電位計(jì)128的滑動(dòng)指針相連。通過這種方法，由電位計(jì)128測(cè)量到的基準(zhǔn)環(huán)118的角度位置可用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)126，這是通過任何適宜的控制電路來實(shí)現(xiàn)的。電位計(jì)128也可安裝在環(huán)部件上，并與一個(gè)電橋網(wǎng)絡(luò)相連接，除非套環(huán)116和基準(zhǔn)環(huán)118是準(zhǔn)確定位的，不然就會(huì)形成輸出信號(hào)，這樣的信號(hào)可用來通過適當(dāng)?shù)目刂茩C(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)126。在這種方式下，基準(zhǔn)環(huán)118可用來探測(cè)其和套環(huán)116之間的相對(duì)位置，這是在實(shí)質(zhì)上垂直于套環(huán)116的假想轉(zhuǎn)動(dòng)平面的坐標(biāo)上進(jìn)行的。
最后，多個(gè)傳感器134安裝在構(gòu)件116上來探測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)掃描過程中基準(zhǔn)環(huán)的位置。這些傳感器即在上述構(gòu)件116的轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)工作又在實(shí)質(zhì)上垂直于該平面的坐標(biāo)上進(jìn)行工作。它們也可對(duì)構(gòu)件116的轉(zhuǎn)動(dòng)位置進(jìn)行測(cè)量。另外，它們也可應(yīng)用幾種不同的探測(cè)技術(shù)。
本項(xiàng)發(fā)明構(gòu)造了一種CAT掃描攝象設(shè)備，它能提供準(zhǔn)確的掃描數(shù)據(jù)，和過去這方面的設(shè)備相比重量輕、體積小。關(guān)于攝象平面內(nèi)的定位不準(zhǔn)，其偏差能夠測(cè)量出來，測(cè)量的結(jié)果用于提高數(shù)據(jù)采集的精度。X光部件轉(zhuǎn)動(dòng)平面的定位不準(zhǔn)可用來糾正定位和/或者使得采集數(shù)據(jù)無效。也可不用附加設(shè)備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測(cè)量，這些測(cè)量排除了以往的自重大、體積大的問題，大大降低了成本，提高了設(shè)備的精確度。
上面所述的本項(xiàng)發(fā)明的實(shí)施例旨在通過附圖進(jìn)行解釋并沒有局限于此的思想。在這項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域中有造詣的人可以對(duì)這種實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變動(dòng)，這也不背離所附權(quán)利要求中所定義的本項(xiàng)發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種典型的X光裝置，具有一個(gè)至少帶有一個(gè)X光源的轉(zhuǎn)動(dòng)部件和在X光運(yùn)行操作過程中驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)動(dòng)部件繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的部件。其特征是，該X光裝置的改進(jìn)包括一個(gè)靜態(tài)的基準(zhǔn)部件和確定轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜態(tài)基準(zhǔn)部件之間位置關(guān)系的部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，其中轉(zhuǎn)動(dòng)部件定義了一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)平面，轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)的兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)進(jìn)一步地確定了位置關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，其中確定位置關(guān)系的部件包含一個(gè)圓形的與轉(zhuǎn)動(dòng)軸同軸安裝的引導(dǎo)部件，還包含一個(gè)探測(cè)該引導(dǎo)部件或相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)部件或相對(duì)靜態(tài)基準(zhǔn)部件的位置的部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，引導(dǎo)部件是環(huán)形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，轉(zhuǎn)動(dòng)部件是一個(gè)可轉(zhuǎn)套環(huán)，它定義了第一個(gè)假想的轉(zhuǎn)動(dòng)平面，基準(zhǔn)環(huán)位于第二個(gè)假想平面內(nèi)，第二個(gè)假想平面或者實(shí)質(zhì)上與套環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)平面平行，或者是與之重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，探測(cè)部件包含一對(duì)位置探測(cè)部件，它們?cè)诘诙€(gè)假想平面內(nèi)以兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)探測(cè)環(huán)的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，探測(cè)部件包含第三個(gè)位置探測(cè)部件，該探測(cè)部件以實(shí)質(zhì)上垂直于第二個(gè)假想平面的坐標(biāo)探測(cè)環(huán)的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，該裝置還包含確定套環(huán)位置的部件，該部件以實(shí)質(zhì)上垂直于第一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)平面的坐標(biāo)上進(jìn)行探測(cè)以響應(yīng)第三個(gè)位置探測(cè)部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，位置探測(cè)部件包含附加于套環(huán)之上的并能探測(cè)從X光源來的X光束以確定基準(zhǔn)環(huán)位置的探測(cè)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，基準(zhǔn)環(huán)是X光半透明的，包含能從結(jié)論圖象中觀察攝象質(zhì)量的部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，該裝置具有已知形狀的取象目標(biāo)物部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，該裝置具有已知X射線密度的取象目標(biāo)物部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，位置探測(cè)部件包含一對(duì)機(jī)械式位置探測(cè)器，該位置探測(cè)器還包括由機(jī)械地探測(cè)基準(zhǔn)環(huán)位置而產(chǎn)生電信號(hào)的部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，機(jī)械式位置探測(cè)器固定于套環(huán)之上，而基準(zhǔn)環(huán)固定在靜態(tài)基準(zhǔn)部件之上。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，探測(cè)部件包括第四個(gè)用來探測(cè)套環(huán)相對(duì)于基準(zhǔn)環(huán)的角度位置的部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述改進(jìn)的X光裝置，其特征是，靜態(tài)基準(zhǔn)部件包含一張患者臺(tái)，并且基準(zhǔn)環(huán)是附加在患者臺(tái)上的。
17.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)的X光裝置，其特征是，探測(cè)部件包含至少一個(gè)具有反射能的發(fā)射源和至少一個(gè)探測(cè)這種反射能的探測(cè)器。
全文摘要
一種層析X光攝象機(jī)，具有一個(gè)帶X光源的轉(zhuǎn)動(dòng)部件和當(dāng)X光運(yùn)行操作時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)件，還有一個(gè)靜態(tài)的基準(zhǔn)部件和確定轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜態(tài)基準(zhǔn)件元件相對(duì)位置的裝置。由于該機(jī)能保證定位正確，因此圖象質(zhì)量極為理想，與同類機(jī)型比較，其體積小，重量輕，價(jià)格也不昂貴。
文檔編號(hào)A61B6/03GK1037450SQ8910216
公開日1989年11月29日 申請(qǐng)日期1989年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月22日
發(fā)明者伯納德·M·戈登, 丹尼爾·阿卑寧 申請(qǐng)人:模擬公司