專利名稱：X射線成象設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X射線成象設(shè)備，其中要形成的X射線圖象借助于細(xì)長的X射線探測(cè)器形成，X射線探測(cè)器能夠把入射的X射線輻射轉(zhuǎn)換為光圖象，并在操作過程中，在該設(shè)備的箱室中沿著細(xì)長X射線探測(cè)器的縱向的橫向方向進(jìn)行掃描移動(dòng)。
這種X射線成象設(shè)備可以是，例如荷蘭專利申請(qǐng)8303156中描述的那種用于縫隙射線照相的設(shè)備。在縫隙照相設(shè)備中，利用扁平的扇形X射線束掃描物體或病人，X射線束在至少一個(gè)掃描行程中沿扇形射線束平面的橫向方向移動(dòng)。在物體或病人后面，細(xì)長的X射線探測(cè)器和X射線束同步移動(dòng)，使得透過病人或物體的輻射總是基本落在X射線探測(cè)器上。X射線探測(cè)器把接收的X射線輻射轉(zhuǎn)換為可用來使照相底片暴光和/或產(chǎn)生表示X射線圖象的電信號(hào)的光圖象。扁平的扇形光束可通過和縫隙光闌配合的X射線源獲得。X射線源和縫隙光闌可連帶移動(dòng)，或相對(duì)彼此移動(dòng)，使得通過縫隙光闌的光束進(jìn)行要求的掃描移動(dòng)。如果需要，光闌可帶有諸如荷蘭專利中請(qǐng)8400845中描述的那種縫隙控制裝置。本發(fā)明還適用于其它類型的設(shè)備，這些設(shè)備包括一個(gè)進(jìn)行掃描移動(dòng)以便掃描預(yù)定區(qū)域的細(xì)長X射線探測(cè)器。荷蘭專利申請(qǐng)9102063中描述了這樣的一個(gè)例子。
適用于上述類型的X射線成象設(shè)備的細(xì)長X射線探測(cè)器是諸如荷蘭專利183914中說明的X射線圖象增強(qiáng)管。用在適用于胸部檢查的X射線成象設(shè)備中的X射線圖象增強(qiáng)管必須具有約400至500mm的圖象平面。該尺寸對(duì)應(yīng)于大多數(shù)人的胸部寬度及扇形射線束的寬度。圖象平面在掃描方向上的高度約為例如25mm。為了能夠形成完整的胸部圖象，X射線圖象增強(qiáng)管必須通過約400×400mm2的面積，這是通過使X射線圖象增強(qiáng)管在垂直于X射線圖象增強(qiáng)管縱向的方向上進(jìn)行掃描移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。在掃描移動(dòng)中，X射線圖象增強(qiáng)管產(chǎn)生一個(gè)不斷變化的輸出圖象，輸出圖象可用于使照相底片暴光，但是最好使輸出圖象投射到把入射光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)的光敏電子裝置上。隨后產(chǎn)生的電信號(hào)可被存儲(chǔ)，或用來產(chǎn)生視頻圖象或類似物，之后還可再作進(jìn)一步處理。
為了把X射線圖象增強(qiáng)管的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通常使用細(xì)長的CCD裝置(電荷耦合器件)。這樣的CCD裝置可從市場(chǎng)上獲得，但是其尺寸應(yīng)比細(xì)長的X射線圖象增強(qiáng)管的輸出窗的尺寸小得多。適宜的CCD裝置是，例如具有2048×96象素及28.7×1.34mm敏感面積的Dalsa I-FI-2048。這樣，細(xì)長的圖象增強(qiáng)管的輸出圖解可以縮小尺寸成象在CCD裝置上。為此，可使用包括透鏡系統(tǒng)的照相機(jī)，該透鏡系統(tǒng)把X射線圖象增強(qiáng)管的輸出圖象的大小縮小為適于CCD裝置的尺寸，并把X射線圖象增強(qiáng)管的輸出圖象成角在CCD裝置上。在給定例子中，必須的縮小因子β約為16，它導(dǎo)致在X射線圖象增強(qiáng)管和照相機(jī)之間形成相當(dāng)大的間距d(

圖1)，從而導(dǎo)致X射線成象設(shè)備箱室的深度相當(dāng)大。X射線成象設(shè)備的箱室的深度大的缺點(diǎn)是這樣的X射線成象設(shè)備占據(jù)的安裝空間大，另外安裝和/或移動(dòng)這樣龐大的X射線成象設(shè)備困難。另一方面就是X射線成象設(shè)備的箱室必須不透光。箱室越大，透光的可能性就越大。
于是就需要一種其結(jié)構(gòu)比已知X射線成象設(shè)備緊湊的X成象設(shè)備。為此，根據(jù)本發(fā)明，前面說明類型的X射線成象設(shè)備就是一種這樣的X射線成象設(shè)備，其中至少一個(gè)反射鏡安裝在設(shè)備的箱室中，并且至少部分接收操作過程中X射線探測(cè)器在掃描移動(dòng)中的各個(gè)位置上形成的光圖象，并將其反射給至少一個(gè)照相機(jī)，該照相機(jī)和X射線探測(cè)器同步移動(dòng)，并安裝在細(xì)長的X射線探測(cè)器的端部之一附近。
下面參考一些典型實(shí)施例的附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖1是圖解表示現(xiàn)有技術(shù)的X射線成象裝置的例子的側(cè)視/剖視圖；圖2是圖解表示圖1的裝置的平面圖；圖3是圖解表示本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例的平面圖；圖4是圖解表示本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例的平面圖；圖5是圖解表示本發(fā)明的裝置的第三實(shí)施例的平面圖；圖6是圖解表示本發(fā)明的裝置的第四實(shí)施例的平面圖；圖1和2圖解表示了已知的X射線成象裝置1的一個(gè)例子的側(cè)視圖及平面圖。所示裝置包括帶有縫隙光闌3的X射線源2，扁平的扇形X射線通過縫隙光闌3射向要診斷的病人6，或射向放置在箱5前端的研究物體。在所示例子中，X射線源2可和縫隙光闌3一起繞軸6旋轉(zhuǎn)，如箭頭7所示。為了在一個(gè)或多個(gè)工作行程中用X射線束掃描病人或物體，或者至少掃描他們的相關(guān)部份，該過程中，扇形X射線束4在橫過扇形X射線束表面的方向上旋轉(zhuǎn)，如圖1中箭頭8所示。
箱5具有X射線輻射可穿透的前壁9，在其后是細(xì)長的X射線探測(cè)器10。X射線探測(cè)器和X射線源2配合，在操作中它這樣旋轉(zhuǎn)(圖中未詳細(xì)表示出)，使得病人或物體6透射的X射線輻射總是落在X射線探測(cè)器10的輸入窗上。于是X射線探測(cè)器10和扁平的扇形束4同步移動(dòng)，如箭頭11所示。
X射線探測(cè)器10把在輸入端入射的X射線輻射轉(zhuǎn)換為在輸出端產(chǎn)生的光圖象。在所示例子中，使用了管狀X射線探測(cè)器，它具有細(xì)長的陰極12，陰極12對(duì)X射線輻射敏感，并且在入射的X射線輻射的作用下發(fā)射出電子。與陰極12相對(duì)的是細(xì)長的陽極13。發(fā)射出的電子在操作過程中陰極和陽極之間的高電壓的作用下，從陰極移動(dòng)到陽極。陽極把入射電子轉(zhuǎn)換為光量子。這樣在陽極側(cè)形成的光圖象通過透鏡或透鏡系統(tǒng)14投射到照相底片，或者如圖所示投射到諸如CCD15之類的光敏半導(dǎo)體裝置，光敏半導(dǎo)體裝置把光圖象轉(zhuǎn)換為可在圖中未表示出的裝置中處理和/或存儲(chǔ)的相應(yīng)電信號(hào)。透鏡系統(tǒng)14和底片或半導(dǎo)體裝置構(gòu)成固定照相機(jī)的一部分，該固定照相機(jī)放置在距離X射線探測(cè)器10一定距離的地方，從而該照相機(jī)可接收X射線探測(cè)器10在其各個(gè)位置上的輸出圖象。
X射線探測(cè)器和照相機(jī)之間的距離d較大，從而箱5必需相當(dāng)深，并且必須完全不透光。
圖3是圖解表示本發(fā)明的設(shè)備的第一實(shí)施例的平面圖。在圖3和圖4到圖6中，未表示出X射線裝置的那些對(duì)于很好地理解本發(fā)明來說無關(guān)緊要的部分。圖3中，在陽極或X射線探測(cè)器10的輸出窗上的圖象表面用20表示。布置在細(xì)長的條狀圖象域20一端附近的是具有透鏡或透鏡系統(tǒng)22及光敏半導(dǎo)體裝置23(下文稱為CCD)的照相機(jī)21。當(dāng)X射線探測(cè)器10通過掃描路徑時(shí)，照相機(jī)21可和X射線探測(cè)器10一起移動(dòng)。為此，X射線探測(cè)器10和照相機(jī)21可安裝在一個(gè)共用支承件上。圖中該支承件圖解表示為24。支承件24也可構(gòu)成一個(gè)滑架，或安裝在滑架上，操作中利用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該滑架，以便在掃描路徑上來回移動(dòng)。
布置在X射線探測(cè)器10和照相機(jī)21對(duì)面的是在照相機(jī)21的透鏡系統(tǒng)的方向上反射X射線探測(cè)器的圖象平面20的反射鏡25。本例中，反射鏡25是單個(gè)的固定平面鏡，但是這一點(diǎn)并非固定不變的。本實(shí)施例中，反射鏡25的長度和垂直于該附圖平面的掃描路徑相當(dāng)。通過使用反射鏡25,X射線設(shè)備的箱室所需的深度大約減少一半，這樣可顯著節(jié)省空間，并可降低漏光可能性。
圖4和圖5表示了另外兩個(gè)實(shí)施例，在這兩個(gè)實(shí)施例的每一個(gè)中，彼此布置成一定角度的兩個(gè)反射鏡30、31或40、41分別和相關(guān)的照相機(jī)32、33或42、43一起使用。每種情況下，照相機(jī)安裝在在細(xì)長的X射線探測(cè)器10的兩端，并且最好和X射線探測(cè)器10一起安裝在圖解表示的共用支承件34或44上。本例中，反射鏡30、31或40、41被固定，并放置成V形，圖4中，V形被放置成頂點(diǎn)朝向圖象平面20，而在圖5的實(shí)施例中，V形的頂點(diǎn)背離圖象平面。這兩個(gè)例子中，V形的頂點(diǎn)基本和圖象平面的中央垂直面相一致。在本實(shí)施例中，每個(gè)反射鏡把圖象平面的一半，最好一半稍多些反射到照相機(jī)之一的透鏡系統(tǒng)上，從而進(jìn)一步減少所需的安裝深度。另外，和單個(gè)反射鏡的實(shí)施例相比，X射線探測(cè)器10的輸出圖象的壓縮必須較小，可以使用較大的CCD平面。這樣將得到更好的信/噪比，更好的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)，以及CCD產(chǎn)生的電信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍更大。
在圖5的實(shí)施例中，每個(gè)反射鏡和照相機(jī)相互配合，照相機(jī)距離反射鏡最遠(yuǎn)。反射鏡40位于半圖象平面20a的對(duì)面，但是和位于另一個(gè)半圖象平面20b端部附近的照相機(jī)43配合。同樣，位于半圖象平面20b對(duì)面的反射鏡41和位于半圖象平面20a的端部附近的照相機(jī)42配合。
在所示實(shí)施例中，這兩個(gè)反射鏡彼此相鄰，但是也可使這兩個(gè)反射鏡彼此間距一定距離。
原理上，還可以使用曲面鏡代替平面鏡。
另外，所示實(shí)施例中使用了固定的反射鏡，這些反射鏡的長度相當(dāng)大，對(duì)應(yīng)于垂直附圖平面的掃描路徑的長度。
另外，也可使用一個(gè)或多個(gè)和照相機(jī)及X射線探測(cè)器10一同移動(dòng)的較小反射鏡。這樣同樣可能把反射鏡和X射線探測(cè)器10及照相機(jī)一起安裝在共用支承件上。
作為例子，圖6表示了這樣的一個(gè)實(shí)施例。圖6再次表示了代表細(xì)長X射線探測(cè)器10的輸出圖象的圖象平面20。分別放置在該圖象平面兩端的是照相機(jī)50或51。分別安裝在每個(gè)照相機(jī)附近的是一個(gè)較小的反射鏡52或53。操作中，這兩個(gè)反射鏡及兩個(gè)照相機(jī)都沿著掃描路徑和X射線探測(cè)器10一起移動(dòng)。這樣，反射鏡52、53及照相機(jī)50、51最好和X射線探測(cè)器10一起安裝在共用支承件上。共用支承件最好由X射線探測(cè)器的箱室構(gòu)成。這樣的支承件在圖中由虛線54表示。因?yàn)閷⒈煌渡涞椒胖迷诿總€(gè)反射鏡對(duì)面的照相機(jī)的圖象高度較小，所以反射鏡52、53在垂直于附圖平面的方向上的高度也較小。于是反射鏡可以是條狀結(jié)構(gòu)，并可被布置成和圖象平面20成一角度，使得圖象平面位于反射鏡附近的一半可被該反射鏡反射給位于反射鏡對(duì)面的照相機(jī)。這樣，在圖6所示的布局中，照相機(jī)50和反射鏡53配合，而照相機(jī)51和反射鏡52配合。
支承件54要構(gòu)成滑架的一部分，或被安裝在滑架上，滑架以一種已知方式和驅(qū)動(dòng)件及導(dǎo)向件配合，使得滑架在操作中可在要求的掃描路徑上來回移動(dòng)。
有利的是，可把共用滑架構(gòu)成為一個(gè)扁平的不透光小室，X射線探測(cè)器、照相機(jī)及反射鏡安裝在該小室中。這樣，X射線成象設(shè)備的箱室5不再必須不透光。有利的是，含有X射線探測(cè)器、照相機(jī)及反射鏡的不透光小室可被構(gòu)成為預(yù)裝件，它可作為單個(gè)整體安裝、拆除或替換。當(dāng)然，不透光小室必須位于X射線探測(cè)器的陰極的位置上，并帶有一個(gè)X射線輻射基本可透過，由塑料或薄金屬板組成的窗口。
需要指出的是，上述實(shí)施例之外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以作出多種改變。這樣，反射鏡52、53的長度原理上可以更長，甚至在垂直于圖象平面的中央面的高度方向上彼此鄰接。另外，X射線設(shè)備可帶有已知的縫隙控制裝置或圖象均衡裝置。這些或類似的改變均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種X射線成象設(shè)備，其中用細(xì)長的X射線探測(cè)器形成要形成的X射線圖象，X射線探測(cè)器能夠把入射的X射線輻射轉(zhuǎn)換為光圖象，并在操作過程中，在該設(shè)備的箱室中沿著細(xì)長X射線探測(cè)器縱向的橫向方向進(jìn)行掃描移動(dòng)，其特征在于至少一個(gè)反射鏡安裝在該設(shè)備的箱室中，并且至少部分接收操作過程中X射線探測(cè)器在掃描移動(dòng)中的各個(gè)位置上形成的光圖象，并將其反射給至少一個(gè)照相機(jī)，該照相機(jī)和X射線探測(cè)器同步移動(dòng)，并安裝在細(xì)長的X射線探測(cè)器端部之一的附近。
2．按照權(quán)利要求1所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述至少一個(gè)反射鏡是固定安裝在箱室中，在箱室中距離細(xì)長的X射線探測(cè)器一定距離的地方伸長，并且基本上平行于掃描移動(dòng)。
3．按照權(quán)利要求1所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述至少一個(gè)照相機(jī)和所述細(xì)長的X射線探測(cè)器安裝在共用支承件上。
4．按照權(quán)利要求1或3所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述至少一個(gè)反射鏡是和X射線探測(cè)器一起同步移動(dòng)的反射鏡。
5．按照權(quán)利要求4所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述至少一個(gè)反射鏡是條狀反射鏡，其尺寸之一基本平行于掃描移動(dòng)。
6．按照前述權(quán)利要求之一所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于兩個(gè)照相機(jī)分別安裝在細(xì)長的X射線探測(cè)器的一端附近，至少兩個(gè)反射鏡都至少能夠接收操作中X射線探測(cè)器形成的光圖象的一部分，并將接收的光圖象反射給一個(gè)照相機(jī)。
7．按照權(quán)利要求6所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述兩個(gè)反射鏡被布置成V形。
8．按照權(quán)利要求7所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述V形的頂點(diǎn)朝向X射線探測(cè)器。
9．按照權(quán)利要求7所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述V形的頂點(diǎn)背離X射線探測(cè)器。
10．按照權(quán)利要求6-9之一所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述反射鏡之間存在一個(gè)間隙。
11．按照權(quán)利要求6-10之一所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述反射鏡、所述細(xì)長的X射線探測(cè)器和所述照相機(jī)都和共用支承件連接，所述支承件和驅(qū)動(dòng)裝置及導(dǎo)向裝置配合，以便在操作中沿預(yù)定的掃描路徑進(jìn)行掃描移動(dòng)。
12．按照權(quán)利要求11所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于細(xì)長的X射線探測(cè)器、照相機(jī)及反射鏡共同安裝在不透光小室中，不透光小室能夠在X射線成象設(shè)備的箱室中在掃描路徑上來回移動(dòng)。
13．按照權(quán)利要求12所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述反射鏡是較短的條狀反射鏡。
14．按照權(quán)利要求12或13所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于所述不透光小室和滑架連接，滑架再和導(dǎo)向裝置及驅(qū)動(dòng)裝置配合，導(dǎo)向裝置和驅(qū)動(dòng)裝置使滑架在操作過程中沿預(yù)定掃描路徑移動(dòng)。
15．按照上述權(quán)利要求之一所述的X射線成象設(shè)備，其特征在于照相機(jī)包括至少一個(gè)光敏半導(dǎo)體裝置。
16．一種用在按照權(quán)利要求12到15之一所述的X射線成象設(shè)備中的不透光小室，它帶有一個(gè)X射線輻射入口窗，細(xì)長的X射線探測(cè)器放置在入口窗之后，兩個(gè)照相機(jī)分別放置在X射線探測(cè)器的兩端，兩個(gè)條狀反射鏡分別放置在X射線探測(cè)器的兩端，反射鏡能夠至少部分地把X射線探測(cè)器形成的光圖象反射到其中一個(gè)照相機(jī)上。
全文摘要
一種X射線成象設(shè)備,其中用細(xì)長的X射線探測(cè)器形成要形成的X射線圖象,X射線探測(cè)器能夠把入射的X射線輻射轉(zhuǎn)換為光圖象,并在操作過程中,在該設(shè)備的箱室中沿著細(xì)長X射線探測(cè)器縱向的橫向方向進(jìn)行掃描移動(dòng),該X射線成象設(shè)備包括至少一個(gè)安裝在該設(shè)備箱室中的反射鏡,反射鏡至少部分接收操作過程中,X射線探測(cè)器在掃描移動(dòng)中的各個(gè)位置上形成的光圖象,并將其反射給至少一個(gè)照相機(jī),該照相機(jī)和X射線探測(cè)器同步移動(dòng),并安裝在細(xì)長的X射線探測(cè)器端部之一的附近。
文檔編號(hào)H01J31/50GK1214848SQ97193321
公開日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月27日
發(fā)明者羅那爾德·簡(jiǎn)·格魯克 申請(qǐng)人:代爾夫特儀器知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司