CN111407303B - 一种x射线源的扫查式限束准直机构及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及X射线拍摄设备领域，尤其涉及一种X射线源的扫查式限束准直机构及其扫查控制方法。本发明采用如下技术方案：包括扫查准直块、扫查向限制块和扫查驱动装置；扫查准直块由扫查驱动装置驱动沿第一扫查限制块朝向第二扫查限制块的方向贴着扫查向限制块的上表面移动。本发明的优点在于：通过驱动中间具有单位光野通道的扫查准直块沿中间设置有效光野开口的扫查向限制块上表面进行移动扫查，同时配合横向限制块，使散射的X射线被扫查准直块、扫查向限制块和横向限制块上被屏蔽吸收，从而降低环境瞬时辐射剂量和总辐射剂量，保护医护人员和被拍摄者，提高图像质量。
Description
技术领域
本发明涉及X射线拍摄设备领域，尤其涉及一种X射线源的扫查式限束准直机构及其控制方法。
背景技术
医用X射线检测时，常规的准直器通过调整窗口大小来调整X射线光野的大小调整，环境中的辐射剂量和辐射剂量率除了与X射线的曝光参数有关外，准直器的屏蔽性能和光野大小有关。特别的，X射线在准直器发射出时，X射线束中存在大量的散乱射线，这些射线直接散射到环境中，会造成辐射污染并影响图像质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能降低环境瞬时辐射剂量和总辐射剂量从而保护医护人员和被拍摄者、提高图像质量的X射线源的扫查式限束准直机构及其控制方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种X射线源的扫查式限束准直机构，包括扫查准直块、扫查向限制块和扫查驱动装置，扫查准直块包括第一准直块和第二准直块，扫查向限制块包括第一扫查向限制块和第二扫查向限制块，第一准直块和第二准直块之间隔开形成单位光野通道，第一扫查向限制块和第二扫查向限制块之间隔开形成有效光野开口；扫查准直块由扫查驱动装置驱动沿第一扫查限制块朝向第二扫查限制块的方向贴着扫查向限制块的上表面移动。
进一步的，第一准直块和第二准直块之间设置有横向限制块，所述横向限制块包括第一横向限制块和第二横向限制块，第一横向限制块和第二横向限制块分别可移动设置于第一准直块和第二准直块的前后两端。
进一步的，第一扫查向限制块上设置有起点接近开关，第二扫查向限制块上设置有终点接近开关，第一准直块底部靠近第二准直块的边缘设置有与起点接近开关对应配合的第一触发片，第二准直块底部靠近第一准直块的边缘设置有与终点接近开关对应配合的第二触发片。
进一步的，起点接近开关与第一扫查向限制块靠近第二扫查向限制块的边缘之间形成第一缓冲区，终点接近开关与第二扫查向限制块靠近第一扫查向限制块的边缘之间形成第二缓冲区，第一缓冲区和第二缓冲区的宽度均大于第一准直块和第二准直块底部之间的宽度。
进一步的，第一准直块、第二准直块、第一扫查向限制块和第二扫查向限制块的截面均为以X射线球管的焦点为圆心的扇环形，扫查驱动装置驱动第一准直块和第二准直块贴着第一扫查向限制块和第二扫查向限制块的上表面以X射线球管的焦点为圆心做圆弧运动。
优选的，扫查准直块底部和扫查向限制块上表面之间设置有缝隙；横向限制块和扫查准直块之间设置有缝隙。
一种X射线源的扫查式限束准直机构的扫查控制方法，包括如下步骤：
S01.根据X射线源的曝光参数设置扫查准直块的运行速度。
S02.触发开始扫查的指令，使扫查准直块按照设置的运行速度运行。
S03.第一扫查准直块和第二扫查准直块之间的单位光野通道进入第一扫查向限制块和第二扫查向限制块之间的有效光野开口前控制X射线球管开始曝光，至单位光野通道离开有效光野开口后X射线球管结束曝光。
S04.单位光野通道离开有效光野开口后，扫查准直块停止扫查并复位。
具体的，步骤S01中，扫查准直块运行速度根据公式：扫查速度=单位光野宽度/照射时间进行计算，所述照射时间根据公式：照射时间=目标电流时间积/X射线源管电流进行计算。
进一步的，步骤S03中，单位光野通道进入有效光野开口前，第一准直块底部的第一触发片触发第一扫查向限制块上的起点接近开关并以此控制X射线球管开始曝光；单位光野通道离开有效光野开口后，第二准直块底部的第二触发片触发第二扫查向限制块上的终点接近开关并以此控制X射线球管结束曝光。
进一步的，扫查准直块复位时，第一准直块上的第一触发片触发第一扫查向限制块上的起点接近开关后延时停止。
本发明的优点在于：通过驱动中间具有单位光野通道的扫查准直块沿中间设置有效光野开口的扫查向限制块上表面进行移动扫查，同时配合横向限制块，使X射线仅能从扫查准直块中间的单位光野通道射出并沿有效光野开口进行扫查，使得其余散射的X射线被扫查准直块、扫查向限制块和横向限制块上被屏蔽吸收，从而降低环境瞬时辐射剂量和总辐射剂量，保护医护人员和被拍摄者，提高图像质量。
附图说明
附图1为实施例中限束准直机构的整体结构图；
附图2为实施例中限束准直机构的截面图；
附图3为实施例中限束准直机构拍摄过程的曝光展开图；
附图4为实施例中限束准直机构的控制方法流程图。
具体实施方式
实施例1：参照图1-3，一种X射线源的扫查式限束准直机构，包括扫查准直块1、扫查向限制块2和扫查驱动装置3，扫查准直块1包括第一准直块11和第二准直块12，扫查向限制块2包括第一扫查向限制块21和第二扫查向限制块22，第一准直块11和第二准直块12之间隔开形成单位光野通道13，第一扫查向限制块21和第二扫查向限制块22之间隔开形成有效光野开口23；扫查准直块1由扫查驱动装置3驱动沿第一扫查限制块21朝向第二扫查限制块22的方向贴着扫查向限制块2的上表面移动。
在本实施例中，扫查准直块1用于对从X射线球管发射出的X射线进行限束准直，使得从X射线球管射出的X射线仅能从第一准直块11和第二准直块12之间的单位光野通道13穿过，其他则会被第一准直块11和第二准直块12屏蔽吸收，当扫查准直块1进行移动扫查时，X射线球管射出的X射线会随着扫查准直块的单位光野通道13的移动而移动，扫查准直块1贴着扫查向限制块2的上表面移动，使得单位光野通道13能沿着第一扫查向限制块21和第二扫查向限制块22之间的有效光野开口23进行移动扫查，从而使得X射线球管射出的X射线能以单位光野通道13的宽度沿有效光野开口23进行扫查检测，从而满足需要拍摄的面积；由于X射线出射的实际宽度仅有单位光野通道13的宽度，其宽度较小则更容易控制，可以减少X射线在环境中的瞬时辐射剂量；而扫查准直块1和扫查向限制块2则可以有效抑制X射线球管曝光时散射到环境中的X射线，降低环境中总的辐射剂量，从而保护医护人员和被拍摄者，提高图像质量。其中，第一扫查向限制块21和第二扫查向限制块22可沿扫查准直块1扫查的方向左右移动调节，从而可以根据需要调节有效光野开口23的宽度，即调节X射线扫查的范围。
其中，第一准直块11和第二准直块12之间还设置有横向限制块4，横向限制块4包括第一横向限制块41和第二横向限制块42，第一横向限制块41和第二横向限制块42分别可移动设置于第一准直块11和第二准直块12的前后两端。横向限制块4对第一准直块11和第二准直块12之间的单位光野通道的前后端进行限制，从而进一步限制单位光野通道13的长度，其中的第一横向限制块41和第二横向限制块42可以沿着第一准直块11和第二准直块12之间的单位光野通道13前后移动，从而可以调节单位光野通道13的长度，从而调节X射线扫查的总体面积。其中，扫查准直块1、扫查向限制块2和横向限制块4均采用对X射线屏蔽和吸收性能好的材料制成，例如铝块或铅块制成。
具体的，上述第一准直块11、第二准直块12、第一扫查向限制块21和第二扫查向限制块22的截面均为以X射线球管的焦点P为圆心的扇环形，扫查驱动装置3驱动第一准直块11和第二准直块12贴着第一扫查向限制块21和第二扫查向限制块22的上表面以X射线球管的焦点P为圆心做圆弧运动。
进一步的，第一扫查向限制块21上设置有起点接近开关211，第二扫查向限制块22上设置有终点接近开关221，第一准直块11底部靠近第二准直块12的边缘设置有与起点接近开关211对应配合的第一触发片111，第二准直块12底部靠近第一准直块11的边缘设置有与终点接近开关221对应配合的第二触发片121。
在进一步的实施例中，通过在扫查向限制块2和扫查准直块1上设置对应配合的起点接近开关211、第一触发片111和终点接近开关221、第二触发片121，用于检测扫查准直块的单位光野通道13在扫查向限制块2的有效光野开口23的相对位置，并可用于对X射线球管和扫查驱动装置3进行控制；具体的，起点接近开关211设置于第一扫查向限制块21上，第一触发片111设置于第一准直块11底部靠近第二准直块12的边缘，终点接近开关221设置于第二扫查向限制块22上，第二触发片121设置于第二准直块12底部靠近第一准直块11的边缘；当扫查准直块1被扫查驱动装置3驱动从第一扫查向限制块21向第二扫查向限制块22移动，即沿扫查向移动，使得第一准直块11底部的第一触发片111到达起点接近开关211上方时，触发起点接近开关211，则控制X射线球管开始曝光，接着扫查驱动装置3继续驱动扫查准直块1沿扫查向移动，使单位光野通道13经过有效光野开口23进行扫查检测，当第二准直块12底部的第二触发片121到达终点接近开关221上方时，触发终点接触开关221，则控制X射线球管结束曝光，同时控制扫查驱动装置3停止驱动，并沿扫查向相反的方向，即复位向移动，在复位过程中，当第一准直块11的第一触发片111到达起点接近开关211上方时，触发起点接近开关211，则延时控制扫查驱动装置3停止驱动扫查准直块1移动，延时时间可以根据扫查驱动装置3驱动扫查准直块1的速度进行确定，一般为零点几秒。同时，为了防止第一触发片111和第二触发片121与起点接近开关211和终点接近开关221的触发造成混乱，因此可以将第一触发片111和起点接近开关211与第二触发片121和终点接近开关221互相错开设置，即第一触发片111和起点接近开关211与第二触发片121和终点接近开关221位于不同的垂直平面，从而使得第二触发片121不会误触发起点接近开关211，第一触发片111也不会误触发终点接近开关221。其中，起点接近开关211和终点接近开关221可以采用霍尔接近开关，对应的，第一触发片111和第二触发片121对应为磁性材料。
具体的，起点接近开关211与第一扫查向限制块21靠近第二扫查向限制块22的边缘之间形成第一缓冲区241，终点接近开关221与第二扫查向限制块22靠近第一扫查向限制块21的边缘之间形成第二缓冲区242，第一缓冲区241和第二缓冲区242的宽度均大于第一准直块11和第二准直块12底部之间单位光野通道13的宽度。第一缓冲区241和第二缓冲区242用于确保单位光野通道13在进入和离开有效光野开口23时X射线球管有足够的预曝光时间，由于第一缓冲区241和第二缓冲区242的宽度均大于单位光野通道13的宽度，因此在单位光野通道13进入有效光野开口23前，第一触发片111已经触发起点接近开关211，使X射线球管开始曝光，从而保证单位光野通道13进入有效光野开口23时，X射线球管能发射稳定有效的X射线，在单位光野通道13离开有效光野开口23后，第二触发片121才会触发终点接近开关221，从而使X射线球管结束曝光，从而保证单位光野通道13在离开有效光野开口23时，X射线球管仍能发射稳定有效的X射线，从而确保有效光野开口23内的照射强度均匀，提高检测有效性。
参照图4，同时本申请还提供一种X射线源的扫查式限束准直机构的扫查控制方法，包括如下步骤：
S01.根据X射线源的曝光参数设置扫查准直块的运行速度。
S02.触发开始扫查的指令，使扫查准直块1按照设置的运行速度运行。
S03.第一准直块11和第二准直块12之间的单位光野通道13进入第一扫查向限制块21和第二扫查向限制块22之间的有效光野开口23前控制X射线球管开始曝光，至单位光野通道13离开有效光野开口23后X射线球管结束曝光。
S04.单位光野通道13离开有效光野开口23后，扫查准直块1停止扫查并复位。
具体的，步骤S01中，扫查准直块运行速度根据公式：扫查速度=单位光野宽度/照射时间进行计算，其中，照射时间则根据公式：照射时间=目标电流时间积/X射线源管电流进行计算，其中，目标电流时间积体现目标的照射强度，可根据实际需求对该数值进行设置，X射线员管电流则为X射线源的参数，按照具体要求进行设置。
具体的，步骤S03中，单位光野通道13进入有效光野开口23前，第一准直块11底部的第一触发片111触发第一扫查向限制块21上的起点接近开关211并以此控制X射线球管开始曝光；单位光野通道13离开有效光野开口23后，第二准直块12底部的第二触发片121触发第二扫查向限制块22上的终点接近开关221并以此控制X射线球管结束曝光。
具体的，步骤S04中扫查准直块1复位时，第一准直块11上的第一触发片111触发第一扫查向限制块21上的起点接近开关211后延时停止。
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种X射线源的扫查式限束准直机构，其特征在于：包括扫查准直块、扫查向限制块和扫查驱动装置，所述扫查准直块包括第一准直块和第二准直块，所述扫查向限制块包括第一扫查向限制块和第二扫查向限制块，第一准直块和第二准直块之间隔开形成单位光野通道，第一扫查向限制块和第二扫查向限制块之间隔开形成有效光野开口；所述扫查准直块由扫查驱动装置驱动沿第一扫查限制块朝向第二扫查限制块的方向贴着扫查向限制块的上表面移动；所述第一准直块和第二准直块之间设置有横向限制块，所述横向限制块包括第一横向限制块和第二横向限制块，第一横向限制块和第二横向限制块分别可移动设置于第一准直块和第二准直块的前后两端；所述第一扫查向限制块上设置有起点接近开关，第二扫查向限制块上设置有终点接近开关，第一准直块底部靠近第二准直块的边缘设置有与起点接近开关对应配合的第一触发片，第二准直块底部靠近第一准直块的边缘设置有与终点接近开关对应配合的第二触发片；所述起点接近开关和终点接近开关采用霍尔接近开关，所述第一触发片和第二触发片对应为磁性材料。
2.根据权利要求1所述的一种X射线源的扫查式限束准直机构，其特征在于：所述起点接近开关与第一扫查向限制块靠近第二扫查向限制块的边缘之间形成第一缓冲区，终点接近开关与第二扫查向限制块靠近第一扫查向限制块的边缘之间形成第二缓冲区，第一缓冲区和第二缓冲区的宽度均大于第一准直块和第二准直块底部之间的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的一种X射线源的扫查式限束准直机构，其特征在于：所述第一准直块、第二准直块、第一扫查向限制块和第二扫查向限制块的截面均为以X射线球管的焦点为圆心的扇环形，扫查驱动装置驱动第一准直块和第二准直块贴着第一扫查向限制块和第二扫查向限制块的上表面以X射线球管的焦点为圆心做圆弧运动。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的X射线源的扫查式限束准直机构的扫查控制方法，其特征在于包括如下步骤：
S01 .根据X射线源的曝光参数设置扫查准直块的运行速度；
S02 .触发开始扫查的指令，使扫查准直块按照设置的运行速度运行；
S03 .第一扫查准直块和第二扫查准直块之间的单位光野通道进入第一扫查向限制块和第二扫查向限制块之间的有效光野开口前控制X射线球管开始曝光，至单位光野通道离开有效光野开口后X射线球管结束曝光；
S04 .单位光野通道离开有效光野开口后，扫查准直块停止扫查并复位。
5.根据权利要求4所述的一种X射线源的扫查式限束准直机构的扫查控制方法，其特征在于：所述步骤S01中，扫查准直块运行速度根据公式：扫查速度=单位光野宽度/照射时间进行计算，所述照射时间根据公式：照射时间=目标电流时间积/X射线源管电流进行计算。
6.根据权利要求4所述的一种X射线源的扫查式限束准直机构的扫查控制方法，其特征在于：所述步骤S03中，单位光野通道进入有效光野开口前，第一准直块底部的第一触发片触发第一扫查向限制块上的起点接近开关并以此控制X射线球管开始曝光；单位光野通道离开有效光野开口后，第二准直块底部的第二触发片触发第二扫查向限制块上的终点接近开关并以此控制X射线球管结束曝光。
7.根据权利要求6所述的一种X射线源的扫查式限束准直机构的扫查控制方法，其特征在于：所述扫查准直块复位时，第一准直块上的第一触发片触发第一扫查向限制块上的起点接近开关后延时停止。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 515000 No. 77 Jinsha Road, Shantou City, Guangdong Province Applicant after: Shantou Ultrasonic Instrument Research Institute Co.,Ltd. Address before: 515000 No. 77 Jinsha Road, Shantou City, Guangdong Province Applicant before: SHANTOU INSTITUTE OF ULTRASONIC INSTRUMENTS Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |