X射线成象设备制造技术

Ｘ射线成象设备包含荧光屏（２）和ＣＣＤ相机（３），荧光屏如磷光屏利用Ｘ射线源（１３）发出的Ｘ射线的效应产生可视图象，ＣＣＤ相机（３）用于接收和储存荧光屏（２）上的图象。该设备还包含与计算和控制装置相连的光敏传感器（６），该传感器与荧光屏有光学联系而与ＣＣＤ相机相分离，在信号传输通信过程中，计算和控制装置与Ｘ射线源的控制装置（１４）相连，以调节合适的曝光量。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及X射线成象设备，本文的权利要求1的序言对该设备进行了说明。在医疗诊断中，X射线图象的质量起着很重要的作用。此外，要在医院这样的环境里获得图象并对其进行后期处理，也对相应的X射线成象设备有着特殊的要求。提高这类设备实用性的一个因素是体积小而且重量轻。例如，传统的X射线呼吸描记设备包含一块平板，当X射线入射到平板表面上时，其上面的底片被曝光，从而产生可视图象。平板和底片都被放在一个盒子里，每次曝光结束后，都需将盒子取出来。这里所知的另一种设备，其产生的潜影形成在表面为硒的鼓上。该设备的成象过程包含转动鼓使其充电，形成图象后再次转动鼓以对其进行扫描，将图象储存下来，这种设备上也有移动部件，并且很笨重。传统的X射线设备，在照相板的前面有一个测量室，用来测量入射到成象板上的X射线强度，并在达到特定的曝光量后，向与X射线发生器直接相连的自动曝光控制单元发出一个信息。通过这种方法，在每次照相时都可以尽量获得正确的曝光。从专利European Patent 264218中，也可以得知一种利用X射线生成物体图象的设备，其中的图象由X射线生成于荧光屏上并利用CCD相机存储下来，而后对所获图象进行数字处理。曝光时间由快门控制，CCD工作在低扫描模式，这要求将CCD至少冷却至零下40℃，以减少由照片的低曝光量和/或读取所带来的噪声。该设备的曝光时间通常为数分钟甚至数小时。这种设备一般用于物体的X射线检测，并没有考虑在医疗上的应用。本专利技术的目的，是获得一种新型的X射线成象设备，这种设备特别适用于在医疗检查中用X射线对病人进行透视，如对和肺和骨骼进行X射线透视。为达到上述目的，本专利技术的设备的主要特征在本文的权利要求1的特征部分中已有说明。在该设备中一并被提供的还有光敏传感器，该传感器与CCD相机互相分离，并且在光学上和荧光屏上的图象相联系，该荧光屏发出的光在可见光波长范围内。这样，所形成图象的亮度就可以被直接测出来，将传感器与控制X射线源的X射线发生器相连后，这个信息就可以用来调整合适的曝光率，曝光时间或曝光量。与此同时，可在正确的位置自动设定荧光标度，以便对图象进行处理并使其数字化。成象光学系统还包括一个反射镜，用来将荧光屏上的图象反射到CCD相机上。该反射镜所形成的光学反射表面，使得透过的X射线不会到达敏感的电子成象器件。有关本专利技术的其他一些优选方案，可以参见本文的从属权利要求2-8中的有关内容及下面的描述。参照文中的附图，下面将对本专利技术进行详细的描述，附图分别如下附图说明图1为根据本专利技术的设备的组合图，图2为根据本专利技术的另一实施方案的组合图，图3表示如何扩展根据本专利技术的设备的动态范围，图4表示该设备在更大的系统中的布置。图1是根据本专利技术的设备的组合图。图中表示出了设备中的网格1，用来减少来自病人的次级辐射所带来的伤害。透过病人的X射线照射到荧光屏2上，在荧光屏上产生可视图象，该图象发出可见光波长范围的辐射。荧光屏2可以是磷光屏，其本身可以从X射线辐射中获得产生图象所需的能量，换句话说，尽管该荧光屏有时被称为增强器屏，但它本身并不需要其他任何外来供应能量来进行增强。需存储图象的光束锥在图中被用虚线做上了标记，该光束锥被二维电荷耦合器件图象传感器(CCD)接收下来，该器件是CCD相机3的一部分，此外，CCD相机还包括一个传统的光学成象系统3a。接口4将该相机3与该设备的电子器件单元5相连，进行图象处理，如数字化处理及将控制信号沿传输线15进一步传送至辅助装置16上。与该设备一并被提供的还有光敏传感器6，该传感器可以是任何已知的用来测量可见光强度的传感器。该传感器通过数字传输线7连接到电子器件单元5，单元5上有计算和控制装置，用来处理该传感器所提供的数据。此外，从这部分伸出的传输线8连到控制X射线源的X射线发生器(RTG)上。图1表示出了用于成象的光束锥是如何被反射镜9反射到相机3上的，这里，相机3位于该设备的下方。光敏传感器6位于光束的光锥旁边，用于存储图象，例如，如图所示，传感器6与CCD相机旁的反射镜9相对。光敏传感器6也可以位于该设备中，使其直接“看到”荧光屏2上的图象，换句话说，此时传感器6与位于反射镜9旁的荧光屏2相对。图2表示的是另外一种可选方案，其中的反射镜9将来自荧光屏2上的光锥投射反射到与其相对的另一个附加的反射镜10上，反射镜10被置于荧光屏的下部，最终将光锥反射到位于该设备下部的CCD相机3上。在这种情况下，当上述元件被放在机壳11中时，该设备的结构会显得更为紧凑。该图还表示了在这种实施方案中，传感器6如何位于反射镜9的对面并被置于反射镜10的旁边。虚线指明了光束的光锥，这些来自荧光屏2的光束投射到传感器上，其投射角度和到达实际图象存储器的光锥的投射角度不同。这样，传感器6并不在光束所在的光路上，该设备也不需要棱镜或诸如此类的装置来分光以便存储和测量图象。本专利技术使用了反射镜或反射镜组，由于反射镜的光学反射表面只将可见光束反射到电子成象器件上，这就可能使透过的X射线避免到达敏感的电子器件上。机壳11被安排成可在垂线12方向上移动至合适的高度。由于荧光屏6的测量信号被传输到控制X射线源的计算和控制装置，因而可以获得正确的曝光，从而自动达到正确的剂量。实际应用中可以这样进行，当达到预定的曝光量时，就向X射线源控制装置发出一个信号，由后者将X射线发生器关闭。在这种情况下，用X射线进行医疗透视的时间大致在10毫秒的量级上。同时，从图象处理的角度出发，还可以在一个正确的范围内自动设定一个标度。由于在前后两次曝光之间，二维CCD图象传感器实际上位于机壳内部的黑暗之中，而且，在这种情况下，还可以通过测量输出信号来调整该传感器，因此，在荧光屏2和CCD传感器之间的光路中无需设置机械式快门。图3是CCD元件的一个典型的特征曲线，反映的是该元件的信号强度和剂量之间的函数关系。由此，问题在于从单个图象点或象素获得的图象。在高剂量情况下，CCD相机的抗增长效应表明，CCD相机可以防止电子逃逸至邻近的CCD元件中去并导致图象在高剂量下变得“模糊”。该设备消除了上述所谓饱和区域S对图象的影响，使得CCD相机的动态范围随图中的直线部分，即线性范围L增长，当获得信号值位于饱和区域S中时，就将其修正为对应的实际值。在这种情况下，即使在处理高剂量区域的图象时，也能获得很高的精度，如处理在呼吸扫描记录过程中从病人的边缘部分获得的图象，此时与这部分区域对应的CCD元件接收的剂量要高于正常值。问题中的这种修正过程，是在将图象数据输出以供进一步处理前，在该设备的电子器件单元5中利用适合的程序完成的。最后，图4表示的是该设备用于拍摄图象时的情形。该设备包含前面说过的机壳11和电子器件单元5，该单元与X射线源13的控制装置14，亦即X射线发生器RTG相连。该系统还包含辅助装置16，用于储存图象数据，在屏幕上显示图象或将图象输出，或进一步传输图象数据。本专利技术采用了高分辨率的CCD相机3，该相机具有多个图象点或象素。这种类型相机要求温度稳定，但由于它是作为快速相机来使用(工作在闪光模式)的，其典型曝光时间小于100毫秒，因此，不需要采取冷却手段以提高信噪比。本专利技术很适合与传统的X射线仪器共同使用，它们不需作任何改变。与本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｘ射线成象设备，包含荧光屏（２）如磷光屏和ＣＣＤ相机（３），荧光屏利用Ｘ射线源（１３）发出的Ｘ射线的效应产生可视图象，ＣＣＤ相机（３）用于接收和储存荧光屏（２）上的图象，其特征在于，成象光学系统包括反射镜（９），用来将荧光屏（２）上的图象反射到ＣＣＤ相机（３）上，该设备的光敏传感器（６）与荧光屏有光学联系而与ＣＣＤ相机相分离，光敏传感器与计算和控制装置相连，后者在信号传输通信过程中与Ｘ射线源控制装置（１４）相连，用以调节合适的曝光量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：施蒂格施文森，施廷奥利森，马蒂沙尔米，
申请(专利权)人：施蒂格施文森，施廷奥利森，马蒂沙尔米，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]