一种CT用前准直器的制作方法

本发明属于粒子或电离辐射的处理技术；照射装置；γ射线或X射线显微镜的技术领域，特别涉及一种射线利用率高、无散射线造成图像质量问题及伪影的CT用前准直器。

背景技术：

CT设备中的准直器属于光纤通信光器件的用于输入输出的一个光学元件，主要用于将发散光通过类似凸透镜的结构变成平行光。在CT设备中一般有两个前、后两个准直器，其中，前准直器主要设置在X线管前端，决定CT扫描层厚。

现有技术中，准直器的光闸板（弧形板或平板）一般安装在直线导轨上通过丝杠传动进行移动，用以实现对X射线束的宽度控制，但在实际的操作中存在以下问题：

1、X射线经过现有准直器准直之后，到达球面探测器处的X射线宽度不均，为了完全覆盖探测器通道，需要加大准直开缝宽度解决，这会带来辐射剂量较大、图像质量下降及图像存在伪影等问题；

2、利用丝杠传动控制光闸板运动的结构复杂，占用空间大，成本较高。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是，现有技术中，准直器的光闸板一般安装在直线导轨上通过丝杠传动进行移动，X射线经过准直到达球面探测器处的宽度不均，故为了完全覆盖探测器通道，需要加大准直开缝宽度解决，而导致的辐射剂量较大、图像质量下降及图像存在伪影，同时利用丝杠传动控制光闸板运动的结构复杂，占用空间大，成本较高的问题，进而提供了一种优化结构的CT用前准直器。

本发明所采用的技术方案是，一种CT用前准直器，包括准直器箱，所述准直器箱的箱盖中心设有通孔，所述箱盖上部设有平行的第一弧形导轨和第二弧形导轨，所述第一弧形导轨和第二弧形导轨分别设于所述通孔左侧和右侧的箱盖上，所述的第一弧形导轨和第二弧形导轨的两端分别设于箱盖的前部和后部；所述第一弧形导轨和第二弧形导轨间设有平行的第一光闸板和第二光闸板，所述第一光闸板和第二光闸板分别与第一弧形导轨和第二弧形导轨垂直，所述第一光闸板和第二光闸板的两端部分别通过滑块与第一弧形导轨和第二弧形导轨配合设置；所述第一光闸板和第二光闸板分别通过传动机构连接至第一电机和第二电机。

优选地，所述第一弧形导轨和第二弧形导轨相对的各点间距离相等，所述第一弧形导轨和第二弧形导轨的弧形半径相等，所述第一弧形导轨和第二弧形导轨的弧面的轴心连线与第一光闸板和第二光闸板平行。

优选地，所述第一光闸板和第二光闸板为弧形板。

优选地，所述传动机构包括配合设置的第一主动轮和第一从动轮、第二主动轮和第二从动轮，所述第一主动轮和第二主动轮分别设于第一电机和第二电机的电机轴上，所述第一电机和第二电机分别设于通孔左侧和右侧的箱盖前端部，所述第一从动轮和第二从动轮分别设于通孔左侧和右侧的箱盖后端部，所述第一主动轮和第一从动轮的外侧套设有第一同步带，所述第二主动轮和第二从动轮的外侧套设有第二同步带，所述第一同步带和第二同步带分别设于所述第一弧形导轨和第二弧形导轨侧部，所述第一光闸板的左端通过连接片与第一同步带连接，所述第二光闸板的右端通过连接片与第二同步带连接。

优选地，所述第一同步带和第二同步带上分别设有涨紧弹簧，所述涨紧弹簧的两端部设于箱盖上。

优选地，所述传动机构包括设于第一弧形导轨背向通孔侧的弧形齿条，所述弧形齿条与所述第一弧形导轨的弧度相同；所述第一光闸板和第二光闸板的左端部分别连接有第一过渡板和第二过渡板，所述第一过渡板和第二过渡板侧部分别设有第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出轴上分别套设有齿轮，所述第一电机和第二电机分别通过齿轮与所述弧形齿条啮合。

优选地，所述第一过渡板和第二过渡板为对称设置的倒L型弯板，所述2个倒L型弯板的直角相对设置。

本发明提供了一种优化结构的CT用前准直器，通过在准直器箱的箱盖中心设置用于通过X射线的通孔，在通孔两侧的箱盖上平行设置横跨箱盖前后部的第一弧形导轨和第二弧形导轨，在第一弧形导轨和第二弧形导轨间设置平行的第一光闸板和第二光闸板，第一光闸板和第二光闸板分别通过滑块与第一弧形导轨和第二弧形导轨配合在其上运动，且第一光闸板和第二光闸板分别通过传动机构连接至第一电机和第二电机。本发明通过弧形导轨模拟准直，到达球面探测器处的X射线宽度均匀，射线利用率高，辐射剂量低且无散射线造成图像质量问题及图像伪影；本发明中第一光闸板和第二光闸板可以独立被操作，整体结构紧凑，占用空间小，成本低，工作效率高。

附图说明

图1为本发明中实施例1的结构示意图；

图2为本发明中实施例2的主视图结构示意图；

图3为本发明中实施例2的侧视剖视图结构示意图；

图4为本发明中实施例2的立体图结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。

如图所示，本发明涉及一种CT用前准直器，包括准直器箱，所述准直器箱的箱盖1中心设有通孔2，所述箱盖1上部设有平行的第一弧形导轨3和第二弧形导轨4，所述第一弧形导轨3和第二弧形导轨4分别设于所述通孔2左侧和右侧的箱盖1上，所述的第一弧形导轨3和第二弧形导轨4的两端分别设于箱盖1的前部和后部；所述第一弧形导轨3和第二弧形导轨4间设有平行的第一光闸板5和第二光闸板6，所述第一光闸板5和第二光闸板6分别与第一弧形导轨3和第二弧形导轨4垂直，所述第一光闸板5和第二光闸板6的两端部分别通过滑块7与第一弧形导轨3和第二弧形导轨4配合设置；所述第一光闸板5和第二光闸板6分别通过传动机构连接至第一电机8和第二电机9。

本发明中，准直器箱的箱盖1中心设有通孔2，通孔2用于通过X射线。

本发明中，在通孔2两侧的箱盖1上平行设置两端部横跨箱盖1前后部的第一弧形导轨3和第二弧形导轨4，在第一弧形导轨3和第二弧形导轨4间设置平行的第一光闸板5和第二光闸板6，以第一光闸板5和第二光闸板6模拟准直的效果，同时将第一光闸板5和第二光闸板6的运动路径设置在第一弧形导轨3和第二弧形导轨4上，即第一光闸板5和第二光闸板6打开的路径非直线打开，更利于X射线的线束宽度的无级控制，使得到达球面探测器处的X射线宽度均匀。

本发明中，为了便于设置第一弧形导轨3和第二弧形导轨4，也可以在准直器箱上设置立臂，第一弧形导轨3和第二弧形导轨4可以直接设置在立臂上。

本发明中，第一光闸板5和第二光闸板6分别通过滑块7与第一弧形导轨3和第二弧形导轨4配合，第一光闸板5和第二光闸板6在第一弧形导轨3和第二弧形导轨4上整体做弧线运动，且第一光闸板5和第二光闸板6分别通过传动机构连接至第一电机8和第二电机9，即第一光闸板5和第二光闸板6可以被分开控制，进行X射线的准直的微调。

本发明中，采用第一电机8和第二电机9分别控制第一光闸板5和第二光闸板6，使得本发明不仅开缝大小可调，且同时开缝中心位置可调，第一电机8和第二电机9的存在满足了后期位置精确校正和焦点跟踪等其他功能要求。

本发明中，通过弧形导轨模拟准直，到达球面探测器处的X射线宽度均匀，射线利用率高，辐射剂量低且无散射线造成图像质量问题及图像伪影；第一光闸板5和第二光闸板6可以独立被操作，整体结构紧凑，占用空间小，成本低，工作效率高。

所述第一弧形导轨3和第二弧形导轨4相对的各点间距离相等，所述第一弧形导轨3和第二弧形导轨4的弧形半径相等，所述第一弧形导轨3和第二弧形导轨4的弧面的轴心连线与第一光闸板5和第二光闸板6平行。

本发明中，为了保证X射线在进行准直后宽度一致，故必须保证各点X射线通过的一致性，第一弧形导轨3和第二弧形导轨4相对的各点间距离相等保证了第一弧形导轨3和第二弧形导轨4处于正的Y轴方向。

本发明中，不仅需要保持第一弧形导轨3和第二弧形导轨4相对的各点间距离相等，同时还要求第一弧形导轨3和第二弧形导轨4的半径相等，弧面轴心同轴，即轴心连线与第一光闸板5和第二光闸板6平行，使得第一光闸板5和第二光闸板6可以在第一弧形导轨3和第二弧形导轨4的行程的圆柱面上进行导向运动。

所述第一光闸板5和第二光闸板6为弧形板。

本发明中，第一光闸板5和第二光闸板6为弧形板，进一步模拟了准直器的凸面镜，使得各个方向散射的X射线可以被校直，同时保证了到达球面探测器处的X射线宽度均匀。

本发明中，传动机构包括至少2种实施例。

实施例1：

所述传动机构包括配合设置的第一主动轮10和第一从动轮11、第二主动轮12和第二从动轮13，所述第一主动轮10和第二主动轮12分别设于第一电机8和第二电机9的电机轴上，所述第一电机8和第二电机9分别设于通孔2左侧和右侧的箱盖1前端部，所述第一从动轮11和第二从动轮13分别设于通孔2左侧和右侧的箱盖1后端部，所述第一主动轮10和第一从动轮11的外侧套设有第一同步带14，所述第二主动轮12和第二从动轮13的外侧套设有第二同步带15，所述第一同步带14和第二同步带15分别设于所述第一弧形导轨3和第二弧形导轨4侧部，所述第一光闸板5的左端通过连接片16与第一同步带14连接，所述第二光闸板6的右端通过连接片16与第二同步带15连接。

所述第一同步带14和第二同步带15上分别设有涨紧弹簧17，所述涨紧弹簧17的两端部设于箱盖1上。

本发明中，实施例1采用了在第一弧形导轨3和第二弧形导轨4的侧部分别设置第一同步带14和第二同步带15的形式，并将第一光闸板5和第二光闸板6分别通过连接片16与第一同步带14和第二同步带15连接，即第一弧形导轨3和第二弧形导轨4提供了运动的轨道，第一同步带14和第二同步带15传递了运动的动力。

本发明中，第一同步带14和第二同步带15分别包括了第一主动轮10和第一从动轮11、第二主动轮12和第二从动轮13，其中第一主动轮10和第二主动轮12分别设置在第一电机8和第二电机9的电机轴上，由第一电机8和第二电机9带动转动，进而带动第一同步带14和第二同步带15的转动、第一从动轮11和第二从动轮13的从动，使得第一光闸板5和第二光闸板6可以在第一电机8和第二电机9的输出控制下开合。

本发明中，为了保证第一同步带14和第二同步带15的带动第一光闸板5和第二光闸板6的动力，在第一同步带14和第二同步带15上分别设置涨紧弹簧17，保证第一同步带14和第二同步带15的张紧状态，进而保证第一光闸板5和第二光闸板6的顺利开合。一般情况下，涨紧弹簧17的两端部设置在箱盖1上。

实施例2：

所述传动机构包括设于第一弧形导轨3背向通孔2侧的弧形齿条18，所述弧形齿条18与所述第一弧形导轨3的弧度相同；所述第一光闸板5和第二光闸板6的左端部分别连接有第一过渡板19和第二过渡板20，所述第一过渡板19和第二过渡板20侧部分别设有第一电机8和第二电机9，所述第一电机8和第二电机9的输出轴上分别套设有齿轮21，所述第一电机8和第二电机9分别通过齿轮21与所述弧形齿条18啮合。

所述第一过渡板19和第二过渡板20为对称设置的倒L型弯板，所述2个倒L型弯板的直角相对设置。

本发明中，实施例2以齿轮21传动的形式代替了实施例1的皮带传动。

本发明中，第一弧形导轨3的背向通孔1侧设置有与第一弧形导轨3的弧度相同的弧形齿条18，第一光闸板5和第二光闸板6分别通过第一过渡板19和第二过渡板20过渡，第一过渡板19和第二过渡板20的侧部分别设置有第一电机8和第二电机9，第一电机8和第二电机9的输出轴上分别套设有齿轮21，齿轮21和弧形齿条18啮合，当第一电机8和第二电机9工作时，顺次带动各自输出轴上的齿轮21在弧形齿条18上运动，进而带动第一过渡板19及第二过渡板20，使得第一光闸板5和第二光闸板6做出相应的开合动作。

本发明中，第一过渡板19和第二过渡板20为对称设置的倒L型弯板。

本发明解决了现有技术中，准直器的光闸板一般安装在直线导轨上通过丝杠传动进行移动，X射线经过准直到达球面探测器处的宽度不均，故为了完全覆盖探测器通道，需要加大准直开缝宽度解决，而导致的辐射剂量较大、图像质量下降及图像存在伪影，同时利用丝杠传动控制光闸板运动的结构复杂，占用空间大，成本较高的问题，通过在准直器箱的箱盖1中心设置用于通过X射线的通孔2，在通孔2两侧的箱盖1上平行设置横跨箱盖1前后部的第一弧形导轨3和第二弧形导轨4，在第一弧形导轨3和第二弧形导轨4间设置平行的第一光闸板5和第二光闸板6，第一光闸板5和第二光闸板6分别通过滑块7与第一弧形导轨3和第二弧形导轨4配合在其上运动，且第一光闸板5和第二光闸板6分别通过传动机构连接至第一电机8和第二电机9。本发明通过弧形导轨模拟准直，到达球面探测器处的X射线宽度均匀，射线利用率高，辐射剂量低且无散射线造成图像质量问题及图像伪影；本发明中第一光闸板5和第二光闸板6可以独立被操作，整体结构紧凑，占用空间小，成本低，工作效率高。