可调节动态过滤器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可调节过滤器，特别地，涉及动态可调节过滤器和防偷窥系统(privacy system)。
【背景技术】
[0002]在医院环境中，对不能够被移动或者难以移动的患者执行移动X射线影像检查。在三级保健医疗中心中，移动X射线影像检查在执行的X射线影像检查中所占的百分比很大。穿过对象(诸如，人体)的X射线经历一定程度的散射。透射通过对象的主X射线在直线路径上从X射线源(在本文中也被称为X射线焦斑)行进到图像接收器并且携带对象密度信息。散射的X射线形成扩散图像，这使主X射线图像对比度劣化。在一些患者体内，散射的X射线强度超过主X射线的强度。散射现象是熟知的并且通常通过使用抗散射栅在普通X射线影像术、荧光透视法和乳房造影中补偿该散射现象。
[0003]抗散射栅通常由X射线不透明(或射线不透的)材料和X射线透射(或射线可透的)材料。可使用铅作为X射线不透明材料并且可使用塑料、铝或纤维作为X射线透射材料。抗散射栅设置在所关注对象和X射线图像接收器板之间并且被取向成使得图像成形主X射线仅仅入射到X射线不透明材料的边缘。因此，主X射线中的大部分穿过射线可透的分隔条。相比之下，散射的X射线在与目标对象相互作用之后在所有方向上发射，如此，相比于主X射线，散射的X射线入射到铅条的较大区域上并且仅仅散射的X射线中的小百分比透射通过抗散射栅。
[0004]给定栅的散射控制程度取决于栅比率，栅比率被定义为在X射线路径的方向上的射线不透条厚度与和X射线光束路径正交地测得的射线可透分隔材料的宽度之比。因此，栅比率越高，散射控制程度越大。高栅比率虽然更有效，但也更难以相对于焦斑对准。为了补偿被聚焦栅中的X射线光束发散，倾斜射线不透条，距聚焦栅中心的距离越大，倾斜的程度越大。栅叶的平面全部沿着被称为焦线的线会聚。从焦线到栅表面的距离被称为栅的焦距。焦线与至焦斑的直线路径重合。因此，当焦斑与栅的焦线重合时，主X射线与射线不透铅条的相互作用最小并且得到最大主透射。抗散射栅的焦线与焦斑的不对准使主X射线透射减少，而散射的X射线透射保持不变。因此，最佳的主X射线透射需要焦斑与抗散射栅的焦线对准(位置和取向)。
[0005]在普通X射线影像术、荧光透视法和乳房造影中，图像接收器和X射线管被相对于彼此刚性安装在固定位置，从而使焦斑和栅对准是简单的过程。在移动X射线影像术中，将图像接收器放置在卧床不起的患者身下并且将X射线源设置在患者上方。由于焦斑和图像接收器的相对分开是可变的，因此确定在患者和图像接收器之间抗散射栅的正确位置和取向变成困难的对准问题。如果没有使用栅，则在X射线图像中只得到可能对比度的一小部分。
[0006]当结合移动X射线影像术利用栅时，栅通常没有对准。通过利用具有8:1或更小的小比率的栅，减少了不对准的问题。尽管通过使用低比率栅提高了 X射线图像对比度，但该对比度一直显著低于原本在具有10:1或更大栅比率的正确对准的高比率栅的情况下可得到的对比度。
[0007]因此，虽然移动X射线影像术在许多方面比固定安装X射线影像术更方便，但由于散射辐射造成的图像质量差而导致其临床应用价值低。在移动X射线影像术中，由于难以实现焦斑与抗散射栅正确对准而导致的问题更大。操作者易于使用的实现正确对准的方式将显著提高移动X射线影像术的图像对比度和图像质量，从而增加移动X射线影像术的临床应用价值。
[0008]用于X射线领域的栅的机制提供了对于用于动态可调地过滤波的其它领域的栅而言更普遍和相关的问题的特定解决方案，这些波包括电磁谱、流体和空气的其它成分。例如，可采用柔性和动态栅作为防偷窥屏幕，从而以选择性地跟随特定目标的方式过滤可见光。这里，X射线领域之外使用的栅将采用动态可调栅线，所述栅线瞄准用户，针对用户进行校准并且跟踪用户。
【发明内容】
[0009]公开了用于确定X射线机的X射线源的位置和用于调节抗散射栅中的栅线的系统和方法。在一个实施方式中，本发明使用源定位器结合红外(IR)发送器和IR接收器来定位X射线源并且将栅线对准理想X射线光束路径。通过将栅线对准光束路径，可得到对比度增大噪声减小的图像。
[0010]本发明提供了用于确定X射线机(诸如，便携式X射线机)的X射线源的位置的系统。该系统包括X射线源和源定位器。X射线源发射具有理想光束路径的X射线光束。源定位器与X射线源关联并且具有传达其位置的装置例如但不限于IR发送器/接收器。源定位器的IR发送器/接收器发送限定X射线源的位置的位置信息，该位置信息是由源定位器产生的。该系统还可包括X射线栅，该X射线栅也具有传达其位置例如但不限于IR发送器/接收器的装置，X射线栅线针对两个元件(在该示例中为源定位器和逼近发射的X射线光束的理想路径的X射线栅)之间的通信而确定的位置信息进行调节。栅线选择性地允许发射的X射线光束穿过所述X射线栅并且对准发射的X射线光束的理想路径。栅线针对理想光束路径进行调节并且响应于IR接收器接收的IR发射选择性地允许发射的X射线光束穿过X射线栅。
[0011]本发明还提供了一种用于得到对比度增大噪声减小的X射线图像的系统。该系统包括X射线光束源和可调节X射线栅。X射线光束源发射X射线光束并且具有与之关联的用于确定X射线源位置的源定位器。X射线包括含有交替的射线不透和射线可透材料的多个栅线。可使用电磁场、伺服电机或其它计算机驱动机构针对所述X射线光束源调节X射线栅的栅线。可在第一不遮挡位置和第二遮挡位置之间调节栅线，第一不遮挡位置允许X射线光束发射穿过栅，第二遮挡位置禁止X射线光束发射穿过栅。栅线可包括材料条或各个射线可透球体，在各射线可透球体的中心平面中设置射线不透材料。射线可透材料具有第一带电侧和第二带电侧，其中，所述第一带电侧与所述第二带电侧带的电荷相反。
[0012]本发明还提供了通过提供X射线源，提供可调节X射线栅并且调节所述X射线栅线以对准所述X射线源的X射线光束发射来调节抗散射栅中的栅线的方法。在一个实施方式中，射线可透球体包括设置在各球体的中心平面中的射线不透材料的层。调节装置选择性对准所述X射线栅线，以允许所述X射线光束发射穿过所述X射线栅。调节手段还包括使用计算机，计算机接收通过源定位器得到的位置信息，以选择性地将所述X射线栅线对准所述X射线光束发射的理想路径并且允许所述X射线发射穿过所述X射线栅。
[0013]本发明还提供了过滤其它元素的装置和方法，这些其它元素涵盖包括可见光以及流体和气流的电磁光谱的其它部分。过滤是动态的，因为装置的栅线基于从源和/或目标或接收器接收的信息针对目标进行调节。
[0014]本发明提供了一种具有其内包括动态栅线的显示装置或栅的动态防偷窥屏幕。显示装置具有诸如但不限于IR LED发送器的运动传感器。动态栅线可具有在不透明状态和透明状态之间进行任何转变的能力并且可被取向成具有O度和180度之间的任何角度。栅线是动态的，因为栅线调节至与被跟踪对象与栅所成的角度匹配的角度。被跟踪对象可包括诸如计算机屏幕、智能电话屏幕、平板屏幕或电视屏幕之类的屏幕的个体用户。被跟踪对象可具有标记器，显示装置的运动传感器感测标记器或者可借助使用所述装置上已采用的集成系统(例如但不限于正向摄像机)跟踪标记器。用户将能够以与X射线栅示例类似的方式校准栅相对于被跟踪对象和用户视野的位置，在X射线栅示例中，光束源本身可具有被编码在系统内的其位置的替代。传感器检测标记器限定了关于被跟踪对象和/或显示装置的位置信息。该位置信息被发送到计算机并且用于调节栅线的角取向以匹配被跟踪对象与显示装置所成的角度。类似地，摄像机可采用现有软件，包括但不限于面部识别软件。当栅线不透明并且得到位置信息时，计算机将调节栅线对准被跟踪