专利名称：X射线成象设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种X射线成象设备，其中要形成的X射线图象借助于细长的X射线探测器形成，X射线探测器能够把入射的X射线辐射转换为光图象，并在操作过程中，在该设备的箱室中沿着细长X射线探测器的纵向的横向方向进行扫描移动。
这种X射线成象设备可以是，例如荷兰专利申请8303156中描述的那种用于缝隙射线照相的设备。在缝隙照相设备中，利用扁平的扇形X射线束扫描物体或病人，X射线束在至少一个扫描行程中沿扇形射线束平面的横向方向移动。在物体或病人后面，细长的X射线探测器和X射线束同步移动，使得透过病人或物体的辐射总是基本落在X射线探测器上。X射线探测器把接收的X射线辐射转换为可用来使照相底片暴光和/或产生表示X射线图象的电信号的光图象。扁平的扇形光束可通过和缝隙光阑配合的X射线源获得。X射线源和缝隙光阑可连带移动，或相对彼此移动，使得通过缝隙光阑的光束进行要求的扫描移动。如果需要，光阑可带有诸如荷兰专利中请8400845中描述的那种缝隙控制装置。本发明还适用于其它类型的设备，这些设备包括一个进行扫描移动以便扫描预定区域的细长X射线探测器。荷兰专利申请9102063中描述了这样的一个例子。
适用于上述类型的X射线成象设备的细长X射线探测器是诸如荷兰专利183914中说明的X射线图象增强管。用在适用于胸部检查的X射线成象设备中的X射线图象增强管必须具有约400至500mm的图象平面。该尺寸对应于大多数人的胸部宽度及扇形射线束的宽度。图象平面在扫描方向上的高度约为例如25mm。为了能够形成完整的胸部图象，X射线图象增强管必须通过约400×400mm2的面积，这是通过使X射线图象增强管在垂直于X射线图象增强管纵向的方向上进行扫描移动来实现的。在扫描移动中，X射线图象增强管产生一个不断变化的输出图象，输出图象可用于使照相底片暴光，但是最好使输出图象投射到把入射光转换为相应的电信号的光敏电子装置上。随后产生的电信号可被存储，或用来产生视频图象或类似物，之后还可再作进一步处理。
为了把X射线图象增强管的输出信号转换为电信号，通常使用细长的CCD装置(电荷耦合器件)。这样的CCD装置可从市场上获得，但是其尺寸应比细长的X射线图象增强管的输出窗的尺寸小得多。适宜的CCD装置是，例如具有2048×96象素及28.7×1.34mm敏感面积的Dalsa I-FI-2048。这样，细长的图象增强管的输出图解可以缩小尺寸成象在CCD装置上。为此，可使用包括透镜系统的照相机，该透镜系统把X射线图象增强管的输出图象的大小缩小为适于CCD装置的尺寸，并把X射线图象增强管的输出图象成角在CCD装置上。在给定例子中，必须的缩小因子β约为16，它导致在X射线图象增强管和照相机之间形成相当大的间距d(
图1)，从而导致X射线成象设备箱室的深度相当大。X射线成象设备的箱室的深度大的缺点是这样的X射线成象设备占据的安装空间大，另外安装和/或移动这样庞大的X射线成象设备困难。另一方面就是X射线成象设备的箱室必须不透光。箱室越大，透光的可能性就越大。
于是就需要一种其结构比已知X射线成象设备紧凑的X成象设备。为此，根据本发明，前面说明类型的X射线成象设备就是一种这样的X射线成象设备，其中至少一个反射镜安装在设备的箱室中，并且至少部分接收操作过程中X射线探测器在扫描移动中的各个位置上形成的光图象，并将其反射给至少一个照相机，该照相机和X射线探测器同步移动，并安装在细长的X射线探测器的端部之一附近。
下面参考一些典型实施例的附图来详细说明本发明。
图1是图解表示现有技术的X射线成象装置的例子的侧视/剖视图；图2是图解表示图1的装置的平面图；图3是图解表示本发明的装置的第一实施例的平面图；图4是图解表示本发明的装置的第二实施例的平面图；图5是图解表示本发明的装置的第三实施例的平面图；图6是图解表示本发明的装置的第四实施例的平面图；图1和2图解表示了已知的X射线成象装置1的一个例子的侧视图及平面图。所示装置包括带有缝隙光阑3的X射线源2，扁平的扇形X射线通过缝隙光阑3射向要诊断的病人6，或射向放置在箱5前端的研究物体。在所示例子中，X射线源2可和缝隙光阑3一起绕轴6旋转，如箭头7所示。为了在一个或多个工作行程中用X射线束扫描病人或物体，或者至少扫描他们的相关部份，该过程中，扇形X射线束4在横过扇形X射线束表面的方向上旋转，如图1中箭头8所示。
箱5具有X射线辐射可穿透的前壁9，在其后是细长的X射线探测器10。X射线探测器和X射线源2配合，在操作中它这样旋转(图中未详细表示出)，使得病人或物体6透射的X射线辐射总是落在X射线探测器10的输入窗上。于是X射线探测器10和扁平的扇形束4同步移动，如箭头11所示。
X射线探测器10把在输入端入射的X射线辐射转换为在输出端产生的光图象。在所示例子中，使用了管状X射线探测器，它具有细长的阴极12，阴极12对X射线辐射敏感，并且在入射的X射线辐射的作用下发射出电子。与阴极12相对的是细长的阳极13。发射出的电子在操作过程中阴极和阳极之间的高电压的作用下，从阴极移动到阳极。阳极把入射电子转换为光量子。这样在阳极侧形成的光图象通过透镜或透镜系统14投射到照相底片，或者如图所示投射到诸如CCD15之类的光敏半导体装置，光敏半导体装置把光图象转换为可在图中未表示出的装置中处理和/或存储的相应电信号。透镜系统14和底片或半导体装置构成固定照相机的一部分，该固定照相机放置在距离X射线探测器10一定距离的地方，从而该照相机可接收X射线探测器10在其各个位置上的输出图象。
X射线探测器和照相机之间的距离d较大，从而箱5必需相当深，并且必须完全不透光。
图3是图解表示本发明的设备的第一实施例的平面图。在图3和图4到图6中，未表示出X射线装置的那些对于很好地理解本发明来说无关紧要的部分。图3中，在阳极或X射线探测器10的输出窗上的图象表面用20表示。布置在细长的条状图象域20一端附近的是具有透镜或透镜系统22及光敏半导体装置23(下文称为CCD)的照相机21。当X射线探测器10通过扫描路径时，照相机21可和X射线探测器10一起移动。为此，X射线探测器10和照相机21可安装在一个共用支承件上。图中该支承件图解表示为24。支承件24也可构成一个滑架，或安装在滑架上，操作中利用适当的驱动装置驱动该滑架，以便在扫描路径上来回移动。
布置在X射线探测器10和照相机21对面的是在照相机21的透镜系统的方向上反射X射线探测器的图象平面20的反射镜25。本例中，反射镜25是单个的固定平面镜，但是这一点并非固定不变的。本实施例中，反射镜25的长度和垂直于该附图平面的扫描路径相当。通过使用反射镜25,X射线设备的箱室所需的深度大约减少一半，这样可显著节省空间，并可降低漏光可能性。
图4和图5表示了另外两个实施例，在这两个实施例的每一个中，彼此布置成一定角度的两个反射镜30、31或40、41分别和相关的照相机32、33或42、43一起使用。每种情况下，照相机安装在在细长的X射线探测器10的两端，并且最好和X射线探测器10一起安装在图解表示的共用支承件34或44上。本例中，反射镜30、31或40、41被固定，并放置成V形，图4中，V形被放置成顶点朝向图象平面20，而在图5的实施例中，V形的顶点背离图象平面。这两个例子中，V形的顶点基本和图象平面的中央垂直面相一致。在本实施例中，每个反射镜把图象平面的一半，最好一半稍多些反射到照相机之一的透镜系统上，从而进一步减少所需的安装深度。另外，和单个反射镜的实施例相比，X射线探测器10的输出图象的压缩必须较小，可以使用较大的CCD平面。这样将得到更好的信/噪比，更好的调制传递函数(MTF)，以及CCD产生的电信号的动态范围更大。
在图5的实施例中，每个反射镜和照相机相互配合，照相机距离反射镜最远。反射镜40位于半图象平面20a的对面，但是和位于另一个半图象平面20b端部附近的照相机43配合。同样，位于半图象平面20b对面的反射镜41和位于半图象平面20a的端部附近的照相机42配合。
在所示实施例中，这两个反射镜彼此相邻，但是也可使这两个反射镜彼此间距一定距离。
原理上，还可以使用曲面镜代替平面镜。
另外，所示实施例中使用了固定的反射镜，这些反射镜的长度相当大，对应于垂直附图平面的扫描路径的长度。
另外，也可使用一个或多个和照相机及X射线探测器10一同移动的较小反射镜。这样同样可能把反射镜和X射线探测器10及照相机一起安装在共用支承件上。
作为例子，图6表示了这样的一个实施例。图6再次表示了代表细长X射线探测器10的输出图象的图象平面20。分别放置在该图象平面两端的是照相机50或51。分别安装在每个照相机附近的是一个较小的反射镜52或53。操作中，这两个反射镜及两个照相机都沿着扫描路径和X射线探测器10一起移动。这样，反射镜52、53及照相机50、51最好和X射线探测器10一起安装在共用支承件上。共用支承件最好由X射线探测器的箱室构成。这样的支承件在图中由虚线54表示。因为将被投射到放置在每个反射镜对面的照相机的图象高度较小，所以反射镜52、53在垂直于附图平面的方向上的高度也较小。于是反射镜可以是条状结构，并可被布置成和图象平面20成一角度，使得图象平面位于反射镜附近的一半可被该反射镜反射给位于反射镜对面的照相机。这样，在图6所示的布局中，照相机50和反射镜53配合，而照相机51和反射镜52配合。
支承件54要构成滑架的一部分，或被安装在滑架上，滑架以一种已知方式和驱动件及导向件配合，使得滑架在操作中可在要求的扫描路径上来回移动。
有利的是，可把共用滑架构成为一个扁平的不透光小室，X射线探测器、照相机及反射镜安装在该小室中。这样，X射线成象设备的箱室5不再必须不透光。有利的是，含有X射线探测器、照相机及反射镜的不透光小室可被构成为预装件，它可作为单个整体安装、拆除或替换。当然，不透光小室必须位于X射线探测器的阴极的位置上，并带有一个X射线辐射基本可透过，由塑料或薄金属板组成的窗口。
需要指出的是，上述实施例之外，本领域的技术人员显然可以作出多种改变。这样，反射镜52、53的长度原理上可以更长，甚至在垂直于图象平面的中央面的高度方向上彼此邻接。另外，X射线设备可带有已知的缝隙控制装置或图象均衡装置。这些或类似的改变均在本发明的范围内。
权利要求
1．一种X射线成象设备，其中用细长的X射线探测器形成要形成的X射线图象，X射线探测器能够把入射的X射线辐射转换为光图象，并在操作过程中，在该设备的箱室中沿着细长X射线探测器纵向的横向方向进行扫描移动，其特征在于至少一个反射镜安装在该设备的箱室中，并且至少部分接收操作过程中X射线探测器在扫描移动中的各个位置上形成的光图象，并将其反射给至少一个照相机，该照相机和X射线探测器同步移动，并安装在细长的X射线探测器端部之一的附近。
2．按照权利要求1所述的X射线成象设备，其特征在于所述至少一个反射镜是固定安装在箱室中，在箱室中距离细长的X射线探测器一定距离的地方伸长，并且基本上平行于扫描移动。
3．按照权利要求1所述的X射线成象设备，其特征在于所述至少一个照相机和所述细长的X射线探测器安装在共用支承件上。
4．按照权利要求1或3所述的X射线成象设备，其特征在于所述至少一个反射镜是和X射线探测器一起同步移动的反射镜。
5．按照权利要求4所述的X射线成象设备，其特征在于所述至少一个反射镜是条状反射镜，其尺寸之一基本平行于扫描移动。
6．按照前述权利要求之一所述的X射线成象设备，其特征在于两个照相机分别安装在细长的X射线探测器的一端附近，至少两个反射镜都至少能够接收操作中X射线探测器形成的光图象的一部分，并将接收的光图象反射给一个照相机。
7．按照权利要求6所述的X射线成象设备，其特征在于所述两个反射镜被布置成V形。
8．按照权利要求7所述的X射线成象设备，其特征在于所述V形的顶点朝向X射线探测器。
9．按照权利要求7所述的X射线成象设备，其特征在于所述V形的顶点背离X射线探测器。
10．按照权利要求6-9之一所述的X射线成象设备，其特征在于所述反射镜之间存在一个间隙。
11．按照权利要求6-10之一所述的X射线成象设备，其特征在于所述反射镜、所述细长的X射线探测器和所述照相机都和共用支承件连接，所述支承件和驱动装置及导向装置配合，以便在操作中沿预定的扫描路径进行扫描移动。
12．按照权利要求11所述的X射线成象设备，其特征在于细长的X射线探测器、照相机及反射镜共同安装在不透光小室中，不透光小室能够在X射线成象设备的箱室中在扫描路径上来回移动。
13．按照权利要求12所述的X射线成象设备，其特征在于所述反射镜是较短的条状反射镜。
14．按照权利要求12或13所述的X射线成象设备，其特征在于所述不透光小室和滑架连接，滑架再和导向装置及驱动装置配合，导向装置和驱动装置使滑架在操作过程中沿预定扫描路径移动。
15．按照上述权利要求之一所述的X射线成象设备，其特征在于照相机包括至少一个光敏半导体装置。
16．一种用在按照权利要求12到15之一所述的X射线成象设备中的不透光小室，它带有一个X射线辐射入口窗，细长的X射线探测器放置在入口窗之后，两个照相机分别放置在X射线探测器的两端，两个条状反射镜分别放置在X射线探测器的两端，反射镜能够至少部分地把X射线探测器形成的光图象反射到其中一个照相机上。
全文摘要
一种X射线成象设备,其中用细长的X射线探测器形成要形成的X射线图象,X射线探测器能够把入射的X射线辐射转换为光图象,并在操作过程中,在该设备的箱室中沿着细长X射线探测器纵向的横向方向进行扫描移动,该X射线成象设备包括至少一个安装在该设备箱室中的反射镜,反射镜至少部分接收操作过程中,X射线探测器在扫描移动中的各个位置上形成的光图象,并将其反射给至少一个照相机,该照相机和X射线探测器同步移动,并安装在细长的X射线探测器端部之一的附近。
文档编号H01J31/50GK1214848SQ97193321
公开日1999年4月21日 申请日期1997年2月18日 优先权日1996年2月27日
发明者罗那尔德·简·格鲁克 申请人:代尔夫特仪器知识产权有限公司