专利名称：一种便携式x光机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种x光机，详细地说，涉及一种便携式x光机。
背景技术：
x光机作为诊断和检测手段，是一门应用十分广乏的实用技术。 一百多年来，这一技术有了飞跃的发展。主要表现在二个方面 一是X射线的 产生技术；二是检测结果的获取和处理技术。在今天，检测结果的获取和 处理技术巳经成为光机发展的核心和关键，是区分X光机类别的重要特 征。目前具有代表性的X光机类型有1) 传统x光机。它是直接用胶片获取检测结果。其特点是仪器简单 易操作，探测面积大(只受限于胶片尺寸)。它的最大缺点是X射线剂量 大，对人伤害大。另外其探测结果的处理劳动强度也大，还容易出错。这 种仪器正逐渐被淘汰。2) 高功能X射线像增强器(俗称大头管)X光机。大头管是由光阴 极、电子压缩系统、微通道电子倍增板(MCP)及荧光屏组成。被检测结 果经大面积的光阴极转换成电子，然后压縮、放大、显示在小面积荧光屏 上，最后用光学系统放大恢复到原来大小，用胶片拍摄，也可用数码摄像 机采集并数字化。这种X光机与传统X光机相比，首先是所需的X射线 剂量有较大的降低，仅为它的1/10。其次是空间分辨为4.5 pl/mm和动态 范围为70-100都有所提高。检测结果数字化，使储存、传输更方便可靠。 必要时还可用计算机作进一步处理，可获得更多的有用信息。这种X光机 的缺点是大头管制造工艺复杂，难度大，做大更难，最大探测面积为圆形， 直径为50cm。这种X光机体积大、笨重且造价高，但目前它巳成为大医 院中使用的主要类型。3) 直接数字化X光机。这种光机在我国是在99年才制出的一种新型 机。这种X光机用特制的多丝正比室作为X射线像增强器，其灵敏度非常高。这种X光机的特点有所需X射线剂量仅为传统X光机的1/30-1/100;动态范围为150;探测面积可达到120cm*40cm;检测结果直 接数字化，其内容、层次更加丰富。空间分辨不高(1.4-2.5 pl/mm)。其主 要缺点是多丝正比室制造不易，造价高。另外由于采用扫描方式，它不能 进行如心脏造影需要短时间成像的检査。检测结果需要经计算机用专用软 件进行图像重构操诈作人员必须具有一定的计算机和软件理论水平。这 种X光机体积也大、笨重且造价高，现巳在多家大医院中使用。4)低剂量便携议式X光机。这种X光机是用由Csl光阴极，MCP和 荧光屏组成的X射线像增强器，它与大头管和多丝正比室相比，其制造工 艺简单、容易且造价低。它所需要的X射线剂量仅为传统X光机的1/10、 空间分辨为4 pl/mm~4.5 pl/mm、动态范囲为70-100。这种X光机的性能 不错，而最大特点是轻巧，携带使用方便且造价低，其缺点也是致命弱点 是探测面积受MCP尺寸所限，目前最大探测面积为园形，直径为10cm， 而且成品率不高。 一般探测面积只有直径为5 cm和7.5 cm，因此使这种X 光机的应用范围受到很大的限制。实用新型内容本实用新型的目的是克服上述背景技术中存在的缺陷，提供一种大探测面积和超低剂量的便携式X光机。为实现上述目的，本实用新型提供的便携式X光机，包括 一X射线发生器，在X射线发生器的小焦点微型X射线管周围，设置铅防护罩，该铅防护罩在X射线管的X射线出口处有一窄长条形开口 ，该开口处的外侧还装有一铅制的X射线准直器；该X射线管电性连接一电源；一X射线像增强器，依光阴极、电子倍增板和荧光屏顺序相互绝缘地 平行排列组装在真空玻璃管中；光阴极与电子倍增板均为微通道电子倍增 板；真空玻璃管中装有消气剂，并从真空玻璃管中分别引出电子倍增板、 荧光屏和消气剂的电源接线及地线，均电性连接电源；真空玻璃管置于一 铝保护罩内，该铝保护罩在真空玻璃管内的荧光屏的一侧设有一窗口，该 窗口处设有一铅玻璃板。X射线像增强器安装在像增强器支架上；一扫描器，为一驱动装置，其中马达的驱动轮与螺杆导轨连接；该螺 杆导轨装有像增强器支架，像增强器支架和螺杆导轨装在暗箱内；一采集器，其中照相机，装在暗箱外，该照相机的焦点对准于x射线像增强器内的荧光屏；X射线发生器通过两根联杆固定在暗箱的底部，从而使本X光机各个 部分联成一体。上述X射线发生器、电源、扫描器及采集器电性连接一控 制器。所述的便携式X光机，其中X射线像增强器内作为光阴极和电子倍 增板的微通道电子倍增板为多片连接。所述的便携式X光机，其中微通道电子倍增板的连接处为30-60度的 倾斜状。所述的便携式X光机，其中微通道电子倍增板的连接处为45度的倾 斜状。所述的便携式X光机，其中荧光屏为导电玻璃片上喷涂荧光粉。 所述的便携式X光机，其中照相机为数码相机。 所述的便携式X光机，其中数码相机连接一计算机。 本实用新型具有的积极效果如下1) 超低剂量X射线。本实用新型所需要的射线剂量只有传统X光机 的几十分之一，大大地减小了对人伤害。本实用新型在产生X射线的X 射线管周围设有铅防护罩。铅防护罩只在X射线射出方向有一窄长的开 口，开口的外侧还装有铅制准直器。从铅制准直器射出的X射线直对着X 射线像增强器，而其它方向散射的X射线很弱。操作人员是远离X光机(大于一米)进行操作，其散射X射线更小，对探操作人员几乎没有伤害。 操作人员可以在没有任何防护措施条件下工作。2) 图像清晰质量高。本实用新型的X射线像增强器在常规条件下， 空间分辨可达到4，5 pl/mm。且由于本实用新型的射线为一长窄缝，并经 过准直器准直，这又减少了散射射线对图像的不良影响，图像质量又有所 提高。由数码相机采集的图像还可输入计算机作进一步处理，如图像局部 放大、正反转、灰度调节、图像边缘化处理、图像定位和标注等，可使图 像质量得到进一步提高，从而可以提高诊断水平。这些有用资料可以储存6或打印，也可联网，实现远程诊断、教育和资料共享。3) 探测面积原则上没有限制。本实用新型的探测面积是由X射线像 增强器的长度和扫描长度所决定。X射线像增强器的长度可以选定，也可 将多个像增强器串连使用。而扫描长度很容实现任意选定。因此，本实用 新型的探测面积可以根据需要选定。4) 体积小重量轻携带方便。本实用新型因所需要X射线的剂量小，因此可以采用小焦点微型X射线管和相配的小型供电电源组成X射线发 生器。X射线像增强器也仅是4.5cn^4.5cm的方形管，这些主要部件都 体积小，重量轻。整机可装入一手提箱中，携入患者家中对患者进行诊断， 十分方便。
图1是本实用新型的主视图。 图2是图1中X射线发生器的主体剖面图。 图3是图1中X射线像增强器的剖面图。 图4是图1中扫描器示意图。
具体实施方式
本实用新型采用长形X射线像增强器，通过扫描方式获得大的探测面 积(探测面积原则上没有限制，除可选定不同长度的像增强器外，也可多 个像增强器串连使用，扫描长度可根据需要选择，所以可获得所需要的探 测面积)。本实用新型中的长形X射线像增强器是由光阴极、MCP和荧光屏组 成。光阴极采用商品化的MCP替代Csl作为光阴极。这种像增强所需的X 射线剂量仅为传统X光机的1/20-1/50;空间分辨可达到4.5 pl/mm;动态 范围为70-100。作为光阴极的MCP和作为电子倍增的MCP的宽度， 一般 选定为1 cm (也可根据需要选定，当要求进行如心脏造影需要短时间成像 的检査时，其宽度越宽越好。另宽度越宽，对接缝对图像影响也越小)。 其长度受限于MCP，很难做到超过15cm。为了实现大的探测面积，要求 长形X射线像增强器20有相应的长度，为此采用了将多片MCP对接的方法来得到所需要的长度(必要时，也可用数个长形x射线像增强器串联起来使用)。对接缝为应倾斜状，以减小对接缝对检测结果的严重影响。对接处(或缝)的倾斜度可在30-60度范围内选定，综合各种因素考虑以45 度为最好。用商品化的MCP替代常规的光阴极，不仅使制造工艺简化， 而且又避免了 Csl光阴极在制造过程中常出现不均匀和很容易损坏的缺 点，使质量和成品率都有所提高。本实用新型中所使用的荧光屏的制造工艺是在商品化的导电玻璃片 上喷涂荧光粉，这比常规的办法-在玻璃片上先喷涂荧光粉，然后在其上真 空蒸镀一层导电铝膜相比，不仅制造工艺筒化，而且质量好，成品率高， 完全满足本实用新型X光机的需要。荧光屏的宽度与长度的选定应与MCP 相同。本实用新型光机的X射线像增强器的外壳是玻璃管，制造容易，且有 利于真空处理。玻璃管外加有方形铝罩加以保护。在铝罩对着荧光屏一侧 开有一缺口，在缺口上镶有铅玻璃板，以防止主射线洩漏。本实用新型光机的扫描器，为一驱动装置，其中马达的驱动轮与螺杆 导轨连接；该螺杆导轨装有像增强器支架，像增强器支架和螺杆导轨装在 暗箱内；本实用新型X光机的检测结果用高分辨数码相机采集并数字化(也可 用数码摄像机或胶片拍摄)，需要时还可输入计算机对检测结果做进一步 处理，不仅可提高质量，还可获得更多的有用信息本实用新型X光机的X射线，是用小焦点微型X射线管和相配的小 型供电电源组成的部件所产生，其体积小，重量轻。为防止射线对人的伤 害，在X射线管的周围采用了铅防护罩，仅在对着像增强器的方向开有一 长方形的缺口 。缺口宽度和长度的选定应与X射线像增强器的有効长度和 宽度相匹配。从缺口出来的X射线再经用铅做的准直器准直，进一步减少 散射X射对检测结果质量的不利影响和对人的伤害。由于X射线是一宽 度很窄的长条形并经过准直，且操作人员是通过与X光机有一定距离的控 制器进行操作，因此其漏射线很小，操作人员可以在没有任何防护措施的 条件下进行操作。本实用新型X光机的最大特点是；在全面具有超低X射线剂量、高空间分辨、超大探测面积以及探测结果数字化这些高性能的前提下，又具 有体积小巧，重量轻，便于携带，且造价低。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。图1所述的X光机包括 一个X射线发生器10、 一亇X射线像增强器20、 一个扫描器30、 一个采集器40和一个控制器50。 X射线像增强器 装在扫描器的像增强器支架上，扫描器的像增强器支架和螺杆导轨同置于 暗箱的方形部分内的下部，扫描器的马达和驱动轮装在暗箱的方形部分外 的下部。采集器的数码相机装在暗箱的锥形部分的外面，其焦点对准X射 线像增强器的荧光屏。控制器50与X射线发生器、扫描器、采集器电性 联接，以控制X射线管的高压、X射线像增强器的平移启动或停止、平移 速度和方向以及数码相机快门。X射线发生器通过两根联杆固定暗箱的方 形部分外的底部，从而使X光机各亇部分联成一整体。所述X射线发生器10 (参见图2)是用来产生所需的X射线。它是 由供电电源16 (图1)产生的高频电压经过变换器11变成高频高压，此 高频高压再经高压倍压器15，使高压进一步提高并整流达到所需要的直流 高压，联接到小焦点微型X射线管13的阳极上。供电电源16同时也给X 射线管13的阴极(即灯丝)供电。在X射线管13的周围加有铅防护罩14， 仅在铅防护罩14对着X射线出口处，开有一与X射线像增强器20的长 宽对应的长条形缺口，此缺口射出的X射线再经过装在铅防护罩14缺口 的外侧，用铅做的准直器12准直。所述的长形X射线像增强器20 (图3)是用来将透过被检测物体的剩 余而微弱的X射线转换成电子，经放大，最后轰击荧光屏，在屏上显示出 明亮的被检测图像。它是由光阴极23 (用MCP替代常规的CsI)、 MCP24 和荧光屏26所组成。。MCP对接缝的两端应极细心地用胶粘连，使其固 定。也可在对接好的MCP上、下两端的任一端，用有弹性，绝缘性好的 材料做成片(厚度为0.1 cm)，使对接缝紧密地保持不变。作为光阴极的 MCP23和作为电子倍增板的MCP24 (这两种MCP的体电阻应相同，或相 差不大于10%)紧密地叠在一起，用上支架25a和中支架25b夹住。荧光 屏是用与MCP相同的宽度和长度，厚度为0.2 cm的导电玻璃片上喷涂经 过筛选的荧光粉而成。此荧光屏用压片固定在下支架25c上。支架25a、25b和25C的两侧，各用四个陶瓷支柱使其互相绝缘地紧固成组件(作为电子倍增板的MCP与荧光屏的间距为0.2-0.3 cm)。该组件装在外径为4 cm (壁厚为O.l cm)、管底部有4根引线柱(分别为荧光屏、MCP、消气剂 接供电和接地用)的长玻璃管22中，经真空处理和封装，最后装入方形(4.5 cm + 4.5cm)铝保护罩21中。保护罩对着荧光屏这面开有一长方形缺口 ， 大小与荧光屏相同。在保护罩的缺口处镶有一厚度为6mm的铅玻璃板27 (图3)。所述扫描器30 (图4)是用来驱动X射线像增强器20，使其实现平 移(即扫描)。马达31通过驱动轮32使螺杆导轨33旋转，从而带动像增 强器支架34平移，X射线像增强器20装在像增强器支架34。像增强器 支架34与螺杆导轨33都装暗箱的方形部分内的下部。像增强器支架34 的下端有一短杆伸出暗箱外，通过一联杆与射线发生器的铅防护罩相连， 当X射线像增强器平移时，带淮直器的铅防护罩也相应地旋转，使射线始 终对准X射线像增强器。所述采集器40 (见图1)是由暗箱41、高分辨(500万象素以上)数 码相机42和手提计算机43所组成。X射线像增强器20扫描获得的图像， 由数码相机42采集、数字化和形成一幅完整的图像，显示在液晶屏幕上。 需要时，可将结果输入计算机作进一步处理，使图像质量提高和获得更多 的有用信息，从而提高了诊断水平。这些资料也可联网，实现远程诊断、 教育和资料共享。所述控制器50是用来控制X光机扫描的启动和停止、扫描速度和方 向、X射线管11的高压以及数码相机41的快门。X射线管11高压和其 发射电流的调节均设在供电电源16的面板。本实用新型X光机是这样工作的被检测物体置于X射线发生器与 暗箱的方形部分之间。启动电源，当X射线管加上高压时即产生一束窄长 条形X射线，此射线投向被检测物体。穿透物体剩余的X射线射入X射 线像增强器20，经转换、放大后显示在荧光屏上，再由数码相机采集。此 时采集的仅是被检测物体的一小部分，连续地移动X射线像增强器20， 从被检测物体的一端到另一端，(此时X射线也同步地移动)，每一小部分 的图像都由数码相机采集，最后形成一幅表现整亇被检测物体特征的图像(由于不同物体或相同物体不同厚度对X射线的吸收不同，因此在荧光屏 上显示的明暗图像可以代表物体某些特征)，从而完成整个检测过程。
权利要求1、一种便携式X光机，其特征在于，包括一X射线发生器，在X射线发生器的小焦点微型X射线管周围，设置铅防护罩，该铅防护罩在X射线管的X射线出口处有一窄长条形开口，该开口处的外侧还装有一铅制的X射线准直器；该X射线管电性连接一电源；一X射线像增强器，依光阴极、电子倍增板和荧光屏顺序相互绝缘地平行排列组装在真空玻璃管中；光阴极与电子倍增板均为微通道电子倍增板；真空玻璃管中装有消气剂，并从真空玻璃管中分别引出电子倍增板、荧光屏和消气剂的电源接线及地线，均电性连接电源；真空玻璃管置于一铝保护罩内，该铝保护罩在真空玻璃管内的荧光屏的一侧设有一窗口，该窗口处设有一铅玻璃板；一扫描器，为一驱动装置，其中马达的驱动轮与螺杆导轨连接；该螺杆导轨上有装有X射线像增强器的像增强器支架；像增强器支架和螺杆导轨装在暗箱内；一采集器，其中照相机，装在暗箱的外面，该照相机的焦点对准于X射线像增强器内的荧光屏；X射线发生器通过两根联杆固定在暗箱的方形部分外面的底部，从而使本X光机各个部分联成一体；上述X射线发生器、电源、扫描器及采集器电性连接一控制器。
2、 根据权利要求1所述的便携式X光机，其特征在于，所述X射线像增强器内作为光阴极和电子倍增板的微通道电子倍增板为多片连接。
3、 根据权利要求2所述的便携式X光机，其特征在于，所述微通道 电子倍增板的连接处为30-60度的倾斜状。
4、 根据权利要求3所述的便携式X光机，其特征在于，所述微通道 电子倍增板的连接处为45度的倾斜状。
5、 根据权利要求1所述的便携式X光机，其特征在于，所述荧光屏为导电玻璃片上喷涂荧光粉。
6、 根据权利要求1所述的便携式X光机，其特征在于，所述照相机为数码相机或数码摄像机。
7、根据权利要求6所述的便携式X光机，其特征在于，所述数码相 机连接一计算机。
专利摘要一种便携式X光机，包括X射线发生器，在X射线管周围置有铅防护罩，对着X射线出口处有一开口和X射线准直器；X射线像增强器，依光阴极、电子倍增板和荧光屏顺序相互绝缘地组装在真空玻璃管中，真空玻璃管置于铝保护罩内，该铝保护罩在真空玻璃管内的荧光屏的一侧设有一窗口，该窗口处设有一铅玻璃板。X射线像增强器装在像增强器支架上；扫描器的马达通过驱动轮、螺杆导轨和像增强器支架，使X射线像增强器实现平移；采集器的数码相机装在暗箱外，其焦点对准于X射线像增强器内的荧光屏；上述X射线发生器、扫描器及采集器电性连接一控制器。X射线发生器通过两根联杆固定在暗箱的方形部分外的下部，从而使X光机的各个部分联成一体。
文档编号H05G1/00GK201164473SQ200720173220
公开日2008年12月17日 申请日期2007年9月19日 优先权日2007年9月19日
发明者肖加志, 肖加明, 肖桂里 申请人:肖桂里