过滤器系统和用于对被试成像的方法与流程
领域
本发明涉及对被试成像，并且具体地涉及一种利用双能量成像系统获取图像数据的系统。
背景
这个部分提供与本发明相关的背景信息，但并不一定是现有技术。
诸如人类患者之类的被试可以选择或被要求进行外科手术程序以校正或增强被试的解剖结构。解剖结构的增强可包括各种程序，比如骨骼的运动或增强、植入物(即，可植入装置)的插入或其它适当的程序。外科医生可以利用被试的图像来在被试上执行程序，被试的图像可以使用诸如磁共振成像(mri)系统、计算机断层扫描(ct)系统、荧光透视(例如，c-arm成像系统)之类的成像系统或其它合适的成像系统来获取。
被试的图像可以协助外科医生执行程序，包括规划程序和执行程序。外科医生可选择被试的二维图像或三维图像表示。当执行程序时，通过允许外科医生在不移除上覆组织(包括皮肤和肌肉组织)的情况下观察被试的解剖结构，图像可以协助外科医生以较小的侵入性技术执行程序。
概述
该部分提供了本发明的总体概述，并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。
根据各种实施例，利用成像系统来获取诸如活体患者(例如人类患者)之类的被试的图像数据的系统可以使用多种能量。进一步地，增强的对比成像可以包括具有多种能量或不具有多种能量的对比剂。具有多种能量的成像系统可包括第一能量源和第二能量源，第一能量源具有第一能量参数，而第二能量源则具有第二能量参数，以激励源。进一步地，成像系统可包括多个源(每个源可具有相同的轨迹或路径)，其中，每个源包括一个或多个不同的能量特性。
该成像系统还可以包括泵，该泵可操作以基于指令将对比剂注射到被试中。控制器可以与成像系统和泵两者通信，以便向泵提供指令以注射对比剂。成像系统可以通过控制器与泵通信，以确定将对比剂注射到患者体内的时间，并且还可以基于对比剂注射的时间和/或临床程序来获取图像数据。
成像系统还可包括一个或多个过滤器，以确保和/或协助确保第一能量特性与第二能量特性之间适当或选定的分离。可以选择第一能量特性以提供具有第一能量特性的第一x射线能谱(spectra)以及在第二能量特性处的第二x射线能谱。可在选定的时间提供过滤器，以协助确保用于对被试成像的适当或选定的能谱，比如消除x射线能谱的可能的或实际的重叠。
可应用的其它领域将从本文提供的说明中变得明显。本概述中的描述和具体示例意在用于说明的目的，而不意在限制本发明的范围。
附图
本文所描述的附图仅用于说明所选实施例的目的，而不是所有可能的实施方式，且不意在限制本发明的范围。
图1是手术室中的成像系统的环境图；
图2是具有双能源系统的成像系统的详细示意图；
图3是根据各种实施例的过滤器组件的详细视图；
图4是根据各种实施例的过滤器组件的详细视图；
图5是根据各种实施例的过滤器组件的详细视图；
图6是图5所示的过滤器组件的驱动组件的立体图；
图7是同步方法的流程图；
图8是根据各种实施例的过滤器组件的详细视图；
图9是根据各种实施例的多轴准直器(collimator)组件的详细视图；
图10a是根据各种实施例的用于多轴准直器组件的x和y轴选择组件的第一立体图；
图10b是根据各种实施例的用于多轴准直器组件的图10a所示的x和y轴选择组件的第二立体图；
图11是根据各种实施例的用于多轴准直器组件的x和y轴选择组件的平面图；
图12是根据各种实施例的用于多轴准直器组件的x和y轴选择组件的立体图；
图13是根据各种实施例的多过滤器的过滤器组件的详细视图；以及
图14是根据各种实施例的多过滤器的过滤器组件的详细视图。
在附图中的多个视图中，对应的附图标记标示对应的部件。
详述
现将参照附图来更全面地描述示例性实施例。
参照图1，在手术室或手术间10中，诸如外科医生12之类的用户可以对诸如患者14之类的被试执行程序。在执行过程中，用户12可以使用成像系统16来获取患者14的图像数据，以允许所选定的系统生成或创建图像以协助执行程序。可以使用图像(诸如三维(3d)图像)数据来生成模型，并将其作为图像18显示在显示装置20上。显示装置20可以是处理器系统22的一部分和/或连接于该处理器系统22，该处理器系统22包括诸如键盘之类的输入装置24、以及处理器26，该处理器26可以包括与处理系统22结合在一起的一个或多个处理器或微处理器，以及选定类型的非暂时性和/或暂时性存储器。可以在处理器26与显示装置20之间提供用于数据通信的连接(connection)28，以允许驱动显示装置20显示或示出图像18。
成像系统16可以包括由美敦力导航公司(medtronicnavigation，inc.)出售的
当例如包括
源单元36可以是x射线发射器，其可以发射穿过患者14的x射线以由检测器38检测。如本领域技术人员所理解的，由源36发射的x射线可以成锥形发射并由检测器38检测。源36/检测器单元38在台架34内大致直径相对。检测器38可以在台架34内绕患者14以360°运动，而源36则保持与检测器38大致180°相对(比如利用固定的内部台架或运动系统)。此外，台架34可以相对于被试14等距地(isometrically)运动，被试14可以大致沿图1所示的箭头40的方向置于患者支撑件或台15上。台架34还可以如箭头42所示地相对于患者14倾斜，相对于患者14的纵向轴线14l沿着线44纵向运动，并且推车30可以相对于推车30并且横向于患者14大致沿着线46上下运动，以允许源36/检测器38相对于患者14定位。可以精确地控制成像装置16来使源36/检测器38相对于患者14运动，以产生患者14的精确图像数据。成像装置16可以经由连接50与处理器26连接，该连接50可以包括从成像系统16到处理器26的有线或无线连接或物理介质传输。因此，利用成像系统16收集的图像数据可以被传输至处理系统22以进行导航、显示、重建等。
如本文所讨论的，源36可以包括用于对被试14成像的x射线的一个或多个源。在各种实施例中，源36可包括可由多个电源供电的单个源，以产生和/或发射具有不同能量特性的x射线。进一步地，多于一个的x射线源可以是可被供电以在选定的时间发射具有不同能量特性的x射线的源36。
根据各种实施例，成像系统16可以与非导航或导航程序一起使用。在导航程序中，包括光学定位器60和电磁定位器62中的一个或两者的定位器和/或数字转换器可以用于相对于患者14在导航域内生成场和/或接收和/或发送信号。相对于患者14的导航空间或导航域可以配准至图像18。如本领域中所理解的，相关性(correlation)是允许对在导航域内限定的导航空间和由图像18限定的图像空间进行配准。患者跟踪器或动态参考框架64可以连接于患者14，以允许患者14到图像18的动态配准(registration)以及配准维持。
然后，可以相对于患者14对患者跟踪装置或动态配准装置64以及仪器66进行跟踪，以允许进行导航程序。仪器66可以包括诸如光学跟踪装置68和/或电磁跟踪装置70之类的跟踪装置，以允许利用光学定位器60或电磁定位器62中的一个或两个来跟踪仪器66。仪器66可以包括具有导航/探测器接口装置74的通信线路72，比如具有通信线路76的电磁定位器62和/或具有通信线路78的光学定位器60。在分别使用通信线路74、78的情况下，接口74随后可以利用通信线路80与处理器26通信。应当理解的是，通信线路28、50、76、78或80中的任何一条都可以是有线的、无线的、物理媒体的传输或运动、或者任何其它适当的通信。然而，适当的通信系统可以设有相应的定位器，以允许相对于患者14跟踪仪器66，从而允许示出相对于图像18的仪器66的跟踪方位以执行程序。
本领域技术人员将理解的是，仪器66可以是诸如心室或血管支架、脊柱植入物、神经学支架或刺激器、消融装置等之类的任何适当的仪器。仪器66可以是介入式仪器，或者可以包括可植入装置或可以是可植入装置。跟踪仪器66允许使用配准图像18观察仪器66相对于患者14的方位(包括x、y、z位置和定向)，而无需在患者14体内直接观察仪器66。
进一步地，台架34可以包括光学跟踪装置82或电磁跟踪装置84，以相应地利用光学定位器60或电磁定位器62跟踪。因此，可以相对于患者14跟踪成像装置16，还可以跟踪仪器66，以允许患者14的相对于图像18的初始配准、自动配准或持续配准。在上述纳入的美国专利第8,238,631号中讨论了配准和导航程序，该专利以参见的方式纳入本文。在对仪器66进行配准和跟踪时，可以相对于图像18显示图标174，包括将图标174叠置在图像18上。
参照图2，根据各种实施例，源36可以包括单个x射线管100，该x射线管100可以连接于开关102，该开关102可以将第一电源a104和第二电源b106与x射线管100互连。可以从x射线管100大致以圆锥形状108向检测器38发射x射线，并且大致沿从源100的如箭头、光束箭头、光束或矢量110所标示的方向发射。开关102可以在电源a104与电源b106之间切换，以在不同的电压和/或安培数下向x射线管100供电，从而基本沿矢量110的方向朝向检测器38以不同的能量特性发射x射线。矢量110可以是x射线锥108内的中心矢量或射线。x射线束能够以锥形108或其它合适的几何形状发射。如本文进一步讨论的，矢量110可以包括与光束、比如与过滤器构件的进一步相互作用有关的选定的线或轴。
然而，应当理解的是，开关102还可以连接于能够以不同的电压和/或安培数提供功率特性的单个可变电源，而不是连接于两个不同的电源a104和b106的开关102。此外，开关102可以是操作成在不同的电压和安培数之间切换单个电源的开关。进一步地，源36可以包括多于一个的源，其构造成或可操作成以多于一种的能量特性发射x射线。开关或选定的系统可操作成向两个或多个x射线管供电以在选定的时间生成x射线。
患者14可定位在x射线锥108内，以允许基于x射线沿矢量110的方向朝向检测器38的发射来获取患者14的图像数据。
两个电源a104和b106可以设置在电源壳体36内，或者可以与电源36分开，并且可以经由适当的电连接、比如第一电缆或电线112和第二电缆或电线114而简单地与开关102连接。开关102能够以合适的速率在电源a104与电源b106之间切换，以允许x射线以两种不同的能量发射通过患者14以用于各种成像程序，如本文进一步讨论的。不同的能量可以用于患者14的材料分离和/或材料增强的重建或成像。
开关102的切换速率可以包括约1ms(毫秒)至约1秒，进一步包括约10ms至500ms，并且进一步包括约50ms。根据各种实施例，可以大约30hz(赫兹)的速率切换功率。因此，根据每个电源a和b，可以能量特性发射x射线约33ms。
进一步地，基于选定的对比增强要求，电源a104和电源b106可提供为包括不同的功率特性，不同的功率特性包括不同的电压和不同的安培数。不同的功率特性允许x射线包括不同的能量特性。两种或多于两种的不同x射线发射的不同能量特性相互作用，并且由同种材料不同地衰减(例如吸收、阻挡、偏转等)。例如，如本文进一步讨论的，可以选择不同的能量特征以允许患者14中的软组织(例如，肌肉或脉管系统)与硬组织(例如，骨)之间的对比增强(例如，增强的观察和识别)，这可以在不存在任何对比剂的情况下进行。此外，不同的能量特性可协助增加在患者14中注入对比剂与在患者14中没有注入对比剂的区域之间的对比度。
如本文进一步讨论的，在选定的能量特性下的每个x射线的发射可包括x射线能谱范围。然而，对于任何给定的功率水平，x射线能谱范围通常可能很宽。例如，“宽(broad)”可包括发射x射线的能量范围，而不仅仅是特定和/或单一的能量水平。因此，即使使用两种不同的供电特性，发射的x射线也可能在利用两个电源a和b生成的两次x射线发射之间重叠。如本文所述，过滤器组件200可包括的过滤材料的过滤器构件，其可用于衰减x射线发射的一个或多个谱中的一些。在衰减x射线发射的能谱的一部分时，两个发射之间的差异可以更大并且能谱重叠可以最小化。例如，当x射线管由较高功率的电源a或b供电时，过滤器构件可使较低能量的x射线衰减。
作为示例，电源a104可以具有大约75kv(千伏)的电压并且可以具有大约50ma(毫安)的安培数，这可以不同于可以具有150kv的电压和20ma的电源b。然后可以利用开关102来切换所选择的电压和安培数，以向x射线管100供电，以大致沿患者14处和/或通过患者14到达检测器38的矢量110的方向发射具有选定能量特性的x射线。应当理解的是，电源a的电压范围可以为约40kv至约80kv，并且安培数可以为约10ma至约500ma。通常，第一电源a104与第二电源b106之间的功率特性差异可以为约40kv至约60kv以及约20ma至约150ma。换言之，例如，电源b能够以比电源a多约40kv至约60kv的电压和约20ma至约150ma的安培数为x射线管100供电。除了能量和ma差异之外，曝光的脉冲宽度也可以在1ms到50ms之间变化。
双电源允许x射线管100发射双能量x射线。如上所述，两个或双能量x射线可以基于从患者14获取的图像数据来允许被试14模型的增强和/或动态对比重建。然而，应当理解的是，可以提供两个以上的电源，或者可以在操作期间改变它们以提供具有多于两种能量特性的x射线。除非特别说明，否则本文中关于两个或双能量的讨论仅是示例性的，并且不旨在限制本公开的范围。
通常，基于所获取的图像数据，可以使用迭代或代数过程来重建患者14的至少一部分的模型(例如针对图像18)。应当理解的是，该模型可包括基于图像数据的患者14的成像部分的三维(3d)渲染(rendering)。可以基于诸如本文讨论的那些技术的选定技术来形成或生成渲染。
电源可以向x射线管100供电以生成患者14的二维(2d)x射线投影、患者14的选定部分、或感兴趣的任何区域、区段或体积。如本文所讨论的，可以重建2d的x射线投影以生成和/或显示患者14的三维(3d)体积模型、患者14的选定部分或感兴趣的任何区域、区段或体积。如本文所讨论的，2d的x射线投影可以是利用成像系统16获取的图像数据，而3d体积模型可以生成或对图像数据进行建模。
为了重建或形成3d立体图像，适当的代数技术包括期望最大化(em)、有序子集em(os-em)、联合代数重建算法(sart)和总变分最小化(tvm)，如本领域技术人员通常所理解的。基于2d投影执行3d体积重建的应用程序允许高效而完整的体积重建。通常，代数技术可以包括执行患者14的重建以显示为图像18的迭代过程。例如，可以迭代地更改诸如基于“理论”患者的图集或程式化模型或从其生成的图像的纯图像或理论图像数据投影，直到理论投影图像与所获取的患者14的2d投影图像数据匹配为止。然后，可以适当地改变程式化模型作为选定患者14的所获取的2d投影图像数据的3d体积重建模型，并且可以将该模型用于诸如导航、诊断或规划之类的外科程序中。理论模型可以与理论图像数据相关联以构造理论模型。以这种方式，可以基于利用成像装置16从患者14获取的图像数据来建立模型或图像数据18。
由于绕患者14运动的源36/检测器38在最佳运动中的定位，可以通过源36/检测器38的围绕患者14的基本上环形或360°的定向运动来获取2d投影图像数据。如上所述，最佳运动可以是源36/检测器38仅在一圈中的预定运动，或者与台架34的运动一起进行的预定运动。最佳运动可以是允许获取足够的图像数据以重建图像18的选定质量的运动。通过在没有或基本上没有更多的x射线曝光的情况下使源36/检测器38沿着路径运动以获取选定数量的图像数据，该最佳运动可允许使患者14和/或用户12对x射线的暴露最小化或试图使暴露最小化。
此外，由于台架34的运动，检测器不需要在纯圆形中运动，而是可以绕患者14或相对于患者14以螺旋线运动或进行其它旋转运动。此外，基于包括台架34和检测器38一起的成像系统16的运动，该路径可以是基本上非对称和/或非线性的。换言之，该路径不必是连续的，因为在遵循最佳路径时，检测器38和台架34可以停止、向其刚来的方向运动返回(例如，往复)等。因此，因为台架34可倾斜或以其它方式运动，并且探测器38可停止并沿其已经通过的方向向后运动，所以探测器38永远不需要绕患者14行进整个360°。
在检测器38处获取图像数据时，双能量x射线通常基于患者14中的组织或对比剂的特性以及由x射线管100发射的两个x射线的能量而与患者14中的组织和/或对比剂不同地相互作用。例如，患者14的软组织可以吸收与具有由电源b106产生的能量的x射线不同的、具有由电源a104产生的能量的x射线或使该x射线散射。类似地，诸如碘之类的对比剂可以吸收与由电源b106产生的x射线不同的、由电源a104产生的x射线或者使该x射线散射。在电源a104与电源b106之间进行切换可以允许确定患者14体内的不同类型的材料性质(例如，硬或软解剖结构，或者在两种类型的软解剖结构(例如，血管与周围组织)之间)、对比剂、植入物(例如金属植入物)以及周围的天然解剖结构(例如骨骼)等。通过在两个电源104、106之间切换并且知道何时使用电源a104来生成x射线而不是使用电源b106来生成x射线，在检测器38处检测到的信息可以用于识别或区分正在成像的对比剂或不同类型的解剖结构。
可以使用计时器来确定何时使用第一电源a104以及何时使用第二电源b106。这可以允许指示并分离图像以生成患者14的不同模型。此外，如本文所讨论的，计时器可以是单独的系统或包括在成像系统16或处理器系统26中，可以用于指示由注入患者14中的对比剂生成的图像数据。
至少因为x射线管100在可运动的成像系统、比如成像系统16中，所以x射线管100可以相对于患者14运动。因此，在用于x射线管100的能量于电源a104与电源b106之间切换的同时，x射线管100可以相对于患者14运动。因此，利用电源a104获取的图像相对于患者14的姿势或位置可能与电源b106的不处于同一姿势或位置。然而，如果期望模型成为或将模型选择为由患者14中的单个方位(location)形成，则可以使用各种插值(interpolation)技术来生成模型。插值可以在第一次获取的图像数据与第二次获取的图像数据之间。可以利用两种不同的能量来生成在第一时间和第二时间的图像数据。因此，可以使用所获取的图像数据之间的插值来形成包括来自两种能量的图像数据的模型。进一步地，插值可以考虑为x射线管100的、在利用电源a104获取投影的时间与利用电源b106获取投影的时间之间的运动(例如，线性、旋转等)的量。
由于两个电源104、106的缘故，由x射线管100发射的x射线的双能量可以允许在患者14的脉管系统与肌肉系统之间进行基本上高效和增强的对比鉴别确定。此外，通过开关102在电源a104与电源b106之间的切换允许电源36的高效构造，其中单个x射线管100可以允许以两种不同的能量生成x射线，以允许对患者14进行增强或动态的对比建模，比如对其中包括对比剂的患者14的脉管系统进行建模。
还可以通过基于对比剂的注射对患者14的图像数据的获取进行门控来利用注射的对比剂对患者14进行成像。根据各种实施例，可以将诸如碘之类的对比剂注入到患者14中，以在利用成像系统16从患者14获取的图像数据中提供附加的对比。然而，在图像获取期间，对比剂通过患者14的脉管系统从动脉相流到静脉相。例如，可以将对比剂注入患者14的动脉中，对比剂可以通过患者14的脉管系统流至心脏，通过心脏，通过静脉系统到达肺，返回通过心脏，并出来进入患者脉管系统的动脉部分14。
当获取患者14的图像数据以识别或重建患者14的脉管系统时，相对于对比剂的注射定时(timing)获知何时获取图像数据的定时可以允许基于对比剂通过患者14的结构的已知运动来重建各个相。换言之，通常可以理解的是，对比剂将以已知或普遍已知的速率如上所述地流过患者14。基于电源a104和电源b106利用x射线管100生成的双能量x射线可以用于生成患者14的脉管系统的任何部分的图像数据。
因此，可以相对于将对比剂注射到患者14中来对图像数据的获取进行门控。例如，成像系统16的控制器32可以通过通信线路172(在图1中所示)与泵170(在图1中所示)的控制器相关联或与该控制器通信，泵170将对比剂泵送或注入到患者14中。泵170与成像装置控制器32之间的通信装置172可以是任何适当的通信装置，比如有线、无线或其它数据通信系统。而且，用于泵170的控制器可以结合到成像系统16或处理器系统26的控制器32中。
双能量成像系统可以包括美国专利申请公开第2012/0099768号和第2012/0097178号中的那些，两者均以参见的方式纳入本文。
除了生成包括如上所述的双能量x射线的不同能量的x射线之外，过滤器组件200可以用于协助确保或形成两种不同能量的x射线的x射线谱之间的选定差异。过滤器组件200还可以与泵170和图像数据的获取相结合地定时，以协助对从患者14获取的图像数据进行门控。因此，过滤器组件200可以操作成使患者14成像以实现x射线的双能量之间的差异。
转向参照图3，示出了过滤器组件200a。过滤器组件200a可以设置在成像系统16中，使得从x射线管发射的x射线将选择性地穿过过滤器组件200a的过滤器构件210。过滤器组件200a可包括马达组件220。马达组件220可以是在不干扰成像系统16的操作的情况下组装到成像系统16中的任何合适的马达组件。示例性的马达组件包括各种步进和/或无刷伺服马达，比如由在瑞士具有营业场所的maxonmotor股份公司出售的
通常，马达组件220可以是用以旋转地驱动转轴或轴224的马达组件。过滤器构件保持构件226可安装于轴224。保持构件226可利用孔228中的定位螺杆固定于转轴224。轴224可被接纳在保持组件226的轴连接部分232的孔230内。过滤器保持部分236可从轴安装部分232延伸。过滤器构件210可以选定方式定位在保持部分236上。例如，过滤部分210可利用诸如粘合剂之类的固定材料或诸如铆钉或螺栓之类的安装硬件安装。根据各种实施例，过滤器构件210可以是铜焊或焊接于保持部分236的金属材料。保持部分可形成为框架，使得穿过被试的x射线将仅穿过过滤器构件210，而不穿过保持部分236的一部分。
马达组件220可由马达组件220内部的控制器驱动或控制。进一步地，可利用成像控制器32控制马达组件220。成像系统控制器32可控制包括过滤器组件200a的成像系统16以根据选定的成像模式使患者14成像。过滤器组件200a可被驱动或操作成协助获取患者14的双能量图像数据，如本文进一步讨论的。成像感测控制器32可控制源36的运动和位置以及过滤器组件200a的操作。如上所述，控制器32可包括具有预定成像协议(包括成像定时、图像投影的数量等)以及用于操作马达组件220以使过滤器运动的相关定时的存储器。
马达组件220可以包括如下的马达组件：该马达组件能够以选定的速度使过滤器构件210或过滤器保持部分236基本上沿双箭头240中的任一方向或两个方向旋转，并在选定的时间停止过滤器构件210。通常，马达组件220可操作成使过滤器构件210沿第一方向运动，然后使过滤器构件停止并沿第二方向、比如相反方向运动。例如，在操作期间，过滤器构件210可诸如沿着矢量110大致成90°地运动进出x射线束。如上所述，x射线束可根据哪个电源a104或b106为x射线管100供电来切换能量特性。切换速率可以是大约30hz。因此，过滤器构件210可能需要以大约900,000度/平方秒加速以运动到光束路径110中，使得过滤器构件210在大约23毫秒内适当地定位。
如在图3中示意性地示出的，x射线管100可通常沿矢量110的方向发射出x射线。然后，x射线将在到达患者14和检测器38之前冲击并穿过过滤器构件210或者由过滤器构件210阻挡以被过滤。当选定过滤器210以过滤来自x射线管100的x射线时，过滤器构件210可沿第一方向运动并如图3所示地定位，使得过滤器构件210沿着射线110处于x射线路径中的第一位置。然后，可使过滤器构件210沿第二方向运动，并将过滤器构件210定位在第二位置中，如图3中236’处的虚线所示，该位置离开了x射线路径，并且不在射线110内。过滤器构件210从第一位置到第二位置的运动可以是基本上90°，如在承载件236与承载件236’之间以虚线示出的那样。
因此，马达组件220可以是能够以选定速度运动的任何适当的马达。选定速度可包括用于使承载件236运动和发射用于获取图像数据的x射线的时间。因此，在各种实施例中，选定速度可以包括大约4500rpm(转/分)，以使承载件或过滤器保持部分236以大约每20毫秒(ms)约90°的速度运动。这将允许过滤器210约每33毫秒运动进出x射线束110，并允许分配大约10毫秒到大约13毫秒以利用x射线束110获取图像数据。适当的马达可包括直流伺服马达、交流伺服马达、步进马达或其它适当的马达。马达组件220可包括直接驱动或齿轮传动的组件。如图3所示，轴224可直接从马达延伸，并直接配合在过滤器保持部分226中。然而，应当理解的是，还可提供马达组件220，以经由变速器或其它适当的非直接驱动系统来使过滤器保持部分236操作或运动。
可在马达组件220中提供一个或多个编码器，以确定包括轴224的马达的位置。例如，编码器242可附连至马达组件220的轴224和壳体243和/或结合到马达组件220中。编码器242可包括可以是光学的、磁性的或电感的增量或绝对式编码器。编码器242可跟踪或确定轴224的位置，并且因此跟踪或确定固定地附连于轴224的过滤器保持部分226的位置。例如，编码器242可在光束位置(以虚线236’示出)的“入”位置和“出”位置都包括读取器或传感器。然后，编码器242可将关于感测到的方位的信号提供给控制器32。然后，编码器242可将过滤器保持部分226的位置提供给图像控制器32。图像控制器32可基于在选定能量下的x射线的发射定时以及过滤器构件210的位置来适当地操作马达组件220，以使过滤器构件210运动进出来自x射线管100的x射线的路径110。因此，可基于以选定的第一能量或第二能量的x射线的定时和/或发射信号来对过滤器构件210的运动进行定时和选择。
因此，在操作期间，两个电源a104和b106可选择性地并且替代地为x射线管100供电。在选定的操作期间，比如在用电源b106为x射线管供电期间，过滤器构件210可以位于第一位置的x射线路径110中。由于成像控制系统32能够确定并利用电源b104为x射线管100供电，因此当使用设定的电源b104为x射线管100供电时，控制系统32还可以操作过滤器组件200a以使过滤器构件210运动到路径中。编码器242可用于确定过滤器构件210相对于x射线110的路径处于适当的位置，以确保将过滤器210定位以用于获取患者14的图像数据。当电源a被供电以沿着射线110发射x射线时，过滤器构件210可由马达组件220运动至沿着射线110离开x射线的路径的第二位置(在图3中的虚线236’中示出)。
然而，应当理解的是，过滤器保持件可沿单个方向在轴224上连续地旋转，比如至少旋转360度。然后，如图3中的实线所示，编码器242可提供关于过滤器构件何时处于光束内位置的信号。然后，过滤器构件210和承载件236的运动可与选定的电源a104、b106中的一个一起在选定能量参数下与x射线的发射同步。如本文所讨论的，可进行同步。
此外，应当理解的是，过滤器承载件分226可包括多于一个的过滤器承载件分236以及多于一个的过滤器构件210。例如，两个过滤器构件可彼此大致成180度地设置。由此，在某一个旋转速度下，过滤器在光束路径110中的频率将是平常的两倍。进一步地，可提供任何适当数量的过滤器构件。
如上所述，可选择过滤材料以选择性地消除x射线谱的某些部分。然而，由于可用电源b104为来自x射线管100的x射线供能，因此x射线所包括的谱可能仍大于选定的谱。因此，过滤器构件210可利用第二能量过滤x射线，以包括与仅通过利用电源b106为x射线管100供电可以提供的谱相比更窄的谱或具有更高或更低的平均能量的谱。进一步地，可选择过滤材料210以实现选定的x射线谱，使得其平均能量与其未过滤的谱相差大约60-80kv。因此，选定的过滤材料可包括铜、铝或其它高z(high-z)材料。然而，还应当理解的是，过滤器构件210可用于对由电源a104供电的x射线进行过滤。此外，过滤器构件210可用于过滤由电源a104和b106两者供电的x射线。并且进一步地，可提供多于一个过滤器构件，使得第一过滤器构件将过滤由电源a104供电的x射线，而第二过滤器将过滤利用电源b106产生的x射线。
转向参照图4，示出了过滤器组件200b。如上所述，过滤器组件200b可以与过滤器组件200a一起或替代过滤器组件200a结合到成像系统16中。过滤器组件200b可包括过滤器构件或部分260，该过滤器构件或部分260可在平面中沿两个方向、比如在由过滤器构件260限定的和/或平行于该过滤器构件260的平面中沿双箭头262的方向大致线性地运动。如图4示意性所示，过滤器组件200b可定位成使得过滤器构件260可沿第一方向运动至第一位置，以与沿着矢量110从x射线管100发射的x射线束相交。然后，可将过滤器承载件264上的过滤器构件260沿第二方向、比如相反或不同的方向运动至第二位置，使得过滤器构件260在沿着向量110的x射线路径之外。过滤器构件260可承载在由线性马达或致动器270驱动的过滤器承载件264上。
线性马达270可包括根据各种实施例的线性马达。例如，线性马达270可包括如下的适当的线性马达：所述线性马达包括可运动或固定的磁体以及可运动或固定的马达线圈。示例性线性马达包括无槽线性马达、平衡线性马达等。可商购获得的线性马达的示例包括在加利福尼亚州loomis有营业场所的celeramotion公司出售的包括型号1486和1487的javelintm系列马达和/或扁平体juketm系列马达。线性马达270可以使过滤器承载件264在平面内相对于x射线的射线110以选定速率和/或选定的时间运动。如上所述，可以大约30hz的频率从x射线管100发射具有不同能量特性的x射线。因此，过滤器构件260通常将会需要在约23毫秒内运动到射线110中，以允许患者14曝光于x射线约10毫秒。因此，过滤器构件260可定时以运动进出x射线束，从而以选定的能量特性仅影响选定的x射线束，从而具有消除一部分所发射的x射线谱的效果。
根据各种实施例，线性马达270可包括静止的线性马达线圈274和运动磁体276。静止线圈274可以固定于诸如基板或构件278和/或一个或多个线性轴承280之类的结构。定位在静止线性马达线圈274之上或相对于静止线性马达线圈274定位的运动磁体276可大致沿向箭头262的方向运动。可使用诸如粘合剂、螺钉、铆钉等之类的适当机构将过滤器承载件264安装至运动磁体276。例如，可在过滤器承载件264中提供一个或多个孔282，以允许诸如螺钉之类的固定构件将过滤器承载件264固定至运动磁体276。
在操作中，运动磁体276可由固定的马达线圈274沿箭头262的方向驱动。线性马达在这种构造中的操作是本领域技术人员通常理解的，并且本文将不进行详细描述。然而，静止马达线圈274可操作成对静止马达线圈274内的线圈依次供电，以经由与运动磁体276的磁场相互作用来使运动磁体276运动。可运动磁体276可包括与静止线圈274中的线圈相互作用以使可运动磁体276运动的永磁体和/或电磁体。由于过滤器承载件264被固定到可运动磁体276，所以承载过滤器260的过滤器承载件264可与可运动磁体276一起运动。线性轴承280可以选定的方式保持和引导连接与可运动磁体276的过滤器承载件264。线性轴承280可确保过滤器承载件264和可运动磁体276大致沿箭头262的方向运动。
驱动马达线圈274可连接于图像控制器32，以根据将过滤器260定位在x射线中的预定定时或门控来操作马达270。如以上关于过滤器组件200a所讨论的，图像控制器32控制并确定利用x射线成像的定时。图像控制器32包括用于对选定能量下的x射线供电以获取患者14的图像数据的预定定时。因此，图像控制器32可根据确定的或预定的x射线成像规划来控制线性马达270，以使过滤器构件260运动进出来自x射线管100的x射线的矢量110。如上所述，控制器32可包括具有预定成像协议(包括成像定时、图像投影的数量等)以及用于操作马达组件270以使过滤器运动的相关定时的存储器。
例如，成像控制器32可包括发射由电源a104和电源b106中的一个或两个供电的x射线的选定时间和/或频率。过滤器构件260沿着矢量110到x射线束中的运动可相对于x射线的发射来选择和定时。过滤器构件260与线性马达270的运动可与x射线的发射同步。在各种实施例中，在由控制器32控制的线性马达270的作用下，过滤器260的运动根据预定周期可以是周期性的，或者根据所选的成像协议可以是不常发生的。然而，控制器32可控制马达270以使过滤器构件260沿双箭头262的方向运动，以将过滤器构件260定位在x射线的射线110中或将其从射线110中移开。
可以利用诸如线性编码器290之类的编码器来确定马达270的位置。线性编码器290可包括感应编码器，该感应编码器具有固定的读取头292和连接于过滤器承载件264并且可随其运动的轨道294。然而，应当理解的是，这可以是相反的，使得当轨道294相对于过滤器承载件264固定时，读取头292可随着过滤器承载件264的运动而运动。然而，读取头292还可连接于控制器32，使得读取头292可操作成向控制器32发送关于过滤器承载件264的位置的信号(例如，位置信号)。基于该信号，控制器32可确定过滤器承载件264的绝对位置或增量位置。因此，控制器32可通过经由编码器290确定过滤器承载件264的位置来确定过滤器构件260的位置。然而，应当理解的是，编码器290可以是诸如光学编码器、旋转编码器或替代线性编码器之类的任何适当的编码器。此外，光学和磁性技术可用作感应编码器的替代或附加。
经由适当的过滤器承载件264以线性方式使过滤器构件264运动还可用其它线性马达来执行，比如丝杠或滚珠丝杠、平衡线性马达、蜗杆或其它适当的驱动机构。进一步地，应当理解的是，根据各种实施例的线性马达可包括运动的驱动线圈274和固定的磁体276。在运动线圈组件中，过滤器承载件264可安装在驱动线圈274上，而磁体276可固定于诸如安装板278或轴承280之类的安装部分。
参照图5，示出了过滤器组件200c。过滤器组件200c可包括由过滤器承载件310承载的过滤器构件300，其中过滤器承载件310可绕轴上的轴线旋转。过滤器构件300可由包括以上讨论的那些的选定材料形成，并且固定于过滤器承载件310。例如，可在过滤器构件300中形成孔，并且一个或多个螺钉312通过穿过或配合过滤器构件300和过滤器承载件310而将过滤器构件300固定到过滤器承载件310。应当理解的是，可提供其它固定机制，例如焊接、粘合剂、铜焊等，以将过滤器构件300固定至过滤器承载件310。承载件310还可作为框架提供，使得穿过过滤器构件300并到达检测器的x射线穿过过滤器构件300，但是不穿过过滤器承载件310的材料。
如图5所示，过滤器承载件310可具有弯曲的外边缘314，使得过滤器承载件310包括半径316并具有外弧形边缘314。因此，过滤器承载件310可形成圆形或圈形构件的至少一部分。过滤器承载件310和过滤器构件300的组合可具有限定或仅形成圆的一部分的选定质量。因此，平衡件320可以固定于过滤器承载件310，以平衡过滤器构件300和过滤器承载件310的质量。
平衡件可具有弧形的外边缘322和与半径316基本上相似的半径324。因此，平衡件320可与过滤器承载件310一起形成圆。如图5中示意性示出的，平衡件320和过滤器承载件310形成过滤器承载件组件350，以使过滤器构件300相对于x射线运动，从而定位在大致沿方向110行进的x射线中或x射线外。
过滤器承载件310可绕具有或形成中心轴线330的轴旋转。过滤器承载件310可操作成沿两个方向或沿单个方向旋转，比如绕轴线330沿箭头340的方向旋转。在各种实施例中，过滤器承载件310可运动，以在基本沿一个旋转方向承载过滤器构件300。
根据各种实施例，过滤器承载件310可操作成以基本上恒定的速度和每分钟转速(rpm)绕轴线330旋转。因此，过滤器构件300是在光束路径110中或者在光束路径110中的过滤器承载件组件350的开口区域中。当过滤器承载件310在至少部分地由平衡件320形成的露天或空隙区域344中沿箭头340的方向绕轴线330旋转时，还可在光束路径110中间隔开或定位。因此，过滤器承载件310绕轴线330的旋转可交替地将过滤器构件300置于光束路径110中或置于光束路径110中的空隙344中。然而，应当理解的是，过滤器构件300可具有一定的尺寸，并且使过滤器构件300运动导致空隙进入光束路径，因此不一定利用平衡件320形成空隙。
组件上的过滤器承载件310可能需要以选定速率沿箭头340的方向旋转，以确保过滤器构件300在选定的时间位于光束路径110中。以这种方式，可通过控制器32对利用过滤器和不利用过滤器的成像进行门控和控制。门控可基于各种和/或预定因素，比如x射线的能量选择、对比剂注射、患者的生理运动(例如呼吸或心跳)。如上所述，过滤器构件300可定位在光束路径110中的选定位置中，以对x射线的在选定的时间以双x射线成像系统的能量之一进行至少一种发射的x射线谱的选定部分进行过滤。如上所述，可选择以大约30hz的频率切换用于产生成像系统的x射线的能量。因此，使过滤器构件运动进出光束可在大约33毫秒内进行。
如图5所示，过滤器构件300可以在过滤器承载件组件350的一侧，并且可形成盘的周缘的大约一半，因此，可能需要过滤器承载件组件350转半圈，以确保过滤器构件300沿着矢量110运动到x射线束中的第一位置中，并沿着矢量110运动到在x射线束外的第二位置中。因此，可选择每分钟大约900转，以实现以与x射线管100的切换相匹配的速率运动进出光束。
继续参照图5并附加地参照图6，过滤器承载件组件350可连接于承载齿轮360，为了使以下讨论变得清楚，在图6中移除了过滤器承载件组件350。在各种实施例中，承载齿轮360由皮带364驱动，该皮带364由驱动齿轮366驱动，该驱动齿轮366连接于由马达组件374提供动力的轴370。马达组件374可包括壳体376以及在壳体376内的动力马达(未具体示出)。马达组件374可由各种动力机制驱动，比如电动力、气动力等。马达组件374可以是如下的任何合适的马达组件：马达组件能够以选定的速度驱动过滤器承载件组件350，并由成像系统16提供动力并由控制器32控制。马达组件374可包括适当的步进马达和/或伺服马达，例如由在瑞士有营业场所的maxonmotor股份公司出售的
可提供控制连接380并将其与成像系统控制器32互连。如上所述，可由成像系统控制器32控制过滤器构件300的定位，以如上所述地过滤x射线谱。过滤器构件承载件组件350可通过诸如一种或多种螺钉、螺栓、粘合剂、铆钉之类的适当的机构，或者承载件组件350与承载齿轮360的其它适当的机械或化学粘附来安装于承载齿轮360。因此，在驱动齿轮366旋转时，皮带364可驱动承载齿轮366以使包括过滤器构件300的过滤器承载件组件350以选定的旋转速度旋转。但是，应当理解的是，马达组件374可直接连接于承载齿轮360，而不需要皮带364。在直接连接中，例如，承载齿轮360可直接安装于轴370(例如，更换驱动齿轮366)和/或承载齿轮360可在没有皮带364和/或其它传输系统的情况下直接啮合驱动齿轮366。或者，可在驱动齿轮366与运载齿轮360之间设置其它合适的驱动或传动机制，比如蜗杆传动、齿轮传动或其它合适的连接系统。
在操作期间，过滤器构件300的位置与光束110的方位可在时间上同步，其中x射线的以选定功率的发射旨在或选择在到达患者14之前穿过过滤器构件300。根据各种实施例，过滤器组件200c可包括编码器组件388。编码器组件388可包括磁性编码器，该磁性编码器可包括感测磁性部分390和传输磁性部分392。编码器组件388可定位在承载齿轮360附近或承载齿轮360处，使得编码器组件388定位在过滤器构件300的方位处。例如，发送磁体部分392可以定位在与过滤器构件300相邻或在过滤器构件300附近的方位。因此，当磁性部分392通过读取部分390时，可传输表明过滤器构件300是光束110的方位的指示信号。
编码器组件388可附加地和/或替代地包括磁性编码器，例如由雷尼绍公司(renishaw)出售的rmb20磁性编码器模块和磁体，该公司在美国伊利诺伊州西邓迪市(westdundee)具有营业场所。在这样的系统中，磁性编码器388可包括磁体391，该磁体391被结合到轴中或代替转轴，磁体390可以其它方式连接于该转轴。当过滤器构件300旋转时，磁体391可与承载齿轮360一起旋转。随着磁体391旋转，由磁体391产生的磁场相对于集成电路编码器组件运动，该集成电路编码器组件可包括在集成电路或印刷电路板组件系统393上，该系统393相对于承载齿轮360和磁体391固定。如本领域技术人员所理解的，集成电路系统393可以感测磁体391的运动磁场以确定如本文所讨论的指示信号。因此，编码器组件393可用作发送部分392或作为发送部分的替代。因此，本领域技术人员应当理解的是，编码器组件388可作为的任何适当的格式来提供，这些格式包括磁体391和编码器组件393以作为非接触式磁性编码器。
在操作期间，可以操作或控制过滤器组件200c，以使过滤器承载构件310的运动是恒定的，并且与沿着x射线束110发射的选定x射线在时间上同步。利用图像控制器32直接控制马达组件374可以确保将过滤器构件300定位在选定时间的光束中，以过滤从x射线管100发射的x射线。
在替代和/或附加的同步方法中，如上所述，可向马达组件374供电以使过滤器承载件组件350以标称速度转动，使得过滤器承载件组件350能够以约900rpm的速度旋转。在各种实施例中，马达组件374与承载齿轮360之间的齿轮比为3:1，因此马达能够以2700rpm的速度旋转，以使过滤器承载件组件以900rpm的速度旋转。
可以对编码器组件388进行定位和合并，使得在承载件组件350在承载齿轮360上旋转时提供单个脉冲信号。指示脉冲可与成像系统16中的光束110的位置对准。因此，可基于指示脉冲来确定何时将过滤器构件300定位在光束110中的标示或信号。如图7所示，为了确保过滤器构件300在选定的时间定位在光束110处，同步过程400可可在成像系统16启动时进行一次，或者在成像期间以选定速率进行，以确保恒定的同步。如上所述，控制器32可包括具有预定成像协议(包括成像定时、图像投影的数量等)以及用于操作马达组件370以使过滤器承载件组件350运动的相关定时的存储器。进一步地，同步过程400可编码为从存储器中调出并由处理器执行的指令。
首先，在方框402中，可启动马达，从而以选定的恒定速度(例如约900rpm)启动过滤器承载件组件350的旋转。在启动马达并使过滤器承载件组件350旋转之后，在方框404中，控制器32可以接纳就位脉冲或指示脉冲。如上所述，就位脉冲或指示脉冲可以随着发送部分392在光束110的方位处经过接收器部分390而发生，从而表明过滤器构件300相对于光束110就位并且如果正在发射x射线就将会过滤x射线。然后，在方框408中，可以将来自方框404的信号与选定的x射线曝光信号进行比较。如上所述，x射线曝光可在双能量系统中的至少两种能量之间以选定速率、比如约30hz的速率进行切换。因此，当过滤器构件300相对于x射线束110就位时的就位信号可以与选定的x射线发射的适当定时或频率进行比较。
“同步”判定方框410可以用于通过方框408中的比较来确定过滤器构件300是否与所选择的x射线发射定时和信号同步。在方框410中，如果确定过滤器构件300是同步的，则可以通过“是”路径420以在“结束”方框426中结束同步过程。因此，过滤器承载件组件350的运动速度、包括旋转速度可以不改变。在同步过程400结束之后，可根据选定的成像程序、比如由控制器32控制的成像程序以所选定的恒定速度来进行成像。
如果确定未发生同步，则可以遵循“否”路径440到达同步程序446。同步过程446可以包括各种步骤、比如在方框450中确定位置偏移。在确定位置偏移之后，可在方框456中做出改变速度的发送命令。在方框456中的改变速度的发送命令可由成像系统控制器32发送。
改变速度的发送命令可从选定的恒定速度增加或以其它方式改变承载件组件350的速度。例如，速度可以从900rpm增加到约1000rpm、或约2000rpm、或任何选定的速度。速度变化可以持续选定的时间段，以校正位置偏移，从而实现过滤器构件300的位置的相位与x射线的发射定时对准或同步。例如，可使马达组件374的速度增加选定的量，以在适当的时间使过滤器构件300以用于x射线的定时信号或发射信号定位在x射线束110内。
在选定的时间段之后，例如包括在“改变速度的发送命令”命令方框456中，可使过滤器承载件组件350的速度返回至选定的恒定速度、比如约900rpm。该方法然后可以返回至方框404，并且可再次从方框404接收就位信号。然后，在方框408中可进行与发射定时信号的比较。因此，可以对方框410的“同步确定”进行确定。如果确定承载件组件350仍然不同步，则在方框446中，可以再次使用“否”路径440来尝试实现同步。但是，如果确定了同步，则可以遵循“是”路径420到达方框426，并且可维持恒定速度。因此，可循环使用同步过程400，以在发射x射线时实现过滤器构件300在光束110中的位置的同步。
因此，马达组件374可操作成在x射线发射的定时实现承载件组件350的同步旋转，而无需经由包括图像控制器32的控制器对马达组件进行刚性和直接的连续控制。因此，可使用包括上述同步方法400在内的同步技术来操作马达组件374以在适当的时间定位过滤器构件300和光束110，并使过滤器承载件组件350以恒定速率旋转。
转向参照图8，过滤器组件200d可包括过滤器承载件组件460。过滤器承载件组件460可类似于图5所示的过滤器组件200c的过滤器承载件组件350。因此，过滤器承载件组件460可包括具有外弯曲边缘464的大致圆形的构件。然而，过滤器承载件组件460可通过使第一空隙468与第二空隙472基本上彼此成约180°地相对而绕旋转轴线480彼此不同。过滤器承载件组件460还可包括两个过滤器构件，包括第一过滤器构件500和第二过滤器构件504。每个过滤器构件可绕旋转轴线480间隔开约180°。进一步地，空隙468和472可定位成绕旋转轴线480从过滤器构件500和504偏移大致90°。如上所述并在图5中示出的，旋转轴线480可类似于旋转轴线330，因为承载件组件460可安装在图6所示的驱动组件的承载齿轮360上。因此，过滤器承载件组件460可代替上述的过滤器承载件组件350。
因此，过滤器承载件组件460替代地包括过滤器构件和绕旋转轴线480成90°的空隙。过滤器承载件组件460的操作可类似于过滤器承载件组件350，如上所述。然而，两个过滤器构件彼此成大约180°的定位可允许过滤器承载件组件460的旋转速度约为过滤器承载件组件350的旋转速度的一半。因此，过滤器承载件组件460的旋转速度可以是约450rpm而不是约900rpm。如本领域的技术人员将理解的那样，过滤器构件500或504相比单个过滤器构件、比如单个过滤器构件300将以约两倍的速率定位在光束线110中。因此，过滤器构件组件460可以过滤器构件组件350的速度的基本上一半进行旋转。
然而，一旦达到选定速度，过滤器承载件组件350或460的操作速度或频率就可在操作期间基本上恒定。因此，当承载件组件350、460达到适当的操作速度时，可维持该速度，并且过滤器构件将在适当的时间定位在光束110内和光束110外。
进一步地，过滤器承载件组件460的同步可以类似于以上讨论的方式、比如通过同步方法400进行。当过滤器构件500、504中的一个在与光束矢量110相交的位置之内或位置处时，可接收到指示信号。另一个过滤器构件的位置与被指示的过滤器构件的位置大致成180°，因此，由于过滤器承载件460的较慢的速度确保了相对的过滤器构件将在适当的时间到达光束110，因此即使仅相对于过滤器构件中的一个进行了同步，同步也将实现。因此，过滤器承载件组件460可以过滤器载体组件350的基本上一半的速度操作，而同步和恒定速度仍然可以与上述类似的方式执行和维持。
因此，根据各种实施例，可将过滤器构件定位在x射线束110中以协助实现到达患者14的选定谱。因此，成像系统16的操作可用于实现选定组织或材料的对比增强，所述组织或材料比如是两种不同的软组织、硬组织和软组织、对比剂和其它材料、金属和骨或其它选定的不同材料。可以根据包括以上讨论的那些在内的各种机构将过滤器构件定位在x射线束110内和x射线束110外，以实现在不同能量下x射线谱的进一步分离。
还应当理解的是，图像数据和/或模型可以用于规划或确认程序的结果，而不需要或不使用导航和跟踪。可以获取图像数据以协助诸如植入物放置之类的程序。而且，图像数据可以用于识别患者14的脉管系统中的诸如由对比剂造成的阻塞。因此，在程序中使用图像数据不需要导航和跟踪。
根据各种实施例，如上所述，过滤器组件可包括在准直器198中，该准直器198可定位在x射线源100与被试14之间。如图2中示意性地示出并且如上所述，根据各种实施例，准直器198可包括各种特征和部分，比如如上所述的过滤器200。附加地参照图9，根据各种实施例，准直器198可包括如上所述的过滤器，以及除过滤器之外的各种其它部分或系统。
如图9所示，准直器198还可包括各种系统或特征，以选择性地允许x射线穿过准直器198的曝光开口600。曝光开口600可形成为穿过曝光环或曝光构件604的通道。曝光环604可由选定的材料、比如不透x射线的材料形成。因此，曝光开口600可提供用于x射线的从准直器198出来朝向被试14的唯一通道。
曝光环604可形成在准直器198的壳体构件606上。通常，壳体构件606可以是壳体608的一部分，壳体608包围准直器198的运动部分，并允许准直器198与诸如x射线源100之类的各种特征互连。如上所述，准直器可包括过滤器200、比如过滤器200d。进一步地，准直器198可安装在壳体608上，该壳体608又安装于x射线源100。
在各种实施例中，准直器198可以包括各种部分以允许改变x射线束或锥108的尺寸或形状。例如，曝光开口600可包括能够离开准直器198的x射线的最大尺寸，比如3cm×3cm(厘米)。然而，形成轴线选择组件的各种不透射线的叶片可相对于曝光开口600运动，以改变穿过曝光开口600的x射线锥的尺寸，并且还可对于曝光开口600定位x射线束。
继续参照图9并且附加地参照图10a和图10b，示出了根据各种实施例的轴线选择组件(asa)626a。asa626a定位在准直器198的壳体608内。asa626a可包括一个或多个叶片，这些叶片构造成相对于曝光开口600运动以选择要相对于曝光开口600形成的选定开口630的尺寸和/或方位的。选定开口630是在曝光被试14之前允许来自x射线束108的x射线穿过的开口。选定开口630可在x射线束已经通过其它选定的过滤器或轴线、比如高速过滤器200c之前或之后形成。
asa626a包括多个叶片，这些叶片能够在相对于曝光开口600的运动的相应x轴和y轴上相对于彼此运动。例如，如图10a所示，第一叶片640a和第二叶片640b可彼此相地运动并且大致沿双箭头646的方向在x轴上运动。另一对叶片可包括第三叶片650a和第四叶片650b，它们可大致沿双箭头656的方向在y轴上运动。因此，叶片640和650可相对于彼此和/或垂直于彼此运动，以相对于准直器曝光开口600形成选定开口630。
通过选择性地使叶片640、650相对于彼此运动，可在相对于曝光开口600的基本上任何方位中形成选定开口630。本文进一步讨论的叶片的运动可基于能够存储在存储器33b中的指令，该指令可由控制器32通过诸如有线、无线、物理介质等之类的各种通信系统进行通信以传输指令，从而使叶片640、650运动。通过使叶片运动，应当理解的是，可相对于曝光开口600以选定的形状、选定的尺寸和选定的位置形成选定的开口630。因此，应当理解的是，如图10a和10b所示，选定开口630仅是示例性的，并不旨在限制可能的选定开口。
叶片640、650中的每一个可由诸如高z材料(例如，具有高效z数(znumber)或高原子序数的材料)之类的选定材料形成。例如，叶片可由选定厚度的铅(lead)形成。叶片可形成为使得检测器基本上仅接收或检测穿过选定开口630的x射线。因此，可使叶片640和650运动，以在选定的尺寸和位置处选择性地产生选定开口630，以使被试14曝光于来自源100的x射线。
包括叶片640、650的asa626a可包括框架部分660。框架660可形成为单件，或者形成为多件。框架660例如可形成为单个铸件或构件，叶片和其它元件的选定部分定位在其上。作为单个构件的替代或附加，各种部件可诸如通过焊接、烧结或其它紧固件相互连接。如本文所述，附加的托架或固定点可包含于框架660。
导轨可安装于框架660，这些导轨协助引导叶片640、650。例如，x轴叶片640可与第一轨道668和第二轨道670互连。轨道668、670可以选定的方式固定于框架660，比如利用铆钉、螺纹螺钉等。进一步地，轨道668、670可基本上彼此平行。轨道668、670允许叶片640相对于彼此运动，从而在单个平面内基本上不受约束。进一步地，轨道668、670协助维持叶片640的平直线性运动。
两个叶片640a，640b可固定或安装于叶片承载件674a和674b。每个承载件674可具有固定于其的相应叶片640a、640b中的一个。将叶片固定至相应的承载件674可利用烧结、铆钉或其它合适的固定机构进行。承载件674a、674b可延伸至厢体或滑动构件680a、680b、680c、680d。每个承载件674a、674b可固定于能够在轨道668、670上运动的厢体中的两个。随着承载件674a、674b运动，厢体680a-d可沿着相应的轨道668、670运动，并且所承载的叶片640a、640b可大致沿双箭头646的方向运动。平行轨道668、670允许叶片674a、674b相对于彼此以及框架660的平滑且不受约束的运动。进一步地，如图10a和10b所示，平行轨道668、670允许在驱动器674a、674b和/或叶片的单端上、并且在各个实施例中仅在单端上具有驱动机构690。
驱动机构690可包括各种部分，比如马达组件692、诸如位置传感器694之类的传感器组件和双丝杠组件700。驱动机构690可操作控制器32，并与选定的通信系统701一起由控制器32控制，其可提供成从控制器32控制驱动机构690的马达692，并且通信系统可从传感器694接收感测到的位置。进一步地，控制器32可由用户操作以在被试成像期间出于各种目的选择性地操作马达692。因此，诸如在成像过程期间，用于使叶片640a和640b运动的驱动机构690可操作成基于预定指令以自动方式以形成选定开口630、由用户手动形成选定开口630，或者两者的组合。
马达692可以是任何适当类型的马达，比如步进马达、伺服马达或其它适当类型的马达。通常，马达692向连接于螺杆组件700的驱动轴704提供旋转运动。马达692可安装于支架706，支架706可固定于框架660，或者马达692可直接固定于框架660。诸如对开螺母708之类的连接部分可用于将驱动轴704连接至螺杆组件700。螺杆组件700还可包括将第一螺杆部分712连接至第二螺杆部分715的第二对开螺母710。
第一螺杆部分712可螺纹地配合承载件保持件714。承载件保持件714可固定于叶片承载件674b的支架或延伸部716。承载件保持件714可以适当的方式、比如利用一个或多个螺杆714a固定于支架716。然而，螺钉714a还可作为铆钉、螺母或其它合适的连接机构来提供或被包括。
承载件保持件714可包括沿第一方向螺纹连接的内螺纹。因此，当第一螺杆部分712在承载件保持件714内旋转时，第一螺杆部分712上的外螺纹可配合承载件保持件714上的内螺纹，以使叶片承载件674b大致沿双箭头646的方向运动。
第二螺杆部段715还可包括外螺纹。通过对开螺母710连接于第一螺杆部分712的第二螺杆部分715经由第一螺杆部分712从马达692接收旋转力。第二承载件保持件720可包括与第一承载件保持件714的内螺纹相反的内螺纹。因此，尽管螺杆部分712、715沿相同方向旋转，但是第一叶片承载件674a可与第二叶片承载件674b的方向相反地运动。
第二承载件保持件720可固定于从承载件674a延伸的第二延伸部分或支架部分722。第二承载件保持件720可通过与螺钉714a类似的一个或多个螺钉724固定于延伸部722。传感器694可感测螺杆部分712、715的运动或旋转，以协助确定叶片640的位置。传感器694可利用第三对开螺母728连接于第二螺杆部分715。位置传感器694可以是诸如光轴编码器之类的任何合适的位置传感器，包括由美国数字公司(usdigital)出售的us
继续参照图10a并且附加地参照图10b，叶片650a和650b可以与叶片640a和640b基本相似的方式在y轴上沿双箭头656的方向运动。如上所述，两个叶片650a、650b可以类似于叶片640连接于叶片承载件674的方式分别连接于两个叶片承载件780a、780b。
叶片650可由类似于上述驱动机构690的驱动机构750驱动。通信系统752可将马达758和驱动机构750的位置传感器760与控制器32连接。因此，控制器32可操作或控制驱动机构690的马达692和驱动机构750的马达758。驱动机构750的操作类似于驱动机构690的操作，因此，将不详细讨论其操作，而是在此参照图10b简要地公开。
驱动机构750可包括马达758、传感器760和丝杠机构764。因此，马达758可固定于支架766，该支架766固定于框架660和/或马达758可直接固定于框架660。驱动轴770可由马达758驱动，该马达758通过对开螺母776连接于第一螺杆部分774。第一螺杆部分774穿过第三承载件保持件778，以螺纹配合第三承载件保持件778。第三承载件保持件778具有沿第一方向的内螺纹，以使与叶片650b连接的叶片承载件780a运动。叶片承载件780a可包括延伸部780b，第三承载件保持件778诸如利用一个或多个螺钉784连接于延伸部780b。进一步地，叶片承载件780a可延伸并与跨坐在第三轨道786上的厢体782互连。叶片承载件780a还延伸至跨坐在第四轨道788上的厢体782b。轨道786、788可与上文所讨论的轨道668、672类似地基本平行，以允许叶片650b能够与驱动机构750在叶片650b的单个端部处、并且在各个实施例中仅在叶片650b的单个端部处平滑且无约束地运动。
第一螺杆部分774通过对开螺母796连接于第二螺杆部分794。作为对开螺母796的附加或替代，可使用其它连接，比如焊接、粘合剂材料、铜焊等。因此，第一螺杆部分774的旋转运动传递至第二螺杆部分794。第二螺杆部分包括与第四承载件保持件800中的内螺纹配合的外螺纹。第四承载件保持件800中的内螺纹可与第三承载件保持件778中的内螺纹相反。第一螺杆部分774和第二螺杆部分794可具有相似的螺纹，并且螺杆部分774、794的相同旋转方向将使相应的承载件保持件778和800沿相反的方向运动。
类似于上述的固定构件，可利用一个或多个螺钉或其它固定构件806通过延伸部或突出部804将第四承载件保持件800固定至第四叶片承载件780b。叶片承载件780b可包括延伸并连接至两个厢体782c和782d的部分，使得叶片承载件780b可大致沿y轴中的双箭头656的方向沿着轨道788和786行进。如上所述，轨道786、788协助允许以平滑、平直且无约束的方式允许叶片650a运动。
应当理解的是，驱动机构690和750可设置在各个叶片640、650的单个端部处，并且在各个实施例中仅设置在单个端部处，并且可通过叶片承载件674、780与相应的平行轨道668、670、786和788的相互作用来允许叶片640、650平滑且无约束地运动。然而，还应当理解的是，可在各个叶片承载件的两端处提供驱动机构，以同时驱动叶片承载件的两端，从而协助使叶片640、650以选定速率运动至选定的位置。在任一情况下，叶片640a、640b可基于彼此以相似或相同的速度运动。类似地，叶片650a、650b可基于彼此以相似或相同的速度运动。因此，选定孔隙(aperture)630的尺寸可增大或减小，但是无论选定孔630的尺寸或形状如何，选定孔隙630的选定曝光的中心630a都基本上不动。因此，选定孔隙630可以是具有中心630a的1英寸乘1英寸的正方形，或者选定孔隙630可以是1英寸乘2英寸的矩形并且仍将维持中心630a。
在各种实施例中，类似于驱动机构690或驱动机构750，并且可包括驱动机构691和751(以虚线示出)的各个驱动机构可分别连接于叶片640a、640b、650a和650b中的每一个。因此，每个驱动机构690、691、750、751可用于在相应的x轴或y轴上分别驱动相应的叶片640a、640b、650a和650b。每个驱动机构可与单个叶片连接器连接或相互作用以配合相应的叶片并使相应的叶片运动。当每个叶片640a、640b、650a和650b独立地运动时，如由控制器32操作的那样，选定开口630可具有独立的尺寸，并且中心630a可相对于框架660运动。因此，应当理解的是，可与上述类似的方式，利用适当的驱动机构来分别驱动各个叶片640a、640b、650a和650b，以选择选定开口630的所有形状和尺寸以及中心630a的方位、比如替代的中心方位630a’。
因此，asa626a可定位在准直器198中以形成选定的曝光开口或孔隙630。可以任何适当的方式将asa626a结合到准直器198中，包括如上所述的图9所示。然而，应当理解的是，形成asa的叶片能够以包括本文进一步讨论的那些的适当方式运动。
在各种实施例中，参照图11，准直器198可包括asa626b，其可包括载物台(stage)或平台构件1620，载物台或平板构件1620可包括载物台曝光开口或通道1624。载物台曝光开口1624的尺寸还可通过载物台1620的壁或边缘固定。载物台曝光开口1624可相对于曝光开口600具有选定的尺寸，比如更大、更小或相同的尺寸。在各种实施例中，载物台曝光开口1624可大于曝光开口600，以确保如果选定的话，所有曝光开口600都可曝光于x射线。
如本文所述，可在各种实施例中提供asa626b，以相对于载物台曝光开口1624选择性地对由叶片形成的开口设计尺寸和进行定位。因此，载物台曝光开口1624可限定通过载物台1620的最大和/或固定的开口，该开口可由asa626b改变。然而，应当理解的是，载物台1620可不包括小开口，而是可仅包括开口或外部框架(类似于上述框架660)，其它部分连接于该开口或外部框架，如本文所述。
在各种实施例中，asa626b包括多个叶片，包括第一叶片1630、第二叶片1632、第三叶片1634和第四叶片1636。每对叶片，例如第一对叶片1630、1632和第二对叶片1634、1636可操作成调节在x和/或y轴上穿过载物台曝光部1624的x射线束。例如，第一对叶片1630和1632可在x轴上运动，以改变x射线中的x射线束，而第二对叶片1634、1636则可以在y轴上运动，以沿y轴方向调节通过曝光通道1624的x射线束。如本文中进一步讨论的，叶片1630、1632、1634、1636可操作成如由用户、x射线曝光的编程、x射线束的选定能量等选定的那样来调节通过曝光通道1624的x射线束通道的尺寸、位置或定向。
可通过选定的机构使叶片1630、1632、1634、1636中的每一个运动。例如，每个叶片可与类似于上述线性马达270的线性马达互连。例如，第一叶片1630可与第一线性马达1650互连，第二叶片1632可与第二线性马达1652互连，第三叶片1634可与第三线性马达1654互连，并且第四叶片1636可与第四线性马达1656互连。线性马达1650、1652、1654和1656中的每一个可以与上述线性马达270类似的方式操作，以使相应的叶片1630－1636相对于载物台曝光通道1624运动。
线性马达1650-1654可由成像系统16的控制系统32控制；控制器可包括处理器33a，该处理器33a设计和/或构造成操作线性马达1650－1654和/或执行存储在存储系统33b上的那些指令。马达1650-1656中的每一个可通过各种通信线路、比如相应的通信线路1658、1660、1662和1664单独地连接。还应当理解的是，可将通信系统结合到准直器198中以与控制器32通信。通信系统可包括各种无线通信协议，这些无线通信协议可用于与控制器32无线通信以操作马达1650－1656。如本文所讨论的，每个马达1650－1656可彼此独立地操作以使相应的叶片1630－1636相对于平台曝光部1624运动。然而，还应当理解的是，相应的描述可作为马达对来进行操作。例如，第一马达1650和第二马达1652可成对操作以使相应的叶片1630、1632相对于通道1624运动，而第三马达1654和第四马达1656可成对操作以使相应的叶片1634、1636相对于曝光通道1624运动。当作为马达对操作时，可发送单个信号以节准直器的各个轴线(例如，x轴或y轴)。单个信号可用于调整位置(例如，+2mm)。然后，马达对可操作两个马达以实现调节。通常，马达1650－1656操作成使各个叶片彼此相对地运动为或彼此远离地运动为成对的叶片或成组的四个叶片1630－1636。
通过对第一叶片1630和第一马达1650的简要讨论，应当理解的是，其它叶片和马达可构造成基本上类似于叶片1630和马达1650，并且以下将不再重复。通常，叶片1630可由基本上不透射线的选定材料形成。即，叶片1630可由不允许x射线穿透或基本上穿透叶片1630以使x射线检测器穿过患者14曝光于x射线的材料提供或形成。例如，叶片1630可由具有选定厚度的铅形成。然而，可选择任何适当的高z材料来形成叶片1630。叶片1630可由具有选定尺寸的材料形成，使得可由马达1650以选定速率使其质量相对于曝光开口1624运动。
叶片1630可定位在第一马达1650的叶片承载件1670中。叶片承载件1670可包括从主承载件本体1676延伸的第一指状部1672和第二指状部1674。第一指状部1672和第二指状部1674可限定从中穿过的开口或通道，并且叶片1630可定位在通道中的两个指状部1672、1674之间。叶片1630可以任何适当的方式相对于指状部1672、1674固定在通道内，比如通过铜焊、粘合剂、机械固定件(例如，螺钉)或其它适当的机构。
叶片承载件1670可安装于运动磁体1680。运动磁体1680可定位在静止和/或线性马达线圈1682之上。如上所述，静止线性马达线圈1682(类似于上述静止线性马达线圈274)可操作成使运动磁体1680(类似于上述磁体276)运动。还应当理解的是，可提供各种其它构造，比如静止磁体和运动线性马达线圈等。因此，叶片承载件1670可安装至相对于静止磁体运动的运动线圈。
叶片承载件1670可利用各种机构固定于运动磁体1680。例如，可将螺钉或铆钉通过固定通道1686定位，以将承载件1670固定至磁体1680。还应当理解的是，可使用各种部件、焊接、铜焊等将叶片承载件1670固定至运动磁体1680。
进一步地，线性马达1650可包括线性轴承1690，承载件1670在线性轴承1690上运动。线性轴承1690可在它们运动时支承承载件1670和附连的运动磁体1680。轴承1690还可协助引导线性马达1650的运动。通常，轴承1690可限制运动磁体1680诸如大致沿双箭头1694的方向的运动。如上所述，双箭头1694可沿着x轴，以使叶片1630在x轴上运动。可利用确定包括读取头1702和轨道1704的系统1700的位置确定来确定承载件1670的位置。读取头1702可读取承载件1670相对于轨道1704的相对或绝对位置，类似于如上所述的读取头292和轨道294的操作。
因此，线性马达1650使叶片1630运动的操作可类似于线性马达270使过滤器260运动的操作。具体地，叶片1630可运动以定位到沿着矢量路径110运动的x射线束108的至少一部分之中或之外。如本文进一步讨论的，叶片1630可用于或操作成阻挡来自x射线源100的x射线的全部发射的至少一部分，以构造穿过平台曝光通道1624的光束或使光束成形。
如上所述，每个叶片1630、1632、1634和1636可成对运动和/或独立运动，以实现选定开口的位置和/或形状，以允许x射线穿过平台曝光通道1624。如图11所示，叶片1632和1630可以是限定选定开口1720的x轴位置的叶片。可使叶片1634、1636运动以改变开口的y轴位置。如图11所示，选定开口1720的形状由所有叶片1630、1632、1634和1636限定。
如图11所示，为了允许叶片1630-1634中的每一个相对于彼此运动，相对的一组叶片可相对于其它叶片偏移一定高度。如图所示，在x轴上运动的一对叶片1630和1632可定位成比相对的叶片1634和1636更远离载物台1620，相对的叶片1634和1636可定位成比x轴叶片1630、1632更靠近载物台1620。将y轴叶片1634、1636定位成更靠近平台1620可包括在叶片承载件1670c、1670d中形成偏移，以将叶片1634、1636定位成比x轴叶片1630、1632更靠近平台1620。或者，x轴承载件1670a和1670d可相对于y轴叶片承载件1670c、1670d偏移。不论构造如何，彼此相对以形成x和y轴的叶片可构造成允许它们在载物台轴线曝光部1624的至少一部分上运动并同时定位，如图11所示。
与上述的选定开口630类似，选定开口1720可以是能够由叶片1630-1636限定的任何选定形状。与上述的叶片640a、640b、650a和650b类似，叶片1630－1636中的每一个可独立地且分别运动，以根据各个叶片1630－1636的几何形状将选定开口1720选定为正方形、矩形或其它形状。进一步地，可基于叶片1630－1636的相对位置来对选定开口1720的尺寸进行选定。
此外，还可基于叶片1630－1636相对于载物台曝光开口1624的位置来对选定开口1720的位置或选定开口1720的中心1720a进行选定。例如，载物台曝光开口1624可以是正方形，并且选定开口1720和/或中心1720a可选择性地定位在载物台曝光开口1624的诸如右下象限之类的象限中。然而，进一步地，可通过使叶片1630-1636运动以形成如虚线1720'所示的选定开口来将选定开口1720'定位在左上象限中，。因此，选定开口1720’可以是与选定开口1720的中心1720a不同的中心1720a’。进一步地，叶片1630-1636相对于载物台曝光开口1624的定位可选择性地使选定开口1720等于载物台曝光部1624的尺寸或小于载物台曝光开口1624的整个开口尺寸。
如上所述，可由相应的马达1650-1656使每个叶片1630-1636运动。可例如利用读取头1702来确定例如承载叶片1630的叶片承载件1670相对于轨道1704的位置。如上所述，读取头1702相对于轨道1704的位置可用于确定叶片承载件1670的位置，其方式类似于如上所述的确定带有读取头292的线性编码器相对于轨道294的位置。
每个叶片可由相应的叶片承载件保持，包括承载叶片1632的叶片承载件1670b、承载叶片1634的叶片承载件1670c以及承载叶片1636的叶片承载件1670d。每个叶片承载件1670a-1670d可具有固定于叶片承载件1670a－1670d并相对于相应的轨道1704a-1704d运动的相应的读取头1702a－1702d。通信线路或系统(例如，有线连接和/或无线连接)1658－1664可与控制器32通信，以基于叶片承载件1670a－1670d的确定位置来向线性马达1650－1656提供指令，叶片承载件1670a－1670d的确定位置是基于读取头1702a－1702d相对于轨道1704a－1704d的读取位置。
叶片承载件1670a－1670d的运动使相应叶片1630－1636运动可基于从存储器33b调用的预定程序或指令集。还应当理解的是，存储器33b可包括指令，以基于用户输入的指令来确定用于形成选定曝光开口1720的规划的或选定的运动。在基于诸如用户的经验、用户的专业知识或其它选定的考虑因素之类的各个方面的程序期间，可选定或改变由用户输入的指令。然而，应当理解的是，可基于选定开口1720的预选位置来相对于载物台曝光部1624预限定和改变选定开口1720的运动。进一步地，给定四个单独的马达，每个叶片可在asa626b中独立地运动(例如，关于沿着相应的x轴和y轴的方向以及移动量)。
进一步地，如上所述，准直器198可包括在成像系统16中。成像系统16可包括能够或被构造成相对于诸如成像台架34之类的限定台架运动的源单元36。因此，随着源单元36相对于台架34和/或相对于被试14运动，选定开口1720相对于载物台1620的尺寸、形状和位置可改变。当源单元36相对于台架34运动时，存储在存储器33b中的指令可用于使选定开口1720相对于载物台1620运动。此外，控制器32可从相应的读取头1702a－1702d接收反馈，以确定叶片1630－1636的位置，从而确定马达1650－1656的进一步和/或适当的运动来定位相应叶片1630－1636，以形成具有选定尺寸和/或位置的选定开口1720。
如图11所示，叶片1630－1636定位成从载物台孔隙1624的一侧和载物台1620的边缘运动。马达1650－1656中的每一个具有固定在载物台孔隙的单侧上的部分(例如，马达线圈)，并且使相应的叶片承载件1670a－1670d从该侧朝向载物台孔隙运动并在载物台孔隙之上运动。通常，如图11所示，叶片1630－1636可不从载物台的一侧延伸至另一侧。然而，应当理解的是，叶片1630－1636中的至少一个可延伸穿过载物台1620。
参照图12，示出了asa626c。asa626c可包括asa626a和asa626b两者的部件，如上所述并在图9-11中所示。类似于asa626a，asa626c包括叶片640’和650’。然而，在asa626c中，通过与asa626b中讨论的线性马达类似的线性马达(如本文所述)来使叶片640’、650’运动。除了提供如上文在asa626a中讨论的驱动机构690和750之外，提供线性马达来驱动叶片640’、650’。
叶片640’、650’可如上所述地在叶片承载件674、780上，或者可直接连接于相应的成对的平行轨道。无论如何，每个叶片都可与单独的线性马达互连以使每个叶片单独地运动。每个叶片可与单个线性马达驱动机构和相应的一对轨道互连，以允许叶片的无约束和平滑运动。
如上所述，asa626c可包括与asa626a相似或相同的部分。参照图12，可将asa626c安装于平台1620。asa626c可包括叶片640’a和640’b，叶片640’a和640’b可大致沿着x轴在双箭头646的方向上运动。如图12所示，叶片640’在仅一端处或在两端处可直接连接于线性马达驱动机构1760。然而，应当理解的是，叶片640’可连接于类似于上述叶片承载件674的叶片承载件(图12中未示出)。asa626c还包括两个叶片650’a和650’b。叶片650’可在仅一端处或在两端处直接连接于第二线性驱动机构1766，以使叶片650在y轴上大致沿双箭头656的方向运动。然而，应当理解的是，叶片650’还可连接于诸如承载件780之类的叶片承载件，如以上针对asa626a所讨论的。然而，如图12所示并且在本文中进一步讨论的，应当理解的是，不需要叶片承载件，并且叶片640’、650’可直接连接于线性驱动机构1760和1766。
如图12所示，叶片640’和650’可以相对于载物台1620运动，以形成选定开口630。在相应叶片640’、650’的仅一端或单个端部处，叶片640’、650’与相应的驱动机构1760、1766连接。在各种实施例中，如果选定的话，则可在两端提供驱动机构。各种支承部和/或轨道系统协助确保叶片640’、650’的平滑和不受约束的运动，尤其是在线性马达驱动机构连接于叶片640’、650’的仅一端的情况下。类似地，类似于asa626a的连接，驱动机构1760、1766可连接于叶片640’、650’的仅一端。
第一叶片640’a连接于第一运动线圈1770。可以任何适当的方式，比如通过粘合剂、焊接或紧固件(例如，铆钉、螺钉等)或其它适当的连接机构将运动线圈固定至叶片640’a。第二叶片640’b以类似于运动线圈1770连接于叶片640’a的方式连接于第二运动线圈1772。两个运动线圈1770、1772均沿着共同磁体1774运动。共同磁体1774形成驱动机构1760的共同部分，并且相对于两个运动线圈1770、1772形成线性马达。驱动机构1760的线性马达可以类似于线性马达(例如，如上所述的1650、1652、1654、1656)的方式操作。线性马达驱动机构1760的运动线圈1770、1772可使相应的叶片640’a和640’b中的每个沿双箭头646的方向运动。各个运动线圈1770和1772分别利用适当的通信系统1770a和1772a与控制器32连接。控制器32可操作线性马达驱动机构1760以使叶片640’在x轴上运动，从而在x轴上定位选定开口630并确定选定开口630的尺寸。控制器32可以是手动操作的，或者可基于从存储器33b保存和调出的指令，使用处理器33a执行指令。
可利用类似于上述的位置传感器290的位置传感器1776来确定叶片640’a和640’b的位置。位置传感器1776包括线性或细长的传感器1778和固定地连接于运动线圈1770和/或叶片640’a以相对于传感器1778运动的第一读取头1780。第二读取头1782固定地连接于第二运动线圈1772和/或第二叶片640’b，以相对于传感器1778运动。如上所述，相应的读取头1780、1782可经由相应的通信系统1770a和1772a与控制器32连接，使得位置信号可传输至控制器32，并且控制器32可基于来自位置传感器1776的位置信号而操作以控制驱动机构1760。
进一步地，叶片640’可与支承部或一对平行轨道1784a和1784b互连。叶片640’a、640’b可直接连接于轨道1784和/或与相应的厢体或支承载重体(truck)1786a、1786b、1786c、1786d互连。因此，叶片640’可沿着x轴在由轨道1784限定的路径中运动。进一步地，叶片640’与轨道1784的互连允许在x轴上的基本上平滑和无约束的运动。
构造成在x轴上运动的叶片640’偏离载物台1620的表面1621的距离可大于叶片650’所偏离的距离。如本文进一步讨论的，叶片650’可在y轴上运动，该y轴可基本上垂直于x轴。因此，为了使叶片640’在x轴上的运动和叶片650’在y轴上的运动不受干扰，叶片可定位在不同的平面中，以便彼此不接触，从而允许各个叶片的运动变得容易。
叶片650’在叶片650’的一端处与驱动机构1766连接。类似于叶片640’，叶片650’a固定地连接于第三运动线圈1790，而第四叶片650’b固定地连接于第四运动线圈1792。第三运动线圈1790和第四运动线圈1792沿着单个且共同的磁体1794运动以形成线性马达驱动机构1766。同样，每个运动线圈1790、1792利用相应的和适当的通信系统1792a和1790a与控制器32连接。同样，应当理解的是，通信系统1770a、1772a、1790a和1792a可以是有线通信系统、无线通信系统、物理媒体传输系统或其它适当的通信系统。控制器32可操作驱动机构1766以类似于上述的方式使叶片650’运动以操作线性马达。
进一步地，控制器32可从与驱动系统1766相关联的位置传感器1796接收位置信号。位置传感器1796可包括单个刻度传感器1798。第三读取头1800可固定于运动线圈1790和/或第三叶片650’a。第四读取头1802可固定于第四运动线圈1792和/或第四叶片650’b。两个读取头1800、1802均可沿着传感器1798运动，以为驱动系统1766提供共同的参考位置感测和位置信号。可利用相应的通信系统1790a和1792a将位置信号传输至控制器32。因此，控制器32可利用来自位置传感器1796的位置信号来了解或确定叶片650’a和650’b的位置。
驱动机构1766连接于叶片650’的一端。然而，叶片650’可与包括第三轨道1804a和第四轨道1804b的支承系统互连。轨道1804a、1804b可形成第二对轨道或支承部，其基本上垂直于支承轨道1784a、1784b。叶片650’可直接配合轨道1804和/或可与厢体或运动的支承部或载重体1806a、1806b、1806和1806d连接。无论如何，轨道1804都允许叶片650’基本上平滑且无约束的运动。
因此，asa626c可包括与asa626a的640、650基本上相似或相同的叶片，以及与asa626b的驱动机构相似的驱动机构。asa626c的叶片640’、650’可运动，从而以类似于asa626a的叶片640、650的方式利用替代马达或驱动机构1760和1766形成选定开口630。如图12所示，叶片640’、650’以从载物台1620的一侧延伸至载物台1620的第二侧，并且可横跨载物台孔隙1624。例如，轨道对1784、1804的轨道横跨载物台孔隙1624彼此间隔开。因此，叶片640’、650’可跨越或横跨载物台1620。进一步地，叶片640’、650’可与运动磁体而不是如上所述的运动线圈互连。因此，应当理解的是，可利用指令来控制asa626c，以与类似于如上所述的asa626a的方式形成选定开口630。然而，还应当理解的是，线圈1770、1772与叶片640’、650’的相应连接可允许叶片640’、640’b、650’a和650’b中的每一个相对于彼此和载物台1620的独立运动(例如，数量和/或方向)。
根据如图9所示的包括高速过滤器200c的各种实施例，准直器198还可包括除了如图9所示的高速过滤器200之外的过滤器。附加的过滤器可包括用于各种特征、比如在获取图像数据时调节光束光谱以优化成像性能的过滤元件或部分。过滤器可设置在多元件或位置过滤器组件2000中。过滤器组件2000可包括多个过滤位置或方位2010，包括各个位置2010a、2010b、2010c、2010d、2010e、2010f、2010g和2010h。过滤位置2010可形成为过滤器承载件或板2014中的通道或开口。在每个过滤位置2010处，可包括选定的过滤材料。可将过滤材料置于过滤载体2014中形成的空隙或开口中。过滤材料对于各种波长或能量可以是不透的或可透射的。例如，过滤位置2010a可包括过滤材料，比如铜、锡、银、铝、其合金、层状材料或具有选定z参考值的其它合适材料，选定的z参考值限制或选定了用于穿过准直器198的曝光开口600的x射线的类型或能级。进一步地，过滤位置2010中的一个或多个位置可不包括任何过滤材料，从而提供空隙，以形成穿过过滤器承载件2014的用于x射线或其它发射的未过滤通道。可提供某些过滤材料或基本上不与x射线相互作用的材料，从而即使材料在x射线的路径之内，过滤位置也可用作空隙。
过滤板2014可形成为具有外周齿2020的基本上圆形的板构件。齿2020允许过滤器承载件2014绕转轴或主轴2024上的中心轴线2022旋转，以将过滤位置2010中的一个相对于曝光开口600定位。外齿2020可与由马达组件2032驱动的具有外齿的主轴齿轮2030啮合。马达组件2032可由控制器32通过通信系统2034控制。该通信系统可以是任何适当的通信系统，比如有线、无线或其它适当的通信系统。马达组件2032可包括任何适当类型的马达，比如伺服马达或步进马达。马达组件2032可根据选定的规划或指令、比如可存储在存储器33b上的指令来驱动外齿轮2030以使过滤器承载件2014旋转。
过滤器组件2000还可包括位置传感器组件2040，该位置传感器组件2040可通过通信线路2042与控制器32通信。位置传感器2040可包括主轴齿轮2044，该主轴齿轮2044啮合在过滤器承载件2014的外齿2020上。随着过滤器承载件2014旋转，主轴齿轮2044也可旋转，并且传感器2040可基于主轴齿轮2044的运动确定过滤器承载件2014的相对或绝对位置。
位置传感器2040可包括光学或机械编码器，比如us
继续参照图9并且附加地参照图13，示出了多元件或位置过滤器组件2100。过滤器组件2100可包括过滤器承载件2110。过滤器承载件2110可包括多个过滤位置2010a-2010h，这些过滤位置类似于过滤器组件2000的上述过滤位置。同样，过滤器承载件2110可绕转轴2130上的轴线2022旋转，以将过滤位置2010a-h中的一个相对于曝光开口600定位，从而将过滤位置2010相对于曝光开口600定位。
然而，如上所述并在图5和图6中示出的，过滤器组件2100可由类似于高速过滤器200c的驱动组件的驱动组件驱动。因此，用于过滤器组件2100的驱动组件可包括保持或承载过滤器承载件2110的承载齿轮360(图13中未示出)，如上所述。承载齿轮360可由皮带364驱动，皮带364由轴370上的驱动齿轮366驱动。轴370可由马达组件374驱动。如上所述，马达组件374可包括壳体376内的马达，该马达可由控制器32利用通信线路或控制线路380控制。马达组件374可控制成以与上述方式类似的方式将过滤位置2010中选定的一个位置相对于开口600定位。可利用诸如指示传感器等之类的各种传感器来标识不同位置2010，以确定过滤板2110的位置。然而，过滤器组件2000可在非连续运动操作中操作，因此绝对位置传感器可用于确定过滤位置2010a-h中的哪一个与曝光开口600对准。
过滤器组件2000和过滤器组件2100的多个过滤器部分2010a-h通常允许将过滤位置2010a-h中的一个相对于曝光开口600定位一段选定的时间。因此，过滤板2014或过滤器承载件2110通常在成像程序期间可能不会连续旋转。因此，可以基于减少的运动量来选择马达组件和传感器，并且马达组件和传感器可包括绝对位置传感器，以确定过滤器承载件的位置，包括相对于开口600的过滤位置2010。
参照图14，示出了过滤器组件200b。过滤器组件2200示出为相对于图11中示出的asa626b的载物台1620定位。然而，应当理解的是，过滤器组件2200可相对于准直器198的任何适当部分定位。过滤器组件2200可包括网格或型式化的过滤器承载件2210，该过滤器承载件2210包括多个过滤位置或开口2220a－2220i。过滤器承载件可在平面中并且大致在两个轴线上、例如在x轴和y轴上运动。
每个过滤位置2220可包括不同的过滤材料和/或可打开以不对通过曝光开口1624的任何透射进行过滤。过滤器承载件2210可通过沿着平行轨道的运动而相对于准直器198的开口600和/或曝光开口1624运动。第一组平行轨道包括第一轨道2230a和2230b。第一组平行轨道2230可固定于载物台1620。包括四个厢体2232a-2232d的多个厢体可大致沿双箭头2236的方向沿着轨道2230运动。
多个附加厢体2240a－2240d可安装于第一组厢体2232，当第一组厢体2230沿双箭头2236的方向运动时，这些附加厢体2240a－2240d使第二组厢体2240沿相同方向运动。包括第三轨道2250a和第四轨道2250b的第二组轨道可相对于第二组厢体2240运动。第二组轨道2250可大致沿双箭头2254的方向运动。过滤器承载件2210可以任何适当的方式，比如利用焊接、粘合剂或紧固件来固定于第二组轨道2250。
当第二组轨道2250沿双箭头2254的方向运动时，过滤器承载件2210也沿双箭头2254的方向运动。进一步地，因为轨道构件2250与第一组厢体2232互连，所以框架承载件2210也以选定的方式沿双箭头2236的方向运动。因此，过滤器承载件2210可在载物台1620中相对于曝光开口1624和/或曝光开口600沿双箭头2236或2254的方向、比如x和y方向运动。
厢体2232或轨道2250相对于厢体2240的运动可以任何适当的方式形成。例如，如上所述，由选定的马达(例如，伺服马达或步进马达)、线性马达或其它适当的马达驱动机构驱动的丝杠可用于使相应的厢体2232和/或轨道2250运动。以这种方式，过滤器承载件2210可相对于曝光开口1624运动。
根据各种实施例，框架承载件2210可仅包括单排过滤位置，而不是网格。在单排中，框架承载件仅需沿单个轴线运动、比如仅沿着x轴平移即可。在这样的构造中，框架承载件可类似于梯子，其中过滤位置在梯子的每个梯级之间。梯子形过滤器承载件还可减少使梯子运动所需的轨道和/或跨坐在轨道上的厢体的数量。例如，梯子可在x轴上的一对平行轨道上运动。然而，梯子形框架承载件可沿着x轴在两个方向上运动。梯子形过滤器承载件的运动可由任何选定的适当的马达，比如如上所述的线性马达驱动。线性马达可定位成使梯子形过滤器承载件相对于曝光开口600运动。进一步地，可基于来自控制器32的指令或控制来使梯子形过滤器承载件运动。
以上对实施例的描述是为了说明和描述的目的而提供的。并不是穷举的或用来限制本发明。即使未明确地表示或描述，但特定实施例的个别元件或特征大体上并不限于该特定实施例，而是在能够应用时，是可互换的且可用于所选实施例中。这些元件或特征还可以许多方式改变。这些变化不被认为脱离本发明，所有这些修改意欲包括在本发明的范围内。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！