專利名稱：適合于形成層析x光攝影圖像的醫(yī)用x光裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用X光裝置，所述裝置包括*患者臺*X光源和X光探測器，*位于支撐平面上的支架，所述支架在第一端支撐X光源，在第二端支撐X光探測器，所述支架可以圍繞垂直延伸到所述支撐平面的軸和位于所述支撐平面的軸轉動。*執(zhí)行所述支架與患者臺相互之間的在一平面上的平移運動的裝置，所述X光源與所述X光探測器之間的連線位于所述平面上。
從第4,481,656號美國專利上可以了解到這種裝置。該專利中公開的裝置是備有帶弧形支架的支柱的X光檢查裝置，支架用于支撐X光圖像增強器形式的X光管和X光探測器?；⌒沃Ъ苁且欢螆A弧面，該圓弧面固定在固定架上，使得它能夠圍繞垂直延伸到所述支撐平面并穿過圓弧中心的軸轉動。X光源安裝在圓弧面的一端，X光探測器安裝在另外一端。固定架安裝在位于所述支撐平面上的主軸上，使得圓弧面能夠圍繞主軸轉動；換句話說，圓弧面的平面能夠圍繞主軸旋轉。支柱能夠進行沿安裝有固定架的主軸的方向的平移，使得所述支架與患者臺相互之間能夠在一平面上相對地平移，X光源與X光探測器之間的連線位于所述平面上。為了形成X光圖像，可以通過位于檢查室內固定位置上的患者臺將待檢查的患者安排在X光射線管和X光圖像增強器之間。為了使患者相對于X光射線管和X光圖像增強器的取向和位置正確，X光射線管和X光圖像增強器所構成的組合能夠在各個不同的方向上移動。
目前已經設計出用來制作傳統(tǒng)的X光照射圖像的裝置，即，把相互面對的X光源和X光探測器按照這樣的取向和位置放置，使得所述裝置的使用者對于X光圖像的放大和觀察方向的要求得到滿足。一旦調整到所需的取向和位置，則形成圖像，或進行醫(yī)療所需的觀察，而X光源和X光探測器處于固定的狀態(tài)。
這種類型的裝置通常用于傳統(tǒng)的X光照射圖像的成像。美國專利第4,481,656中所述的裝置能夠使支架和患者臺在X光源和X光探測器之間連線所在的平面上相對平移(明顯的平移，以及圍繞位于支撐平面上軸的轉動)，這樣來正確地調整X光源和X光探測器相對于使用者所指定的患者的取向和位置。然而，這種裝置還不具備形成所謂層析X光攝影圖象的功能，即，形成這樣的圖象在曝光期間光源和探測器以特定的方式相對于患者移動位置，在這種運動中，要觀察的區(qū)域(以相對較薄的切片的形式)被連續(xù)地曝光。
本發(fā)明的一個目的是提供一種醫(yī)用X光裝置，這種裝置除了產生傳統(tǒng)的X光照射圖像外，還適用于形成層析X光攝影圖象。
為了實現這一目的，按照本發(fā)明的醫(yī)用X光裝置的特點在于包括用來調整支架轉動與所述平移之間配合的可調配合裝置。
于是，可以通過以振蕩的形式來回轉動支架(使得X光源和X光探測器進行各自的圓周運動，例如，在經過患者的縱軸的垂直平面內的圓周運動)，同時，與這一運動相配合，支架和患者臺進行相互之間的滑動(即，支架和患者臺在X光源和X光探測器之間連線所在的平面上相對平移)，來產生層析X光攝影圖像。所述往復移動的幅度確定這樣的平面，在該平面上X光源和X光探測器之間連線上的點相對于平面上的患者不產生運動。因此，通過適當地選擇所述幅度能夠選擇層析X光攝影圖像中要再現的切片。
在傳統(tǒng)的X光照射圖像成像裝置中，由于以下幾個原因X光探測器位于離開患者小的距離處。
1．要使出現于患者與X光探測器之間的散射的射線最少。在患者臺的下邊由于在所述區(qū)域設置有防護層，或由于護理人員穿有防護圍裙，所以散射的射線的問題被減輕。
2．物體(待成像的組織)到X光探測器的放大倍數最好等于1。如果需要，可通過通常用于這種設備的電視監(jiān)視器來進行后放大，使得調整后的放大倍數總是精確可知，并且如果需要，能夠很容易地進行修改。
3．現在可以把X光源設置在離開患者足夠距離的位置上，以便避免所謂X光熱點照射在患者的身體上。
4．不希望在形成傳統(tǒng)X光照射圖像和接下來的層析X光攝影圖像之間來回移動患者。
5．在形成傳統(tǒng)的X光照射圖像期間，要避免由于支架的轉動或樞轉在監(jiān)視器屏幕上出現待成像的組織結構的運動。因此X光探測器/患者必須位于(圓形)支架和支架軸的中心，位于支撐平面上，同時必須通過所述中心。
上述第1和第5點綜合的結果就是在傳統(tǒng)的X光照射成像的情況下，在位于支撐平面的支架軸和X光探測器的下邊之間存在小的距離。這種小距離在層析X光攝影成像時是不希望出現的，因為在這種層析X光攝影成像期間支架的運動是自發(fā)的，在患者的上邊和X光探測器的下邊應保留一段安全的距離。(這里只提供碰撞保護，它一旦啟動就停止所有運動并中止曝光程序；在沒有進行實際的診斷或治療處理的情況下患者已經被暴露在X光下，這是一種不希望出現的情況。)由于上述原因，所以不希望將X光探測器設置在患者上方的任意高度上。然而，前面已經闡述過，X光源和在層析X光攝影運動時固定的X光探測器之間連線上的點在層析X光攝影圖像成像期間應位于所希望的高度上。這通過本發(fā)明是可以實現的。
在本發(fā)明另一實施例中安裝的可調整配合裝置是用來進行調整，使第一平面上所述支架的轉動與所述平移運動相配合，同時進行調整，使垂直于第一平面的第二平面上支架的轉動與垂直于所述第一平移運動的第二平移運動相配合。
這些步驟允許支架這樣運動，以致X光源與X光探測器一起進行圓周或橢圓運動，使得X光源和X光探測器之間的連線沿圓錐表面運動。于是，所述圓錐的頂點即是所要得到的固定點。
在本發(fā)明的最佳實施例中，安排所述支架進行相對于固定的患者臺的平移運動。當所述支架進行轉動以及往復運動時，患者能夠在治療期間保持固定，以便他或她不會由于運動而帶來痛苦(這對于嚴重的外傷患者尤其重要)，并且待成像的組織(特別是對器官來說)在成像期間不會產生震動，影響圖像的清晰度。
下面將參考


本發(fā)明。附圖中圖1是根據本發(fā)明的醫(yī)用X光裝置的透視圖。
圖2是支架的前視圖，以便舉例說明在根據本發(fā)明的層析X光攝影成像期間X光源和X光探測器要進行的運動。
圖3表示按照本發(fā)明實現轉動和平移運動之間配合的控制單元的方框圖。
圖1是安裝在醫(yī)療室內的根據本發(fā)明的醫(yī)用X光裝置的透視圖。所述裝置由下列各部分裝配而成底座2；支架4，它在一端支撐著X光源10，而在另一端支撐著X光圖像增強器12形成的X光探測器；通過支撐臂6與底座連接的患者臺8，它用來安放被治療的患者。在本實施例中，按照C形圓弧形狀形成支架4。所述C形圓弧支架4被安裝在滑動架14上，所述滑動架可在縱向(滑動架上箭頭5所示的方向)上移動。這樣C形圓弧支架通過導軌16在底座2上移動，通過各自的驅動馬達驅動所述移動，所述驅動馬達在圖中沒有顯示。另外，C形圓弧支架4可在自己的平面即支撐平面上通過導軌20轉動，導軌20本身也圍繞沿C形圓弧支架的中心線延伸的軸7轉動(因為物理軸位于底座的內部，所以在圖中沒有顯示出物理軸；為了清楚起見，由一條點劃線來大致表示所述軸)。上述兩種轉動都是由各自的驅動馬達來驅動的，這些馬達在圖中沒有顯示。圖中分別由箭頭11和13表示X光源10和X光圖像增強器12的移動，以及圍繞軸7的轉動。因此，可以用一種方法來調整X光管和X光圖像增強器使得被治療的患者能夠在所需要的所有方向以及所需的所有位置受到照射。利用可以上下移動的支撐臂6上的垂直的導軌18，患者臺8可以被調整到所需的高度。
X光圖像增強器和X光源之間的連線由連線9表示。這一假設的線是照射患者的X光束的中心線。所述線從產生X光的X光源10，即X光焦點，延伸到X光增強器12探測表面的中心。
圖2是支架4的前視圖，用來舉例說明在根據本發(fā)明的層析X光攝影成像期間X光源和X光探測器要進行的運動。在所述圖中，支架4繞軸7樞轉；圖中表示出所述支架的3個位置4a,4b,4c。也表示了X光源10和X光圖像增強器12的3個位置，即分別為10a,10b,10c，和12a,12b,12c。用中央光線9(X光源10和X光圖像增強器12之間的連線)分別表示三個位置中的每一個位置上從X光源10發(fā)出的X光束26。
如圖2中所示，當支架繞軸7樞轉時，X光源10和X光圖像增強器12分別沿著由箭頭11和13所示的軌跡移動。在移動期間，如果患者臺一直是直立的(這是最理想的情況)，并且如果支架4不進行往復運動，則連線9a,9b,和9c的交叉點將位于軸7的延伸線上。因此，在如圖2中所示的情況下，位于患者身體外部的平面將被成像。通過支架4的樞轉(由箭頭11和13所示)和所述支架的往復運動(由箭頭14表示)的適當配合，所述交叉點的位置將向下移動。為了能夠調整要被成像的切片位置(即交叉點的集合)，則應調整運動14的行程。
轉動11和13與平移14之間的配合可以通過控制運動處理器來進行。圖3以方框圖的形式表示了這一程序。微處理器30通過數據和地址總線32連接到存儲器單元34。經過第二總線36，微處理器30同時與接口單元38連接。所述接口電路構成一邊為微處理器30，另一邊為運行環(huán)境之間的連接。后者經過N根獨立的導線40-l到40-n，一般為40-i，擴展連接。由微處理器30，存儲單元24和接口電路38所構成的控制單元和滑動架14的驅動馬達，支架14的驅動馬達之間的連接由多根連接線40-i來實現。而且，被調整的變量(例如，平移的行程，移動的性質，如平面或圓錐運動)將通過這些連接線被送到微處理器中。
對于所給出的運動形式(例如，支架’4單獨的樞轉11,13和相關的單獨平移14)和所需要的以及由使用者調整的切片，微處理器30都能提供支架4的取向以及在曝光期間所述支架的相關的當前平移位置。根據待成像的切片的位置與平移行程的配合算法，處理器可以進行計算。另外可以將當前位置的控制數據以查詢表的形式存儲在存儲器34中。中間方式同樣也可以，即，通過插值法將存儲有限數量點的控制數據，并對這些中間點進行計算。另外還可以實現支架4的轉動，使其不受約束；在這種情況下，支架的轉動位置被連續(xù)測量，并且根據上述方法，所述處理器連續(xù)地確定當前相關的平移位置。
應當注意，不僅僅可以圍繞軸7轉動，而且也可以圍繞向支架4的平面垂直延伸的軸轉動，即支架4通過軌道20的轉動。在這種情況下，必須在與軸7平行的方向上進行相關的往復平移。為了這一目的，可以這樣構成軸7，以便使其在其縱向上可以移動，即，軸7在進行這一運動的同時，必須在滑動架14上滑進滑出。在圖中不可能顯示出這一運動，但是對于本專業(yè)的技術人員來說，這是顯而易見的。
還可以將上述兩種轉動很好地配合，即，X光圖像增強器12和X光源10進行各自的圓周或橢圓運動，同時在兩個相互垂直方向上產生往復運動，即，在水平面上在與軸7平行延伸的方向上以及垂直于軸7而延伸的方向上。
最后，利用導軌20這樣轉動C形圓弧支架也是可能的，即，X光源10和X光圖像增強器12之間的連線9在水平方向上延伸、并且平行于軸7。為了進行配合的平移，則軸7應當在垂直方向上可以移動，或者將必須上下移動患者臺8。
權利要求
1．一種醫(yī)用X光裝置包括*患者臺(8)，* X光源(10)和X光探測器(12)，*支架(4)，它位于支撐平面上并且在一端支撐X光源、在另一端支撐X光探測器(12)，所述支架(4)可以圍繞垂直于所述支撐平面而延伸的軸轉動，也可以圍繞位于所述支撐平面上的軸(7)轉動，*裝置(14,16)，用來在一個平面內進行支架(4)和患者臺(8)之間相對的平移(5),X光源(10)和X光探測器(12)之間的連線(9)位于所述平面內。其特征在于所述X光裝置包括可調整配合裝置(30,34,38)，用來調整支架(4)的轉動與平移(5)之間的配合。
2．根據權利要求1的X光裝置，其特征在于可調整配合裝置(30,34,38)用來使第一平面上所述支架(4)的所述轉動與所述平移運動可調整地相配合，同時，使垂直于第一平面的第二平面上所述支架(4)的轉動與垂直于所述第一平移運動的第二平移運動可調整地相配合。
3．根據權利要求1或2的X光裝置，其特征在于安排所述支架(4)進行相對于固定的患者臺(8)的平移。
全文摘要
一種裝備有用于X光源(10)和X光圖像增強器(12)的圓形支架(4)的傳統(tǒng)的醫(yī)用X光裝置使支架(4)的往復轉動能夠與支架(4)相對于患者臺(8)的往復線性運動相配合。這種線性運動與往復轉動的組合能夠對除了包含旋轉軸的平面以外的平面進行成像。選擇往復運動的行程來確定待成像的平面的位置。還可以對兩個相互垂直的轉動與兩個相互垂直的平穩(wěn)進行組合。
文檔編號A61B6/02GK1215315SQ97193505
公開日1999年4月28日 申請日期1997年11月17日 優(yōu)先權日1996年12月6日
發(fā)明者A·范德爾恩德 申請人:皇家菲利浦電子有限公司