CN101574262B - X射线探测设备和x射线成像装置 - Google Patents

X射线探测设备和x射线成像装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及X射线探测设备和X射线成像装置。提供了允许电动和手动调节探测器外罩的X射线入射面的方向的X射线探测设备以及装备有这种X射线探测设备的X射线成像装置。该X射线探测设备包含支撑探测器外罩围绕平行于入射面的水平轴枢转的支撑机构；在其一端连接到探测器外罩并具有适于进行直线运动以引发探测器外罩的枢转运动的相对端的轴；具有直接或间接连接到该轴的相对端的驱动端的驱动机构，该驱动机构以该驱动端和该轴的相对端互相连接的状态引发该轴的相对端的直线运动；在该轴的相对端和该驱动端的连接与不连接之间进行转换的转换机构；约束探测器外罩枢转运动的制动机构；和在制动机构的操作与不操作之间进行转换的制动操作设备。

Description

X射线探测设备和X射线成像装置
技术领域
本发明涉及X射线探测设备和X射线成像装置。具体的，本发明涉及一种X射线探测设备，其包括具有方向可变的X射线入射面的探测器外罩，以及装备有这种X射线探测设备的X射线成像装置。
背景技术
在X射线成像装置中，X射线从X射线辐照器辐射到对象，并且由X射线探测器探测传播的X射线以形成放射图像。特定X射线成像装置使用X射线支架(stand)。在该X射线支架中，并入X射线探测器的探测器外罩由垂直柱支撑。该X射线支架这样构造使得探测器外罩的高度和X射线入射面的方向可根据待放射照像的区域进行调整(例如，参见日本未审查的专利公开No.2004-298473(第0008-0009段，图1)专利文献1)。
发明内容
探测器外罩内X射线入射面方向的调整例如使用电机功率来实施，但在电机故障或紧急情况下为了进行正确地测量，需要所述方向也可手动调节。
因此，本发明的目的是提供一种能电动和手动调节探测器外罩的X射线入射面的方向的X射线探测设备，以及装备有这种X射线探测设备的X射线成像装置。
[解决所述问题的手段]
作为解决所述问题的手段，在本发明的第一方面中，提供了一种X射线探测设备，并且该X射线探测设备的探测器外罩的X射线入射面方向可以改变，该X射线探测设备包含：用于支撑探测器外罩围绕平行于入射面的水平轴枢转的支撑机构；在其一端连接到探测器外罩并具有适于进行直线运动以引发探测器外罩的枢转运动的相对端的轴；具有直接或间接连接到所述轴的相对端的驱动端的驱动机构，所述驱动机构以所述驱动端和所述轴的相对端互相连接的状态引发所述轴的相对端的直线运动；在所述轴的相对端和所述驱动端的连接与不连接之间进行转换的转换机构；约束探测器外罩枢转运动的制动机构；和在制动机构的操作与不操作之间进行转换的制动操作设备。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第二方面中，结合上面第一方面提供了一种X射线探测设备，其进一步包含与所述轴的相对端结合的轴支撑，以及限制该轴支撑的移动方向的限制机构，其中所述驱动端与所述轴支撑连接。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第三方面中，结合上面第一方面提供了一种X射线探测设备，其中支撑机构通过使探测器外罩远离布置在探测器外罩背侧的水平轴来支撑探测器外罩的背表面。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第四方面中，结合上面第三方面提供了一种X射线探测设备，其中支撑机构具有一对在水平轴向上彼此间隔开的平行支撑臂。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第五方面中，结合上面第四方面提供了一种X射线探测设备，其中在探测器外罩对侧的各自端部处，各支撑臂与水平轴进行啮合。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第六方面中，结合上面第二方面提供了一种X射线探测设备，其中限制机构包含：直线轨道；和当在其上运载所述轴支撑时适于在该轨道上移动的滑块。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第七方面中，结合上面第二方面提供了一种X射线探测设备，其中所述驱动机构包含：电机；驱动轴，该驱动轴在其驱动端连接到轴支撑并适于由电机驱动从而在直线方向上进行往复运动；以及第二支撑机构，用于支撑所述电机和驱动轴围绕平行于所述驱动端对侧上的水平轴的第二水平轴枢转，促使转动力矩引起的力作用到所述驱动端和所述轴支撑之间的接触部分。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第八方面中，结合上面第七方面提供了一种X射线探测设备，其中转换机构具有抬升所述驱动机构从而拉动所述驱动端远离所述轴支撑的杆(lever)。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第九方面中，结合上面第一方面提供了一种X射线探测设备，其中制动机构包含：第二轴，该第二轴在探测器外罩的背侧在其一端通过平行于水平轴的销连接到与水平轴间隔开的位置；以及约束第二轴的移动的制动装置。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十方面中，结合上面第九方面提供了一种X射线探测设备，其中所述制动装置是电磁制动装置。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十一方面中，提供了一种X射线成像装置，其包含X射线探测设备，并且所述X射线探测设备的探测器外罩的X射线入射面方向可以改变，以及X射线辐照设备，所述X射线探测设备包含：用于支撑探测器外罩围绕平行于X射线入射面的水平轴枢转的支撑机构；在其一端连接到探测器外罩并具有适于进行直线运动以引发探测器外罩的枢转运动的相对端的轴；具有直接或间接连接到所述轴的相对端的驱动端的驱动机构，所述驱动机构以所述驱动端和所述轴的相对端互相连接的状态引发所述轴的相对端的直线运动；在所述轴的相对端和所述驱动端的连接与不连接之间进行转换的转换机构；约束探测器外罩枢转运动的制动机构；和在制动机构的操作与不操作之间进行转换的制动操作设备。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十二方面中，结合上面第十一方面提供了一种X射线探测设备，其进一步包含：与所述轴的相对端结合的轴支撑；以及限制该轴支撑移动方向的限制机构，其中所述驱动端与所述轴支撑连接。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十三方面中，结合上面第十一方面提供了一种X射线探测设备，其中支撑机构通过使探测器外罩远离布置在探测器外罩背侧的水平轴来支撑探测器外罩的背表面。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十四方面中，结合上面第十三方面提供了一种X射线成像装置，其中支撑机构具有一对在水平轴向上彼此间隔开的平行支撑臂。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十五方面中，结合上面第十四方面提供了一种X射线成像装置，其中在探测器外罩对侧的各自端部处，各支撑臂与水平轴进行啮合。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十六方面中，结合上面第十二方面提供了一种X射线成像装置，其中限制机构包含：直线轨道；和当在其上运载所述轴支撑时适于在该轨道上移动的滑块。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十七方面中，结合上面第十二方面提供了一种X射线成像装置，其中所述驱动机构包含：电机；驱动轴，该驱动轴在其驱动端连接到轴支撑并适于由电机驱动从而在直线方向上进行往复运动；以及第二支撑机构，用于支撑所述电机和驱动轴围绕平行于所述驱动端对侧上的水平轴的第二水平轴枢转，促使转动力矩引起的力作用到所述驱动端和所述轴支撑之间的接触部分。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十八方面中，结合上面第十七方面提供了一种X射线成像装置，其中转换机构具有抬升所述驱动机构从而拉动所述驱动端远离所述轴支撑的杆。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第十九方面中，结合上面第十一方面提供了一种X射线成像装置，其中制动机构包含：第二轴，该第二轴在探测器外罩的背侧在其一端通过平行于水平轴的销连接到与水平轴间隔开的位置；以及约束第二轴移动的制动装置。
作为解决上述问题的手段，在本发明的第二十方面中，结合上面第十九方面提供了一种X射线成像装置，其中所述制动装置是电磁制动装置。
在根据本发明的X射线探测设备中，探测器外罩的方向是可变的，并且该X射线探测设备包含用于支撑探测器外罩围绕平行于X射线入射面的水平轴枢转的支撑机构，在其一端连接到探测器外罩并具有适于进行直线运动以引发探测器外罩的枢转运动的相对端的轴；具有直接或间接连接到所述轴的相对端的驱动端的驱动机构，所述驱动机构以所述驱动端和所述轴的相对端互相连接的状态引发所述轴的相对端的直线运动；在所述轴的相对端和所述驱动端的连接与不连接之间进行转换的转换机构，约束探测器外罩枢转运动的制动机构，和在制动机构的操作与不操作之间进行转换的制动操作设备。因此，可以提供一种X射线探测设备，其包含具有X射线入射面的方向可变的探测器外罩，以及具有这种X射线探测设备的X射线成像装置。
所述X射线探测设备进一步包含与所述轴的相对端结合的轴支撑，和限制该轴支撑移动方向的限制机构，并且所述驱动端与所述轴支撑连接。因此，所述探测器外罩的X射线入射面方向能恰当地进行调整。
由于所述支撑机构支撑探测器外罩的背表面远离布置在探测器外罩的背表面侧的水平轴，因此所述探测器外罩能够围绕所述水平轴摆动。
由于所述支撑机构具有一对在水平轴向上彼此间隔开的平行支撑臂，因此可以稳定地支撑所述探测器外罩。
由于在探测器外罩对侧的各自端部处，各支撑臂与水平轴进行啮合，因此可以利用每个支撑臂的长度。
由于限制机构包含直线轨道以及当在其上运载所述轴支撑时适于在该轨道上移动的滑块，因此可以恰当地限制移动方向。
所述驱动机构包含电机；驱动轴，该驱动轴在其驱动端连接到轴支撑并适于由电机驱动从而在直线方向上进行往复运动；以及第二支撑机构，用于支撑所述电机和驱动轴围绕平行于所述驱动端对侧上的水平轴的第二水平轴枢转，促使转动力矩引起的力作用到所述驱动端和所述轴支撑之间的接触部分。因此，所述驱动端能通过利用所述转动力矩与所述轴支撑接触。
由于所述转换机构具有抬升所述驱动机构从而拉动所述驱动端远离所述轴支撑的杆，因此可以轻松地在接触与不接触之间进行转换。
制动机构包含：第二轴，该第二轴在探测器外罩的背侧在其一端通过平行于水平轴的销连接到与水平轴间隔开的位置；以及约束第二轴移动的制动装置。因此，可以恰当地约束所述探测器外罩的移动。
由于所述制动装置是电磁制动装置，因此可以对所述制动装置进行电子控制。在这种情况下，通过用电磁制动装置的开关提供所述制动操作设备，可以轻松地操作所述制动装置。
附图说明
图1是以实施本发明最佳模式的实例显示了X射线成像装置的构造的视图。
图2是显示了并入角度调整机构的臂的外观视图。
图3是显示了角度调整机构的构造实例视图。
图4是显示了角度调整机构的构造实例视图。
图5是显示了角度调整机构的构造实例视图。
图6是显示了角度调整机构的构造实例视图。
图7是显示了抬升机构的结构视图。
图8是显示了手动调整探测器外罩的角度的视图。
图9是显示了手动调整探测器外罩的角度的视图。
图10是显示了手动调整探测器外罩的角度的视图。
具体实施方式
参考各附图将详细描述实施本发明的最佳模式。本发明不限于实施本发明的最佳模式。图1示意性地显示了X射线成像装置的构造。该装置是实施本发明最佳模式的实例。在该装置的这种构造下显示了实施本发明关于X射线成像装置的最佳模式的实例。
如图1所示，该装置包括X射线辐照设备200和X射线探测设备400。X射线辐照设备200由从顶板悬挂下来的柱体210和附着到柱体210下端的X射线辐照器220构成。X射线辐照器220能改变它的方向，从而可以改变X射线的辐射方向。支撑X射线辐照器220的柱体210能够在其纵向上伸展和收缩，并可沿顶板水平移动。X射线辐照设备200是在本发明中限定的X射线辐照设备的实例。
在X射线探测设备400中，拖架420垂直可移动地附着到竖立在地面上的柱体410，臂430水平地附着到拖架420，并且探测器外罩440附着到臂430的尖端部分。X射线探测设备400是所谓的壁立式X射线探测设备。
X射线探测设备400是实施本发明最佳模式的实例。在X射线探测设备400的构造的情况下，显示了实施本发明关于X射线探测设备最佳模式的实例。
探测器外罩440是矩形平行六面体形状中的平结构并且并入X射线探测面板。探测器外罩440具有倾角可调的X射线入射面，从而根据X射线的入射方向提供水平或垂直状态或者任何其他所需角度。探测器外罩440是在本发明中限定的探测器外罩的实例。
X射线探测信号从探测器外罩440输入给操作者控制台600。根据来自探测器外罩440的输入信号，操作者控制台600重建对象的放射图像并将其显示在显示器610上。
操作者控制台600控制X射线辐照设备200和X射线探测设备400。对于X射线辐照设备200，操作者控制台600控制X射线辐照器220的水平和垂直位置和X射线辐照方向，并进一步控制X射线强度和辐照时序。对于X射线探测设备400，操作者控制台600控制探测器外罩440的高度以便匹配X射线辐照器220，并调节探测器外罩440的角度，从而控制X射线入射面的方向以便和X射线入射方向相一致。
在臂430的内部设有根据从操作者控制台600提供的控制信号来控制探测器外罩440的X射线入射面的方向的机构。现在提供有关控制X射线入射面的方向的角度调整机构的如下描述。
图2显示了并入角度调整机构的臂430的外观。如图2所示，臂430在其尖端的较高位置处具有水平轴432，并且探测器外罩440通过支座(bracket)442枢转地附着到水平轴432。
支座442设置在探测器外罩440的背侧，即定位在表面侧的X射线入射面的对侧上。利用支座442，确保了从水平轴432向上到探测器外罩440的背表面的预定距离。
在这一距离作为半径的情况下探测器外罩440枢转并促使X射线入射面的角度从90°(水平)经0°(垂直)变化到-20°。X射线入射面的角度以下也被称为探测器外罩的角度。
通过位于臂430内的角度调整机构500来执行探测器外罩440的角度调整。这样构造角度调整机构500使得也允许进行探测器外罩440的角度的手动调整。
图3、4和5显示了角度调整机构500的构造实例。图3、4和5是分别从侧面、正面和斜向下位置看去的角度调整机构500的视图。图6是一部分角度调整机构500的放大视图。探测器外罩440的角度设为90°(水平)。
如图4和5所示，支座442是倒U形部件。支座442的水平部分固定在探测器外罩440的背表面，并且位于两侧的垂直部分的尖端分别通过水平轴432a和432b连接到臂430的尖端的较高位置。水平轴432和支座442是在本发明中限定的支撑机构的实例。
角度调整机构500具有轴510。轴510的一端通过销512连接到从探测器外罩的背表面悬挂下来的支撑杆444的尖端。支撑杆444定位在水平轴432a和432b之前。销512平行水平轴432。轴510是在本发明中限定的轴的实例。
轴510的相对端通过销514连接到轴支撑520。轴支撑520位于水平轴432a和432b之下。销514平行于销512。轴支撑520是在本发明中限定的轴支撑的实例。
轴支撑520固定到滑块532上。滑块532与轨道534啮合并可沿轨道534移动。轨道534固定在臂430的内部。滑块532和轨道534构成线性导向装置。包含滑块532和轨道534的部分是在本发明中限定的限制机构的实例。
驱动机构540的驱动轴550的尖端连接到轴支撑520。如图6所示，驱动轴550的尖端通过经由销552连接到所述驱动轴的适配器554从上面接触轴支撑520。销552平行于销514。轴支撑520包括适配器554的下表面所接触的水平表面和适配器554的前端所接触的垂直表面。
驱动轴550的相对端侧定位在圆筒560内。在圆筒560的内部，电机570的功率作用于驱动轴550。电机570与圆筒560集成。在电机570的功率下，驱动轴550在其纵向上沿直线进行往复运动。
圆筒560的基部通过销562连接到桩(stud)564。销562平行于销552。桩564固定到臂430的内部。驱动机构540在其两端由桩564和轴支撑520支撑。
驱动机构540可围绕销562枢转。因此，以由驱动机构540的自身重量引起的转动力矩为基础的力向下作用于驱动轴550的尖端处的适配器554与轴支撑520之间的接触部分上。
在驱动机构540中，作为由电机570向前或反向旋转引起驱动轴550往复移动的结果，销于轴支撑520上的轴510的下端能够沿轨道534往复运动，并且销于轴510的上端的探测器外罩440能够围绕水平轴432枢转，从而调整X射线入射面的角度。
驱动机构540是在本发明中限定的驱动机构的实例。电机570是在本发明中限定的电机的实例。驱动轴550是在本发明中限定的驱动轴的实例。包含销562和桩564的部分是在本发明中限定的第二支撑机构的实例。
角度调整机构500包括制动轴580。制动轴580的一端销于从探测器外罩440的背表面悬挂下来的支撑杆446的尖端。支撑杆446定位在水平轴432a和432b之前。所述销平行于水平轴432。
制动轴580的相对端延伸穿过位于水平轴432下方的制动装置590。制动装置590将制动轴580的通过约束在所需位置。制动装置590的下端部分通过铰链固定在臂430的内部。铰链的轴平行于水平轴432。作为制动装置590，例如使用电磁制动装置。
制动装置590分别在有关电机570的运行和不运行的互锁中关断和开启。即，在电机570的转动期间，制动装置590不阻碍制动轴580的通过，而在电机570停止时，制动装置590禁止制动轴580的通过。
因此，当驱动机构540调整探测器外罩440的角度时，制动装置590不运行，而当角度调整结束时，制动装置590开启并维持探测器外罩440的角度。
包含制动轴580和制动装置590的部分是在本发明中限定的制动机构的实例。制动轴580是在本发明中限定的第二轴的实例。制动装置590是在本发明中限定的制动装置的实例。
抬升机构700附接于驱动机构540上。抬升机构700用于抬升驱动机构540以便拉动驱动机构的驱动端远离待驱动的对象。通过施加来自下方的力以引发驱动机构540围绕销562向上枢转运动来执行所述抬升操作。
当手动调整探测器外罩440的角度时，完成驱动机构540的抬升。由于作为抬升操作的结果，所述驱动端远离待驱动对象移动，因此实现所述角度的手动调整变得容易。
当所述抬升操作停止时，驱动机构540向下枢转，并且所述驱动端和待驱动的对象再次呈现它们接触的状态。这样，通过手动操作抬升机构700，可以在驱动端和待驱动对象的接触和不接触状态之间从一种转换成另一种。抬升机构700是本发明中限定的转换机构的实例。
在制动装置590关断的情况下执行探测器外罩440角度的手动调整是必要的。制动操作开关448布置在探测器外罩440的背表面上。开关448是本发明中限定的制动操作装置的实例。
图7显示了抬升机构700的结构。如图7所示，抬升机构700包含轴棒(shaft bar)702，以及均固定于轴棒702的垂直臂704和横向臂706。轴棒702布置在驱动机构540的下方，并平行于水平轴432，并且通过轴承(未显示)附着到臂430。垂直臂704设在轴棒702的于臂430外部位置处的一端上，而横向臂706被设置成面对轴棒702的中间位置并正好在驱动机构540的下方。水平轴棒702和均设在轴棒上的垂直臂704及横向臂706的组合是本发明中限定的杆的实例。
垂直臂704是用于手动操作的把手。通过将垂直臂704转到左边，驱动机构504可随横向臂706一起抬升。作为抬升操作的结果，拉动布置在驱动轴550尖端处的适配器554远离轴支撑520。
在这种状态下，如果制动装置590通过开关448被关断，则释放对探测器外罩440的角度维持，使得手动调整探测器外罩440的方向变得可能，如图8、9和10所示。然后，如果在所需倾斜状态下通过开关448启动制动装置590，则保持探测器外罩440的角度。

Claims (10)

1.一种X射线探测设备，并且该X射线探测设备的探测器外罩的X射线入射面的方向可以改变，所述X射线探测设备包含：
用于支撑探测器外罩围绕平行于X射线入射面的水平轴枢转的支撑机构；
在其一端连接到探测器外罩并具有适于进行直线运动以引发探测器外罩的枢转运动的相对端的轴；
具有直接或间接连接到所述轴的相对端的驱动端的驱动机构，所述驱动机构以所述驱动端和所述轴的相对端互相连接的状态引发所述轴的相对端的直线运动；
在所述轴的相对端和所述驱动端的连接与不连接之间进行转换的转换机构；
约束探测器外罩的枢转运动的制动机构；和
在制动机构的操作与不操作之间进行转换的制动操作设备。
2.根据权利要求1所述的X射线探测设备，进一步包含：
与所述轴的相对端结合的轴支撑；以及
限制该轴支撑的移动方向的限制机构，
其中所述驱动端与所述轴支撑连接。
3.根据权利要求1所述的X射线探测设备，其中支撑机构通过使探测器外罩远离在探测器外罩背侧的所述水平轴来支撑探测器外罩的背表面。
4.根据权利要求3所述的X射线探测设备，其中支撑机构具有一对在水平轴方向上彼此间隔开的平行支撑臂。
5.根据权利要求4所述的X射线探测设备，其中在探测器外罩背侧的相应端处所述支撑臂与所述水平轴啮合。
6.根据权利要求2所述的X射线探测设备，其中所述限制机构包含：
直线轨道；和
当在其上运载所述轴支撑时适于在该轨道上移动的滑块。
7.根据权利要求2所述的X射线探测设备，其中所述驱动机构包含：
电机；
驱动轴，该驱动轴在其驱动端连接到轴支撑并适于由电机驱动从而在直线方向上进行往复运动；以及
第二支撑机构，用于支撑所述电机和驱动轴围绕平行于所述驱动端对侧上的所述水平轴的第二水平轴枢转，促使转动力矩引起的力作用到所述驱动端和所述轴支撑之间的接触部分。
8.根据权利要求7所述的X射线探测设备，其中转换机构具有抬升所述驱动机构从而拉动所述驱动端远离所述轴支撑的杆。
9.根据权利要求1所述的X射线探测设备，其中所述制动机构包含：
第二轴，该第二轴在探测器外罩的背侧在其一端通过平行于所述水平轴的销连接到与所述水平轴间隔开的位置；以及
约束第二轴的移动的制动装置。
10.一种X射线成像装置，包含：X射线探测设备，并且所述X射线探测设备的探测器外罩的X射线入射面的方向可以改变；以及X射线辐照设备，所述X射线探测设备包含：
用于支撑探测器外罩围绕平行于X射线入射面的水平轴枢转的支撑机构；
在其一端连接到探测器外罩并具有适于进行直线运动以引发探测器外罩的枢转运动的相对端的轴；
具有直接或间接连接到所述轴的相对端的驱动端的驱动机构，所述驱动机构以所述驱动端和所述轴的相对端互相连接的状态引发所述轴的相对端的直线运动；
在所述轴的相对端和所述驱动端的连接与不连接之间进行转换的转换机构；
约束探测器外罩的枢转运动的制动机构；和
在制动机构的操作与不操作之间进行转换的制动操作设备。
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