CN110869751B - 具有附加扫描仪功能的x射线断层摄影装置 - Google Patents

具有附加扫描仪功能的x射线断层摄影装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有附加扫描仪功能的X射线断层摄影装置。本发明的目的是通过单件设备进行以高分辨率对小物体成像的显微CT成像以及对患者身体的一部分成像的普通CT成像两者。为此，本发明提供一种X射线断层摄影装置，该装置包括：竖直框架(26)；患者支撑臂(30)，该患者支撑臂设置在所述竖直框架(26)的下部上；水平支撑臂(25)，该水平支撑臂从所述竖直框架(26)的上部水平延伸；旋转臂驱动单元(24)，该旋转臂驱动单元设置在所述水平支撑臂(25)的端部上；水平旋转臂(23)，该水平旋转臂在所述旋转臂驱动单元(24)的下部上水平地设置成360度旋转；普通CT成像X射线源(20)，该普通CT成像X射线源设置在所述水平旋转臂(23)的一端上；以及X射线检测器，该X射线检测器在所述水平旋转臂(23)的另一端上设置成面对所述普通CT成像X射线源(20)，其中，所述竖直框架(26)上另外设置有显微CT成像X射线源(27)，所述患者支撑臂(30)的上部上另外设置有旋转台(28)从而在其上安置和旋转待成像的物体，并且所述X射线检测器被构造为能够借助X射线检测器驱动部(22)旋转的公共X射线检测器(21)，从而能通过单件设备进行显微CT成像和普通CT成像两者。

Description

具有附加扫描仪功能的X射线断层摄影装置
技术领域
本发明涉及在医院等中使用的X射线计算机断层摄影装置，尤其涉及具有扫描仪功能的X射线计算机断层摄影装置，该X射线计算机断层摄影装置被构造成进行以高分辨率对压印体、模型等成像的显微CT成像操作以及对人体的一部分成像的普通CT成像操作两者。
背景技术
计算机断层摄影术(以下简称为“CT”)包括用于以高分辨率对小物体成像的显微CT和用于对患者的身体的一部分成像的CT(以下称为“普通CT”以区别于显微CT)。
显微CT用于以高分辨率对小物体(例如压印体或模型)成像的目的，而普通CT用于对患者的身体的一部分(如患者的口腔或头部)成像的目的。
图1示意性地示出了上述显微CT，图2示意性地示出了普通CT的结构。
首先，如图1中所示，显微CT包括：显微CT X射线源1，其用于产生X射线；以及X射线检测器2，其安装成面对X射线源1以检测从X射线源1辐射的X射线的透射值。
显微CT X射线源1与显微CT X射线检测器2之间设置有用于安置并旋转要成像的物体的旋转台3。
显微CT X射线源1、旋转台3和显微CT X射线检测器3沿着直线布置。
在图1中所示的显微CT中，在将目标物体安置在旋转台3上并使旋转台3旋转的同时，从显微CT X射线源1照射X射线，并且由显微CT X射线检测器2检测透射值。
通常，通过向设置在X射线源的管内的阴极(有时是灯丝)和阳极之间施加高电压，将从阳极发射的电子加速并使这些电子碰撞作为目标的阳极而产生X射线。
上述显微CT不用于对患者的身体成像，而是用于以高分辨率对诸如压印体或模型之类的小物体成像。
同时，图2示意性地示出了用于对诸如患者的口腔或头部之类的患者的身体成像的普通CT。
如图2中所示，在用于对患者的口腔或整个头部成像的普通CT中，普通CT X射线源4和用于检测从X射线源4照射的X射线的透射值的普通CT X射线检测器5在水平旋转臂6下方设置成彼此相对。
水平旋转臂6由设置在水平旋转臂6上方的旋转驱动单元7驱动。水平旋转臂6设置成能够沿前后方向和左右方向移动，并借助旋转驱动单元7旋转。
水平旋转臂6的上部设置有水平支撑臂8，该水平支撑臂8连接至竖直框架10。
水平旋转臂6的下部设置有用于支撑患者的头部的下颌支撑部9。
为了由上述普通CT成像，在患者的头部由下颌支撑部9支撑的状态下使水平旋转臂6旋转。
然后，以普通CT射线源4和普通CT X射线检测器5围绕患者的头部旋转360度的方式进行CT成像。
普通CT X射线检测器5检测X射线的透射值。如此收集的模拟信号被转换成数字信号，在计算机中处理该数字信号以获得三维图像。
如此获得的图像信息用于口腔或整个头部的疾病诊断或模拟手术。
与用于对小物体成像的显微CT不同，上述普通CT用于对患者身体的一部分(例如口腔或头部)成像。
但是，在牙科诊所等中，需要以高分辨率获取压印体或模型的三维数据。
因此，必须在牙科诊所等中提供普通CT和显微CT的组合或者普通CT和高分辨率3D扫描仪的组合。这就带来了一个问题，即增加了购置成本并且增加了设备的安装空间。
发明内容
技术问题
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供这样一种X射线计算机断层摄影装置，其能够进行以高分辨率对小物体进行成像的显微CT成像操作以及对患者身体的一部分成像的普通CT成像操作两者。
本发明的另一个目的是提供一种能够减少设备购置成本和安装空间的X射线计算机断层摄影装置。
本发明的又一个目的是提供这样一种X射线计算机断层摄影装置，其能够在不显著增加成本的情况下进行显微CT成像操作和普通CT成像操作两者。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种具有扫描仪功能的X射线计算机断层摄影装置，该装置包括：竖直框架；患者支撑臂，该患者支撑臂设置在所述竖直框架下方；水平支撑臂，该水平支撑臂从所述竖直框架的顶部水平延伸；旋转臂驱动单元，该旋转臂驱动单元设置在所述水平支撑臂的端部处；水平旋转臂，该水平旋转臂在所述旋转臂驱动单元下方水平地设置成360度旋转；普通CT成像X射线源，该普通CT成像X射线源设置在所述水平旋转臂的一端处；以及X射线检测器，该X射线检测器在所述水平旋转臂的另一端处设置成面对所述普通CT成像X射线源，其中，所述竖直框架上进一步设置有显微CT成像X射线源，所述患者支撑臂上方进一步设置有用于安置和旋转待成像的物体的旋转台，并且所述X射线检测器由能够借助X射线检测器驱动单元旋转的公共X射线检测器构成，使得所述装置能够进行显微CT成像操作和普通CT成像操作两者。
所述旋转台下方可以设置有用于使所述旋转台旋转的旋转台驱动单元。
所述旋转台驱动单元可以设置成能沿着设置在所述患者支撑臂上的轨道移动。
所述旋转台或所述旋转台驱动单元可以能拆卸地设置在所述患者支撑臂的上表面上。
所述显微CT成像X射线源可以设置成能够上下移动并在水平方向上以预定角度旋转。
当进行所述显微CT成像操作时，所述显微CT成像X射线源和所述公共X射线检测器可以以预定角度旋转，可以将所述显微CT成像X射线源的中心和所述旋转台的中心放置在一条线上，然后可以允许所述显微CT成像X射线源和所述公共X射线检测器彼此面对。
所述竖直框架上可以设置有用于通过照射具有不同焦点的X射线来进行所述显微CT成像操作的第一X射线源和第二X射线源。
根据本发明的另一个方面，提供一种具有扫描仪功能的X射线计算机断层摄影装置，该装置包括：竖直框架；患者支撑臂，该患者支撑臂设置在所述竖直框架下方；水平支撑臂，该水平支撑臂从所述竖直框架的顶部水平延伸；旋转臂驱动单元，该旋转臂驱动单元设置在所述水平支撑臂的端部处；水平旋转臂，该水平旋转臂在所述旋转臂驱动单元下方水平地设置成360度旋转；X射线源，该X射线源设置在所述水平旋转臂的一端处；以及X射线检测器，该X射线检测器在所述水平旋转臂的另一端处设置成面对所述X射线源，其中，所述X射线源由能够从一根管发射显微CT成像X射线和普通CT成像X射线两者的双焦点型X射线源构成，使得所述装置能够进行显微CT成像操作和普通CT成像操作两者。
有利效果
根据本发明的X射线计算机断层摄影装置，能够进行以高分辨率对小物体成像的显微CT成像操作以及对患者的身体的一部分成像的普通CT成像操作两者。
此外，因为能够在一个X射线计算机断层摄影装置中进行显微CT成像操作和普通CT成像操作两者，所以能够减少设备购置成本和安装空间。
另外，能够在不显著增加成本的情况下进行显微CT成像操作和普通CT成像操作两者。
附图说明
图1是示意性地示出传统的显微CT装置的立体图。
图2是示意性地示出传统的普通CT装置的立体图。
图3是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的X射线CT装置的立体图。
图4是用于说明使用根据本发明的第一实施方式的X射线CT装置进行显微CT成像操作的情况的平面图。
图5是用于说明使用根据本发明的第一实施方式的X射线CT装置进行普通CT成像操作的情况的平面图。
图6是示意性地示出根据本发明的第二实施方式的X射线CT装置的立体图。
图7是示意性地示出根据本发明的第三实施方式的X射线CT装置的立体图。
图8是用于说明使用根据本发明的第三实施方式的X射线CT装置进行显微CT成像操作的情况的平面图。
图9是用于说明使用根据本发明的第三实施方式的X射线CT装置进行普通CT成像操作的情况的平面图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。
<第一实施方式>
图3至图5示出了根据本发明的第一实施方式的X射线计算机断层摄影(CT)装置。
参考图3，根据本发明的第一实施方式的具有扫描仪功能的X射线CT装置包括：竖直框架26；患者支撑臂30，该患者支撑臂30设置在竖直框架26下方；水平支撑臂25，该水平支撑臂25从竖直框架26的顶部水平延伸；旋转臂驱动单元24，该旋转臂驱动单元24设置在水平支撑臂25的端部处；水平旋转臂23，该水平旋转臂23在旋转臂驱动单元24下方水平地设置成360度旋转；普通CT成像X射线源20，该普通CT成像X射线源20设置在水平旋转臂23的一端处；以及X射线检测器，该X射线检测器在水平旋转臂23的另一端处设置成面对普通CT成像X射线源20，其中，竖直框架26上进一步设置有显微CT成像X射线源27，患者支撑臂30的上方进一步设置有用于安置和旋转待成像的物体的旋转台28，并且X射线检测器由能够借助X射线检测器驱动单元22旋转的公共X射线检测器21组成。
即，根据本实施方式的X射线CT装置包括显微CT成像X射线源27和普通CT成像X射线源20两者。
根据以上结构，能够进行以高分辨率对诸如压印体、模型之类的物体成像的显微CT成像操作以及对患者的身体的一部分成像的普通CT成像操作两者。
另外，能够仅用一个昂贵的X射线检测器进行显微CT成像操作和普通CT成像操作两者，这使得能够在不增加成本的情况下制造X射线CT装置。
供安置待成像的物体的旋转台28下方设置有用于使旋转台28旋转的旋转台驱动单元29。
旋转台28和旋转台驱动单元29可以固定地安装，或者可以被构造成能沿着轨道移动以在显微CT成像操作期间改变放大率。
旋转台28可以能拆卸地设置在旋转台驱动单元29的上表面上。
此外，旋转台28可以固定至旋转台驱动单元29的上表面，并且旋转台驱动单元29可以能拆卸地设置在患者支撑臂30的上表面上。
另外，显微CT成像X射线源27设置成能上下移动并且能在水平方向上以预定角度旋转。
根据以上结构，能够在调整显微CT成像X射线源27的位置的同时进行显微CT成像操作。
在下文中，将描述使用根据本发明的第一实施方式的X射线CT装置进行显微CT成像操作和普通CT成像操作的过程。
首先，当进行显微CT成像操作时，如图4中所示，将待成像的物体安置在旋转台28上。
然后，旋转设置在水平旋转臂23的一端处的公共X射线检测器21，以对准显微CT成像X射线源27。
换而言之，水平旋转臂23借助旋转臂驱动单元24旋转，并且公共X射线检测器21借助X射线检测器驱动单元22旋转。
此时，显微CT成像X射线源27的中心和旋转台28的中心彼此对准，并且使得显微CT成像X射线源27和公共X射线检测器21彼此面对。
在图4中，附图标记32表示显微CT成像操作期间的X射线中心轴线。
在使旋转台28旋转的同时，从显微CT成像X射线源27照射X射线。
然后，公共X射线检测器21检测穿过物体的X射线并将检测信号发送至计算机。
接下来，将描述使用根据本发明的第一实施方式的X射线CT装置进行普通CT成像操作的过程。
在进行普通CT成像操作的情况下，将患者的身体的一部分放置在患者支撑臂30上。然后，如图5中所示，使普通CT成像X射线源20和公共X射线检测器21彼此面对。
在图5中，附图标记33表示普通CT成像操作期间的X射线中心轴线。
在该状态下，在使水平旋转臂23绕患者的头部旋转的同时，从普通CT成像X射线源20照射X射线。
然后，公共X射线检测器21检测穿过人体的一部分透射的X射线，并将检测信号发送至计算机。
根据本发明，能够使用一个X射线CT装置进行显微CT成像操作和普通CT成像操作两者。
特别地，能够仅使用一个昂贵的X射线检测器来进行显微CT成像操作和普通CT成像操作，从而能够以相对较低的成本制造X射线CT装置。
另外，因为能够使用一个X射线CT装置进行显微CT成像操作和普通CT成像操作两者，所以能够减少设备购置成本并提高空间利用率。
<第二实施方式>
图6示出了根据本发明第二实施方式的X射线CT装置。
根据本发明的第二实施方式的X射线CT装置包括两个显微CT成像X射线源，其中的每一者均在第一实施方式中被采用。
即，如图6中所示，第一实施方式中采用的竖直框架10上设置有第一X射线源34和第二X射线源35，用于通过照射具有不同焦点的X射线来进行显微CT成像操作。
根据本发明的第二实施方式，具有能够对各种物体进行显微CT成像的优点。
其它事项与上述的第一实施方式相同，因此将省略其重复的描述。
<第三实施方式>
图7至图9示出了根据本发明的第三实施方式的X射线计算机断层摄影(CT)装置。
参考图7，根据本发明第三实施方式的具有扫描仪功能的X射线CT装置包括：竖直框架26；患者支撑臂30，该患者支撑臂30设置在竖直框架26下方；水平支撑臂25，该水平支撑臂25从竖直框架26的顶部水平延伸；旋转臂驱动单元24，该旋转臂驱动单元24设置在水平支撑臂25的端部处；水平旋转臂23，该水平旋转臂23在旋转臂驱动单元24下方水平地设置成360度旋转；X射线源，该X射线源设置在水平旋转臂23的一端处；以及X射线检测器，该X射线检测器在水平旋转臂23的另一端处设置成面对X射线源，其中，X射线源由能够从一根管发射显微CT成像X射线和普通CT成像X射线两者的双焦点型X射线源36构成。
即，双焦点型X射线源36包括设置在X射线管中并且能够发射具有不同焦点的X射线的两个X射线源。
根据本发明的第三实施方式，能够仅使用一个X射线管和一个X射线检测器来进行显微CT成像操作和普通CT成像操作两者。
首先，当进行显微CT成像操作时，如图8中所示，水平旋转臂24借助旋转臂驱动单元24旋转，并且水平支撑臂25在前后方向和左右方向上移动，使得设置在水平旋转臂23的一端处的双焦点型X射线源36的中心与旋转台28的中心重合。
然后，使双焦点型X射线源36和公共X射线检测器21彼此面对。
此时，水平旋转臂23可以在前后方向和左右方向上移动以调整放大率。
也可以通过使旋转台28沿着X射线中心轴线在前后方向和左右方向上移动来调整放大率。
在图8中，附图标记32表示当进行显微CT成像操作时的X射线中心轴线。
随后，在旋转台驱动单元29使旋转台28旋转的同时，双焦点型X射线源36照射用于显微CT成像的X射线。
然后，公共X射线检测器21检测穿过物体透射的X射线，并将检测信号发送至计算机。
当进行普通CT成像操作时，如图9中所示，旋转臂驱动单元24在前后方向和左右方向上移动，使得旋转臂驱动单元24的中心与待成像的患者的身体部分的中心重合。
在图9中，附图标记33表示当进行普通CT成像操作时的X射线中心轴线。
在这种状态下，将患者的头部定位在患者支撑臂30的下颌固定部上。
然后，在允许水平旋转臂23绕患者头部旋转360度的同时，从双焦点型X射线源36发射用于普通CT成像的X射线。
公共X射线检测器21检测穿过人体的一部分透射的X射线，并将检测信号发送至计算机。
其它事项与上述第一实施方式相同。
提出上述实施方式仅仅是为了描述本发明的优选实施方式。本发明的范围不限于上述实施方式。在本发明和权利要求的精神内，本领域技术人员可以做出各种改变、变型或替换。应该理解，这样的改变、变型或替换落入本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种具有扫描仪功能的X射线计算机断层摄影装置，该装置包括：
竖直框架（26）；
患者支撑臂（30），该患者支撑臂（30）设置在所述竖直框架（26）下方；
水平支撑臂（25），该水平支撑臂（25）从所述竖直框架（26）的顶部水平延伸；
旋转臂驱动单元（24），该旋转臂驱动单元（24）设置在所述水平支撑臂（25）的端部处；
水平旋转臂（23），该水平旋转臂（23）在所述旋转臂驱动单元（24）下方水平地设置成360度旋转；
普通CT成像X射线源（20），该普通CT成像X射线源（20）设置在所述水平旋转臂（23）的一端处；以及
X射线检测器，该X射线检测器在所述水平旋转臂（23）的另一端处设置成面对所述普通CT成像X射线源（20），
其中，所述竖直框架（26）上进一步设置有显微CT成像X射线源（27），所述患者支撑臂（30）上方进一步设置有用于安置和旋转待成像的物体的旋转台（28），并且所述X射线检测器由能够借助X射线检测器驱动单元（22）旋转的公共X射线检测器（21）构成，使得所述装置能够进行以高分辨率对压印体、模型成像的显微CT成像操作和对人体的一部分成像的普通CT成像操作两者，并且
其中，所述旋转台（28）下方设置有用于使所述旋转台（28）旋转的旋转台驱动单元（29），并且
其中，所述旋转台驱动单元（29）设置成能沿着设置在所述患者支撑臂（30）上的轨道移动，并且
其中，所述显微CT成像X射线源（27）设置成能够上下移动并在水平方向上以预定角度旋转。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述旋转台（28）或所述旋转台驱动单元（29）能拆卸地设置在所述患者支撑臂（30）的上表面上。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，当进行所述显微CT成像操作时，所述显微CT成像X射线源（27）和所述公共X射线检测器（21）以预定角度旋转，将所述显微CT成像X射线源（27）的中心和所述旋转台（28）的中心放置在一条线上，然后允许所述显微CT成像X射线源（27）和所述公共X射线检测器（21）彼此面对。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述竖直框架（26）上设置有用于通过照射具有不同焦点的X射线来进行所述显微CT成像操作的第一X射线源（34）和第二X射线源（35）。
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