CN1257415A - 高分辨率实时x射线图像装置 - Google Patents

Abstract

一种高分辨率实时X射线图像装置,其特征在于,包括:X射线透过并发光的闪烁纤维块,将该闪烁纤维块发出的光作为图像进行检测的图像检测装置,将图像从上述闪烁纤维块传送到上述图像检测装置的图像传送装置,对上述图像传送装置的输出进行处理并输出测定对象的X射线透视图像信号的图像处理装置。

Description

高分辨率实时X射线图像装置

技术领域

本发明涉及例如为了在癌症的放射线治疗时进行患部定位而对透过人体的X射线透视图像实时且高精度地进行图像检测的高分辨率实时X射线图像装置。

背景技术

例如，图13为表示“治疗图像(Theraview)：放射线治疗用便携式图像***”的以往的实时X射线图像装置的构成图，图中，1-2为由透过人体射入的X射线发光的荧光板，2-4为对荧光板1-2的X射线透视图像进行检测的CCD摄像机(图像检测装置)，3-1为将荧光板1-2的X射线透视图像光学传送到电视摄像机2-4的的透镜(图像传送装置)3-1。

以下说明以往装置的动作。荧光板1-2以相应于透过人体射入的X射线透过量的强度发光。荧光板1-2上出现的发光分布通过透镜3-1传送到CCD摄像机2-4，并由CCD摄像机2-4摄像且作为图像数据加以检测。

由于以往的实时X射线图像装置的上述构成，如想提高实时X射线透视图像的分辨率，则必须使荧光板变薄，但即使荧光板做得很薄，仍存在由于光沿横向扩散而使图像不鲜明的问题。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能获得高分辨率实时X射线透视图像、且实时X射线透视图像的分辨率取决于图像检测装置的分辨率的高分辨率实时X射线图像装置。

发明概况

1.一种高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，包括：X射线透过并发光的闪烁纤维块，将该闪烁纤维块发出的光作为图像进行检测的图像检测装置，将图像从上述闪烁纤维块传送到上述图像检测装置的图像传送装置，对上述图像传送装置的输出进行处理并输出测定对象的X射线透视图像信号的图像处理装置。

2.如技术方案1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像检测装置为多个，将闪烁纤维块的不同位置发出的光作为图像检测，分别取得图像数据。

3.如技术方案1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像检测装置在相对于闪烁纤维块的光透过面沿水平-垂直方向移动的同时对闪烁纤维块的不同位置发出的光作为图像检测，逐次取得图像数据。

4.如技术方案1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像传送装置采用以光学方式将图像传送到图像检测装置的透镜。

5.如技术方案1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像传送装置采用由多根光学纤维组成的纤维束。

6.如技术方案5所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述纤维束具有柔性。

7.如技术方案5所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述纤维束的一端沿斜向切断，图像检测装置从横向将切断面进入视野。

8.如技术方案5所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述纤维束的各终端沿相反方向斜向切断，将一方的切断面配置在闪烁纤维块的的背面，使另一方的切断面从横向进入图像检测装置的视野。

9.如技术方案1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，在所述闪烁纤维块的背面与图像传送装置之间设置有透过可见光的放射线屏蔽材料。

10.如技术方案1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，在所述图像传送装置中采用圆锥状的纤维光板(FOP)，并通过多个象素单位将图像直接传送到图像检测单元中。

11.如技术方案10所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，在所述闪烁纤维块与圆锥状FOP之间设置有透过可见光的放射线屏蔽材料。

12.如技术方案10所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像传送装置中具有放射线屏蔽功能。

13.如技术方案1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，通过使所述闪烁纤维块与X射线、电子束、粒子束等光束轴垂直配置来测定光束的截面强度分布。

附图简单说明

图1为本发明实施形态1的高分辨率实时X射线图像装置的构成图；

图2为表示本发明实施形态2的构成图；

图3为表示本发明实施形态3的构成图；

图4为表示本发明实施形态4的构成图；

图5为本发明实施形态5的高分辨率实时X射线图像装置的纵剖面图；

图6为本发明实施形态6的高分辨率实时X射线图像装置的纵剖面图；

图7为本发明实施形态7的高分辨率实时X射线图像装置的纵剖面图；

图8为本发明实施形态8的高分辨率实时X射线图像装置的纵剖面图；

图9为本发明实施形态9的高分辨率实时X射线图像装置的纵剖面图；

图10为本发明实施形态10的高分辨率实时X射线图像装置的纵剖面图；

图11为本发明实施形态11的高分辨率实时X射线图像装置的纵剖面图；

图12为本发明实施形态12的高分辨率实时X射线图像装置的纵剖面图；

图13为表示以往的高分辨率实时X射线图像装置的构成图。

实施本发明的最佳形态

实施形态1：

以下根据附图说明本发明的实施形态1。图1为本发明实施形态1的高分辨率实时X射线图像装置的构成图。图中，1为根据从图像测定对象O透过的X射线的强度发光的闪烁纤维块，该闪烁纤维块1系通过将多个光学纤维镜捆扎成其横剖面为蜂窝结构的板状物。

2为用于将闪烁纤维块1的发光强度分布作为X射线透过图像进行摄像的例如带有变焦镜头的CCD摄像机的图像检测装置，3为用于将闪烁纤维块1的图像以光学方式引导到图像检测装置2的透镜等图像传送装置，4为对从图像检测装置2输出的图像信号进行处理后输出图像的图像处理装置。

下面说明本实施形态的动作。将人体等测定对象O设置在闪烁纤维块1的上部，未图示的放射线照射装置向测定对象O照射透视能力高的X射线或其它放射线。闪烁纤维块1相应于透过X射线的强度而发光，根据该光产生的X射线透视图像通过图像传送装置3以光学方式引导到图像检测装置2。

另外，由于闪烁纤维块1在将多个光纤维镜沿光的透过方向捆扎后按一定宽度切断成蜂窝结构，形成X射线透视图像的光透过各光纤维镜因没有横向扩散，故X射线透视图像不会模糊。

图像检测装置2在对由图像传送装置3引导的X射线透视图像进行摄像的同时，对构成各图像的象素的辉度进行检测并将辉度信号传送到图像处理装置4。图像处理装置4根据传送的辉度信号对测定对象O的图像进行重放并显示在未图示的监控器上。

实施形态2：

实施形态1中描述了用1台图像检测装置2对由闪烁纤维块1的发光产生的X射线透视图像的辉度进行检测的情况。在本实施形态中为进一步提高分辨率，设置有将透过图像传送装置3的图像分割为多个块、在每个块对X射线透视图像进行摄像的同时进行辉度检测的多个图像检测装置，并在对这些图像检测装置的每个检测信号加以合成后进行图像处理。

图2为本发明实施形态2的高分辨率实时X射线图像装置的构成图。另外，图中凡与图1相同的符号表示相同或相当部分。图中，2-1、2-2、2-3为多个图像检测装置，这些图像检测装置2-1、2-2、2-3通过对透过图像传送装置3的图像按各块单位进行摄像，在对闪烁纤维块1不同位置的图像进行摄像的同时对辉度进行检测。4-1为对来自图像检测装置2-1、2-2、2-3的各辉度信号进行合成并向图像处理装置4-2输出的图像合成装置。

下面说明本实施形态的动作。

在用一个图像检测装置2对X射线透视图像的整体进行摄像后将其放大而得到重放图像的情况下，由于分辨率的关系，图像不可避免地变为模糊。

在本实施形态中，是在预定的多个块单位中对透过闪烁纤维块1并显示在图像传送装置3上的X射线透视图像用各图像检测装置2-1、2-2、2-3分别摄像的同时对辉度进行检测。其结果成为在对闪烁纤维块1不同位置的图像分别进行摄像的同时对辉度进行检测。通过图像合成装置4-1对所检测的各图像检测装置2-1、2-2、2-3的辉度信号加以合成后送至图像处理装置4-2并在监控器中重放测定对象的图像。其结果，能提高X射线透视图像的空间分辨率并得到高度精细的X射线透视图像。

实施形态3：

另外，在上述实施形态1中，是将一台图像检测装置2固定的情况下对由闪烁纤维块1的发光产生的X射线透视图像进行摄像并进行辉度检测。但是，为了简化图像检测装置的结构来获得高度精细的X射线透视图像，使图像检测装置相对于图像传送装置3的光入射面沿纵-横(X-Y)方向移动并对X射线透视图像进行扫描。

图3为本发明实施形态3的高分辨率实时X射线图像装置的构成图。另外，图中凡与图1相同的符号表示相同或相当部分。图中，2A为本实施形态的图像检测装置，该图像检测装置2A通过未图示的X-Y轴驱动装置沿X-Y方向移动，对图像传送装置3的光入射面上显示的X射线透视图像进行扫描。

采用这种结构，由于图像检测装置2A在通过驱动装置6沿X-Y方向移动的同时对图像传送装置3上显示的X射线透视图像进行扫描并对图像逐次摄像，同时还对辉度进行检测，故能提高X射线透视图像的空间分辨率并获得高度精细的图像。

实施形态4：

另外，虽然在上述实施形态1中对通过图像传送装置3以光反射方式将闪烁纤维块1的发光引导到图像检测装置2中的情况作了描述，而本实施形态的高分辨率实时X射线图像装置如图4的结构所示，将透镜3-1作为图像传送装置设置在闪烁纤维块1的下方，而透过闪烁纤维块1的X射线透视图像则约90度方向弯曲，并在其90度方向上配置图像检测装置2A。其结果，能防止由X射线和其它放射线引起的干扰进入图像检测装置2，并能获得清晰的图像输出。

实施形态5：

在上述实施形态1中对通过图像传送装置3以光反射方式将闪烁纤维块1的发光引导到图像检测装置2中的情况作了描述。本实施形态的高分辨率实时X射线图像装置如图5所示，将多个纤维镜捆扎构成的直线状捆扎纤维3-2作为图像传送装置连接到闪烁纤维块1的下方，并在其端部下方配置图像检测装置2A。

其结果，由于捆扎纤维3-2能对来自闪烁纤维块1的X射线透视图像作长距离传送，能防止由X射线和其它放射线引起的干扰进入图像检测装置2，并能获得清晰的图像输出。

实施形态6：

另外，虽然在上述实施形态5中对通过直线状捆扎纤维3-2传送闪烁纤维块1的X射线透视图像的情况作了描述，而如图6所示，是将在任意方向可自由弯曲的柔性捆扎纤维3-3作为图像传送装置连接到闪烁纤维块1上。

其结果，图像检测装置2能在任意位置上对X射线透视图像进行检测，并能获得清晰的图像输出。

实施形态7：

另外，虽然在上述实施形态5中对通过捆扎纤维3-2传送闪烁纤维块1的X射线透视图像的情况作了描述，而如图7所示，是将设置于闪烁纤维块1下方的直线状捆扎纤维3-4的端面沿斜向切断，并使其斜面进入相对于捆扎纤维3-4直角方向设置的图像检测装置2的视野中。其结果，由于图像检测装置2能从捆扎纤维3-4的侧面对X射线透视图像进行检测，能防止由X射线和其它放射线引起的干扰进入图像检测装置2，并能获得清晰的图像输出。

实施形态8：

另外，虽然在上述实施形态5中对通过捆扎纤维3-2传送闪烁纤维块1的X射线透视图像的情况作了描述，而如图8所示，是将捆扎纤维3-5的两端面分别沿相反方向斜向切断，将一方端面设置在闪烁纤维块1的下方，而使另一方的端面位于图像检测装置2的视野中。其结果，能通过调整捆扎纤维3-5的设置角度使端面与图像检测装置2的视野对准。

而且，由于图像检测装置2能从捆扎纤维3-5的侧面检测X射线透视图像，故能防止由X射线和其它放射线引起的干扰进入图像检测装置2，并能获得清晰的图像输出。

实施形态9：

另外，在上述各实施形态1-8中，是在传送图像的场合，对成为图像信号干扰的原因的X射线和其它放射线不进行屏蔽的情况下防止图像检测装置2受到X射线和其它放射线引起的干扰。而如图9所示，通过在透过测定对象物的X射线射入的闪烁纤维块1的入射面上设置放射线屏蔽体5，能防止由X射线和其它放射线引起的干扰进入图像检测装置2，并能获得清晰的图像输出。

实施形态10：

另外，在上述实施形态2中对通过图像传送装置3使闪烁纤维块1的X射线透视图像通过空间而以光学方式引导到图像检测装置2并进行图像检测的情况作了描述。

本实施形态是在闪烁纤维块1与构成图像检测装置的图像检测元件(CCD)之间用光纤直接连接，并通过该光纤将X射线透视图像由闪烁纤维块1传送到图像检测元件中。

图10为本实施形态的高分辨率实时X射线图像装置的构成图。图中，1A为本实施形态的闪烁纤维块，该闪烁纤维块1A将闪烁纤维分成与图像检测元件6相应数量单位的块。3-6为圆锥状纤维光学板(以下称为光学板)，该光学板的前端形成为圆锥状，在其前端由分成块的闪烁纤维通过与前端连接的图像屏蔽将X射线透视图像传送到对应的图像检测元件6。4-3为将通过各图像检测元件6检测的辉度信号进行合成后送到图像处理装置4-4中的图像合成装置。

以下说明本实施形态的动作。

将X射线透视图像从闪烁纤维块1A穿过光学板3-6传送到对应的图像检测元件6中。通过各图像检测元件6对该被传送的X射线透视图像进行摄像并同时检测辉度。将这些辉度信号在图像合成装置4-3中进行合成后送到图像处理装置4-4并在X射线透视图像处理后输出到监控器装置。

其结果，能提高X射线透视图像的空间分辨率并得到高度精细的图像。

实施形态11：

另外，在上述实施形态10中对通过光学板3-6将闪烁纤维块1的X射线透视图像引导到图像检测元件并进行图像检测的情况作了描述。本实施形态如图11所示，系在闪烁纤维块1与光学板3-7之间设置使可见光透过的放射线屏蔽体5，对射入到闪烁纤维块1中的X射线及电子束进行屏蔽。其结果，由于能将图像检测元件6设置在闪烁纤维块1的正下方，故能使整个装置紧凑化。

实施形态12：

另外，在上述实施形态10中对通过光学板3-7将闪烁纤维块1的X射线透视图像引导到图像检测元件6中并进行辉度检测的情况作了描述。本实施形态如图12所示，系用具有使可见光透过的放射线屏蔽功能的材料制成圆锥状纤维光学板3-7，对射入到闪烁纤维块1中的X射线及电子束进行屏蔽。

其结果，由于能将图像检测元件6设置在闪烁纤维块1的正下方，故能使整个装置紧凑化。

尽管在上述各实施形态中对医疗用高分辨率实时X射线图像装置的情况作了描述，但上述实施形态也适用于检测印刷线路板的焊接疵点用的高分辨率实时X射线图像装置，或者通过将闪烁纤维块与X射线、电子束、粒子束等光束轴垂直配置对光束的截面强度分布进行测定的高分辨率实时X射线图像装置，具有同样效果。

产业上的可利用性

可得到一种既可提高实时X射线透视图像的分辨率、又可由图像检测装置的分辨率来决定X射线透视图像分辨率的分辨率实时X射线图像装置。

Claims (13)

1.一种高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，包括：X射线透过并发光的闪烁纤维块，将所述闪烁纤维块发出的光作为图像进行检测的图像检测装置，将图像从所述闪烁纤维块传送到所述图像检测装置的图像传送装置，对所述图像传送装置的输出进行处理并输出测定对象的X射线透视图像信号的图像处理装置。

2.如权利要求1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像检测装置为多个，将闪烁纤维块的不同位置发出的光作为图像检测，分别取得图像数据。

3.如权利要求1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像检测装置在相对于闪烁纤维块的光透过面沿水平-垂直方向移动的同时对闪烁纤维块的不同位置发出的光作为图像检测，逐次取得图像数据。

4.如权利要求1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像传送装置采用以光学方式将图像传送到图像检测装置的透镜。

5.如权利要求1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像传送装置采用由多根光学纤维组成的纤维束。

6.如权利要求5所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述纤维束具有柔性。

7.如权利要求5所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述纤维束的一端沿斜向切断，图像检测装置从横向将切断面进入视野。

8.如权利要求5所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述纤维束的各终端沿相反方向斜向切断，将一方的切断面配置在闪烁纤维块的的背面，使另一方的切断面从横向进入图像检测装置的视野。

9.如权利要求1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，在所述闪烁纤维块的背面与图像传送装置之间设置有透过可见光的放射线屏蔽材料。

10.如权利要求1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，在所述图像传送装置中采用圆锥状的纤维光板(FOP)，并通过多个象素单位将图像直接传送到图像检测单元中。

11.如权利要求10所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，在所述闪烁纤维块与圆锥状FOP之间设置有透过可见光的放射线屏蔽材料。

12.如权利要求10所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，所述图像传送装置中具有放射线屏蔽功能。

13.如权利要求1所述的高分辨率实时X射线图像装置，其特征在于，通过使所述闪烁纤维块与X射线、电子束、粒子束等光束轴垂直配置来测定光束的截面强度分布。

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