[发明专利]一种应用于探测器X射线的凸轮限束器

说明书

本发明公开了一种应用于探测器X射线的凸轮限束器，包括两个平行布置且反向旋转的凸轮，两个凸轮之间形成供X射线穿过的开缝；凸轮半径是连续变化的，凸轮半径的差值涵盖最小开缝到最大开缝整个范围；两个凸轮顺、逆时针旋转，使得开缝变大或者变小；凸轮中心横截面最大半径处在水平位置时，开缝为0；凸轮中心横截面最小半径处在水平位置时，开缝为最大值；凸轮半径是连续变化的，故开缝大小也是连续变化的；凸轮曲面是经过特殊设计的特殊曲面，使得中心横截面半径形成的每一个不同开缝，都对应不同的曲线。本发明凸轮限束器可以实时连续、精确约束X射线投射到探测器上的投影形状及面积。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体讲是一种应用于探测器X射线的凸轮限束器。

背景

限束器是一种约束X射线投射到探测器上的形状大小的装置，其中，X射线从球管中射出。目前，主要采用平板钨金片、弯曲钨金片或者棘轮形式改变开缝。但是，这些限束器开缝要么只能设置几个档位断续的、局部的保证开缝精确控制，要么只能连续不精确的控制开缝大小，无法按照扫描实际探测器需求形状进行精确控制，开缝投射到探测器上会有曲率偏斜，或者有无需用到的射线，影响剂量，有部分X射线被浪费，增大了病人X射线剂量的吸收。

为了解决上述问题，本案由此而生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以实时连续、精确约束X射线投射到探测器上的投影形状及面积的应用于探测器X射线的凸轮限束器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种应用于探测器X射线的凸轮限束器，包括两个平行布置且反向旋转的凸轮，两个凸轮之间形成供X射线穿过的开缝；凸轮半径是连续变化的，凸轮半径的差值涵盖最小开缝到最大开缝整个范围；两个凸轮顺、逆时针旋转，使得开缝变大或者变小；凸轮中心横截面最大半径处在水平位置时，开缝为0；凸轮中心横截面最小半径处在水平位置时，开缝为最大值；凸轮半径是连续变化的，故开缝大小也是连续变化的；凸轮曲面是经过特殊设计的特殊曲面，使得中心横截面半径形成的每一个不同开缝，都对应不同的曲线，可以使得通过两个凸轮之间的X射线投射到探测器上是需要的理想射线区域。

进一步地，记凸轮曲面上任一点的坐标为A(x，y，z)，则A的计算公式如下：

(1)[v₀-(v₀-2at)cosα]≥tgβ[(v₀-2at)sinα+n]；

(2)[v₀-(v₀-at)cosα]≥tgβ[n-(v₀-at)sinα]；

(3)

(4)r＝v₀-at；

(5)α＝θ·t；

(6)x∈[-m,m]；

(7)z＝r·sinα；

(8)其中，上述字母分别代表如下：

v₀：凸轮初始半径；a：水平分运动的速度；θ：凸轮转动的角速度；r：凸轮的即时半径；β：球管焦点中心线与开缝边缘的夹角；n：球管焦点到开缝的垂直距离；α：凸轮t时间内转过的角度；d：球管焦点的直径。满足公式(1)(2)是为了凸轮转动时，保持凸轮水平中心距位置不妨碍射线投射。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明应用于探测器X射线的凸轮限束器，可以随意取得探测器投影需要的任意大小形状及面积，实现连续、精确控制开缝大小及形状，无X射线及剂量的浪费，而且整个限束器结构简单、紧凑，成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。