医用X射线摄影系统的制作方法

医用x射线摄影系统
技术领域
1.本实用新型涉及医用x射线摄影技术领域，特别涉及一种医用x射线摄影系统。


背景技术：

2.现今，利用了x射线的摄影技术是医疗领域为了获取人体内部的影像而运用的重要技术之一。利用了x射线的影像摄影装置即x射线摄影系统，这种x射线摄影系统可用于拍摄人体的内脏器官或拍摄牙齿的构造或拍摄头部的影像。x射线摄影系统包括x射线发生装置。
3.目前一些医用x射线摄影系统新增了监测装置，用于辅助医师观察和判断拍摄病人摆位、限速器照野、探测器位置等之间的位置关系。通常医用x射线摄影系统是通过加装摄像单元，并且将摄像单元视角覆盖整个x射线探测器来实现的。由于摄像单元安装位置受硬件结构的限制，通常不能是摄像单元的视场(field of view，fov)的中心轴与射线的中心轴重合，导致摄像单元视野会受安装角度和x射线源到图像的距离(source to image distance，sid)的影响。
4.目前常见的摄像单元的安装方式，通常是安装在x射线发生装置的外壳的一侧。这样的安装方式使得摄像机视角和x射线随动，可以很好地让摄像机视角和x射线的距离和方向保持基本一致，并且摄像机视野中始终能够包含被照物体(或者患者)。但是，需要特定的摄像机安装角度，只有在某个sid时被照射区域才能出现在摄像单元视野中央，sid过大或过小时被照射区域无法出现在摄像单元视野中央。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种医用x射线摄影系统，以解决sid过大或者过小时被照射区域无法出现在摄像头视野的中央的问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种医用x射线摄影系统，包括
7.x射线发生装置，用于发射x射线；
8.限束器，设置在所述x射线发生装置下部，用于确定所述x射线的投射区域；
9.摄像单元，设置在所述投射区域外，用于拍摄可见光图像；
10.光路改变单元，设置在所述限束器上部或下部，用于改变处于所述投射区域的可见光的光路，以使得光路改变后的可见光处于所述摄像单元的成像视野。
11.可选的，所述光路改变单元包括反光镜，所述反光镜设置在x射线发生装置和所述限束器之间。
12.可选的，所述反光镜与所述限束器所限定的平面呈设定角度，所述设定角度为锐角或钝角。
13.可选的，所述光路改变单元包括：分光器，设置在所述限束器下部，所述分光器包括相对布置的第一表面和第二表面，所述第一表面相对靠近所述限束器，所述第二表面相对远离所述限束器，所述第一表面覆盖所述限束器最大开口。
14.可选的，所述分光器与所述限束器位于同一光轴上，所述分光器与所述光轴的夹角为锐角或钝角。
15.可选的，所述第一表面相对靠近所述限束器且设置有至少一层增透膜，所述第二表面相对远离所述限束器且设置有至少一层增反膜。
16.可选的，所述分光器为光学玻璃或者棱镜分光器。
17.可选的，所述分光器连接有控制电机，所述控制电机用以控制所述分光器在所述x射线发生装置放射x射线时自动收折。
18.可选的，所述医用x射线摄影系统还包括：限束器光源，设置在所述限束器的上部，且位于所述投射区域外。
19.基于同一发明构思，本实用新型还提供一种医用x射线摄影系统，包括：
20.x射线发生装置，用于发射x射线；
21.限束器，设置在所述x射线发生装置下部，用于确定所述x射线的投射区域；
22.摄像单元，设置在所述投射区域外，用于拍摄可见光图像；
23.光路改变单元，设置在所述限束器上部或下部，用于改变处于所述投射区域的可见光的光路，以使得所述摄像单元的成像视野的中心轴与所述投射区域的中心轴对齐。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
25.在本实用新型提供的医用x射线摄影系统，x射线发生装置、限束器、光路改变单元和摄像单元，所述x射线发生装置用于发射x射线，限束器，设置在所述x射线发生装置下部，用于确定所述x射线的投射区域；摄像单元，设置在所述投射区域外，用于拍摄可见光图像；光路改变单元，设置在所述限束器上部或下部，用于改变处于所述投射区域的可见光的光路，以使得光路改变后的可见光处于所述摄像单元的成像视野，使得摄像单元的视野的中心轴与射线的中心轴完全重合，摄像单元视野将不再受安装角度和x射线源到图像的距离(source to image distance，sid)的影响。进一步的，通过设置分光器，所述分光器与所述限束器位于同一光轴上，以使得光路改变后的可见光处于所述摄像单元的成像视野，或者通过将所述摄像单元靠近所述限束器光源设置，使得可见光经所述限束器后进入所述反光镜，并经所述反光镜反射后进入所述摄像单元，也能够使得所述摄像单元达到摄像单元的视野的中心轴与x射线的中心轴近似重合的视角；从而解决了sid过大或者过小时被照射区域无法出现在摄像头视野的中央的问题。
附图说明
26.图1是本实用新型实施例提供的sid适当时的医用x射线摄影系统的示意图；
27.图1a是本实用新型实施例提供的sid适当时的摄像单元拍摄图像；
28.图2是本实用新型实施例提供的sid过短时的医用x射线摄影系统的示意图；
29.图2a是本实用新型实施例提供的sid过短时的摄像单元拍摄图像；
30.图3是本实用新型实施例提供的sid过长时的医用x射线摄影系统的示意图；
31.图3a是本实用新型实施例提供的sid过长时的摄像单元拍摄图像；
32.图4本实用新型实施例提供的一种医用x射线摄影系统的示意图；
33.图5是本实用新型实施例提供的一种医用x射线摄影系统中分光器的光线路径示意图；
34.图6是本实用新型实施例的基于医用x射线摄影系统的监测方法流程图；
35.图7是本实用新型实施例提供的另一种医用x射线摄影系统的示意图；
36.图中，
37.101-x射线发生装置；102-曝光快门；103-反光镜；104-限束器光源；105-限束器；106-分光器；107-摄像单元，107a-摄像单元拍摄图案；108-x射线探测器；108a-探测器图像；a-入射光束；b-透射光束；c-入射光束；d-反射光束。
具体实施方式
38.以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的医用x射线摄影系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
39.图1是本实用新型实施例提供的sid适当时的医用x射线摄影系统的示意图；图1a是本实用新型实施例提供的sid适当时的摄像单元拍摄图像；图2是本实用新型实施例提供的sid过短时的医用x射线摄影系统的示意图；图2a是本实用新型实施例提供的sid过短时的摄像单元拍摄图像；图3是本实用新型实施例提供的sid过长时的医用x射线摄影系统的示意图；图3a是本实用新型实施例提供的sid过长时的摄像单元拍摄图像；发明人经研究发现，摄像单元通常是安装在x射线发生装置的外壳的一侧，而这种安装方式中，还会出现两种摄像机安装角度：摄像机视角平行或者偏向x射线照射方向。这两种安装角度都具有缺陷：一方面，摄像机视角平行于x射线照射方向时，被照射区域无法出现在摄像头视野中央，sid过小时可能出现部分被照射区域超出视野的情况；另一方面，摄像机视角偏向x射线照射方向时，只有在某个sid时被照射区域才出现在摄像头视野中央，如图1和图1a所示，如图1中的所述摄像单元的位置，探测器图像108a位于摄像单元拍摄图案107中间，可以完全看到探测器图像108a；sid过大或者过小时被照射区域无法出现在摄像头视野的中央，如图2和图2a所示，探测器图像108a位于摄像单元拍摄图案107偏左的位置，无法看到完整的探测器图像108a；以及如图3和图3a所示，探测器图像108a位于摄像单元拍摄图案107偏右的位置，无法看到完整的探测器图像108a。
40.图4为本实用新型实施例的医用x射线摄影系统结构示意图。如图4所示，本实用新型实施例提供一种医用x射线摄影系统，该医用x射线摄影系统包括x射线发生装置101、限束器105、光路改变单元、限束器光源104和摄像单元107。所述x射线发生装置101用于发射x射线，所述限束器105，设置在所述x射线发生装置101下部，用于确定所述x射线的投射区域；所述x射线通过所述限束器105到达待测对象。所述限束器光源104，设置在所述限束器的上部，且位于所述投射区域外，所述摄像单元107，设置在所述投射区域外，用于拍摄可见光图像；光路改变单元，设置在所述限束器105上部或下部，用于改变处于所述投射区域的可见光的光路，以使得光路改变后的可见光处于所述摄像单元107的成像视野或者使得所述摄像单元107的成像视野的中心轴与所述投射区域的中心轴对齐。光路改变单元包括反光镜103，所述反光镜103设置在x射线发生装置101和所述限束器105之间，所述反光镜103与所述限束器105所限定的平面呈设定角度，所述设定角度为锐角或钝角。所述限束器光源104用于发出第一光束，所述第一光束能够使得操作医师识别x射线的投射区域。待检测对
象表面反射的自然光经光路改变单元能够进入所述摄像单元107，又或者在所述限束器105的下部，与x射线发生装置101相对设置有平板探测器，平板探测器表面反射的自然光同样经光路改变单元能够进入所述摄像单元107。
41.所述第一光束也可经所述待测对象反射后形成第二光束，所述第二光束以与所述x射线方向相垂直的方向进入所述摄像单元107。需要说明的是，本实用新型实施例中，一个结构位于另一个结构的“上部”或“下部”表示两者物理上相互分离，两者不存在结构上的连接关系，“上部”或“下部”仅指代两者空间位置上的相对关系。
42.请继续参考图4，所述光路改变单元还包括分光器106，所述分光器106设置在所述限束器105下部。所述分光器106与所述限束器105位于同一光轴上(两者的中心上、下对齐)，换言之，所述分光器106位于所述限束器105和所述待测对象之间，且所述分光器106与所述限束器105两者中心对齐。所述摄像单元107与所述分光器106位于同一水平位置，处于所述投射区域的可见光(包括扫描间内的自然光或所述第二光束)可经所述分光器106反射后以与所述x射线方向相垂直的方向进入所述摄像单元107。当然，所述第二光束也可经反射后以与所述x射线方向呈一定的角度进入所述摄像单元107。
43.所述分光器106包括相对布置第一表面和第二表面，所述第一表面相对靠近所述限束器105，所述第二表面相对远离所述限束器105，所述第一表面覆盖所述限束器105最大开口时透过的所述第一光束，所述第一表面为x射线或第一光束入射面，所述第二表面为处于所述投射区域的可见光入射面。所述分光器106与所述x射线出射的方向所在的中心轴的夹角为锐角或钝角，所述分光器106与所述x射线出射的方向所在的中心轴的夹角例如是45度或者50度；换言之，所述分光器106不平行并且不垂直与所述x射线出射的方向所在的中心轴。所述分光器106的第一表面覆盖所述限束器105最大开口时透过的所述第一光束。经过所述分光器106的第二表面反射的处于所述投射区域的可见光完全覆盖所述摄像单元107的视野。
44.所述分光器106可以是薄膜玻璃或者棱镜分光器。
45.优选方案中，所述分光器106的第一表面相对靠近所述限束器105且设置有至少一层增透膜，以增加所述第一光束或者x射线的透射率。具体实施时，还可以通过增加所述第一光束或者x射线的强度来补偿所述第一光束或者x射线的透射率，当第一光束或x射线的透过率低时，不足以在所述摄像单元107上显示清晰的图像时，例如是通过增加所述限束器光源104的亮度来补偿所述第一光束或者x射线的透射率。
46.另外，所述分光器106的第二表面相对远离所述限束器105且设置有至少一层增反膜，以增加处于所述投射区域的可见光的反射率。本实施例中，所述第二表面的反射率大于50％。
47.图5是本实用新型实施例的医用x射线摄影系统中分光器的光线路径示意图。结合图4和图5所示，入射光束a进入所述分光器106的第一表面透射得到透射光束b，入射光束a例如是所述限束器光源104发出第一光束或者所述x射线发生装置101发射x射线，入射光束c例如是第二光束或者经检测对象的表面反射的自然光，所述入射光束c经过所述分光器106的第二表面反射得到反射光束d。
48.所述反光镜103与所述x射线出射的方向所在的中心轴的夹角为锐角或钝角，所述反光镜103与所述x射线出射的方向所在的中心轴的夹角例如是45度或50度；换言之，所述
反光镜103与所述x射线出射的方向所在的中心轴既不平行也不垂直。所述摄像单元107位于所述反光镜103的一侧且所述摄像单元107靠近所述限束器光源104设置，处于所述投射区域的可见光穿过所述限束器105经所述反光镜103反射后以与所述x射线方向相垂直的方向或者与所述x射线方向呈一定角度的方向进入所述摄像单107元，经过反光镜103反射的处于所述投射区域的可见光完全覆盖所述摄像单元107的视野。可选的，一定角度可以是锐角、钝角等，例如可以为75
°
、80
°
、95
°
或者105
°
等。所述反光镜103例如是光学玻璃或者棱镜分光器。
49.所述反光镜103和分光器106分别连接有控制电机(图中未示出)，所述控制电机与曝光快门的控制相连，所述控制电机可控制所述反光镜103和分光器106在所述x射线发生装置放射x射线时自动收折，以减少x射线的衰减。
50.所述x射线发生装置101与所述反光镜103之间还设置有曝光快门102，用于控制x射线得以进入所述待测对象内。曝光快门102打开时，x射线可以进入限束器105到达待测对象；曝光快门102关闭时，可以阻挡x射线进入限束器105到达待测对象。
51.所述待测对象后方设置有x射线探测器109，用于探测穿过所述待测对象后的x射线的影像。所述摄像单元107例如是摄像机，用于采集x射线探测器108、待测对象以及限束器105照野的影像，并通过数据线缆连接医用x射线摄影系统的工作站，工作站将所述摄像单元107的影像显示到工作站的显示器屏幕上。
52.图6是本实用新型实施例的基于医用x射线摄影系统的监测方法流程图。下面结合图6所示介绍上述医用x射线摄影系统的监测过程。
53.首先，执行步骤s10，关闭工作站处的医用x射线摄影系统的操作面板上的曝光快门按钮，此时为曝光前阶段。
54.其次，执行步骤s11，所述x射线发生装置101进入准备状态的同时，打开所述限束器光源104，显示限束器105的照野投影，同时启动所述摄像单元107，采集x射线探测器108、待测对象以及限束器105照野的影像，并通过数据线缆连接医用x射线摄影系统的工作站，工作站将所述摄像单元107的影像显示到工作站显示器屏幕上。工作站在显示器屏幕上显示此影像时，需要进行诸如白平衡、畸变矫正之类的基本图像处理，这些处理属于本领域技术人员熟知的技术，故不作详细描述。
55.再次，执行步骤s12，操作者根据工作站显示器屏幕上的影像，确认待测对象107摆位姿势是否正确、限束器照野是否正常。本实施例是依靠拍摄者的经验来做出判断的，根据所述摄像单元107采集的实时影像，作为判断依据。如果发现摆位姿势错误，或者限束器照野偏斜，则中断x摄影的拍摄作业，重新对待测对象107摆位进行纠正，或调整限束器的照野，返回步骤s10重新开始操作，直至确认待测对象107摆位姿势正确以及限束器照野正常。
56.接着，执行步骤s13，打开曝光快门102，曝光拍摄x射线影像，工作站将处理后的x射线影像显示到工作站显示器屏幕上，替换所述摄像单元107的影像。完成拍摄后，返回步骤s10。
57.图7是本实用新型实施例的另一种医用x射线摄影系统结构示意图。如图7所示，所述医用x射线摄影系统中的所述摄像单元107靠近所述限束器光源104设置，处于所述投射区域的可见光穿过所述限束器105，经所述反光镜103反射进入所述摄像单元107。在此种医用x射线摄影系统，可以不使用分光器106，所述摄像单元107靠近所述限束器光源104设置，
所述摄像单元107也可以达到近似的视角。本实施例中，不使用分光器，所述摄像单元也可以达到近似的视角，节省了设备成本。
58.综上可见，在本实用新型实施例提供的医用x射线摄影系统，x射线发生装置、限束器、反光镜和摄像单元，所述x射线发生装置用于发射x射线；限束器，设置在所述x射线发生装置下部，用于确定所述x射线的投射区域；反光镜作为光路改变单元，该光路改变单元用于改变处于投射区域的可见光的光路；摄像单元，设置在所述投射区域外，用于拍摄可见光图像，使得摄像单元的视野的中心轴与射线的中心轴完全重合，摄像单元视野将不再受安装角度和x射线源到图像的距离(source to image distance，sid)的影响。进一步的，通过设置分光器，所述分光器与所述限束器位于同一光轴上，限束器的周围设置限束器光源，该限束器光源发出的光经所述分光器反射后以与所述x射线方向相垂直的方向进入所述摄像单元，或者通过将所述摄像单元靠近所述限束器光源设置，使得所述第二光束经所述限束器后进入所述反光镜，并经所述反光镜反射后进入所述摄像单元，也能够使得所述摄像单元达到摄像单元的视野的中心轴与x射线的中心轴近似重合的视角；从而解决了sid过大或者过小时被照射区域无法出现在摄像头视野的中央的问题。
59.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。