【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于x射线成像，具体涉及x射线成像中射线控制装置及方法。
技术介绍
1、目前，在cbct领域中，传统的准直器是在限束板开设固定的多个不同形状限束孔，通过机构替换方式可以选择相应的限束孔，或者准直器只做平面内限束板的对称调整，另外在cbct领域没有提到适型滤过器。
2、x射线离焦辐射只会增加扫描剂量并且降低x射线生成的图像质量，特定应用需要控制x射线理论形状和尺寸，低能x射线会被人体吸收。
3、现有技术中，本技术所提到的准直器没有考虑在xy向，对4片限束板做独立调整机构；也没有涉及到适型滤过器。主要影像设备厂家，不严格控制x射线辐射剂量，另外从实施和设计层面，4片限束板做独立调整机构需要4套动力执行机构，需要更高的成本和更高要求的结构。
4、于是，专利技术人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供x射线成像中射线控制装置及方法，以期达到更具有实用价值的目的。
技术实现思路
1、针对现有技术中的至少一个问题，本专利技术的一个目的在于提供x射线成像中射线控制装置及方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、x射线成像中射线控制装置，包括适型滤过器、准直器、球管、旋转中心轴和平板探测器，所述适型滤过器设置在球管一侧，所述准直器设置在适型滤过器一侧，所述旋转中心轴设置在准直器一侧，所述平板探测器设置在旋转中心轴一侧，所述准直器包括四片可以
4、优选的，所述准直器内设有用于控制fov 位置和大小的控制机构，所述控制机构包括固定框，所述固定框呈方形，所述限束板分别可来回运动的设置在固定框的四周。
5、优选的，所述固定框上均设有多个固定连接的滑轨，所述限束板上设有与相应滑轨滑动连接的滑块，所述固定框上还设有多个固定连接的步进电机，所述步进电机输出端设有连接轴，所述连接轴端部设有蜗杆，所述固定框上还设有多个相对应的涡轮，所述涡轮上设有曲柄轮，所述曲柄轮上设有连杆，所述连杆与相应的限束板连接，所述蜗杆与涡轮相连接。
6、优选的，所述准直器内设有用于控制fov 位置和大小的控制机构，所述控制机构包括可转动且可来回往复运动的第一限束圆筒和第二限束圆筒，所述第一限束圆筒滑动连接在第二限束圆筒内，所述第一限束圆筒和第二限束圆筒上均设有贯穿式的通过孔，两个所述通过孔重合的区域为fov。
7、优选的，所述第一限束圆筒和第二限束圆筒端部均设有固定底座，所述固定底座上均设有可转动的第一大齿轮，所述第一大齿轮上设有相连接的中齿轮，所述中齿轮上设有齿轮连杆，所述齿轮连杆端部设有转动连接的丝杆，所述丝杆端部与相应的第一限束圆筒或者第二限束圆筒之间通过丝杆螺母啮合连接，所述中齿轮外侧设有可转动的第二大齿轮，所述第二大齿轮上设有多个固定连接的导向杆，所述导向杆活动滑动穿过相应的第一限束圆筒或者第二限束圆筒，所述固定底座上设有用于第二大齿轮转动时支撑限位的限位环，所述第一大齿轮一侧设有相啮合的第一小齿轮，所述第二大齿轮一侧设有相啮合的第二小齿轮，所述固定底座上设有两个驱动电机，两个所述驱动电机输出端分别与相应的第一小齿轮、第二小齿轮连接。
8、优选的，所述准直器内设有用于控制fov 位置和大小的控制机构，所述控制机构包括控制箱、第一板和第二板，所述控制箱为贯穿式，所述第一板为两个，第一板可转动且对称分布的控制箱的入口端，所述第二板为两个，第二板可转动且对称分布在控制箱的出口端，所述第一板和第二板分别位于控制箱的四个内壁上，所述第一板和第二板之间形成的缝隙为fvo。
9、优选的，所述控制箱上设有用于控制第一板和第二板转动的旋转电机。
10、一种x射线成像中射线控制方法，采用所述x射线成像中射线控制装置，包括以下步骤：
11、s1根据球管x射线焦点发生角度，探测器有效成像区域，作为三者相对位置关系的输入数据;球管在给定距离可以覆盖的面积，为图中椭圆实心线区域内；
12、s2根据实际扫描部位和x射线离焦辐射降低了x射线信号生成的图像质量原因，在其中设置一个准直器，即通过控制四片限束板位置的移动实现fov的任意位置和任意大小的改变。
13、一种适型滤过器曲面计算方法，采用所述x射线成像中射线控制装置，包括以下步骤：
14、（1）已知适型滤过器焦点到适型滤过器端面距离l0；圆（水）直径190mm，中心距离焦点距离l1；x射线焦点发出的能量为e0；x射线最终被检测到的理想能量为e3；由于在本技术中，提到了x射线限束装置，可以把x射线单能窄束x射线衰减规律发生的；
15、x射线衰减方程
16、其中i0、i分别为x射线到物体表面的强度和经过厚度x处的强度；x为吸收物质厚度，单位m;μ为衰减系数，初始e0可以确定μteflon，μwater。
17、在中心位置：
18、
19、其中x2为0.19m；
20、可以求得x，即滤过最薄尺寸；
21、（2）在原点位置建立坐标系，假设滤过任意一点（x0,y0）；
22、射线方程为..........①
23、圆的方程为........②
24、其中l1=0.612，r=0.085；
25、l0已知，可以得到射线在teflon衰减距离
26、射线在water衰减距离
27、带入
28、
29、上式中，e0为60kev下射线能量值；e3为期望目标值，可以给出；初始e0可以确定μteflon，μwater，本方程即关于射线关于滤过曲线f(x,y)能量衰减函数；
30、（3）结合采样分辨率可以设置采样步长，生成从-0.1到0.1的10000个均匀间隔的x 值，根据以上在内容，可以生成滤过曲线。
31、与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
32、可以降低人体x射线辐射剂量，并且可以选择性的改变发射的x射线的形状和尺寸。
33、参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。
34、针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
35、应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
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1.X射线成像中射线控制装置，其特征在于：包括适型滤过器、准直器、球管、旋转中心轴和平板探测器，所述适型滤过器设置在球管一侧，所述准直器设置在适型滤过器一侧，所述旋转中心轴设置在准直器一侧，所述平板探测器设置在旋转中心轴一侧，所述准直器包括四片可以被控制移动的限束板，多个所述限束板之间形成的区域为FOV。
2.根据权利要求1所述的X射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述准直器内设有用于控制FOV位置和大小的控制机构，所述控制机构包括固定框，所述固定框呈方形，所述限束板分别可来回运动的设置在固定框的四周。
3.根据权利要求2所述的X射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述固定框上均设有多个固定连接的滑轨，所述限束板上设有与相应滑轨滑动连接的滑块，所述固定框上还设有多个固定连接的步进电机，所述步进电机输出端设有连接轴，所述连接轴端部设有蜗杆，所述固定框上还设有多个相对应的涡轮，所述涡轮上设有曲柄轮，所述曲柄轮上设有连杆，所述连杆与相应的限束板连接，所述蜗杆与涡轮相连接。
4.根据权利要求1所述的X射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述准直器内设
5.根据权利要求4所述的X射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述第一限束圆筒和第二限束圆筒端部均设有固定底座，所述固定底座上均设有可转动的第一大齿轮，所述第一大齿轮上设有相连接的中齿轮，所述中齿轮上设有齿轮连杆，所述齿轮连杆端部设有转动连接的丝杆，所述丝杆端部与相应的第一限束圆筒或者第二限束圆筒之间通过丝杆螺母啮合连接，所述中齿轮外侧设有可转动的第二大齿轮，所述第二大齿轮上设有多个固定连接的导向杆，所述导向杆活动滑动穿过相应的第一限束圆筒或者第二限束圆筒，所述固定底座上设有用于第二大齿轮转动时支撑限位的限位环，所述第一大齿轮一侧设有相啮合的第一小齿轮，所述第二大齿轮一侧设有相啮合的第二小齿轮，所述固定底座上设有两个驱动电机，两个所述驱动电机输出端分别与相应的第一小齿轮、第二小齿轮连接。
6.根据权利要求1所述的X射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述准直器内设有用于控制FOV位置和大小的控制机构，所述控制机构包括控制箱、第一板和第二板，所述控制箱为贯穿式，所述第一板为两个，第一板可转动且对称分布的控制箱的入口端，所述第二板为两个，第二板可转动且对称分布在控制箱的出口端，所述第一板和第二板分别位于控制箱的四个内壁上，所述第一板和第二板之间形成的缝隙为FVO。
7.根据权利要求6所述的X射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述控制箱上设有用于控制第一板和第二板转动的旋转电机。
8.一种X射线成像中射线控制方法，采用如权利要求1-9任意一项所述X射线成像中射线控制装置，其特征在于，包括以下步骤：
9.一种适型滤过器曲面计算方法，采用如权利要求1-9任意一项所述X射线成像中射线控制装置，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.x射线成像中射线控制装置，其特征在于：包括适型滤过器、准直器、球管、旋转中心轴和平板探测器，所述适型滤过器设置在球管一侧，所述准直器设置在适型滤过器一侧，所述旋转中心轴设置在准直器一侧，所述平板探测器设置在旋转中心轴一侧，所述准直器包括四片可以被控制移动的限束板，多个所述限束板之间形成的区域为fov。
2.根据权利要求1所述的x射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述准直器内设有用于控制fov位置和大小的控制机构，所述控制机构包括固定框，所述固定框呈方形，所述限束板分别可来回运动的设置在固定框的四周。
3.根据权利要求2所述的x射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述固定框上均设有多个固定连接的滑轨，所述限束板上设有与相应滑轨滑动连接的滑块，所述固定框上还设有多个固定连接的步进电机，所述步进电机输出端设有连接轴，所述连接轴端部设有蜗杆，所述固定框上还设有多个相对应的涡轮，所述涡轮上设有曲柄轮，所述曲柄轮上设有连杆，所述连杆与相应的限束板连接，所述蜗杆与涡轮相连接。
4.根据权利要求1所述的x射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述准直器内设有用于控制fov位置和大小的控制机构，所述控制机构包括可转动且可来回往复运动的第一限束圆筒和第二限束圆筒，所述第一限束圆筒滑动连接在第二限束圆筒内，所述第一限束圆筒和第二限束圆筒上均设有贯穿式的通过孔，两个所述通过孔重合的区域为fov。
5.根据权利要求4所述的x射线成像中射线控制装置，其特征在于：所述第一限束圆筒和第二限束圆筒端部均设有固定底座，所述固...
【专利技术属性】
技术研发人员：王威，田伟超，何颖，
申请(专利权)人：中国医学科学院北京协和医院，
类型：发明
国别省市：
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