用于医疗设备的X射线源在线切换系统及方法

摘要

本发明提出一种用于医疗设备的X射线源在线切换系统，包括：环形导轨，设置在医疗设备的机架上；至少两个X射线源，设置在环形导轨的外侧的机架上，且彼此间隔开预定的距离；X射线强度调节器，可移动地设置在环形导轨上，用于调节至少两个X射线源中的一个发射的X射线的强度；X射线强度探测器，可移动地设置在环形导轨上且与X射线强度调节器相对，用于检测所发射的X射线的强度；以及控制器，与X射线强度调节器和X射线强度探测器连接，根据所检测到的X射线强度控制X射线强度调节器和X射线强度探测器。本发明的X射线源在线切换系统，能够同时实现X射线源的切换和X射线强度的微调，可以应用于各种需要进行X射线强度调节的医疗设备。

权利要求

1.一种用于医疗设备的X射线源在线切换系统，其特征在于，包括：环形导轨，所述环形导轨设置在医疗设备的机架上；

至少两个X射线源，所述至少两个X射线源设置在所述环形导轨的外侧的机架上，且彼此间隔开预定的距离；

X射线强度调节器，所述X射线强度调节器可移动地设置在所述环形导轨上，用于调节所述至少两个X射线源中的一个发射的X射线的强度；

X射线强度探测器，所述X射线强度探测器可移动地设置在所述环形导轨上，且所述X射线强度探测器与所述X射线强度调节器相对，用于检测所发射的X射线的强度；以及控制器，所述控制器与所述X射线强度调节器和所述X射线强度探测器连接，根据所述X射线强度探测器检测到的X射线强度控制所述X射线强度调节器和所述X射线强度探测器，其中，除所述X射线强度调节器中的窗口外，所述环形导轨屏蔽其他位置的所有X射线以便实现X射线源的切换。

2.根据权利要求1所述的切换系统，其特征在于，所述X射线强度调节器包括多叶调节器、双叶调节器和单叶调节器。

3.根据权利要求2所述的切换系统，其特征在于，所述X射线强度调节器的叶片由可遮挡X射线的材料制成。

4.根据权利要求2所述的切换系统，其特征在于，所述控制器包括：接收单元，所述接收单元与所述X射线强度探测器连接，用于接收所述X射线强度探测器输出的关于X射线强度的电信号；

处理单元，所述处理单元用于对所述接收单元接收到的电信号进行信号分析与处理以获得关于X射线强度的信息；和控制单元，所述控制单元用于根据所述处理单元输出的关于X射线强度的信息和预先设定的策略，控制所述X射线强度调节器的位置转换和叶片开合以及所述X射线强度探测器的位置转换。

5.根据权利要求4所述的切换系统，其特征在于，所述控制单元进一步包括：位置控制单元，所述位置控制单元用于控制所述X射线强度调节器和X射线强度探测器的位置转换；和叶片控制单元，所述叶片控制单元用于控制所述X射线强度调节器的叶片的开合以及开合程度。

6.根据权利要求1所述的切换系统，其特征在于，还包括：

导轨位置信号采集器，所述导轨位置信号采集器设置在所述环形导轨的预定位置上且与所述控制器连接，用于获取所述X射线强度调节器的位置以使得所述控制器判断所述X射线强度调节器是否运动到预期的位置。

7.根据权利要求1所述的切换系统，其特征在于，还包括：

驱动电机，所述驱动电机连接在所述控制器与所述X射线强度调节器和所述X射线强度探测器之间，用于根据所述控制器输出的控制信号控制所述X射线强度调节器和所述X射线强度探测器的位置转换。

说明书

用于医疗设备的X射线源在线切换系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种用于医疗设备的X射线源在线切换系统及方法。

背景技术

[0002] 计算机X射线断层扫描技术与X射线放射治疗技术的结合，是针对癌症治疗的发展方向。但是，计算机X射线断层扫描技术和X射线放射治疗技术对X射线放射源的要求，无论是在放射线的质还是量的方面，都存在很大的不同，例如，计算机X射线断层扫描技术需要KeV级的放射线，而X射线放射治疗技术需要MeV级的放射线。因此，在计算机断层扫描技术与放射治疗技术结合的X射线医疗设备中，通常需要两个以上的X射线放射源。但是，考虑到病人的安全和健康，不可能将两种以上X射线同时加载到病人身上。因此，需要根据治疗中的情况，对X射线发射源进行在线的切换控制。

发明内容

[0003] 本发明的目的旨在至少解决上述技术问题。

[0004] 为达到上述目的，本发明一方面提出一种用于医疗设备的X射线源在线切换系统，包括：环形导轨，所述环形导轨设置在医疗设备的机架上；至少两个X射线源，所述至少两个X射线源设置在所述环形导轨的外侧的机架上，且彼此间隔开预定的距离；X射线强度调节器，所述X射线强度调节器可移动地设置在所述环形导轨上，用于调节所述至少两个X射线源中的一个发射的X射线的强度；X射线强度探测器，所述X射线强度探测器可移动地设置在所述环形导轨上且与所述X射线强度调节器相对，用于检测所发射的X射线的强度；以及控制器，所述控制器与所述X射线强度调节器和所述X射线强度探测器连接，根据所述X射线强度探测器检测到的X射线强度控制所述X射线强度调节器和所述X射线强度探测器。

[0005] 根据本发明实施例的用于医疗设备的X射线源在线切换系统，能够同时实现X射线源的切换和X射线强度的微调，可以应用于各种需要进行X射线强度调节的医疗设备。而且，本发明实施例的用于医疗设备的X射线源在线切换系统的结构简单，易于制造，生产成本低。

[0006] 另外，根据本发明上述实施例的用于医疗设备的X射线源在线切换系统，还可以具有如下的附加技术特征：

[0007] 所述X射线强度调节器包括多叶调节器、双叶调节器和单叶调节器。

[0008] 所述X射线强度调节器的叶片由可遮挡X射线的材料制成。

[0009] 所述控制器包括：接收单元，所述接收单元与所述X射线强度探测器连接，用于接收所述X射线强度探测器输出的关于X射线强度的电信号；处理单元，所述处理单元用于对所述接收单元接收到的电信号进行信号分析与处理以获得关于X射线强度的信息；和控制单元，所述控制单元用于根据所述处理单元输出的关于X射线强度的信息和预先设定的策略，控制所述X射线强度调节器的位置转换和叶片开合以及所述X射线强度探测器的位置转换。

[0010] 所述控制单元进一步包括：位置控制单元，所述位置控制单元用于控制所述X射线强度调节器和所述X射线强度探测器的位置转换；和叶片控制单元，所述叶片控制单元用于控制所述X射线强度调节器的叶片的开合以及开合程度。

[0011] 所述切换系统还可包括：导轨位置信号采集器，所述导轨位置信号采集器设置在所述环形导轨的预定位置上且与所述控制器连接，用于获取所述X射线强度调节器的位置以使得所述控制器判断所述X射线强度调节器是否运动到预期的位置。

[0012] 所述切换系统还可包括：驱动电机，所述驱动电机连接在所述控制器与所述X射线强度调节器之间，用于根据所述控制器输出的控制信号控制所述X射线强度调节器和所述X射线强度探测器的位置转换。

[0013] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0014] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0015] 图1为本发明一个实施例的X射线源在线切换系统的示意图；

[0016] 图2为本发明一个实施例的双叶调节器的原理图；以及

[0017] 图3为本发明一个实施例的控制器的示意图。

具体实施方式

[0018] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

[0019] 如图1所示，根据本发明一个实施例的X射线源在线切换系统包括：第一X射线源10、第二X射线源20、环形导轨30、X射线强度调节器40、X射线强度探测器50和控制器60。

[0020] 环形导轨30设置在医疗设备的机架70上。第一X射线源10和第二X射线源20设置在环形导轨30的外侧的机架70上，且彼此间隔开预定的距离，例如环形导轨30的1/4周长。

[0021] X射线强度调节器40和X射线强度探测器50可移动地设置在环形导轨30上，且X射线强度探测器50与X射线强度调节器40相对。其中，X射线强度调节器40用于调节第一X射线源10或第二X射线源20发射的X射线的强度，X射线强度探测器50用于检测所发射的X射线的强度。控制器60与X射线强度调节器40和X射线强度探测器50连接，根据X射线强度探测器50检测到的X射线强度控制X射线强度调节器40和X射线强度探测器50。

[0022] 在本发明的一个示例中，X射线强度调节器40为双叶调节器，包括纵向叶片41和横向叶片42。纵向叶片41和横向叶片42均采用可遮挡X射线的材料制成，例如铅。纵向叶片41和横向叶片42均采用电信号，通过机械方式进行开合控制，从而控制X射线通过强度调节器的数量。

[0023] 如图2所示为本发明一个实施例的双叶调节器的原理图。在图2(a)中，纵向叶片41完全打开，横向叶片42仅留5mm的间隙，实现了一束纵向的线型X射线束；在图2(b)中，纵向叶片41完全打开，横向叶片42也完全打开，实现了一束矩形X射线束；在图2(c)中，纵向叶片41完全打开，横向叶片42间隔打开，实现了多束线型X射线束。

[0024] 在本发明的一个实施例中，控制器60可以包括接收单元601、处理单元602和控制单元603。接收单元601与X射线强度探测器50连接，用于接收X射线强度探测器50输出的关于X射线强度的电信号。处理单元602用于对接收单元601接收到的关于X射线强度的电信号进行信号分析与处理以获得关于X射线强度的信息。控制单元603用于根据处理单元602输出的关于X射线强度的信息和预先设定的策略，控制X射线强度调节器40的位置转换和叶片开合以及X射线强度探测器50的位置转换。

[0025] 其中，控制单元603还可包括位置控制单元6031和叶片控制单元6032。位置控制单元6031用于控制X射线强度调节器40和X射线强度探测器50的位置转换。叶片控制单元6032用于控制X射线强度调节器40的叶片的开合以及开合程度。

[0026] 根据本发明的一个实施例，该切换系统还可以包括导轨位置信号采集器80。导轨位置信号采集器80设置在环形导轨30的预定位置上且与控制器60连接，例如可以设置在与第一X射线源10和第二X射线源20相对的位置上。这样，导轨位置信号采集器80可以获取X射线强度调节器40的位置以使得控制器60能够判断X射线强度调节器40是否运动到预期的位置。

[0027] 根据本发明的一个实施例，该切换系统还可以包括驱动电机90。驱动电机90连接在控制器60与X射线强度调节器40和X射线强度探测器50之间，用于根据控制器60输出的控制信号控制X射线强度调节器40和X射线强度探测器50的位置转换。例如，驱动X射线调节器40沿环形导轨30进行360度旋转，并可定位在环形导轨30上的任意位置。而且，除X射线强度调节器40中的窗口外，环形导轨30可以屏蔽其他位置的所有X射线。

[0028] 应理解的是，上述实施例仅为示意性的例子，并不用于限制本发明。X射线源的数目可以设置为任意多个，所述任意多个X射线源彼此间隔开预定的距离设置在机架70上。此外，X射线强度调节器40还可以为单叶调节器或多叶调节器。这些改变和变化均应包含在本发明保护的范围内。

[0029] 下面详细描述本发明实施例的切换系统的工作过程。

[0030] 在医疗设备工作时，第一X射线源10和第二X射线源20运行，发射出两种不同的X射线束。假设根据医生制定的治疗计划，需要第一X射线源10发射的X射线束。此时，驱动电机90控制X射线强度调节器40移动到第一X射线源10所正对的位置，X射线强度探测器50移动到与X射线强度调节器40相对的位置，如图1所示。第一X射线源10发射的X射线束通过X射线强度调节器40照射到病人身体上，通过病人身体后形成衰减的X射线束，到达X射线强度探测器50上后形成输出信号，传输到控制器60。此时，第二X射线源20发射的X射线束完全被遮挡住，不能到达病人身体。

[0031] 控制器60接收到X射线强度探测器50发送的电信号，对该电信号进行分析和处理获得X射线强度。根据医生制定的治疗计划，结合X射线强度和当前的治疗时间，设定X射线强度调节器40在环形导轨30上的位置以及X射线强度调节器40的叶片开合状态，分别通过位置控制单元6031和叶片控制控制单元6032实现。

[0032] 若需要第二X射线源20发射的X射线束，为了实现X射线源的切换，驱动电机90驱动X射线强度调节器40移动到第二X射线源20所正对的位置，即可使第二X射线源20发射的X射线到达病人的身体，而第一X射线源10发射的X射线则完全被遮挡住，实现了X射线源的在线切换。

[0033] 本发明的用于医疗设备的X射线源在线切换系统，能够同时实现X射线源的切换和X射线强度的微调，可以应用于各种需要进行X射线强度调节的医疗设备。而且，本发明实施例的用于医疗设备的X射线源在线切换系统的结构简单，易于制造，生产成本低。

[0034] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0035] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。