X射线光学适用于最小辐射剂量

19世纪后期,在威廉·康拉德·伦琴发现并研究 X射线时,他是该领域少数几个习惯性使用铅防护屏的先驱者之一。他可能并不完全了解其中的原因,但他怀疑这种辐射可能对人体健康不利–而他的怀疑最终被后人所证实。尽管如此,X射线仍能帮助人类恢复健康,因为它是医疗诊断中最强大的手段之一,在很多情况下,对于确定正确的治疗途径是极其重要的。要在最低的X射线辐射剂量之下达到最佳影像效果,当然少不了意大利Optec公司生产的镜头。它们形成针孔、对焦、滤光和放大等动作都要用到FAULHABER电机。

X射线的光线性质与可见光有所不同,首要的差别在于,X射线是由一根X射线管产生的。它要在高电压的作用下,让电子与金属靶标进行碰撞,从而产生高能量、小波长的电子辐射。X射线可以穿透大多数物质,但物质密度越大,能量衰减就越严重。这种在穿透强度方面的差异就是我们在X射线图像上所看到的情况。在得到图像之前,必须先将X射线“转换到” 可见光谱中。今天,这些工作绝大部分都由平板探测器来完成,它可以产生数码图像,与普通数码相机的光学传感器类似

过去笨重的装备

不过,标准的光线镜头是无法将射线传导至探测器上的。因为X射线的折射系数非常接近于1,光学玻璃很难改变其方向。这就是传统的X射线镜头为何体积庞大而又难以操作的原因所在。Optec总经理Giuseppe Cilia回忆道:“我们公司在1985年创建时,需要用两个巨大的镜头将X射线图像转变为摄影图像。它们的焦距很长,而且需要手动对焦。它们需要非常笨重的铅 孔以及高能辐射,才能获得可以接受的图像质量。当然,患者也要受到这种辐射。”同年,Optec发明了一种光学继电器,它能够将通过镜头的辐射量放大2倍,而且改善了成像质量,同时大大降低了辐射水平。原来需要的两个镜头现在变成了一个。

这一技术突破为Optec在X射线光学领域取得成功打下了坚实的基础。现在医用X射线照相中所使用的镜头有大约70%是由公司设在Parabiago的工厂生产的,它位于米兰主城区的西北部。今天,这些镜头体积更小,而且光学性能更为强大。Giuseppe Cilia介绍说:“最新的数字图像处理技术极大地提高了对解剖学细部的呈现,但与此同时,对X射线成像系统的总体 性能也提出了新的要求。 “镜头的动态范围在这方面发挥了至关重要的作用。””

它们形成针孔、对焦、滤光和放大等动作都要用到FAULHABER电机

紧凑而又灵活

在照相术中,动态范围是指能够记录的照射量的极限,或者也可以理解为过度曝光和曝光不足之间的范围。这个范围愈大,医生能够在X射线图像上看到的细节就越多。Optec开发的这项技术将镜头的动态范围扩大了10倍,从300:1变成了3000:1。有了这种光学性能方面的灵活性, Optec的紧凑型镜头无论在高灵敏度和低灵敏度成像方面均能使用。荧光检查便属于后者,它用于脊髓附近或心脏之类的高危部位手术等医疗干预过程中的实时成像。由于这里要在X射线下暴露数十秒乃至几分钟,所以必须将辐射剂量降至最小程度。

Giuseppe Cilia介绍说:“您可以将我们的镜头小孔开得很大,从而获得该过程的清晰图像。“如果需要静态图片,比如膝关节的全景图,只需要几毫秒。不过,辐射剂量可以而且必须更高,才能获得更详细的图片。通过结合小孔、对焦和滤镜等方面的技术,我们就能获得较高的传输质量,从而从技术上尽可能降低对患者的辐射。它的解析度也非常高,并且接近于衍射极限。有了FAULHABER电机,部件的移动就无需通过人工来操作或调节。”

功能强大,适于医用和小空间

镜头最大的优点之一就是尺寸紧凑, 这也要求电机的体积非常小。Optec在X射线镜头中使用了0816 SR系列的直流微电机,它能够进行精密的机械换向,直径只有8 mm,而长度为15.9 mm。用来将驱动力传递到光学镜头机构的08/1 系列的行星齿轮减速装置的直径也仅有8 mm。这种结合为O p t e c 公司提供了X 射线光学仪器所要求的动力、速度和精度。“ 我们生产的镜头质量优异, 能够满足最复杂的使用要求。FAULHABER电机和我们的产品是绝配,因为它拥有相同的品质和工艺水准。”总经理向我们介绍道。.

除了电机之外,Optec向外部供应商采购的原料主要是玻璃。从光学镜头的抛光和镀膜到系统的装配,所有生产环节都是在Parabiago完成的。这些不是大规模生产:取决客户的需求,Optec甚至可以一次性地开发和生产所有组件。公司的产品包括短波红外镜头、内窥镜微波镜头以及太空光学镜头。Giuseppe Cilia对于Optec将会成为首个人造卫星上的放大镜的 供应厂商而感到无比自豪。“镜头和放大镜的电机需要能够在极端的太空条件下稳定工作很多年。同时,其自身以及搭载的设备都要尽可能减轻重量。我们的产品满足了一切要求。“而所有的Optec镜头以及太空中的第一台放大镜,都是由FAULHABER电机来提供动力。

取决客户的需求,Optec甚至可以一次性地开发和生产所有组件。
每一款镜头都是根据客户的具体要求开发和生产的。