專利名稱：便攜式輻射成像系統、在該便攜式輻射成像系統中使用的保持裝置和便攜式輻射成像設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于使用至少一個輻射源捕獲圖像的便攜式輻射成像系統，和一種用于在便攜式輻射成像系統中使用的保持裝置和便攜式輻射成像設備。
背景技術：
在使用輻射的診斷成像中，例如，執行X射線立體成像(參見日本專利公開待審出版物第55-132192號和第09-313470號)。為了執行X射線成像，使用兩個X射線源。X射線源布置在彼此不同的位置處。因此，能夠獲得具有視差的兩個圖像，從而允許對感興趣對象進行立體觀察。
日本專利公開待審出版物第55-132192號公開了一種基本立體成像技術，其中從一個或多個X射線源施加X射線。當使用單個X射線源時，X射線源移動到至少兩個位置。 當使用多個X射線源時，X射線源布置在其相應的位置處。
在日本專利公開待審出版物第09-313470號中，使用兩個細絲的X射線管固定到 C形臂。兩個細絲分別形式右眼和左眼的焦點。C形臂移動到適當的位置以執行立體成像。 在用于生成施加到X射線管的高電壓的階躍變壓器的初級側控制X射線照射時序。因此， 系統變得緊湊、輕質并且便于攜帶。
另一方面，美國專利申請出版物第2008/0240343號(與日本專利公開待審出版物第2008-253762號相對應)提出了一種適于在例如事故和災難現場處的緊急醫療護理中使用的便攜式X射線成像系統。該系統包括X射線源、X射線源的保持裝置、X射線檢測器、電源裝置、控制器裝置和運輸裝置。該裝置由運輸設備運輸，然后在現場裝配以執行成像。
對于諸如美國專利申請出版物第2008/0240343號中公開的便攜式X射線成像系統的便攜式X射線成像系統，重要的是縮短成像時間以實現緊急護理的快速性和家庭護理的簡單性。與非便攜式原尺寸系統相比較，不費力地組裝和成像的可攜帶性以及低成本也是重要的因素。
在日本專利公開待審出版物第55-132192號和第09-313470號以及美國專利申請出版物第2008/0240343號中，使用諸如電動機的驅動力使一個或多個X射線源移動。然而， 驅動力增加系統的尺寸，因此考慮到可攜帶性和成本不適于便攜式輻射成像系統。因為在初級護理中使用便攜式X射線成像系統，因此在不需要使用驅動力而手動移動X射線源不是問題。
然而，在手動移動X射線源時，需要小心，這是因為X射線源的最佳位置根據X射線照射區域而變化。當使用布置在不正確位置處的X射線源執行立體成像時，必須重新調節X射線源的位置并重新捕獲X射線圖像。這延長成像時間并迫使病人被暴露給更多的X 射線。即使使用驅動力，如果驅動力具有問題，則X射線源也不能被正確地布置，從而中斷成像過程。
日本專利公開待審出版物第55-132192號和第09-313470號以及美國專利申請出版物第2008/0240343號沒有記載X射線源的位置根據X射線照射區域的變化。當前，沒有記載對與位置變化相關聯的問題的解決方案。發明內容
本發明的目的是減少便攜式輻射成像系統的成像時間，同時改進該輻射成像系統的易操縱性。
為了實現以上及其它目的，用于在便攜式輻射成像系統中使用的保持裝置包括一組支撐腿、支撐構件和第一指示部分。所述一組支撐腿根據輻射的照射區域的大小調節至少一個輻射源與輻射圖像檢測器的圖像接收表面之間的距離。輻射源將輻射施加到對象。 輻射圖像檢測器接收穿過對象的輻射以檢測圖像。支撐構件連接在一組支撐腿之間。每一個都被設計成保持輻射源的保持器設置在支撐構件上的相應位置中。至少兩個保持器用于布置至少一個輻射源。輻射源在由保持器保持的同時將輻射施加到對象。第一指示部分設置到支撐構件。第一指示部分指示要被布置的輻射源的位置。所述要被布置的位置可根據照射區域的大小被區分。
優選的是支撐構件設有用于以可移動的方式支撐保持器的保持器移動部分。
優選的是支撐腿設有用于指示用于調節所述距離的距離位置的第二指示部分。所述距離位置可根據照射區域的大小被區分。
優選的是第一指示部分和所述第二指示部分中的至少一個具有布置在相應位置或距離位置處的燈或標記。
優選的是保持裝置還包括位置檢測傳感器和報警部分。位置檢測傳感器檢測保持器的位置。當所述位置檢測傳感器的檢測結果不同于與所述照射區域的大小相對應的位置時，報警部分給出報警信號。
優選的是當保持器沒有定位于適合于施加輻射的位置處時，在輻射照射之前，報警部分給出報警信號。
優選的是保持裝置還包括照射區域限制板，所述照射區域限制板設置在輻射源與輻射圖像檢測器之間。照射區域限制板限制施加到對象的輻射的照射區域。
優選的是照射區域限制板包括輻射屏蔽板、開口和可移除板。開口形成在輻射屏蔽板上用于允許具有與照射區域相對應的量的輻射穿過。可移除板遮蓋或不遮蓋所述開□。
優選的是保持裝置還包括驅動力，所述驅動力用于使保持器移動到與照射區域的大小相對應的位置。
一種便攜式輻射成像系統包括用于將輻射施加到對象的至少一個輻射源；輻射圖像檢測器，所述輻射圖像檢測器用于接收穿過對象的輻射以檢測圖像；保持裝置和用于處理從所述輻射圖像檢測器輸出的圖像數據的圖像處理裝置。保持裝置包括一組支撐腿、 支撐構件、保持器和指示部分。所述一組支撐腿根據輻射的照射區域的大小調節輻射源與輻射圖像檢測器的圖像接收表面之間的距離。支撐構件連接在所述一組支撐腿之間。每一個都被設計成保持輻射源的保持器設置在支撐構件上的相應位置中。至少兩個保持器用于布置至少一個輻射源。輻射源在由保持器保持的同時將輻射施加到對象。指示部分設置到支撐構件。指示部分指示要被布置的輻射源的位置。所述位置可根據照射區域的大小被區分。
優選的是至少兩個圖像數據被生成以執行允許立體觀察的立體成像。
優選的是系統執行斷層合成成像，在所述斷層合成成像中，至少兩個圖像數據被添加以獲得強調對象的感興趣區的斷層圖像。
優選的是圖像處理裝置在顯示器上顯示用于輻射源的所有位置中與照射區域相對應的位置。
一種便攜式輻射成像設備包括用于接收穿過對象的輻射以檢測圖像的輻射圖像檢測器、保持裝置和用于處理從所述輻射圖像檢測器輸出的圖像數據的圖像處理裝置。保持裝置包括一組支撐腿、支撐構件、保持器和指示部分。所述一組支撐腿根據輻射的照射區域的大小調節至少一個輻射源與輻射圖像檢測器的圖像接收表面之間的距離。輻射源將輻射施加到對象。支撐構件連接在一組支撐腿之間。每一個都被設計成保持輻射源的保持器設置在支撐構件上的相應位置中。至少兩個保持器用于布置至少一個輻射源。輻射源在由保持器保持的同時將輻射施加到對象。指示部分設置到支撐構件。指示部分指示要被布置的輻射源的位置。所述位置可根據照射區域的大小被區分。
根據本發明，至少一個輻射源的適當位置以可區分的方式根據照射區域的大小被指示。至少一個輻射源根據指示的位置正確地布置在預定位置處，從而消除成像誤差。因此，便攜式輻射成像系統降低其成像時間并改進其易操縱性。
當結合附圖進行閱讀時，本發明的以上及其它目的和優點將從優選實施例的以下詳細說明被進一步清楚呈現，其中相同的附圖標記在多幅圖中表示相同或相對應的部件， 其中
圖I是顯示X射線成像系統的示意性結構的立體圖2是保持裝置的水平桿和支撐腿的結構；
圖3是顯示成像控制裝置的電氣結構的方框圖4顯示控制表；
圖5A-5C顯示感興趣對象的尺寸、SID、和X射線源之間的距離之間的關系，其中圖 5A顯示感興趣對象較大的關系，圖5B顯示感興趣對象具有中間尺寸的關系，圖5C顯示感興趣對象較小的關系；
圖6A和6B顯示由X射線屏蔽板覆蓋的X射線成像系統，圖6A是對象的主體側表面的視圖，圖6B是對象的頭部的視圖7是顯示簡易照射區域限制板的立體圖8顯示將光傳感器設置到水平桿上的軌道中的每一個的示例；和
圖9A和9B顯示用于立體成像的另一個方法，其中圖9A是X射線源中的一個布置在水平桿的中心處，而另一個X射線源從中心移動的示例，圖9B是X射線源借助于擺動機構面向暗盒的示例。
具體實施方式
在圖I中，諸如X射線成像系統2的輻射成像系統設有兩個X射線源IOa和10b、暗盒11、成像控制裝置12、操作臺13和保持裝置14。X射線源IOa和IOb中的每一個都發射X射線。暗盒11檢測從X射線源IOa和IOb發出然后通過對象或病人P的X射線以輸出圖像數據。成像控制裝置控制X射線源IOa和IOb以及暗盒11的成像操作。操作臺13 用于為成像控制裝置12設定成像條件(X射線源IOa的X射線管20a的管電壓、管電流、照射時間等和X射線源IOb的X射線管20b的管電壓、管電流、照射時間等)。保持裝置14保持X射線源IOa和10b。當從布置在彼此不同的位置處的X射線源IOa和IOb將X射線施加到對象時，X射線成像系統2執行立體成像。因此，獲得允許進行立體(3D)觀察的視差圖像。
X射線源IOa和10b、暗盒11、成像控制裝置12、操作臺13和保持裝置14中的每一個都是便攜式的。X射線成像系統2被運輸到需要緊急護理或家庭護理的現場，例如，事故現場或災難現場，或家庭護理病人的家中，以執行X射線成像。
根據從操作臺13的輸入裝置15輸入的成像條件，成像控制裝置12將指令發給X 射線源IOa和IOb和暗盒11中的每一個以使X射線源IOa和IOb和暗盒11相應的操作同時發生。在從照射開關16接收到指示X射線照射的信號時，成像控制裝置12通知暗盒11 接收到該信號，從而使X射線源IOa和IOb和暗盒11的操作同步。
從暗盒11輸出的圖像數據通過成像控制裝置12被輸入到操作臺13。操作臺13 由個人計算機或工作站組成，并對圖像數據執行各種圖像處理。操作臺13在顯示器17上顯示圖像，并將該圖像發送在諸如圖像存儲服務器的外部數據存儲裝置中。
X射線源IOa和IOb通過電纜19互相連接。X射線源IOb通過電纜18連接到成像控制裝置12。成像控制裝置12將動力供應給X射線源IOa和10b。X射線源IOa具有X 射線管20a、準直儀和類似物。X射線管20a在施加來自驅動器(高壓發電機，參見圖3)71 的高電壓時生成X射線。準直儀(X射線場限制裝置，未示出)限制由X射線管20a生成的 X射線的X射線場。與X射線源IOa —樣，X射線源IOb具有X射線管20b、準直儀和類似物。
X射線管20a和20b中的每一個都例如是沒有靶旋轉機構的固定陽極X射線管。 X射線管20a和20b中的每一個都使用冷陰極電子源。在這種情況下，與熱陰極電子源不同，細絲和細絲加熱器不是必需的。因此，X射線管20a和20b緊湊并且輕質。因為不需要細絲預熱，因此能夠響應于圖像捕獲的指令立刻執行X射線照射。這對于緊急護理是有利的。對于X射線管20a和20bb，例如，可以使用日本專利第3090910號中公開的配合到具有2mm或更小直徑的同軸電纜的超小X射線發生器或具有在2009年3月29日在 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology 上在 Ryoichi SUZUKI 的“Development and Application of battery-operated ultra-small electron accelerator and high-energy X-ray source，，〈http://beam_physics. kek. jp/bpc/ SUZUKI.pdf〉中公開的具有碳納米結構的X射線管。后一個X射線管在干電池組上操作。 這消除了在X射線源IOa和IOb與成像控制裝置12之間使用電纜。指示X照射的信號從成像控制裝置12被無線發送到X射線源IOa和10b。
電纜19松散地下垂以當X射線源IOa和IOb移動到保持裝置14的橫桿或水平桿 27的相對端時不會被拉伸。可選地，電纜19可以由彈性材料制成。
X射線源IOa和IOb中的每一個都設有瞄準裝置，例如，用于與暗盒11(對象P)對準的激光光源(未示出)。X射線源IOa和IOb中的一個布置在保持裝置14的水平桿27 的中心處。接著,激光光源將激光施加到暗盒11。暗盒11的中心與激光對準。因此,暗盒 11的位置被校準。
暗盒11的形狀為大致矩形。暗盒11通過電纜21連接到成像控制裝置12。成像控制裝置12將動力供應給暗盒11。如圖I所示，暗盒11具有面對X射線源IOa和IOb的圖像接收表面22。暗盒11放置在對象P下方或適于感興趣對象的位置，例如，在肩部或膝部下方。為了便于攜帶，把手23設置在暗盒11的側部。X射線源IOa和IOb也分別設有把手24a和24b。成像控制裝直12也設有把手(未不出)。
暗盒11裝有X射線檢測器74 (參見圖3)。X射線檢測器74例如是具有矩陣基板的平板檢測器(FPD)。矩陣基板具有以二維方式布置的多個像素。每一個像素都由薄膜晶體管(TFT)和X射線檢測元件構成。當TFT截止時，X射線檢測器74根據入射的X射線的量將電荷聚集在X射線檢測元件中。接著，TFT導通以讀取聚集在X射線檢測元件中的電荷。電荷由信號處理器75 (參見圖3)的積分放大器(未示出)被轉換成電壓信號。在信號處理器75的A/D轉換器(未示出)中對電壓信號進行A/D轉換。因此。生成數字圖像數據。
保持裝置14通過電纜25連接到成像控制裝置12。成像控制裝置12將動力供應給保持裝置14。保持裝置14具有一對支撐腿26和橫桿或直線水平桿(支撐構件)27。每一個支撐腿26都為U形形狀，并且裝配在地板或地面上。水平桿27的每一個端部都通過接頭28連接到支撐腿26的上中心點。因此，保持裝置14被組裝而成。保持裝置14相對于水平桿27的中心對稱。每一個支撐腿26都具有在其中心部分處的可移動接頭29，從而允許支撐腿26伸出或縮回以調節該支撐腿的高度。
鉤子(保持器)30a和30b連接到水平桿27。鉤子30a懸掛或保持X射線源IOa 的把手24a。鉤子30b懸掛或保持X射線源IOb的把手24b。因此，X射線源IOa和IOb分別使用鉤子30a和30b連接到水平桿27。X射線源IOa和IOb當被鉤住時沿大致豎直方向發射X射線。
鉤子30a裝配到形成在水平桿27上的溝槽狀軌道或保持器移動部分31a中。軌道31a平行于水平桿27的縱向方向從一個端部延伸到稍微超過水平桿27的中心的位置。 鉤子30a沿著軌道31a手動地移動。鉤子30b裝配到形成在水平桿27上的溝槽狀軌道或保持器移動部分31b中。軌道31b平行于水平桿27的縱向方向從另一個端部延伸到稍微超過水平桿27的中心的位置。鉤子30b沿著軌道31a手動地移動。軌道31a形成在水平桿27的下部上。軌道31b形成在水平桿27的上部上。軌道31a和31b在水平桿27的中心處互相重疊。因此，X射線源IOa和IOb中的一個可以布置在水平桿27的中心處，而另一個X射線源定位于水平桿27的端部處。因此，能夠通過從布置在水平桿27的中心處的 X射線源施加X射線來捕獲圖像。
在圖2中，鉤子30a和30b中的每一個都具有C形形狀，且所述鉤子的后中心被切掉(參見圖I)。三角形標記40a設置在鉤子30a的C狀形狀的每一個端部的中心處。三角形標記40b設置在鉤子30b的C狀形狀的每一個端部的中心處。位置指示部分41沿縱向方向設置到水平桿27。位置指示部分41被設置成與鉤子30a和30b的C狀形狀的端部接觸或在所述端部之間。位置指示部分41具有中心燈42、一對第一燈43、一對第二燈44和一對第三燈45。燈42-45中的每一個例如都根據其類型或種類由白色LED或不同顏色的 LED構成。
中心燈42指示水平桿27的中心。中心燈42打開以相對于X射線源IOa和IOb 對準或定位暗盒11。第三燈45、第二燈44和第一燈43以與水平桿27的中心的距離增加的順序被布置。所述第一燈43、第二燈44和第三燈45對中的每一對都相對于水平桿27的中心對稱。根據從輸入裝置15輸入的感興趣對象選擇性地打開第一燈43至第三燈45。
支撐腿26的可移動接頭29由上管50、下管51和遮蓋上管50和下管51的透明蓋52組成。下管51的直徑小于上管50的直徑以被裝配到上管50中。下管51使用諸如棘爪止動機構的公知的機構與上管50接合。因此，下管51可沿著上管50在向上和向下方向上滑動到三個位置。當下管51向上滑動時，支撐腿26縮短。相反，當下管51向下滑動時，支撐腿26伸出。
上管50設有類似于鉤子30a和30b的三角形標記的三角形標記53。下管51設有類似于水平桿27的位置指示部分41的位置指示部分54。標記53和位置指示部分54通過透明蓋52和窗口或開口 55可視地被識別，其中所述窗口或開口穿過上管50形成。定位指示部分54設有沿垂直方向或縱向方向布置的第一燈45、第二燈46和第三燈58。第一燈 56至第三燈58分別對應于第一燈43至第三燈45。第一燈56布置在最高位置處。第三燈 58布置在最低位置處。第二燈57布置在第一燈56與第三58之間。類似于第一燈43至第三燈45，根據從操作臺13的輸入裝置15輸入的感興趣對象打開第一燈56至第三燈58。 標記53和定位指示部分54設置到可移動接頭29中的至少一個。為相應的支撐腿26設置可移動接頭29。
成像控制裝置12控制X射線源IOa和IOb的每一個部分，使得來自X射線源IOa 的X射線和來自X射線源IOb的X射線可選地被施加到對象P。根據成像條件，X射線源 IOa和IOb分別布置在水平桿27上的兩個預定位置處。在每一次從X射線源IOa和IOb中的一個施加X射線時，暗盒11檢測通過病人P的X射線。因此，暗盒11將輸出具有視差的兩個圖像數據。
在圖3中，成像控制裝置12的X射線源控制器70a控制X射線源IOa的整體操作。X射線源控制器70a根據指定的時序和成像條件通過驅動器71a控制X射線管20a的操作。用于控制X射線源IOb的X射線源控制器70b類似于X射線源控制器70a構造而成并類似于X射線源控制器70a操作。
暗盒控制器72控制暗盒11的整體操作。暗盒控制器72根據指定的時序和成像條件通過驅動器73控制X射線檢測器74的操作。暗盒控制器72從具有積分放大器和A/ D轉換器的信號處理器75接收圖像數據，并將該圖像數據發送到操作臺13。
操作臺13將互相關聯的具有視差的兩個圖像數據存儲在存儲器或存儲裝置中。 當從布置在彼此不同位置處的X射線源IOa和IOb中的每一個將X射線施加到對象P時， 從暗盒11輸出兩個圖像數據。分別根據兩個圖像數據生成兩個圖像(兩個視差圖像)。操作臺13可選地以有規律的時間間隔在顯示器17上顯示視差圖像。通過液晶開關和偏振3D 鏡觀察視差圖像允許對X射線圖像進行立體觀察。
通過驅動器77，保持裝置控制器76控制水平桿27的定位指示部分41和支撐腿 26的定位指示部分54的操作。諸如EEPROM的存儲器78連接到保持裝置控制器76。存儲器78存儲圖4中所示的控制表。當從操作臺13的輸入裝置15輸入感興趣對象時，查閱控制表80。控制表80顯示水平桿27上第一燈43至第三燈45以及支撐腿26上第一燈56 至第三58中與輸入的感興趣對象相對應的將被打開的燈。在控制表80中，存在基于所需的感興趣對象的尺寸或照射區域的三組或三類興趣目標。例如，需要大照射區域的興趣目標包括整個胸部。需要中間尺寸照射區域的興趣目標包括頭部。需要小照射區域的興趣目標包括胸部的一部分。在控制表80中，對于需要大照射區域的興趣目標，列出第一燈43和 58。對于需要中間尺寸的照射區域的興趣目標，列出第二燈44和59。對于需要小照射區域的興趣目標，列出第三燈45和60。
根據存儲器78中的控制表80，保持裝置控制器76通過驅動器77控制水平桿27 上的定位指示部分41和支撐腿26上的定位指示部分54的操作。更加具體地，當從操作臺 13的輸入裝置15輸入需要“大”照射區域的感興趣對象時，打開第一燈43和58。當輸入需要“中間尺寸”照射區域的感興趣對象時，打開第二燈44和59。當輸入需要“小”照射區域的感興趣對象時，打開第三燈45和60。同時，打開中心燈42。當從照射開關16輸入指示X射線照射的信號時，保持裝置控制器76關閉所有燈。
控制器70a、70b、72和76—起工作以根據兩個圖像數據執行用于生成立體圖像的立體成像。通過從分別布置在兩個位置處的X射線源IOa和IOb施加X射線獲得兩個圖像數據。
如圖5A、5B和5C所示，當感興趣對象的尺寸(照射區域)“大”時，X射線照射的重疊區域最大。當感興趣對象的尺寸(照射區域)“小”時，X射線照射的重疊區域最小。 當感興趣對象的尺寸(照射區域)在“中間”時，X射線照射的重疊區域具有在“大”興趣目標和“小”興趣目標的尺寸(照射區域)之間的尺寸。這里，Dl表示與大感興趣對象(大照射區域)相對應的X射線源IOa和IOb之間的距離。D2表示與中間尺寸的感興趣對象 (中間尺寸照射區域)相對應的X射線源IOa和IOb之間的距離。D3表示與小感興趣對象 (小照射區域)相對應的X射線源IOa和IOb之間的距離。H1、H2和H3中的每一個表示X 射線源(IOa和IOb)與圖像接收表面22之間的距離(以下簡稱SID，其為源圖像距離的縮寫)。Hl是大感興趣對象(大照射區域)的SID。H2是中間尺寸感興趣對象(中間尺寸照射區域)的SID。H3是小感興趣對象(小照射區域)的SID。H1、H2和H3隨著感興趣對象的尺寸(照射區域)而減小。
X射線源IOa和IOb中的每一個的由準直儀的照射開口形成的最大投射角a大約為12°。為了在不改變準直儀的照射孔徑的尺寸的情況下改變X射線場，通過使支撐腿26 中的每一個的可移動接頭29伸出或縮回調節SID。根據SID，通過沿著軌道31a移動鉤子 30a和沿著軌道31b移動鉤子30b能夠調節X射線源IOa和IOb之間的距離。換句話說，由與感興趣對象相對應的X射線照射區域的大小、最大投射角a和SID確定X射線源IOa和 IOb之間的距離。最大投射角表示等腰三角形的兩個等邊之間的角度，所述等腰三角形以X 射線管20a或20b的焦點作為頂點，而以照射孔徑的端部之間的線作為底邊。
水平桿27上的位置指示部分41的第一燈43中的每一個都位于遠離水平桿27的中心的距離(Dl)/2處。第二燈44中的每一個都位于遠離水平桿27的中心的距離(D2)/2 處。第三燈45中的每一個都位于遠離水平桿27的中心的距離(D3)/2處。支撐腿26上的位置指示部分54的第一燈56位于SID為“H1”的位置處。第二燈57位于SID為“H2”的CN 102525494 A位置處。第二燈58位于SID為“H3”的位置處。應該注意的是根據具有大于標準體型的體寬的人如前所述確定感興趣對象的照射區域的大小。
如圖6A和6B中所示，使用中的X射線成像系統2被X射線屏蔽板85遮蓋，從而降低在X射線成像系統2附近暴露不必要的X射線的風險。
X射線屏蔽板85由包括具有高X射線屏蔽效應的諸如鉛的材料的柔性板狀材料制成。X射線屏蔽板85具有足以基本上遮蓋整個X射線成像系統2的尺寸。例如，X射線屏蔽板85連接到接頭28和水平桿27。X射線屏蔽板85向下懸掛到地面以完全遮蓋包括對象P的感興趣對象的整個X射線成像系統2。
電纜固定器86設置在X射線屏蔽板85的頂端上。電纜固定器86大致固定將成像控制裝置12連接到X射線源IOb的電纜18的中間。在電纜固定器86與X射線源IOb 之間下垂的電纜18容納在X射線屏蔽板85中。電纜松散地下垂，以便當鉤子30b沿著軌道31b從水平桿27的左側端移動時不會被拉伸。電纜18從電纜固定器86與鉤子30b的移動一起延伸或收縮。
簡單的照射區域限制板87連接在由X射線屏蔽板85遮蓋的空間的對象P側以遮蓋整個對象P。類似于X射線屏蔽板85，簡易照射區域限制板87具有柔性并包括具有高X 射線屏蔽效應的諸如鉛的材料。簡易照射區域限制板87基本上平行于圖像接收表面22裝配在由X射線屏蔽板85遮蓋的空間的內部。
如圖7所示，開口 90設置在簡易照射區域限制板87的中心處。例如，開口 90的尺寸與感興趣對象的尺寸(照射區域的尺寸)相對應并根據可移除板91、92和93的尺寸變化。開口 90完全被可移除板91、92和93遮蓋。可從簡易照射區域限制板87移除板91。 可從板91移除板92。可從板92移除板93。板91具有使得照射區域適于“大”感興趣對象的尺寸。即，當移除板91時，形成具有板91的尺寸的開口 90。該開口 90允許形成適于大感興趣對象的照射區域。剩余的板87堵塞或消除適當的照射區域外的X射線(由圖5A 中的虛線所示的橢圓形顯示)。板92具有使得照射區域適于“中間尺寸”的感興趣對象的尺寸。即，當移除板92時，形成具有板92的尺寸的開口 90。該開口 90允許形成適于中間尺寸的感興趣對象的照射區域。剩余的板87和91堵塞或消除適當的照射區域外的X射線 (由圖5B中的虛線所示的橢圓形顯示)。板93具有使得照射區域適于“小”的感興趣對象的尺寸。即，當移除板93時，形成具有板93的尺寸的開口 90。該開口 90允許形成適于小的感興趣對象的照射區域。剩余的板87、91和92堵塞或消除適當的照射區域外的X射線 (由圖5C中的虛線所示的橢圓形顯示)。為了將X射線屏蔽板85連接到保持裝置14，并且為了將簡單的照射區域限制板87連接到X射線屏蔽板85，以及為了將層91至93連接到簡單的照射區域限制板87,例如可以使用鉤子、卡扣、鉤環緊固件(hook-and-loop fasters)、 魔術貼(magic tape注冊商標)或螺釘。
接下來，說明上述結構的操作。X射線成像系統2被攜帶或運輸到現場位置。保持裝置14如I所示組裝而成。X射線源IOa和IOb分別鉤到鉤子30a和30b上。電纜18連接到X射線源10b。電纜19連接在X射線源IOa與IOb之間。電纜21連接到暗盒11。電纜25連接到保持裝置14。因此，成像控制裝置12連接到X射線源IOa和10b、暗盒11和保持裝置14中的每一個。
當裝配好X射線成像系統2時，從操作臺13的輸入裝置15輸入感興趣對象、成像條件和類似因素。保持裝置控制器76打開中心燈42。查閱存儲器78中的控制表80，讀取控制表80中與感興趣對象相對應的行。在位置指示部分41的第一燈43至第三燈45和位置指示部分54的第一燈56至第三燈58中，打開指示X射線源IOa和IOb的SID和位置并適于感興趣對象的燈。
X射線源IOa和IOb中的一個移動以與中心燈42重合，并因此定位于水平桿27的中心處。光從諸如激光光源的瞄準裝置投射到暗盒11。調節暗盒11的位置，使得來自瞄準裝置的光與光接收表面22的中心重合。因此，暗盒11與保持裝置14之間的相對位置被調節。
為了調節SID，通過可移動接頭29使支撐腿26伸長或縮短，使得上管50的標記 53與被打開的燈56、57或58重合。為了將X射線源IOa布置在與感興趣對象相對應的位置處，鉤子30a沿著軌道31a移動，使得鉤子30a的標記40a與被打開的燈43、44或45重合。為了將X射線源IOb布置在與感興趣對象相對應的位置處，鉤子30b沿著軌道31b移動，使得鉤子30b的標記40b與被打開的燈43、44或45重合。
在調節SID和X射線源IOa和IOb的位置之后，對象P位于面向上的位置。具有簡易照射區域限制板87的X射線屏蔽板85連接到保持裝置14以遮蓋感興趣對象和整個 X射線成像系統2。電纜18的中間由電纜固定器86固定。電纜18的中間和從電纜固定器 86下垂的電纜18容納在X射線屏蔽板85中。在簡易照射區域限制板87的可移除層91至 93中，與感興趣對象相對應的板被移除以形成具有適于感興趣對象的尺寸的開口 90。
連接到成像控制裝置12的照射開關16被推動以指示照射開始。響應于此，保持裝置控制器76關閉燈。X射線從X射線源IOa的X射線管20a和X射線源IOb的X射線管 20b被依次施加到對象P。暗盒11的X射線檢測器74檢測通過對象P的X射線。
操作臺13存儲彼此相關聯的兩個圖像數據。立體X射線圖像根據兩個圖像數據形成并顯示在顯示器17上。醫生觀察圖像并進行診斷。醫生可以通過網絡將圖像數據發送到遠距離醫療設備以從征求來自專家的意見。
如上所述，根據本發明，與感興趣對象相對應的燈打開以指示支撐腿26的適當高度和X射線源IOa和IOb的適當位置。接著，根據燈調節該高度和位置。因此，能夠容易地裝配X射線成像系統，從而避免不正確高度和/或位置，這會導致成像失敗。因此，成像時間被縮短。
在緊急醫療護理中，必須對由于疼痛或其它原因而不能移動的病人進行X射線成像。諸如年長的臥病在床的病人的家庭護理病人難以保持相同的姿勢。便攜式輻射成像系統2對于這種病人尤其有用，這是因為便攜式輻射成像系統2被運輸到緊急現場或病人的家里，并且在最小的成像時間內迅速地捕獲圖像。
X射線管20a和20b緊湊且輕質。因此，運輸和裝配的負擔減小，因此保持裝置14 的多個部分需要較小的強度。因此，保持裝置14變得緊湊且輕質。
感興趣對象和X射線成像系統2被X射線屏蔽板85遮蓋。X射線屏蔽板85防止 X射線泄漏到外面并阻止附近的人被暴露于該X射線。除了感興趣對象的之外的沒有被X 射線屏蔽板85遮蓋的諸如頭部或腿部的身體部位可以降低不必要X射線暴露的風險。因此，即使在對象P周圍具有許多人的情況下也能夠安全地執行X射線成像。
X射線屏蔽板85和簡易照射區域限制板87是柔性的并且當不使用時能夠折疊或卷起來。例如，水平桿27可以被制成為中空以容納X射線屏蔽板85和簡易照射區域限制板87。
通過電纜固定器86固定的電纜18的中部和從電纜固定器86下垂的電纜18容納在X射線屏蔽板85中。因此，電纜18被緊湊地儲存。這防止諸如中斷成像過程的絆倒或拉出電纜18的事故。類似于電纜18的情況，連接暗盒11和成像控制裝置12的電纜21的下垂部分和連接保持裝置14和成像控制裝置12的電纜25的下垂部分也可以容納在X射線屏蔽板85中。
每一個電纜可以設有用于防止由電纜產生的事故并提高儲存的緊湊性和可攜帶性的電纜線軸。電纜在不使用時卷繞到電纜線軸上，而在使用時展開。電纜線軸可以設置到支撐腿26。可選地，電纜線軸可以設置到成像控制裝置12，S卩，電纜卷繞在成像控制裝置 12中并被儲存。
感興趣對象的照射區域由簡易照射區域限制板87限制。因此，不需要改變準直儀的照射孔徑的尺寸。這允許使用沒有準直儀的X射線源。
可以檢測鉤子30a和30b在水平桿27上的位置。可以顯示當鉤子30a或30b從與感興趣對象相對應的正確位置移動時的誤差。更加具體地，報警部分設置到保持裝置14。 報警部分包括用于指示誤差的報警燈95 (參見圖I)。如圖8所示，光傳感器96分別在軌道31a和31b中的每一個上設置在與燈的位置相同的位置處。每一個光傳感器96由投光器和光線接收器(兩個都未示出)組成。當鉤子30a或30b移動到光傳感器96的位置時， 來自發光器的光被鉤子30a或30b反射，然后入射在光線接收器上并由光線接收器檢測到。 相反地，當鉤子30a或30b沒有定位于光傳感器96上時,來自發光器的光被散射,而沒有被光線接收器檢測到。
當照射開關16被操作以指示X射線照射的開始時，成像控制裝置12激活位于與燈的位置相同的位置處的與感興趣對象相對應的光傳感器96。當從光傳感器96沒有響應時，即，當光線接收器沒有檢測到來自投光器的光時，成像控制裝置12不會開始X射線照射。代替地，成像控制裝置12打開報警燈95以通知X射線源的位置是不正確的。可選地， 當輸入感興趣對象時可以激活光傳感器96。報警燈95可以保持打開直到光傳感器96響應為止。這能夠預先防止成像失效，從而減小成像時間。
當X射線源IOa和IOb中的一個位于不正確的位置時，在使用位于正確位置的另一個X射線源執行成像之后可以顯示報警。光傳感器96可以以規定間隔布置在軌道31a 和31b中的每一個上。這允許對鉤子30a和30b的位置進行檢測，而不管燈的位置。代替光傳感器，微型開關可以用作位置檢測器。
X射線源的數量不局限于兩個。可以僅使用一個X射線源。在這種情況下，X射線源定位于水平桿27上的兩個位置中的一個以捕獲第一圖像。接著，X射線源移動到第二位置以捕獲第二圖像。在上述實施例中，當指示X射線照射時打開燈。另一方面，在使用單個X射線源的結構中，在捕獲第二圖像之前再次打開燈以指示X射線源的適當位置。在使用單個X射線源的結構中，將X射線源移動到第二位置是額外的步驟，在使用兩個X射線源的結構中不需要該步驟。然而，與使用單個X射線源相比，使用兩個X射線源的結構活動性較小并且更加昂貴。優選的是根據需要確定X射線源的數量。
在上述實施例中，以不例的方式根據感興趣對象的尺寸對于感興趣對象來說具有三類組或類別(大、中間尺寸和小)。可選地，可以提供兩個或多于三個的類別。當具有三個或更多類別時，每一個類別中的燈被形成為與其它類別中的燈區分開。此外，根據類別的數量設置簡易照射區域限制板87的可移除板。
對象P可以繞他/她身體軸線從上述實施例中的姿勢旋轉90°，8卩，對象P可以位于側臥位置。類似于上述實施例，可以根據感興趣對象預先確定SID、X射線源IOa和IOb 之間的距離和類似物。可選地，對象可以處于站立位置。在這種情況下，暗盒11使其圖像接收表面22垂直于水平面。支撐腿的SID調節機構被構造成被水平調節，因此，可應用本發明。
可以在操作臺13的顯示器17上顯示描述由位置指示部分41和54表示的消息 (例如，“使支撐腿和X射線源的標記與其相應的第一燈對準”)。在這種情況下，在輸入感興趣對象之后，操作臺13從成像控制裝置12接收控制表80的信息，并在顯示器17上將該消息顯示在彈窗或類似窗口中。因此，在裝配系統之前顯示與感興趣對象相對應的位置，這有助于安裝。當位置指示部分41和54的燈失效時，這還用作備用設備。
用于指示X射線源IOa和IOb的位置的位置指示部分可以為用于指出正確位置的簡單標記，例如，三角形標記。在這種情況下，表示感興趣對象或照射區域的大小的類別的名稱或表示類別的符號(例如，在上述實施例中的字母“大”、“中間尺寸”、或“小”)被印刷有相應的標記。與使用燈相比，這使得保持裝置14更加緊湊和輕質。
本發明可以應用到具有用于自動移動X射線源的驅動力的系統。驅動力例如包括響應于來自成像控制裝置12的指令被驅動的步進電動機或類似設備。驅動力使鉤子30a 與懸掛于鉤子30a的X射線源IOa —起沿著軌道31a移動，以及使鉤子30b與懸掛于鉤子 30b的X射線源IOb —起沿著軌道31b移動。當驅動力停止時，X射線源IOa和IOb停止在水平桿27上的該X射線源IOa和IOb相應的預定位置處。
成像控制裝置12計數驅動力中的驅動電壓脈沖(施加到步進電動機的脈沖)。因此，成像控制裝置12根據所述計數檢測X射線源IOa和IOb在水平桿27上的位置以使X 射線源IOa和IOb移動到適于感興趣對象的位置。如參照圖5A、5B和5C所述，根據與感興趣對象相對應的照射區域的大小、最大投射角a和SID確定X射線源IOa和IOb之間的距離。因此，可以預先確定X射線源IOa和IOb之間的距離。成像控制裝置12可以存儲與感興趣對象相關聯的X射線源IOa和IOb之間的距離。當根據儲存在成像控制裝置12中的距離控制驅動力以使X射線源IOa和IOb移動到該X射線源IOa和IOb的適于感興趣對象的相應位置時，不需要手動調節。在這種情況下，位置指示部分41沒有被激活，并且當驅動力失效時用作備用設備。
支撐腿26可以自動伸出或縮回。可移動接頭29中的每一個都包括諸如液壓阻尼器的致動器。另外，可以設置用于檢測支撐腿的伸出或縮回量的傳感器。致動器根據傳感器的檢測結果被驅動以自動控制支撐腿的伸出和縮回量，即，SID。在這種情況下，位置指示部分54用作當致動器和/或傳感器失效時的備用設備。
在上述實施例中，X射線源IOa和IOb以示例的方式分別布置在相對于水平桿27 的中心對稱的兩個位置處。本發明不局限于上述實施例。X射線源IOa和IOb中的每一個都可以布置在產生視差的任意位置處。例如，如圖9A所示，X射線源IOa可以布置在水平桿 27的中心處，而X射線源IOb可以布置在從中心移動的位置處以執行立體成像。可選地，如圖9B所示，鉤子30a和30b可以設有用于改變X射線源IOa和IOb的方向的擺動機構。X 射線源IOa和IOb中的每一個都可以相對于暗盒11以角度P傾斜。在這種情況下，除了與感興趣對象相對應的X射線照射區域的大小、最大投射角a和SID之外，可以根據X射線源IOa和IOb的角度P確定X射線源IOa和IOb之間的距離。與上述實施例相比，傾斜角@縮短SID，并因此減小保持裝置14的尺寸。此外，可以設置用于指示與感興趣對象相對應的傾斜角的位置指示部分。
在上述實施例中，X射線源IOa和IOb分別沿著直線水平桿27上的軌道31a和31b 移動。可選地，弧形形狀的橫桿可以用于使X射線源IOa和IOb中的每一個在曲線軌道上移動。在這種情況下，X射線源IOa和IOb自然地面向暗盒11，因此不需要擺動機構。
由位置指示部分41和54表示的位置中的每一個都可以在可以進行立體觀察的容許范圍內。在這種情況下，X射線源可以從精確位置移動，只要X射線源在該容許范圍內即可。這允許對X射線源IOa和IOb的位置進行微調。
根據本發明的成像系統可以采取在本發明的保護范圍內的各種結構。
在上述實施例中，以示例的方式，X射線檢測器74響應于來自成像控制裝置12的指令操作。可選地，X射線檢測器74本身可以檢測X射線照射并響應于該檢測而操作，而不需要來自成像控制裝置12的指令。X射線檢測器74不局限于以上實施例所述的直接轉換型。可選地，可以使用間接轉換型X射線檢測器。在這種情況下，使用閃爍器將入射X射線轉換成可見光，然后使用諸如非晶態硅(a-Si)的固態檢測器將可見光轉換成電信號。
暗盒11通過電纜21連接到成像控制裝置12。保持裝置14通過電纜25連接到成像控制裝置12。可選地，暗盒11、保持裝置14和成像控制裝置12可以無線連接。在這種情況下，暗盒11和保持裝置14中的每一個都可以裝載有用于電力供應的電池。
可以不用為成像控制裝置12設置控制器72和76以及驅動器73和77的功能。可選地，可以將上述功能提供給暗盒11和/或保持裝置14。為高壓發電機的驅動器71a和 71b可以獨立于成像控制裝置12而設置。
使用折疊接頭可以使支撐腿26和水平桿27成一體。X射線屏蔽板85可以不必足夠大以遮蓋上述實施例的整個系統。X射線屏蔽板85可以具有至少遮蓋下垂電纜18的尺寸。簡易照射區域限制板87可以不必連接到X射線屏蔽板85。X射線屏蔽板85和簡易照射區域限制板87可以獨立使用。
在上述實施例中，本發明以示例的方式應用于立體成像。本發明可以應用于斷層合成成像(tomosynthesis imaging)。在斷層合成成像中，在X射線源移動的同時，X射線從不同的角度被施加到對象。添加捕獲的圖像以獲得對象P的被強調的感興趣區(ROI)的斷層圖像。
本發明不局限于X射線成像系統。本發明還適用于使用除了 X射線之外的諸如伽馬射線的輻射的成像系統。
在本發明中可以進行各種改變和修改，并且可以在本發明內理解該各種改變和修改。
權利要求
1.一種用于在便攜式輻射成像系統中使用的保持裝置，包括一組支撐腿，所述一組支撐腿用于根據輻射的照射區域的大小調節至少一個輻射源與輻射圖像檢測器的圖像接收表面之間的距離，所述輻射源將輻射施加到對象，所述輻射圖像檢測器接收穿過所述對象的輻射以檢測圖像；支撐構件，所述支撐構件連接在所述一組支撐腿之間；保持器，所述保持器每一個都被設計成保持所述輻射源并設置在所述支撐構件上的相應位置中，至少兩個保持器用于布置所述至少一個輻射源，所述輻射源在由所述保持器保持的同時將所述輻射施加到所述對象；和第一指示部分，所述第一指示部分設置到所述支撐構件，所述第一指示部分指示所述輻射源要被布置的位置，所述要被布置的位置能夠根據所述照射區域的大小被區分。
2.根據權利要求I所述的保持裝置，其中，所述支撐構件設有用于以能夠移動的方式支撐所述保持器的保持器移動部分。
3.根據權利要求2所述的保持裝置，其中，所述支撐腿設有用于指示用于調節所述距離的距離位置的第二指示部分，所述距離位置能夠根據所述照射區域的大小被區分。
4.根據權利要求3所述的保持裝置，其中，所述第一指示部分和所述第二指示部分中的至少一個具有布置在所述相應位置或所述距離位置處的燈或標記。
5.根據權利要求2所述的保持裝置，還包括用于檢測所述保持器的位置的位置檢測傳感器；和報警部分，所述報警部分用于當所述位置檢測傳感器的檢測結果不同于與所述照射區域的大小相對應的位置時給出報警信號。
6.根據權利要求5所述的保持裝置，其中，當所述保持器沒有定位于適合于施加所述輻射的位置處時，在所述輻射照射之前，所述報警部分給出報警信號。
7.根據權利要求I所述的保持裝置，還包括照射區域限制板，所述照射區域限制板設置在所述輻射源與所述輻射圖像檢測器之間，所述照射區域限制板限制施加到所述對象的輻射的照射區域。
8.根據權利要求7所述的保持裝置，其中，所述照射區域限制板包括輻射屏蔽板、形成在所述輻射屏蔽板上用于允許具有與所述照射區域相對應的量的輻射穿過的開口和用于遮蓋或不遮蓋所述開口的可移除板。
9.根據權利要求I所述的保持裝置，還包括驅動力，所述驅動力用于使所述保持器移動到與所述照射區域的大小相對應的位置。
10.一種便攜式輻射成像系統，包括(A)用于將輻射施加到對象的至少一個輻射源；(B)輻射圖像檢測器，所述輻射圖像檢測器用于接收穿過所述對象的輻射以檢測圖(C)保持裝置，所述保持裝置包括一組支撐腿，所述一組支撐腿用于根據所述輻射的照射區域的大小調節所述輻射源與所述輻射圖像檢測器的圖像接收表面之間的距離；支撐構件，所述支撐構件連接在所述一組支撐腿之間；保持器，所述保持器每一個都被設計成保持所述輻射源并設置在所述支撐構件上的相CN 102525494 A應位置中，至少兩個保持器用于布置所述至少一個輻射源，所述輻射源在由所述保持器保持的同時將所述輻射施加到所述對象；和指示部分，所述指示部分設置到所述支撐構件，所述指示部分指示要被布置的所述輻射源的位置，所述位置能夠根據所述照射區域的大小被區分；以及(D)圖像處理裝置，所述圖像處理裝置用于處理從所述輻射圖像檢測器輸出的圖像數據。
11.根據權利要求10所述的便攜式輻射成像系統，其中，至少兩個圖像數據被生成以執行允許立體觀察的立體成像。
12.根據權利要求10所述的便攜式輻射成像系統，其中，所述系統執行斷層合成成像， 在所述斷層合成成像中，至少兩個圖像數據被添加以獲得強調所述對象的感興趣區的斷層圖像。
13.根據權利要求10所述的便攜式輻射成像系統，其中，所述圖像處理裝置在顯示器上顯示用于所述輻射源的所有位置中與所述照射區域相對應的位置。
14.一種便攜式輻射成像設備，包括(A)輻射圖像檢測器，所述輻射圖像檢測器用于接收穿過對象的輻射以檢測圖像；(B)保持裝置，所述保持裝置包括一組支撐腿，所述一組支撐腿用于根據所述輻射的照射區域的大小調節至少一個輻射源與所述輻射圖像檢測器的圖像接收表面之間的距離，所述輻射源將輻射施加到所述對象；支撐構件，所述支撐構件連接在所述一組支撐腿之間；保持器，所述保持器每一個都被設計成保持所述輻射源并設置在所述支撐構件上的相應位置中，至少兩個保持器用于布置所述至少一個輻射源，所述輻射源在由所述保持器保持的同時將所述輻射施加到所述對象；和指示部分，所述指示部分設置到所述支撐構件，所述指示部分指示要被布置的所述輻射源的位置，所述位置能夠根據所述照射區域的大小被區分；和(C)圖像處理裝置，所述圖像處理裝置用于處理從所述輻射圖像檢測器輸出的圖像數據。
全文摘要
本發明公開一種便攜式輻射成像系統、在該便攜式輻射成像系統中使用的保持裝置和便攜式輻射成像設備。兩個X射線源中的每一個都懸掛于可移動地連接到保持裝置的水平桿的鉤子。水平桿設有指示適于X射線源中的每一個的與感興趣對象(X射線照射區域的尺寸)相對應的位置的位置指示部分。位置指示部分具有布置在相應的適當位置處的第一至第三燈。在第一至第三燈中，成像控制裝置的保持裝置控制器打開與從操作臺的輸入裝置輸入的感興趣對象相對應的燈。鉤子分別沿著軌道移動到被打開的燈的位置。支撐腿的活動接頭被操作以調節X射線源與暗盒的圖像接收表面之間的距離。
文檔編號A61B6/00GK102525494SQ201110289310
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者位田憲昭, 北川祐介, 大田恭義, 楠木哲郎, 神谷毅, 西納直行 申請人:富士膠片株式會社