X射线装置以及x射线检测器的制造方法

X射线装置以及x射线检测器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及X射线(X-RAY)装置和X射线检测器，并且更具体，涉及基于X射线辐照 单元的定向信息和X射线检测器的定向信息来选择要被用于拍照(pho to graph)的X射线检 测器的X射线装置以及X射线检测器。
【背景技术】
[0002] 通常，X射线是具有0.01至100埃(A)的波长的电磁波，并且可以穿透对象。因此， 它们一般地被用于广泛的应用范围中，诸如拍摄活体内部的图像的医学设备以及用于工业 用途的非破坏性测试设备。
[0003] 使用X射线的X射线拍照装置允许由X射线源所发射的X射线穿过对象，并且检测来 自X射线检测器的所通过的X射线的强度之间的差异，由此获取对象的X射线图像。X射线成 像装置能够基于对象的X射线图像容易地识别对象的内部结构并且能够诊断对象的疾病。X 射线装置通过使用下述原理能够容易地识别对象的内部结构，即:χ射线的透过系数依赖于 对象的密度和对象原子的原子序数而变化。随着X射线的波长变为更短，X射线的透过系数 增大并且屏幕上的图片变为更加清楚。

【发明内容】

[0004] 技术问题
[0005] 本发明的目的涉及基于X射线辐照单元的定向信息和X射线检测器的定向信息来 选择要被用于拍照(photograph)的X射线检测器的X射线装置以及X射线检测器。
[0006] 技术方案
[0007] 根据本发明的实施例，X射线装置可以包括:X射线辐照单元，被配置为向对象辐照 X射线；以及主控制单元，被配置为获取X射线辐照单元的定向信息和X射线检测器的定向信 息，并且基于X射线辐照单元的定向信息和X射线检测器的定向信息来选择X射线检测器。
[0008] 有益效果
[0009] 当用户从多个X射线检测器之中手动地并且直接地选择非期望的X射线检测器并 且对对象拍照时，不能够获取对象的图像，以及因此，用户再次选择期望的X射线检测器以 对对象进行重新拍照。由于重新拍照，用户感觉到不便，并且对象所暴露于的辐照的累积量 增加。
[0010] 因此，根据本发明的实施例，X射线装置基于X射线辐照单元的定向信息和X射线检 测器的定向信息来自动地选择或激活要被用于拍照的X射线检测器。因此，用户容易地对对 象进行拍照甚至无需花费大量时间和精力来选择要被用于拍照的X射线检测器。
【附图说明】
[0011] 图1是X射线系统的框图；
[0012] 图2是固定类型的X射线装置的透视图；
[0013] 图3是示出了能够与执行拍照操作的地点无关地执行X射线拍照操作的移动式X射 线装置的配置的图；
[0014] 图4是示出了检测器的详细配置的图；
[0015] 图5是根据实施例的X射线装置的框图；
[0016] 图6是根据实施例的X射线检测器的框图；
[0017] 图7是用于描述根据实施例的X射线装置和X射线检测器的相应操作的图；
[0018] 图8是用于描述根据实施例的X射线装置和多个X射线检测器的相应操作的图；
[0019] 图9示出了图5的X射线装置获取X射线检测器的位置信息的示例；
[0020]图10示出了图5的X射线装置获取在其中所包括的X射线辐照单元的位置信息的示 例；
[0021]图11示出了图5的X射线装置基于在其中所包括的X射线辐照单元的位置信息和X 射线检测器的位置信息来选择X射线检测器的示例；
[0022] 图12示出了图5的X射线装置获取在其中所包括的X射线辐照单元的方向性信息的 示例；
[0023] 图13示出了图5的X射线装置获取X射线检测器的方向性信息的示例；
[0024] 图14示出了图5的X射线装置基于在其中所包括的X射线辐照单元的方向性信息和 X射线检测器的方向性信息来选择X射线检测器的示例；
[0025] 图15示出了图5的X射线装置获取在其中所包括的X射线辐照单元的方向性信息的 示例；
[0026] 图16示出了图5的X射线装置获取X射线检测器的位置信息的示例；
[0027] 图17至图18示出了图5的X射线装置基于在其中所包括的X射线辐照单元的方向性 信息和X射线检测器的位置信息来选择X射线检测器的示例；
[0028] 图19示出了图5的X射线装置基于在其中所包括的X射线辐照单元的定向信息和X 射线检测器的定向信息来选择多个X射线检测器的示例；
[0029]图20示出了图5的X射线装置将关于由用户可选择的多个X射线检测器的信息显示 在被包括在X射线装置中的输出单元上的示例；
[0030] 图21是根据实施例的工作站的框图；以及
[0031] 图22示出了图5的X射线装置基于图6的X射线检测器的定向信息来控制在其中所 包括的X射线福照单元的定向的示例。
【具体实施方式】
[0032] 根据本发明的一个或多个实施例，X射线装置可以包括:X射线辐照单元，被配置为 向对象辐照X射线；以及主控制单元，被配置为获取X射线辐照单元的定向信息和X射线检测 器的定向信息，并且基于X射线福照单元的定向信息和X射线检测器的定向信息来选择X射 线检测器。
[0033] 装置可以进一步包括通信单元，被配置为向所选择的X射线检测器传送在主控制 单元中所生成的控制信号。
[0034] 控制信号可以基于X射线辐照单元的定向信息和X射线检测器的定向信息被生成， 并且可以被用于准备所选择的X射线检测器以接收所辐照的X射线。
[0035] 控制信号可以基于用户的输入被生成，并且可以被用于准备所选择的X射线检测 器以接收所辐照的X射线。
[0036] 当X射线检测器包括多个X射线检测器时，主控制单元可以被配置为获取多个X射 线检测器的各自的定向信息，并且基于X射线辐照单元的定向信息和多个X射线检测器的各 自的定向信息来从多个X射线检测器之中选择至少一个X射线检测器。
[0037] 装置可以进一步包括:输出单元，被配置为显示关于由用户可选择的至少一个X射 线检测器的信息；以及输入单元，被配置为接收用于从在输出单元中所显示的信息中选择 至少一个X射线检测器的用户输入，并且主控制单元可以被配置为基于用户输入来选择至 少一个X射线检测器。
[0038] 主控制单元可以被配置为根据预先确定的排列准则来排列关于至少一个X射线检 测器的信息，并且控制输出单元以显示所排列的信息。
[0039]通信单元可以被配置为从X射线检测器接收与X射线检测器的定向有关的信息，并 且主控制单元可以被配置为基于X射线检测器的参考定向信息和所接收到的信息来获取X 射线检测器的定向信息。
[0040] 当X射线检测器耦接到立式接受器(receptor)或台式接受器时，参考定向信息可 以被重置。
[0041] 主控制单元可以被配置为基于所选择的X射线检测器的定向信息来控制X射线辐 照单元的定向。
[0042] X射线辐照单元的定向信息可以包括X射线辐照单元的位置信息并且X射线检测器 的定向信息可以包括X射线检测器的位置信息，以及主控制单元可以被配置为当X射线辐照 单元的位置信息与X射线检测器的位置信息之间的距离差被包括在预先确定的范围中时选 择X射线检测器。
[0043] X射线辐照单元的位置信息可以包括X射线辐照单元在全局坐标系统中的位置向 量，该全局坐标系统被表示为在其中X射线拍照空间内的任意位置为原点的惯性坐标系，并 且X射线检测器的位置信息可以包括X射线检测器在全局坐标系统中的位置向量。
[0044] 主控制单元可以被配置为基于作为X射线辐照单元的位置向量与X射线检测器的 位置向量之间的差异的相对向量来选择X射线检测器。
[0045] X射线辐照单元的定向信息可以包括X射线辐照单元的方向性信息并且X射线检测 器的定向信息可以包括X射线检测器的方向性信息，以及主控制单元可以被配置为当指示X 射线的方向的X射线辐照单元的方向性信息与指示X射线辐照单元的面向方向的X射线检测 器的方向性信息之间的角度差被包括在预先确定的范围中时选择X射线检测器。
[0046] X射线辐照单元的方向性信息可以包括X射线辐照单元的表面上的第一法线向量， 并且X射线检测器的方向性信息可以包括X射线检测器的表面上的第二法线向量。
[0047] 主控制单元可以被配置为当第一法线向量与第二法线向量之间的角度差被包括 在预先确定的范围中时选择与第二法线向量相对应的X射线检测器。
[0048] 根据本发明的一个或多个实施例，一种无线X射线检测器可以包括:传感器单元， 被配置为感测X射线检测器的定向；通信单元，被配置为向X射线装置传送X射线检测器的定 向信息；以及检测器控制单元，被配置为控制通信单元以向X射线装置传送定向信息和从X 射线装置接收控制信号，并且被配置为基于控制信号准备接收所辐照的X射线。
[0049] 检测器控制单元可以被配置为基于在感测单元中所感测的X射线检测器的定向来 获取X射线检测器的定向信息。
[0050] 当无线X射线检测器耦接到立式接受器或台式接受器时，X射线检测器的定向信息 可以被重置。
[0051] 检测器控制单元可以被配置为控制通信单元，以在从X射线装置接收控制信号之 前向X射线装置传送定向信息。
[0052] 控制信号可以基于用户的输入被生成。
[0053]控制信号可以基于X射线辐照单元的定向信息和X射线检测器的定向信息被生成。 [0054] X射线辐照单元的定向信息可以包括X射线辐照单元的位置信息并且X射线检测器 的定向信息可以包括X射线检测器的位置信息，并且当X射线辐照单元的位置信息与X射线 检测器的位置信息之间的距离差被包括在预先确定的范围中时控制信号可以被生成。
[0055] X射线辐照单元的位置信息可以包括X射线辐照单元在全局坐标系统中的位置向 量，该全局坐标系统被表示为在其中X射线拍照空间内的任意位置为原点的惯性坐标系，并 且X射线检测器的位置信息可以包括X射线检测器在全局坐标系统中的位置向量。
[0056] 控制信号可以基于作为X射线辐照单元的位置向量与X射线检测器的位置向量之 间的差异的相对向量被生成。
[0057] X射线辐照单元的定向信息可以包括X射线辐照单元的方向性信息并且X射线检测 器的定向信息可以包括X射线检测器的方向性信息，以及控制信号可以当指示X射线的方向 的X射线辐照单元的方向性信息与指示X射线辐照单元的面向方向的X射线检测器的方向性 信息之间的角度差被包括在预先确定的范围中时被生成。
[0058] X射线辐照单元的方向性信息可以包括X射线辐照单元的表面上的第一法线向量， 并且X射线检测器的方向性信息可以包括X射线检测器的表面上的第二法线向量。
[0059] 控制信号可以当第一法线向量与第二法线向量之间的角度差被包括在预先确定 的范围中时被生成。
[0060] 根据本发明的一个或多个实施例，一种X射线装置可以包括:χ射线辐照单元，被配 置为向对象辐照X射线；以及主控制单元，被配置为获取X射线辐照单元的定向信息和X射线 检测器的定向信息，并且基于X射线福照单元的定向信息和X射线检测器的定向信息来确定 X射线辐照单元与X射线检测器是否彼此面对。
[0061] X射线检测器的定向信息可以由在X射线检测器中所包括的检测器控制单元基于 由在X射线检测器中所包括的传感器单元所感测的X射线检测器的定向来获取，并且X射线 检测器的定向信息可以从X射线检测器接收。
[0062] 发明模式
[0063] 根据下面参考附图进行的对实施例的描述，本发明的优点和特征以及用于实现本 发明的优点和特征的方法将变得明显。然而，本发明可以按照许多不同形式被具体化并且 不应当被解释为限于在这里所陈述的示例性实施例；相反，这些示例性实施例被提供使得 本公开将是充分的并且完整的，以及将全面地向本领域普通技术人员传达本发明的构思。 本发明由权利要求书的范围所限定。
[0064] 在下文中，将简要地描述在说明书中所使用的术语，并且然后将详细地描述本公 开。
[0065] 在本说明书中所使用的术语是考虑到关于本公开的功能、在本领域中当前被广泛 使用的这些通用术语，但是术语可以根据本领域普通技术人员的意图、本领域中的在先技 术或新技术而变化。另外，特定的术语可以由发明人选择，并且在这种情况下，其详细的含 义将在本发明的详细描述中被描述。因此，在本说明书中所使用的术语不应当作为简单的 名称来理解，而应当基于术语的含义和本发明的整体描述来理解。
[0066] 贯穿说明书，"图像"可以指代由离散图像元素(例如，二维(2D)图像中的像素和三 维（3D)图像中的体元)所形成的多维数据。例如，图像可以是由X射线装置、计算断层扫描 (CT)装置、磁共振成像(MRI)装置、超声诊断装置或其他医学成像装置所获取的对象的医学 图像。
[0067] 另外，"对象"可以是人类、动物或者人类或动物的一部分。例如，对象可以包括器 官(例如，肝脏、心脏、子宫、脑部、乳房或腹部）、血管或其组合。对象可以是模型(phantom)。 模型指示具有与活体组织的体积、密度以及有效原子序数近似相同的体积、密度以及有效 原子序数的材料。例如，模型可以是具有与人体的属性相似的属性的球形模型。
[0068] 此外，"用户"可以是但是不限于，例如医学医生、护士、医学实验室技术人员或医 学成像专家的医学专家，或者对医学装置进行维修的技师。
[0069] X射线装置是通过使X射线透过人体来获取对象的内部结构的图像的医学成像装 置。与包括MRI装置和CT装置的其他医学成像装置相比，X射线装置可以在更短的时间内更 加简单地获取对象的医学图像。因此，X射线装置被广泛地用于简单的胸部拍照、简单的腹 部拍照、简单的骨骼拍照、简单的鼻窦拍照、简单的颈部软组织拍照以及胸部拍照。
[0070] 图1是X射线系统1000的框图。
[0071] 参考图1，X射线系统1000包括X射线装置100和工作站110。图1所示的X射线装置 100可以是固定类型的X射线装置或移动式X射线装置。X射线装置100可以包括X射线辐照单 元120、高电压生成器121、检测器130、操纵单元140以及控制单元150。控制单元150可以控 制X射线装置100的整体操作。
[0072] 高电压生成器121生成用于生成X射线的高电压，并且向X射线源122施加高电压。 [0073] X射线辐照单元120包括:X射线源122,从高电压生成器121接收高电压以生成X射 线并且辐照;准直器123,用于引导从X射线源122所辐照的X射线的路径并且调整由X射线所 辐照的照射区域。
[0074] X射线源122包括X射线管，其可以被实现为包括阳极和阴极的真空管二极管。X射 线管的内部被设定为大约lOmmHg的高真空状态，并且阳极的丝极(filament)被加热到高温 以生成热电子。丝极可以是钨丝，并且大约10V的电压和大约3A至5A的电流可以被施加到连 接到丝极的电线以加热丝极。
[0075]另外，当大约10kVp至大约30kVp的高电压被施加在阴极与阳极之间时，热电子被 加速以与阴极的靶材撞击，并且然后，X射线被生成。X射线经由窗口被辐照到外部，并且窗 口可以由铍薄膜形成。在这种情况下，与靶材撞击的电子的能量的大部分被消耗为热，并且 剩余的能量被转换为X射线。
[0076]阴极主要由铜形成，并且靶材被布置为与阳极相对。靶材可以是高电阻材料，诸如 络(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、妈(W)或钼(Mo)。祀材可以通过旋转场(rotating field) 被旋转。当靶材被旋转时，电子冲击面积可以增大，并且每单位面积热累积率被增大为是靶 材固定的情况下的每单位面积热累积率的至少十倍。
[0077] 在X射线管的阴极与阳极之间所施加的电压被称为管电压，以及管电压从高电压 生成器121被施加并且管电压的幅度可以被表示为峰值(kVp)。当管电压增加时，热电子的 速率增加，并且因此，当热电子与靶材碰撞时所生成的X射线的能量(光子能量)增加。在X射 线管中流动的电流被称为管电流，其可以被表示为平均值(mA)。当管电流增加时，从丝极所 发射的热电子的数量增加，并且因此，当热电子与靶材碰撞时所生成的X射线剂量(X射线光 子的数量)增加。
[0078] 因此，X射线的能量可以根据管电压而被调整，并且X射线的强度或X射线剂量可以 根据管电流和X射线曝光时间被调整。
[0079]检测单元130检测从X射线辐照单元120所辐照的并且已经透过对象的X射线。检测 器130可以是数字检测器。检测器130可以通过使用薄膜晶体管(TFT)或电耦合元件(CXD)来 实现。尽管在图1中检测器130被包括在X射线装置100中，但是检测器130可以是作为能够连 接到X射线装置100或与X射线装置100分离的单独的设备的X射线检测器。根据实施例的X射 线检测器可以是能够连接到X射线装置或与X射线装置分离的单独的设备。
[0080] X射线装置100可以进一步包括操纵单元140,用于为用户提供用于操纵X射线装置 100的接口。操纵单元140可以包括输出单元141和输入单元142。输入单元142可以从用户接 收用于操纵X射线装置100的命令和与X射线拍照有关的各种类型的信息。控制单元150可以 根据由输入单元142所接收到的信息来控制或操纵X射线装置100。输出单元141可以在控制 单元150的控制下输出代表与诸如X射线辐照的拍照操作有关的信息的声音。
[0081] 工作站110与X射线装置100可以有线地或无线地彼此连接。当它们彼此无线地连 接时，可以进一步包括用于与彼此同步时钟信号的设备(未示出）。工作站110和X射线装置 100可以存在于物理上分离的空间内。
[0082] 工作站110可以包括输出单元111、输入单元112以及控制单元113。输出单元111和 输入单元112为用户提供用于操纵工作站110和X射线装置100的接口。控制单元113可以控 制工作站110和X射线装置100。
[0083] X射线装置100可以经由工作站110被控制，或可以被在X射线装置100中所包括的 控制单元150控制。因此，用户可以经由工作站110来控制X射线装置100,或者可以经由在X 射线装置100中所包括的操纵单元140和控制单元150来控制X射线装置100。换言之，用户可 以经由工作站110远程地控制X射线装置100,或可以直接地控制X射线装置100。
[0084] 尽管在图1中工作站110的控制单元113与X射线装置100的控制单元150分离，但是 图1仅为示例。作为另一个示例，控制单元113和控制单元150可以被整合为单个控制单元， 并且该单个控制单元可以仅被包括在工作站110和X射线装置100之一中。在下文中，控制单 元113和控制单元150可以指示在工作站110中所包括的控制单元113和/或在X射线装置100 中所包括的控制单元150。
[0085] 工作站110的输出单元111和输入单元112可以为用户提供用于操纵X射线装置100 的接口，并且X射线装置100的输出单元141和输入单元142也可以为用户提供用于操纵X射 线装置100的接口。尽管在图1中，工作站110和X射线装置100分别地包括输出单元111和输 出单元141，并且分别地包括输入单元112和输入单元142,但是示例性实施例不限于此。可 以工作站