专利名称：便携式辐射成像系统、在该便携式辐射成像系统中使用的保持装置和便携式辐射成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使用至少一个辐射源捕获图像的便携式辐射成像系统，和一种用于在便携式辐射成像系统中使用的保持装置和便携式辐射成像设备。
背景技术：
在使用辐射的诊断成像中，例如，执行X射线立体成像(参见日本专利公开待审出版物第55-132192号和第09-313470号)。为了执行X射线成像，使用两个X射线源。X射线源布置在彼此不同的位置处。因此，能够获得具有视差的两个图像，从而允许对感兴趣对象进行立体观察。
日本专利公开待审出版物第55-132192号公开了一种基本立体成像技术，其中从一个或多个X射线源施加X射线。当使用单个X射线源时，X射线源移动到至少两个位置。 当使用多个X射线源时，X射线源布置在其相应的位置处。
在日本专利公开待审出版物第09-313470号中，使用两个细丝的X射线管固定到 C形臂。两个细丝分别形式右眼和左眼的焦点。C形臂移动到适当的位置以执行立体成像。 在用于生成施加到X射线管的高电压的阶跃变压器的初级侧控制X射线照射时序。因此， 系统变得紧凑、轻质并且便于携带。
另一方面，美国专利申请出版物第2008/0240343号(与日本专利公开待审出版物第2008-253762号相对应)提出了一种适于在例如事故和灾难现场处的紧急医疗护理中使用的便携式X射线成像系统。该系统包括X射线源、X射线源的保持装置、X射线检测器、电源装置、控制器装置和运输装置。该装置由运输设备运输，然后在现场装配以执行成像。
对于诸如美国专利申请出版物第2008/0240343号中公开的便携式X射线成像系统的便携式X射线成像系统，重要的是缩短成像时间以实现紧急护理的快速性和家庭护理的简单性。与非便携式原尺寸系统相比较，不费力地组装和成像的可携带性以及低成本也是重要的因素。
在日本专利公开待审出版物第55-132192号和第09-313470号以及美国专利申请出版物第2008/0240343号中，使用诸如电动机的驱动力使一个或多个X射线源移动。然而， 驱动力增加系统的尺寸，因此考虑到可携带性和成本不适于便携式辐射成像系统。因为在初级护理中使用便携式X射线成像系统，因此在不需要使用驱动力而手动移动X射线源不是问题。
然而，在手动移动X射线源时，需要小心，这是因为X射线源的最佳位置根据X射线照射区域而变化。当使用布置在不正确位置处的X射线源执行立体成像时，必须重新调节X射线源的位置并重新捕获X射线图像。这延长成像时间并迫使病人被暴露给更多的X 射线。即使使用驱动力，如果驱动力具有问题，则X射线源也不能被正确地布置，从而中断成像过程。
日本专利公开待审出版物第55-132192号和第09-313470号以及美国专利申请出版物第2008/0240343号没有记载X射线源的位置根据X射线照射区域的变化。当前，没有记载对与位置变化相关联的问题的解决方案。发明内容
本发明的目的是减少便携式辐射成像系统的成像时间，同时改进该辐射成像系统的易操纵性。
为了实现以上及其它目的，用于在便携式辐射成像系统中使用的保持装置包括一组支撑腿、支撑构件和第一指示部分。所述一组支撑腿根据辐射的照射区域的大小调节至少一个辐射源与辐射图像检测器的图像接收表面之间的距离。辐射源将辐射施加到对象。 辐射图像检测器接收穿过对象的辐射以检测图像。支撑构件连接在一组支撑腿之间。每一个都被设计成保持辐射源的保持器设置在支撑构件上的相应位置中。至少两个保持器用于布置至少一个辐射源。辐射源在由保持器保持的同时将辐射施加到对象。第一指示部分设置到支撑构件。第一指示部分指示要被布置的辐射源的位置。所述要被布置的位置可根据照射区域的大小被区分。
优选的是支撑构件设有用于以可移动的方式支撑保持器的保持器移动部分。
优选的是支撑腿设有用于指示用于调节所述距离的距离位置的第二指示部分。所述距离位置可根据照射区域的大小被区分。
优选的是第一指示部分和所述第二指示部分中的至少一个具有布置在相应位置或距离位置处的灯或标记。
优选的是保持装置还包括位置检测传感器和报警部分。位置检测传感器检测保持器的位置。当所述位置检测传感器的检测结果不同于与所述照射区域的大小相对应的位置时，报警部分给出报警信号。
优选的是当保持器没有定位于适合于施加辐射的位置处时，在辐射照射之前，报警部分给出报警信号。
优选的是保持装置还包括照射区域限制板，所述照射区域限制板设置在辐射源与辐射图像检测器之间。照射区域限制板限制施加到对象的辐射的照射区域。
优选的是照射区域限制板包括辐射屏蔽板、开口和可移除板。开口形成在辐射屏蔽板上用于允许具有与照射区域相对应的量的辐射穿过。可移除板遮盖或不遮盖所述开□。
优选的是保持装置还包括驱动力，所述驱动力用于使保持器移动到与照射区域的大小相对应的位置。
一种便携式辐射成像系统包括用于将辐射施加到对象的至少一个辐射源；辐射图像检测器，所述辐射图像检测器用于接收穿过对象的辐射以检测图像；保持装置和用于处理从所述辐射图像检测器输出的图像数据的图像处理装置。保持装置包括一组支撑腿、 支撑构件、保持器和指示部分。所述一组支撑腿根据辐射的照射区域的大小调节辐射源与辐射图像检测器的图像接收表面之间的距离。支撑构件连接在所述一组支撑腿之间。每一个都被设计成保持辐射源的保持器设置在支撑构件上的相应位置中。至少两个保持器用于布置至少一个辐射源。辐射源在由保持器保持的同时将辐射施加到对象。指示部分设置到支撑构件。指示部分指示要被布置的辐射源的位置。所述位置可根据照射区域的大小被区分。
优选的是至少两个图像数据被生成以执行允许立体观察的立体成像。
优选的是系统执行断层合成成像，在所述断层合成成像中，至少两个图像数据被添加以获得强调对象的感兴趣区的断层图像。
优选的是图像处理装置在显示器上显示用于辐射源的所有位置中与照射区域相对应的位置。
一种便携式辐射成像设备包括用于接收穿过对象的辐射以检测图像的辐射图像检测器、保持装置和用于处理从所述辐射图像检测器输出的图像数据的图像处理装置。保持装置包括一组支撑腿、支撑构件、保持器和指示部分。所述一组支撑腿根据辐射的照射区域的大小调节至少一个辐射源与辐射图像检测器的图像接收表面之间的距离。辐射源将辐射施加到对象。支撑构件连接在一组支撑腿之间。每一个都被设计成保持辐射源的保持器设置在支撑构件上的相应位置中。至少两个保持器用于布置至少一个辐射源。辐射源在由保持器保持的同时将辐射施加到对象。指示部分设置到支撑构件。指示部分指示要被布置的辐射源的位置。所述位置可根据照射区域的大小被区分。
根据本发明，至少一个辐射源的适当位置以可区分的方式根据照射区域的大小被指示。至少一个辐射源根据指示的位置正确地布置在预定位置处，从而消除成像误差。因此，便携式辐射成像系统降低其成像时间并改进其易操纵性。
当结合附图进行阅读时，本发明的以上及其它目的和优点将从优选实施例的以下详细说明被进一步清楚呈现，其中相同的附图标记在多幅图中表示相同或相对应的部件， 其中
图I是显示X射线成像系统的示意性结构的立体图2是保持装置的水平杆和支撑腿的结构；
图3是显示成像控制装置的电气结构的方框图4显示控制表；
图5A-5C显示感兴趣对象的尺寸、SID、和X射线源之间的距离之间的关系，其中图 5A显示感兴趣对象较大的关系，图5B显示感兴趣对象具有中间尺寸的关系，图5C显示感兴趣对象较小的关系；
图6A和6B显示由X射线屏蔽板覆盖的X射线成像系统，图6A是对象的主体侧表面的视图，图6B是对象的头部的视图7是显示简易照射区域限制板的立体图8显示将光传感器设置到水平杆上的轨道中的每一个的示例；和
图9A和9B显示用于立体成像的另一个方法，其中图9A是X射线源中的一个布置在水平杆的中心处，而另一个X射线源从中心移动的示例，图9B是X射线源借助于摆动机构面向暗盒的示例。
具体实施方式
在图I中，诸如X射线成像系统2的辐射成像系统设有两个X射线源IOa和10b、暗盒11、成像控制装置12、操作台13和保持装置14。X射线源IOa和IOb中的每一个都发射X射线。暗盒11检测从X射线源IOa和IOb发出然后通过对象或病人P的X射线以输出图像数据。成像控制装置控制X射线源IOa和IOb以及暗盒11的成像操作。操作台13 用于为成像控制装置12设定成像条件(X射线源IOa的X射线管20a的管电压、管电流、照射时间等和X射线源IOb的X射线管20b的管电压、管电流、照射时间等)。保持装置14保持X射线源IOa和10b。当从布置在彼此不同的位置处的X射线源IOa和IOb将X射线施加到对象时，X射线成像系统2执行立体成像。因此，获得允许进行立体(3D)观察的视差图像。
X射线源IOa和10b、暗盒11、成像控制装置12、操作台13和保持装置14中的每一个都是便携式的。X射线成像系统2被运输到需要紧急护理或家庭护理的现场，例如，事故现场或灾难现场，或家庭护理病人的家中，以执行X射线成像。
根据从操作台13的输入装置15输入的成像条件，成像控制装置12将指令发给X 射线源IOa和IOb和暗盒11中的每一个以使X射线源IOa和IOb和暗盒11相应的操作同时发生。在从照射开关16接收到指示X射线照射的信号时，成像控制装置12通知暗盒11 接收到该信号，从而使X射线源IOa和IOb和暗盒11的操作同步。
从暗盒11输出的图像数据通过成像控制装置12被输入到操作台13。操作台13 由个人计算机或工作站组成，并对图像数据执行各种图像处理。操作台13在显示器17上显示图像，并将该图像发送在诸如图像存储服务器的外部数据存储装置中。
X射线源IOa和IOb通过电缆19互相连接。X射线源IOb通过电缆18连接到成像控制装置12。成像控制装置12将动力供应给X射线源IOa和10b。X射线源IOa具有X 射线管20a、准直仪和类似物。X射线管20a在施加来自驱动器(高压发电机，参见图3)71 的高电压时生成X射线。准直仪(X射线场限制装置，未示出)限制由X射线管20a生成的 X射线的X射线场。与X射线源IOa —样，X射线源IOb具有X射线管20b、准直仪和类似物。
X射线管20a和20b中的每一个都例如是没有靶旋转机构的固定阳极X射线管。 X射线管20a和20b中的每一个都使用冷阴极电子源。在这种情况下，与热阴极电子源不同，细丝和细丝加热器不是必需的。因此，X射线管20a和20b紧凑并且轻质。因为不需要细丝预热，因此能够响应于图像捕获的指令立刻执行X射线照射。这对于紧急护理是有利的。对于X射线管20a和20bb，例如，可以使用日本专利第3090910号中公开的配合到具有2mm或更小直径的同轴电缆的超小X射线发生器或具有在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〉中公开的具有碳纳米结构的X射线管。后一个X射线管在干电池组上操作。 这消除了在X射线源IOa和IOb与成像控制装置12之间使用电缆。指示X照射的信号从成像控制装置12被无线发送到X射线源IOa和10b。
电缆19松散地下垂以当X射线源IOa和IOb移动到保持装置14的横杆或水平杆 27的相对端时不会被拉伸。可选地，电缆19可以由弹性材料制成。
X射线源IOa和IOb中的每一个都设有瞄准装置，例如，用于与暗盒11(对象P)对准的激光光源(未示出)。X射线源IOa和IOb中的一个布置在保持装置14的水平杆27 的中心处。接着,激光光源将激光施加到暗盒11。暗盒11的中心与激光对准。因此,暗盒 11的位置被校准。
暗盒11的形状为大致矩形。暗盒11通过电缆21连接到成像控制装置12。成像控制装置12将动力供应给暗盒11。如图I所示，暗盒11具有面对X射线源IOa和IOb的图像接收表面22。暗盒11放置在对象P下方或适于感兴趣对象的位置，例如，在肩部或膝部下方。为了便于携带，把手23设置在暗盒11的侧部。X射线源IOa和IOb也分别设有把手24a和24b。成像控制装直12也设有把手(未不出)。
暗盒11装有X射线检测器74 (参见图3)。X射线检测器74例如是具有矩阵基板的平板检测器(FPD)。矩阵基板具有以二维方式布置的多个像素。每一个像素都由薄膜晶体管(TFT)和X射线检测元件构成。当TFT截止时，X射线检测器74根据入射的X射线的量将电荷聚集在X射线检测元件中。接着，TFT导通以读取聚集在X射线检测元件中的电荷。电荷由信号处理器75 (参见图3)的积分放大器(未示出)被转换成电压信号。在信号处理器75的A/D转换器(未示出)中对电压信号进行A/D转换。因此。生成数字图像数据。
保持装置14通过电缆25连接到成像控制装置12。成像控制装置12将动力供应给保持装置14。保持装置14具有一对支撑腿26和横杆或直线水平杆(支撑构件)27。每一个支撑腿26都为U形形状，并且装配在地板或地面上。水平杆27的每一个端部都通过接头28连接到支撑腿26的上中心点。因此，保持装置14被组装而成。保持装置14相对于水平杆27的中心对称。每一个支撑腿26都具有在其中心部分处的可移动接头29，从而允许支撑腿26伸出或缩回以调节该支撑腿的高度。
钩子(保持器)30a和30b连接到水平杆27。钩子30a悬挂或保持X射线源IOa 的把手24a。钩子30b悬挂或保持X射线源IOb的把手24b。因此，X射线源IOa和IOb分别使用钩子30a和30b连接到水平杆27。X射线源IOa和IOb当被钩住时沿大致竖直方向发射X射线。
钩子30a装配到形成在水平杆27上的沟槽状轨道或保持器移动部分31a中。轨道31a平行于水平杆27的纵向方向从一个端部延伸到稍微超过水平杆27的中心的位置。 钩子30a沿着轨道31a手动地移动。钩子30b装配到形成在水平杆27上的沟槽状轨道或保持器移动部分31b中。轨道31b平行于水平杆27的纵向方向从另一个端部延伸到稍微超过水平杆27的中心的位置。钩子30b沿着轨道31a手动地移动。轨道31a形成在水平杆27的下部上。轨道31b形成在水平杆27的上部上。轨道31a和31b在水平杆27的中心处互相重叠。因此，X射线源IOa和IOb中的一个可以布置在水平杆27的中心处，而另一个X射线源定位于水平杆27的端部处。因此，能够通过从布置在水平杆27的中心处的 X射线源施加X射线来捕获图像。
在图2中，钩子30a和30b中的每一个都具有C形形状，且所述钩子的后中心被切掉(参见图I)。三角形标记40a设置在钩子30a的C状形状的每一个端部的中心处。三角形标记40b设置在钩子30b的C状形状的每一个端部的中心处。位置指示部分41沿纵向方向设置到水平杆27。位置指示部分41被设置成与钩子30a和30b的C状形状的端部接触或在所述端部之间。位置指示部分41具有中心灯42、一对第一灯43、一对第二灯44和一对第三灯45。灯42-45中的每一个例如都根据其类型或种类由白色LED或不同颜色的 LED构成。
中心灯42指示水平杆27的中心。中心灯42打开以相对于X射线源IOa和IOb 对准或定位暗盒11。第三灯45、第二灯44和第一灯43以与水平杆27的中心的距离增加的顺序被布置。所述第一灯43、第二灯44和第三灯45对中的每一对都相对于水平杆27的中心对称。根据从输入装置15输入的感兴趣对象选择性地打开第一灯43至第三灯45。
支撑腿26的可移动接头29由上管50、下管51和遮盖上管50和下管51的透明盖52组成。下管51的直径小于上管50的直径以被装配到上管50中。下管51使用诸如棘爪止动机构的公知的机构与上管50接合。因此，下管51可沿着上管50在向上和向下方向上滑动到三个位置。当下管51向上滑动时，支撑腿26缩短。相反，当下管51向下滑动时，支撑腿26伸出。
上管50设有类似于钩子30a和30b的三角形标记的三角形标记53。下管51设有类似于水平杆27的位置指示部分41的位置指示部分54。标记53和位置指示部分54通过透明盖52和窗口或开口 55可视地被识别，其中所述窗口或开口穿过上管50形成。定位指示部分54设有沿垂直方向或纵向方向布置的第一灯45、第二灯46和第三灯58。第一灯 56至第三灯58分别对应于第一灯43至第三灯45。第一灯56布置在最高位置处。第三灯 58布置在最低位置处。第二灯57布置在第一灯56与第三58之间。类似于第一灯43至第三灯45，根据从操作台13的输入装置15输入的感兴趣对象打开第一灯56至第三灯58。 标记53和定位指示部分54设置到可移动接头29中的至少一个。为相应的支撑腿26设置可移动接头29。
成像控制装置12控制X射线源IOa和IOb的每一个部分，使得来自X射线源IOa 的X射线和来自X射线源IOb的X射线可选地被施加到对象P。根据成像条件，X射线源 IOa和IOb分别布置在水平杆27上的两个预定位置处。在每一次从X射线源IOa和IOb中的一个施加X射线时，暗盒11检测通过病人P的X射线。因此，暗盒11将输出具有视差的两个图像数据。
在图3中，成像控制装置12的X射线源控制器70a控制X射线源IOa的整体操作。X射线源控制器70a根据指定的时序和成像条件通过驱动器71a控制X射线管20a的操作。用于控制X射线源IOb的X射线源控制器70b类似于X射线源控制器70a构造而成并类似于X射线源控制器70a操作。
暗盒控制器72控制暗盒11的整体操作。暗盒控制器72根据指定的时序和成像条件通过驱动器73控制X射线检测器74的操作。暗盒控制器72从具有积分放大器和A/ D转换器的信号处理器75接收图像数据，并将该图像数据发送到操作台13。
操作台13将互相关联的具有视差的两个图像数据存储在存储器或存储装置中。 当从布置在彼此不同位置处的X射线源IOa和IOb中的每一个将X射线施加到对象P时， 从暗盒11输出两个图像数据。分别根据两个图像数据生成两个图像(两个视差图像)。操作台13可选地以有规律的时间间隔在显示器17上显示视差图像。通过液晶开关和偏振3D 镜观察视差图像允许对X射线图像进行立体观察。
通过驱动器77，保持装置控制器76控制水平杆27的定位指示部分41和支撑腿 26的定位指示部分54的操作。诸如EEPROM的存储器78连接到保持装置控制器76。存储器78存储图4中所示的控制表。当从操作台13的输入装置15输入感兴趣对象时，查阅控制表80。控制表80显示水平杆27上第一灯43至第三灯45以及支撑腿26上第一灯56 至第三58中与输入的感兴趣对象相对应的将被打开的灯。在控制表80中，存在基于所需的感兴趣对象的尺寸或照射区域的三组或三类兴趣目标。例如，需要大照射区域的兴趣目标包括整个胸部。需要中间尺寸照射区域的兴趣目标包括头部。需要小照射区域的兴趣目标包括胸部的一部分。在控制表80中，对于需要大照射区域的兴趣目标，列出第一灯43和 58。对于需要中间尺寸的照射区域的兴趣目标，列出第二灯44和59。对于需要小照射区域的兴趣目标，列出第三灯45和60。
根据存储器78中的控制表80，保持装置控制器76通过驱动器77控制水平杆27 上的定位指示部分41和支撑腿26上的定位指示部分54的操作。更加具体地，当从操作台 13的输入装置15输入需要“大”照射区域的感兴趣对象时，打开第一灯43和58。当输入需要“中间尺寸”照射区域的感兴趣对象时，打开第二灯44和59。当输入需要“小”照射区域的感兴趣对象时，打开第三灯45和60。同时，打开中心灯42。当从照射开关16输入指示X射线照射的信号时，保持装置控制器76关闭所有灯。
控制器70a、70b、72和76—起工作以根据两个图像数据执行用于生成立体图像的立体成像。通过从分别布置在两个位置处的X射线源IOa和IOb施加X射线获得两个图像数据。
如图5A、5B和5C所示，当感兴趣对象的尺寸(照射区域)“大”时，X射线照射的重叠区域最大。当感兴趣对象的尺寸(照射区域)“小”时，X射线照射的重叠区域最小。 当感兴趣对象的尺寸(照射区域)在“中间”时，X射线照射的重叠区域具有在“大”兴趣目标和“小”兴趣目标的尺寸(照射区域)之间的尺寸。这里，Dl表示与大感兴趣对象(大照射区域)相对应的X射线源IOa和IOb之间的距离。D2表示与中间尺寸的感兴趣对象 (中间尺寸照射区域)相对应的X射线源IOa和IOb之间的距离。D3表示与小感兴趣对象 (小照射区域)相对应的X射线源IOa和IOb之间的距离。H1、H2和H3中的每一个表示X 射线源(IOa和IOb)与图像接收表面22之间的距离(以下简称SID，其为源图像距离的缩写)。Hl是大感兴趣对象(大照射区域)的SID。H2是中间尺寸感兴趣对象(中间尺寸照射区域)的SID。H3是小感兴趣对象(小照射区域)的SID。H1、H2和H3随着感兴趣对象的尺寸(照射区域)而减小。
X射线源IOa和IOb中的每一个的由准直仪的照射开口形成的最大投射角a大约为12°。为了在不改变准直仪的照射孔径的尺寸的情况下改变X射线场，通过使支撑腿26 中的每一个的可移动接头29伸出或缩回调节SID。根据SID，通过沿着轨道31a移动钩子 30a和沿着轨道31b移动钩子30b能够调节X射线源IOa和IOb之间的距离。换句话说，由与感兴趣对象相对应的X射线照射区域的大小、最大投射角a和SID确定X射线源IOa和 IOb之间的距离。最大投射角表示等腰三角形的两个等边之间的角度，所述等腰三角形以X 射线管20a或20b的焦点作为顶点，而以照射孔径的端部之间的线作为底边。
水平杆27上的位置指示部分41的第一灯43中的每一个都位于远离水平杆27的中心的距离(Dl)/2处。第二灯44中的每一个都位于远离水平杆27的中心的距离(D2)/2 处。第三灯45中的每一个都位于远离水平杆27的中心的距离(D3)/2处。支撑腿26上的位置指示部分54的第一灯56位于SID为“H1”的位置处。第二灯57位于SID为“H2”的CN 102525494 A位置处。第二灯58位于SID为“H3”的位置处。应该注意的是根据具有大于标准体型的体宽的人如前所述确定感兴趣对象的照射区域的大小。
如图6A和6B中所示，使用中的X射线成像系统2被X射线屏蔽板85遮盖，从而降低在X射线成像系统2附近暴露不必要的X射线的风险。
X射线屏蔽板85由包括具有高X射线屏蔽效应的诸如铅的材料的柔性板状材料制成。X射线屏蔽板85具有足以基本上遮盖整个X射线成像系统2的尺寸。例如，X射线屏蔽板85连接到接头28和水平杆27。X射线屏蔽板85向下悬挂到地面以完全遮盖包括对象P的感兴趣对象的整个X射线成像系统2。
电缆固定器86设置在X射线屏蔽板85的顶端上。电缆固定器86大致固定将成像控制装置12连接到X射线源IOb的电缆18的中间。在电缆固定器86与X射线源IOb 之间下垂的电缆18容纳在X射线屏蔽板85中。电缆松散地下垂，以便当钩子30b沿着轨道31b从水平杆27的左侧端移动时不会被拉伸。电缆18从电缆固定器86与钩子30b的移动一起延伸或收缩。
简单的照射区域限制板87连接在由X射线屏蔽板85遮盖的空间的对象P侧以遮盖整个对象P。类似于X射线屏蔽板85，简易照射区域限制板87具有柔性并包括具有高X 射线屏蔽效应的诸如铅的材料。简易照射区域限制板87基本上平行于图像接收表面22装配在由X射线屏蔽板85遮盖的空间的内部。
如图7所示，开口 90设置在简易照射区域限制板87的中心处。例如，开口 90的尺寸与感兴趣对象的尺寸(照射区域的尺寸)相对应并根据可移除板91、92和93的尺寸变化。开口 90完全被可移除板91、92和93遮盖。可从简易照射区域限制板87移除板91。 可从板91移除板92。可从板92移除板93。板91具有使得照射区域适于“大”感兴趣对象的尺寸。即，当移除板91时，形成具有板91的尺寸的开口 90。该开口 90允许形成适于大感兴趣对象的照射区域。剩余的板87堵塞或消除适当的照射区域外的X射线(由图5A 中的虚线所示的椭圆形显示)。板92具有使得照射区域适于“中间尺寸”的感兴趣对象的尺寸。即，当移除板92时，形成具有板92的尺寸的开口 90。该开口 90允许形成适于中间尺寸的感兴趣对象的照射区域。剩余的板87和91堵塞或消除适当的照射区域外的X射线 (由图5B中的虚线所示的椭圆形显示)。板93具有使得照射区域适于“小”的感兴趣对象的尺寸。即，当移除板93时，形成具有板93的尺寸的开口 90。该开口 90允许形成适于小的感兴趣对象的照射区域。剩余的板87、91和92堵塞或消除适当的照射区域外的X射线 (由图5C中的虚线所示的椭圆形显示)。为了将X射线屏蔽板85连接到保持装置14，并且为了将简单的照射区域限制板87连接到X射线屏蔽板85，以及为了将层91至93连接到简单的照射区域限制板87,例如可以使用钩子、卡扣、钩环紧固件(hook-and-loop fasters)、 魔术贴(magic tape注册商标)或螺钉。
接下来，说明上述结构的操作。X射线成像系统2被携带或运输到现场位置。保持装置14如I所示组装而成。X射线源IOa和IOb分别钩到钩子30a和30b上。电缆18连接到X射线源10b。电缆19连接在X射线源IOa与IOb之间。电缆21连接到暗盒11。电缆25连接到保持装置14。因此，成像控制装置12连接到X射线源IOa和10b、暗盒11和保持装置14中的每一个。
当装配好X射线成像系统2时，从操作台13的输入装置15输入感兴趣对象、成像条件和类似因素。保持装置控制器76打开中心灯42。查阅存储器78中的控制表80，读取控制表80中与感兴趣对象相对应的行。在位置指示部分41的第一灯43至第三灯45和位置指示部分54的第一灯56至第三灯58中，打开指示X射线源IOa和IOb的SID和位置并适于感兴趣对象的灯。
X射线源IOa和IOb中的一个移动以与中心灯42重合，并因此定位于水平杆27的中心处。光从诸如激光光源的瞄准装置投射到暗盒11。调节暗盒11的位置，使得来自瞄准装置的光与光接收表面22的中心重合。因此，暗盒11与保持装置14之间的相对位置被调节。
为了调节SID，通过可移动接头29使支撑腿26伸长或缩短，使得上管50的标记 53与被打开的灯56、57或58重合。为了将X射线源IOa布置在与感兴趣对象相对应的位置处，钩子30a沿着轨道31a移动，使得钩子30a的标记40a与被打开的灯43、44或45重合。为了将X射线源IOb布置在与感兴趣对象相对应的位置处，钩子30b沿着轨道31b移动，使得钩子30b的标记40b与被打开的灯43、44或45重合。
在调节SID和X射线源IOa和IOb的位置之后，对象P位于面向上的位置。具有简易照射区域限制板87的X射线屏蔽板85连接到保持装置14以遮盖感兴趣对象和整个 X射线成像系统2。电缆18的中间由电缆固定器86固定。电缆18的中间和从电缆固定器 86下垂的电缆18容纳在X射线屏蔽板85中。在简易照射区域限制板87的可移除层91至 93中，与感兴趣对象相对应的板被移除以形成具有适于感兴趣对象的尺寸的开口 90。
连接到成像控制装置12的照射开关16被推动以指示照射开始。响应于此，保持装置控制器76关闭灯。X射线从X射线源IOa的X射线管20a和X射线源IOb的X射线管 20b被依次施加到对象P。暗盒11的X射线检测器74检测通过对象P的X射线。
操作台13存储彼此相关联的两个图像数据。立体X射线图像根据两个图像数据形成并显示在显示器17上。医生观察图像并进行诊断。医生可以通过网络将图像数据发送到远距离医疗设备以从征求来自专家的意见。
如上所述，根据本发明，与感兴趣对象相对应的灯打开以指示支撑腿26的适当高度和X射线源IOa和IOb的适当位置。接着，根据灯调节该高度和位置。因此，能够容易地装配X射线成像系统，从而避免不正确高度和/或位置，这会导致成像失败。因此，成像时间被缩短。
在紧急医疗护理中，必须对由于疼痛或其它原因而不能移动的病人进行X射线成像。诸如年长的卧病在床的病人的家庭护理病人难以保持相同的姿势。便携式辐射成像系统2对于这种病人尤其有用，这是因为便携式辐射成像系统2被运输到紧急现场或病人的家里，并且在最小的成像时间内迅速地捕获图像。
X射线管20a和20b紧凑且轻质。因此，运输和装配的负担减小，因此保持装置14 的多个部分需要较小的强度。因此，保持装置14变得紧凑且轻质。
感兴趣对象和X射线成像系统2被X射线屏蔽板85遮盖。X射线屏蔽板85防止 X射线泄漏到外面并阻止附近的人被暴露于该X射线。除了感兴趣对象的之外的没有被X 射线屏蔽板85遮盖的诸如头部或腿部的身体部位可以降低不必要X射线暴露的风险。因此，即使在对象P周围具有许多人的情况下也能够安全地执行X射线成像。
X射线屏蔽板85和简易照射区域限制板87是柔性的并且当不使用时能够折叠或卷起来。例如，水平杆27可以被制成为中空以容纳X射线屏蔽板85和简易照射区域限制板87。
通过电缆固定器86固定的电缆18的中部和从电缆固定器86下垂的电缆18容纳在X射线屏蔽板85中。因此，电缆18被紧凑地储存。这防止诸如中断成像过程的绊倒或拉出电缆18的事故。类似于电缆18的情况，连接暗盒11和成像控制装置12的电缆21的下垂部分和连接保持装置14和成像控制装置12的电缆25的下垂部分也可以容纳在X射线屏蔽板85中。
每一个电缆可以设有用于防止由电缆产生的事故并提高储存的紧凑性和可携带性的电缆线轴。电缆在不使用时卷绕到电缆线轴上，而在使用时展开。电缆线轴可以设置到支撑腿26。可选地，电缆线轴可以设置到成像控制装置12，S卩，电缆卷绕在成像控制装置 12中并被储存。
感兴趣对象的照射区域由简易照射区域限制板87限制。因此，不需要改变准直仪的照射孔径的尺寸。这允许使用没有准直仪的X射线源。
可以检测钩子30a和30b在水平杆27上的位置。可以显示当钩子30a或30b从与感兴趣对象相对应的正确位置移动时的误差。更加具体地，报警部分设置到保持装置14。 报警部分包括用于指示误差的报警灯95 (参见图I)。如图8所示，光传感器96分别在轨道31a和31b中的每一个上设置在与灯的位置相同的位置处。每一个光传感器96由投光器和光线接收器(两个都未示出)组成。当钩子30a或30b移动到光传感器96的位置时， 来自发光器的光被钩子30a或30b反射，然后入射在光线接收器上并由光线接收器检测到。 相反地，当钩子30a或30b没有定位于光传感器96上时,来自发光器的光被散射,而没有被光线接收器检测到。
当照射开关16被操作以指示X射线照射的开始时，成像控制装置12激活位于与灯的位置相同的位置处的与感兴趣对象相对应的光传感器96。当从光传感器96没有响应时，即，当光线接收器没有检测到来自投光器的光时，成像控制装置12不会开始X射线照射。代替地，成像控制装置12打开报警灯95以通知X射线源的位置是不正确的。可选地， 当输入感兴趣对象时可以激活光传感器96。报警灯95可以保持打开直到光传感器96响应为止。这能够预先防止成像失效，从而减小成像时间。
当X射线源IOa和IOb中的一个位于不正确的位置时，在使用位于正确位置的另一个X射线源执行成像之后可以显示报警。光传感器96可以以规定间隔布置在轨道31a 和31b中的每一个上。这允许对钩子30a和30b的位置进行检测，而不管灯的位置。代替光传感器，微型开关可以用作位置检测器。
X射线源的数量不局限于两个。可以仅使用一个X射线源。在这种情况下，X射线源定位于水平杆27上的两个位置中的一个以捕获第一图像。接着，X射线源移动到第二位置以捕获第二图像。在上述实施例中，当指示X射线照射时打开灯。另一方面，在使用单个X射线源的结构中，在捕获第二图像之前再次打开灯以指示X射线源的适当位置。在使用单个X射线源的结构中，将X射线源移动到第二位置是额外的步骤，在使用两个X射线源的结构中不需要该步骤。然而，与使用单个X射线源相比，使用两个X射线源的结构活动性较小并且更加昂贵。优选的是根据需要确定X射线源的数量。
在上述实施例中，以不例的方式根据感兴趣对象的尺寸对于感兴趣对象来说具有三类组或类别(大、中间尺寸和小)。可选地，可以提供两个或多于三个的类别。当具有三个或更多类别时，每一个类别中的灯被形成为与其它类别中的灯区分开。此外，根据类别的数量设置简易照射区域限制板87的可移除板。
对象P可以绕他/她身体轴线从上述实施例中的姿势旋转90°，8卩，对象P可以位于侧卧位置。类似于上述实施例，可以根据感兴趣对象预先确定SID、X射线源IOa和IOb 之间的距离和类似物。可选地，对象可以处于站立位置。在这种情况下，暗盒11使其图像接收表面22垂直于水平面。支撑腿的SID调节机构被构造成被水平调节，因此，可应用本发明。
可以在操作台13的显示器17上显示描述由位置指示部分41和54表示的消息 (例如，“使支撑腿和X射线源的标记与其相应的第一灯对准”)。在这种情况下，在输入感兴趣对象之后，操作台13从成像控制装置12接收控制表80的信息，并在显示器17上将该消息显示在弹窗或类似窗口中。因此，在装配系统之前显示与感兴趣对象相对应的位置，这有助于安装。当位置指示部分41和54的灯失效时，这还用作备用设备。
用于指示X射线源IOa和IOb的位置的位置指示部分可以为用于指出正确位置的简单标记，例如，三角形标记。在这种情况下，表示感兴趣对象或照射区域的大小的类别的名称或表示类别的符号(例如，在上述实施例中的字母“大”、“中间尺寸”、或“小”)被印刷有相应的标记。与使用灯相比，这使得保持装置14更加紧凑和轻质。
本发明可以应用到具有用于自动移动X射线源的驱动力的系统。驱动力例如包括响应于来自成像控制装置12的指令被驱动的步进电动机或类似设备。驱动力使钩子30a 与悬挂于钩子30a的X射线源IOa —起沿着轨道31a移动，以及使钩子30b与悬挂于钩子 30b的X射线源IOb —起沿着轨道31b移动。当驱动力停止时，X射线源IOa和IOb停止在水平杆27上的该X射线源IOa和IOb相应的预定位置处。
成像控制装置12计数驱动力中的驱动电压脉冲(施加到步进电动机的脉冲)。因此，成像控制装置12根据所述计数检测X射线源IOa和IOb在水平杆27上的位置以使X 射线源IOa和IOb移动到适于感兴趣对象的位置。如参照图5A、5B和5C所述，根据与感兴趣对象相对应的照射区域的大小、最大投射角a和SID确定X射线源IOa和IOb之间的距离。因此，可以预先确定X射线源IOa和IOb之间的距离。成像控制装置12可以存储与感兴趣对象相关联的X射线源IOa和IOb之间的距离。当根据储存在成像控制装置12中的距离控制驱动力以使X射线源IOa和IOb移动到该X射线源IOa和IOb的适于感兴趣对象的相应位置时，不需要手动调节。在这种情况下，位置指示部分41没有被激活，并且当驱动力失效时用作备用设备。
支撑腿26可以自动伸出或缩回。可移动接头29中的每一个都包括诸如液压阻尼器的致动器。另外，可以设置用于检测支撑腿的伸出或缩回量的传感器。致动器根据传感器的检测结果被驱动以自动控制支撑腿的伸出和缩回量，即，SID。在这种情况下，位置指示部分54用作当致动器和/或传感器失效时的备用设备。
在上述实施例中，X射线源IOa和IOb以示例的方式分别布置在相对于水平杆27 的中心对称的两个位置处。本发明不局限于上述实施例。X射线源IOa和IOb中的每一个都可以布置在产生视差的任意位置处。例如，如图9A所示，X射线源IOa可以布置在水平杆 27的中心处，而X射线源IOb可以布置在从中心移动的位置处以执行立体成像。可选地，如图9B所示，钩子30a和30b可以设有用于改变X射线源IOa和IOb的方向的摆动机构。X 射线源IOa和IOb中的每一个都可以相对于暗盒11以角度P倾斜。在这种情况下，除了与感兴趣对象相对应的X射线照射区域的大小、最大投射角a和SID之外，可以根据X射线源IOa和IOb的角度P确定X射线源IOa和IOb之间的距离。与上述实施例相比，倾斜角@缩短SID，并因此减小保持装置14的尺寸。此外，可以设置用于指示与感兴趣对象相对应的倾斜角的位置指示部分。
在上述实施例中，X射线源IOa和IOb分别沿着直线水平杆27上的轨道31a和31b 移动。可选地，弧形形状的横杆可以用于使X射线源IOa和IOb中的每一个在曲线轨道上移动。在这种情况下，X射线源IOa和IOb自然地面向暗盒11，因此不需要摆动机构。
由位置指示部分41和54表示的位置中的每一个都可以在可以进行立体观察的容许范围内。在这种情况下，X射线源可以从精确位置移动，只要X射线源在该容许范围内即可。这允许对X射线源IOa和IOb的位置进行微调。
根据本发明的成像系统可以采取在本发明的保护范围内的各种结构。
在上述实施例中，以示例的方式，X射线检测器74响应于来自成像控制装置12的指令操作。可选地，X射线检测器74本身可以检测X射线照射并响应于该检测而操作，而不需要来自成像控制装置12的指令。X射线检测器74不局限于以上实施例所述的直接转换型。可选地，可以使用间接转换型X射线检测器。在这种情况下，使用闪烁器将入射X射线转换成可见光，然后使用诸如非晶态硅(a-Si)的固态检测器将可见光转换成电信号。
暗盒11通过电缆21连接到成像控制装置12。保持装置14通过电缆25连接到成像控制装置12。可选地，暗盒11、保持装置14和成像控制装置12可以无线连接。在这种情况下，暗盒11和保持装置14中的每一个都可以装载有用于电力供应的电池。
可以不用为成像控制装置12设置控制器72和76以及驱动器73和77的功能。可选地，可以将上述功能提供给暗盒11和/或保持装置14。为高压发电机的驱动器71a和 71b可以独立于成像控制装置12而设置。
使用折叠接头可以使支撑腿26和水平杆27成一体。X射线屏蔽板85可以不必足够大以遮盖上述实施例的整个系统。X射线屏蔽板85可以具有至少遮盖下垂电缆18的尺寸。简易照射区域限制板87可以不必连接到X射线屏蔽板85。X射线屏蔽板85和简易照射区域限制板87可以独立使用。
在上述实施例中，本发明以示例的方式应用于立体成像。本发明可以应用于断层合成成像(tomosynthesis imaging)。在断层合成成像中，在X射线源移动的同时，X射线从不同的角度被施加到对象。添加捕获的图像以获得对象P的被强调的感兴趣区(ROI)的断层图像。
本发明不局限于X射线成像系统。本发明还适用于使用除了 X射线之外的诸如伽马射线的辐射的成像系统。
在本发明中可以进行各种改变和修改，并且可以在本发明内理解该各种改变和修改。
权利要求
1.一种用于在便携式辐射成像系统中使用的保持装置，包括一组支撑腿，所述一组支撑腿用于根据辐射的照射区域的大小调节至少一个辐射源与辐射图像检测器的图像接收表面之间的距离，所述辐射源将辐射施加到对象，所述辐射图像检测器接收穿过所述对象的辐射以检测图像；支撑构件，所述支撑构件连接在所述一组支撑腿之间；保持器，所述保持器每一个都被设计成保持所述辐射源并设置在所述支撑构件上的相应位置中，至少两个保持器用于布置所述至少一个辐射源，所述辐射源在由所述保持器保持的同时将所述辐射施加到所述对象；和第一指示部分，所述第一指示部分设置到所述支撑构件，所述第一指示部分指示所述辐射源要被布置的位置，所述要被布置的位置能够根据所述照射区域的大小被区分。
2.根据权利要求I所述的保持装置，其中，所述支撑构件设有用于以能够移动的方式支撑所述保持器的保持器移动部分。
3.根据权利要求2所述的保持装置，其中，所述支撑腿设有用于指示用于调节所述距离的距离位置的第二指示部分，所述距离位置能够根据所述照射区域的大小被区分。
4.根据权利要求3所述的保持装置，其中，所述第一指示部分和所述第二指示部分中的至少一个具有布置在所述相应位置或所述距离位置处的灯或标记。
5.根据权利要求2所述的保持装置，还包括用于检测所述保持器的位置的位置检测传感器；和报警部分，所述报警部分用于当所述位置检测传感器的检测结果不同于与所述照射区域的大小相对应的位置时给出报警信号。
6.根据权利要求5所述的保持装置，其中，当所述保持器没有定位于适合于施加所述辐射的位置处时，在所述辐射照射之前，所述报警部分给出报警信号。
7.根据权利要求I所述的保持装置，还包括照射区域限制板，所述照射区域限制板设置在所述辐射源与所述辐射图像检测器之间，所述照射区域限制板限制施加到所述对象的辐射的照射区域。
8.根据权利要求7所述的保持装置，其中，所述照射区域限制板包括辐射屏蔽板、形成在所述辐射屏蔽板上用于允许具有与所述照射区域相对应的量的辐射穿过的开口和用于遮盖或不遮盖所述开口的可移除板。
9.根据权利要求I所述的保持装置，还包括驱动力，所述驱动力用于使所述保持器移动到与所述照射区域的大小相对应的位置。
10.一种便携式辐射成像系统，包括(A)用于将辐射施加到对象的至少一个辐射源；(B)辐射图像检测器，所述辐射图像检测器用于接收穿过所述对象的辐射以检测图(C)保持装置，所述保持装置包括一组支撑腿，所述一组支撑腿用于根据所述辐射的照射区域的大小调节所述辐射源与所述辐射图像检测器的图像接收表面之间的距离；支撑构件，所述支撑构件连接在所述一组支撑腿之间；保持器，所述保持器每一个都被设计成保持所述辐射源并设置在所述支撑构件上的相CN 102525494 A应位置中，至少两个保持器用于布置所述至少一个辐射源，所述辐射源在由所述保持器保持的同时将所述辐射施加到所述对象；和指示部分，所述指示部分设置到所述支撑构件，所述指示部分指示要被布置的所述辐射源的位置，所述位置能够根据所述照射区域的大小被区分；以及(D)图像处理装置，所述图像处理装置用于处理从所述辐射图像检测器输出的图像数据。
11.根据权利要求10所述的便携式辐射成像系统，其中，至少两个图像数据被生成以执行允许立体观察的立体成像。
12.根据权利要求10所述的便携式辐射成像系统，其中，所述系统执行断层合成成像， 在所述断层合成成像中，至少两个图像数据被添加以获得强调所述对象的感兴趣区的断层图像。
13.根据权利要求10所述的便携式辐射成像系统，其中，所述图像处理装置在显示器上显示用于所述辐射源的所有位置中与所述照射区域相对应的位置。
14.一种便携式辐射成像设备，包括(A)辐射图像检测器，所述辐射图像检测器用于接收穿过对象的辐射以检测图像；(B)保持装置，所述保持装置包括一组支撑腿，所述一组支撑腿用于根据所述辐射的照射区域的大小调节至少一个辐射源与所述辐射图像检测器的图像接收表面之间的距离，所述辐射源将辐射施加到所述对象；支撑构件，所述支撑构件连接在所述一组支撑腿之间；保持器，所述保持器每一个都被设计成保持所述辐射源并设置在所述支撑构件上的相应位置中，至少两个保持器用于布置所述至少一个辐射源，所述辐射源在由所述保持器保持的同时将所述辐射施加到所述对象；和指示部分，所述指示部分设置到所述支撑构件，所述指示部分指示要被布置的所述辐射源的位置，所述位置能够根据所述照射区域的大小被区分；和(C)图像处理装置，所述图像处理装置用于处理从所述辐射图像检测器输出的图像数据。
全文摘要
本发明公开一种便携式辐射成像系统、在该便携式辐射成像系统中使用的保持装置和便携式辐射成像设备。两个X射线源中的每一个都悬挂于可移动地连接到保持装置的水平杆的钩子。水平杆设有指示适于X射线源中的每一个的与感兴趣对象(X射线照射区域的尺寸)相对应的位置的位置指示部分。位置指示部分具有布置在相应的适当位置处的第一至第三灯。在第一至第三灯中，成像控制装置的保持装置控制器打开与从操作台的输入装置输入的感兴趣对象相对应的灯。钩子分别沿着轨道移动到被打开的灯的位置。支撑腿的活动接头被操作以调节X射线源与暗盒的图像接收表面之间的距离。
文档编号A61B6/00GK102525494SQ201110289310
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者位田宪昭, 北川祐介, 大田恭义, 楠木哲郎, 神谷毅, 西纳直行 申请人:富士胶片株式会社