C形臂X射线设备及获取X射线图像的方法与流程

本发明涉及治疗设备技术领域，特别是涉及一种c形臂x射线设备及获取x射线图像的方法。

背景技术：

x线成像设备被广泛应用于各种外科手术中，比如骨折复位、关节移位、截骨术和椎弓根螺钉插入等。其具有成本低、计量少、危害小、容易实现并且能够实现无创可视化等优点。

在临床骨科手术中，可移动式c形臂x射线机应用十分广泛，但是其投照的视野范围有限。目前c形臂x射线机最大的投照视野范围为12寸，不能满足临床所需的骨骼全景图像。尤其是在脊柱和长骨骨折等骨科手术治疗中，获取骨折部位的完整骨结构图像对于监控和评价骨科手术术中效果具有十分重要的临床意义。例如：术中如果能获取完整的骨结构图像就能够对骨折部位的对位对线的整体效果得到及时判断。如果有骨折块或骨折端移位、对线不良、骨骼或与钢板贴服不够、以及钢板不在骨骼的中心线上，可采用牵开复位器、外固定支架、经皮复位钳、提拉钉等有助于复位的工具进行复位。这样有利于指导骨折整体复位和长钢板的置放达到最佳效果，对骨折预后也能得到较好的评估。

由于c形臂在术中的操作空间限制及c形臂的结构限制，使得获取用于拼接的相邻两幅图像过程中，很难保证相同解剖区域x射线的投射角度一致或者基本一致。因此目前的c形臂x射线机在获取用于拼接的相邻两幅图像时，重叠区域成像后的图像差异较大，较难进行准确拼接。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前c形臂x射线机在连续采集图像过程中，用于拼接的图像差异大，难以准确拼接的问题，提供一种能够采集到可准确拼接的相邻两幅图像的c形臂x射线设备。同时还提供了一种通过c形臂x射线设备获取x射线图像的方法。

一种c形臂x射线设备，包括：x射线源，用于产生扫描对象的x射线；图像探测器，用于接收穿过对象的x射线；c形臂，x射线源和图像探测器分别连接于c形臂的两端；控制器，用于控制图像探测器相对于对象移动，相应地，控制x射线源对应于图像探测器的移动做平移、或者旋转，或者做旋转且平移的运动。

一种通过c形臂x射线设备获取x射线图像的方法，包括以下步骤：通过x射线源产生扫描对象的x射线；通过图像探测器接收穿过对象的x射线；

控制图像探测器相对于对象移动，同时控制x射线源做平移或者旋转，又或者旋转且平移的运动，以使x射线源和图像探测器处于第一位置关系时采集第一图像，x射线源和图像探测器处于不同于第一位置关系的第二位置关系时采集第二图像，第一图像和第二图像具有重叠区域。

一种通过c形臂x射线设备获取x射线图像的方法，包括以下步骤：通过x射线源产生扫描对象的x射线；通过图像探测器接收穿过对象的x射线；

控制x射线源和图像探测器分别独立地运动，以使x射线源和图像探测器处于第一位置关系时采集第一图像，x射线源和图像探测器处于不同于第一位置关系的第二位置关系时采集第二图像，第一图像和第二图像具有重叠区域。

一种通过c形臂x射线设备获取x射线图像的方法，包括以下步骤：通过x射线源产生扫描对象的x射线；通过图像探测器接收穿过对象的x射线；

控制x射线源和图像探测器分别独立地运动，以使x射线源和图像探测器以tilting模式采集至少两幅可拼接的连续图像。

一种通过c形臂x射线设备获取x射线图像的方法，包括以下步骤：通过x射线源产生扫描对象的x射线；通过图像探测器接收穿过对象的x射线；

控制x射线源和图像探测器分别独立地运动，以使x射线源和图像探测器以stepping模式采集至少两幅可拼接的连续图像。

一种c形臂x射线设备，包括：机架；c形臂，安装到机架上；x射线源，连接到c形臂的一端，用于产生扫描对象的x射线；图像探测器，连接到c形臂的另一端，用于接收穿过对象的x射线；

控制器，其被配置控制图像探测器和x射线源分别独立运动，以使得x射线源和图像探测器处于第一位置关系时以采集第一图像，x射线源和图像探测器处于不同于第一位置关系的第二位置关系时以采集第二图像。

本发明的有益效果包括：

上述c形臂x射线设备，能够控制图像探测器和x射线源的运动，使得图像探测器能够相对于对象移动，同时x射线源能够相应做平移或者旋转，或者平移且旋转的运动。从而在连续采集图像过程中，相邻两幅图像的重叠区域的x射线入射角度相近，使得采集到的两幅图像的重叠区域成像差异小，两幅图像能够进行准确拼接，有利于诊断的准确性。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的c形臂x射线设备在采集连续图像时的成像示意图；

图2为本发明一实施例提供的c形臂x射线设备的结构示意图；

图3a-3c为图2所示结构在采集连续图像时的机构状态示意图一；

图4a-4c分别对应图3a-3c所示机构状态下的实物结构立体图；

图5a-5c分别对应图4a-4c所示立体结构的主视示意图；

图6a-6c为图2所示结构在采集连续图像时的机构状态示意图二；

图7a-7c分别对应图6a-6c所示机构状态下的实物结构立体图；

图8a-8c分别对应图7a-7c所示立体结构的主视示意图；

图9为本发明一实施例提供的c形臂x射线设备的结构示意图；

图10a-10c为图9所示结构在采集连续图像时的机构状态示意图；

图11为本发明一实施例提供的c形臂x射线设备的结构示意图；

图12a-12c为图11所示结构在采集连续图像时的机构状态示意图；

图13为本发明另一实施例提供的c形臂x射线设备在采集连续图像时的示意图。

其中：

001-x射线设备；

100-x射线源；

200-图像探测器；

300-c形臂；

310-第一臂；320-第二臂；

400-机架；

500-对象；

600-滑轨；

700-滑座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的c形臂x射线设备及获取x射线图像的方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

目前的c形臂x射线机，x射线源10与图像探测器20分别连接于c形臂(未图示)的两端。在c形臂x射线机采集连续图像时，通过相对于病床上的检测对象平移c形臂，或者相对于c形臂移动病床来分别采集多幅连续图像用于拼接。可以理解，与现有技术中c形臂x射线设备采集多幅图像需要移动病床不同，本申请提出了多种实施方式，可以在病床处于原位状态下进行x射线扫描并且在获得多幅图像后进行拼接。

请参见图1和2所示，本发明一实施例提供的一种c形臂x射线设备001(以下简称x射线设备001)，包括：x射线源100、图像探测器200、c形臂300和控制器(未图示)。x射线源100用于产生扫描对象500的x射线。图像探测器200用于接收穿过对象500的x射线。x射线源100和图像探测器200分别连接于c形臂300的两端。控制器用于控制x射线源100和图像探测器200分别独立地运动以使它们处于第一位置关系和第二位置关系，并在第一位置关系和第二位置关系时分别得到对象500的第一图像a和第二图像b。其中第一图像a和第二图像b具有重叠区域s1，该重叠区域s1可以用来做图像拼接。在一种例子中，控制器控制图像探测器200相对于对象500移动。控制器还控制x射线源100对应于图像探测器200的移动做平移、或者旋转，或者做旋转且平移的运动。

可以理解，x射线设备001还包括机架400，c形臂300连接于机架400。可以理解，机架400可以是固定于治疗室的地面。机架400也可以是固定于可移动的底座，而使x射线设备001能够在治疗室内移动。x射线设备001还可包括病床(未图示)，病床布置在x射线源100和图像探测器200之间，用于支撑对象500。

图像探测器200可移动地连接到c形臂300上。控制器可以通过控制图像探测器200在c形臂300上移动以使图像探测器200相对于对象500平移。控制器也可以通过控制c形臂300的一部分在机架400上移动以带动图像探测器200相对于对象500平移。

x射线源100可运动地连接到c形臂300上。在一些实施例中，x射线源100可平移地或可转动地，或者可平移且可转动地连接到c形臂300上。控制器可通过直接控制x射线源100相对于c形臂300的转动及平移，来实现x射线的旋转运动及平移运动。或者，控制器也可以通过控制c形臂300的一部分相对机架400转动及平移，以带动x射线源100做旋转运动及平移运动。

需要说明的是，图像探测器200相对于对象500做平移运动，图像探测器200的运动方向可以为沿着对象500的需采集图像的路径延伸的方向。例如，假设对象500为人体，需采集人体的脊柱图像，人体平躺于病床(即对象500大致水平)。则图像探测器200的运动为沿着人体身高的方向水平运动。相应地，x射线源100的旋转运动可以设定为绕垂直于人体身高方向且水平的轴旋转。

本发明的一种实施例中的x射线设备001，通过图像探测器200相对于对象500平移，同时x射线源100相应旋转一定角度，从而该x射线设备001在连续采集图像的过程中，可保证相邻两幅图像的重叠区域的x射线入射角度范围实质相同或相近(或者说，对于重叠区域的某个投影点而言，来自x射线源100的x射线相对图像探测器200的入射角度是实质相同或者相近的)，使得采集到的两幅图像的重叠区域成像差异小。由此，可有利于后续图像拼接算法进行相同或相似特征的检测，进而正确拼接。拼接后的图像，可以大于单个平板探测器的有效成像面积，这类似于一个大的锥束拍摄的图像。相邻图像之间没有明显的错位，有助于医生进行正确的诊断。

可以理解，为了实现本实施例的x射线设备001，图2中的x射线设备可以包括第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元驱动x射线源100转动，第二驱动单元驱动图像探测器200平移。其中，第一驱动单元可以包括电机以及减速机构等，第二驱动单元可以包括电机以及将电机输出的转动变换为平移的传动机构等。此外，该x射线设备的控制器还可以指令第一驱动单元和第二驱动单元进行驱动动作，以使得对于第一图像a和第二图像b的重叠区域s1，来自x射线源100的入射角度范围是实质相同的。这里的入射角度范围可以指：参见图1，对于重叠区域s1而言，在形成第一图像a时，x射线源100的射线r1与图像探测器200限定的入射角度α范围，在形成第二图像b时，x射线源100的射线r2与图像探测器200限定的入射角度β范围。其中，两者(指α和β)实质相同指的是完全相同或者虽然不是完全相同但是两者差值在几度之内，例如，两者差值在0-5度之间。因此，可以在一些例子中对形成第一图像a和第二图像b的重叠区域s1的r1以及r2的角度差范围设定上限阈值。

关于控制器指令第一驱动单元和第二驱动单元的内容，可以参见本申请人在2014年9月28日申请、发明名称为x射线图像获取方法及装置、申请号为201410508290.0的中国专利申请，以及前案的分案申请，申请号为201611267562.8的中国专利申请。在此，这两篇专利申请的全部内容以引证的方式被包含在本申请中。根据前两篇专利申请的内容，本领域普通技术人员可以容易理解，如何通过控制器对第一驱动单元和第二驱动单元进行控制，从而在采集第一图像和第二图像时该x射线源和图像探测器独立地运动。

本领域普通技术人员在阅读前述内容后，可以容易地对现有的x射线设备001进行改进以使得x射线源100和图像探测器200分别独立运动以实现前述的图像采集，因此，图中略去了相应的细节。

参见图2，作为一种可实施的方式，c形臂300包括第一臂310和第二臂320，图像探测器200连接于第一臂310的一端。第二臂320与第一臂310的远离图像探测器200的一端连接，x射线源100连接于第二臂320的远离第一臂310的一端。本实施例中，将c形臂300设计为相互独立的第一臂310和第二臂320，可利于控制器对图像探测器200和x射线源100的运动进行控制。尤其便于控制器通过控制第一臂310相对于机架400的运动而带动图像探测器200运动。以及便于控制器通过控制第二臂320相对于机架400的运动而带动x射线源100运动。从而可以更灵活地实现图像探测器200和x射线源100的独立运动。可以理解，该控制器可以包括第一控制器和第二控制器，其中，第一控制器用于对图像探测器200进行运动控制，第二控制器用于对x射线源100进行运动控制。进一步地，还可以理解，该控制器还可以包括第三控制器，该第三控制器用于向第一控制器和第二控制器发送指令以使第一驱动单元和第二驱动单元协同工作。然而，本领域普通技术人员可以理解，控制器的数量以及它们之间是否分层级控制并不受限制，上述描述只是示例性的，在理解上述原理后，可以想到多种实现方式。

在其他实施例中，c形臂300也可以采用现有的整体式c形臂结构，即，第一臂310和第二臂320是一体式的。图像探测器200可移动地设置于c形臂300的一端，x射线源100可转动地设置于c形臂300的另一端。或者x射线源100既可转动也可移动地设置于c形臂300的另一端。控制器可以控制图像探测器200相对于c形臂300移动，同时，可以控制x射线源100做平移、旋转运动，或者做旋转且平移的运动。

通过控制器控制图像探测器200相对于对象500做平移运动的方式可以有多种。请参见图2和图3a至图3c。作为一种可实施的方式，x射线设备001还包括第一平移机构(未示出)。所述第一平移机构设置于第一臂310和机架400之间。控制器通过第一平移机构控制第一臂310相对于机架400移动，以带动图像探测器200相对于对象500做平移运动。通过第一平移机构，可易于实现第一臂310相对于机架400移动，从而带动图像探测器200相对于对象500做平移运动，以易于采集多个连续的不同位置的图像。

第一平移机构可以有多种结构形式，只要是能够实现第一臂310相对于机架400移动的结构即可。参见图4a至图4c以及图5a至图5c，第一平移机构包括滑轨600、滑座700和驱动单元，滑座700与滑轨600滑动配合，驱动单元与滑座700传动连接。滑轨600可设置于机架400上，滑座700可连接于第一臂310。控制器与驱动单元耦接。控制器通过控制驱动单元的运行而带动滑座700在滑轨600上来回滑动，从而能够带动第一臂310相对于机架400移动，以带动图像探测器200相对于对象500平移。可以理解，驱动单元可以包括步进电机、气缸或者直线电机等等。滑轨600可以为杆状结构，也可以是槽状结构。滑轨600可以是可伸缩的或者是可折叠的，当需要平移图像探测器200时，将滑轨600展开，使第一臂310能够在滑轨600上移动，从而带动图像探测器200相对于对象500平移。可以理解，机架400上可以设置有离合机构，以使第一臂310在与第二臂320接合的第一状态以及第一臂310与第一平移机构接合的第二状态之间转变。也可以理解，该第一状态和第二状态的转变通过其他方式亦可实现。

请参见图9，以及图10a至图10c。图9和图2的区别在于，图2中图像探测器200的移动是通过第一臂310相对于机架400的移动来实现的，而图9中图像探测器200的移动是通过图像探测器200本身相对于第一臂310的移动来实现的。作为另一种可实施的方式，x射线设备001还包括第二平移机构。第二平移机构设置于图像探测器200和第一臂310之间。控制器通过第二平移机构控制图像探测器200相对于第一臂310移动，以使图像探测器200相对于对象500做平移运动。通过第二平移机构，可易于实现图像探测器200相对于第一臂310移动，从而带动图像探测器200相对于对象500平移，以易于采集多个连续的不同位置的图像。

第二平移机构也可以有多种结构形式，只要是能够实现图像探测器200相对于第一臂310移动的结构均可。例如，第二平移机构可以包括滑动轨道(图9中字母h所示)、滑座和驱动单元，滑座与滑动轨道滑动配合，滑动轨道可设置于第一臂310，滑座可连接于图像探测器200，驱动单元设置于滑动轨道和滑座之间。控制器与驱动单元耦接。控制器通过控制驱动单元的运行而带动滑座在滑动轨道上来回滑动，从而能够带动图像探测器200相对于第一臂310移动，从而图像探测器200可相对于对象500做平移运动。驱动单元可以包括步进电机、气缸或者直线电机等等。滑动轨道可以为杆状结构，也可以是槽状结构。滑动轨道可以是可伸缩的或者是可折叠的，当需要平移图像探测器200时，可以将滑动轨道展开，使图像探测器200能够在滑动轨道上移动。

请参见图11，以及图12a至图12c，图11和图2的区别在于，图2中图像探测器200的移动是通过第一臂310相对于机架400的移动来实现的，而图11中图像探测器200的移动是通过第一臂310相对于机架400绕c轴的转动来实现的。作为另一种可选的实施方式，x射线设备001还包括第一旋转机构。第一旋转机构设置于第一臂310和第二臂320之间。控制器通过第一旋转机构控制第一臂310相对于第二臂320绕第一轴做旋转运动，第一轴垂直于对象500所在平面(或者说，垂直于图像探测器200限定的水平面)。假设对象500水平，则第一轴(图11中c轴)为竖直方向的轴。即第一臂310绕第一轴水平旋转，从而带动第一臂310上的图像探测器200相对于对象500移动。由于第一臂310与第二臂320共同构成c形臂300，在第一臂310相对于第二臂320绕第一轴水平转动的过程中，图像探测器200的水平移动的轨迹呈现的是弧形轨迹。可以理解，如果图像探测器200转动角度不大，则其仍能在下一个位置处接收到足够多的透过对象500的射线并形成第二图像。而如果在采集相邻的两幅图像时，图像探测器200转动角度较大，则可能出现漏采集部分解剖部位的图像的问题。因此，该实施例的x射线设备001，其对完整采集的图像长度具有一定范围的限定，即其适用于有限长度范围内的图像采集。

第一旋转机构可以有多种结构形式，只要是能够实现第一臂310相对于第二臂320绕第一轴做旋转运动的结构即可。例如，第一旋转机构包括旋转轴和旋转电机，旋转电机可以安装于第二臂320。旋转轴的一端与旋转电机的输出轴连接，另一端与所述第一臂310连接。旋转电机带动旋转轴转动，从而带动第一臂310转动。

在其他实施例中，也可以是第一臂310转动连接于机架400上，控制器控制第一臂310相对于机架400绕垂直于对象500所在平面的轴(或垂直于图像探测器200限定的水平面)转动，从而实现图像探测器200相对于对象500移动。

在控制器通过以上各实施例的方式或者其他方式，控制图像探测器200相对于对象500移动的同时，通过控制器控制x射线源100做运动的方式也可以有多种，本发明对此不做限制。

请参见图2、图3a至图3c、图4a至图4c以及图5a至图5c。作为一种可实施的方式，x射线设备001还包括第二旋转机构。第二旋转机构设置于x射线源100和第二臂320之间。控制器通过第二旋转机构控制x射线源100相对于第二臂320绕第二轴做旋转运动，第二轴(大致如图2中的d轴)平行于对象500所在平面且垂直于图像探测器200平移的方向。如图2所示，假设对象500水平地支撑在静止不动的病床上，则图像探测器200沿垂直于纸面的方向水平移动以连续采集对象长度方向上的图像。而第二轴为水平方向的轴且垂直于图像探测器200平移的方向。如图3a至图3c、图4a至图4c以及图5a至图5c所示，x射线源100绕第二轴旋转，以对应图像探测器200移动的位置旋转相应角度。从而x射线源100发出的射线穿过对象500后能够被移动(诸如平移)到不同位置的图像探测器200采集到。本实施例中，通过第二旋转机构可易于实现x射线源100的旋转运动。第二旋转机构可以通过多种结构形式来实现，只要是能够实现x射线源100相对于第二臂320绕第二轴做旋转运动即可。例如，第二旋转机构包括旋转轴和旋转电机，旋转电机安装于第二臂320，旋转轴的一端与旋转电机的输出轴连接，另一端与所述x射线源100连接。旋转电机带动旋转轴转动，从而带动x射线源100转动。

请参见图2，以及图6a至图6c、图7a至图7c以及图8a至图8c。其中，图6a-6c和图3a-3c的区别在于，图3a-3c中x射线源100的旋转是通过x射线源100自身相对于第二臂320绕d轴的转动来实现的，而图6a-6c中x射线源100的转动是通过第二臂320相对于机架400绕平行于d轴的轴的转动来实现的。作为另一种可实施的方式，x射线设备001还包括第三旋转机构。第三旋转机构设置于第二臂320和机架400之间。控制器通过第三旋转机构控制第二臂320相对于机架400绕第三轴做旋转运动，以带动x射线源100绕第三轴做旋转运动。第三轴(平行于图2中的d轴)平行于对象500所在平面且垂直于图像探测器200平移的方向。通过第三旋转机构可易于实现第二臂320相对于机架400绕第三轴做旋转运动，从而带动x射线源100绕第三轴做旋转运动。从而x射线源100发出的射线穿过对象500后能够被移动到不同位置的图像探测器200采集到。第三旋转机构可以有多种结构形式，只要是能够实现第二臂320相对于机架400绕第三轴做旋转运动即可。可以理解，机架400上可以设置离合机构，该离合机构被设置以使得第二臂320在与第一臂310相对固定的第一状态和第二臂320脱离开第一臂310的固定状态并与机架400相对转动的第二状态之间转变。可以理解，该第一状态和第二状态之间的转变通过其他方式亦可实现。

在前述的实施例中，均是在x射线设备001上以tilting模式来采集图像并进行图像拼接的实现方式。然而，可以理解，本发明并不限于在x射线设备001上仅采用tilting模式来进行图像采集，还可以通过不同于tilting模式的其他方式进行图像采集，进而进行图像拼接。其中，关于tilting图像采集模式可以参见通用医疗系统全球技术公司的美国专利us6898269。

下文进一步地叙述本发明的其他实施例，其可以以非tilting模式进行图像采集进而进行图像拼接。

作为一种可实施的方式，x射线设备001还包括第三平移机构和第四旋转机构。第三平移机构设置于x射线源100和第二臂320之间，第四旋转机构设置于x射线源100和第二臂320之间。控制器通过第三平移机构控制x射线源100相对于第二臂320移动，以使x射线源100相对于对象500做平移运动；x射线源100的移动方向与图像探测器200的移动方向可以是一致的。控制器还通过第四旋转机构控制x射线源100相对于第二臂320绕第四轴做旋转运动，第四轴平行于对象500所在平面且垂直于图像探测器200平移的方向。本实施例中，由于具有第三平移机构和第四旋转机构，x射线源100对应于图像探测器200的移动可以平移，可以旋转，也可以平移且旋转。可以理解，当x射线源100随着图像探测器200的移动而平移时，此时，就像图13那样以stepping模式进行图像采集，这种图像采集模式中，x射线源100的平移行程较大。当x射线源100随着图像探测器200的移动而旋转时，此时的图像采集模式就类似图1那样的tilting模式进行图像采集。当x射线源100随着图像探测器200的移动而平移并旋转时，此时图像采集模式介于stepping模式和tilting模式之间，也可以理解，在这种模式下，由于x射线源100可对应图像探测器200的移动而平移一定距离，相应的x射线源100的旋转角度较x射线源100不平移时的旋转角度可以稍微小些。

作为另一种可选的实施方式，x射线设备001还包括第四平移机构和第五旋转机构。第四平移机构设置于第二臂320和机架400之间，第五旋转机构设置于第二臂320与机架400之间。控制器通过第四平移机构控制第二臂320相对于机架400移动，以带动x射线源100相对于对象500做平移运动；x射线源100的移动方向与图像探测器200的移动方向一致。控制器还通过第五旋转机构控制第二臂320相对于机架400绕第五轴做旋转运动，以带动x射线源100绕第五轴做旋转运动，第五轴平行于对象500所在平面且垂直于图像探测器200平移的方向。本实施例中，通过第四平移机构和第五旋转机构，使x射线源100对应于图像探测器的移动而平移、或者旋转、或者平移且旋转。可以理解，对于本结构，图像采集模式与前述实施方式类似，只是在转动时转动轴离x射线源100较远，因此转动角度会相对较小，在此不再赘述。

作为一种可实施的方式，x射线设备001还包括第五平移机构和第六旋转机构。第五平移机构设置于x射线源100和第二臂320之间，第六旋转机构设置于第二臂320与机架400之间。控制器通过第五平移机构控制x射线源100相对于第二臂320移动，以使x射线源100相对于对象500做平移运动；x射线源100的移动方向与图像探测器200的移动方向一致。控制器还通过第六旋转机构控制第二臂320相对于机架400绕第六轴做旋转运动，以带动x射线源100绕第六轴做旋转运动，第六轴平行于对象500所在平面且垂直于图像探测器200平移的方向。本实施例中，通过第五平移机构和第六旋转机构，使x射线源100对应于图像探测器的移动而平移、或旋转或平移且旋转。

作为一种可实施的方式，x射线设备001还包括第六平移机构和第七旋转机构。第六平移机构设置于第二臂320和机架400之间，第七旋转机构设置于x射线源100和第二臂320之间。控制器通过第六平移机构控制第二臂320相对于机架400移动，以带动x射线源100相对于对象500做平移运动；x射线源100的移动方向与图像探测器200的移动方向一致。控制器还通过第七旋转机构控制x射线源100相对于第二臂320绕第七轴做旋转运动，第七轴平行于对象500所在平面且垂直于图像探测器200平移的方向。本实施例中，通过第六平移机构和第七旋转机构，使x射线源100对应于图像探测器的移动而平移、或旋转或平移且旋转。

下面结合图2，以及图3a至图3c，以控制器通过第一平移机构控制第一臂310相对于机架400移动，而带动图像探测器200相对于对象500移动，同时控制器通过第二旋转机构控制x射线源100相对于第二臂320绕第二轴做旋转运动为例，来具体说明本发明的x射线设备001的图像采集过程。

如图2所示，假设待检测的对象500水平，且需采集的部位沿垂直于纸面的水平路径延伸。当需要采集三幅图像时，第一图像可以对应为图3b所示的机构状态所采集的图像，第二图像可以对应为图3a所示的机构状态所采集的图像，第三图像对应为图3c所示的机构状态所采集的图像。

请参见图3a至图3c，具体操作时，首先可将x射线设备001的图像探测器200调整至第一位置(如图3b所示的机构状态位置)。x射线源100向对象500发出x射线，图像探测器200可采集得到第一图像。然后，控制器通过第一平移机构控制第一臂310相对于机架400向外平移(即从图3b到图3a的图示方向，为向下平移，对应图2为向纸外平移)一定距离，即图像探测器200向外平移了该一定距离到达第二位置。同时控制器通过第二旋转机构控制x射线源100相对于第二臂320绕第二轴向外旋转一定角度。至此，位于第二位置(如图3a所示的机构状态位置)的图像探测器200能够采集得到第二图像。

接着，可将x射线设备001的图像探测器200调整至第一位置。然后，再使控制器通过第一平移机构控制第一臂310相对于机架400向内平移(对应从图3b到图3c，为向上平移，即对应图2为朝向纸面内平移)一定距离，即图像探测器200向内平移了一定距离到达第三位置。同时控制器通过第二旋转机构控制x射线源100相对于第二臂320绕第二轴从图3b到图3c向内旋转一定角度。至此，位于第三位置(如图3c所示的机构状态位置)的图像探测器200能够采集得到第三图像。

当然，在采集第三图像的时候，也可以不先将图像探测器200调整至第一位置。而是直接将图像探测器200由第二位置移动到第三位置。同时使x射线源100旋转相应的角度，从而得到第三图像。

可以理解，图3a到图3c的示例采用的是tilting图像采集模式，由于x射线源100是可以旋转的，第一图像与第二图像的重叠区域处的x射线入射角度是近似的，从而得到的第一图像与第二图像重叠区域相似性非常高。同理，第一图像和第三图像重叠区域的相似性也非常高。因此，在后续拼接第一图像、第二图像以及第三图像时，能够较为准确地拼接。拼接后的大图，类似于一个大的x射线锥形束拍摄的图像。相邻的图像之间没有明显的错位，有助于医生进行正确的诊断。

本领域普通技术人员可以理解，可以顺序地采集图像，例如，先在第二位置采集第一图像、再在第一位置采集第二图像，然后再在第三位置采集第三图像，最后进行拼接。或者，可以先在第三位置采集第一图像、再在第一位置采集第二图像，然后再在第二位置采集第三图像，最后进行拼接。

本领域普通技术人员可以理解，可以根据前文所述的一种实施例的结构以stepping图像采集模式进行图像采集。示意性地参见图2和图13，假设待检测的对象500水平，且需采集的部位沿垂直于纸面的水平路径延伸，当需要采集两幅图像时，在第一位置(参见图13中实线所示状态位置)时，即，图像探测器200和x射线源100均没有相对臂310、320发生位移并且臂310、320也没有相对机架400发生位移时，可以采集第一图像。在第二位置(参见图13中虚线所示状态位置)时，例如，图像探测器200相对第一臂310向内移动，同时，x射线源100也向内平移时，可以采集第二图像。其中，第一图像和第二图像具有能够用来拼接的重叠区域。

本领域普通技术人员可以理解，在stepping图像采集模式中，也可以将图2中的图像探测器200相对第一臂310向外平移同时将x射线源100相对第二臂320向外平移以在第三位置采集第三图像，其中，第一图像和第三图像具有能够用来拼接的重叠区域。

本领域普通技术人员还可以理解，无论在tilting图像采集模式中还是在stepping图像采集模式中，都可以包括更多个位置以采集更多的图像，这些两两相邻的图像包括重叠区域以用于后续的拼接。

本领域普通技术人员还可以理解，在多个位置进行图像采集的过程中，x射线源100在转动的过程中可以同时做平移运动，这样，这种图像采集模式是介于前述的tilting图像采集模式和stepping图像采集模式之间的，也是可行的，本发明并不限制到特定的图像采集模式。

本发明各实施例中的图像探测器200的位移可通过设定的拍摄行程、图像探测器200的探测平面的物理尺寸以及c形臂300的结构尺寸等进行计算。同时，x射线源100的位移和/或旋转角度也可以根据设定的拍摄行程、准直器的开口的物理尺寸以及c形臂300的结构信息等进行计算，从而使得x射线源100发射的射线束被图像探测器200接收。

本发明一实施例还提供了一种通过c形臂x射线设备获取x射线图像的方法，包括以下步骤：

s100：通过x射线源，产生扫描对象的x射线。

s200：通过图像探测器，接收穿过对象的x射线。

s300：控制图像探测器相对于对象移动，同时控制x射线源做平移或者旋转又或者旋转且平移的运动，以使x射线源和图像探测器处于第一位置关系时采集第一图像，x射线源和图像探测器处于不同于第一位置关系的第二位置关系时采集第二图像，第一图像和第二图像具有重叠区域。

进一步地，对于重叠区域，在第一位置关系和第二位置关系时来自x射线源的射线相对图像探测器的入射角度范围是至少部分重叠的。

本发明一实施例还提供了一种通过c形臂x射线设备获取x射线图像的方法，包括以下步骤：

s100：通过x射线源，产生扫描对象的x射线。

s200：通过图像探测器，接收穿过对象的x射线。

s300：控制图像探测器和x射线源分别独立运动以使x射线源和图像探测器至少采集第一图像和第二图像。例如，x射线源和图像探测器处于第一位置关系时采集第一图像，x射线源和图像探测器处于不同于第一位置关系的第二位置关系时采集第二图像。第一图像和第二图像具有重叠区域。

进一步地，对于重叠区域，在第一位置关系和第二位置关系时来自x射线源的射线相对图像探测器的入射角度范围是至少部分重叠的或者实质相同的。

在上述方法中，控制器被配置控制图像探测器相对c形臂移动。可选择地，控制器被配置控制支撑图像探测器的c形臂的部分相对机架移动。

在上述方法中，控制器被配置控制x射线源相对c形臂转动或相对c形臂平移或相对c形臂平移并转动。可选择地，控制器被配置控制支撑x射线源的c形臂的部分相对机架平移或转动或平移并转动。

在上述方法中，采集图像的模式包括tilting模式或stepping模式或者介于两者之间的模式。

可以理解，x射线源和图像探测器可分别连接于c形臂的两端。c形臂可由相对独立的第一臂和第二臂构成。c形臂连接于机架。控制器可以通过控制图像探测器在c形臂上移动以使图像探测器相对于对象平移。控制器也可以通过控制c形臂的第一臂相对机架移动以带动图像探测器相对于对象移动。而控制器可通过直接控制x射线源相对于c形臂的第二臂转动和/或平移，来实现x射线的旋转运动或平移运动或转动加平移的复合运动。控制器也可以通过控制c形臂的第二臂相对机架的转动和/或平移，以带动x射线源做旋转运动或平移运动或转动加平移的复合运动。

本发明一实施例还提供了一种通过c形臂x射线设备获取x射线图像的方法，包括以下步骤：

s100：通过x射线源，产生扫描对象的x射线。

s200：通过图像探测器，接收穿过对象的x射线。

s300：控制x射线源和图像探测器分别独立地运动，以使x射线源和图像探测器以tilting模式采集至少两幅可拼接的连续图像。

本发明一实施例还提供了一种通过c形臂x射线设备获取x射线图像的方法，包括以下步骤：

s100：通过x射线源，产生扫描对象的x射线。

s200：通过图像探测器，接收穿过对象的x射线。

s300：控制x射线源和图像探测器分别独立地运动，以使x射线源和图像探测器以stepping模式采集至少两幅可拼接的连续图像。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。