CN100421624C - X射线诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的X射线诊断装置具备：安装第1X射线管和第1X射线检测器的第1臂；安装第2X射线管和第2X射线检测器的第2臂；具有承载被检测体的可以升降的顶板的床；使上述第1臂旋转的第1旋转机构；平行移动上述第1臂的第1移动机构；根据第2臂的位置，控制第1旋转机构和第1移动机构的控制单元。

Description

X射线诊断装置
技术领域
本发明涉及可以从2个方向同时摄影的双平面型的X射线诊断装置.
背景技术
在主要为循环系统检测而开发的双平面型的X射线诊断装置中，为了可以同时从2个方向摄影，而装备有从被检测体正面对其进行摄影的正面摄影系统和从侧面摄影的侧面摄影系统的2个摄影系统。正面摄影系统例如具有被安装在由安置在底座上的支架支撑的C形臂两端上的X射线管和X射线检测器.另外，侧面摄影系统也一样，具有X射线管和X射线检测器，该X射线管和X射线检测器被安装在从顶部吊下的Ω形臂的两端。
正面系统的C形臂因为支架被安装在底座上，所以虽然可以以该支架为中心旋转(支柱旋转)，但基本上不能在底座面上移动.另一方面，侧面系统的Ω形臂被设置成从与被放置在顶部的导轨结合的滑架上吊下，可以沿着该导轨在纵横方向移动.在透视/摄影时，对C形臂和Ω形臂初始定位，使得被检测体的关注部位在正面系统和侧面系统的两个中位于图像中心。即，进行C形臂和Ω形臂的定位，使得被检测体的关注部位位于正面系统的摄影中心轴上，而且位于侧面系统的摄影中心轴上。
即使将关注部位定位在各摄影中心轴上，关注部位也不一定始终与C形臂的旋转中心和Ω形臂的旋转中心一致。这种情况下，在使C形臂和Ω形臂旋转时，关注部位从各摄影中心轴偏离。由此，因为关注部位从图像中心偏离，所以需要再次进行定位操作.
发明内容
本发明的目的在于：在双平面型的X射线诊断装置中，实现不管臂的旋转都始终把被检测体的关注部位定位在图像中心.
本发明的第1方面的X射线诊断装置具备：安装第1X射线管和第1X射线检测器的第1臂；安装第2X射线管和第2X射线检测器的第2臂；具有承载被检测体的可以升降的顶板的床；使上述第1臂旋转的第1旋转机构；使上述第1臂平行移动的第1移动机构；根据上述第2臂的位置控制上述第1旋转机构和上述第1移动机构的控制单元。
本发明的第2方面的X射线诊断装置具备：安装第1X射线管和第1X射线检测器的第1臂；安装第2X射线管和第2X射线检测器的第2臂；具有承载被检测体的顶板的床；使上述第1臂旋转的第1旋转机构；使上述第1臂平行移动的第1移动机构；为了使上述第1臂跟随上述第1臂的旋转而平行移动而控制上述第1移动机构的控制单元.
本发明的第3方面的X射线诊断装置具备：安装X射线管和X射线检测器的臂；具有承载被检测体的顶板的床；使上述臂旋转的旋转机构；使上述臂平行移动的移动机构；控制上述移动机构使上述臂跟随上述臂的旋转而平行移动，并且上述被检测体的特定部位位于摄影轴上的控制单元。
通过以下的结合附图的说明可以了解本发明的其他特征和优点，通过以下说明的实施例及其结合或者其他的实施例可以实现本发明的目的。
附图说明
图1是展示本发明实施例的双平面型X射线诊断装置的外观图.
图2是图1的侧面图。
图3是图1的正面图.
图4是图1的X射线诊断装置的可动部分控制系统图.
图5是展示在本实施例中，关注区域(ROI)的坐标存储时刻的光束中心轴和关注区域的位置关系的图。
图6是展示本实施例中伴随臂旋转的相对关注区域的光束中心轴的位置偏差的图.
图7是展示用于消除图6的位置偏差的校正方向以及校正距离的图。
具体实施方式
以下，参照附图用实施例说明采用本发明的X射线诊断装置。图1展示本实施例的X射线诊断装置的外观，图2展示其侧面图，图3展示正面图。该X射线诊断装置是双平面对应，具备正面的X射线摄影系统(第1X射线摄影系统)和侧面的X射线摄影系统(第2X射线摄影系统)，其构成是可以从2个方向同时摄影被放置在床17的顶板18上的被检测体.
正面的X射线摄影系统具有X射线管(第1X射线管)11和X射线检测器(第1X射线检测器)12。侧面的X射线摄影系统具有X射线管(第2X射线管)21和X射线检测器(第2X射线检测器)22。X射线检测器12、22采用图像加强器和TV照相机的组合，或者采用平板探测器(FPD)。
X射线检测器12被安装在C形臂13的另一端上并可以相对旋转中心点RC1接近远离(箭头F)。CA1表示从X射线管11的焦点联结X射线检测器12的显像面中心的正面摄影系统的摄影中心轴。X射线检测器22被安装在Ω形臂23的另一端上并可以相对旋转中心点RC2接近远离(箭头M)。CA2表示从X射线管21的焦点联结X射线检测器22的显像面中心的侧面摄影系统的摄影中心轴.
正面系统的C形臂13经由臂托架14由安装于底座上的支架15支撑。臂托架14保持C形臂13而可以在箭头A方向滑动旋转.支架15保持臂托架14而可以在箭头B方向轴旋转。支架15具有在箭头C方向可以绕支柱旋转的构造。支架15保持臂托架14而可以在箭头D
发明内容
本发明的目的在于：在双平面型的X射线诊断装置中，实现不管臂的旋转都始终把被检测体的关注部位定位在图像中心.
本发明的第1方面的X射线诊断装置具备：安装第1X射线管和第1X射线检测器的第1臂；安装第2X射线管和第2X射线检测器的第2臂；具有承载被检测体的进行升降的顶板的床；使上述第1臂旋转的第1旋转机构；使上述第1臂平行移动的第1移动机构；根据上述第2臂的位置控制上述第1旋转机构和上述第1移动机构的控制单元，其中上述控制单元控制上述第1旋转机构和上述第1移动机构，从而固定上述第1臂的摄影轴和上述第2臂的摄影轴的交点的位置.
本发明的第2方面的X射线诊断装置具备：安装第1X射线管和第1X射线检测器的第1臂；安装第2X射线管和第2X射线检测器的第2臂；具有承载被检测体的顶板的床；使上述第1臂旋转的第1旋转机构；使上述第1臂平行移动的第1移动机构；控制上述第1移动机构从而使上述第1臂跟随上述第1臂的旋转而平行移动的控制单元，其中上述控制单元控制上述第1移动机构从而实质上固定上述第1臂的摄影轴和上述第2臂的摄影轴的交点的位置.
本发明的第3方面的X射线诊断装置具备：安装X射线管和X射线检测器的臂；具有承载被检测体的顶板的床；使上述臂旋转的旋转机构；使上述臂平行移动的移动机构；控制上述移动机构使上述臂跟随上述臂的旋转而平行移动，并且上述被检测体的特定部位位于摄影轴上的控制单元.
通过以下的结合附图的说明可以了解本发明的其他特征和优点，通过以下说明的实施例及其结合或者其他的实施例可以实现本发明的目的.
附图说明
图1是展示本发明实施例的双平面型X射线诊断装置的外观图.
图2是图1的侧面图.
图3是图1的正面图.
图4是图1的X射线诊断装置的可动部分控制系统图.
与有该指示的可动部分对应的驱动系统输出驱动信号，同时输入传感器输出信号。另外，在手动操作的情况下，输出制动或者离合器解除信号。
可动部分控制单元30在具有手动操作控制功能的同时，为了实现把关注部位固定在图像中心的ROI固定功能而具有：位置计算单元31、ROI坐标计算单元32、ROI坐标存储单元33、校正距离计算单元34、放大率计算单元35。位置计算单元31根据检测正面系统的可动单元A、B、C、D的角度和位置的传感器52、54、56、58的输出，计算X射线管11的焦点的位置坐标。同样，位置计算单元31根据检测正面系统的可动单元A、B、C、D、F的角度和位置的传感器52、54、56、58、62的输出，计算X射线检测器12的中心点的位置坐标。进而位置计算单元31求解联结所计算出的X射线管11的焦点和所计算出的X射线检测器12的中心点的摄影中心轴CA1的直线方程式。
同样，对于侧面系统，也是位置计算单元31根据检测侧面系统的可动部分G、H、I、J、K的角度和位置的传感器72、74、76、78、80的输出，计算X射线管21的焦点的位置坐标。位置计算单元31根据检测侧面系统的可动部分G、H、I、J、K、M的角度和位置的传感器72、74、76、78、80、84的输出，计算X射线检测器22的中心点的位置坐标。位置计算单元31求解联结所计算出的X射线管21的焦点、所计算出的X射线检测器22的中心点的摄影中心轴CA2的直线方程式。
ROI坐标计算单元32作为ROI坐标计算操作者按下了ROI坐标存储键39的时刻的摄影中心轴CA1和摄影中心轴CA2的交点坐标。操作者手动操作臂13、23以及顶板18，在关注部位与正面系统图像中心大致一致，而且关注部位与侧面系统图像的中心也大致一致的状态(称为初始状态)下，按下ROI坐标存储键39。在该状态下，关注部位的位置与摄影中心轴CA1和摄影中心轴CA2的交点IC一致(参照图5)。所计算出的ROI坐标被存储在ROI坐标存储单元33中.进而，在上述中展示了按下ROI坐标存储键的例子，但也可以代替它而具备自动存储模式，例如，可以把最初的摄影作为触发自动地计算ROI坐标并存储.
在大多数情况下，交点IC与关注部位一致，但从旋转中心点RC1、RC2偏离.因此在使臂13、23从初始状态旋转(A，B，G，H)时，如图6所示，摄影中心轴CA1和摄影中心轴CA2的交点IC从关注部位偏离.由此，关注部位从图像中心偏离。设置校正距离计算单元34，用于计算C形臂13和Ω形臂23的移动方向和距离，使得即使从初始状态开始使C形臂13和Ω形臂23旋转，也如图7所示，跟踪其转动把摄影中心轴CA1、CA2的交点实际上固定在关注部位上。进而，为了使关注部位与各摄影中心轴CA1、CA2的交点大致一致，也可以代替C形臂12和Ω形臂23的移动，或者与C形臂和Ω形臂23的移动同时地使顶板18移动.
例如，在从初始状态开始通过操作手动操作键37，如图6所示使侧面的Ω形臂23在方向G上滑动转动时，用校正距离计算单元34计算用于校正由方向G的旋转引起的图像中心偏差的Ω形臂23的移动方向(升降方向)K及其移动距离。Ω形臂23的移动方向是与另一C形臂13的摄影中心轴CA1平行的方向，典型的是上下方向。作为所存储的关注部位(摄影中心轴CA1、CA2的交点)的坐标点、旋转的摄影中心轴CA2和摄影中心轴CA1的交点之间的距离来计算校正距离。或者根据摄影中心轴CA的旋转角计算校正距离.代替Ω形臂23的移动方向(升降方向)K和其校正距离的计算，也可以计算顶板18的升降方向N和其校正距离.
沿着计算出的移动方向K，Ω形臂23只平行移动所计算出的移动距离。Ω形臂23以规定的角度，例如每旋转一度，重复计算Ω形臂23的移动方向K及其移动距离，Ω形臂23重复平行移动。由此，跟随Ω形臂23的旋转，Ω形臂23平行移动.即使Ω形臂23任意旋转，关注部位也可以始终被固定在图像中心。
同样，在C形臂13旋转时，计算移动方向K和其移动距离，使得摄影中心轴CA2和摄影中心轴CA1的交点被固定在关注部位。根据所计算出的移动方向K和其移动距离，C形臂13平行移动。C形臂13以规定的角度，例如每旋转1度，重复计算C形臂13的移动方向K和其移动距离，C形臂重复平行移动。由此，跟随C形臂13的旋转，C形臂13平行移动。由此，即使C形臂13任意旋转，关注部位也始终被固定在图像中心.
这样即使关注部位从臂13、23的各旋转中心点RC1、RC2偏离，由于跟随臂13、23的旋转，使臂13、23在与其旋转对应的方向上只移动与转角对应的距离，因而也可以始终把关注部位定位在各图像中心.
在此，用从X射线管11、21的焦点到X射线检测器12、22的距离相对于从X射线管11、21的焦点到关注部位的距离的比来给出摄影放大率。因为在关注部位从臂13、23的各旋转中心点RC1、RC2偏离的状态下，使臂13、23以旋转中心点RC1、RC2为中心旋转，用臂13、23的平行移动消除伴随该臂13、23旋转的位置偏差，所以摄影放大率就这样从初始状态开始变化.放大率计算单元35根据X射线管11的初始状态的位置和关注部位(交点IC)的位置和X射线检测器12的初始状态的位置，计算正面系统的初始状态的摄影放大率并保持。
放大率计算单元35根据C形臂13的旋转以及校正移动后的X射线管11的位置和关注部位(交点IC)的位置和X射线检测器12的初始状态的位置，计算正面系统的校正移动后的摄影放大率。计算为了使正面系统的校正移动后的摄影放大率与初始状态的摄影放大率一致所需要的与箭头D有关的臂支架15的移动方向和距离.通过根据计算出的移动方向和距离移动臂支架15，可以把C形臂13旋转后的摄影放大率维持在初始状态的摄影放大率。另外，通过维持摄影放大率，可以起到能够避免X射线管11和X射线检测器12相对于被检测体过度接近的效果。
在侧面系统中，也同样是放大率计算单元35根据Ω形臂23的旋转以及校正移动后的X射线管21的位置和关注部位(交点IC)的位置和X射线检测器22的初始状态的位置，计算侧面系统的校正移动后的摄影放大率.计算为了使侧面系统的校正移动后的摄影放大率与初始状态的摄影放大率一致所需要的、与箭头K有关的X射线管21和X射线检测器22的移动方向和距离以及与箭头I或者J有关的滑架基座25的移动方向和距离。通过根据计算出的移动方向和距离分别移动X射线管21和X射线检测器22和滑架基座25，可以把Ω形臂23旋转后的摄影放大率维持在初始状态的摄影放大率。另外，通过维持摄影放大率，可以起到能够避免X射线管21和X射线检测器22相对于被检测体过度接近的效果.
摄影控制单元40通过控制来自X射线管11的X射线的发生和来自X射线管21的X射线的发生，控制对被检测体的X射线的照射。可以通过从正面系统的高电压控制单元对X射线管11施加高电压，从侧面系统的高电压控制单元向X射线管21施加高电压，来控制X射线的发生。摄影控制单元40与对被检测体的X射线的照射同步地从X射线检测器12、22控制信号收集.
从可动部分控制单元30向摄影控制单元40即时地提供关注部位的位置(初始状态的交点IC的位置)数据、正面系统的X射线管11的位置数据、正面系统的X射线检测器12的位置数据、侧面系统的X射线管21的位置数据、侧面系统的X射线检测器22的位置数据.另外，从可动部分控制单元30向摄影控制单元40提供位置数据、识别C形臂13正在移动还是停止的信号、识别Ω形臂23正在移动还是停止的信号。
通常，在某一角度下进行X射线透视、摄影的情况下，大多进行用于得到所希望角度的透视.该透视成为与诊断/治疗没有直接关系的无用的被辐射。为了解决此问题，而设置图像生成单元41.
图像生成单元41在有来自操作者的指示的期间或者适当的时刻，代替伴随X射线照射的X射线透视/摄影，而在不照射X射线下进行模拟的摄影，即，根据关注部位(初始状态的交点IC的位置)数据、正面系统的X射线管11的位置数据、正面系统的X射线检测器12的位置数据，计算针对关注部位的正面系统的摄影方向以及放大率，通过根据计算出的摄影方向以及放大率，投影处理被存储在3D图像存储单元42中的在该X射线诊断装置或者X射线CT装置等其他的图像诊断装置中事前取得的与该被检测体有关的3维图像数据(也称为立体数据)，生成与实际从X射线管11产生X射线并用X射线检测器12摄影得到的图像大致等价的投影图像数据(模拟图像数据).侧面系统也一样，图像生成单元41根据关注部位的数据、侧面系统的X射线管21的位置数据、侧面系统的X射线检测器22的位置数据，计算针对关注部位的侧面系统的摄影方向以及放大率，通过根据计算出的摄影方向以及放大率，投影处理被存储在3D图像存储单元42中的3维图像数据，生成与实际从X射线管21生成X射线并用X射线检测器22摄影得到的图像大致等价的投影图像数据(模拟图像数据).进而，代替3维图像数据，也可以使用2维图像数据.
从3维图像数据生成的正面系统的投影图像数据与同样从3维图像数据生成的侧面系统的投影图像数据一同被送到图像显示单元43显示。
如上所述在本实施例中，即使使臂13、23旋转，也可以始终把被检测体的关注部位维持在图像中心。另外，即使在臂13、23的旋转或者移动中，因为生成与每一时刻的摄影方向以及放大率相应的投影图像并显示，所以可以以图像为线索查找臂13、23的适合的角度。
进而，虽然在上述中展示了双平面的例子，但并不只是双平面，单平面的情况也完全一样.
以上，通过实施例说明了本发明的特征和效果。但本发明并不只限于此，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以有各种变形和组合，而这些变形也实现了本发明的目的，并且包含在本发明中.

Claims (14)

1. 一种X射线诊断装置，其特征在于包括：
安装第1X射线管和第1X射线检测器的第1臂；
安装第2X射线管和第2X射线检测器的第2臂；
具有承载被检测体的进行升降的顶板的床；
使上述第1臂旋转的第1旋转机构；
平行移动上述第1臂的第1移动机构；
根据上述第2臂的位置，控制上述第1旋转机构和上述第1移动机构的控制单元，其中
上述控制单元控制上述第1旋转机构和上述第1移动机构，从而使上述第1臂的摄影轴和上述第2臂的摄影轴的交点的位置固定。
2. 根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于：上述控制单元控制上述第1移动机构从而上述第1臂相对于上述第2臂的摄影轴大致平行地进行平行移动。
3. 根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于：上述控制单元使上述第1臂跟随上述第1臂的旋转而平行移动。
4. 根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于：上述控制单元使上述第1臂跟随上述第1臂的移动而旋转。
5. 根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于：上述控制单元使上述顶板跟随上述第1臂的移动而升降。
6. 根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于：进一步具备：使上述第2臂旋转的第2旋转机构；使上述第2臂平行移动的第2移动机构。
7. 根据权利要求6所述的X射线诊断装置，其特征在于：上述控制单元根据上述第1臂的位置，控制上述第2旋转机构和上述第2移动机构。
8. 根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于：进一步具备：存储与上述被检测体有关的3维图像数据的存储单元；从上述存储的3维图像数据生成在上述第1臂、上述第2臂、上述顶板中的至少一个的移动期间中与上述第1臂的位置以及方向对应的第1投影图像数据和与上述第2臂的位置以及方向对应的第2投影图像数据的图像生成单元；显示上述生成的第1以及第2投影图像数据的显示单元。
9. 根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于：上述控制单元使上述第1臂随着上述第1臂的旋转沿着上述第2臂的摄影轴平行移动，从而把图像放大率维持为大致一定。
10. 根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于：上述控制单元在上述第1臂、上述第2臂、上述顶板的至少一个的移动期间中，使得停止从上述第1X射线管和第2X射线管向上述被检测体照射X射线。
11. 一种X射线诊断装置，其特征在于包括：
安装第1X射线管和第1X射线检测器的第1臂；
安装第2X射线管和第2X射线检测器的第2臂；
具有承载被检测体的顶板的床；
使上述第1臂旋转的第1旋转机构；
平行移动上述第1臂的第1移动机构；
控制上述第1移动机构从而使上述第1臂跟随上述第1臂的旋转而平行移动的控制单元，其中
上述控制单元控制上述第1移动机构从而使上述第1臂的摄影轴和上述第2臂的摄影轴的交点的位置固定。
12. 根据权利要求11所述的X射线诊断装置，其特征在于：上述控制单元控制上述第1移动机构从而使上述第1臂相对于上述第2臂的摄影轴大致平行地移动。
13. 根据权利要求11所述的X射线诊断装置，其特征在于：上述控制单元使上述顶板跟随上述第1臂的旋转而升降。
14. 根据权利要求11所述的X射线诊断装置，其特征在于：进一步具备：使上述第2臂旋转的第2旋转机构；使上述第2臂平行移动的第2移动机构，其中
上述控制单元控制上述第2移动机构，从而使上述第2臂跟随上述第2臂的旋转而平行移动。
CNB2005100055791A 2004-03-05 2005-01-19 X射线诊断装置 Active CN100421624C (zh)

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