CN100427034C - 能够在数个成像模式下操作的x射线装置 - Google Patents

Abstract

一种X射线装置，其能够执行计算机断层扫描检查(CT)成像和一般X射线照相成像(一般成像)，其即使在一般成像下也能够实现高清晰度。在该X射线装置中，对于一般成像，由于不需要椅子，使椅子从成像区域退出，该椅子用作支撑结构以支撑可转动台上的被摄体。当支撑结构从成像区域退出时，控制一般成像以使之被允许。对于膝部成像，例如，滑动椅子使膝部保持在转动中心时成像。因此，用单一的平板传感器能实现广泛种类的成像操作。

Description

能够在数个成像模式下操作的X射线装置

技术领域

本发明涉及一种X射线装置，其包括用于转动被摄体的可转动台，在被摄体被转动时，其能够在执行X射线成像的第一成像模式下操作，以及在被摄体保持静止时，在执行X射线成像的第二成像模式下操作。

背景技术

圆锥射束X射线计算机断层扫描检查(CT)装置示意性地示于图2A。在该装置中，可转动台1布置在X射线管103和平板传感器101之间。椅子2固定在可转动台1上。

如图2B所示，当可转动台1转动时，对坐在椅子2上的被摄体102执行X射线成像。被摄体102的身体吸收和削弱了从X射线管103发射的X射线。然后平板传感器101检测发射的X射线。在保持X射线管103和平板传感器101之间的位置关系的同时，使被摄体102绕其轴转动，从而获得一周内的投影图像数据。再构成获得的投影图像数据，从而得到断层图像。如果不是被摄物转动一周，X射线管103和平板传感器101就可能被移动。

锥束CT装置在例如日本专利申请公报No.52-140286(对应于美国专利No.4,173,720)和No.60-207041中公开。使用平板传感器，用于执行普通成像(plain imaging)的装置在例如日本专利申请公报No.10-201745中公开。在使用平板传感器的装置中，将可移动顶板(top board)从X射线照射区域收回的技术在例如日本专利申请公报No.11-137544(对应于美国专利No.6,152,598)和No.2003-250787公开。

平板传感器相对较贵，所以购买数个平板传感器需花费很高。因此，希望一个锥束CT装置执行锥束CT成像和一般X射线照相成像(一般成像)两者。然而，传统的锥束CT装置在执行一般成像时不能实现足够的清晰度，因为包括座位3和靠背4、且布置在可转动台1上的椅子2在结果图像(resulting image)中成像。

例如，当被摄体是人时，如图2B所示，椅子2被包括在照射区域内，因此椅子2作为投影图像在结果图像中成像。另一方面，当对例如膝部执行锥束CT成像时，由于膝部必须放置在转动中心，在转动轴上的椅子2将是障碍。

发明内容

本发明提供了一种X射线装置，其能够在一般成像模式和CT成像模式下操作，且即使在一般成像模式下，也能够实现高清晰度的图像。

根据本发明的第一方面，一种X射线装置，能够在被摄体转动时在用于执行X射线成像的不需要高清晰度成像的第一成像模式下操作，以及在被摄体保持静止时在用于执行X射线成像的需要高清晰度成像的第二成像模式下操作，其包括：可转动台，用于转动被摄体；固定构件，用于固定被摄体，布置在可转动台上；移动装置，构造成在X射线装置的成像区域之内的一位置和成像区域之外的一位置之间移动固定构件；检测装置，构造成检测固定构件的位置；和控制装置，构造成当检测到固定构件的位置位于X射线装置的成像区域之内时，防止X射线装置在需要高清晰度成像的第二成像模式下操作。

根据本发明的第二方面，一种X射线装置，能够在被摄体转动时在用于执行X射线成像的不需要高清晰度成像的第一成像模式下操作，以及在被摄体保持静止时在用于执行X射线成像的需要高清晰度成像的第二成像模式下操作，其包括：可转动台，用于转动被摄体；椅子，布置在可转动台上，并且包括座位和靠背；移动装置，用于移动椅子；转动锁定装置，构造成锁定可转动台，以防止可转动台的转动；检测装置，构造成检测转动锁定装置是否已经锁定了可转动台以抑制可转动台的转动；和控制装置，构造成在检测装置检测到可转动台已锁定以致不能转动的时候，防止该X射线装置在不需要高清晰度成像的第一成像模式下操作。

本发明的进一步特征将从下面对典型实施例的描述(参照附图)中变得明显。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的锥束X射线CT装置的整体结构。

图2A和2B是锥束X射线CT装置的示意图。

图3是说明转动基座的图解。

图4是说明在CT成像模式中的胸部成像的图解。

图5是说明在一般成像模式中的前胸成像的图解。

图6是说明膝部锥束CT成像的图解。

具体实施方式

下面参照附图描述实施例。

图1是示意性的方块图，示出了根据本发明的一个实施例的X射线装置的整体结构。

X射线成像系统控制装置106在X射线装置中执行成像控制、图像采集、图像处理和图像输出。

当X射线成像系统控制装置106指示X射线生成器控制装置104生成X射线时，由X射线生成器控制装置104控制的X射线源103发射X射线。从X射线源103发射的X射线穿过被摄体102并被X射线检测器101检测。由X射线检测器101检测的X射线作为投影图像输入到图像输入装置105。

操作装置110使成像模式得以设置。在执行X射线成像之前，X射线装置的操作器由操作装置110选择一般成像模式或者CT成像模式。这里所用的术语“一般成像”表示静止被摄体的X射线成像，即，普通射线照相(plain radiographic)成像。

对于CT成像模式成像，在保持X射线源103和X射线检测器101之间的相对位置关系的同时，固定在转动基座116上的被摄体102被转动。

X射线成像系统控制装置106控制转动控制装置115、X射线生成器控制装置104、X射线检测器101和图像输入装置105，以使被摄体102的X射线成像在转动基座116转动的同时连续地执行。结果，在转动基座116的每个转动角上获得一个投影图像。转动基座116的结构将在稍后描述。

图像处理装置107对来自每个转动角的输入投影图像执行图像处理，例如预处理，包括X射线检测器101的校正和对数变换(log conversion)、再构成等等，以创建断层X射线照片组(tomograms)。

创建的断层X射线照片组在诊断监视器109上显示，储存在图像存储装置108中，并/或输出到打印机112，输出到诊断工作站113，并/或通过网络111输出到图像数据库114。

使用操作装置110，操作器执行各种操作，例如与出现在诊断监视器109上的窗口有关的操作、在显示的物体轴线上的断层X射线照片之间的切换操作、改变图像格式(reformat)的操作、用于三维显示图像的操作，等等。

另一方面，对于在一般成像模式的成像，在控制转动基座116不被转动同时，执行被摄体102的X射线成像。在此模式下，图像处理装置107也对获得的图像执行图像处理。处理过的图像显示在诊断监视器109上。

更明确地，X射线成像系统控制装置106控制X射线生成器控制装置104、X射线检测器101、转动控制装置115和图像输入装置105，以使在转动基座116保持静止的时候执行被摄体102的X射线成像。

图3是说明转动基座116的示意图。

转动基座116布置在X射线源103和X射线检测器101之间。转动基座116具有可转动台1，其上布置有包括座位3和靠背4的椅子2。椅子2用作固定构件，将被摄体102固定在转动基座116上。椅子2还具有制动舌部分5和制动检测部分6。椅子2可在X射线照射路径(成像区域)之内的一位置和X射线照射路径(成像区域)之外的一位置之间通过沿可转动台的滑槽7滑动而移动，该内部位置如图4和5中的“A”所示，由X射线源103和X射线检测器101限定。当可转动台1在预定位置时，椅子2能沿可转动台1的滑槽7滑动。滑槽7用作椅子2的移动装置，但是可能有用于移动椅子2的其它配置。图5所示的照射路径(成像区域)外部的位置对应于可转动台1处在预定位置的状态。

制动器8植入地板，该地板上放置了转动基座116。当椅子2移动到远离X射线照射路径的位置时，制动器8和制动器舌部分5相互接合。转动控制装置115通过控制马达(未示出)控制可转动台1的转动，另外，当椅子2移动到远离X射线照射路径的位置时，制动器舌部分5和制动器8相接合，从而锁定可转动台1以不被转动(舌5因此提供了转动锁定装置)。当制动器舌部分5和制动器8相接合时，制动器检测部分6检测制动器舌部分5和制动器8的接合。换句话说，当椅子2沿滑槽7滑动到远离X射线照射路径的位置，从而使制动器舌部分5和制动器8相互接合时，可转动台1的转动被抑制了，且制动器检测部分6检测椅子2位于远离X射线照射路径的位置。

下面描述成像操作。

首先，在X射线成像执行之前，成像模式通过操作装置110设定。在这种情况下，能设定一般成像模式或CT成像模式。

图4示出了在CT成像模式下如何执行胸部成像。在CT成像模式下，有必要在可转动台1转动半周或一周时尽可能地固定被摄体102。因此，被摄体102的姿势采用座位3和靠背4固定。

图5示出了在一般成像模式中如何执行前胸部成像。在图5中，在图4所示状态的椅子2沿滑槽7滑动之后，椅子2位于X射线照射路径以外的位置，且制动器舌部分5和制动器8彼此接合。制动器舌部分5与制动器8的接合抑制了可转动台1的转动。

X射线成像系统控制装置106控制X射线生成器控制装置104、X射线检测器101和图像输入装置105，从而一般成像模式下的成像能在一种状态下执行，该状态下，制动器舌部分5和制动器8的接合由制动器检测部分6检测。在此状态下，X射线成像系统控制装置106抑制在CT成像模式下的成像。在制动器检测部分6不检测该接合的情况下，X射线成像系统控制装置106控制X射线生成器控制装置104和X射线检测器101，从而不能执行在一般成像模式下的成像。

运行这种控制系统以避免低清晰度，而低清晰度可能导致不准确的诊断，低清晰度是由这样的现象导致的，即当椅子2位于X射线照射路径之内时，通过意外地成像被摄体102而使椅子2地在X射线图像中成像。

然而，在根据本实施例的装置中，这个控制系统可以被处于操作状态或者处于非操作状态。在控制系统处于非操作状态的情况下，无论检测结构执行的检测是否存在，都能执行在一般成像模式下的成像。如果意外地执行了在一般成像模式下的成像，需要再次简单地执行成像。

在CT成像模式中，除了胸部以外，各种被摄体都能成像。例如，膝部能够接受成像。然而，如果在图4所示的状态下执行成像，膝部将偏移可转动台1的转动中心，因为椅子2位于转动中心。

为了处理这种情况，如图6所示，例如，可以在椅子2沿滑槽7以与图5所示方向相反的方向移动，然后固定椅子2，从而被摄体102能够斜靠着靠背4的背面，以使膝部保持在转动中心之后执行成像。

根据上述实施例，由于一般成像模式的成像需要更高的清晰度，要防止椅子2在结果图像中成像。对于锥束CT成像，所需要的清晰度比一般成像的清晰度低，且将被摄体102保持在适当的位置更加重要。因此，如果椅子2在结果图像中成像也没关系。

在上述实施例中，将制动器舌部分5与制动器8固定，这抑制了可转动台1的转动。作为可选择地，转动控制装置115可以控制可转动台1不被转动，这种控制是通过这样的操作实现的，即：用第一线性编码器检测椅子2在滑槽7上的位置，用第二线性编码器检测可转动台1的转动角，以及当检测的值在各自预定范围之内时，增加用于使可转动台1转动的马达的夹紧扭矩。这提供了转动锁定装置的替代形式。

在上述实施例中，椅子2能够水平地移动到远离X射线照射路径的位置。作为可选择地，可转动台1可以，例如，垂直地可移动，以使椅子2能垂直地移动到远离X射线照射路径的位置。这种结构实现同样的优势。

此实施例能通过，例如，计算机程序的执行来实现。给计算机提供程序的装置，例如，存储程序的计算机可读存储介质，如只读光盘存储器(CD-ROM)，和用于传送程序的传输介质，如因特网，都可应用为本发明的一个实施例。程序本身应用为本发明的另一实施例。程序、存储介质、传输介质和程序产品都包括在本发明的范围内。

虽然参照示范实施例描述了本发明，但应理解，本发明并不限于已公开的示范实施例。所附权利要求书的范围被认为给出了最广的解释，以覆盖所有修改、等同结构和功能。

Claims (23)

1.一种X射线装置，能够在被摄体转动时在用于执行X射线成像的不需要高清晰度成像的第一成像模式下操作，以及在被摄体保持静止时在用于执行X射线成像的需要高清晰度成像的第二成像模式下操作，该X射线装置包括：

可转动台，用于转动被摄体；

固定构件，用于固定被摄体，该固定构件布置在可转动台上；

移动装置，构造成在X射线装置的成像区域之内的一位置和成像区域之外的一位置之间移动固定构件；

检测装置，构造成检测固定构件的位置；以及

控制装置，构造成当检测到固定构件的位置位于X射线装置的成像区域之内时，防止X射线装置在需要高清晰度成像的第二成像模式下操作。

2.根据权利要求1所述的X射线装置，其特征在于：当检测到固定构件的位置位于成像区域的外部时，控制装置防止该X射线装置在不需要高清晰度成像的第一成像模式下操作。

3.根据权利要求1所述的X射线装置，进一步包括转动锁定装置，该转动锁定装置构造成当固定构件由移动装置移动到X射线装置的成像区域外部的位置时，锁定可转动台，以防止可转动台的转动。

4.根据权利要求2所述的X射线装置，进一步包括转动锁定装置，该转动锁定装置构造成当固定构件由移动装置移动到X射线装置的成像区域外部的位置时，锁定可转动台，以防止可转动台的转动。

5.根据权利要求1所述的X射线装置，进一步包括：

转动锁定装置，其包括突出部分，当固定构件由移动装置移动到X射线装置的成像区域外部的位置时，该突出部分从可转动台的外形上伸出，该转动锁定装置构造成锁定可转动台，以通过制动器和突出部分的接合来防止可转动台的转动。

6.根据权利要求2所述的X射线装置，进一步包括：

转动锁定装置，其包括突出部分，当固定构件由移动装置移动到X射线装置的成像区域外部的位置时，该突出部分从可转动台的外形上伸出，该转动锁定装置构造成锁定可转动台，以通过制动器和突出部分的接合来防止可转动台的转动。

7.根据权利要求3所述的X射线装置，进一步包括：

转动锁定装置，其包括突出部分，当固定构件由移动装置移动到X射线装置的成像区域外部的位置时，该突出部分从可转动台的外形上伸出，该转动锁定装置构造成锁定可转动台，以通过制动器和突出部分的接合来防止可转动台的转动。

8.根据权利要求4所述的X射线装置，进一步包括：

转动锁定装置，其包括突出部分，当固定构件由移动装置移动到X射线装置的成像区域外部的位置时，该突出部分从可转动台的外形上伸出，该转动锁定装置构造成锁定可转动台，以通过制动器和突出部分的接合来防止可转动台的转动。

9.根据权利要求1所述的X射线装置，进一步包括：

转动控制装置，构造成控制可转动台的转动，

其特征在于：转动控制装置构造成，当检测到固定构件的位置位于X射线装置的成像区域的外部时，向可转动台施加夹紧扭矩。

10.根据权利要求2所述的X射线装置，进一步包括：

转动控制装置，构造成控制可转动台的转动，

其特征在于：转动控制装置构造成，当检测到固定构件的位置位于X射线装置的成像区域的外部时，向可转动台施加夹紧扭矩。

11.根据权利要求3所述的X射线装置，进一步包括：

转动控制装置，构造成控制可转动台的转动，

其特征在于：转动控制装置构造成，当检测到固定构件的位置位于X射线装置的成像区域的外部时，向可转动台施加夹紧扭矩。

12.根据权利要求4所述的X射线装置，进一步包括：

转动控制装置，构造成控制可转动台的转动，

其特征在于：转动控制装置构造成，当检测到固定构件的位置位于X射线装置的成像区域的外部时，向可转动台施加夹紧扭矩。

13.根据权利要求1所述的X射线装置，进一步包括：

再构成装置，构造成再构成在不需要高清晰度成像的第一成像模式中成像的数个图像。

14.根据权利要求13所述的X射线装置，进一步包括：

显示装置，构造成显示由再构成装置再构成的图像。

15.根据权利要求1所述的X射线装置，进一步包括：

图像处理装置，构造成对在需要高清晰度成像的第二成像模式中成像的图像执行图像处理。

16.根据权利要求15所述的X射线装置，进一步包括：

显示装置，构造成显示由图像处理装置处理过的图像。

17.一种X射线装置，能够在被摄体转动时在用于执行X射线成像的不需要高清晰度成像的第一成像模式下操作，以及在被摄体保持静止时在用于执行X射线成像的需要高清晰度成像的第二成像模式下操作，该X射线装置包括：

可转动台，用于转动被摄体；

椅子，布置在所述可转动台上，并且包括座位和靠背；

移动装置，用于移动所述椅子；

转动锁定装置，构造成锁定可转动台，以防止可转动台的转动；

检测装置，构造成检测转动锁定装置是否已经锁定了可转动台以防止可转动台的转动；和

控制装置，构造成在检测装置检测到可转动台已锁定以致不能转动的时候，防止该X射线装置在不需要高清晰度成像的第一成像模式下操作。

18.根据权利要求17所述的X射线装置，进一步包括：

再构成装置，构造成再构成在不需要高清晰度成像的第一成像模式中成像的数个图像。

19.根据权利要求18所述的X射线装置，进一步包括：

显示装置，构造成显示由再构成装置再构成的图像。

20.根据权利要求17所述的X射线装置，进一步包括：

图像处理装置，构造成对在需要高清晰度成像的第二成像模式中成像的图像执行图像处理。

21.根据权利要求18所述的X射线装置，进一步包括：

图像处理装置，构造成对在需要高清晰度成像的第二成像模式中成像的图像执行图像处理。

22.根据权利要求19所述的X射线装置，进一步包括：

图像处理装置，构造成对在需要高清晰度成像的第二成像模式中成像的图像执行图像处理。

23.根据权利要求20所述的X射线装置，进一步包括：

显示装置，构造成显示由图像处理装置处理过的图像。

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