CN101919701B - X射线混合诊断系统 - Google Patents

Abstract

X射线混合诊断系统一种X射线混合诊断系统包括单一电源，X射线射线照相单元，X射线CT单元和单一控制台。单一电源为X射线CR系统和X射线CT系统供电。X射线射线照相单元用来自第一X射线管的X射线照射受检者以获得X射线射线照相图像。X射线CT单元用来自第二X射线管的X射线照射受检者并采集来自己穿过受检者的X射线束的投影数据，并获得断层摄影图像。单一控制台控制X射线射线照相单元和X射线CT单元。

Description

X射线混合诊断系统

本申请是申请日为2006年7月14日申请号为200610110884.1的同名中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种其中结合有X射线射线照相系统和医学X射线计算断层摄影(CT)系统的X射线混合诊断系统。

背景技术

为基于患者疾病或损伤情况对患者进行诊断，采用X射线计算机射线照相(CR)系统拍摄射线照相图像或荧光检查图像，或采用X射线CT系统采集用于断层摄影图像显示的投影数据。这样，医院通常必须分别装备有这两种系统，这会不利地增加较大成本并且占地面积较大。

此外，受到X射线CR系统照射拍摄射线照相图像的患者可能还要被推进穿过X射线CT系统来进行断层摄影图像检查。在这种情形下，患者必须从一个房间移到另一个房间，这会使患者产生额外的负担。迄今所提出的相关技术在例如JP8-280666A中公开。

发明内容

对于没有很多接受治疗的患者的中等或较小型医院，尤其需要以低成本对患者有效地给出诊断，同时减少维护成本会成为日益增长的需要。因此，本发明的一个目的是提供一种其中包含有X射线CR系统和X射线CT系统的X射线混合诊断系统，该混合诊断系统中具有较小的占地面积并且适于减轻患者的负担。

根据本发明，X射线CR系统和X射线CT系统不仅放置在同一个房间内，而且结合成或设计成一个单一混合系统，以通过共享尽可能多的部件或装置来避免重复，从而减少占地面积。这种部件或装置共享可有助于减少制造成本和维护成本。更具体地，X射线CR系统和X射线CT系统具有共用电源，从而可引入防止每个X射线管过热的测量以增加X射线管的寿命，进而保持较低的维护成本。

在本发明的第一方面，提供一种X射线混合诊断系统，其包括：为X射线CR系统和X射线CT系统供电的单一电源；X射线射线照相单元，其用来自第一X射线管的X射线照射受检者以获得X射线射线照相图像；X射线CT单元，其用来自第二X射线管的X射线照射受检者并采集已穿过受检者的来自X射线束的投影数据，以采用所采集的投影数据重建图像，并且获得断层摄影图像；控制X射线射线照相单元和X射线CT单元的单一控制台。符合本发明第一方面的X射线混合诊断系统可由单一电源和单一控制台对X射线射线照相单元和X射线CT单元这二者进行操作，从而可以以较低的成本和较小的占地面积来实现，其比否则当为每个X射线管和单元提供电源和控制台时所需要的成本更低，占地面积更小。从患者的角度来看，该系统设计成消除了患者从一个房间移到另一个房间以用X射线射线照相单元进行射线照相和用X射线CT单元进行CT扫描的需要，从而卸下了否则会施加在患者上的沉重负担。

在第二方面，符合本发明的X射线混合诊断系统还包括可共用于使受检者由来自第一X射线管的X射线照射和由来自第二X射线管照射的X射线照射的单一托架。符合本发明第二方面的X射线混合诊断系统设计成对X射线射线照相单元和X射线CT单元采用单一托架，从而可以以较小的占地面积实现。即使已进行X射线照相(用X射线进行射线照相)以获得射线照相图像的躺在托架内的患者决定要继续进行CT扫描，患者也无需移动。

在第三方面，符合本发明的X射线射线照相单元包括获得X射线射线照相图像的第一X射线检测器，且该第一X射线检测器位于托架内。在根据本发明第三方面的X射线混合诊断系统中，第一X射线检测器位于托架内；因此，可获得的工作空间保持空出，从而可更容易地操作X射线混合诊断系统。

在第四方面，符合本发明的第一X射线检测器在托架内是可移动的。在根据本发明第四方面的X射线混合诊断系统中，第一X射线检测器在托架内是可移动的；因此，第一X射线检测器可根据患者要进行射线照相的部分移动，从而在不必移动患者的情况就可对任何需要的部分进行射线照相。

在第五方面，符合本发明的设在X射线射线照相单元内的托架在结构上是可弯曲的。在根据本发明第五方面的X射线混合诊断系统中，X射线射线照相图像可从处于无负担或放松位置的患者获得。

在第六方面，符合本发明的设在X射线射线照相单元内的托架在受检者的身体轴向(吻尾方向(rostrocaudal)或纵向)方向是可移动的且在垂直于受检者身体轴向方向的方向上是可移动的。在根据本发明第六方面的X射线混合诊断系统中，可在垂直位置调整托架；这样，可从处于无负担或放松位置的患者获得X射线射线照相图像。

在第七方面，符合本发明的控制台包括：第一模式，在该模式中由X射线射线照相单元获得的X射线射线照相图像，而后采用X射线CT单元采集投影数据；和第二模式，在该模式中采用X射线CT单元采集投影数据，而后采用X射线射线照相单元获得X射线射线照相图像；第三模式，在该模式中由X射线射线照相单元获得X射线射线照相图像；第四模式，在该模式中采用X射线CT单元采集投影数据。在根据本发明第七方面的X射线混合诊断系统中，例如，患者可以经X射线照相以获得射线照相图像，而后进行CT扫描，其在(以仰卧姿势)躺在托架内期间无需移动。类似地，患者可进行CT扫描，而后进行X射线照相。

在第八方面，符合本发明的控制台包括用于预测第一和第二X射线管的每一个的温度增加的装置，以保持对来自第一和第二X射线管的照射的控制，从而使该温度保持在或低于预定阈值。换句话说，控制台构造成对来自第一和第二X射线管的照射实行控制，从而对第一和第二X射线管的每一个所预测的温度不会超过该预定阈值。在根据本发明第八方面的X射线混合诊断系统中，禁止第一和第二X射线管在超过允许水平的温度上工作；这样，就可减少故障的可能性，从而可增加X射线管的寿命。

在第九方面，符合本发明的控制台包括用于当控制台预测温度的增加超过预定阈值时，提供第一和第二X射线管照射条件改变选项的装置。在根据本发明第九方面的X射线混合诊断系统中，向操作者提供照射条件改变选项，以使操作者确信该条件下获得图像，从而永远不会导致第一和第二X射线管在超出允许水平的温度上工作。因此，只要操作者可以在由控制台提供的照射条件下实行操作，操作者就能够继续进行图像采集操作。

通过利用符合本发明的X射线混合诊断系统，可共享电源、控制台和这类其它部件，从而使占地面积更小。此外，其部件和装置的共享有助于减少制造成本和维护成本。

附图说明

从下面参照附图的示范性非限制性实施例的描述，本发明的上述方面、其它优点和进一步的特点将变得更为明显，附图中：

图1是示出根据本发明第一示范性实施例的X射线混合诊断系统100的机构的透视图；

图2是表示X射线混合诊断系统100的框图；

图3是示出CR单元103的机构的透视图；

图4A和4B是示出托架的可变机构的透视图；

图5示出当CT单元获得受检者在卧姿时的X射线断层摄影图像时，台架101的操作情况；

图6示出CR单元103获得受检者在卧姿时的X射线射线照相图像的操作；

图7示出CR单元103获得受检者在坐姿时的X射线射线照相图像的操作；

图8A-8D示出CR单元103获得受检者在站姿时的X射线射线照相图像的一系列操作，其中图8A是示出获得受检者胸部图像的操作的前视图，图8B是图8A的侧视图，图8C是用于示出获得受检者上臂图像的操作的前视图；以及图8D是图8C的侧视图；

图9是示出根据本发明第二示范性实施例的X射线混合诊断系统100机构的透视图；

图10A-10C示出第三托架117的结构，其中在内部结合了平板检测器70；

图11A示出当CT单元获得受检者在卧姿时的X射线断层摄影图像时台架101的操作，以及图11B示出CR单元103获得受检者在卧姿时的X射线射线照相图像的操作；

图12A示出CR单元103获得受检者在站姿时的X射线射线照相图像的操作；以及图12B示出CR单元103获得受检者在坐姿时的X射线射线照相图像的操作；

图13示出以解释方式示出的各种扫描类型；

图14示出表示由X射线管控制器123对X射线管125和X射线管127实行控制的框图；和

图15是示出用于防止每个X射线管过热的测量的流程图。

具体实施方式

《第一实施例》

<X射线混合诊断系统的总体布置>

图1是示出根据本发明第一示范性实施例的X射线混合诊断系统100总体布置的透视图。该系统通常包括操作控制台50、台架101、X射线电源121和CR单元103。操作控制台50适于基于从台架101发送的数据来重建受检者的X射线断层摄影图像，并显示该X射线断层摄影图像。操作控制台50还适于显示基于从平板检测器137发送的数据的X射线射线照相图像。X射线电源121适于向X射线CR系统和X射线CT系统供电。台架101是适于采集X射线投影数据以获得受检者的断层摄影图像的计算断层摄影或CT单元。CR单元103是适于获得受检者的X射线射线照相图像的计算机射线照相单元(数字X射线成像器)。

不是X射线混合诊断系统100的每个部件都需要放置在一个和同一房间内。例如，台架101和CR单元103可放置在患者作为受检者接受诊断的诊疗室内，而操作控制台50可放置在放射线技师的操作室内。用于为X射线CR系统和X射线CT系统供电的X射线电源121可放置在底层以腾出诊疗室或操作室的空间。

托架110包括第一托架111和设在第一托架111的Z方向侧(面向由图1中箭头Z所指示的方向)的第二托架114。第一托架111是可移动的，并且受检者以卧姿躺在其上；即，第一托架111可由第一托架驱动单元115激励以便向台架101移动。第二托架114是可移动的；即，第二托架114可由第二托架驱动单元116激励以沿Y轴向由箭头Y所指示的方向(该方向此后称为“Y轴方向”或“+Y轴方向)平移，并倾斜任意所需要的角度。CR单元103布置在托架110靠近第一托架111和第二托架114之间的界面的一侧。

图2是表示根据本发明一个示范性实施例的X射线混合诊断系统100的布置的框图。台架101和CR单元103与CR & CT控制单元140以及各种将在以后描述的其它装置通讯性地耦联，并构造成在CR & CT控制单元140的控制下操作。

在台架101内设有用于产生X射线的X射线管125，与X射线管125相连的X射线管控制器123，用于限定X射线照射范围的准直器(未示出)，与准直器相连用于调整准直器开口(缝隙或孔)尺寸的控制电机(未示出)，以及其它部件。已穿过准直器的X射线形成X射线扇形束(所谓的“扇束)，该束在垂直于台架101的旋转轴(X射线管125的旋转)的平面内很宽，且在平行于台架101的旋转轴的方向上很窄。

在台架101内还设有X射线检测单元133，其包括多行检测通道，每行检测通道具有多个检测器。每个检测器具有取决于扇形角(通常为60°左右)的长度。检测通道在沿Z轴方向(元件方向)的方向上排列。X射线检测单元133例如由以组合形式使用的闪烁器和光电二极管构成。

台架101包括至少一个数据采集单元或DAS(代表数据采集系统)135，其采集来自检测通道输出的投影数据。数据采集单元135的数目可以是一个或多个(例如，四个，八个，十六个或三十二个)，且每个数据采集单元135与X射线检测单元133相连。例如，包括四个数据采集单元135的台架101，其通常称为“4DAS”，包括在元件方向上排列成四行的检测通道，并可在X射线管125旋转一周内获得四个切片图像。X射线管125和X射线检测单元133布置在台架101的相对位置中，从而在X射线管125和X射线检测单元133之间留出用于容纳受检者的中空空间。X射线管125和X射线检测单元133附着在转子130上，从而X射线管125和X射线检测单元133在保持彼此相对位置的同时绕受检者旋转。台架旋转电机131和台架旋转电机驱动器132与电机130相连，且转子130由台架旋转电机驱动器132调整从而以任何所需的速度进行一次转动。

X射线混合诊断系统100提供操作模式的用户可选择选项：由360°投影数据来重建图像的全扫描模式和由180°投影数据加上一个单位扇角来重建图像的半扫描模式。每种扫描模式提供了其自身的特殊优点：全扫描模式中可重建高质量断层摄影图像，而半扫描模式中所增加的扫描速度，其可通过以损失断层图像的一定分辨率作为代价而获得，导致了受检者暴露于辐射的减少。

CR单元103包括用于产生X射线的X射线管127和具有开口的准直器(未示出)，用于限定在X射线管127内产生的X射线的照射范围。X射线管控制器123与X射线管127相连。在CR单元103内还设有适于接收来自X射线管127的X射线的平板检测器137。平板检测器137包括二维平板传感器，该二维面板传感器包括例如闪烁器和传感器，如CCD传感器、MOS传感器或CMOS传感器。

根据受检者的姿势(站姿、座姿或卧姿)或受检者进行射线照相的部分，可通过六个自由度对X射线管127和平板检测器137的位置进行调整。为此目的，CR旋转电机138和CR旋转电机驱动器139与CR单元103相连。

以卧姿躺在第一托架111内的受检者由托架电机(第一托架电机)112在受检者的身体轴线方向上(即，Z轴方向)移动。托架电机112由托架电机驱动器(第一托架电机驱动器)113激励。设有可与第一托架111相匹配的第二托架114(参见图1及其它附图)，且该第二托架114由带有电机驱动器(未示出的第二托架电机驱动器)的电机(未示出的第二托架电机)激励。

此外，如果受检者需要，可连接用于将心跳转换成电信号的心电图仪以检查受检者的心跳状况。通过向CT & CR控制单元140提供来自心电图仪的信号，就可根据受检者的心跳状况实行X射线照射。

CT & CR控制单元140与操作控制台50通讯性地耦联。响应于来自操作控制台50的指令，各种控制信号被发送到X射线管控制器123、托架电机驱动器113和旋转电机驱动器132、以及开放式调节器电机驱动器(未示出)等。由数据采集单元135采集的数据被发送到操作控制台50，在其中重建图像并显示断层图像。类似地，由平板检测器137获得的数据被发送到操作控制台50，在其中显示射线照相图像。

操作控制台50典型地体现为工作站，如图2所示，其主要包括存储引导程序等的ROM 52，用作主存储器的RAM 53和执行控制整个系统的指令的CPU54。

在操作控制台50内设有硬盘驱动器或HDD 51，从而不仅存储操作系统而且存储图像处理程序，用于提供给予台架101和CR单元103的各种指令和基于从平板检测器137接收的数据来显示射线照相图像的指令，以及基于从数据采集单元135接收的数据来重建并显示X射线断层摄影图像的图像处理程序。VRAM 55是一种在其中对要显示的图像数据进行展开的存储器，也就是说，图像数据等可在VRAM 55内展开，从而在监视器56上显示。操作者采用键盘57和鼠标58进行各种操作和操纵。

<CR单元103机构>

图3是CR单元103机构的透视图。CR单元103的框架包括旋转支柱104，设在旋转支柱104上部处的旋转臂105，以及从旋转臂105悬挂的可延伸臂107。X射线管127以允许X射线管127通过球窝接合机构进行旋转的方式设在可延伸臂107的端部。平板检测器137以允许平板检测器137垂直移动和转动的方式设在旋转支柱104的中点处。因此，X射线射线照相图像可根据受检者的姿势或受检者进行射线照相的部分从各个角度获得。

<托架机构>

图4A和4B是示出托架110可变机构的透视图。第一托架111和第二托架114的相对端没有彼此附着，而只是彼此邻接。这样，第一托架111单独可独立地在Z轴方向上移动，而第二托架114也可独立地移动。第二托架114包括呈现出可延伸性的驱动臂118，从而第二托架驱动单元116可伸缩驱动臂118以倾斜第二托架114。在驱动臂118的端部设有驱动电机，从而第二托架114可在Y轴方向上移动。

第一托架111具有足够长度以使普通受检者能够没有任何问题地躺在其上。第二托架114具有足够的长度以完成辅助第一托架111的功能。接触传感器(未示出)附着于第一和第二托架111和114的端部，其作为安全装置以使作为患者的受检者的身体不会在其间被夹住。第一和第二托架111和114都由X射线透明塑料材料制成。

<根据第一实施例的X射线成像的实施>

图5至8D示出根据第一实施例的X射线混合诊断系统100获得X射线图像的操作。图5示出当CT单元获得受检者在卧姿时的X射线断层摄影图像时，台架101的操作情况。图6示出CR单元103获得受检者在卧姿时的X射线射线照相图像的操作。图7示出CR单元103获得受检者在坐姿时的X射线射线照相图像的操作。图8A-8D示出CR单元103获得受检者在站姿时的X射线射线照相图像的一系列操作。图8A是示出获得受检者胸部图像的操作的前视图，以及图8B是图8A的侧视图。图8C是用于示出获得受检者上臂图像的操作的前视图，以及图8D是图8C的侧视图。

图5示出躺在第一托架111上的受检者从他/她的头部开始移入台架101的中空空间内的状态。操作者，如放射线技师，采用键盘57和/或鼠标58将射线照相的条件等输入到操作控制台50中。响应于来自操作控制台50的指令，台架101内的转子130被激励以旋转且第一托架111以预定速度移动。因此，进行所谓的“螺旋扫描”。布置在台架101内的转子130上的X射线管125由X射线电源121供电。另一方面，除维持电流外，不向CR单元103和第二托架驱动单元116供应任何电流，如驱动信号，且CR单元103和第二托架114位于其初始位置中。受检者也可以从他或她的脚开始移入台架101的中空空间中。

图6示出受检者准备以卧姿以获得他/她的胸部X射线射线照相图像的情形。操作者采用键盘57和/或鼠标58向操作控制台50输入射线照相的条件等。响应于来自操作控制台50的指令，X射线管127和平板检测器137被激励以向预定位置移动和旋转。第二托架114也被激励以移动到预定位置中。X射线管127由X射线电源121供电。另一方面，除维持电流外，不向台架101和第一托架驱动单元115供应任何电流，如驱动信号，且转子130和第一托架110位于其初始位置中。也可获得任何其它部分的X射线射线照相图像。

像图6一样，图7示出受检者准备获得他/她的胸部X射线射线照相图像的情形。然而，图7与图6的区别在于受检者处于坐姿。响应于来自操作控制台50的指令，X射线管127和平板检测器137被激励以向预定位置移动和旋转。第二托架114也被激励以向预定位置移动和倾斜。X射线管127由X射线电源121供电。另一方面，除维持电流外，不向台架101和第一托架驱动单元115供应任何电流，如驱动信号，且转子130和第一托架110位于其初始位置中。

图8A和8B示出类似于图6和7中所示的情形，其中要获得受检者胸部的X射线射线照相图像。然而图8A和8B与图6或7的区别在于对像处于站姿。响应于来自操作控制台50的指令，X射线管127和平板检测器137被激励以向预定位置移动和旋转。第二托架114未被使用，从而位于其初始位置中。X射线管127由X射线电源121供电。

图8C和8D示出获得受检者上臂的X射线射线照相图像的情形。响应于来自操作控制台50的指令，X射线管127和平板检测器137被激励以向预定位置移动和旋转。第二托架114未被使用，从而位于其初始位置中。

《第二实施例》

<X射线混合诊断系统的总体布置>

图9是示出根据本发明第二示范性实施例的X射线混合诊断系统100的总体布置的透视图。该实施例与参照图1描述的第一实施例的主要区别在于，根据第二实施例的X射线混合诊断系统100不包括第二托架，且平板检测器结合在托架内。该区别将成为下面讨论的焦点。

第三托架117可向台架101移动，受检者以卧姿躺在其上。CR单元103布置在第三托架117的一侧。

<托架结构>

图10A至10C示出第三托架117的结构。图10A是第三托架117的透视图。图10B是示出第三托架117横截面的影像。图10C是沿图10B中的线C-C截取的断层摄影视图。如图10A所示，第三托架117具有中空空间且由X射线透明材料，如塑料制成。在该中空空间内设有可沿如箭头所指示的Z轴双向移动的平板检测器70。第三托架117可在台上沿Z轴方向移动，并且可由抬升驱动单元119竖立升起，抬升驱动单元119包括气缸装置等，如将参照图12A描述。

如图10B和10C所示，在第三托架117的中空空间内设有导轨77，从而平板检测器70可沿特定方向平滑移动。导轨77由X射线透明硬塑料等制成，从而导轨77不会在X射线CT扫描图像上投射出阴影。导轨77的长度在Z轴方向上具有足够的长度。在平板检测器70上设有对应于导轨77的四个轮胎75。在平板检测器70内设有驱动电机73以驱动轮胎75。在平板检测器70内的X-Z平面上设有二维面板传感器71。该二维面板传感器71包括例如闪烁器和传感器，如CCD传感器、MOS传感器或CMOS传感器。当进行X射线CT扫描时，平板检测器70已移到位于第三托架117端部面朝向+Z轴方向的缩进位置。因此，二维面板传感器71，驱动电机73和轮胎75可毫无问题地包括对X射线不完全透明的材料，如金属。

由塑料制成的透明窗口78形成在第三托架117顶板的一部分中。这使得操作者能够直观地核查平板检测器70实际所处的位置。透明窗口78可优选设在第三托架117顶板一侧附近，从而即使当受检者以卧姿躺在第三托架117上也能核查平板检测器70的位置。在平板检测器70的顶表面上标记中心线，从而可通过透明窗口78看见沿Z轴方向长度的二维面板传感器71的中心。

为了向二维面板传感器71和驱动电机73供电，在平板检测器70和第三托架117之间设有电缆(未示出)，同样在平板检测器70和第三托架117之间设有信号线，信号通过该信号线从二维面板传感器71输出。如图10B和10C所示，在该实施例中，驱动电机73布置在平板检测器70内，但也可选择性地布置在第三托架117内。在第三托架117内还设有位置传感器79，如图10C所示，用于检测平板检测器70在第三托架117内所处的位置(在Z轴方向上)。在驱动电机73是步进式电机等的实施例中，如果每次启动时平板检测器70的位置都被初始化，则平板检测器70的位置可被检测，这样就不必需要这种位置检测器79。

<根据第二实施例的X射线射线照相的实施>

图11A、11B、12A和123示出在根据本发明第二实施例的X射线混合诊断系统100中获得X射线图像的操作。图11A示出当CT单元获得受检者在卧姿时的X射线断层摄影图像时，台架101的操作。图11B示出CR单元103获得受检者在卧姿时的X射线射线照相图像的操作。图12A示出CR单元103获得受检者在CR单元103内处于站姿时的X射线射线照相图像的操作。图12B示出CR单元103获得受检者在坐姿时的X射线射线照相图像的操作。

图11A示出受检者从他/她的头部开始移入台架101的中空空间，从而进行X射线CT扫描的情形。操作者，如放射线技师，采用键盘57和/或鼠标58向操作控制台50输入射线照相的条件等。响应于来自操作控制台50的指令，台架101内的转子130被激励以旋转，且第三托架117以预定速度移动。因此，进行所谓的“螺旋扫描”。布置在台架101内的转子130上的X射线管125由X射线电源121供电。在螺旋扫描或其它类型的X射线CT扫描期间，平板检测器70可布置在X射线束发射直到束进入X射线检测单元133的范围内，并会不利地形成阴影。因此，平板检测器70位于+Z轴方向的第三托架117端部处的缩进位置中。除维持电流外，不向CR单元103和平板检测器70供应任何电流，如驱动信号。受检者也可以从他或她的脚开始移入台架101的中空空间。

图11B示出受检者处于卧姿从而由CR单元103对他/她的胸部进行射线照相的情形。操作者，如放射线技师，采用键盘57和/或鼠标58向操作控制台50输入射线照相的条件等。响应于来自操作控制台50的指令，X射线管127移动、旋转并放置到预定位置，而且平板检测器70移动到预定位置。X射线管127和平板检测器70的相对位置显示在操作控制台50的监视器56上。X射线管127由X射线电源121供电。另一方面，除维持电流外，不向台架101供应任何电流，如驱动信号，而且转子130位于其初始位置中。也可对胸部以外的任何部分的进行射线照相。

图12A示出与图11B类似的情形，其中受检者由CR单元103进行射线照相，但是与图11A中不同的是，受检者的身体处于站姿。响应于来自操作控制台50的指令，首先，第三托架117移到其初始位置，且抬升驱动单元119，如气缸装置或电机，被激励以使第三托架117升起到竖立姿势。此外，响应于来自操作控制台50的指令，X射线管127和平板检测器70移向预定位置。

图123示出受检者要由CR单元103进行射线照相的情形，但与图11B和12A不同的是，受检者的身体处于坐姿。在第三托架117抬升到如上面参照图12A所讨论的竖立姿势后，操作者将已事先准备好的座椅附着到第三托架117上。响应于来自操作控制台50的指令，X射线管127和平板检测器70移向预定位置。X射线管127由X射线电源121供电。

《X射线混合诊断系统的操作》

<扫描模式>

X射线混合诊断系统100内的扫描操作可以以由选项提供的几种(一般四种)扫描类型中的一种进行。

如图13所示，扫描类型包括：类型1，其中只进行CR(CR模式)；类型2，其中只进行CT扫描(CT扫描形式)；类型3，其中在CR之后进行CT扫描；和类型4，其中在CT扫描之后进行CR。

以CR模式进行的操作基本上与由单一CR单元进行的扫描操作相同。接下来的讨论将集中在CR模式上。在步骤CR1中，作为CT单元的台架101布置在初始位置。更具体地，台架101内的X射线管125和X射线检测单元133回到它们的初始位置。在第一实施例中，第一托架111回到其初始位置。在第二实施例中，第三托架117回到其临时基座上的初始位置。

在步骤CR2中，选择卧姿射线照相，且来自操作控制台50的指令调用步骤CR5。在第一实施例中，第二托架114移动并水平放置，使其顶面齐平且与第一托架111的顶面接触。CR单元103的X射线管127和平板检测器137移到分别对应于待进行射线照相部分的位置。这种情形例如在图6中示出。然而，支撑第一托架111的第一托架驱动单元115或支撑第二托架114的第二托架驱动单元116可妨碍平板检测器70的最佳放置。因此，受检者可被放在第一托架驱动单元115和第二托架驱动单元116之间并躺平，以使平板检测器70能够适当放置在受检者的待进行射线照相部分下面。在第二实施例中，第三托架117保持在其初始位置，而CR单元103的X射线管127和平板检测器70移动。这种情形例如在图11B中示出。

在步骤CR3中，选择CR站姿射线照相，且来自操作控制台50的指令调用步骤CR5。在第一实施例中，第一托架111和第二托架114分别移向它们的初始位置。这样，允许受检者站在第一托架111和第二托架114之间。而后，CR单元103的X射线管127和平板检测器137移向分别对应于待进行射线照相的部分。这种情形例如在图8中示出。在第二实施例中，第三托架117通过抬升驱动单元119从其初始位置被竖立升起。而后，CR单元103的X射线管127和平板检测器70移向分别对应于待进行射线照相部分的位置。这种情形例如在图12A中示出。

在步骤CR4中，选择CR坐姿射线照相，且来自操作控制台50的指令调用步骤CR5。在第一实施例中，使第二托架114的一端与第一托架111相接触。而后，驱动臂118伸出并向上推起第二托架114的另一端以使第二托架114呈倾斜姿态。这样，可使受检者将他/她的腿放置在第一托架111上并将他/她的腰部以上的上身靠在第二托架114上。而后，CR单元103的X射线管127和平板检测器137移向分别对应于待进行射线照相部分的位置。该情形例如在图7中示出。在第二实施例中，第三托架117由抬升驱动单元119从其初始位置竖立升起。而后，CR单元103的X射线管127和平板检测器137移向分别对应于待进行射线照相部分的位置。这种情形例如在图12B中示出。

在步骤CR6中，X射线管127由X射线电源121供电，且来自平板检测器137或平板检测器70的检测信号被发送到操作控制台50。

接下来的讨论将集中在CT扫描模式上。在CT扫描模式下进行的操作基本上与由单一CT单元进行的扫描操作相同。在步骤CT1中，CR单元103布置在初始位置。更具体地，在第一实施例中，第二托架114回到其初始位置。在第二实施例中，在第三托架117内的平板检测器70移向其初始位置(即，+Z轴方向上的端部位置)。

在步骤CT2中，第一实施例的第一托架111移向其初始位置或第二实施例的第三托架117移向其初始位置。受检者躺在第一或第三托架111、117上。这种情形例如在示出第一实施例的图5和示出第二实施例的图11A中示出。

在步骤CT3中，实行CT扫描。上面描述的两个(第一和第二)实施例都包括多个扫描模式，如常规扫描(轴向扫描)、螺旋扫描、可变螺距螺旋扫描、螺旋往返扫描等。常规扫描是这样一种扫描方法，在该扫描方法中，X射线管125和X射线检测器133旋转，并且每当第一或第三托架111、117以预定间距移动时，采集投影数据。螺旋扫描是这样一种扫描方法，在该扫描方法中，当X射线管125和X射线检测器133旋转时，第一或第三托架111、117以预定速度移动，并采集投影数据。可变螺距螺旋扫描方法是这样一种扫描方法，在该扫描方法中，当X射线管125和X射线检测器133如在螺旋扫描中旋转时，第一或第三托架111、117以可变速度移动，并采集投影数据。螺旋往返扫描是这样一种扫描方法，在该扫描方法中，当X射线管125和X检测器133如在螺旋扫描中旋转时，第一或第三托架111、117在+Z轴和-Z轴方向上往复运动，并采集投影数据。

应当理解，进行CR和CT扫描的类型，如类型3和类型4，采用两个X射线管和两个X检测器。这样，当要对同一受检者获得CR图像和CT图像时，对于CR和CT单元103、101中的操作，使用X轴方向和Z轴方向上的公共坐标集可以是优选的，但不是必须的。为提供公共坐标集，CT扫描操作中所采用的坐标可以由对如下情况的考虑来预先定义：例如，受检者的腿部朝向+Z轴方向或受检者的头部朝向+Z轴方向。类似地，CR操作中所采用的坐标可以由对如下情况的考虑来预先定义：受检者处于站姿、坐姿或卧姿(在这种情况下，腿部可朝向+Z轴方向或头部可朝向+Z轴方向)。基于这种考虑，例如，以卧姿平躺的受检者的身体轴线(纵轴)的位置可定义为系统100中的Z轴，且受检者头部的取向可定义为-Z轴方向，从而系统100的每个部件的位置可以转换成绘制在公共坐标系统中的位置。

<X射线照射控制>

在本发明的第一和第二实施例中，X射线混合诊断系统100的X射线管控制器123构造成用单一X射线电源121对进行CT扫描操作的X射线管125和进行CR操作的X射线管127实行控制。该控制将在下面进行详细描述。

如图14所示，X射线管控制器123包括开关123-S，且开关123-S受CR&CT控制单元140控制。开关123-S配置为选择地使X射线电源121与X射线管125的阴极灯丝F1和旋转阳极电机AX1相连，或者与X射线管127的阴极灯丝F2和旋转阳极电机AX2相连。电机AX1和X2分别与旋转阳极AN1和AN2耦联。

如图14所示，从X射线管125的阳极灯丝F1产生的电子束EB1和从X射线管127的阳极灯丝F2产生的电子束EB2被分别发射到旋转阳极AN1和AN2的表面。当电子撞击旋转阳极AN1和AN2时，从X射线焦点产生X射线束XR1和XR2。X射线束XR1和XR2分别通过透明窗口W1和W2射向受检者。

X射线照射控制将参照图15中所示的流程图进行详细描述。在描述该控制中，特别地，将对防止每个X射线管过热的测量提出讨论。

在步骤11中，由操作者使用键盘57和/或鼠标58输入或指定的扫描类型由控制台50接收。该输入扫描类型例如可从图13所示的四种类型中选择。

接下来，在步骤S12中，如果输入扫描类型指示选定的操作涉及CT扫描操作，则控制台50检索与X射线管有关的参数，如电流(mA)、预串行延迟(preseries delay)(PSD)和间隔组延迟(interval group delay)(IGD)、以及扫描面积。PSD是表示CT扫描的扫描时间的参数，而IDG是表示根据转子130的旋转速度改变的电流(mA)中脉冲间隔的参数。

在步骤S13中，控制台50从温度传感器接收CT单元101的X射线管125或CR单元103的X射线管127的即时温度，该温度传感器未示出，但设在每个X射线管125、127内。在步骤S14中，控制台50基于例如在步骤S11接收的扫描类型或在步骤S12检索到的参数来预测第一或第二X射线管125、127的温度增加，该温度增加将是由后面的X射线照射引起的。

在步骤S15中，控制台50判定预测的第一或第二X射线管125、127的温度增加是否显示该增加的温度将保持在或低于预定阈值。如果判定该增加的温度将保持在或低于该阈值，则流程行进到步骤S18，在此将以符合由操作者输入的规格的方式进行指定扫描类型的操作。如果判定该增加的温度会超过该阈值，则流程行进到步骤S16。

在步骤S16，在操作控制台50的监视器56上显示可选的参数，以提供X射线管125和127的照射条件改变的选项(例如，参数，如用于使温度保持在或低于阈值的电流(mA))。在步骤S17，操作者判定是否接受显示在监视器56上的参数。如果操作者判定接受这些参数，则操作者将参数改变成所提供的。而后，流程行进到步骤S18，在此，指定扫描类型的扫描操作将以所改变的参数进行。如果操作者判定不改变这些参数，则流程行进到步骤S19，在此中止X射线照射。

如果采用上述措施来防止每个X射线管的过热，就可减少X射线管更换的频率，并且可降低X射线管故障的可能性，从而降低维持成本。

工业应用性

在所示出的实施例中，已通过实例的方式描述了医学X射线混合诊断系统100，该系统100具有CR单元和CT单元结合在一起并包含在其内。然而，符合本发明的X射线混合诊断系统可与任何其它系统结合；例如，X射线CT-PET系统和X射线CT-SPECT系统可根据本发明实施。此外，在上述例证性实施例中，将CR单元描述为数字X射线射线照相系统，但可采用任何使用胶片的模拟X射线射线照相系统。在这种情况下，可设有将胶片转换成数字图像的扫描器。

应当意识到，在不偏离由下面的权利要求书所限定本发明实施例的精神和范围的情况下，对本发明的示范性实施例可进行许多修改。

Claims (5)

1.一种X射线混合诊断系统，包括：

X射线射线照相单元，包括机构，其中所述机构包括旋转支柱、设置在所述旋转支柱上部的旋转臂以及从所述旋转臂悬挂的可延伸臂，并且其中第一X射线管以转动方式处于所述可延伸臂的端部处，并且第一X射线检测器以垂直移动及转动方式处于所述旋转支柱的中点处，所述第一X射线检测器被设置来检测由所述第一X射线管照射的X射线，而所述X射线射线照相单元被设置成用来自所述第一X射线管的X射线照射受检者以获得X射线射线照相图像；

包括台架的X射线CT单元，所述台架含有第二X射线管和设置成检测由所述第二X射线管所照射的X射线的第二X射线检测器，所述X射线CT单元被设置成用来自所述第二X射线管的X射线照射受检者并采集来自已穿过受检者的X射线束的投影数据，以采用所采集的投影数据重建图像，并获得断层摄影图像；

被设置成为所述X射线射线照相系统和所述X射线CT系统供电的单一电源；

被设置成控制所述X射线射线照相单元和所述X射线CT单元的单一控制台；和

用于所述受检者的托架组件，所述受检者将要被来自所述第一X射线管和所述第二X射线管之一的X射线照射，所述托架组件包括可移入和移出所述台架的第一托架和相对于所述第一托架倾斜的并且与所述第一托架相耦合的第二托架，所述第二托架作为所述第一托架的辅助，所述第一托架和所述第二托架在结构上是可弯曲的。

2.根据权利要求1所述的X射线混合诊断系统，其中所述托架组件进一步包括驱动单元，所述驱动单元能够水平移动或者使所述第二托架倾斜。

3.根据权利要求1所述的X射线混合诊断系统，其中所述控制台包括：

第一模式，在该模式中由所述X射线射线照相单元获得X射线射线照相图像，而后采用所述X射线CT单元来采集投影数据；和

第二模式，在该模式中采用所述X射线CT单元采集投影数据，而后通过所述X射线射线照相单元获得X射线射线照相图像；

4.根据权利要求1所述的X射线混合诊断系统，其中所述控制台包括用于预测第一和第二X射线管的每一个的温度增加的装置，以保持对来自第一和第二X射线管的照射的控制，从而使该温度保持在预定阈值或低于预定阈值。

5.根据权利要求4所述的X射线混合诊断系统，其中所述控制台包括用于如果所述控制台预测温度增加超过预定阈值则提供第一和第二X射线管的照射条件改变选项的装置。

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