CN102138803A - 放射线成像系统和用于该放射线成像系统的辅助装置 - Google Patents
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Abstract
公开了放射线成像系统和用于该放射线成像系统的辅助装置。在一种X射线成像系统中，旋转支撑设备以可旋转方式支撑X射线源，以调节其取向角度。角度检测器被可移除地设置在X射线源上，用于检测取向角度。移位确定器在X射线源以枢转方式移动时进行操作，并且根据来自角度检测器的取向角度以及在X射线源和FPD设备之间的距离来确定到相对于X射线源的FPD设备的移位量。伪信号生成器通过根据来自移位确定器的移位量来校正来自移位检测器的检测信号而生成与移位量无关的电平的伪信号，并且将伪信号供应到第二移动设备。FPD设备的移动根据移位量来进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及放射线成像系统以及用于该放射线成像系统的辅助装置。更加具体地，本发明涉及下述放射线成像系统和用于该放射线成像系统的辅助装置，在该放射线成像系统中，由放射线检测装置检测来自放射线装置的放射线来对被检体进行成像，并且可以精确地控制放射线装置的角度。
背景技术
在医学成像中，主要地为了测量各种骨骼，公知并且使用大范围图像的长度区域成像或图像产生来观察患者被检体的全脊椎或者全下肢的范围。长成像板暗盒(IP暗盒)和长胶片的使用被称作放射线检测装置。从X射线源或者放射线源到放射线检测装置的距离(SID或者源图像距离)被设定为大的值以覆盖整个成像区域。这在仅仅通过一个成像操作来形成长区域图像或者拼接图像时是有效的。
作为放射线检测设备的FPD设备(平板型检测器)已经被广泛用作放射线检测装置的一个示例，并且FPD设备接收传输的X射线或者放射线，并且将其直接地转换成数字图像的数据。然而，与长成像板暗盒(IP暗盒)或者长胶片相比，以大的尺寸构造FPD设备是极其困难的。公知类型的FPD设备的最大尺寸是17英寸x17英寸。JP-A2005-270277公开了一种甚至通过使用FPD设备来进行全脊椎或者全下肢的长区域成像的技术。全部成像区域被分割成图像位置的多个元素范围，其中，被检体被多次成像。组成图像根据图像的位置来形成，并且组成图像通过图像拼接被合并以形成长区域图像。
在利用FPD设备的长区域成像中，有必要通过跟随FPD设备的移动来移动X射线源，以使得来自X射线源的放射线或者X射线变得在FPD设备上的检测区域上准确地入射。用于移动X射线源的两种类型的机制是公知的，包括平移移动机制和旋转移动机制。平移移动机制响应于FPD设备的移动来线性地移动X射线源。旋转移动机制响应于FPD设备的移动来改变X射线源的角度，以改变放射线或者X射线的角度。
由于图像位置中的相邻图像位置的组成图像的图像拼接的原因，已知旋转移动机制比平移移动机制更加优选。参见美国专利No.5,485,500(对应于JP-A7-059764)。这是因为在FPD设备上入射的放射线不是平行射束，而是初始地从X射线源的焦点行进的扩散射束。在平移移动机制中，放射线的聚焦的位置在图像位置之间是不同的。在组成图像中相邻组成图像之间的重叠区域内的组成图像之间存在放射线的入射角的差异。在重叠区域中的组成图像的匹配中发生低精度的问题。来自平移移动机制的长区域图像在重叠区域中的组成图像之间在连续性质方面具有低的质量。相反，在旋转移动机制中，放射线焦点是固定的。仅仅放射线角度被改变。在重叠区域内的放射线的入射角中不发生任何差异。在重叠区域中的组成图像的匹配中，长区域图像将具有高的精度。
在诊所、医院或者其它医疗设施中的、最广泛地可以利用的类型的放射线成像系统中，不存在用于长区域成像的功能。替代地，使用自动跟踪功能，其中，X射线源通过跟随如由操作员指定的FPD设备的位置来被线性地移动。在自动跟踪功能中，FPD设备的位置由诸如电位计的位置传感器来检测。根据信号线上的模拟连接或者回动连接(retro connection)，来自位置传感器的输出被输入到用于X射线源的控制器。仅当X射线源的光轴是水平的时，自动跟踪功能才是可能的。
通常，X射线源能够可以是手动可调节的，以适当地针对被检体的竖立姿势或者仰卧姿势改变角度。即使在仅仅具有自动跟踪功能的放射线成像系统中，通过禁用自动跟踪功能并且通过手动地调节FPD设备的位置以及X射线源的位置和角度，利用旋转移动机制的长区域成像也是可能的。然而，用于形成组成图像的每个事件的调节将占用长的时间。因为放射线成像的速度将是低的从而降低了效率，并且因为患者的物理应力将显著地增加，所以发生问题。
发明内容
鉴于前面的问题，本发明的一个目的在于提供一种放射线成像系统和用于该放射线成像系统的辅助装置，在该放射线成像系统中，由放射线检测装置检测来自放射线装置的放射线以用于对被检体进行成像，并且放射线装置的角度能够被精确地控制。
为了实现本发明的以上和其它目的和优点，提供了一种用于放射线成像系统的辅助装置，该放射线成像系统包括：放射线源，该放射线源用于向被检体施加放射线；放射线检测设备，该放射线检测设备与该放射线源相对，用于检测传输通过被检体的放射线，以产生图像；第一移动设备，该第一移动设备用于在与其检测器表面平行的路径上移动该放射线检测设备；移位检测器，该移位检测器用于检测该放射线检测设备的位置；第二移动设备，该第二移动设备用于根据来自移位检测器的检测信号线性地移动放射线源，以跟随放射线检测设备的移动；旋转支撑设备，该旋转支撑设备用于围绕轴线以可旋转方式支撑放射线源，以调节其取向角度。该辅助装置包括角度检测器，该角度检测器被可移除设置在放射线源上，以检测取向角度。移位确定器当利用旋转支撑设备以枢转方式移动放射线源时进行操作，并且根据来自角度检测器的取向角度以及在放射线源和放射线检测设备之间的距离来确定用于将放射线检测设备移位到与放射线源相对的位置的移位量。伪信号生成器通过根据来自移位确定器的移位量校正来自移位检测器的检测信号来生成具有与移位量无关的电平的伪信号，并且将伪信号供应到第二移动设备。
该放射线源包括用于限制放射线场的射束限制设备。一对滤波器轨道被设置在射束限制设备上，以紧固用于改变放射线特性的附加的滤波器。该角度检测器包括在滤波器轨道上保持的检测器部。
该检测器部具有的尺寸能够与在滤波器轨道之间的间隔相关联地变化。
该角度检测器包括用于检测取向角度的加速度传感器。
该角度检测器包括两个单轴加速度传感器，该两个单轴加速度传感器被布置成使得其轴线方向基本相互垂直。该移位确定器选择来自单轴加速度传感器中具有较高角度分辨率的一个单轴加速度传感器的取向角度信息，以确定移位量。
该伪信号生成器通过从放射线检测设备的位置的信号值中减去移位量的信号值来生成伪信号。
该移位检测器由电位计构成。
该角度检测器包括用于向移位确定器发射检测到的取向角度的信息的无线电发射机。
在一个优选实施例中，该角度检测器包括两个超声波接收机，该超声波接收机用于从位于放射线检测设备上的超声波发射机接收超声波，以测量距超声波发射机的距离。角度确定器根据由超声波接收机测量的距离来确定取向角度。
该移位量具有的值使得当在第一旋转方向上以枢转方式移动放射线源时，通过第一移动设备在放射线源在两个旋转方向中以根据第一旋转方向定义的第一方向在路径上移动放射线检测设备。
在一个优选实施例中，能够利用第二移动设备以第一方向和与之反向的第二方向线性地移动该放射线源。当放射线源以根据第一方向定义的第一旋转方向以枢转方式移动时，第二移动设备以第二方向移动放射线源。
该放射线检测设备是FPD设备。
该放射线是X射线。
而且，一种放射线成像系统包括用于向被检体施加放射线的放射线源。放射线检测设备与放射线源相对，用于检测传输过被检体的放射线，以产生图像。第一移动设备在与其检测器表面平行的路径上移动放射线检测设备。移位检测器检测放射线检测设备的位置。第二移动设备根据来自移位检测器的检测信号线性地移动放射线源，以跟随放射线检测设备的移动。旋转支撑设备围绕轴线以可旋转方式支撑放射线源，以调节其取向角度。角度检测器被可移除地设置在放射线源上，以检测取向角度。移位确定器在通过旋转支撑设备以枢转方式移动放射线源时进行操作，根据来自角度检测器的取向角度以及在放射线源和放射线检测设备之间的距离确定用于将放射线检测设备移位到与放射线源相对的位置的移位量。伪信号生成器通过根据来自移位确定器的移位量校正来自移位检测器的检测信号来生成具有与移位量无关的电平的伪信号，并且将伪信号供应到第二移动设备。控制器根据来自移位确定器的移位量来控制第一移动设备。
在一个优选放射线成像系统中，角度检测器被可移除地设置在放射线源上，以检测取向角度。移位确定器在利用旋转支撑设备以枢转方式移动放射线源时进行操作，并且根据来自角度检测器的取向角度以及在放射线源和放射线检测设备之间的距离来确定用于将放射线检测设备移位到与放射线源相对的位置的移位量。伪信号生成器通过根据来自移位确定器的移位量从位置的信号值中减去移位量的信号值而生成伪信号，并且将伪信号供应到第二移动设备。
因此，因为角度检测器和移位确定器相配合以进行精调，所以放射线源的角度能够被精确地控制。
附图说明
当结合附图阅读时根据以下详细说明，本发明的以上目的和优点将变得更加明显，在附图中：
图1是图示X射线成像系统的在侧视图和框图中的解释性视图；
图2是图示伪信号生成器的框图；
图3是图示准直器和角度检测器的立体图；
图4是图示角度传感器的输出电压和取向角度的曲线图；
图5是图示其中手动输入命令信号的一个优选X射线成像系统的在侧视图和框图中的解释性视图；
图6是图示其中手动移动X射线源的另一个优选X射线成像系统的侧视图和框图中的解释性视图；
图7是图示与图6相同内容但是其中X射线源被向下移动的侧视图和框图中的解释性视图；
图8是图示其中改变FPD设备的高度的又一个优选X射线成像系统的侧视图和框图中的解释性视图；
图9是图示其准直器具有可调节板的一个优选角度检测器的立体图；
图10是图示其中以超声波方式测量距离的另一个优选角度检测器的侧视图和框图中的解释性视图。
具体实施方式
[第1实施例]
在图1中，X射线成像系统10或者放射线成像系统用于处于竖立姿势的患者P的被检体。X射线成像系统10包括具有作为第二移动设备的支撑设备的放射线装置13、具有作为第一移动设备的抬升设备的放射线检测装置14、竖立壁15和控制台单元16。
X射线源11是在放射线装置13中并入的放射线源，并且向患者P施加X射线。FPD设备12(平板检测器)是在放射线检测装置14中并入的放射线检测设备，检测传输通过患者P的X射线，并且产生图像数据。在放射线装置13中的支撑设备被从房间的天花板悬挂，并且在方向Y上可上下移动地支撑X射线源11。在放射线检测装置14中的抬升设备被安设在地板上，并且可上下移动地支撑FPD设备12。竖立壁15被设置在X射线源11的一侧上接近放射线检测装置14，并且保持患者P处于竖立姿势中。控制台单元16具有输入面板、显示面板等，并且包括成像控制设备，所述成像控制设备用于根据操作的输入信号来控制X射线源11的放射线和FPD设备12的检测。
X射线源11包括X射线管17和准直器18。X射线管17根据由高电压源(未示出)施加的高电压生成X射线。作为射束限制设备的准直器18吸收来自X射线管17的X射线的不需要的成分，以针对四边形场对患者P进行成像。根据控制台单元16的手动操作来由成像控制设备对X射线源11进行控制，并且针对时间序列和X射线剂量对X射线源11进行调节。准直器18具有用于掩蔽的可移动准直器叶片。准直器叶片的开度由成像控制设备来调节。
放射线装置13包括悬挂型放射线的支撑壳体13a和支撑件13b。存在附连到天花板的上轨道(未示出)。支撑壳体13a在水平方向X上可移动地被连接到上轨道。支撑件13b在竖直方向上被连接到支撑壳体13a。作为第二移动设备的源电机13c被紧固到支撑壳体13a，以通过伸缩而竖直地延伸和压缩支撑件13b来在竖直方向上改变X射线源11的位置。
源电机控制单元20(第二)控制源电机13c。将在稍后描述的伪信号生成器34生成用于源电机控制单元20控制源电机13c的信号。虽然在附图中被描绘在放射线装置13外侧，但是源电机控制单元20与源电机13c一起被包含在支撑壳体13a中。
X射线管17具有枢转轴线17a或者X射线焦点。旋转支撑设备21被设置在放射线装置13的支撑件13b上，并且围绕枢转轴线17a以可旋转方式支撑X射线源11。操作员手动地改变X射线源11的取向角度，以在纵向方向上或者患者P被检体的高度方向上或者竖直方向上改变X射线的放射线区域。
X射线源11、放射线装置13和控制台单元16的基本结构是公知的。在该实施例中，角度检测器22被可移除地紧固到X射线源11的准直器18，用于检测用于放射线的X射线源11的取向角度。
放射线检测装置14包括竖立类型的抬升壳体23和检测器支撑件24。抬升壳体23被安装在地板上。检测器支撑件24支撑FPD设备12。存在滑轮25，线26围绕滑轮25延伸以进行传动。线26具有第一端和第二端。检测器支撑件24被紧固到线26的第一端。平衡锤27被紧固到第二端，以与检测器支撑件24平衡。作为第一移动设备的电机28旋转滑轮25，这引起FPD设备12上下移动。注意，其它机制能够用于检测器支撑件24，例如包括滑轮和环带的一种机制。
电机控制单元29(第一)被连接到电机28。抬升开关30在由操作员操作时生成控制信号，以使得电机控制单元29控制电机28。虽然在附图中描绘了在抬升壳体23外侧，但是电机控制单元29与电机28一起地被并入抬升壳体23中。抬升开关30适当地被定位在抬升壳体23的外表面上。
作为移位检测器的电位计31被设置在抬升壳体23上，并且测量线26的移位量，以在竖直方向上检测FPD设备12的位置。电位计31输出作为模拟检测信号的FPD设备12设定位置信息的电压。抬升壳体23的信号线或者电缆32被连接以输出位置信息。
在放射线检测装置14中，控制器33向电机控制单元29输入命令信号来移动FPD设备12，这将在以后进行描述。放射线检测装置14的其余元件与在医疗器械领域中公知的那些相同。
FPD设备12包括矩阵电路板和多个X射线检测元件。矩阵电路板具有二维布置的多个薄膜晶体管(TFT)。X射线检测元件被设置成分别地与薄膜晶体管相对应，并且根据入射X射线的剂量来存储电荷。当薄膜晶体管被导通时，读取存储的电荷。两种类型的X射线检测元件是公知的，包括直接转换类型和间接转换类型，其任何一个都能够在本发明中有效地进行使用。
直接转换类型的X射线检测元件包括转换层和电容器。转换层包含无定形硒(a-Se)，用于将X射线直接地转换成电荷。电容器存储由转换层获得的电荷。间接转换型X射线检测元件包括闪烁体和光电二极管。该闪烁体包含氧化钆(Gd2O3)或者碘化铯(CsI)，用于将X射线转换成可见光。光电二极管将所获得的可见光转换成电荷，并且存储该电荷。FPD设备12具有尺寸为17英寸x17英寸的检测器表面。
而且，FPD设备12包括扫描控制器、积分放大器和A/D转换器。扫描控制器通过逐行扫描那些薄膜晶体管来一个接一个地导通薄膜晶体管。积分放大器对由X射线检测元件通过薄膜晶体管输出的电荷进行积分，并且将电荷转换成电压信号。A/D转换器将来自积分放大器的电压信号以数字方式转换成图像数据。控制台单元16中的成像控制设备控制FPD设备12进行驱动和读取。
除了各种已知元件之外，控制器33和伪信号生成器34也被并入在X射线成像系统10中，并且构成本发明的辅助装置。控制器33被连接到控制台单元16并且被连接到角度检测器22，并且取得在X射线源11和FPD设备12之间的距离SID或者从枢转轴线17a到FPD设备12的距离，并且从角度检测器22取得X射线源11的取向角度α。移位确定器33a被包括在控制器33中，用于确定FPD设备12相应于角度α的移位量。
移位确定器33a通过使用等式1来根据在X射线源11和FPD设备12之间的距离SID和角度α确定FPD设备12的移位量ΔH。根据基准方向(α＝0)来确定角度α，在该基准方向上，X射线被水平导向并且X射线的光轴(中心线)在FPD设备12的中心处延伸。根据X射线源11的向上或者向下旋转方向，值α的符号是正或者负。
等式1
ΔH＝SID x tanα
移位量ΔH是根据竖直方向并且相对于FPD设备12的基准位置P0的，在基准位置P0处，检测器表面的中心与枢转轴线17a一样高。来自移位确定器33a的移位量ΔH作为用于移动FPD设备12的命令信号被输入到放射线检测装置14的电机控制单元29。电机控制单元29将FPD设备12从基准位置P0移动到位置P1，该位置P1与基准位置P0相距移位量ΔH。
控制器33向放射线检测装置14的电机控制单元29并且同时向伪信号生成器34输入移位量ΔH。当FPD设备12根据X射线源11的取向角度的改变而移动时，伪信号生成器34利用FPD设备12的移动来取消电位计31的输出电压的改变，从而输出具有恒定电压的伪信号。
伪信号生成器34具有第一输入端子34a、第二输入端子34b和输出端子34c。信号线32被连接到第一输入端子34a，用于向伪信号生成器34输入作为设定位置信息或者检测信号的电位计31的输出电压。信号线或者电缆(未示出)被连接到第二输入端子34b，用于向伪信号生成器34输入与移位量ΔH相关联的来自控制器33的信号。信号线或者电缆35被连接到输出端子34c，用于将来自伪信号生成器34的伪信号发送到放射线装置13中的源电机控制单元20。
在公知的系统中，电位计31通过信号线直接连接到源电机控制单元20。源电机控制单元20根据电位计31的输出电压针对FPD设备12的高度上下移动X射线源11，这被称作自动跟踪功能。相反地，在本发明的实施例中，电位计31通过信号线或者电缆，经由伪信号生成器34被连接到源电机控制单元20。电位计31的输出电压被转换，从而在X射线源11的取向角度改变时即使FPD设备12进行移动也防止X射线源11上下移动。注意，如果通过抬升开关30的使用来移动FPD设备12，则移位量ΔH是零(0)，因为FPD设备12的移动与X射线源11的取向角度的改变无关。X射线源11通过跟随FPD设备12而上下移动。
在图2中，伪信号生成器34由转换器36和模拟算术运算设备37构成。转换器36从控制器33接收与移位量ΔH相对应的信号，并且将该信号转换成在FPD设备12以ΔH移动时由电位计31生成的输出电压的改变量ΔV。模拟算术运算设备37通过从由电位计31生成的输入电压Vin中减去改变量ΔV来产生与移位量ΔH无关的伪信号。伪信号通过输出电压Vout的方式被输出。注意，用于伪信号生成器34的电源优选地与用于控制器33的电源分离，因为在该实施例中伪信号生成器34是单个组件。
在图3中，在作为用于来自X射线管17的X射线的射束限制设备的准直器18中形成准直器孔隙18a。一对滤波器轨道18b在准直器孔隙18a的一些部分上形成并且沿着水平延伸的两条侧线被设置。附加的滤波器由滤波器轨道18b可移除地支撑，以根据患者被检体中的被检体部分来改变X射线光谱(放射线特性)。在众所周知的X射线成像系统中，滤波器轨道18b是与准直器一起广泛使用的元件。
角度检测器22可移除地通过滤波器轨道18b的使用而被紧固到准直器18。具体地，角度检测器22包括孔隙22a、传感器框架22b、传感器壳体22c和信号线或者电缆22d。孔隙22a具有与准直器孔隙18a相对应的尺寸。传感器框架22b具有适合于在滤波器轨道18b的间隙中插入的尺寸。将传感器壳体22c与传感器框架22b相连接，并且包含竖立姿势角度传感器40和仰卧姿势角度传感器41或者加速度传感器。信号线22d输出由角度传感器40和41检测到的角度α的角度信息。通过信号线22d，由控制器33向角度检测器22供应电力。注意，传感器框架22b可以适当地成形为不带有孔隙22a，例如，能够是具有小重量的铝金属等的部分。
X射线源11不仅对于图1中的竖立姿势的成像而且还对于其中X被沿着竖直向下的方向施加到患者的仰卧姿势的成像而言都是有用的。因此，角度传感器40和41被包括在角度检测器22中。角度传感器40和41中的每一个都是单轴加速度传感器，例如，具有半导体的静电容量型加速度传感器。
通常，单轴加速度传感器具有这样的特性，该特性使得输出电压相对于角度以正弦波的形式改变，并且当其轴线方向与水平方向相一致时角度分辨率变得最高，因为输出电压相对于角度改变线性地改变。因此，角度传感器40和41被布置成在它们的轴线方向之间具有90度的差。为了具有α＝0的竖立姿势的成像，竖立姿势角度传感器40的轴线方向是水平的。为了具有α＝-90度的仰卧姿势的成像，仰卧姿势角度传感器41的轴线方向是水平的。总之，角度传感器40和41中的一个的轴线方向是水平(方向X)的，同时所述角度传感器中的其余一个的轴线方向是竖直(方向Y)的。
在图4中，针对X射线源11的取向角度α图示了角度传感器40和41的输出电压。那些电压通过信号线22d被输入控制器33。控制器33通过使用选定的一个电压来确定角度α。控制器33根据角度α选择来自角度传感器中具有较高角度分辨率的一个角度传感器的电压，以在竖立和仰卧这两种姿势中精确地确定角度α。在附图中，实线表示由控制器33选择的电压。
现在描述在X射线成像系统10中患者P的长区域成像的操作。首先，操作员操作抬升开关30，以基本在作为用于包含全脊椎的区域的胸部位置的长区域成像的区域中心(例如图1的位置P0)处定位FPD设备12。如果X射线源11的方向是水平(α＝0)的，则由控制器33的移位确定器33a确定的移位量ΔH为零(0)。伪信号生成器34向源电机控制单元20发送来自电位计31的输出电压的信息。简而言之，Vin＝Vout。源电机13c根据来自电位计31的输出电压而被驱动，以上下地移动X射线源11从而进行自动跟踪。X射线源11被定位成将枢转轴线17a设定成基本上与FPD设备12的中心一样高。操作员操作控制台单元16以形成第一图像。
关于第二图像，操作员手动地移动X射线源11，以上下改变取向角度。X射线源11的角度α是通过角度检测器22的恒定监视来被检测的，并且被输入到控制器33。控制器33中的移位确定器33a根据角度α确定移位量ΔH，以移动FPD设备12。所获得的移位量ΔH被输出到电机控制单元29和伪信号生成器34。因此，电机控制单元29将FPD设备12移动到在以图1中的X射线源11的向前方向延伸的直线上的位置P1。电位计31的电压根据FPD设备12的移动而改变。伪信号生成器34取消电压改变。具有恒定电压的伪信号被输入源电机控制单元20。因此，X射线源11保持而不移位。操作员操作控制台单元16以形成第二图像。
然后操作员类似地改变X射线源11的方向。第三和其他图像被形成，直至图像拼接的长区域成像被完成。总之，根据该实施例，控制器33和伪信号生成器34作为辅助装置被添加到公知X射线成像系统，从而使得能够利用旋转移动机制进行长区域成像。
在本实施例中，在角度检测器22中的角度传感器是两个单轴加速度传感器。然而，在角度检测器22中的传感器元件能够是一个双轴加速度传感器。角度传感器的一个示例不仅可以是加速度传感器，而且还可以是倾斜传感器。角度传感器优选地具有等于或者小于0.3度的角度的角度分辨率。
在以上实施例中，信号线22d用于从角度检测器22发射角度信息。此外，可以在角度检测器22中并入具有天线44和电池的无线电发射机。角度信息能够从角度检测器22被无线地发射到控制器。
在以上实施例中，电位计31检测FPD设备12的位置，以生成检测信号。然而，用于FPD设备12的位置传感器可以由线性编码器、旋转编码器等构成。
在以上实施例中，距离SID被存储在控制台单元16中并且被读取和发送到控制器33。替代地，能够添加距离传感器来测量在X射线源11和FPD设备12之间的距离SID。距离传感器能够向控制器33供应距离SID的信息。
在以上实施例中，伪信号生成器34与控制器33分离。然而，单个单元能够被构造为包括控制器33和伪信号生成器34。
[第2实施例]
在图5中，图示了X射线成像系统或者放射线成像系统50。控制器51由个人计算机(PC)等构成，用于控制放射线检测装置14的电机控制单元29。控制器51向电机控制单元29供应用于将FPD设备12移动到通过控制台单元16指定位置的命令信号。例如，利用在控制台单元16上的成像菜单来指定在患者P的被检体中的感兴趣的区域。
在用于控制器51中移位量的移位确定器51a类似于第一实施例的移位确定器。对于该元件，控制程序被适当地修改。控制器51通过使用通信端口等被连接到角度检测器22。如果操作员改变了X射线源11的取向角度，则角度检测器22向控制器51供应X射线源11的取向角度α的角度信息。在控制器51中，移位确定器51a计算与X射线源11的取向角度α相对应的FPD设备12的移位量ΔH。命令信号根据移位量ΔH被输入电机控制单元29。
关于X射线成像系统50，除了在放射线检测装置14中不存在抬升开关30之外，重复X射线成像系统10的第一实施例。而且，对于X射线成像系统50，重复X射线成像系统10的操作。
[第3实施例]
在图6中，图示了X射线成像系统或者放射线成像系统60。重复X射线成像系统10，差异在于，在X射线成像系统60中的放射线检测装置14中，控制器33不与电机控制单元29连接。
如果在X射线成像系统60中改变了X射线源11的方向，则不向电机控制单元29供应来自控制器33的移位确定器33a的移位量ΔH，使得FPD设备12不移动。以类似于第一实施例的方式，移位量ΔH的信号被输入到伪信号生成器34。
在本实施例中，即使X射线源11的方向改变，FPD设备12也不移动。由电位计31输入伪信号生成器34的电压是没有改变的。在伪信号生成器34中，与移位量ΔH相关联的电压作为信号值从电位计31的电压中减去。如果X射线源11向上以角度α旋转，则与比FPD设备12的位置P0低了移位量ΔH的位置相对应的伪信号被输入放射线装置13中的源电机控制单元20。因此，X射线源11向下移动了移位量ΔH。参见图7。由X射线源11发射的X射线相对于检测器表面的法线以角度α的倾斜度行进。
因此，能够通过手动地以枢转方式移动X射线源11来改变X射线源11相对于FPD设备12的取向角度。FPD设备12能够保持而不移位。
而且，第三优选实施例的该特征可以被添加到第一优选实施例的放射线成像系统。在正常模式中，当X射线源11以枢转方式移动时，FPD设备12以获得的移位量向上或者向下移位。在预定操作条件下设定了特定模式。在该特定模式中，FPD设备12保持而不移位。X射线源11以枢转方式移动，并且还以获得的移位量向上或者向下移位，使得FPD设备12能够变得位于以X射线源11的前向方向延伸的直线上。注意，该预定条件可以是在首次使用放射线成像之前的测试条件、在系统检查之前或者之后的条件以及在发生系统错误时的紧急操作的条件。
[第4实施例]
在图8中，图示了X射线成像系统或者放射线成像系统70。具有作为第二移动设备的支撑设备的放射线装置71不具有用于竖直地移动X射线源11的机制。不存在来自放射线检测装置14的电位计31的信号线或者电缆的连接。在第四实施例中，X射线成像系统70不具有自动跟踪功能，并且使得能够利用旋转移动机制进行长区域成像。
在该实施例中，高度传感器72被紧固，以通过使用激光、超声波等测量枢转轴线17a距地板表面的高度。控制器74通过信号线等被连接到高度传感器72。控制器74根据由高度传感器72检测的高度H来进行操作，并且控制放射线检测装置14的电机控制单元29，以将FPD设备12的高度设为等于X射线源11的高度。移位确定器74a计算移位量ΔH。如果X射线源11的方向改变，则控制器74根据高度H和来自移位确定器74a的移位量ΔH的和来控制电机控制单元29。FPD设备12被移动到以X射线源11的向前方向延伸的直线上的位置。
因此，因为高度传感器72进行操作，所以即使在不具有自动跟踪功能的X射线成像系统中，利用旋转移动机制进行图像拼接的长区域成像也是可能的。
[第5实施例]
提供了角度检测器80的示例。在图9中，角度检测器80包括检测器框架81、检测器壳体82和信号线或者电缆83。检测器框架81是用于在准直器18的滤波器轨道18b上进行安装的部分。检测器壳体82包含角度传感器40和41。信号线83被连接用于输出角度信息。检测器壳体82和信号线83与第一实施例的那些相同。
孔隙81a在检测器框架81中形成。可调节板81b和81c被布置成使得孔隙81a被限定在那些可调节板之间，并且能够分立地上下移动。可调节板81b和81c被手动移动，以例如在140-170mm的范围内在竖直方向上调节检测器框架81的尺寸。
各种制造商提供了作为射束限制设备的准直器18。在那些准直器之间在滤波器轨道18b之间的间隔可以不同。然而，能够通过该实施例的角度检测器80中的可调节板81b和81c的位置调节来改变该间隔。角度检测器80能够被安装在任何制造商的滤波器轨道18b上。
[第6实施例]
提供了另一优选的角度检测器90。在图10中，类似于以上实施例，角度检测器90能够被设于准直器18的滤波器轨道18b上。替代加速度传感器，在角度检测器90中并入第一超声波接收机91a和第二超声波接收机91b。第二超声波接收机91b在竖直方向上与第一超声波接收机91a对称。超声波发射机92被定位在FPD设备12的横向表面上、发射由超声波接收机91a和91b接收的超声波。超声波接收机91a和91b的组合用于测量距超声波发射机92的距离。注意，皮带或者其它紧固元件被用于相对于竖直方向在其中心部分处可移除地将超声波发射机92紧固到FPD设备12。
控制器93通过信号线等被连接到角度检测器90。针对从超声波发射机92到第一超声波接收机91a的距离L1和从超声波发射机92到第二超声波接收机91b的距离L2，将距离信息从角度检测器90输入到控制器93。控制器93包括角度确定器94和移位确定器95。角度确定器94根据距离信息L1和L2来计算X射线源11的角度。移位确定器95根据由角度确定器94计算的角度来计算用于移动FPD设备12的移位量ΔH。
根据以下事实，即，距离L1和L2在X射线源11的方向水平时相等而在X射线源11被不同地定向时彼此不同，角度确定器94计算X射线源11的取向角度α。移位确定器95与以上实施例的移位确定器同等地被构造，并且根据等式1计算移位量ΔH，并且向放射线检测装置14中的电机控制单元29和伪信号生成器34输入移位量ΔH的信号。
简而言之，角度检测器90通过使用FPD设备12上的超声波发射机92来检测X射线源11的角度。此外，能够在角度检测器90中并入角度确定器94。在改变X射线源11的角度时，没有必要为了FPD设备12的位置控制而确定其角度α。电机控制单元29能够被控制为将FPD设备12设定在用于将距离L2设定成等于距离L1的位置中。
在以上实施例中，作为放射线检测设备的FPD设备12相对于在竖立姿势中的患者的被检体上下移动。然而，本发明中的FPD设备可以相对于在仰卧姿势中的患者的被检体水平移动。此外，FPD设备能够与检测器表面平行地笔直移动，以对于被检体进行二维成像。
本发明的放射线成像可以是通过使用放射线的在医疗领域中的任何类型的物体无损检查。本发明中的放射线可以是不同于X射线的放射线，例如伽马放射线、红外放射线等。
虽然已经参考附图通过其优选实施例充分描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言，各种改变和修改将是明显的。因此，除非这些改变和修改偏离本发明的范围，否则它们应该被理解成被包括在本发明的范围中。
Claims (15)
1.一种用于放射线成像系统的辅助装置，包括：放射线源，所述放射线源用于向被检体施加放射线；放射线检测设备，所述放射线检测设备与所述放射线源相对，用于检测传输通过所述被检体的所述放射线，以产生图像；第一移动设备，所述第一移动设备用于在与其检测器表面平行的路径上移动所述放射线检测设备；移位检测器，所述移位检测器用于检测所述放射线检测设备的位置；第二移动设备，所述第二移动设备用于根据来自所述移位检测器的检测信号，线性地移动所述放射线源，以跟随所述放射线检测设备的移动；旋转支撑设备，所述旋转支撑设备用于围绕轴线以可旋转方式支撑所述放射线源，以调节其取向角度，所述辅助装置包括：
角度检测器，所述角度检测器被可移除地设置在所述放射线源上，用于检测所述取向角度；
移位确定器，所述移位确定器用于在利用所述旋转支撑装置以枢转方式移动所述放射线源时进行操作，并且用于根据来自所述角度检测器的所述取向角度以及在所述放射线源和所述放射线检测设备之间的距离来确定用于将所述放射线检测设备移位到与所述放射线源相对的位置的移位量；以及
伪信号生成器，所述伪信号生成器用于通过根据来自所述移位确定器的所述移位量校正来自所述移位检测器的所述检测信号，来生成具有与所述移位量无关的电平的伪信号，并且将所述伪信号供应到所述第二移动设备。
2.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述放射线源包括：
射束限制设备，所述射束限制设备用于限制所述放射线的场；
一对滤波器轨道，所述一对滤波器轨道被设置在所述射束限制设备上，用于紧固附加的滤波器，所述附加的滤波器用于改变所述放射线的特性；
所述角度检测器包括在所述滤波器轨道上保持的检测器部。
3.根据权利要求2所述的辅助装置，其中，所述检测器部具有的尺寸与在所述滤波器轨道之间的间隔相关联地变化。
4.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述角度检测器包括用于检测所述取向角度的加速度传感器。
5.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述角度检测器包括两个单轴加速度传感器，所述两个单轴加速度传感器被布置成使得其轴线方向基本上彼此垂直；
所述移位确定器选择来自所述单轴加速度传感器中具有较高角度分辨率的一个单轴加速度传感器的所述取向角度的信息，以确定所述移位量。
6.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述伪信号生成器通过从所述放射线检测设备的所述位置的信号值中减去所述移位量的信号值来生成所述伪信号。
7.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述移位检测器由电位计构成。
8.根据权利要求7所述的辅助装置，其中，所述角度检测器包括无线电发射机，所述无线电发射机用于向所述移位确定器发射所述检测到的取向角度的信息。
9.根据权利要求7所述的辅助装置，其中，所述角度检测器包括：
两个超声波接收机，所述两个超声波接收机用于从位于所述放射线检测设备上的超声波发射机接收超声波，以测量距所述超声波发射机的距离；
角度确定器，所述角度确定器用于根据由所述超声波接收机测量的所述距离来确定所述取向角度。
10.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述移位量具有的值使得当所述放射线源在所述第一旋转方向上以枢转方式移动时、利用所述第一移动设备在第一方向上的所述路径上移动所述放射线检测设备，其中所述第一方向是根据在所述放射线源的两个旋转方向中的第一旋转方向限定的。
11.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，能够利用所述第二移动设备在第一方向和与所述第一方向相反的第二方向上线性地移动所述放射线源；
当所述放射线源在根据所述第一方向限定的第一旋转方向上以枢转方式移动时，所述第二移动设备在所述第二方向上移动所述放射线源。
12.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述放射线检测设备是FPD设备。
13.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述放射线是X射线。
14.一种放射线成像系统，包括：
放射线源，所述放射线源用于向被检体施加放射线；
放射线检测设备，所述放射线检测设备与所述放射线源相对，用于检测传输通过所述被检体的所述放射线，以产生图像；
第一移动设备，所述第一移动设备用于在与其检测器表面平行的路径上移动所述放射线检测设备；
移位检测器，所述移位检测器用于检测所述放射线检测设备的位置；
第二移动设备，所述第二移动设备用于根据来自所述移位检测器的检测信号，线性地移动所述放射线源，以跟随所述放射线检测设备的移动；
旋转支撑设备，所述旋转支撑设备用于围绕轴线以可旋转方式支撑所述放射线源，以调节其取向角度；
角度检测器，所述角度检测器被可移除地设置在所述放射线源上，用于检测所述取向角度；
移位确定器，所述移位确定器用于在利用所述旋转支撑设备以枢转方式移动所述放射线源时进行操作，并且用于根据来自所述角度检测器的所述取向角度以及在所述放射线源和所述放射线检测设备之间的距离来确定用于将所述放射线检测设备移位到与所述放射线源相对的位置的移位量；
伪信号生成器，所述伪信号生成器用于通过根据来自所述移位确定器的所述移位量校正来自所述移位检测器的所述检测信号来生成具有与所述移位量无关的电平的伪信号，并且将所述伪信号供应到所述第二移动设备；以及
控制器，所述控制器用于根据来自所述移位确定器的所述移位量来控制所述第一移动设备。
15.一种放射线成像系统，包括：
放射线源，所述放射线源用于向被检体施加放射线；
放射线检测设备，所述放射线检测设备与所述放射线源相对，用于检测传输通过所述被检体的所述放射线，以产生图像；
第一移动设备，所述第一移动设备用于在与其检测器表面平行的路径上移动所述放射线检测设备；
移位检测器，所述移位检测器用于检测所述放射线检测设备的位置；
第二移动设备，所述第二移动设备用于根据来自所述移位检测器的检测信号，线性地移动所述放射线源，以跟随所述放射线检测设备的移动；
旋转支撑设备，所述旋转支撑设备用于围绕轴线以可旋转方式支撑所述放射线源，以调节其取向角度；
角度检测器，所述角度检测器被可移除地设置在所述放射线源上，用于检测所述取向角度；
移位确定器，所述移位确定器用于在利用所述旋转支撑设备以枢转方式移动所述放射线源时进行操作，并且用于根据来自所述角度检测器的所述取向角度以及在所述放射线源和所述放射线检测设备之间的距离来确定用于将所述放射线检测设备移位到与所述放射线源相对的位置的移位量；以及
伪信号生成器，所述伪信号生成器用于根据来自所述移位确定器的所述移位量，通过从所述位置的信号值中减去所述移位量的信号值来生成伪信号，并且将所述伪信号供应到所述第二移动设备。
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