CN102551746A - 便携式辐射成像系统 - Google Patents

Abstract

一种X射线成像系统，包括X射线发生器、电子暗盒、保持臂、PC和控制装置。保持臂具有L形臂体和基部支柱。X射线源连接至臂体的一端。基部支柱垂直连接至电子暗盒，并可摆动地保持臂体。通过摆动臂体，X射线源在R辐射位置、L辐射位置和基准位置之间移动，并固定在每个位置处。通过X射线源在R辐射位置和L辐射位置之间的移动，捕获了包括一对R视点图像和L视点图像的视差图像。

Description

便携式辐射成像系统

技术领域

本发明涉及用于放射线照相术的便携式辐射成像系统。

背景技术

在医学领域，采用X射线作为辐射种类的X射线成像系统用来执行图像诊断。X射线成像系统由用于将X射线施加至患者的将被成像的身体部分的X射线源和用于在接收到穿过身体部分的X射线时检测X射线图像的X射线图像检测器。提出了多种类型的X射线成像系统，包括便携式类型的，其允许在家庭护理患者身边处或者在需要紧急医疗处理的场所(如事故或自然灾害场合)进行放射线照相。

例如，日本专利特许公开No.11-299773披露了移动式X射线成像设备。在该设备中，直立在底座上的支撑柱设置有用于以相对方式保持X射线源和X射线图像检测器的近似C形保持臂。保持臂能够在支撑柱上转动，并且保持臂的转动改变X射线源和X射线图像检测器的位置和方向。该设备容易根据患者的将被成像的身体部分通过保持臂的转动实现X射线源和X射线图像检测器之间的相对定位。此外，该设备可以进行全景放射照相。在全景放射照相中，通过改变X射线辐射位置获取多个图像，并且将获取的图像拼接在一起，以获得纵向全景图像。

美国专利No.7,810,994(对应于日本专利特许公开No.2010-057546)披露了一种便携式X射线成像设备，包括伸缩形X射线源单元和作为便携式X射线图像检测器的电子暗盒。伸缩形X射线源单元由在它们的上端处由铰链可转动地连接的两个U形支腿和设置在铰链上的X射线源构成。在使用期间通过伸展支腿使X射线源单元直立，同时在运送期间通过折叠支腿而使它变得紧凑。

日本专利特许公开No.10-225450披露了一种移动式X射线诊断设备，具有近似C形保持臂，其类似于日本专利特许公开No.11-299773的近似C形保持臂。在该设备中，用于保持臂的定位的活动部件独立地设置有电磁制动器。电磁制动器由设置在X射线发生器的把手上的开关释放。在外科手术期间，外科医生通过操纵开关由他/她自身进行保持臂的最佳定位，使得X射线发生器的焦点方向与外科医生的视差方向重合。从而患者的将被操作的身体部分被实立体镜地显示在刚好沿外科医生的视野方向的监视器上。

根据日本专利特许公开No.11-299773的移动式X射线成像设备由底座移动。该设备适合用在医院中，但在便携性方面不适合在家庭护理患者身边处或者在事故或自然灾害场合处使用。更糟的是，该设备不能进行立体X射线成像。

根据美国专利No.7,810,994的设备在便携性方面出色，但不能进行立体X射线成像。

根据日本专利特许公开No.10-225450的设备要求将电磁制动器提供至各个移动部件，并要求提供用于操作制动器的开关，导致复杂的设备配置。而且，该设备要求结构足够牢固以支撑底座中的保持臂、支撑柱等等。除了底座和支撑柱，保持臂本身必须足够牢固，以同时保持X射线源和X射线图像检测器，如同日本专利特许公开No.11-299773的设备一样。因此，该设备变得大且重，并且需要妥协便携性。因此，该设备不能容易地在家庭护理患者身边处或者在紧急事故或自然灾害场合使用。

注意到，在床边或紧急场合只要进行急救处理。因此，便携性、稳定性和紧凑性本质上都是系统需要的，而不是图像精度。常规的上述大且重的设备不适合这种应用。

发明内容

本发明的目标是提供便携性出色并能够进行立体放射线照相的便携式辐射成像系统。

为了实现上述和其它目标，根据本发明的一种便携式辐射成像系统包括辐射源、便携式电子暗盒、便携式保持臂和定位机构。辐射源用于向目标施加辐射。便携式电子暗盒具有辐射图像检测器和用于包含所述辐射图像检测器的壳体。所述壳体形成有所述辐射入射到其上的入射表面。所述辐射图像检测器在接收到穿过所述目标并入射在所述壳体的所述入射表面上的所述辐射时检测所述目标的射线图像。便携式保持臂保持所述辐射源使得所述辐射源与所述入射表面相对，并用于在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动所述辐射源。通过在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动所述辐射源获得具有立体视差的一对R视点图像和L视点图像。定位机构将所述辐射源固定在所述R辐射位置和L辐射位置处。

保持臂优选具有臂体和基部支柱。所述辐射源连接至所述臂体，并且所述臂体可移动地连接至所述基部支柱。所述辐射源通过所述臂体的运动选择性地在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动。所述定位机构调节所述臂体的所述运动，以固定所述辐射源的位置。所述臂体可以在平行于所述入射表面的平面中围绕其一端枢转，以在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动所述辐射源，所述辐射源连接到所述臂体的另一端，所述臂体的一端与另一端相对。而且，在所述臂体中，起枢轴作用的所述一端和所述辐射源的连接位置之间的长度可以是所述立体视差的一半。在该情况中，所述臂体转动180度，以将所述辐射源从所述R辐射位置和L辐射位置中的一个移动到另一个。所述臂体可以具有倾斜机构，所述倾斜机构用于以辐射发射方向朝向所述枢轴倾斜的方式连接所述辐射源。

在另一种情况中，所述便携式保持臂可以具有臂体和基部支柱。所述辐射源连接至所述臂体的一端。所述基部支柱连接至所述臂体的另一端。所述基部支柱设置在所述便携式电子暗盒附近并在正交于所述入射表面的平面中摆动。所述定位机构可以调节所述基部支柱的摆动以固定所述辐射源的位置。

优选地，所述定位机构将所述辐射源固定在为所述R辐射位置和L辐射位置之间的中点的基准位置处。

优选地，所述便携式保持臂包括：高度调整机构，用于调整所述辐射源距离所述入射表面的高度；和水平位置调整机构，用于沿与所述入射表面平行的方向调整所述辐射源的位置。

便携式保持臂可以可拆卸地连接至所述壳体，或者可以包括三脚架。在所述便携式保持臂包括三脚架的情况中，该便携式辐射成像系统优选还包括设置在所述便携式保持臂和所述壳体中的每一个上的水平仪、三脚架水平调整器和壳体水平调整器。三脚架水平调整器设置在所述三脚架中以调整所述三脚架的姿态，使得所述辐射源在所述R辐射位置和L辐射位置处共面并水平。壳体水平调整器，设置在所述壳体中以调整所述壳体的姿态，使得所述入射表面水平而不存在摇晃。

根据本发明的便携式辐射成像系统包括所述便携式保持臂，其在R辐射位置和L辐射位置之间移动辐射源。因而，能够容易地获得具有立体视差的R视点图像和L视点图像。

附图说明

为了完整地理解本发明及其优点，现在将参考接下来的联合附图进行的描述，在附图中：

图1为根据第一实施方式的便携式X射线成像系统的透视图；

图2为设置在基部支柱的内部的定位机构的分解透视图；

图3为包含在电子暗盒中的FPD的框图；

图4为根据第二实施方式的保持臂和电子暗盒的顶部俯视图；

图5为根据第二实施方式的保持臂和电子暗盒的侧视图；

图6为根据第三实施方式的电子暗盒和保持臂的特征部的顶部俯视图；

图7为根据第三实施方式的电子暗盒和保持臂的特征部的侧视图；

图8为根据第四实施方式的保持臂和电子暗盒的透视图；以及

图9为根据第四实施方式的保持臂和电子暗盒的侧视图。

具体实施方式

(第一实施方式)

参照图1，根据本发明的第一实施方式的X射线成像系统10是适合用在家庭护理患者的床边或紧急事故或自然灾害场合中的便携系统。X射线成像系统10由X射线发生器11、电子暗盒12、保持臂13、笔记本式PC(以后简称为PC)14、控制装置15和用于连接所有上述部件的电缆16。

X射线发生器11、电子暗盒12、保持臂13、PC 14和控制装置15单独地运送至床边或紧急场合。在目标位置处，通过连接电缆16等等，容易将所述部件组装成X射线成像系统10，准备进行X射线成像。

X射线发生器11包括X射线源17、用于将高电压供给至X射线源17的高电压发生器18和辐射开关19。X射线源17由X射线管和准直器(二者都未示出)构成。X射线管包括用于发射电子的阴极和用于在与电子碰撞时产生X射线的阳极。准直器限制从X射线管的焦点辐射的X射线的辐射场。例如，准直器具有这种配置，使得用于屏蔽X射线的两对铅板以直角设置成数字符号“#”的形状，在中间留有光传输开口。铅板的运动改变用于通过X射线的光传输开口的尺寸，并限制X射线的辐射场。

作为X射线管，使用小型固定式阳极X射线管，如在日本专利No.3090910中所描述的那样。由于消除了对阳极旋转机构的需求，固定式阳极X射线管的尺寸可以较小，而旋转阳极X射线管需要该阳极旋转机构。

如在日本专利No.3090910中所描述的那样，X射线管优选具有冷阴极。由于消除了对提供丝极和加热器的需求，具有冷阴极的X射线管的尺寸可以较小，而具有热引起的X射线管需要丝极和加热器，以从由加热器加热的丝极发射热电子。此外，由于预加热丝极的时间变为不需要，因此具有冷阴极的X射线管快速开始发射X射线，并提供大的便利性，尤其是在紧急情况中。作为一种具有冷阴极的X射线管，例如，存在由AIST(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)开发的采用碳纳米管作为冷阴极和采用干电池作为电源的超小型X射线管。在具有冷阴极的多种类型的X射线管中，优选使用这种超小型X射线管。

高电压发生器18通过电缆16连接至X射线源17，并将高电压供给至X射线源17。更具体地，高电压发生器18根据从用于确定将发射的X射线的能量的控制装置15提供的成像条件将电能供给至X射线源17，所述成像条件包括管压、管电流和辐射时间。辐射开关19连接至高电压发生器18以输入辐射开始命令。响应于按压辐射开关19时输出的辐射开始命令，高电压发生器18开始将电能供给至X射线源17。通过按压辐射开关19触发的辐射开始信号从高电压发生器18传递至控制装置15。

一旦接收到来自高电压发生器18的辐射开始信号，则控制装置15通知电子暗盒12开始X射线发射，并同步X射线源17和电子暗盒12之间的操作。控制装置15将从PC14输入的成像条件传递至高电压发生器18和电子暗盒12。

在PC14中安装多种软件程序，包括用于设置成像条件的程序、用于对从电子暗盒12接收到的图像数据进行图像处理并将处理过的图像数据显示在PC14的监视器14a上的程序等等。PC14起X射线成像系统10的控制台的作用。在PC14上设置成像条件时，成像菜单平面显示在监视器14a上，以根据将被成像的身体部分(如胸腔或腹部)选择合适的成像项目。当通过操作包括键盘、鼠标等等的操作面板14b选择合适的成像项目时，设置对应的成像条件。

X射线成像系统10可以进行立体放射线照相，即获得用于立体观测的立体图像，如稍后将详细描述的那样。当选择立体放射线照相模式时，PC14以相关联的方式将一对R视点图像和L视点图像存储为单个视差图像。存在某些已知的用于立体观测的方法，包括采用有源遮光眼镜的方法，采用偏光镜的方法和不采用玻璃的任何一体成像方法，并且可以采用任何方法。PC14以对应采用的方法的方式将视差图像显示在监视器14a上。

电子暗盒12具有FPD39(参见图3)和包含FPD39的平坦壳体12b。作为X射线图像检测器的FPD39在接收到已经从X射线源17发射并穿过患者的将被成像的身体部分(目标)的X射线时检测X射线图像。壳体12b具有位于一个表面处的X射线入射到其上的入射表面12a。壳体12b由框架和透明板组成。框架由诸如不锈钢之类的X射线屏蔽材料制成，并在对应于入射表面12a的部分中具有开口。透明板由诸如碳之类的X射线透射材料制成，并装配到开口上以形成入射表面12a。壳体12b近似为矩形板形状。在壳体12b的一侧，设置有把手24，以改善便携性。把手24具有开口24a，使得搬送人员用他/她的手指牢固地保持把手24。

保持臂13将X射线源17保持为能够在平行于入射表面12a的平面中移动。保持臂13使X射线源17位于入射表面12a的正上方，留出用于患者躺下的空间。

保持臂13由臂体25和基部支柱26组成。臂体25在其一端具有X射线源17。基部支柱26将臂体25保持为能够在平行于入射表面12a的平面中摆动。基部支柱26垂直地设置在电子暗盒12附近。在基部支柱26的内部形成有摆动轴22a(参见图2)。摆动轴22a便于连接至基部支柱26的臂体25的摆动。

基部支柱26设置有定位机构22。定位机构22由上柱26b和下柱26c构成，上柱26b和下柱26c由基部支柱26沿其垂直方向划分而成。定位机构22在立体放射线照相模式中使X射线源17位于R(右眼)辐射位置RP和L(左眼)辐射位置LP中的每一个处，以获得包括用于立体观测的该对R视点图像和L视点图像的视差图像。注意到，R视点图像采用从位于R辐射位置RP处的X射线源17发射的X射线获得。L视点图像采用从位于L辐射位置LP处的X射线源17发射的X射线获得。

如图2所示，摆动轴22a形成在上柱26b的中心处。在摆动轴22a的周围形成有凸起22b。下柱26c设置有用于旋转地保持摆动轴22a的支承孔22c和形成在支承孔22c的周围以调整凸起22b的运动的扇形调整槽22d。调整槽22d形成有第一调整端22e和第二调整端22f。第一调整端22e沿第一方向调整臂体25的摆动运动，以将X射线源17设置在R辐射位置RP处。第二调整端22f沿与第一方向相反的第二方向调整臂体25的摆动运动，以将X射线源17设置在L辐射位置LP处。

止动机构(click stop)设置在凸起22b的外圆周和调整槽22d的内圆周之间。更具体地，止动机构由设置在凸起22b的外圆周上的由包含在其中盘簧向外偏压的球形止动器22g和形成在调整槽22d的内圆周的凹陷构成。止动机构将凸起22b固定在对应于R辐射位置RP、L辐射位置LP、以及R辐射位置RP和L辐射位置LP之间的中点(基准位置BP)的位置处。止动机构便于在立体放射线照相模式中恰当地定位X射线源17。特别地，当X射线源17固定在为R辐射位置RP和L辐射位置LP之间的中点的基准位置BP处时，容易实现X射线源17和患者的将被成像的身体部分之间的相对定位。

参照图1，基准位置BP为连接至保持臂13的X射线源17的初始位置。X射线源17在普通放射线照相模式中位于基准位置BP。基准位置BP被确定为使得当保持臂13连接至壳体12b的把手24时，X射线源17的辐射场的中心与壳体12b的入射表面12a的中心重合。换句话说，当保持臂13连接至壳体12b时，如果X射线源17位于基准位置BP，则X射线源17的辐射场的中心与入射表面12a的中心重合。注意到，R辐射位置RP和L辐射位置LP之间的距离例如为40cm，但不限于此。

臂体25形成字母L形状，具有垂直部25a和水平部25b。垂直部25a沿垂直方向可滑动地装配至基部支柱26的上端。X射线源17通过连接管27沿水平方向以滑动的方式可拆卸地连接在水平部25b的末端处。水平部25b包含止动器(click stopper)37。当用于具有不同尺寸的入射表面12a的另一电子暗盒更换电子暗盒12时，止动器37沿X方向将X射线源17移动至根据入射表面12a的尺寸变化的每个单独的基准位置，以快速地移动辐射场的中心。止动器37将X射线源17固定在每个单独的基准位置。水平部25b和止动器37起水平位置调整机构的作用，该水平位置调整机构沿平行于入射表面12a的方向移动X射线源17，以调整X射线源17沿水平方向的位置。

基部支柱26设置有位于其底端的装配部26a。装配部26a具有对应于电子暗盒12的把手24的开口24a的形状的形状。通过将装配部26a装配到开口24a中，基部支柱26垂直于壳体12b的入射表面12a连接至电子暗盒12。通过将装配部26a装配到把手24的开口24a中，保持臂13可拆卸地连接至壳体12b。

把手24具有螺孔28，其穿透至开口24a。在螺孔28中紧固有锁定螺钉29。当锁定螺钉29紧固到螺孔28中时，螺孔29的顶端接合在装配部26a中，并防止基部支柱26从把手24的开口24a中滑落。螺孔28和锁定螺钉29构成基部锁定机构30。

由于保持臂13连接至壳体12b，因此壳体12b起用于支撑保持臂13的支架的作用，并且因此保持臂13具有简单的结构。保持臂13和壳体12b的重量和形状被确定为使得保持臂13在连接至壳体12b的状态中稳定地保持直立。此外，由于在获取图像时患者P躺在电子暗盒12的入射表面12a上，因此患者P的重量有利于实现平衡，以将保持臂13保持在直立状态。这进一步改善了保持臂13的稳定性。而且，积极地将患者P的重量用作平衡重量消除了对提供重型电子暗盒作为支架的需求，因此改善了便携性。

臂体25和基部支柱26中的每一个都成管状形状。基部支柱26和臂体25的垂直部25a能够彼此相对滑动，而不通过未显示的旋转调整构件(例如，键和键槽)空转。在该滑动部处，设置有具有导轨和小齿轮(二者都未示出)的高度调整机构35。高度调整机构35由连接至基部支柱26的小齿轮、连接至臂体25的导轨和用于转动小齿轮的转盘36构成。转盘36的转动使小齿轮旋转，因此上下移动与小齿轮啮合的轨道，或者等同地，上下移动臂体25。转盘36设置有用于将臂体25保持在任意或预定高度位置的止动器(未示出)。高度调整机构35允许SID(源像距离)改变，SID为入射表面12a和X射线源17之间的距离。

在大多数情况中，X射线源17的由准直器的光传输开口限制的最小突出角度，也就是说，X射线管的作为顶点的焦点与连接光传输开口的作为基点的两端的线形成的顶角约为12°。在不改变光传输开口的尺寸而改变X射线的辐射场的情况中，通过上下移动臂体25改变SID。

如图3所示，FPD39将X射线转换成电信号以产生图像数据。FPD39由成像部40、扫描控制器41、信号转换器42和图像数据发送部43构成。成像部40包括多个检测元件45，其构成以沿着X和Y方向的二维方式排列在有源矩阵衬底上的像素。成像部40布置在对应于壳体12b内部的入射表面12a的位置中，使得成像部40的中心与入射表面12a的中心重合。检测元件45将X射线转换成电荷，并积累电荷。扫描控制器41控制电荷从成像部40的读出定时。信号转换器42连续地读出在成像部40的检测元件45中积累的电荷。信号转换器42将电荷转换成图像数据，并存储图像数据。图像数据发送部43将图像数据发送至PC14的图像处理器。注意到，成像部40例如为近似43cm×43cm的方形形状。检测元件45沿X和Y方向中的每一个方向的布置间距约为200μm。

检测元件45以行为基础采用扫描线46连接至扫描控制器41。检测元件45还以列为基础采用信号线47连接至信号转换器42。注意到，X方向对应于行方向，而Y方向对应于列方向。

检测元件45属于直接转换类型的，其中由非晶硒等(a-Se)等等制成的转换层直接将X射线转换成电荷，并且转换后的电荷积累在连接至位于转换层之下的电极的电容器中。转换后的电荷的量对应于入射X射线的量。TFT开关(未示出)连接至每一个检测元件45。更具体地，TFT开关的栅电极连接至扫描线46。TFT开关的源电极连接至该电容器。TFT开关的漏电极连接至信号线47。

当X射线源17发射X射线时，TFT开关断开，并且检测元件45积累对应于入射X射线量的量的信号电荷。当X射线的发射完成时，扫描控制器41将驱动脉冲顺序地逐行供给至每一条扫描线46。由于TFT开关响应于驱动脉冲而接通，积累在电容器中的信号电荷输出至信号线47。

信号转换器42包括积分放大器42a、A/D转换器42b和图像存储器42c。积分放大器42a对每条信号线47的电荷进行积分求和，以将电荷转换成电压信号(图像信号)，并将图像信号输入至A/D转换器42b。A/D转换器42b将输入的图像信号转换成数字图像数据，并将图像数据输入至图像存储器42c。

在该实施方式中，FPD39属于直接转换类型的，其具有将X射线直接转换成电荷的转换层。然而，可以采用间接转换类型的FPD代替。在间接转换类型的FPD中，诸如硫氧化钆(GOS)或碘化铯(CsI)之类的磷光体(闪烁体)暂时将电荷转换成可见光，光电二极管将可见光转换成电荷。

以下将描述X射线成像系统10的操作。以X射线源17、保持臂13和电子暗盒12分解的状态储存X射线成像系统10。在在家庭护理患者的床边或在需要紧急医疗处理的场所采用X射线成像系统10的情况中，将分解的X射线源17、保持臂13和电子暗盒12作为便于携带的小体积部件进行运送。此外，PC14、控制装置15和电缆16一起运送。

在目标位置处，设置X射线成像系统10，准备进行放射线照相。如图1所示，X射线源17连接至保持臂13。保持臂13的基部支柱26装配到电子暗盒12的把手24的开口24a中，随后由锁定螺钉29固定。从而，X射线源17和电子暗盒12成一体，使得X射线源17与壳体12b的入射表面12a相对。随后，通过电缆16连接电子暗盒12、PC14、控制装置15、X射线源17、高电压发生器18和辐射开关19。

在完成X射线成像系统10的设置之后，进行患者P和电子暗盒12之间的定位。校正患者P的姿势，使得患者P的将被成像的身体部分位于入射表面12a上。由于电子暗盒12和X射线源17经由保持臂13以相对的方式成一体，操作人员必须做的所有操作是调整患者P和电子暗盒12之间的位置。从而，患者P和X射线源17之间的位置由它本身调整。因此，当与如在美国专利No.7,810,994中描述的具有以分开方式使用的电子暗盒和X射线源的系统相比，能够容易进行电子暗盒12和X射线源17之间的定位。

当连接保持臂13时，如果连接管27设置在对应的基准位置BP处，则X射线源17的辐射场的中心与入射表面12a的中心重合。这有利于患者的将被成像的身体部分和电子暗盒12之间的定位。特别地，当患者P躺在电子暗盒12的入射表面12a上时，患者的身体覆盖入射表面12a，并使得入射表面12a的中心不可见。然而，根据该实施方式，即使患者的身体覆盖入射表面12a，操作人员也能够根据X射线源17的位置推测入射表面12a的中心定位的位置。因此，能够容易地使患者的将被成像的身体部分位于入射表面12a的中心上。

照例，X射线源17设置有观察单元，其通过应用诸如激光束之类的照明光而使X射线的辐射场在患者的身体上显现，如静止X射线源的情况中一样。根据本发明的射线成像系统10没有必要需要观察单元，并且在最小化X射线源17方面是有效的。

为了调整X射线源17的水平位置，滑动连接管27。为了改变辐射场的尺寸，除了调整准直器的光传输开口之外，上下移动臂体25以调整X射线源17的高度。如上所述，可以移动X射线源17，同时保持臂13保持连接至壳体12b。这允许容易定位患者的将被成像的身体部分。

当完成所述定位时，操作人员根据将被成像的身体部分从PC14的操作面板输入成像条件。PC14经由控制装置15在高电压发生器18和电子暗盒12上设置成像条件。随后，用于放射线照相的准备工作完成。

当操作人员在准备工作完成之后按压辐射开关19时，X射线源17发射X射线。X射线穿过患者的将被成像的身体部分，并入射在入射表面12a上。因此，FPD39检测患者的身体部分的射线图像。FPD3将该图像输出至PC14。PC14对该图像进行图像处理，并将处理过的图像显示在监视器14a上。以这种方式获得单个射线图像。在继续获取其它身体部分的射线图像时，通过改变患者P的姿势和/或通过滑动连接管27改变X射线源17的水平位置，重新进行X射线源17和将被成像的身体部分之间的定位。

在进行立体放射线照相时，在PC14的操作面板14b上选择立体放射线照相模式。在变成立体放射线照相模式之后，臂体25沿逆时针方向转动，以将X射线源17设置在R辐射位置RP处，并捕获R视点图像。在此之后，臂体25沿顺时针方向转动，以将X射线源17设置在L辐射位置LP处，并捕获L视点图像。由于定位机构22将X射线源17固定在R辐射位置RP和L辐射位置LP中的每一个处，则容易在立体放射线照相中实现X射线源17的定位。电子暗盒12将采用分别设置在R辐射位置RP和L辐射位置LP处的X射线源17捕获的R视点图像和L视点图像输出至PC14。PC14以相关联的方式将在立体放射线照相模式中捕获的R视点图像和L视点图像作为单个视差图像进行存储。随后，PC14产生与所采用的立体方法相适应的立体图像，并将立体图像显示在监视器14a上。因此，通过立体观测可以观察感兴趣的区域。

在第一实施方式中，臂体25在平行于入射表面12a的平面中转动。因此，SID总是保持为常数，同时捕获用于立体观测的R视点图像和L视点图像二者。由于立体图像从这些R视点图像和L视点图像产生，因此该立体图像变得自然且真实。

在该实施方式中，仅通过将基部支柱26装配在电子暗盒12的把手24的开口24a中就将X射线源17设置在电子暗盒12上方的预定位置处。这使得定位简单且容易进行放射线照相。X射线成像系统10可以分解成三个主要组件，也就是说，具有X射线源17的保持臂13、电子暗盒12和PC14，因此容易一起运送它们。照例，可以将这些组件包装成包、箱等单独或一起运输。

由于采用把手24的开口24a将保持臂13连接至电子暗盒12，因此没有必要在电子暗盒12中设置特定的连接装置。这有助于简化配置。基部锁定机构30可以具有任意的配置，只要它防止基部支柱26从开口24a中滑落。基部锁定机构30可以由锁定孔、可灵活地插入锁定孔的锁定销、和锁定销推动机构组成。

此外，保持臂13将臂体25保持为可沿垂直方向移动，便于调整X射线源17的高度。可以灵活地将连接管27从臂体25的水平部25b中拉出和缩回臂体25的水平部25b中，便于调整X射线源17的水平位置。用于移动和转换X射线源17的保持臂13用在身体部分和X射线源17之间的定位中，并用在立体放射线照向模式中X射线源17的位置改变中，如上所述。特别地，保持臂13在其中用具有不同尺寸的入射表面12a的另一个电子暗盒更换电子暗盒12的情况中是有用的。辐射场的尺寸必须根据电子暗盒12的入射表面12a的尺寸改变。在该情况中，X射线源17的高度的调整带来SID的改变，并带来辐射场尺寸的改变。此外，入射表面12a的中心的位置根据电子暗盒12的入射表面12a的尺寸改变，因为保持臂13连接至电子暗盒12的壳体12b的一侧。在该情况中，X射线源17经由连接管27沿水平方向移动。

在第一实施方式中，仅准备一个基准位置BP。代替的是，根据具有不同尺寸的入射表面12a的多种类型的电子暗盒12，可以准备多个基准位置BP。优选的是，即使电子暗盒12的尺寸改变，止动器37在每个基准位置BP处工作，以便于定位。

(第二实施方式)

在第一实施方式中，基部支柱26的装配部26a装配在电子暗盒12的把手24的开口24a中，以将保持臂13与电子暗盒12集成在一起。然而，如图4何5所示，基部支柱26可以设置有三脚架，以与电子暗盒12分开地设置X射线源17。在该情况中，与第一实施方式相反，电子暗盒12和X射线源17不通过保持臂13集成为一体。因此，保持臂51和电子暗盒12分别设置有水平仪52和53以及水平调整器54和55，以使X射线源17的移动平面与电子暗盒12的入射表面12a平行。注意到，在接下来的实施方式中的每一个中，与第一实施方式的附图标记相同的附图标记将表示与第一实施方式的部件相同或相似的部件，并将省略对它们的描述。

保持臂51的水平仪52例如设置在臂体25的顶面上。电子暗盒12的水平仪53设置在把手24上。保持臂51的水平调整器54包括设置在三角架50的每个支腿50a的底端处的调整螺钉。电子暗盒12的水平调整器55包括设置在壳体12b的底表面上的至少三个调整螺钉。为了使臂体25的移动平面和入射表面12a水平，通过查看水平仪52、53转动每个调整螺钉58，59。如果臂体25的移动平面和入射表面12a都是水平的，则使移动平面与入射表面12a平行，并且通过将SID保持为不变而获得R视点图像和L视点图像。注意到，壳体12b可以设置有用于固定三脚架50的两个支腿50a的支架，用于便于相对于电子暗盒12定位保持臂51。

水平仪52，53和水平调整器54，55不限于图4和5中示出的，并且可以具有多种配置，只要它们可以使臂体25和入射表面12a水平。

(第三实施方式)

如图6和7所示，根据该实施方式的X射线成像系统10设置有转动臂60，其能够围绕穿过入射表面12a的中心的垂直线以180°的角度在电子暗盒12的入射平面12a的中心之上转动。此时，如图7所示，激光指示器61设置在转动臂60上，位于在旋转中心线CL中的位置。确定臂体25的位置使得由指示器61指向的点与入射表面12a的中心重合。基部支柱可以为如图1所示的装配类型的，或者如图4所示的三脚架类型的。注意到，转配类型的基部支柱对于定位是便利的，因为操作人员必须做的全部工作只是将基部支柱装配到把手的开口中。

X射线源17经由倾斜机构62连接至转动臂60。转动臂60的枢轴定位在入射表面12a的中心的正上方。因此，如果在R辐射位置RP和L辐射位置LP二者处调整了倾斜机构62的倾角，则没有必要在转动180°后在其它位置调整倾角。这允许容易地调整倾角。不仅SID，而且从X射线源17到入射表面12a的倾角在R辐射位置RP和L辐射位置LP处都相同。因此，获得的立体图像变得自然且真实。在该实施方式中，操作人员容易首先第一眼检查X射线源17位于哪个辐射位置，因为转动臂60通过转动180°改变其位置。倾斜X射线源17缩短了R辐射位置RP和L辐射位置LP之间的距离(转动臂60的长度)，此外，增加了R辐射位置RP和L辐射位置LP的辐射场的重叠，导致能够通过立体观测观察的区域增加。

(第四实施方式)

在该实施方式中，如图8何9所示，支架66经由摆动轴67设置在保持臂65的底端处。在电子暗盒12的把手24的范围内和壳体12b的边缘连接支架66。这种配置允许保持臂65在正交于入射表面12a的平面中围绕摆动轴67摆动。

支架66具有两个夹持板70和71，其从上方和下方夹持电子暗盒12的把手24和壳体12b的边缘。支架66用锁定螺钉73固定在把手24上。注意到，支架66可以采用代替锁定螺钉73的接合机构固定在电子暗盒12上。

在支架66上直立有一对保持板75和76，以将基部支柱77夹持在保持板75和76之间。摆动轴67沿水平方向穿透基部支柱77以及保持板75和76。

如图9所示，止动器80和81设置在保持板75或76的内表面上，以调整保持臂65的摆动。止动器80和81分别将保持臂65定位在R辐射位置RP和L辐射位置LP处。止动器80和81可以设置有微调机构，用于围绕摆动轴67同心地微调每个R辐射位置RP或L辐射位置LP。

在基部支柱77和保持板75或76之间，设置有未示出的止动机构或摩擦停止机构。单击或摩擦停止机构将X射线源17固定在基准位置BP，基准位置BP为R辐射位置RP和L辐射位置LP之间的中点。注意到，代替或除了采用止动器80和81，X射线源17可以由单击或摩擦停止机构固定在R辐射位置RP和L辐射位置LP处。

根据该实施方式，通过保持臂65在正交于入射表面12a的平面中的摆动运动，容易将X射线源17设置在R辐射位置RP或L辐射位置LP。此外，当X射线源17位于基准位置BP时，X射线源17的辐射场的中心与电子暗盒12的成像部40中心重合。作为附加，保持臂65的摆动运动的中心位于成像部40附近。为此原因，即使将保持臂65设置在任何摆动位置，X射线源17的辐射场的中心也总是近似定位在成像部40的中心处。这消除了对调整X射线源17的倾角的需求。注意到，如果保持臂65的摆动运动的中心，也就是说，摆动轴67的中心设置在包含入射表面12a的水平平面中，则X射线源17的辐射场的中心总是与入射表面12a的中心重合，而不管保持臂65的摆动角的变化。

在上述实施方式中的每一个中，X射线源17可拆卸地连接至保持臂13、51或65，但也可以固定到其上。然而，在将X射线源17可拆卸地连接至保持臂13、51或65的情况中，能够根据将X射线成像系统10运送到的位置和患者的将被成像的身体部分选择最佳的X射线源。因此，X射线成像系统10变得在多种情况中更容易用于立体放射线照相。作为X射线源17，常规存在的X射线源是可用的。在该情况中，将售卖的商品可以不包括X射线源，并且仅包括电子暗盒和具有用于可拆卸地连接X射线源的连接部的保持臂的组合。

在上述实施方式中，臂体25为字母L形状，但臂体25的形状不限于此，只要它能够保持X射线源17。例如，臂体25可以弯曲成弓形。基部支柱的数量不限于此一个，而是可以为两个或更多个。在该情况中，每个基部支柱可以可拆卸地连接至电子暗盒12。

在上述实施方式中，X射线用作辐射。然而，本发明可应用于采用诸如γ射线治疗的其它类型的辐射的成像系统。

虽然已经参考附图经由其优选实施方式完整地描述了本发明，但多种变化和修改对本领域技术人员来说将是明显的。因此，除非这些变化和修改偏离本发明的范围，否则应当将它们解释为被包含于此。

Claims (13)

1.一种便携式辐射成像系统，包括：

辐射源，用于向目标施加辐射；

便携式电子暗盒，具有辐射图像检测器和用于包含所述辐射图像检测器的壳体，所述壳体形成有所述辐射入射到其上的入射表面，所述辐射图像检测器在接收到穿过所述目标并入射在所述壳体的所述入射表面上的所述辐射时检测所述目标的射线图像；

便携式保持臂，用于保持所述辐射源使得所述辐射源与所述入射表面相对，并用于在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动所述辐射源，通过在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动所述辐射源获得具有立体视差的一对R视点图像和L视点图像；和

定位机构，用于将所述辐射源固定在所述R辐射位置和L辐射位置处。

2.根据权利要求1所述的便携式辐射成像系统，

其中所述便携式保持臂具有臂体和基部支柱，所述辐射源连接至所述臂体，所述臂体可移动地连接至所述基部支柱，并且所述辐射源通过所述臂体的运动选择性地在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动；并且

其中所述定位机构调节所述臂体的所述运动，以固定所述辐射源的位置。

3.根据权利要求2所述的便携式辐射成像系统，其中所述臂体在平行于所述入射表面的平面中围绕其一端枢转，以在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动所述辐射源，所述辐射源连接到所述臂体的另一端，所述臂体的一端与所述另一端相对。

4.根据权利要求3所述的便携式辐射成像系统，

其中在所述臂体中，起枢轴作用的所述一端和所述辐射源的连接位置之间的长度是所述立体视差的一半；并且

其中当所述臂体转动180度时，所述辐射源从所述R辐射位置和L辐射位置中的一个移动到另一个。

5.根据权利要求4所述的便携式辐射成像系统，其中所述臂体具有倾斜机构，所述倾斜机构用于以辐射发射方向朝向所述枢轴倾斜的方式连接所述辐射源。

6.根据权利要求1所述的便携式辐射成像系统，

其中所述便携式保持臂具有臂体和基部支柱，所述辐射源连接至所述臂体的一端，所述基部支柱连接至所述臂体的另一端，并且所述基部支柱设置在所述便携式电子暗盒附近并在正交于所述入射表面的平面中摆动；并且

其中所述定位机构调节所述基部支柱的摆动以固定所述辐射源的位置。

7.根据权利要求1所述的便携式辐射成像系统，其中所述定位机构将所述辐射源固定在为所述R辐射位置和L辐射位置之间的中点的基准位置处。

8.根据权利要求1所述的便携式辐射成像系统，其中所述便携式保持臂包括：

高度调整机构，用于调整所述辐射源距离所述入射表面的高度；和

水平位置调整机构，用于沿与所述入射表面平行的方向调整所述辐射源的位置。

9.根据权利要求1所述的便携式辐射成像系统，其中所述便携式保持臂可拆卸地连接至所述壳体。

10.根据权利要求1所述的便携式辐射成像系统，其中所述便携式保持臂包括三脚架。

11.根据权利要求10所述的便携式辐射成像系统，还包括：

水平仪，设置在所述便携式保持臂和所述壳体中的每一个上；

三脚架水平调整器，设置在所述三脚架中以调整所述三脚架的姿态，使得所述辐射源在所述R辐射位置和L辐射位置处共面并水平；和

壳体水平调整器，设置在所述壳体中以调整所述壳体的姿态，使得所述入射表面水平而不存在摇晃。

12.一种便携式辐射成像系统，包括：

便携式电子暗盒，具有辐射图像检测器和用于包含所述辐射图像检测器的壳体，所述壳体形成有辐射入射到其上的入射表面，所述辐射图像检测器在接收到从辐射源发射并穿过目标且入射在所述壳体的所述入射表面上的所述辐射时检测所述目标的射线图像；

便携式保持臂，用于保持所述辐射源使得所述辐射源与所述入射表面相对，并用于在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动所述辐射源，通过在所述R辐射位置和L辐射位置之间移动所述辐射源获得具有立体视差的一对R视点图像和L视点图像；和

定位机构，用于将所述辐射源固定在所述R辐射位置和L辐射位置处。

13.根据权利要求12所述的便携式辐射成像系统，其中所述辐射源可拆卸地连接至所述便携式保持臂。

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