CN104684483A

CN104684483A - 快速帧率无线成像

Info

Publication number: CN104684483A
Application number: CN201380051533.6A
Authority: CN
Inventors: W.J.塞纳特; S.理查德; J.约克斯顿; X.王
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co; Carestream Health Inc
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2033-10-01
Also published as: WO2014055488A3; US10076293B2; JP6434414B2; US20150223767A1; JP2015532143A; EP2903526B1; EP2903526A2; CN104684483B; WO2014055488A2

Abstract

一种限定指向受试者和独立成像探测器的放射束的形状的方法，所述方法探测所述成像探测器相对于放射源的位置和定向，然后根据检测到的成像探测器位置调节位于放射束路径中的孔门，以使入射在所述探测器的预定区域上的光束成形。激励所述放射源以发射成形放射束，并从所述成像探测器采集关于受试者的图像数据。

Description

快速帧率无线成像

技术领域

本发明总体上涉及医疗成像领域；更具体地说，涉及一种控制具有可拆卸x射线探测器的便携式x射线荧光透视成像装置的方法。

发明背景

荧光透视提供患者内部解剖结构的近实时可视化，其具有监测动态过程的能力，包括跟踪各种类型的特征如探针或其它设备、流体和结构的相对运动。荧光透视被用来例如帮助诊断和定位患者用于随后的图像记录或定位和操纵用于介入程序的各种类型的设备。

图1的方框图示出了在用于获得患者14或其它对象的图像的传统荧光透视系统10的成像路径中的组件。来自通常使用准直器22和过滤器24的x射线源20的放射被通过患者14定向到图像增强器30。通常提供了栅格32。照相机40然后从x射线曝光捕获连续视频帧并生成显示在显示监视器44上的图像。

为了减少患者在电离辐射下的曝光，传统荧光透视实践使用准直器22来尽可能限制曝光场的大小。调整准直器22是使用初始“侦察图像”来确定放射束的居中程度和准直器的可允许调节量而进行，以将放射定向至特定患者14的感兴趣区域(ROI)。从业人员观察侦察图像并作出相应的调整，然后开始用于荧光透视的主动成像序列。此程序是耗时且粗略的，有时需要重复调整以校正错误。此外，患者移动或造影剂或探针或其它设备的正在进行的进展可以引起ROI转移，从而需要重复暂停成像会话以允许重新调整准直器。

随着射线照相(DR)成像接收器在图像质量和采集速度方面稳步提高，预期这些设备可以被越来越多地利用，不仅可用于传统的射线照相成像，同时还可用于荧光透视应用，从而有效地消除了对用于传统荧光透视系统(如图1中所示出的荧光透视系统)的专门图像增强器硬件的需求。

发明概要

本申请的一个方面是促进医疗快速帧率无线成像(例如，荧光透视)技术。

本申请的另一个方面是全部或部分解决相关技术中的至少上述和其它缺陷。

本申请的另一个方面是全部或部分提供至少本文所描述的优点。

本申请的另一个方面是提供方法和/或装置，通过所述方法和/或装置可以提供医疗快速帧率无线成像。

本申请的另一个方面是解决对改善在从便携式系统提供快速帧率成像的需求。

根据本发明的一个方面，提供了一种便携式射线照相成像装置，其包括：

轮式运输框架；和

支撑臂，其安装在框架上且具有连接到放射源的固定端和与固定端相对的可伸缩端，其中当可伸缩端从框架向外伸出并收缩到支撑臂内的缩回位置时，可伸缩端安置成像探测器；

其中成像探测器可从可伸缩端移除以进行独立操作，且支撑臂处于缩回位置。

根据一个替代方面，提供了一种限定指向受试者并到达独立成像探测器的放射束的形状的方法，所述方法包括：

a)检测成像探测器相对于放射源的位置和定向；

b)根据检测到的成像探测器位置调节位于放射束路径中的孔门，以使入射在探测器的预定区域上的光束成形；

c)激励放射源以发射成形放射束；和

d)从成像探测器采集有关受试者的图像数据。

根据一个替代方面，提供了一种便携式射线照相成像装置，其包括：

支撑臂，其安装在框架上且具有连接到放射源阵列的固定端，放射源阵列具有可以个别地激励以向探测器发射放射束的两个或更多个放射源；

切换致动器，其可激励用来使来自两个或更多个放射源中每一个的放射束沿相同光路对齐；

至少一个放射源温度传感器元件，其提供指示激励放射源附近的温度的信号；和

处理器，其监测至少一个放射源传感器元件的信号并根据监测到的信号控制两个或更多个放射源的至少激励。

这些目的只是作为说明性实例而给出，且这些目的可以例示本发明的一个或多个实施方案。由公开的发明内在实现的其它所期望的目标和优点可以被本领域技术人员想到或对本领域技术人员来说变得明显。本发明由附加的权利要求书限定。

附图简述

本发明的上述和其它目的、特征和优点通过以下如附图中所说明的本发明实施方案的更具体描述将显而易见。附图的元件不一定按相对于彼此的比例绘制。

图1是示出了传统荧光透视成像装置的组件的示意方框图。

图2A是示出了使用有线图像数据传输的荧光透视成像装置的组件的示意方框图。

图2B是示出了使用无线图像数据传输的荧光透视成像装置的组件的示意方框图。

图3是示出了根据本发明的实施方案的荧光透视捕获和显示装置的功能组件的示意方框图。

图4A是示出了患者头部的荧光透视图像的平面图。

图4B是示出了根据本发明的一个实施方案限定的感兴趣矩形区域的图4A图像的视图。

图5是示出了荧光透视成像序列中的连续图像帧的图解。

图6A是用于利用矩形限定荧光透视成像序列的感兴趣区域的操作员界面的视图。

图6B是用于利用遮罩限定荧光透视成像序列的感兴趣区域的操作员界面的视图。

图6C是用于利用设备或物体限定荧光透视成像序列的感兴趣区域的操作员界面的视图。

图6D是用于利用准直器设置限定荧光透视成像序列的感兴趣区域的操作员界面的视图。

图7是示出了根据本申请的一个实施方案的能够进行荧光透视的移动式射线照相单元的透视图的图解。

图8是示出了处于运输位置的图7移动式射线照相单元的透视图的图解。

图9是示出了采集数字射线照相成像装置(例如，移动式DR成像装置、x射线成像室)、回看射线照相成像装置、存储射线照相成像装置和/或图像采集服务器的例示性关系的图解。

图10至14是示出了根据本申请的荧光透视成像装置实施方案的图解。

图15是示出了荧光透视成像装置的例示性应用的图解。

图16是示出了根据本申请的某些例示性实施方案的数字便携式平板型射线照相探测器(例如，与荧光透视成像装置联用)的例示性能力的图解。

图17是示出了针对测定相对于放射源正交的成像探测器的位置所感兴趣的一些基本的空间和角度关系的示意方框图。

图18示出了针对测定相对于放射源呈某些倾斜角的成像探测器的位置所感兴趣的空间和角度关系。

图19示出了数字x射线探测器相对于在原点的放射源的三维坐标的示意图。

图20示出了根据本发明的一个实施方案的初始测量束使用。

图21示出了用于获得具有矩形横截面的放射束的传统准直器的配置。

图22示出了用于获得具有矩形或非矩形横截面的放射束的准直器的配置。

图23示出了限制在探测器表面尺寸的正光束限制。

图24示出了限制在探测器内的ROI的正光束限制。

图25示出了用于利用成倾斜角的放射使完整探测器成像的正光束限制。

图26示出了具有C形臂且其可伸缩臂处于伸展位置的便携式成像装置。

图27示出了C形臂处于缩回位置且成像探测器被分开的便携式成像装置。

图28示出了具有显示器和处理器的便携式成像装置。

图29示出了具有处在伸展位置的可伸缩端的支撑臂。

图30示出了具有处在缩回位置的可伸缩端的支撑臂。

图31是示出了根据本发明的一个实施方案的温度传感器的成像装置的透视图。

图32是示出了用于在两个放射源之间切换的转台的成像装置的透视图。

图33示出了其中提供可切换头的本发明的一个替代实施方案。

图34示出了其中提供可切换头的本发明的另一个替代实施方案。

图35是示出了由根据本申请的例示性图像采集管理控制器系统和/或方法实施方案全部或部分实施的例示性操作的图解。

具体实施方式

以下是本发明的优选实施方案的详细描述，参照附图，其中在几个图式的每一个中，相同的参考数字指示相同的结构元件。

除非另有特定说明，否则术语“第一”、“第二”等等在使用时不一定表示任何次序、顺序或优先关系，而是简单地用来更清楚地区别一个元件或一组元件与另一个元件或一组元件。术语“像素”的标准定义参照图像元素被表示为图像数据的单元。

在本公开的上下文中，术语“观察人员”、“操作员”和“用户”被视为等同于和指的是查看和操纵显示监视器上的x射线图像如荧光透视图像的查看从业人员或其它人。“观察人员指令”可以从观察人员在显示器表面上输入的明确命令获得，或可以基于一些其它用户动作例如设置或开始曝光或作出准直器调整来隐含地获得或衍生。

在本发明的上下文中，术语“近视频速率”和“近实时”涉及图像数据显示的反应时间。对荧光透视来说，由于探测器反应限制且因为有利于帮助降低放射水平，被视为实时或近实时视频呈现的内容通常具有比传统视频成像所用的速率低的帧更新速率。因此，在荧光透视成像的情况下，例如，可用的“近实时”更新速率是每秒至少约1帧或更多帧。

针对显示特征的术语“突出显示”具有如信息和图像显示领域的技术人员所理解的传统定义。通常，突出显示使用某些形式的局部显示增强来吸引观察人员的注意。突出显示图像的一部分例如个别器官、骨头或结构或从一个室到下个室的路径可以用许多方式中的任一个加以实现，包括但不限于：注释；显示邻近或覆盖符号；显示轮廓或追踪；以不同颜色或明显不同于其它图像或信息内容的强度或灰度值显示；使显示器的一部分闪烁或呈动画效果；或以更高解析度、锐度或对比度显示。

本申请的例示性实施方案可以使得能够使用数字射线照相(DR)接收器作为数字图像接收器来接收荧光透视系统中的放射以及产生、处理接收到的图像数据并作为图像像素(图像元素)传输给用于荧光透视显示的显示装置。图2A和2B分别示出了使用互连电缆56进行图像数据传输的荧光透视系统100和采用图像数据无线传输的荧光透视系统110的系统组件的两种一般配置。

图2A示出了荧光透视系统100，它具有包括DR接收器50的荧光透视捕获装置104以及获取和处理来自探测器50的图像数据并通过互连电缆56将经过处理的图像数据传输到主处理器52的图像处理单元58，以将图像数据提供至包括显示监视器44的荧光透视显示装置102。主处理器52是获取经过处理的荧光透视图像数据并以近视频速率显示获取的图像给从业人员或其它观察人员的计算机或工作站或其它逻辑和控制处理器。成像控制器90产生控制荧光透视捕获装置104的操作的各个方面(包括准直器22开口的尺寸和布置，随后有更详细的描述)的信号。

图2B示出了具有荧光透视捕获装置114的荧光透视系统110，其中图像处理单元58将受试者的经处理图像数据以无线形式提供至荧光透视显示装置112。主处理器52具有无线接收器元件54，用来将图像数据提供至荧光透视显示装置112，以在显示监视器44上观看。

对图2A和图2B实施方案来说，图像处理单元58可以整合到DR接收器50中，或者可以是单独的处理器装置。图像处理单元58可以是专用微处理器、主处理器或其它类型的计算机设备，包括执行已被编码在硬件中的逻辑指令的装置。

以近视频速率获取受试者的已处理图像数据的方面涉及对DR接收器50与图像处理单元58之间的高速数据存取以及从图像处理单元58到主处理器52的高数据传输速率(图2A、2B)的需求。应该注意，这个方面就图2B中荧光透视系统110的无线传输来说更加明显，因为无线速率一般低于使用硬接线连接的数据速率，且因为无线传输会进一步受间歇噪声和干扰阻碍。因此，用于尽可能压缩图像数据的方法提供一种有助于缓解可以伴随有线或无线传输的潜在数据传输瓶颈的方式。

一种减少必须被传递的大量数据的方法测定两个连续帧之间的差异，且只提供指示有差异的数据。图3的方框图给出了使用连续图像帧之间的差异信息的图2B所示的荧光透视系统110实施方案中用于无线传输的组件的功能概述。在荧光透视捕获装置114中，视频帧源120包括DR接收器50组件，该组件获取代表接收到的透射通过患者14或其它受试者的放射的数字数据。视频帧处理器122被提供在图2A和2B实施方案中的图像处理单元58中，处理接收到的图像数据帧用于渲染质量并将处理帧输出到存储缓冲器124中。可以用于提高渲染质量的实用程序包括例如色调调整、反锐化掩模和其它功能。任选地，图像数据还被发送至存储单元128用于长期存档。第一存储缓冲器124包含当前图像帧。第二存储缓冲器130包含前一帧的图像内容。处理比较存储缓冲器124和130，产生连续图像帧之间的差异数据，并将此数据存储在第三存储缓冲器132中。第三存储缓冲器132的图像数据内容然后被提供至压缩用编码器134和数据传输用传送器136。这提供用于传输至荧光透视显示装置112的压缩荧光透视数据。为了处理下一帧图像数据，在延时器126后，来自存储缓冲器124的数据变成存储缓冲器130的数据。

继续图3中所示的序列，传输数据进入荧光透视显示装置112。接收器140接收压缩的图像数据，并将此数据提供给解码器142。解码后的数据然后作为差值图像进入到存储缓冲器144中。此图像数据与存储缓冲器146中的前一帧的图像数据结合，形成之后存储在存储缓冲器148中的图像数据。存储缓冲器148中的图像数据然后被提供给视频显示单元150用于在显示监视器上显示，以及提供给存储缓冲器146用于处理下一帧。在将数据从存储缓冲器148传递至存储缓冲器146之间提供了延时器126。

关于参照图3所描述的序列，应该注意到，第一图像帧被不同地处理，存储在适当的存储缓冲器中，以提供用于后续处理的初始参考数据。虽然主要参照了图2B的无线实施方案来描述，但是图3中的捕获装置114和显示装置112内所使用的相同基本处理序列还可以用在图2A的硬连线实施方案中。

参照图3所描述的序列中所使用的差分格式可以有助于减少以有线或无线形式传递的图像数据的数量。差异数据可以针对感兴趣区域或背景区域来传输。然而，仍然会有相当大数量的数据要传递。此外，不是所有的传递数据都对临床或诊断功能可以是一样重要/有关的。可能有一些图像数据是不期望被压缩的，其中压缩导致图像内容的任何损失。某些类型的图像压缩有损耗，这使得当使用压缩时会损伤一些数量的图像数据。所导致的数据损失可以使得图像内容的一些部分出现不期望的压缩。

图像数据压缩技术也可以是无损或有损的，且本申请的实施方案可以针对不同类型的图像内容采用两种类型的压缩以减少传递的数据。

图4A示出了包括患者头部的荧光透视图像60。对于特定程序来说，只对患者头部的一部分感兴趣。如图4B中所示，存在感兴趣区域(ROI)70，它在这个实施例中被识别为矩形区域。除感兴趣区域70外的图像60的剩余部分是背景区域62。

图5示出了实例荧光透视序列的一小部分中的一系列连续图像帧68a、68b、68c…68k。可以看到，相同的解剖结构在每一图像帧中成像。从业人员主要感兴趣的是每一帧内的感兴趣区域70；背景区域62对于正在进行的程序的价值较小。为此，本方法的实施方案允许对图像的两个(或更多个)部分例如感兴趣区域70和背景区域62进行不同类型的图像处理和图像数据压缩和传输。例如，这允许感兴趣区域70的显示比背景区域62的显示具有更高的解析度和对比度。

不管用于图像压缩和传输的方法如何，感兴趣区域70是相对于数字探测器或接收器(DR接收器50)(图2A、2B)的图像区域来确认。这可以用许多方式例如图6A至6D的实施例中所示出的方式来进行。

一些类型的观察人员指令或动作被用来限定感兴趣区域。图6A和图6B示出了根据操作员界面(在显示监视器44(图2A、2B)上称作图形用户界面(GUI)72)上所输入/指示的观察人员指令确认感兴趣区域70。在图6A所示出的实施例中，触摸屏界面允许观察人员直接在显示的基底图像64上确定感兴趣区域70的轮廓。基底图像64是任选地作为荧光透视会话的初始设置的一部分获得的单一荧光透视图像。任选的控制按钮74a允许输入使得能够在显示的基底图像上确定轮廓的操作员指令。

图6B示出了使用由用户参照基底图像确定或限定的遮罩76来界定感兴趣区域70。控制按钮74b下的操作员指令指定此功能。

用户追踪或放置限定相对于基底图像的感兴趣区域的形状可以用许多方式进行，使用标准用户界面工具和实用程序，包括触摸屏或使用计算机鼠标或触针或其它指针。

图6C的实施例示出了可以使用的默认配置。在控制按钮74c上输入的观察人员指令指示系统追踪设备或物体，例如仪器、照相机、探针、针、管或放置在正在成像的患者解剖结构上或插入到其中的其它物体。感兴趣区域70被限定在所追踪设备或物体的附近，且可以使操作员输入大小或默认大小，例如关于物体或设备的给定直径。

在图6D中说明的实施例示出了另一个替代实施方案，其中使用控制按钮74d输入的操作员指令允许系统根据由观察人员所调节的准直器22叶片的设置(图2A、2B)限定感兴趣区域70的边界。在图6D的实施例中，线78a和78b示出了准直器叶片设置，其有效地提供了一个矩形区域作为感兴趣区域70。在某些系统上，准直器叶片由电机控制，允许观察人员调节和查看针对感兴趣区域的设置作为总体装备设置的部分。

根据本方法/装置的一个替代实施方案，操作员可以调节准直器叶片位置并直接在显示屏上观察叶片的重新定位，从而允许系统根据叶片设置采用和改变ROI边界。为了获得适合于ROI确定的坐标，成像系统探测准直器叶片的位置，并将此位置信息转变成探测器上用于ROI确定的对应坐标。

因此，以各种方式确定了ROI，其中ROI映射到或涉及到成像系统的数字探测器的图像区域。确定/限定ROI的观察人员指令可以使用如前所述的基底图像被明确输入，或者可以准直器或其它调节推断出。或者，观察人员指令可以简单地为准备获取图像的命令或指令，由此提示成像系统使用例如基于正在获取的图像的类型或基于感应到的准直器设置的默认ROI定义。

一旦在基底图像上限定出感兴趣区域70，观察人员可输入指示完成此程序的明确指令。或者，给定设置被自动使用且曝光可以开始。特定的感兴趣区域设置一直维持到由观察人员具体调整。

图7是示出了根据本申请的一个实施方案的能够进行荧光透视的移动式射线照相单元的透视图的图解。图7的例示性移动式x射线或射线照相装置可以用于计算机射线照相(CR)和/或数字射线照相(DR)。如图7中所示，移动式射线照相装置700可以包括可移动运输框架720，其包括第一显示器710和任选的第二显示器710’，用来显示相关信息例如获得的图像和相关数据。如图7中所示，第二显示器710’可以可枢转地安装在x射线源740上，从而可从围绕管头的360度区域观察/接触。

显示器710、710’可以执行或控制(例如，触摸屏)功能，例如产生、存储、传输、修改和打印获得的图像，且可以包括整合或独立的控制面板(未示出)以辅助执行功能，例如产生、存储、传输、修改和打印获得的图像。

为了具有移动性，移动式射线照相装置700具有一个或多个轮子715和一个或多个手柄725，手柄725通常被提供在腰部、臂部或手部位置，以帮助引导移动式射线照相装置700到达其预定位置。自备电池组(例如，可充电型)通常提供源功率，其可以减少或消除对靠近电源插座进行操作的需求。另外，自备电池组可以为机动运输做准备。

为便于储存，移动式射线照相装置700可以包括一个区域/支架，用来容纳/储存一个或多个数字探测器或计算机射线照相术暗盒。该区域/支架可以是储存区域730(例如，布置在框架720上)，它被配置成可移除地保留至少一个数字射线照相(DR)探测器。储存区域730可以被配置成容纳一个或多个探测器，还可以被配置成容纳一种尺寸或多种尺寸的探测器。

框架720上安装有支撑柱735，其支撑x射线源740，又称作可以安装在支撑柱735上的x射线管、管头或产生器。在图7所示的实施方案中，支撑柱735可以包括从第一部分向外伸出固定/可变距离的第二部分，其中第二部分被配置成沿第一部分垂直地上下滑动至所需高度以获取图像。在另一个实施方案中，管头或x射线源740可以可旋转地耦合至支撑柱735。在另一个例示性实施方案中，在接合机构下弯曲的支撑柱735的铰接构件可允许x射线源740移动到一系列垂直和水平位置。x射线源740的高度设置可以在各种位置从用于使脚部和下肢成像的低高度变化至用于使患者的身体上部成像的肩高和以上。

如图8中所示，为了方便运输移动式射线照相装置700，支撑构件735和x射线源740可以被配置成靠近框架720。如图8中所示，第二显示器710’在运输移动式射线照相装置700期间可以被移动至可视位置(例如，可操作)。在一个实施方案中，第一显示器710在运输期间可以关闭。当想要使用移动式射线照相装置700时，如图7中所示，支撑构件735和x射线源740可以从框架720伸出以用于适当定位(例如，由操作员、用户或x射线技术员来定位)，且第二显示器710’被移动到可视位置。

根据本申请的例示性实施方案，第一显示器710和第二显示器710’可以提供信息，例如但不限于：(i)一般信息，例如日期、时间、环境条件等等；(ii)单元信息，例如模型编号、操作指令、警告信息等等；(iii)患者数据，例如患者姓名、房号、年龄、血型等；(iv)指示器，例如但不限于车电力/电池指示器、探测器状态(例如，开/关)、无线信号增强/连接、栅格对齐助手、车诊断和/或(v)成像/程序信息，例如检查类型、曝光信息等等。

根据本申请的实施方案，第一显示器710和第二显示器710’可以提供能力/功能给移动式射线照相装置700，例如但不限于：(i)观察和/或更改x射线曝光参数，管/产生器/技术设置；(ii)查看和/或更改图像信息，例如对患者执行的查看(例如，身体部分和投影)的列表、关于这些查看的相关信息、选择查看来执行的能力和已获得查看的x射线图像；(iii)显示和/或更改患者信息，例如：患者姓名、房号、患者ID、出生日期(例如，用于确认正确患者)；(iv)显示和/或更改患者工作列表，例如待进行检查的列表，且允许用户选择一检查(在一个实施方案中，该患者工作列表可以使用有线或无线网络/连接自动更新(例如，同步到主控器/医院/医生工作列表)。在一个实施方案中，移动式射线照相装置700在收到计划检查时可以突出显示/指示新的检查(例如，在第二显示器710’上)；(v)显示产生器/源电流值和控制，以改变这些值例如：kVp、mA、mAs、时间、ECF、焦点、准直器、过滤器、AEC、栅格；(vi)显示探测器选择且允许技术员选择/激活不同探测器；(vii)显示最近采集的图像并允许编辑这些图像，例示性采集(例如，最近)或先前图像可以按照真实尺寸、部分尺寸或伴随相应图像信息来显示；(viii)显示先前采集的图像(例如，患者的相关先验图像)并允许编辑这些图像；或(ix)在运输期间显示移动式射线照相装置700前方的视频，例如使用位于另一面(例如，移动式x射线成像装置700的正面)的摄像机。

在本公开的上下文中，由本申请的系统所采集的受试者的初始或原始图像可以包含原始图像数据，或者可以是经x射线系统本身自动预处理的图像数据(使得系统用户不能直接访问原始数据)。这可以被称为受试者的“原始”、“初始”或“获得”图像，且可以包括来自例如扫描胶片、计算机射线照相(CR)成像系统或数字射线照相(DR)系统的图像数据。

在本公开的上下文中，“先验图像”是在先前访问期间采集的患者图像，且优选地，先验图像可以与待进行的当前检查相关(例如，相同身体部分)，当前检查将产生原始图像。在待进行的当前检查(例如，针对相同患者)前查看先验图像(包括关于先验图像中所用的成像技术的信息)的能力可以帮助技术员获得当前检查的高质量图像。在一个实施方案中，“拷贝技术”操作员动作可以输入来自多个先验图像当中的选定(例如，期望的、理想的)先验图像的特定曝光设置供技术员使用。先验图像还可以与可确认情况或对象中待成像的感兴趣区域有关。用于管理和显示先验图像的系统和/或方法的实施方案可以提供先验图像之间的可控关联，且可以提供用来管理该关联的工具。

针对图像存储和检索以及关联从相同患者获得的多个图像的传统解决方法采用PACS(图像存储和通信系统)和各种传统数据库工具。因此，如本文所述，PACS是射线照相成像系统可访问的图像存储器或从其取回图像的它的代理。在一个实施方案中，PACS可以执行医学数字成像和通信(DICOM)数据交换标准。

图9的示意图示出了采集数字射线照相成像装置(例如，移动式DR成像装置910、x射线成像室940)、回看射线照相成像装置(例如，图像管理系统950中的工作站)和/或存储射线照相成像装置(例如，PACS 920)的一种例示性关系，并且示出了系统与先验图像采集服务器960的一个实施方案的总体关系。如前所述，原始图像932可以从通过移动式DR成像装置910捕获的图像获得。可以直接提供原始图像932，作为原始或预处理图像数据存储在PACS 920中。或者，原始图像932可以存储在移动式DR成像装置910中，稍后提供给PACS920。

如图9中所示，耦合至系统的图像管理系统950可以包括逻辑处理器952、存储器954和可以包括显示器958和操作员输入设备959(例如，键盘、鼠标、触摸屏或用于输入操作员命令的其它设备)的操作员控制台。图像管理系统950的命令提供用于检索、审查和/或管理存储在系统(例如，PACS)中的图像的额外能力。

仍然参照图9，PACS 920还可以连接一个或多个X射线成像室940，它可以包括成像室942(例如，患者在其中接受成像且包含x射线源的屏蔽区域)和控制室944，该控制室944可以包括显示器946和用来与DR探测器948在无线界面上通信且包含用于利用选定的DR探测器948支持和执行成像操作的控制逻辑的控制器945。在所示出的实施方案中，显示器946可以是触摸屏显示器，使得操作员或技术专家能够使用图形用户界面(GUI)容易地控制X射线成像室940并在DR探测器948当中选择活动的DR探测器948来获取图像。成像室940、940’可以使用网络941(例如，有线、无线、专用、公共)连接到PACS 920。另外，通信网络941可以使PACS 920与移动式DR成像装置910(直接或经由先验图像采集服务器960)、先验图像采集服务器960、x射线成像室940和/或图像管理系统950互连。通信网络930可以是有线、无线、专用或公共的，且由许多互连计算机系统和通信链路组成。通信链路可以是硬线链路、光学链路、卫星或其它无线通信链路、波传播链路或用于信息交流的任何其它机制。

原始图像932可以被提供给一个或多个逻辑处理器922、924，它们各自可以在原始图像933和934可以连同采集的原始图像932一起存储于PACS 920中之前执行一些类型的图像处理和分析操作。如图9中所示，原始图像932可以经预处理，且当它是从移动式DR成像装置910提供时，适合于存储/存档。应该注意的是，在一个替代实施方案中，原始图像932可以作为原始数据提供，在存储于PACS920中之前需要一些数量的处理。如图9中所示，逻辑处理器922和924可以从原始数据或从经预处理的原始图像932产生额外的经处理二次图像933和934。在一个实施方案中，额外的经处理二次图像933和934可以是配对图像。

在一个实施方案中，移动式射线照相装置700(图8)可以用作多个便携式DR成像装置910中的一个。

为了医疗诊断，技术员/医生/医疗人员可以将后续的医疗x射线图像与相同患者的现有医疗x射线图像进行对比。时间不同的x射线图像优选在相同条件下(例如，曝光参数)获得。然而，当不同的装备、技术员或医疗设施拍摄多个x射线图像时，所获得的x射线图像可以存在显著差异。

根据本申请的实施方案，成像技术员在执行当前检查之前可以回看先验图像。技术员可以从所需的先验图像“选择先前参数”并使移动x射线单元自动设置成与指示的所需先验图像相同的参数。

由于先验图像可以是10MB、20MB、30MB、或更大的数据，且10、20或多于50个先验图像可以与当前检查有关，因此先验图像可以构成大量的数据或网络流量，以将先验图像传输至便携式DR成像装置910。先验图像的预取可以用来减少网络流量或及时提供先验图像给便携式DR成像装置910，以显示选定的先验图像。预取(例如，在使用或需要之前获取)图像可以存储在便携式DR成像装置910中，之后技术员在其“轮次”下取用单元910，以捕获新的/进一步的图像。有利的是，与通过所有医疗设施均可利用的无线网络进行下载相比，预取可允许技术员通过有线网络(例如，存取受限但快速)下载先验图像。预取先验图像的参数(例如，kVp水平设置)可以用来捕获用于目前检查的新图像。

本申请的实施方案可以包括针对荧光透视成像的移动射线照相单元的特征。

根据本申请的实施方案，第一显示器710和/或第二显示器710’(图8)可以提供先验图像能力/功能给移动式射线照相装置700，例如但不限于：(i)为移动成像x射线系统载入先验值(例如，先前捕获的图像)；(ii)以无线方式或当直接连接到网络或图像存储系统(例如，PACS 920)时载入先验值；以完整图像或子采样图像形式存储先验值，减少磁盘空间。

根据本申请的实施方案，第一显示器710和/或第二显示器710’可以提供先验图像显示”特征/GUI，其具有例如但不限于下列的能力/功能：(i)显示先验图像本身；(ii)测定图像中肺野的大小或测定先验图像定向(例如，横纵比)以及同样测定用户是否想要/选择图像之间的一致探测器位置和定向，或用户指示先验图像不足且应该作出改变；(iii)显示曝光技术信息；(iv)使当前曝光技术与先验图像相配；(v)显示SID(源到图像距离)；(vi)使SID与先验图像相配；(vii)显示角度测量值，例如但不限于患者角度–仰卧、直立或某些中间角度、X射线管角度、X射线管角度对患者角度–通常为90度，但不一定；(viii)使角度与先验角度相配；(ix)显示栅格信息，例如但不限于：所用栅格、栅格比率、横纵比、针对该栅格的推荐SID/SID范围；(x)使栅格/非栅格和栅格类型与先验值相配；(xi)示出先验曝光指数，以指示先验图像中是否使用了过多或过少的曝光；(xii)先验图像和新图像之间的一致渲染(例如，见下文)；(xiii)先验图像的图像捕获装置或探测器(例如，制造商、型号、设备名称等)。探测器的质量(例如，ISO速度、灵敏性)有所差别(例如，更好的探测器需要更低的剂量)，且不同制造商用来计算曝光指数的方法也有差别。因此，了解图像捕获装置可以对技术员有益。

本文所描述的某些例示性系统和/或方法实施方案可以提供由内部电池供电的快速帧率无线型暗盒大小x射线图像探测器。移动式x射线采集控制系统和/或方法实施方案可以配置有能够以快速帧率捕获x射线图像的无线型暗盒大小x射线图像探测器。通常，术语迅速或快速帧率x射线成像在本文中被用来代替荧光透视，因为例示性射线照相采集可以满足更通用的目的，例如双能量、层析x射线照相组合、荧光透视等等。本文所描述的某些例示性可以提供使用其中探测器可拆卸的刚性c形臂或其它支撑臂的移动式x射线采集控制系统。在一个实施方案中，当探测器被拆卸时，c形臂单元的探测器臂可以移除或c形臂单元探测器臂缩回该单元的上臂或外壳中。

本文所描述的某些例示性实施方案可以提供能够利用无线x射线图像探测器进行快速帧率x射线成像的室内x射线采集控制系统。本文所描述的额外例示性实施方案可以提供包括便携式(例如手持式)x射线管/产生器、无线x射线图像探测器和使得管能够与探测器对齐的管/产生器安装机构的x射线采集控制系统。

在一个实施方案中，采集控制系统上的x射线源可以提供连续或脉冲式操作。在一个实施方案中，x射线图像探测器可以在对接至采集控制系统时(例如，未拆卸)使用。在一个实施方案中，对接的x射线图像探测器可以连接至端口，该端口：为探测器供电；对探测器中的电池充电；实现探测器与采集控制系统之间的有线通信；实现探测器与采集控制系统之间的数据传输；或上述实施方案的任何组合。或者，x射线图像探测器可以栓系在采集控制系统上。

在一个实施方案中，采集控制系统具有使用视觉反馈方式或听觉反馈方式手动地将x射线源(管组件)对齐到x射线图像探测器的构件。在一个实施方案中，采集控制系统和x射线图像探测器配置有能够进行相对几何测量(例如源到探测器距离、探测器法线和主要x射线束之间的角度)的设备。采集控制系统还可以包括用于将x射线源自动对齐到x射线图像探测器的构件。对齐并不局限在垂直配置，还包括在相对于探测器轴的各种角度下的x射线冲击。

某些例示性系统和/或方法实施方案可以提供采集控制，其可以从x射线源阵列自动选择合适的x射线源并使激活的x射线源对齐以获得所需的投射角。(这可以消除对x射线源的物理运动的需求)。对齐并不局限在垂直配置，还包括x射线以相对于探测器轴的各种角度冲击到x射线图像探测器表面上。在一个实施方案中，例示性采集控制系统可以具有自动校准(例如，对称或不对称)x射线束的能力，以将发射光束限制在探测器的表面区域。

在一个例示性实施方案中，具有操作采集控制系统的开关。合上开关会启动快速帧率成像过程。

某些例示性系统和/或方法实施方案可以提供AEC/ABC，其功能衍生自原始图像中的像素数据、原始图像的子区域、原始图像的子采样；AEC功能衍生自整合在像素衬底中但设计不同于像素成像传感器的专用辐射传感器；AEC功能衍生自位于探测器外壳内部但与像素衬底分离(例如，位于探测器外壳内的薄离子室)的x射线传感器；AEC功能衍生自卡接在探测器外部的传感器。

例示性系统和/或方法实施方案可包括可以附接在x射线图像探测器上的x射线栅格。栅格可以配置有能够被采集控制系统确认和识别的物理或电子标记物。确认信息连同几何信息(SID、角度测量等)可以被采集控制系统的组件用来确保x射线源在可以发射x射线源之前与栅格适当对齐。系统的适当对齐可以是视觉或听觉信号。某些例示性实施方案可以提供配置有相位锁定同步机构的x射线图像探测器，该相位锁定同步机构可以在x射线源为脉冲式时使曝光集成和来自探测器的图像信号读出同步。

在一个实施方案中，可以包括x射线图像探测器站，其配置有可以被成像系统确认和识别的物理或电子标记物。确认信息连同几何信息(SID、角度测量等)被采集控制系统的组件用来确保x射线源在可以发射x射线源之前与探测器适当对齐。该组件可以是视觉或听觉信号。一个例示性采集控制系统可以配置有可独立移动的准直器叶片。

某些例示性采集控制系统和/或方法实施方案可以配置有监测x射线管组件和x射线图像探测器的温度的温度传感器。在一个实施方案中，温度读数和x射线技术可用于将系统在将被关闭以避免过热前还可以使用多久的反馈提供给用户。在一个实施方案中，x射线图像探测器可以配置有温度传感器，且温度信息可用来调节增益偏移校准算法。

某些例示性采集控制系统和/或方法实施方案可以配置有多个x射线源。例示性x射线源应该可互换并具有在当前x射线源接近过热状态的情况下快速改变的能力。在另一个例示性实施方案中，x射线源可以排队旋转以避免过热。优选地，当x射线源改变时，新的x射线源具有与先前x射线源的尺寸和对齐相同的焦点。某些例示性实施方案在长成像程序中提供冗余(例如，多个x射线组件)，其中x射线源长时间待机。在一个实施方案中，使用前，x射线源可以接受管预热程序。例示性成像系统和/或方法可以进行快速帧率双能量成像。

某些例示性采集控制系统和/或方法实施方案可以接受集成的注射系统，例如x射线对比剂注射器。注射系统可以与快速帧率曝光同步，以调整、简化或优化程序工作流程。

某些例示性采集控制系统和/或方法实施方案可以接受集成超声成像器。该成像系统可以提供具有与超声图像配准和融合的快速帧率x射线成像。

某些例示性采集控制系统和/或方法实施方案可以包括能让用户在x射线图像探测器上限定ROI的能力。快速帧率成像读出可以仅在ROI上进行。在另一个实施方案中，快速帧率成像读出可以在ROI和非ROI区域上进行，但在非ROI区域中使用不同的帧率。在一个实施方案中，ROI可以利用可独立移动的准直器叶片物理地获得；ROI可以在由不同区域组成的旋转轮的不同停止时实现，这些区域由具有不同射线可透性的材料组成；ROI可以利用由具有不同射线可透性的材料组成并与脉冲式x射线同步的连续旋转轮来实现。

某些例示性采集控制系统和/或方法实施方案可以配置有同步对比剂团注射器，它具有使x射线源或视野在团注点上聚焦以及将x射线源校准至x射线图像探测器或视野的能力；采集控制系统具有当团块达到特定状态(例如，团块到达特定位置或对比剂团已经到达图像帧中的平稳状态等)时捕获诊断质量射线照片(即关键图像)的能力。在一个实施方案中，配置有同步对比剂注射器的采集控制系统可以提供通过使用低剂量设置直到在ROI(例如，可以是整个探测器)中达到所需的对比剂来自动采集DSA的能力，并提供当有小于目标量的对比剂残留在ROI中时停止实时成像的能力。

图10示出了根据本公开的荧光透视成像装置800。支撑臂854支持x射线放射源804，以引导放射通过受试者例如患者，并指向成像探测器802。提供了一个或多个显示器864用来显示所采集的图像。图10示出了呈独立配置的探测器802。图11示出了替代性成像装置800，探测器802被支撑在作为一个例示类型的支撑臂854的C形臂上。图12、图13和图14示出了具有C形臂支撑臂854和独立探测器802的替代性成像装置800。

图15是示出了使用C形臂的荧光透视成像装置和相关成像装置的例示性应用的图解。

在本公开的上下文中，术语“正交”或“直交”是用来描述约90度+/-10度，或者270度+/-10度的角度关系。术语“平行”描述约0度+/-10度，或者180度+/-10度的角度关系。在这些值以外且因此在约10度至约80度的范围内的角被视为倾斜。

正光束限制

用于荧光透视和射线照相成像的传统C形臂系统一般已经将各种技术应用于限制通过受试者和入射到成像探测器上的放射束的形状的问题。此特征的所需结果被称为“正光束限制”，它是要限制放射束的形状，以使得患者曝光被限制在不超过成像探测器的界限的感兴趣区域(ROI)。

对于固定几何形状的成像装置来说，用于实现正光束限制的计算和方法相对简单。简单的三角函数关系允许当放射束正交地指向成像探测器时(例如在传统C形臂荧光透视系统中)，容易地算出放射束相对于探测器的形状。

例如，如图10中所示的具有独立成像探测器的成像装置可以明显比固定位置C形臂系统有利，在某些情况下允许进行用其它方式非常难以实现或对患者来说非常尴尬或不舒适的成像。然而，对于采用独立成像探测器802的成像装置来说，实现正光束限制的任务会复杂得多。可能不可能或不期望将独立成像探测器定位成使得放射束与探测器正交。传统准直器具有遮光叶片或类似特征，它们通常被配置成相对于彼此呈90度角的整数倍或配置成限定圆形孔门。这种传统准直器配置允许在发射光束的中心轴与探测器正交时容易地算出和获得正光束限制；然而，当入射角呈倾斜角度时，这种横截面正交束形状会被探测器的边缘剪除，导致探测器轮廓外的过量辐射或将放射束限制在探测器的仅一小部分。

本申请的实施方案解决了提供正光束限制的问题，这是通过感应成像探测器相对于放射源的位置，调节放射束路径中的准直器或其它孔门以使入射在探测器或更一般来说在探测器的预定区域上的放射束成形，和然后激励放射源以发射成形放射束通过受试者并到达用于采集图像数据的成像探测器上。本申请的实施方案的例示性方法可以有利于成像模式如荧光透视，其中优选使用独立探测器，原因为例如为了患者舒适、减少对专业支撑装备的需求或提高对从业人员的可见性。

图17的示意方框图示出了针对测定相对于放射源804正交的成像探测器802的位置所感兴趣的一些基本的空间和角度关系。就传统固定位置C形臂成像装置来说，源到图像距离SID是由C形臂确定的常数。放射束806在从准直器或其它孔门810显露出来时具有对应于放射束806的中心的中心轴808。准直器或孔门810限定放射束的横截面形状，以使其入射在成像探测器802的预定区域812上。与探测器802和准直器810信号通信的处理器830调节准直器810叶片以提供适合于从源804发射的所需x射线束的孔门。在传统实践中，准直器或孔门810提供具有矩形横截面的放射束806。在沿中心轴808的正交线下考虑，这种光束形状与成像探测器802的投射剖面相配。

图18的示意方框图示出了针对测定相对于放射源804呈某种倾斜角的成像探测器802的位置和定向所感兴趣的空间和角度关系。在此，知道源到图像距离SID连同其它角变量是有用的。因为中心轴808相对于成像探测器802表面是倾斜的，所以探测器802不再显得是矩形，这使得放射束806必须具有非矩形横截面形状，以便完全配合在探测器802上而不超出探测器802的边缘。处理器830控制可调节准直器以执行此功能，这在随后有更详细的描述。

根据用于3-D定位的笛卡尔坐标系统，放射源804可以被视为具有坐标(0,0,0)的原点，如图19中所示。在一个实施方案中，例如，确定至少三个额外角点P1、P2和P3的坐标可以提供探测器802的相对位置和定向。

有许多不同的技术用于精确探测独立探测器802位置和同样指示定向的角点P1、P2、P3的位置，以及当探测器802位于患者或其它受试者的后面时相对于源804的其它探测器特征。根据本申请的一个实施方案，如图20中所示，在将探测器802放置在其位置上后，发射初始测量束822并使其指向受试者和探测器802。测量束822处在一通量水平，其中通量涉及每单元面积的x射线(或剂量水平，例如以mR或mGy计)，其小于用于成像的发射成形放射束的通量的50％，例如为成像通量水平的25％或15％或更低。测量束还具有更高的能量水平(以kVp表示)，比用于成像的能量水平高至少15％，从而提供较低的患者剂量。准直器叶片的位置是已知的，以使得由此孔门限定的预定束形状被用于测量束822。然后从探测器802获得准直器阴影。使用传统图像分割技术来确定对应于被探测束的一个或多个角落或边缘的探测器802上的图像像素的坐标。准直器设置上的这些测量束信息和束边缘探测可以提供关于测量束入射区域的充分信息，从而计算出发射光束的中心轴。关于相对于光束中心轴808正交的探测器802的相对角度的信息可以使用从图像分割获得的形状信息来计算。“梯形失真”和其它形状信息的相对量提供足够的数据来使用例如变换矩阵计算位置和定向。

用于精确探测独立探测器802位置和角点P1、P2、P3的位置的其它方法利用在探测器802和处理器830上的位置间传输的信号模式。定位信号可以通过处理器830，通过准直器810或通过直接连接到探测器802的传送器电路来传输。信号可以是无线信号类型，例如音频或无线电频率(RF)信号。根据本申请的一个替代实施方案，倾斜传感器或加速计被连接到探测器802并用于位置感应。根据本申请的另一个替代实施方案，全球定位系统(GPS)组件用来提供信号给处理器830，用于探测器802的位置感应和报告。可以使用多个传感元件834或一个或多个传送器元件836的可能配置的任一个，且如图18中所示，传感元件834和传送器元件836可以任选地耦合至准直器810、探测器802或这二者。

正光束限制使用从探测器802获得的位置信息和控制来自准直器814或820的孔门824的形状以使发射辐射成形的能力，以使得成形发射辐射足够用于或最适合具体的临床或诊断目标，包括用于在成像会话期间获得一个或多个射线照相图像的荧光透视和其它成像模式。在某些情况下，这就要求将放射限制在提供感兴趣区域(ROI)的图像的探测器802的一部分；在其它情况下，这就要求限制放射以使得它与探测器802的轮廓相配或紧密接近或不超过沿着探测器802的任何边缘的探测器轮廓；仍在其它情况下，这就要求将放射限制成使得整个探测器曝光。

图21的示意图示出了用于获得具有矩形横截面的放射束的传统准直器814的配置。正交布置的叶片816和818沿指示方向移动到合适的位置，以限定放射被发射通过其中而提供成形光束的孔门824。叶片816和818由铅或其它合适的放射吸收材料组成。在一个实施方案中，布置叶片816、818的个别叶片可以单独移动(和接受监测)。

图22的示意图示出了根据本申请的一个实施方案的准直器820的配置。准直器820具有可在一系列角度下独立调节和移动的叶片部分822，以允许孔门824的形状呈非矩形且围绕中心轴呈非对称型。图22中所示的实施方案可允许发射光束的形状不是矩形，以使得其可以敷形于或更好地敷形于探测器802相对于放射源804的投射剖面。使用可调节准直器获得非矩形孔门的其它方法被描述在例如颁给Besson的美国专利号7,340,032中。

图23、图24和图25示出了选定的正光束限制实施方案可以如何应用在所描述的一些不同情况中，其中x射线束以相对于探测器802表面成倾斜角被发射。在图23中，发射光束832相对于探测器802成倾斜角，且光束832的形状被限制在探测器802表面的形状。在使用倾斜角的情况下，通常使用了如针对图23所示出和描述的调节孔门824的形状以获得非矩形束的一些能力。

在图24中，发射光束832形状被限制在位于探测器802表面以内的感兴趣区域。当以此方式使ROI成像时，可以使用针对图23所描述或针对图24所描述的孔门。在一个实施方案中，规定裕度(例如，尺寸可根据检查类型、SID、成像区域环境条件、光谱等来调整)可以在发射光束832和由探测器802提供的探测区域的边缘之间加强。

图25示出了另一种情况，其中光束832可以超出探测器802的成像区域，但是提供使用探测器802的完整像素阵列来成像的放射束形状。

如图18中所示，当放射以倾斜角指向探测器802时，发射放射束832的能量分布从如图17中的光束正交入射所提供的能量分布发生变化。这是因为光束强度被距离的平方反比降低；针对图18，这意味着在没有接受成像的受试者时或就光束本身来说，沿探测器802表面的顶部接收的能量小于沿探测器802表面的下部接收的能量。为此，某些例示性实施方案可以实施额外的校准，用以调节探测器802的非正交角布置。例如，处理在探测器802处接收的原始图像数据所用的增益表可以针对角入射加以调整。

可伸缩C形臂和可拆卸探测器

如图26和图27中所示，便携式荧光透视成像装置800具有安装在运输框架852上的支撑臂854，在这个具体实施方案中示出为C形支撑臂854。支撑臂854在一系列角度下转动。支撑臂854具有连接放射源804的固定端856和具有以可移除方式安置成像探测器802的支撑物862的可伸缩端860。如图27中所示，探测器802可从支撑物862上拆卸，且支撑物862缩回支撑臂854的可伸缩端860。探测器802然后可用于独立操作，例如放置在患者的下方或旁边，且可以协同源804用来获取图像。通过缩短支撑臂854和允许探测器802的独立配置，图27的配置允许更自由的移动以定位放射源804。这可以有助于允许荧光透视成像在例如传统荧光透视装备目前不合适或其中从业人员围绕患者的接近、可见性或移动受限制的情况下进行。

如图28中所示，成像装置800允许在患者躺在床体858上时获得图像，而不是如图26和27中所示，要求患者从床体858移动到躺在不同的平台上接受成像。一个或多个显示器864耦合至容置在运输框架852中的处理器870。处理器870提供成像序列控制(如随后所更详细描述)，并获得、处理和显示从探测器802采集的图像数据。

根据本申请的一个实施方案，支撑臂854是可在相对于运输框架852或静止框架的许多方向上移动的C形臂。支撑臂854可以向前和向后、垂直和横向地、或从一侧到另一侧移动。

可伸缩端的配置

图29示出了具有处在伸展位置的可伸缩端860的支撑臂854。在某些例示性实施方案中，C形臂成像装置的可伸缩端可以在为了使用探测器(例如，嵌入/内置或可拆卸)的第一或伸展位置(例如，成像位置)和第二或收缩位置(例如，用于机动、储存等)之间往复移动。在图29和图30中示出的实施方案中，可伸缩端860具有以套筒式伸缩方式向外延伸或缩回的若干个套筒部分866。图30示出了具有缩回的末端860的装置800。在这种配置下，成像是以如所示出的独立模式进行。

有很多种机械领域的技术人员知道的可用于提供支撑臂854的可伸缩操作的机械和/或机电系统和/或方法。图29和30示出了用于臂收缩的分段式套筒伸缩方法。根据本申请的一个替代实施方案，可伸缩端860是作为滑动至支撑臂854的空心内部中的单一弯曲部件而提供。可使用许多配置或电机或其它致动器的任一个，以提供伸展和收缩所需要的移动。

定时和同步

根据本申请的某些例示性实施方案可以提供可拆卸探测器和成像装置(例如，成像装置控制器)之间的第一通信(当安装在其上时)以及当可拆卸探测器用于成像但从其上拆卸时，它们之间的第二通信(例如，无线)。在一个实施方案中，探测器802可以包括内置连接器，以使得当探测器802安置在支撑物862中时，能量和通信端口由成像装置800硬件提供。这可以包括连接到便携式成像装置800中的处理器870，以与处理器870信号通信。当探测器802从支撑臂854拆卸时，探测器802可以与处理器870有线或无线信号通信和交互作用。根据本申请的一个替代实施方案，未提供拆卸探测器的成像能力，只提供了有线传输，且电缆(未示出)连接探测器802与电源和处理器870。

在图29的伸展C形臂配置中，探测器802接受来自处理器870的同步信号，包括准备、配置和重置探测器802以获取针对每次曝光的图像数据的信号。当处于图30的独立配置时，放射源804从探测器802物理解耦，以使得源804与探测器802的相对位置不再是空间固定的。探测器802通过拴系的电缆连接(未在图30中示出)或无线方式与处理器870交互作用。当安装在支撑臂854的C形臂上的支撑物862上时和当可伸缩端860移除而独立时，提供了相同类型的同步定时。

根据本申请的一个实施方案，同步定时遵循以下顺序：

(i)处理器870与探测器802之间的交互作用指示探测器802已准备或即将准备采集图像数据以及处理器870准备好激励放射源804。此交互作用通常要求信号在探测器802与处理器870之间的两个方向上传输；

(ii)来自处理器870或导引通过其中的信号指示曝光的开始和结束；

(iii)来自探测器802的图像数据由处理器870采集；这可以在数据的采集和初步处理时或响应于来自处理器870的提示信号而自动提供。

程序(i)至(iii)的循环然后可以根据需要重复许多次。对于荧光透视系统来说，例如，此循环可以每秒执行多次，且图像数据结果以快速速率更新并显示(或远程存储或传输)。

操作员控制例如显示器864上的可用控制或支撑臂854上或装置800的合适部分上的控制874使得能够操纵可伸缩端860，以使得它可以根据需要向外伸出(例如，部分或全部)用于C形臂成像或缩回用于独立成像。参照图28，操作员控制可以在控制台872上或支撑臂854上(例如，在可伸缩部分或始终可利用部分上)获得。根据本申请的一个替代实施方案，操作员从支撑物862移除探测器802可以被探测到，且作为响应，可伸缩端860可以自动缩回到支撑臂854中。可以提供一个或多个视觉指示器838，以更清楚地指示成像装置800处于独立模式。

对x射线源和探测器的温度监测在成像装置800以重复方式采集图像时(例如针对荧光透视)可以特别有用。图31示出了成像装置800，它具有提供指示x射线管或其它放射源附近温度的信号的放射源温度传感器元件882和提供指示探测器802温度的信号的探测器温度传感器元件884。在一个实施方案中，在相对于源和/或探测器的已知空间位置的当前温度可以分别对应于源和/或探测器的实际当前温度。温度传感器882和884都与处理器870信号连通，用以报告温度条件。

根据本申请的一个实施方案，当源或探测器温度超过给定临界值时，处理器870可以暂时停止成像操作。

根据本申请的某些例示性系统和/或方法实施方案可以提供可使用多个可互换射线照相源的成像装置。图32示出了成像装置800的一个替代实施方案，其中使用多个放射源。如图32中所示，探测器802处于独立模式。示出了两个放射源804a和804b；然而，可以使用两个以上的源。两个或更多个放射源804a、804b等的光束特征例如焦距紧密配合。根据本申请的一个替代实施方案，x射线产生系统的组件在源804a和804b之间共用。可以针对所使用的每个源(例如，可互换源)提供独立校准。

致动器880可激励用来对热传感作出响应而在源804a和804b之间切换。在转台886配置中，致动器880将所需的源804a或804b转动到位置上，其中转动轴在放射束的方向上延伸。根据本申请的一个替代实施方案，切换致动器880是操作地耦合至反射元件或使x射线束重新定向的其它类型引导件的电机或螺线管。反射元件可以切换，以便其可在处理器870的控制下根据需要位于源804a或804b的路径中。

根据本申请的一个替代实施方案，还提供了源的手动切换，用于将适当的源804a或804b旋转到位置上。可以提供互锁旋转枢轴用来自动或手动切换。

图33和图34示出了本申请的替代实施方案，其中提供了可切换头890。转动可切换头890，以根据需要将源804a或804b旋转到位置上。用于在源804a和804b之间的转动轴一般与放射束的方向正交。图33示出了具有可伸展臂888和独立探测器802的系统。图34示出了其中支撑臂854是可伸缩C形臂的具有可切换头890的系统。

根据本申请的另一个替代实施方案，放射源804a和804b可以拆卸，以允许移除和替换。

图像采集管理系统

根据本申请的某些例示性实施方案可以为荧光透视成像系统提供图像采集管理，包括计划一个或多个荧光透视检查和提高可以完成该检查的可能性的能力。根据本申请的某些例示性实施方案可以为荧光透视成像系统提供图像采集管理，包括至少：放射源的热容量(例如，温度)限制能力、与无线(例如，可拆卸)探测器通信的带宽限制、无线(例如，可拆卸)探测器的存储限制能力和无线(例如，可拆卸)探测器的电源(例如，电池)限制能力和/或便携式荧光透视成像系统的储能(例如，电池)限制能力。因此，在一个例示性实施方案中，荧光透视成像系统的图像采集管理控制器可以考虑或寻址输入，包括：(i)待进行的荧光透视程序，(ii)与探测器通信的预期或实际带宽，(iii)探测器的存储能力(例如，在图像被确认为传输至荧光透视成像系统之前，(iv)无线探测器的剩余储能，(v)放射源的剩余热容量，和/或(vi)所述荧光透视成像系统的剩余储能。图35是示出了由根据本申请的例示性图像采集管理控制器系统和/或方法实施方案全部或部分实施的例示性操作的图解。

根据这些例示性输入，某些例示性图像采集管理控制器实施方案可以修改源的计划或当前(例如，实际并发)操作(例如，曝光速率降低、曝光面积减少、曝光功率降低)，以相对于一个或多个荧光透视程序寻址、控制或降低温度和/或控制或增加使用期限。另外，根据这些输入，某些例示性图像采集管理控制器实施方案可以在探测器电池电量低时修改探测器的计划或当前(例如，实际并发)操作，以降低帧率和/或解析度(加总)，从而控制或增加与一个或多个荧光透视程序有关的使用期限。另外，根据这些输入，某些例示性图像采集管理控制器实施方案可以在带宽低时修改探测器的计划或当前(例如，实际并发)操作，以降低帧率和/或解析度(加总)，从而执行一个或多个荧光透视程序。

在一个实施方案中，可以在处理器870中执行荧光透视成像系统的图像采集管理控制器。在一个实施方案中，荧光透视成像系统的图像采集管理控制器可以通过将当前时间的显示提供给操作员而监测具有未知长度的介入荧光透视程序，直到源(例如，源804a)或探测器802分别需要根据当前源温度和操作模式以及当前电池消耗率和操作模式作出改变。在一个实施方案中，可以提供警告以计划交换源(例如，探测器)改变源操作如曝光速率(例如探测器操作，如降低帧率或数据传输速率)。例如，可以降低或减慢源的曝光速率以延长源寿命，从而完成介入操作。在操作员进行动作时，源和/或探测器的显示状态可以相应地更新。在一个实施方案中，显示器可以包括至少直到源过热/更换的时间和/或直到探测器带宽溢出或电池更换的时间。在一个实施方案中，探测器存储在检查期间接收到的所有数据，直到接收到确定其传输部分已被成像系统接收和确认。这些数据存储操作也可以被监测。

在一个实施方案中，荧光透视成像系统的图像采集管理控制器可以为多个计划荧光透视程序提供计划。例如，操作员可以进行5次检查，且相应的图像采集要求在某个下午或设定时间段进行。因此，图像采集管理控制器可以提供计划的源控制进度表和探测器操作控制或电量消耗控制，以允许可能在不更换源或探测器下完成所有5次检查。为使该分析复杂化，图像采集管理控制器可以监测任何额外因素，例如荧光透视成像系统所携带的更换探测器、可互换源、可更换探测器电池的数量和情况。另外，选定的荧光透视检查位置可以提供为便携式荧光透视成像系统电池和/或探测器电池充电的能力。

在一个实施方案中，荧光透视成像系统的图像采集管理控制器可以监测荧光透视程序(例如，具有已知或计划的程序长度/数据采集量)，以基于可用无线带宽限制或控制成像系统的能力，例如，当带宽低时限制在较低帧率和/或解析度(加总)。或者，图像采集管理控制器可以监测荧光透视程序(例如，具有已知或计划的程序长度/数据采集量)，以根据无线探测器的电池电量来限制或控制成像能力，例如，当探测器电池电量低时限制在较低帧率和/或解析度(加总)。另外，图像采集管理控制器可以监测荧光透视程序，以基于当前图像质量限制或控制源和/或探测器的能力，其中可以通过改善数据传输(例如，增加每秒帧数(fps)、减少加总等等)如需要地提高图像质量。

图35是示出了由根据本申请的例示性图像采集管理控制器系统和/或方法实施方案全部或部分实施的例示性操作的图解。在图35所示出的一个实施方案中，图像采集管理控制器3500可以在寻址或确保可获得足够的系统资源(例如，程序可接受的帧数和/或帧率)的同时，实施足以计划、修改或执行荧光透视程序的各种例示性操作的全部或部分。

根据本申请的某些例示性系统和/或方法实施方案可以提供可使用多个可互换射线照相源的C形臂射线照相成像装置。在一个实施方案中，多个x射线源804a和804b(例如，可切换头890)可以响应于当前温度(例如，由温度传感器元件882探测)而更换或切换，以提供更连续的或近连续的荧光透视成像。在一个实施方案中，在源804a过热至源804a无法用于成像的程度之前(或在此时)，用源804b替换源804a，以提高装置(例如，在图23、图29至30或图34中示出)可被使用的使用期限。在一个实施方案中，待接入的源(例如，源804b)具备初始化程序或时间间隔，以使其操作特征更紧密地匹配正在断开的源(例如，源804a)。在一个实施方案中，操作员(例如，使用显示器GUI等等)或处理器870可以控制温度监测和/或源(例如，源890、源804a、804b)交换。

与至少一个实施方案相一致，例示性方法可以使用具有对从电子存储器获取的图像数据执行操作的存储指令的计算机程序。图像处理领域的技术人员可以理解，本发明的一个实施方案的计算机程序可以被合适的通用计算机系统(例如个人计算机或工作站)利用。然而，许多其它类型的计算机系统可以被用来执行本发明的计算机程序，包括例如网络处理器的配置。用于执行本发明方法的计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。此介质可以包括，例如：磁存储介质，例如磁盘如硬盘驱动器或可移除设备或磁带；光存储介质，例如光盘、光学磁带或机器可读光学编码；固态电子存储设备，例如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)；或用来存储计算机程序的任何其它物理设备或介质。用于执行本申请的一种方法的计算机程序还可以存储在通过因特网或其它网络或通信介质连接到图像处理器的计算机可读存储介质上。本领域技术人员将进一步容易地认识到，这样的计算机程序产品的等效物还可以构建在硬件中。

应该注意到，相当于在本公开上下文中的“计算机可访问存储器”的术语“存储器”可以指的是用于存储和操作图像数据且计算机系统可访问的任何类型的暂时或更持久的数据存储工作空间，包括例如数据库。存储器可以是非挥发性的，使用例如长期存储介质，如磁或光存储器。或者，存储器可以具有更易挥发性质，其使用电子电路，例如被微处理器或其它控制逻辑处理器设备用作临时缓冲器或工作空间的随机存取存储器(RAM)。例如，显示数据通常被存储在与显示设备直接关联并根据需要定期更新以提供显示数据的临时存储缓冲器中。这种临时存储缓冲器还可以被视为如本公开中所使用的术语存储器。存储器还被用作数据工作空间，用来执行和存储计算和其它处理的中间和最终结果。计算机可访问的存储器可以是挥发性、非挥发性或挥发性和非挥发性类型的混杂组合。

应该理解，本申请的计算机程序产品可以使用各种众所周知的图像操纵算法和处理。应该进一步理解，本文中的例示性计算机程序产品实施方案可以体现本文中未明确示出或描述的可用于实施的算法和处理。这些算法和处理可以包括在图像处理领域的一般技术范围内的传统实用程序。这些算法和系统的额外方面，用来产生和另外处理图像或与本发明的计算机程序产品协作的硬件和/或软件在本文中未明确示出或描述，且可以从本领域中已知的这些算法、系统、硬件、组件和元件中选择。

要求以William J.Sehnert等人名义的于2012年10月2日提交的名称为“快速帧率无线成像系统”的共同让与且共同未决的美国临时专利申请第61/708,846号的优先权，该临时专利申请的公开内容以引用方式并入。

另外，虽然已经只针对几种实现或实施方案中的一种而公开了一个实施方案的具体特征，但是对于任何给定或特定的功能可以期望和有利的是，这种特征可以与其它实现和/或其它例示性实施方案的一个或多个其它特征结合。在术语“包括”、“具有”、“具备”或其变型被用在具体实施方式和权利要求书中的情况下，这些术语意在以类似于术语“包含”的方式具有包含性。术语“至少一个”用来意指可以选择一个或多个列出的项目。另外，在本文的讨论和权利要求书中，术语“例示性”指示描述是用作实例，而不意味着它是理想的。

虽然已经具体参照目前优选的实施方案详细描述了本发明，但是应该理解，可以在本发明的精神和范围内作出变化和修改。例如，所使用的肋部对比抑制技术可以从文献中所描述的多种类型的肋部对比抑制算法的任一些中选择。因此，目前公开的实施方案在所有方面被视为说明性而非限制性。本发明的范围由所附权利要求书指定，且所有在其等效物的含义和范围内的变化都意图被包含在其中。

Claims

1.一种用于荧光透视的便携式射线照相成像装置，其包括：

轮式运输框架；

C形支撑臂，其安装在所述框架上且具有连接到放射源的固定端和被配置成与所述固定端相对的可伸缩端，其中当所述可伸缩端从所述框架向外伸出用于成像时，所述可伸缩端被配置成安置成像探测器，其中所述放射源具有可以个别地激励以向所述可伸缩端发射放射束的两个或更多个放射源，其中所述成像探测器可从所述可伸缩端移除以用于独立操作，此时所述支撑臂处于缩回位置；

切换致动器，其被配置成使来自所述两个或更多个放射源中每一个的所述放射束沿相同光路对齐；

处理器，其监测所述至少一个放射源传感器元件的信号并根据所述监测到的信号控制所述两个或更多个放射源的至少激励或对齐，所述处理器与所述成像探测器和用于显示所获取的图像的一个或多个显示器信号通信。

2.根据权利要求1所述的用于荧光透视的便携式射线照相成像装置，其中所述处理器被配置成检测所述成像探测器相对于放射源的倾斜位置和定向，并响应于检测到的成像探测器位置调节位于所述放射束的路径中的孔门，以使入射在所述成像探测器的预定区域上的所述光束成形。

3.一种限定指向受试者并达到独立成像探测器的放射束的形状的方法，所述方法包括：

a)检测所述成像探测器相对于放射源的位置和定向；

b)根据检测到的成像探测器位置调节位于所述放射束的路径中的孔门，以使入射在所述探测器内的预定区域上的光束成形；

c)激励所述放射源以发射所述的成形放射束；和

d)从所述成像探测器采集关于所述受试者的图像数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其中检测所述成像探测器的位置包括：

(i)调节所述孔门以获得预定的初始束形状；

(ii)激励所述放射源以发射具有所述预定初始束形状的测量束通过孔门并指向所述探测器；

(iii)从所述发射测量束采集图像数据以检测入射在所述探测器上的测量束的区域，以及根据所述采集到的图像数据测定所述成像探测器的位置，其中检测所述测量束入射的区域包括在所述采集到的图像数据上执行图像分割。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述发射测量束的x射线通量水平小于用于成像的所述发射成形放射束的25％。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述发射测量束的kVp能量水平比用于成像的所述发射成形放射束的kVp能量水平高至少15％。

7.根据权利要求3所述的方法，其中检测所述成像探测器的位置包括：从全球定位系统设备获取信号；从加速计获取信号，从耦合至准直器设备的传感元件获取信号，获取音频信号，或获取无线电频率信号。

8.根据权利要求3所述的方法，其中检测所述成像探测器的位置包括：

(i)从一个或多个传感元件获取指示所述成像探测器的至少第一坐标位置和第二坐标位置的一个或多个信号；和

(ii)计算一个或多个坐标位置相对于与所述放射束的中心轴正交的平面的投影。

9.根据权利要求3所述的方法，其中调节所述孔门包括使所述光束成形，使其超过所述探测器区域。

10.根据权利要求3所述的方法，其中所述孔门是具有多个可调节叶片部分的准直器，其中采集所述图像数据包括采集所述受试者的两个或更多个图像。

11.根据权利要求3所述的方法，其中所述孔门是具有多个可调节叶片部分的准直器，其中所述可调节叶片部分中的至少两个调整至相对于彼此不成90度倍数的角度。

12.根据权利要求3所述的方法，其中所述成像探测器相对于所述发射放射束的中心轴成倾斜角。

13.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括使用取决于与所述成像探测器的检测位置有关的角度信息的增益值来处理所述图像数据。

14.一种便携式射线照相成像装置，其包括：

轮式运输框架；和

支撑臂，其安装在所述框架上且具有连接到放射源的第一末端和与所述第一末端相对的可伸缩端，其中所述可伸缩端被配置成安置成像探测器以及在远离所述支持框架的伸展位置和至少部分移向所述支撑臂的缩回位置之间往复移动；

其中所述成像探测器可从所述可伸缩端移除以进行独立操作，此时所述支撑臂处于所述缩回位置。

15.根据权利要求14所述的成像装置，其中所述支撑臂是C形臂，且其中所述C形臂可在一系列角度下转动，进一步包括用于支撑臂收缩或伸展的一个或多个操作员控制。

16.根据权利要求14所述的成像装置，其中所述成像探测器每秒采集1个以上的图像。

17.根据权利要求14所述的成像装置，其进一步包括与所述成像探测器和显示器信号通信的处理器，其中所述成像探测器在独立操作期间将图像无线传输至所述处理器。

18.根据权利要求14所述的成像装置，其中所述可伸缩端具有向外套叠的接合部分，其中所述探测器和放射源协作来曝光并根据一个或多个同步信号采集图像数据。

19.根据权利要求14所述的成像装置，其中当移除所述成像探测器时，所述可伸缩端自动缩回。

20.一种用于荧光透视的便携式射线照相成像装置，其包括：

轮式运输框架；

C形支撑臂，其安装在所述框架上且具有连接到放射源的第一末端和与所述第一末端相对的可伸缩端，其中所述可伸缩端被配置成安置成像探测器以及在所述支持框架外的伸展位置和至少部分在所述支撑臂内的缩回位置之间往复移动，其中在所述伸展位置，所述放射源和探测器相对于彼此处在固定的空间位置；

其中所述支撑臂的所述可伸缩端缩回到所述支撑臂内的缩回位置，用于其中所述放射源从所述探测器物理解耦的成像；

其中所述成像探测器可从所述可伸缩端移除以进行独立操作，此时所述支撑臂处于所述缩回位置；和

处理器，其与所述探测器和用于显示所获取的图像的一个或多个显示器信号通信。

21.根据权利要求20所述的成像装置，其中所述C形支撑臂可以相对于所述轮式运输框架移动。

22.一种便携式射线照相成像装置，其包括：

支撑臂，其安装在框架上且具有连接到放射源阵列的第一末端，所述放射源阵列具有可以个别地激励以向探测器发射放射束的两个或更多个放射源；

切换致动器，其被操作用来使所述两个或更多个放射源中每一个的焦点一致定位，以提供相应放射束；

处理器，其监测所述至少一个放射源传感器元件的信号并根据所述监测到的信号控制所述两个或更多个放射源的至少致动。

23.根据权利要求22所述的成像装置，其中所述便携式射线照相成像装置是用于荧光透视或层析x射线照相组合。

24.根据权利要求22所述的成像装置，其进一步包括操作地耦合至所述探测器的探测器温度传感器元件、探测器功率传感器、探测器带宽传感器或探测器存储单元传感器。

25.根据权利要求22所述的成像装置，其中所述切换致动器操作地耦合至反射元件或所述切换致动器是操作地耦合至将每个放射源转动到位置上用于成像的转台的电机，且其中所述框架是轮式运输框架。

26.一种便携式射线照相成像装置，其包括：

支撑臂，其安装在框架上且具有连接到向探测器发射放射束的放射源的第一末端；

至少一个传感器元件，其提供指示下列中至少一个的信号：所述探测器的通信网络的带宽；所述探测器的剩余电池容量；经激励的放射源附近的温度；所述探测器的机载存储容量；和所述便携式射线照相成像装置的剩余电池容量；以及

处理器，其配置成监测来自所述至少一个传感器元件的信号，且在收到选定的成像程序类型时，向操作员显示针对选定程序类型的可实现帧率和剩余程序时间指示，其中所述的选定程序类型被配置成包括放射源电流-时间乘积(mAs)、放射束能量水平(kVp)和光束过滤。

27.根据权利要求26所述的成像装置，其中所述帧率受所述通信网络、探测器图像尺寸和像素加总模式以及电池容量限制。

28.根据权利要求26所述的成像装置，其中所述便携式射线照相成像装置是用于荧光透视或层析x射线照相组合，其中所述指示包括所述选定程序类型可接受的帧数。

29.根据权利要求26所述的成像装置，其中所述指示包括系统资源对选定程序类型来说不足、请改变选定程序类型的参数或所述程序类型。

30.根据权利要求29所述的成像装置，其中所述处理器识别关于下列项的一个或多个限制组件：帧率、总帧数或总剩余程序时间；或所述探测器的通信网络的带宽；所述探测器的剩余电池容量；经激励的放射源附近的温度；所述探测器的机载存储容量；和所述便携式射线照相成像装置的剩余电池容量。

31.根据权利要求30所述的成像装置，其进一步包括交换所述限制组件中的一个或多个。