CN104854662B - X射线设备 - Google Patents
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Abstract
X射线设备，具有位于焦点(12b)和检测器(28b)之间的准直仪装置(12a、18、28a)，用于实现准直仪装置、检测器和X射线源在x‑z平面(83)内沿着扫描轨迹(30)且也沿着弯曲的扫描轨迹(45)的运动的机构，所述弯曲的扫描轨迹(45)部分地沿着垂直于x‑z平面的y轴(35)延伸。通过使用本发明可以获得具有弯曲的边缘的对象的更好的组织覆盖。
Description
发明领域
本发明涉及在X射线成像领域的一种系统，且更具体地涉及用于实现准直仪装置、检测器和X射线源的运动的机构。
背景技术
用于X射线成像的常规系统包括X射线源和放置在对象后面以记录图像的区域检测器。采用这种装备的主要缺点是其对康普顿(Compton)散射辐射形式的背景噪声的敏感性。
作为对此的解决方案，已经提出了狭缝扫描系统(slotscanning system)。这种系统例如从EP1192479 B1中是公知的。在EP1192479 B1中描述的狭缝扫描系统包括X射线源和具有若干个准直仪结构的准直仪装置。此外，狭缝扫描系统包括检测器阵列和压紧板，在其间例如乳房可以被定位和压紧。压紧板对X射线是可透射的。准直仪结构中的一个定位在压紧板的一侧，而另一个准直仪结构定位在压紧板的另一侧。准直仪结构的狭缝与X射线源匹配并且成一直线，使得将经过一个准直仪结构的来自X射线源的笔直无偏转的X射线也将经过另一个准直仪结构，并且将撞击定位成与准直仪结构和X射线源成一直线的检测器。准直仪结构与检测器一起被定位在臂上。这个臂可以使狭缝相对于对象移动。
移动的阶段是计算机控制的，并配备有精确的位置读取装置。当狭缝在移动时，来自检测器阵列的数据和根据位置读取装置的目前的坐标一起被读出。根据这个信息重建图像。
EP1192479 B1中描述的扫描轨迹可以是绕X射线源的圆形移动。轨迹也可以被布置为在与压紧板平行的平面中折射光束，由此将需要准直仪和检测器的线性移动。此外，由于圆形辐射，检测器被布置在圆形载体中，检测器在线性移动的情况下应该被布置在一个平的载体中。
发明内容
本发明的目的是，当用包括检测器和准直仪装置的X射线设备扫描时，获得对待扫描的对象的更好的覆盖，所述检测器和准直仪装置被配置为沿着扫描轨迹移动，以便实现医疗X射线成像。
该目的由X射线设备实现，其包括
X射线源(20)，其被配置为用于产生X射线束(16)并且其包括焦点位置(12b)；
检测器(28b)，其被配置为检测X辐射；
准直仪装置(12a，18，28a)，其包括至少一个准直仪结构，所述准直仪装置定位于焦点(12b)和检测器(28b)之间；
用于实现准直仪装置、检测器和X射线源在x-z平面(83)内沿着扫描轨迹(30)的运动的机构(43)；
控制单元，其被配置为用于控制用于实现准直仪装置(12a、18、28a)、检测器(28b)和X射线源(20、12b)沿着扫描轨迹(30)的运动的机构，
其特征在于，
用于实现准直仪装置(12a、18、28a)、检测器(28b)和X射线源(20、12b)的扫描轨迹(30)的机构(43)也被配置为用于实现沿着弯曲的扫描轨迹(45)的运动，所述弯曲的扫描轨迹部分地沿着与x-z平面垂直的y轴(35)延伸。
本发明的观点是，当用常规狭缝扫描系统(或包括检测器和准直仪装置的其它X射线设备，所述检测器和准直仪装置被配置为沿着扫描轨迹移动，以便实现医疗X射线成像)扫描具有弯曲边缘的对象(像乳房)时，对象的一部分可能没有被扫描。例如，在常规的乳房x射线摄影采集期间，乳房被定位在矩形工作台上或具有矩形检测器的检测器外壳上。扫描轨迹也被限制在一个平面(这里还被称为x-z平面)内。然而，胸部具有弯曲的横截面。扫描轨迹限制于x-z平面限制了可以被成像的乳房组织的量。作为结果，对乳房的中间和/或横向部分成像是有挑战性的。通过允许弯曲的扫描轨迹，所述弯曲的扫描轨迹沿着与x-z平面垂直的轴线(这里还称为y轴)延伸，当使用狭缝扫描系统时，可以获得对乳房组织和具有弯曲边缘的其它对象更好的覆盖。反过来，对对象更好的覆盖可能导致检测癌症或其它病症时更高的灵敏度。为了充分受益于也沿着y轴延伸的弯曲扫描轨迹，检测器附近的扫描仪外壳也需要与垂直于x-z平面的x-y平面内的曲率相匹配。在狭缝扫描系统被用作乳房x射线摄影系统的情况下，系统的压紧板的曲率也需要调整。
根据本发明的一个方面，可以通过用于实现X射线源、准直仪装置和检测器的运动的机构获得弯曲的轨迹，其中所述机构包括基部元件、引导元件和移动元件。引导元件被连接至基部元件且被配置为用于相对于基部元件和引导元件沿着弯曲的扫描轨迹引导移动元件。检测器和/或准直仪装置和/或X射线源被连接至移动元件。用于实现X射线源、准直仪装置和检测器的运动的机构可以单独地连接至所述物件中的每一个。在这种情况下需要单独的机械结构来沿着弯曲的扫描轨迹移动X射线源、检测器和准直仪装置。另外用于实现准直仪装置和检测器的运动的机构可以被连接至臂，检测器和准直仪装置又能够连接至所述机构。这在用于狭缝扫描时是有利的，因为以这种方式，检测器和准直仪装置在移动期间保持对准。
在乳房癌症筛查环境中获取两幅乳房图像：一幅是从头部到脚趾(头尾位(craniocaudal)(CC)视图)且一幅从侧面(内外侧斜位(medio lateral oblique)(M LO)视图)。胸部在两个方向上具有不同的曲率。因此可能有益的是实现对弯曲的扫描轨迹的曲率的调整以在两个方向上对乳房更好地成像。
本发明的这些和其它方面参考下文描述的实施例将变得显而易见并得到阐述。
附图说明
图1示意性地示出了狭缝扫描系统的一部分。
图2示意性地示出了实现准直仪装置、检测器和X射线源的运动的机构的实施例。
图3示意性地示出了实现准直仪装置、检测器和X射线源的运动的机构的另一个实施例。
图4示意地示出了弯曲的扫描轨迹如何可以在x和/或y方向上延伸的范例。
具体实施方式
图1示意性地示出了狭缝扫描系统的一部分。狭缝扫描系统包括X射线源(20)，所述X射线源包括焦点位置(12b)和第一粗糙准直仪结构(12a)。圆锥形X射线束(16)从X射线焦点位置出现，所述X射线束传递到准直仪和检测器上。狭缝扫描系统还包括X射线护罩(22)来屏蔽散射的X射线，例如来自准直仪12a和18以及系统的周围环境的其它部件的散射的X射线。狭缝扫描系统包括在检查区域(32)上方(18)和下方(28a)的准直仪结构。在狭缝扫描系统中的组合的准直仪结构此处称为准直仪装置(12a、18、28a)。X射线将从X射线焦点位置(12b)经由准直仪装置(12a、18、28a)行进至检测器(28b)。X射线源、准直仪装置和检测器被连接至臂(24、25)，所述臂可以在平面(83，x-z平面)内相对于支架(26)移动。检测器和准直仪装置的移动是借助于控制单元(101)计算机控制的并且配备有位置读数装置。在进一步的配置中，保持检测器和准直仪装置的臂(25)被配置为在x-z平面(83)内部分地围绕X射线焦点位置(12b)形成圆形扫描轨迹(14，30)。本发明提出了使扫描轨迹部分地沿着垂直于x-z平面(83)的轴线(35，y轴)延伸。这可以例如通过使臂(24)和(25)能够相对于彼此移动而获得。一个臂(24或25)可以被配置为实现在x-z平面内的运动，而另一个臂(25或24)可以被配置为使扫描轨迹沿着y轴(35)延伸。然而，臂(24)和(25)的独立的运动不是必需的。例如，也可以使用单个臂，并且所述臂被配置为实现沿着弯曲的扫描轨迹(45)的运动，所述弯曲的扫描轨迹部分地沿着y轴(35)延伸。
为了充分受益于本发明，靠近检测器(28b)和准直仪结构(28a)的扫描仪外壳也需要在x-y平面(27)内具有与弯曲的扫描轨迹相似的曲率。当在乳房x射线摄影中使用时，压紧板也需要在x-y平面内具有与弯曲的扫描轨迹相似的曲率。
在图1所示的配置中，这将意味着，扫描轨迹的沿着y轴的延伸在靠近检测器(28b)处比靠近X射线源(20)处大。扫描轨迹的曲率可以通过将检测器和准直仪装置的移动沿着y轴或多或少地延伸来调整。
弯曲的扫描轨迹通过实现准直仪装置(12a、18、28a)和检测器(28b)的运动的机构来实现，所述机构优选位于位置(33)中的一个。
图2示意性地示出了实现准直仪装置(12a、18、28a)、检测器(28b)和X射线源(20)的运动的机构的实施例。图3示意性地示出了实现准直仪装置(12a、18、28a)、检测器(28b)和X射线源(20)的运动的机构的另一个实施例。实现准直仪装置(12a、18、28a)、检测器(28b)和X射线源(20)的运动的机构(43)包括基部元件(40、40a)，所述基部元件可以连接至狭缝扫描系统的一部分(例如支架(26)或臂(24))，狭缝扫描系统的所述一部分相对于检测器和准直仪装置是固定的。基部元件(40、40a)也可以连接至狭缝扫描系统被定位其中的检查室内的任何位置。机构(43)还包括被配置为用于沿着弯曲的扫描轨迹(45)引导移动元件(42、42a)的引导元件(44、44a)。在本发明的一个实施例中，引导元件(44)可旋转地连接至基部元件(40)，而移动元件(42)可旋转地连接至引导元件(44)。旋转可以围绕连接区域(48)被执行。以这种方式，可以建立弯曲的扫描轨迹(45)。在图2A中仅描绘了一个引导元件。优选地，另一引导元件被添加到机构以便形成平行四边形结构。在图2B中描绘了这样的平行四边形结构的范例。平行四边形结构增加了机构的稳定性和可靠性。
根据本发明的另一个实施例，移动元件(42a)可平移地连接至引导元件(44a)，所述引导元件例如是弯曲的引导件、导轨。引导元件也可以是基部元件(40a)中的弯曲的切口、凹口、空腔或类似物，其中移动元件可平移地连接至所述切口、凹口、空腔或类似物。在图3中，描绘了两个引导元件。当然，也可以使用一个弯曲的引导件、导轨、切口、凹口、或空腔等。
X射线源、检测器(28b)和准直仪装置(12a、18、28a)优选地经由臂(24)连接至实现准直仪装置(12a、18、28a)和检测器(28b)的运动的机构。检测器(28b)和准直仪装置(12a、18、28a)以及X射线源也可以单独地连接至狭缝扫描系统的固定部分或者检查室中的位置。在这种情况下需要一个以上的机械结构(43)用于移动检测器和准直仪装置。臂(24、25)、或者检测器(28b)和准直仪装置(12a、18、28a)可以被连接至用于实现准直仪装置和检测器的运动的机构的部分(50)。
根据本发明的另一个实施例，引导元件可以以旋转点可以移位的方式平移地连接至基部元件(40)和移动元件(42)。以这种方式引导元件和/或移动元件的有效长度(51a、51b、51c、51d)可以调整。这可能导致弯曲的扫描轨迹在x和/或y方向上的延伸。图4示意地示出了弯曲的扫描轨迹如何可以在x和/或y方向上延伸的范例。机构在扫描之前或期间可以被调整以便改变弯曲的扫描轨迹的曲率。这个实施例对于根据将要扫描的对象的曲率调整弯曲的扫描轨迹的曲线(例如，在CC或M LO视图中的扫描)也是有利的。有效长度(51a、51b、51c、51d)的调整可以出于用户的请求被执行，但是当从CC切换到M LO扫描定向或者相近的其它方式时，也可以自动被执行。例如可以通过将移动元件和/或引导元件滑动至相应引导元件和/或移动元件上的第二连接区域来获得有效长度的调整。引导和/或移动元件也可以包括两个同心部分，所述同心部分可以相对于彼此移位(类似望远镜结构)，由此移动和/或引导元件连接至内部或外部部分中的一个。调整可以例如由步进马达来控制。检测器和/或压紧板的外壳的曲率的调整是重要的以匹配在弯曲的扫描轨迹的x-y方向上的曲率。检测器和/或压紧板的外壳的曲率的调整可以以从美国专利US6741673B2以本身已知的方式建立。外壳和/或压紧板的不同侧面可以具有不同的曲率。通过转动外壳和/或压紧板，外壳和/或压紧板它们的曲率可以被调整以满足对弯曲的扫描轨迹的曲率的调整。
尽管本发明已在附图和前述说明中详细地示出和描述，但是此类图示和说明应视为说明性的或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
Claims (6)
1.一种X射线设备，包括
X射线源(20)，其被配置为用于产生X射线束(16)且包括焦点位置(12b)；
检测器(28b)，其被配置为检测X辐射；
准直仪装置(12a、18、28a)，其包括至少一个准直仪结构，所述准直仪装置位于所述焦点位置(12b)和所述检测器(28b)之间；
用于实现所述准直仪装置、所述检测器和所述X射线源在x-z平面(83)中沿着扫描轨迹(30)的运动的机构(43)；
控制单元，其被配置为用于控制所述用于实现所述准直仪装置(12a、18、28a)、所述检测器(28b)和所述X射线源(20)沿着所述扫描轨迹(30)的运动的机构，
其特征在于，
用于实现所述准直仪装置(12a、18、28a)、所述检测器(28b)和所述X射线源(20)的所述扫描轨迹(30)的所述机构(43)还被配置为用于实现沿着弯曲的扫描轨迹(45)的运动，所述弯曲的扫描轨迹部分地沿着与所述x-z平面垂直的y轴(35)延伸。
2.如权利要求1所述的X射线设备，其特征在于，用于实现所述准直仪装置和所述检测器的运动的所述机构包括：
基部元件(40、40a)，
移动元件(42、42a)，所述检测器(28b)和/或所述准直仪装置(12a、18、28a)和/或所述X射线源(20)连接至所述移动元件且所述移动元件被配置为相对于所述基部元件(40、40a)移动，
引导元件(44、44a)，其被配置为用于沿着所述弯曲的扫描轨迹(45)引导所述移动元件(42、42a)。
3.如权利要求2所述的X射线设备，其特征在于，所述引导元件(44)以可旋转方式连接至所述基部元件(40)且所述移动元件(42)以可旋转方式连接至所述引导元件(44)。
4.如权利要求2所述的X射线设备，其特征在于，所述引导元件(44a)是弯曲的。
5.如权利要求1-3中的一项所述的X射线设备，其特征在于，所述弯曲的扫描轨迹的曲率能够被调整。
6.如权利要求2-3中的一项所述的X射线设备，其特征在于，所述弯曲的扫描轨迹的曲率能够通过调整所述引导元件(44)和/或移动元件(42)的有效长度来调整。
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