CN106725548A - 一种基于移动导轨的双束x射线成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于移动导轨的双束X射线成像系统，系统包含两套kV级X射线成像系统，每套成像系统分别各自包括X射线发生装置，X射线接受装置和移动电动导轨装置；其中X射线发生装置由X射线球管、高压发生器、高压电缆、束光器、控制面板等组件构成，X射线接受装置包含二维成像面板和智能悬臂，移动电动导轨装置由导轨方形滑板、导轨圆形固定板、X射线球管环形固定架、环架衔接板、球管旋转板组成。本系统能够采集双幅任意角度的X射线图像，用于治疗过程中与病人三维体数据的配准，克服了现有技术的成像角度限制缺陷，进一步提高了临床精准放射治疗前和治疗过程中病人定位摆位和靶区位置验证的有效性。

Description

一种基于移动导轨的双束X射线成像系统
技术领域
本发明涉及肿瘤放射治疗前和治疗过程中的摆位验证和医学图像配准的技术领域，具体涉及一种基于移动导轨的双束X射线成像系统。
背景技术
在图像引导放疗中，需要获取在治疗前和治疗过程中病人的影像数据，用以确保治疗靶区的正确和治疗结果的精确度。目前，临床上采用的多是基于kV级X射线图像进行二维验证。以瓦里安公司为代表的是机载式的kV级成像系统，以博医来公司为代表的外置式双正交kV级X射线成像系统，主要用于病人治疗前的摆位验证。主流市场上所用到的X射线成像系统，或者是在设计之初就已经与加速器进行绑定，或者是外置固定在加速器所在位置的两侧，位置一旦确定就无法再进行移动，不能够进行多个角度的调节，本发明是基于外置双正交X射线成像系统的改进和创新，即在加速器两侧安装移动式的电动导轨，将kV级X射线球管放置在导轨上面，成像平板分别各自悬挂在加速器机头前上方，通过智能机械臂调节高度和偏转角度，从而形成一套可根据病人治疗部位进行成像角度的灵活设置和整，本发明系统无需考虑加速器的型号，可以和任一款机型进行无缝结合，具有临床实用性。
发明内容
本发明提出了一种基于移动导轨的双束X射线成像系统，本系统能够采集双幅任意角度的X射线图像，用于后续与病人三维体数据的配准，克服了现有技术的成像角度限制缺陷，进一步提高了临床精准放射治疗前和治疗过程中病人定位摆位和靶区位置验证的有效性。
本发明采用的技术方案如下：一种基于移动导轨的双束X射线成像系统，该系统包含两套可以独立进行控制的kV级X射线成像系统，每套成像系统包括X射线发生装置，X射线接受装置和移动电动导轨装置；
X射线发生装置的组件包含有X射线球管、高压发生器、高压电缆、束光器和控制面板；X射线球管与高压发生器和高压电缆连接，产生千伏级X射线光，束光器作为X射线球管的附件，用于调节X射线光的方向和视野；
X射线接收装置包含二维成像面板和智能悬臂；二维成像面板与智能悬臂相连接，智能悬臂将二维成像面板挂在半空中，使二维成像面板的中心与X射线球管的束光器中心连线与二维成像面板垂直，用于接收X射线光成像；
移动电动导轨装置包括导轨方形滑板、导轨圆形固定板、X射线球管环形固定架、环架衔接板、球管旋转板；导轨方形滑板在导轨圆形固定板上方，用于位置移动，X射线球管环形固定架通过环架衔接板与球管旋转板连接，并固定在导轨方形滑板上方，用于X射线球管的移动和旋转。
更进一步的，通过电动导轨来设置X射线球管的位置，导轨由电动开关控制，可在预先设定位置停止，运动速度可调，电动导轨有效运行长度可调；X射线球管旋转板可以进行水平任意角度旋转，球管射束发射仰角可由球管环形固定架自由调整；二维成像面板的高度和角度由智能悬臂进行自由调整，与导轨的移动位置和球管的发射仰角进行配合调整。
更进一步的，还包括X射线图像采集模块交互窗口，负责X射线二维图像的采集和电动导轨的控制，X射线图像采集模块交互窗口包含四个功能区，分别是图像处理区，运动控制区，采集控制区和图像显示区。
更进一步的，X射线图像采集模块交互窗口中图像处理区对二维成像面板采集的病人影像数据进行亮度、对比度、帧浏览和多帧积分操作，从而得到经过预处理后的二维图像；运动控制区对电动导轨的运动状态、电动导轨的运动模式、运动距离、归零点进行设置，采集控制区对采集到的影像数据进行采集延时、积分时间和帧数的设置；图像显示区将预处理后的二维图像在视窗区进行显示。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)、本发明是基于外置双正交X射线成像系统的改进和创新，即在加速器两侧安装移动式的电动导轨，将kV级X射线球管放置在导轨上面，成像平板分别各自悬挂在加速器机头前上方，通过智能机械臂调节高度和偏转角度，从而形成一套可根据病人治疗部位进行成像角度的灵活设置和整。
(2)、本发明无需考虑加速器硬件的型号，可以和任一款机型进行无缝结合，具有临床实用性。
附图说明
图1是本发明系统流程图。
图2是具体实施方式中一种基于移动导轨的双束X射线成像系统机械安装侧面示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，本发明一种基于移动导轨的双束X射线成像系统的工作方式为：对两套kV级X射线系统分别进行初始化，通过电动导轨来设置X射线球管的位置，停在预先设定位置上，调整X射线球管的仰角，同时调整智能悬臂的高度和角度，采集图像时，根据X射线球管的可调范围，分段控制采集时间和最短曝光时间，可以通过自动/手动两种方式控制采集间隔。自动方式下可设置的采集时间间隔为0～2s(0s为同步采集)；手动设定曝光参数，选定一个球管，按下触发键或按钮，采集一幅X射线图像；选择另一个球管，按同样的方式触发按钮采集另一幅X射线影像，所拍摄的影像可以支持BMP、TIF与DICOM三种格式文件输出，两套X射线成像系统的图像采集由一台电脑控制，X射线机与二维成像面板同步工作；X射线球管可通过电动导轨上的标尺定量的调节设置距离。
X射线球管曝光电压可选择范围为20～150KV，可选择的电流时间积分(mAs)为0.5～800mAs，辐射野大小可调节的范围为5cm×5cm～49cm×49cm。X射线球管发出的射束中轴线与成像面板垂直并穿过面板中心。如图2所示中的X射线球管焦点与直线加速器等中心点的距离为2.1m，焦点与平板探测器中心点的距离为1.4m。射线与水平面的夹角约为41°。X射线成像面板成像尺寸为40x 40mm2，X射线曝光时间最长为100ms，高压发生器可产生最高电压120kv，最小为20kv，电流最大为125mA。

Claims (4)

1.一种基于移动导轨的双束X射线成像系统，其特征在于，该系统包含两套可以独立进行控制的kV级X射线成像系统，每套成像系统包括X射线发生装置，X射线接受装置和移动电动导轨装置；
X射线发生装置的组件包含有X射线球管、高压发生器、高压电缆、束光器和控制面板；X射线球管与高压发生器和高压电缆连接，产生千伏级X射线光，束光器作为X射线球管的附件，用于调节X射线光的方向和视野；
X射线接收装置包含二维成像面板和智能悬臂；二维成像面板与智能悬臂相连接，智能悬臂将二维成像面板挂在半空中，使二维成像面板的中心与X射线球管的束光器中心连线与二维成像面板垂直，用于接收X射线光成像；
移动电动导轨装置包括导轨方形滑板、导轨圆形固定板、X射线球管环形固定架、环架衔接板、球管旋转板；导轨方形滑板在导轨圆形固定板上方，用于位置移动，X射线球管环形固定架通过环架衔接板与球管旋转板连接，并固定在导轨方形滑板上方，用于X射线球管的移动和旋转。
2.根据权利要求1中的基于移动导轨的双束X射线成像系统，其特征在于，通过电动导轨来设置X射线球管的位置，导轨由电动开关控制，可在预先设定位置停止，运动速度可调，电动导轨有效运行长度可调；X射线球管旋转板可以进行水平任意角度旋转，球管射束发射仰角可由球管环形固定架自由调整；二维成像面板的高度和角度由智能悬臂进行自由调整，与导轨的移动位置和球管的发射仰角进行配合调整。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于移动导轨的双束X射线成像系统，其特征在于，还包括X射线图像采集模块交互窗口，负责X射线二维图像的采集和电动导轨的控制，X射线图像采集模块交互窗口包含四个功能区，分别是图像处理区，运动控制区，采集控制区和图像显示区。
4.根据权利要求3所述的X射线图像采集模块交互窗口，其特征在于，X射线图像采集模块交互窗口中图像处理区对二维成像面板采集的病人影像数据进行亮度、对比度、帧浏览和多帧积分操作，从而得到经过预处理后的二维图像；运动控制区对电动导轨的运动状态、电动导轨的运动模式、运动距离、归零点进行设置，采集控制区对采集到的影像数据进行采集延时、积分时间和帧数的设置；图像显示区将预处理后的二维图像在视窗区进行显示。
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