CN107361779A - 用于台架和部件的接口 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在成像系统中设置的支撑结构和成像部件。成像部件包括端口延伸部，该端口延伸部提供框架而形成用于x射线发射的开口。支撑结构包括用于接纳端口延伸部的凹部，该凹部也提供框架而形成用于x射线传输的开口。成像系统可以是计算机断层扫描(CT)成像系统、x射线诊断系统或其它成像系统。

Description

用于台架和部件的接口

技术领域

本文所公开的主题整体涉及接口设计，更具体地涉及放射部件和相关的支撑结构之间的接口。放射部件的一个例子是发射x射线的x射线管。支撑结构的一个例子是计算机断层扫描系统的旋转构件。支撑结构的另一个例子是诊断x射线系统的固定构件。

背景技术

台架即支撑结构是放射线照相术和断层摄影术系统的重要部分。医疗成像系统可以包括台架，该台架包括固定框架，该固定框架用于绕扫描仪的扫描轴线支撑旋转构件。旋转构件包括中心开口，中心开口大到足以接纳沿着扫描轴线延伸的患者。旋转构件在扫描或成像过程期间绕患者旋转。x射线管可以定位在旋转构件上，从x射线检测器阵列沿直径方向跨越中心开口。当旋转构件旋转时，x射线管将能量束或x射线沿着扫描平面通过患者投射到检测器阵列。通过使x射线源绕扫描轴线且相对于患者旋转，x射线从多个不同的方向投射通过患者。利用计算机，从检测器阵列提供的数据可以构造患者的被扫描的部分的图像。

x射线检测器、x射线管和其它部件可以附接到计算机断层扫描系统的旋转构件、计算机断层扫描系统的前患者准直器、x射线系统的固定支撑件、以及需要此类部件的其它系统。需要以不会损坏系统的任何部分的方式附接此类部件的系统、装置和方法，尤其是x射线从x射线管发射通过支撑结构的接口。

另外，重要的是尽可能地减少不期望的x射线发射。有助于减少不期望x射线发射的一个区域在于x射线管和支撑结构之间的接口。一种类型的不期望x射线发射是散射辐射。散射辐射以某个角度发射，该角度无助于诊断成像并且可能引起患者接收增加的剂量。提出了通过改进的系统、装置和方法减少这样的散射辐射和其它形式的不期望的辐射。

发明内容

根据一个实施例，提供一种台架，其包括：支撑结构，所述支撑结构包括：附接机构，以允许成像部件附接到所述附接机构上；和凹部，以接纳所附接的成像部件的伸出部分；其中所述凹部提供框架而形成开口，以用于成像束从所述成像部件不衰减地传递通过所述支撑结构，并且围绕框架的内边缘提供防护，以衰减通过框架的边缘的x射线传递；以及成像部件，所述成像部件附接到所述支撑结构并且发射x射线；所述成像部件包括端口延伸部，所述端口延伸部：(a)从所述成像部件的侧面向外伸出，所述成像部件在所述侧面处附接到所述支撑结构；(b)从所述成像部件提供框架而形成开口，以允许从所述成像部件朝向所述支撑结构发射不衰减的x射线；并且(c)围绕框架的边缘提供防护，以衰减通过框架的边缘的x射线传递。

此外，在某些实施例中，所述端口延伸部可以伸入到所述凹部中，使得所述端口延伸部的框架对散射x射线辐射提供初级防护效果，所述凹部的框架对散射x射线辐射提供次级防护效果。由所述端口延伸部提供框架所形成的开口和由所述凹部提供框架所形成的开口的形状和尺寸可以大致是相同的。所述凹部的深度可以大于所述端口延伸部的高度。所述凹部的宽度可以大于所述端口延伸部的宽度；所述凹部的长度可以大于所述端口延伸部的长度。所述支撑结构可以是固定结构、旋转构件、顶盖或前患者准直器。另外，在一个实施例中，所述端口延伸部不与所述支撑结构物理接触，或者不与包含在所述支撑结构中的凹部物理接触。

在某些实施例中，所述台架是计算机断层扫描系统或诊断x射线系统的一部分。检测器组件可以附接到所述支撑结构，以接收x射线并传输检测到的图像数据；图像重构器接收传输的检测到的图像数据并由此重构图像。所述成像部件可以通过初级附接机构附接到所述支撑结构；所述成像部件可以通过次级附接机构附接到所述支撑结构，所述次级附接机构是T形槽接口。

另外，在某些实施例中，所述台架包括按钮，所述按钮在比所述凹部的深度大的高度处从所述支撑结构向外延伸；销，所述销沿着与所述端口延伸部相同的方向从所述成像部件向外延伸，其中所述销的高度大于所述端口延伸部的高度；并且其中所述按钮的高度和所述销的高度大致是相同的。

根据一个实施例，提供一种x射线管设备，其包括：x射线管，所述x射线管用于发射x射线；以及端口延伸部，其中所述端口延伸部：从所述x射线管的侧面向外伸出，所述x射线管设备能够在所述侧面处附接到支撑结构；从所述x射线管提供框架而形成开口，以允许从所述x射线管发射x射线；并且围绕框架的内边缘提供防护，以衰减通过框架的边缘的x射线传递。所述端口延伸部可以包括钢材料、铅材料或其它衰减材料。在一些实施例中，所述端口延伸部开口可以是椭圆形或矩形的。所述支撑结构可以是固定结构、旋转构件、顶盖或准直器，其中所述x射线管经由初级支撑机构和次级支撑机构附接到所述支撑结构。所述x射线管设备还可以包括销，所述销沿着与所述端口延伸部相同的方向从设备向外延伸，其中所述销的高度大于所述端口延伸部的高度。

根据一个实施例，提供一种支撑结构，其包括：附接机构，以允许成像部件附接到所述附接机构上；凹部，以接纳所附接的成像部件的伸出部分；其中所述凹部：提供框架而形成开口，以用于成像束不衰减地传递通过所述支撑结构；并且围绕框架的内边缘提供防护，以衰减通过框架的边缘的x射线传递。所述支撑结构可以是固定结构、旋转构件、顶盖或准直器。所述支撑结构还可以包括按钮，所述按钮在比所述凹部的深度大的高度处从所述支撑结构向外延伸。

根据一个实施例，提供一种将x射线管与支撑结构交接的方法，其包括：将x射线管滑动跨过支撑结构的表面；其中所述x射线管包括：端口延伸部，所述端口延伸部从所述成像部件的侧面向外伸出，所述成像部件在所述侧面处附接到所述支撑结构；和销，所述销沿着与所述端口延伸部相同的方向从所述成像部件向外延伸，其中所述销的高度大于所述端口延伸部的高度；其中所述支撑结构包括按钮，所述按钮在比所述端口延伸部的高度大的高度处从所述支撑结构向外延伸；其中所述按钮的高度和所述销的高度大致是相同的；并且其中，在所述x射线管滑动跨过所述支撑结构的表面期间，所述销和按钮促使所述x射线管和支撑结构之间的分离，使得所述端口延伸部不与所述支撑结构接触。

附图说明

图1为根据实施例的具有台架的医疗成像系统的倾斜视图。

图2为根据实施例的医疗成像系统的方框示意图。

图3为根据实施例的利用初级和次级附接机构附接到旋转构件的部件的侧视图。

图4为根据实施例的利用次级附接机构附接到旋转构件的部件的侧视图。

图5为根据实施例的接合的次级附接机构的侧视图。

图6为根据实施例的具有T形槽承槽的旋转构件的倾斜视图。

图7为根据实施例的附接到旋转构件的部件的侧视图。

图8为根据实施例的具有T形槽承槽和闩锁的旋转构件的倾斜视图。

图9为根据实施例的具有T形槽承槽和闩锁的旋转构件的侧视图。

图10为根据实施例的插入到旋转构件中的部件的侧视图。

图11为根据实施例的附接到旋转构件的部件的视图。

图12为根据一个实施例的附接到台架的x射线生成部件的侧视图。

图13为根据一个实施例的具有端口延伸部的x射线生成部件的侧视图。

图14为根据一个实施例的x射线生成部件的端口延伸部的透视图。

图15为根据一个实施例的用于接纳x射线生成部件的台架区段的透视图。

图16为根据一个实施例的用于接纳x射线生成部件的台架区段的横截面图。

图17为根据一个实施例的附接到台架的应用的x射线生成部件的视图。

图18为根据一个实施例的安装在台架中的x射线生成部件的侧视图。

图19为根据一个实施例的安装在台架中的x射线生成部件的放大图。

图20为根据一个实施例的安装到台架中之后的安装好的x射线生成部件的侧视图。

图21为根据一个实施例的在CT系统台架的旋转构件上安装的x射线生成部件的透视图。

图22为根据一个实施例的在x射线系统台架上安装的x射线生成部件的视图。

具体实施方式

上述发明内容以及以下对某些实施例的详细说明和权利要求书在结合附图阅读时能够得到更好地理解。就附图示出了各个实施例的功能方框的示意图而言，功能方框不一定表示硬件电路之间的划分。因此，例如，一个或多个功能方框(例如处理器、控制器或存储器)可以实施为单件式硬件(例如通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘或类似物)或多件式硬件。应当理解，各个实施例不限于附图中示出的布置和手段。

如在此所用的，以单数形式引用的且以词语“一”表示的元件或步骤应当理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确地表明了这样的排除。此外，参考“一个实施例”并不是解释为排除也结合有记载的特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确相反地表明，否则实施例“包括”或“具有”带特定特性的元件或多个元件可以包括额外的不具有该特性的这种元件。

图1和2示出了包括台架12的计算机断层扫描(CT)成像系统10。台架12具有旋转构件13。x射线源14投射x射线束16，该x射线束通过前患者准直器15朝向旋转构件13的相对侧上的检测器组件18投射。x射线源14也可以被称为x射线管或x射线产生部件。x射线源14是放射部件的类型。主轴承可以用来将旋转构件13附接到台架12的固定结构。检测器组件18由多个检测器20和数据采集系统(DAS)22形成，并且可以包括后患者准直器。所述多个检测器20感测穿过对象24的投射的x射线，并且DAS 22将数据转换为用于后续处理的数字信号。每个检测器20产生模拟或数字电信号，该模拟或数字电信号表示冲击x射线束的强度，并由此表示穿过对象24时衰减的束的强度。在进行扫描以获取x射线投射数据期间，旋转构件13和安装在旋转构件上的部件可以绕旋转中心旋转。

旋转构件13的旋转和x射线源14的操作由系统10的控制机构26监管。控制机构26可以包括x射线控制器28和发生器30，该发生器向x射线源14和台架马达控制器32提供功率和时序信号，该台架马达控制器控制旋转构件13的旋转速度和位置。图像重构器34接收来自DAS 22的采样的且数字化的x射线数据，并且执行高速图像重构。重构的图像输出到计算机36，该计算机将图像存储在计算机存储装置38中。

计算机36还经由操作者控制台40接收来自操作者的命令和扫描参数，该操作者控制台具有某种形式的操作者界面，例如键盘、鼠标、触敏控制器、声音启动控制器或任何其它合适的输入设备。显示器42允许操作者观察重构的图像和来自计算机36的其它数据。操作者提供的命令和参数被计算机36用来向DAS 22、x射线控制器28和台架马达控制器32提供控制信号和信息。此外，计算机36操作桌子马达控制器44，该桌子马达控制器控制机动化的桌子46以定位对象24和台架12。具体地，桌子46将对象24整体地或部分地移动通过台架开口48或孔。坐标系统50限定了：患者或Z轴52，对象24沿着该患者或Z轴从开口48移入和移出；台架周边或X轴54，检测器组件18沿着该台架周边或X轴通过；以及Y轴56，该Y轴沿着从x射线管14的焦点到检测器组件18的方向通过。

图3示出了根据一个实施例的旋转构件13的一个视图，该旋转构件附接有部件60。旋转构件13也可以被称为鼓或盘。部件60可以是x射线管、高压发生器、热交换器、准直器、图像检测器、电路板底座、平衡配重、电源或附接到旋转构件13的其它项目。

图3示出了处于正常操作状态的初级附接机构62和次级附接机构64。初级附接机构62在一个实施例中可以是螺栓，或者在可选的实施例中可以是其它类型的紧固元件。图3示出了通过狭槽70附接到部件60的初级附接机构62。虽然初级附接机构示出为与旋转构件成垂直角度，但是它们也可以设定为可供选择的角度或取向以用于进行紧固。在图3所示的正常操作状态中，初级附接机构62接合旋转构件13，由此平齐地压靠旋转构件13，以便在医疗成像系统操作期间防止由于离心力、重力或其它力导致的部件60的任何拉出。虽然图3示出了初级附接机构62的侧面不与狭槽70中的旋转构件13平齐，但是在可供选择的实施例中该侧面可以是平齐的。在一个实施例中，狭槽70可以具有螺纹以接纳螺栓或螺钉。虽然图3示出了两个初级附接机构62，但是在不同的实施例中，可以具有任何数量的初级附接机构。

次级附接机构64示出为T形槽接口，部件60在该T形槽接口处具有T形槽紧固件68，该T形槽紧固件可以滑入到T形槽承槽66中。T形槽紧固件68包括杆和头部。在该实施例中，T形槽承槽66一体地结合到旋转构件13中。在可供选择的实施例中，承槽66可以附接到旋转构件13。在该实施例中，T形槽紧固件68一体地结合到部件60中。在可供选择的实施例中，紧固件68可以附接到部件60。在一个实施例中，次级附接机构64是安全装置。在图3所示的正常操作状态中，次级附接机构64没有接合，并且不承受部件载荷或重量。因此，图3示出了紧固件68没有任何部分平齐地压靠旋转构件13。在正常操作期间不承受载荷保持其尽可能地牢固并且减少磨损。虽然图3示出了两个次级附接机构64，但是在不同的实施例中，可以具有任何数量的次级附接机构。

在一个实施例中，T形槽接口可以描述为承槽和紧固件，该承槽具有基部，该基部限定了由唇缘界定的凹部，该紧固件具有长形杆部分和头部，该头部能够可滑动地插入到承槽的凹部中，其通过承槽的唇缘保持在凹部处。

图4示出了初级附接机构没有安装且次级附接机构64接合的系统。在该例子中，旋转构件13中的狭槽70是空的。可能存在这样一种状态，其中初级附接机构绝不放置就位、掉出、不会充分扭转以固定地紧固、不会是正确类型的机构(错误的长度、强度等)、疲劳的、断裂的、或者具有对于它们而言出现的某个其它问题。这可以认为是初级附接机构的故障条件。在这种状态下，次级附接机构64承受载荷。这示出为在旋转期间紧固件68的头部平齐地抵靠顶部承槽66，原因是力将部件60拉离旋转构件13。因此，次级附接机构64保护部件60免于从旋转构件13沿径向或以其它方式弹出。还可能存在这样一种状态，其中次级附接机构仅仅承受部分载荷，例如当仅仅某些初级附接机构接合或者所用的初级附接机构由于某个原因而弱化时。

根据一个实施例，次级附接机构的T形槽接口中的间隙允许在次级附接机构64接合时制造听觉上能够听到的噪声。这可以警告附近的操作者注意台架12是以安全或失效保护模式运转和不是以正常模式运转，由此操作者可以处理安全问题。系统可以被布置成使得仅仅在台架12旋转加快和旋转减慢期间或者始终在整个操作期间出现听觉上能够听到的噪声。根据可供选择的实施例，间隙使得听觉上不能够听到任何噪声。

次级附接机构64的自动接合是一种失效保护手段。这可能是期望的，原因是在失效保护手段是手动的情况下现场工程师可能没有启动该失效保护手段。手动安装的失效保护手段受制于其自身不正确的安装。根据一些实施例，系统可以自动地接合，并且不需要手动干预来启动失效保护手段。一旦部件60就位，其就不会从旋转结构抛出，即使在没有安装任何初级附接机构62的情况下。

图5示出了接合的次级附接机构64。根据一个实施例，次级附接机构64的设计产生大致均匀的力分布，原因在于载荷由T形的两侧承载。这增大了次级附接机构的强度和可靠性。

图6示出了旋转构件13的角度视图，包括次级附接机构64的一个部分、T形槽承槽66。部件60首先沿着Z方向52滑入到旋转构件13中。然后，初级附接机构可以通过狭槽70安装。图6中所示的狭槽70的布置形式是示例性的。可以具有一个或多个狭槽70，并且可以以多种布置形式设置在旋转构件13中。

图7示出了可供选择的实施例中的次级附接机构64的视图。T形槽紧固件一体地结合到或附接到旋转构件13。T形槽承槽一体地结合到或附接到部件60。

图8和9示出了包括闩锁72的旋转构件13的视图。当部件跨过闩锁滑动到承槽66中时，闩锁72下降。图8示出了倾斜视图。图9示出了前视图。具有T形槽紧固件的部件可以沿着图8的承槽66中所示的箭头的方向滑入到旋转构件13中。在部件完全滑入到承槽66中之后，闩锁升高以确保部件沿着轴向或Z方向52紧固就位。因此，闩锁沿着轴向或Z方向52将部件保持在旋转构件13中，保持在T形槽承槽66中。闩锁也可以被称为Z捕集装置、弹簧销或其它本领域中通用的名称。在一个示例性实施例中，其是具有弹簧机构的弹簧销。

在一个实施例中的设计中，闩锁72是自动地接合的。其可以通过手动用户输入或者部件插入到台架的旋转构件13中而脱离。在该实施例中，闩锁72不能够留在脱离状态中。当对闩锁的用户输入被移除或者部件完全插入时，闩锁自动地返回到其接合状态。当旋转力沿着径向方向向外推时，闩锁72进一步保持就位。

图10示出了根据一个实施例的部件60的侧视图，该部件利用次级附接机构插入到旋转构件13中。T形槽紧固件头部74具有倾斜边缘76，当部件60沿着图10中的箭头的Z方向滑入到旋转构件13的次级附接机构中时，该倾斜边缘压下门锁72。在部件60完全插入之后，闩锁72自动地升高，以便在没有手动输入的情况下阻止部件60的移除。倾斜边缘76也可以被称为斜面或斜坡。

图11示出了系统的另外的实施例。由此，到目前为止，旋转构件13示出为部件60处于旋转构件13的外侧上。图11示出了附接或安装到旋转构件13的内侧上、具有各种形状和尺寸的部件60。初级附接机构仍然是系统的一部分，但是在图中未示出。次级附接机构64示出为有时每个部件60具有一个、两个或三个次级附接机构，以便示出系统的灵活性。在可供选择的实施例中，部件可以设置在旋转构件13的内侧和外侧两者上。

两种形式的附接机构有助于部件保持居中且附接到相应的支撑结构。支撑结构可以是如上所述的旋转构件，以及如诊断x射线系统或行李扫描系统中的固定结构。如果部件保持附接和居中，那么部件和系统的其余部分之间的接口保持对准，并且更有可能地按计划起作用。

图12为根据一个实施例的附接到台架的x射线生成部件的侧视图。图12示出了在一个实施例中可以为x射线管的部件102。部件102包括端口延伸部100。端口延伸部100在图12的实施例中伸入到旋转构件13中的凹部内，但是在可供选择的实施例中可以延伸到其它支撑结构的凹部内。因此，图12示出了一体化的接口。图12示出了端口延伸部100没有物理接触旋转构件13。图12示出了端口延伸部100可以具有倒圆的边缘。在可供选择的实施例中，端口延伸部100具有直角边缘。在可供选择的实施例中，端口延伸部100具有倾斜斜面边缘。图12示出了交叠设计，其提供针对散射辐射的交叠x射线防护，如以下进一步讨论的。

在该实施例中，端口延伸部附接到部件102上或中，凹部附接到旋转构件13上或中。在可供选择的实施例中，端口延伸部附接到支撑结构上或中，凹部附接到部件102上或中。

图13为根据一个实施例的具有端口延伸部的x射线生成部件的侧视图。部件102示出为具有端口延伸部104。在图13的实施例中，端口延伸部104具有斜面边缘。该斜面围绕端口延伸部104的端部向内上升。端口延伸部104沿着x射线106发射的方向从部件102的下表面伸出。x射线106从部件102发射出去，该部件为x射线管。端口延伸部104从x射线管部件102提供框架而形成开口，以允许从x射线管部件102发射x射线106。x射线106也可以被称为成像束。

图14为根据一个实施例的x射线生成部件的端口延伸部的透视图。端口延伸部104示出为从部件102的表面向外伸出。端口延伸部104提供框架而形成端口开口108，该端口开口允许从x射线生成部件102传输不衰减的x射线。端口开口108在图14中示出为椭圆形，但是也可以为其它形状，例如环形、矩形、八边形或者对于应用而言合理的其它形状。

图15为根据一个实施例的用于接纳x射线生成部件的台架区段的轴测透视图。图15示出了基部110、凹部114和基部开口118。基部110可以处于支撑结构中或者附接到支撑结构，该支撑结构为例如旋转构件13、前患者准直器或固定支撑结构，例如以用于医疗扫描或行李扫描。如果在某些实施例中基部110是附接到此类结构的单独的部件，那么其可以被称为顶盖。基部110包括凹部114，也被称为凹入的承槽，原因是其可以为机械加工的承槽。凹部114围绕部件的端口延伸部。凹部114具有防护边缘，进一步如图16所示。凹部114包括基部开口118。基部开口118允许x射线或其它成像束不衰减地或者基本上不衰减地通过。基部开口118在图15中示出为椭圆形，但是也可以为其它形状，例如环形、矩形、八边形或者对于应用而言合理的其它形状。

图16为根据一个实施例的用于接纳x射线生成部件的台架区段的横截面图。图16为截面图，包括基部110、凹部114和防护凹部边缘116。边缘内的防护阻止x射线辐射沿着凹部边缘116的方向流动。

图17为根据一个实施例的附接到台架的应用的x射线生成部件的视图。部件102包括端口延伸部104，该端口延伸部附接到或嵌入在部件102中。基部110包括用于接纳端口延伸部104的凹部114。管端口延伸部104伸入到台架中的凹部114内，以便为接口提供物理交叠设计。x射线106从x射线生成部件102发射，通过端口延伸部104的开口，并且通过基部110的开口，将传输通过待成像的对象。

为了防止散射辐射，端口延伸部104围绕其开口的框架具有防护，凹部114具有防护凹部边缘116。这种双重防护方法可以成为交叠方法、嵌套方法或迷宫方法。端口延伸部104伸入到凹部114中，使得端口延伸部104的框架对散射x射线辐射提供初级防护效果，凹部的框架对散射x射线辐射提供次级防护效果。交叠设计确保了在不穿过防护的情况下不存在散射的x射线逸出的视线。冲击在台架管接口结构、凹部壁或端口延伸部上的任何散射的x射线被衰减。衰减水平取决于材料选择、物理交叠和零件厚度。在实施例中，钢用于端口延伸部104和凹部114。可以使用其它材料，例如铅、注射模制钨塑料或者具有高x射线衰减率的其它材料。该方法有助于大型覆盖管。该方法允许较低的剂量并且允许控制实际上没有用于成像的辐射的不期望的泄漏。该不期望的辐射可能进入患者、操作者或者本应不受辐射影响的区域中的其它人员。因此，防止不期望的辐射对于健康和安全而言是有利的。

图18为根据一个实施例的安装在台架中的x射线生成部件的侧视图。图19为根据一个实施例的安装在台架中的x射线生成部件的放大图。x射线生成部件可滑动地插入到支撑结构中，然后一旦端口延伸部和凹部对准x射线生成部件就下降就位，使得端口延伸部和支撑结构之间不接触。将一起讨论图18和图19两者，原因是它们详细示出了系统、接口、设备和方法的中间安装视图。

图18和19示出了x射线生成部件102沿着安装方向121安装到基部110上。部件102包括伸出的端口延伸部104，在安装期间或之后该伸的出端口延伸部不与基部110接触。这在安装期间通过基部按钮120保持部件102而成为可能的，原因是其在图18的左侧上滑动到基部中。基部按钮120在比凹部114的深度大的高度处从基部向外延伸。这种非接触通过部件销122也成为可能的，该部件销将部件102的另一侧保持在空中，以防止端口延伸部104与基部110或其凹部114接触。部件销122沿着与端口延伸部相同的方向从部件向外延伸，其中销的高度大于端口延伸部的高度，进一步如图20所示。基部按钮120也可以称为台架按钮或伸出特征结构。部件销122也可以称为管销、伸出特征结构或榫钉销。基部按钮120和部件销122一起起作用，以便在安装和移除期间将部件102保持在空中。滑动和下部安装方法对于次级附接机构而言相当有效，例如以上参考图10所述的T形槽。

当端口延伸部104与凹部114正确地对准时，部件销122将与基部销狭槽124正确地对准，并且部件102在基部按钮120上方将不具有保留部分。这允许部件102仅仅在正确地对准时下降到基部110上，从而端口延伸部104不会与基部110或凹部114的任何部分接触。进一步如图20所示，当安装时，端口延伸部104完全处于凹部114中，但不与凹部接触。部件销122的高度与基部按钮120的高度相同或基本上相同，直到它们分别从部件和基部的表面向外延伸的高度。要注意的是，在一个实施例中，按钮和销当前安装在不同的结构上。在可供选择的实施例中，按钮和销可以安装在相同的结构上，x射线部件或支撑结构。

因为端口延伸部104决不与基部110接触，所以端口延伸部可以保持无误差，避免误用，且避免损坏。部件102到基部110中的安装和移除不允许这样的接触。利用这些物理设计特征结构，安装或移除可以得到保护，而免于损坏。因此，保持了接口的防护密封的完整性，并且散射辐射保持较低。另外，这防止异物(金属、粉尘等等)部分损坏或渗透到前患者准直器或其它附接的部件中。无论是安装管还是移除管，现场工程师或操作者执行所需的操作，而这些零件不会接触并且不会在搬运时损坏。

另外，通过这种设计降低了图像伪影的可能性。到达前患者准直器的金属颗粒可能进入图像链并引起图像伪影。由于非接触辐射防护，而使得不会在台架凹部区域附近由摩擦零件产生金属颗粒。在该区域中摩擦的任何零件存在使金属颗粒进入前患者准直器的风险；台架凹部区域可能通向前患者准直器。部件和基部之间在其它区域中的接触(销122和销狭槽124；按钮120和部件102)距离台架凹部区域足够远，颗粒不会落入到前患者准直器中。

图20为根据一个实施例的安装到台架中之后的安装好的x射线生成部件的侧视图。现在完成了安装。部件102通过如上所述的初级和/或次级附接机构附接到基部110。没有部件102抵靠在基部按钮120上。部件销122下降到基部销狭槽124中。端口延伸部104下降到凹部114中，但是不与凹部接触。

当管部件102安装在用于正常成像的位置处时，端口延伸部104伸入到台架凹部114中。基部按钮高度132和部件销伸入高度130均大于端口延伸部104的伸入量。因此，对于部件102而言控制接触，对于伸出的端口延伸部104而言防止接触。

围绕端口延伸部的开口的框架的端口延伸部防护件112是散射x射线辐射的第一层防护。凹部防护件113是散射x射线辐射的交叠的第二层防护。因此，实现散射辐射的双重防护。因此，图20示出了用于整体x射线散射防护的自保护x射线管和台架接口。

图21为根据一个实施例的在CT系统台架的旋转构件上安装的x射线生成部件的透视图。作为可选的形式，在不同实施例中的接口也可以应用于其它类型的辐射生成设备，例如固定式或移动式射线照相术系统。

图22为根据一个实施例的在x射线系统台架上安装的x射线生成部件的视图。x射线管和其支撑结构之间的端口延伸部和凹部接口可以用于这样的实施例，支撑结构例如在该实施例中的前患者准直器216。

图22示出了示例性诊断成像系统210，其被构造成用以在整个成像操作中对于对象的内部特征结构进行连续地成像，例如医疗或拍摄情景中的人类对象或患者212的解剖结构。图示的系统210包括具有准直器216、端口217和滤波器(未示出)的x射线管214、患者定位在其上的桌子218、成像控制台220、图像增强器222、照相机224以及监测器226。成像控制台220包括用户界面228，该用户界面包括第一控制面板230和第二控制面板232。第一控制面板230包括显示器234以及多个可配置调节器236。第二控制面板232包括显示器238以及可配置调节器240和242，可配置调节器被构造成用以分别增大或减小参数值。监测器226还包括显示器44，该显示器被构造成用以在成像操作期间向操作者显示图像序列。

在操作期间，x射线源214例如经由常规的阴极和阳极x射线产生系统产生x射线束。在一些实施例中，在到达前患者准直器216之前，x射线束可以被过滤以提供期望的能量光谱。为此，一些实施例可以包括一个或多个期望的滤波器，例如基于能量的滤波器(例如铝)、均衡滤波器(例如槽滤波器、蝴蝶结滤波器、楔形滤波器等)等等。另外，在从端口217出现之前，通过前患者准直器216调节x射线束的尺寸和形状。在从端口217出现之后，x射线束穿过桌子218和位于桌子上的患者212。x射线源214可以具有端口延伸部，前患者准直器216可以具有凹部以接纳x射线源端口延伸部，如上进一步所述。

x射线束被患者的解剖结构衰减，衰减的束的至少一部分被安装到成像控制台220上的图像增强器222的高灵敏度的检测器监测到。图像增强器222适于从低数量的x射线光子产生质量可接受的投射图像。这样的特征在荧光镜透视检查系统中可能是有利的，原因是整个成像操作期间连续的成像可能使患者暴露于大量的x射线能量。来自图像增强器222的输出信号经由摄像机224连续地传递到监测器226，以便在成像操作期问在显示器244上进行观察。

应当指出的是，虽然本公开涉及在医疗诊断情景中使用x射线系统，但是该系统同样可以用于不同的情景。例如，对于人类对象，该系统可以用于拍摄和类似应用。在其它情形下，该系统可以用于检测包裹、行李、运输车辆等中的物品。另外，在一些实施例中，这样的x射线成像系统可以用于检查工业零件，例如管道或风力叶片。

本发明公开的系统提供有利的安全特征、维护特征、图像质量改进和接口机构。安装人员能够容易地实施安装结构。患者和操作者不用担心大剂量的问题。放射科医生具有伪影较少的较高质量的图像。硬件自身可以使用较长时间，不需要太多的维护。

因为用于辐射防护的关键区域的伸出和凹入特征之间没有接触，所以防护完整性保持不受损且一致。这确保了辐射防护在产品使用寿命期间是有效的。还确保了下一个安装的管也具有有效的防护，台架侧防护有效性不受管移除或安装的影响。该系统是具有鲁棒性的，不会受管变化次数的影响。

应当理解，上述说明是示意性的而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其各方面)可以彼此结合起来使用。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多修改，以使特定的状况或材料适应于本发明各个实施例的教导。虽然本文所述的材料的尺寸和类型用来限定本发明各个实施例的参数，但是各个实施例并不意味着是限制性的，而是示例性的实施例。在阅读上述说明的情况下，许多其它实施例对于本领域技术人员而言是明显的。因此，本发明的各个实施例的范围应当参考所附权利要求，以及这些权利要求所要求保护的等同形式的全部范围来确定。

在所附的权利要求中，术语“包括”和“在……中”用作相应术语“包含”和“其中”的简单英语语言等同形式。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作分类，而并不是用来给出其对象的数字要求。另外，以下权利要求的限制并不是以装置加上功能的格式撰写的并且不用来进行解释，除非或直到这样的权利要求限制明确使用短语“用于……的装置”跟在功能描述之后而没有进一步的结构。

书写的说明书利用实例来公开本发明的各个实施例，包括最佳模式，并且还使得本领域任何技术人员能够实施本发明的各个实施例，包括制造和使用何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明各个实施例的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其它例子。如果这样的其它例子具有与权利要求的文字语言不是不同的结构元件，或者如果这些例子包括与权利要求的文字语言差别不太明显的等同结构元件，那么这些例子将处于权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种x射线管设备，其包括：

x射线管，所述x射线管用于发射x射线；以及

端口延伸部，其中所述端口延伸部：

从所述x射线管的侧面向外伸出，所述x射线管设备能够在所述侧面处附接到支撑结构；

从所述x射线管提供框架而形成开口，以允许从所述x射线管发射x射线；并且

围绕框架的内边缘提供防护，以衰减通过框架的边缘的x射线传递。

2.根据权利要求1所述的x射线管设备，其特征在于：

所述端口延伸部还包括钢材料。

3.根据权利要求1所述的x射线管设备，其特征在于：

所述支撑结构是固定结构、旋转构件、顶盖或准直器。

4.根据权利要求3所述的x射线管设备，其特征在于：

所述x射线管经由初级支撑机构和次级支撑机构附接到所述支撑结构。

5.根据权利要求1所述的x射线管设备，其特征在于：

所述端口延伸部的开口是椭圆形的或矩形的。

6.根据权利要求1所述的x射线管设备，其特征在于，所述x射线管设备还包括：

销，所述销沿着与所述端口延伸部相同的方向从设备向外延伸，其中所述销的高度大于所述端口延伸部的高度。

7.一种支撑结构，其包括：

附接机构，以允许成像部件附接到所述附接机构上；

凹部，以接纳所附接的成像部件的伸出部分；其中所述凹部：

提供框架而形成开口，以用于成像束不衰减地传递通过所述支撑结构；并且

围绕框架的内边缘提供防护，以衰减通过框架的边缘的x射线传递。

8.根据权利要求7所述的支撑结构，其特征在于：

所述支撑结构是固定结构、旋转构件、顶盖或准直器。

9.根据权利要求7所述的支撑结构，其特征在于，所述支撑结构还包括：

按钮，所述按钮在比所述凹部的深度大的高度处从所述支撑结构向外延伸。

10.一种台架，其包括：

支撑结构，所述支撑结构包括：附接机构，以允许成像部件附接到所述附接机构上；和凹部，以接纳所附接的成像部件的伸出部分；其中所述凹部提供框架而形成开口，以用于成像束从所述成像部件不衰减地传递通过所述支撑结构，并且围绕框架的内边缘提供防护，以衰减通过框架的边缘的x射线传递；以及

成像部件，所述成像部件附接到所述支撑结构并且发射x射线；所述成像部件包括端口延伸部，所述端口延伸部：(a)从所述成像部件的侧面向外伸出，所述成像部件在所述侧面处附接到所述支撑结构；(b)从所述成像部件提供框架而形成开口，以允许从所述成像部件朝向所述支撑结构发射不衰减的x射线；并且(c)围绕框架的边缘提供防护，以衰减通过框架的边缘的x射线传递。

11.根据权利要求10所述的台架，其特征在于：

所述端口延伸部伸入到所述凹部中，使得所述端口延伸部的框架对散射x射线辐射提供初级防护效果，所述凹部的框架对散射x射线辐射提供次级防护效果。

12.根据权利要求10所述的台架，其特征在于：

所述凹部的深度大于所述端口延伸部的高度。

13.根据权利要求10所述的台架，其特征在于：

所述凹部的宽度大于所述端口延伸部的宽度；并且

所述凹部的长度大于所述端口延伸部的长度。

14.根据权利要求10所述的台架，其特征在于：

所述端口延伸部不与所述支撑结构物理接触，或者不与包含在所述支撑结构中的凹部物理接触。

15.根据权利要求10所述的台架，其特征在于：

所述支撑结构是固定结构、旋转构件、顶盖或准直器。

16.根据权利要求10所述的台架，其特征在于：

所述台架是计算机断层扫描系统或诊断x射线系统的一部分。

17.根据权利要求10所述的台架，其特征在于，所述台架还包括：

检测器组件，所述检测器组件附接到所述支撑结构，以接收x射线并传输检测到的图像数据；和

图像重构器，以接收所传输的检测到的图像数据并且由所述图像数据重构图像。

18.根据权利要求10所述的台架，其特征在于：

所述成像部件能够通过初级附接机构附接到所述支撑结构；并且

所述成像部件能够通过次级附接机构附接到所述支撑结构，所述次级附接机构是T形槽接口。

19.根据权利要求10所述的台架，其特征在于：

由所述端口延伸部提供框架所形成的开口和由所述凹部提供框架所形成的开口的形状和尺寸大致是相同的。

20.根据权利要求10所述的台架，其特征在于，所述台架还包括：

按钮，所述按钮在比所述凹部的深度大的高度处从所述支撑结构向外延伸；

销，所述销沿着与所述端口延伸部相同的方向从所述成像部件向外延伸，其中所述销的高度大于所述端口延伸部的高度；并且

其中所述按钮的高度和所述销的高度大致是相同的。

21.一种将x射线管与支撑结构交接的方法，其包括：

将x射线管滑动跨过支撑结构的表面；

其中所述x射线管包括

端口延伸部，所述端口延伸部从成像部件的侧面向外伸出，所述成像部件在所述侧面处附接到所述支撑结构；和

销，所述销沿着与所述端口延伸部相同的方向从所述成像部件向外延伸，其中所述销的高度大于所述端口延伸部的高度；

其中所述支撑结构包括按钮，所述按钮在比所述端口延伸部的高度大的高度处从所述支撑结构向外延伸；其中所述按钮的高度和所述销的高度大致是相同的；并且

其中，在所述x射线管滑动跨过所述支撑结构的表面期间，所述销和按钮促使所述x射线管和支撑结构之间的分离，使得所述端口延伸部不与所述支撑结构接触。