CN107735029B - 包括运动传感器的x射线照射设备和使用该设备的x射线成像方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有选择自动造影模式的功能的X射线照射设备以及使用该X射线照射设备的X射线成像方法。X射线照射设备包括：X射线源；运动传感器，被配置为检测X射线源指向方向；以及控制器，被配置为根据从运动传感器接收的指向角度信号选择多个造影模式中的任何一个造影模式。使用上述X射线成像装置的X射线成像方法，其包括：将参考平面设置为X射线源导向的指向角度的参考值；通过利用运动传感器检测相对于参考平面的指向角度并选择与所检测的指向角度相对应的造影模式；并且通过利用与所选择的造影模式相对应的设置值来控制X射线源来进行造影。

Description

包括运动传感器的X射线照射设备和使用该设备的X射线成像 方法

技术领域

本发明一般涉及X射线照射设备和使用该设备的X射线成像方法。更具体地，本发明涉及造影师手动确定要执行造影的设备的位置和方向的X射线照射设备以及使用该设备的X射线成像方法。

背景技术

X射线成像是一种使用X射线的透射性的造影方法，其基于在X射线穿过对象的过程中累积的衰减量来取得将要成像的对象的内部结构的X射线图像。为了实现这个，X射线成像装置包括：X射线照射设备，发射X射线；X射线传感器，面对X射线照射设备放置且对象位于其间，并且被配置为接收已经穿过对象的X射线；以及图像处理器，被配置为通过使用X射线传感器的检测结果来产生X射线图像。已经不断缩小了X射线照射设备的尺寸并提高了便利性。近来，可以由造影师轻易地使用的紧凑(compact)X射线照射设备已被频繁地用于医院诊断或工业领域的非破坏性检查。

作为一个例子，这种紧凑的X射线照射设备也用于牙科领域的口腔造影。当在植入过程等期间需要对难以移动的受检者进行快速造影时，则使用被连接到称为标准臂的仪器的手持式X射线照射设备或紧凑X射线照射设备。在口腔造影中，将紧凑X射线传感器或胶片插入到受检者的口中，造影师在用手握住X射线照射设备的同时通过向所插入的X射线传感器照射X射线来执行造影。

然而，在进行口腔造影时，需要根据对象的牙齿的位置、大小等、受检者的身体大小等来调整X射线的照射剂量。为了实现这一点，造影师在造影之前，通过包括按钮或触摸界面的输入工具来进行改变X射线照射设备的设置的处理。在这种情况下，在口腔X射线传感器被插入到受检者的口中的状态下，造影师在用另一只手握住X射线照射设备的同时，用一只手设置造影模式。这个过程给在等待的同时有X射线传感器插入口中的受检者和在用一只手握住沉重的X射线照射设备的同时操作输入工具的造影师这两类人都造成了不便。

发明内容

技术问题

因此，本发明是考虑到现有技术中出现的上述问题而做出的，并且本发明的目的是提供一种X射线照射设备和使用该设备的X射线成像方法，其中，在造影师握着该设备的同时自动设置适合对象的造影模式来为造影做准备，而不需要操作单独的输入工具。

技术解决方案

为了实现上述目的，根据本发明的一些方面，提供了一种X射线照射设备，包括：X射线源；运动传感器，被配置为检测X射线源指向方向；以及控制器，被配置为根据从运动传感器接收的指向角度信号来选择多个造影模式中的任何一个造影模式。

控制器可以根据所选择的造影模式将从用于造影的X射线源发射的X射线辐射剂量控制为不同的设置值。

本文中，X射线照射设备还可以包括：存储器，被连接到控制器并且被配置为存储查找表，该查找表包括与由指向角度信号确定的造影模式相对应的X射线辐射的剂量的设置值。

控制器可以通过控制用于造影的X射线源的X射线发射时间、管电压、和管电流中的至少一个来控制X射线辐射的剂量。

此外，根据本发明的X射线照射设备还可以包括：辅助光束发射器，被配置为通过发射可见光来指示X射线源指向方向；以及参考平面设置按钮，被配置为将X射线源指向方向设置为用于利用造影师的输入计算指向角度信号的参考值。

同时，控制器可以通过使用运动传感器来检测运动模式，并且根据所检测的运动模式来选择造影模式。

使用上述X射线成像设备的根据本发明的X射线成像方法包括：将参考平面设置为X射线源被导向的指向角度的参考值；通过使用陀螺仪传感器来检测相对于参考平面的指向角度，并且选择与所检测的指向角度相对应的造影模式；以及通过利用与所选择的造影模式相对应的预设值来控制X射线源以执行造影。

选择造影模式可以包括：当由陀螺仪传感器检测到相对于参考平面的指向角度时，参考在X射线照射设备的存储器中预先输入的查找表来选择与所检测的指向角度相对应的造影模式；并且将根据所选择的造影模式的设置值加载到X射线照射设备的控制器。

同时，根据本发明的X射线成像方法还可以包括：通过使用运动传感器来检测X射线照射设备的运动模式，并且根据所检测的运动模式选择造影模式。

有益效果

根据如上所述配置的本发明，有益的是，在造影的准备中自动地设置适合对象的造影模式，在造影师握着该设备同时，不需要操作单独的输入工具，由此可能增加造影师的便利。进一步有益的是，消除了选择和输入造影模式所花费的时间，因此可能减少受检者的等待时间

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明实施例的X射线照射设备的配置；

图2示出了根据本发明的X射线照射设备的使用的示例；

图3示出了根据本发明实施例的使用X射线照射设备来选择自动造影模式的示例；

图4示出了根据口腔造影中的对象的合适的造影角度的例子；

图5示出了根据本发明实施例的用于X射线成像设备和使用该设备的X射线成像方法的自动造影模式的查找表的示例；以及

图6示出了根据本发明实施例的X射线成像方法的示例。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的各种实施例。本发明的技术思想将通过实施例更清楚地理解。本发明不限于下面描述的实施例。相同的附图标记用于表示相同或相似的部件，并且可以省略具有与任何一个附图中所描述的那些相同的附图标记的部件的描述。

图1示意性地示出了根据本发明实施例的X射线照射设备的配置。

根据实施例的X射线照射设备100包括：X射线源10，沿预定方向发射X光束；运动传感器30，被配置为通过检测相对于重力方向的设备主体的位置来检测X射线源指向方向，即，发射X光束的指向角度；以及控制器20，被配置为根据从运动传感器30接收的指向角度信号来选择多个造影模式中的任何一个造影模式。这里，优选的是，运动传感器30包括陀螺仪传感器、加速度传感器、和地磁传感器中的至少一个。

为了选择上述造影模式，根据实施例的X射线照射设备100还可以包括存储器21，其连接到控制器20，并且被配置为存储包括与由指向角度信号确定的造影模式相对应的X射线辐射的剂量的设置值的查找表。换句话说，控制器20可以通过使用从运动传感器30接收的指向角度的数据。根据查找表中预先输入的参考值来查找对应的造影模式，并且可以根据所选择的造影模式利用每个不同的设置值控制从X射线源10发射的X射线辐射的剂量以进行造影。

作为控制从X射线源10发射的X射线的剂量来进行造影的示例，控制器20可以控制X射线发射时间来控制X射线辐射的剂量。作为控制X射线辐射剂量的方法，可以基于管电压和管电流都如实施例那样恒定的假设，使用控制X射线源10的管电压的方法、控制其管电流的方法、控制发射时间的方法等等。这些方法更适合控制具有纳米结构的电场发射型的X射线源。发射时间的控制可以以具有预定周期的脉冲单位执行。

此外，根据实施例的X射线照射设备100还可以包括辅助光束发射器50，被配置为通过发射可见光来指示X射线源指向方向。辅助光束发射器50可以是例如以点或线的形式发射直线可见光激光光束的激光光束发射设备的形式，但是不限于此，并且可以使用诸如具有狭窄方向角度的LED的光源。

同时，根据该实施例的X射线照射设备100还可以包括参考平面设置按钮35，被配置为将X射线源指向方向设置为用于利用造影师的输入来计算指向角度信号的参考值。参考平面设置按钮35被连接到控制器20，并且被提供在X射线照射设备100的外部，来允许造影师轻易地操作参考平面设置按钮35。另外，根据实施例的X射线照射设备100还可以包括：显示单元41，被配置为在屏幕上显示设备的当前状态、造影模式的选择结果等；以及扬声器42，被配置为向造影师通知诸如造影模式的选择的情况。

通过使用从辅助光束发射器50发射的可见光光束，造影师可以在预测X射线光束向受检者的照射方向的同时定位X射线照射设备100。当造影师定位X射线照射设备100时，控制器20实时地或通过造影师的输入来从运动传感器30识别指向角度信号。当造影师按下参考平面设置按钮35时，控制器20将包括X射线照射设备100的X射线照射方向的平面识别为参考平面，然后将与相对于参考平面的倾斜角相对应的值识别为上述指示角度，从而自动选择造影模式。

同时，控制器20可以通过使用运动传感器30检测运动模式，并且根据检测到的运动模式来选择造影模式，以及选择上述的造影模式。可以以这样的方式实现该功能，即，将与多个特征运动模式相对应的运动传感器30的信号模式预先存储在存储器21中，并且控制器20识别该模式。

图2示出了根据本发明的X射线照射设备的使用示例。

如图2a所示，根据该实施例的X射线照射设备100可以通过连接到标准臂200来使用。标准臂200将X射线照射设备100与通过多轴固定在墙上或地面上的结构300连接，并允许造影师在支撑其负载的同时轻易地调整X射线照射设备100的位置。

同时，如图2b所示，根据本实施例的X射线照射设备100可以以具有手柄60以允许造影师用手来握住手柄的可移动形式被利用。图中所示的手柄60的形状只是一个例子，因此可以在手柄的形状中进行各种变化，只要它允许造影师轻易地调整X射线照射设备100的位置，即，X射线光束的照射方向。作为另一个例子，它可以具有类似于照相机把手的形状。

以下，参照图3至图6，将参考根据本发明的实施例的使用X射线照射设备的X射线成像方法。下面的描述不仅有助于理解根据本发明的一个方面的X射线成像方法的配置，而且还将有助于更好地理解根据本发明的一个方面的X射线成像装置的配置。

图3示出了使用根据本发明实施例的使用X射线照射设备来选择自动造影模式的示例。

图3a示意性地示出了作为示例的上颌臼齿的造影过程。造影师通过使用辅助光束发射器50的可见光束将X射线照射设备100的X射线的照射方向与法兰克福(Frankfurt)线对准，并且通过按压参考平面设置按钮35来设置参考平面。控制器20将在该位置中的运动传感器30的信号值识别为代表参考平面的初始值。

当造影师再次调整X射线照射设备100的位置以使得例如基于附图中所示的法兰克福线大约+30度的角度的上颌臼齿的造影角度保持预定时间，控制器20使用运动传感器30的信号值的上述初始值的差来识别指向角度是+30度。控制器20通过使用所识别的指向角度在存储器中预先设置并存储的查找表中搜索对应的造影模式，并自动设置造影模式。这里，造影模式选择结果和对应的设置值可以如放大视图41Z所示那样显示在显示单元41上。控制器20可以从存储器中加载与所选择的造影模式相对应的X射线辐射的剂量的设置值或X射线发射时间，并且可以据此控制X射线源。例如，对于上颌臼齿的造影模式，可以控制X射线源来以0.08秒的预设时间照射X射线光束。同时，X射线照射设备100可以通过扬声器经由声音向造影师通知已经选择了自动造影模式。

作为另一个例子，图3b示意性地示出了下颌前牙的造影过程。造影师通过使用辅助光束发射器50将X射线照射设备100的位置与咬合平面对齐，并且通过按压参考平面设置按钮35来设置参考平面。控制器20将在这个位置中的运动传感器30的信号值识别为代表参考平面的初始值。

当造影师再次调整X射线照射设备100的位置以使得例如基于图中所示的咬合平面的大约-25度的角度的下颌前牙的造影角度保持预定的时间，控制器20参照图3a通过类似于上述的过程自动选择下颌前牙造影模式，并使用相应的设置值控制X射线源。与图3b中所示的与造影模式相对应的X射线光束发射时间的设置值可以与图3a中的不同。

图4示出了根据口腔造影中的对象的合适的造影角度的示例。

该图示出了当使用口腔X射线传感器和X射线照射设备执行造影时，对各种对象和其对应的造影角度执行造影的各种场景的示例。所描述的造影角度是为每个对象的造影推荐的代表值或者角度范围的示例，并且参考平面可以彼此不同。从该图可以理解，对于要被造影的每个牙齿，合适的造影角度是不同的，并且可以将其用作选择造影模式的参考值。

图5示出了根据本发明实施例的用于X射线成像装置和使用该X射线成像装置的X射线成像方法的自动造影模式的查找表的示例。

附图中示出的查找表可以包括根据表示相对于参考平面的指向角度的所感测角度值和例如X射线发射时间的、与造影模式相对应的设置值来选择的造影模式。查找表可以被处理成由控制器可读取并在存储器中存储的预定数据格式。同时，这里显示的查找表只是一个例子，可以修改成各种形式。作为修改的例子，所感测的角度值可以在预定范围内给出而不是以特定值给出。此外，所感测的角度值可以作为由运动传感器提供的信号值的单位而给出，而不是被转换成实际角度的值。此外，查找表可以将根据每个造影模式的管电流和管电压信息与X射线发射时间分开地或者并行地包括为与造影模式相对应的设置值。还存在许多其他可用的变化。

图6示出了根据本发明实施例的X射线成像方法的示例。

根据本发明的X射线成像方法使用上述X射线成像装置，并且包括：将参考平面设置为X射线源被导向的指向角度的参考值；通过使用运动传感器检测相对于参考平面的指向角度，并且选择与所检测的指向角度相对应的造影模式；并且通过利用与所选择的造影模式相对应的预设值来控制X射线源以执行造影。同时，根据本发明的X射线成像方法还可以包括以下步骤：选择另一自动造影模式，即，通过使用运动传感器来检测诸如抖动或倾斜X射线照射设备的运动模式，以及根据所检测的运动模式选择造影模式。

选择造影模式的步骤可以包括：当由运动传感器检测到相对于参考平面的指向角度时，参考预先输入在X射线照射设备的存储器中的查找表选择与所检测的指向角度相对应的造影模式；并且将根据所选择的造影模式的设置值加载到X射线照射设备的控制器中。

本文中，将根据要被造影的牙齿的大小和位置而变化的一组造影模式定义为造影模式1，并且将根据受检者的年龄和身体大小而变化的一组造影模式定义为造影模式2，其将在下面更详细地描述。参照图3，本文以上已经描述了设置参考平面(S1)的步骤。作为自动地设置造影模式1(S2)的步骤，通过使用运动传感器(S21)感测角度的步骤，以及通过根据所感测的角度来识别要被造影的牙齿来自动选择造影模式1的步骤也如以上所描述的那样。

同时，可以在设置参考平面(S1)的步骤之前或之后或者在自动设置造影模式1(S2)的步骤之后执行自动设置造影模式2(S3)的步骤。自动设置造影模式2(S3)的步骤可以包括通过使用运动传感器来感测诸如抖动或倾斜X射线成像装置的步骤(S31)，以及根据所感测的运动模式来自动选择造影模式2的步骤(S32)。

即使对象是在相同位置处的牙齿，X射线辐射的剂量也可以根据受检者是成人还是孩子而不同，并取决于受检者的头部大小和体重。考虑到这些特性，造影模式2可以被分类为例如成人造影模式、儿童造影模式、和肥胖造影模式。根据造影模式2的分类，可以由预定比率或偏移值根据造影模式1集中地调整设置值。

各种运动模式可以被量化为或功能化为运动传感器的信号值的特征模式，并且信号值的所量化的模式或功能化的模式可以以造影模式2的查找表的形式存储在存储器中，并且以与造影模式1的选择中相同的方式来被利用。另外，可以以各种方式来实现从运动传感器的信号值的模式中识别运动模式的算法。

工业适用性

本发明可以直接用于牙齿造影领域。

Claims (12)

1.一种X射线照射设备，包括：

X射线源，被配置为基于X射线源的设置值而被控制，其中，所述X射线源的设置值包括X射线发射时间、管电压、和管电流；

辅助光束发射器，被配置为通过发射可见光来指示X射线源指向方向；

运动传感器，被配置为检测所述X射线源指向方向，以作为X射线源相对于设置参考平面的指向角度；和

控制器，被配置为根据从所述运动传感器接收的指向角度信号来选择多个造影模式中的任何一个，并且通过调整X射线源的设置值来控制X射线源以执行所选择的造影模式。

2.如权利要求1所述的X射线照射设备，其中，所述控制器根据所选择的造影模式，利用每个不同的设置值来控制从用于造影的所述X射线源发射的X射线辐射的剂量。

3.如权利要求2所述的X射线照射设备，还包括：

存储器，被连接到所述控制器，并且被配置为存储查找表，所述查找表包括与由所述指向角度信号确定的所述造影模式相对应的所述X射线辐射的剂量的设置值。

4.如权利要求1所述的X射线照射设备，还包括：

参考平面设置按钮，被配置为将X射线源指向方向设置为用于利用造影师的输入计算指向角度信号的参考值。

5.如权利要求1所述的X射线照射设备，其中，所述控制器通过使用所述运动传感器来检测运动模式，并且根据所检测的运动模式来选择所述造影模式当中的一个造影模式。

6.如权利要求1所述的X射线照射设备，其中，所述控制器将包括所述X射线照射设备的X射线照射方向的平面识别为参考平面。

7.如权利要求6所述的X射线照射设备，其中，当X射线源指向方向被保持预定时间时，所述控制器识别所述指向角度。

8.如权利要求6所述的X射线照射设备，其中，所述参考平面是法兰克福线或咬合表面。

9.如权利要求1所述的X射线照射设备，还包括：

显示单元，被配置为显示所选择的造影模式。

10.一种由X射线照射设备进行的X射线成像方法，包括：

基于所检测的发射的可见光来确定所述X射线照射设备的X射线源指向方向；

基于所述X射线源指向方向将参考平面设置为用于指向角度的参考值；

通过使用所述X射线照射设备的运动传感器检测所述X射线源相对于所述参考平面的所述指向角度，并且选择与所检测的指向角度相对应的造影模式；以及

通过调整X射线源的设置值来控制X射线源以执行所选择的造影模式，其中所述X射线源的设置值包括X射线发射时间、管电压、和管电流。

11.如权利要求10所述的X射线成像方法，其中，所述选择所述造影模式包括：当由所述运动传感器检测到相对于所述参考平面的所述指向角度时，参考预先输入在X射线照射设备的存储器中的查找表来选择与所检测的指向角度相对应的所述造影模式；并且将根据所选择的造影模式的设置值加载到所述X射线照射设备的控制器中。

12.如权利要求10所述的X射线成像方法，还包括：

通过使用所述运动传感器检测X射线照射设备的运动模式，并且根据所检测的运动模式来选择造影模式。

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