CN108697400A - X射线设备和用于医学成像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于医学成像系统的X射线装置和一种用于医学成像的方法。为了简化在执行X射线拍摄时的工作流程，提出一种X射线装置（1），所述X射线装置：具有X射线辐射器（2）；具有图像接收器（3），所述图像接收器与所述X射线辐射器（2）共同作用用于执行患者（4）的X射线拍摄；具有患者台（5），所述患者台的安置板（6）用于在所述X射线拍摄期间安置所述患者（4）；其特征在于，所述安置板（6）在所述台平面（7）中是不能够移动的，并且所述图像接收器（3）相对于所述安置板（6）在所述台平面（7）中以能够纵向和横向移动的方式布置。

Description

X射线设备和用于医学成像的方法

技术领域

本发明涉及一种医学成像系统的、尤其用于患者的射线检查的X射线设备。此外，本发明涉及一种用于医学成像的方法，其中，所述方法尤其可利用根据本发明的X射线设备来实施。

背景技术

为了执行患者的X射线拍摄，要么使用扫描壁支架（Rasterwandstativ）、即垂直而立的拍摄台，尤其用于胸部拍摄；要么患者躺在具有水平的安置板的拍摄台上。在这样的患者台的情况下，图像接收器（X射线探测器或暗盒）大多安装在患者台之下的探测器箱（Detektorlade）中。

为了执行X射线拍摄，必须使X射线辐射器、患者和图像接收器以合适的方式相互定位。为此，使已知的拍摄台配备有所谓的浮动的安置板。这意味着，该台板不仅在台纵向方向上（纵向地）、而且在台横向方向上（横向地）是能够移动的，以便能够在不重新定位的情况下从头到脚地对患者进行X射线检查。为此目的，探测器箱连同图像接收器也可以在台纵向方向上移位。

在执行X射线拍摄情况下的工作流程比较复杂。在此，患者相对于X射线辐射器和图像接收器的正确定位是特别耗费的。

由DE 25 19 153 A1、US 2002/ 0080921 A1和DE 10 2010 034 819 A1已知X射线设备，在所述X射线设备情况下，借助支架或C形弧臂以无关于患者台的方式相对患者台来移动X射线辐射器和图像接收器。

发明内容

本发明的任务是，简化在执行X射线拍摄时的工作流程。该任务通过根据权利要求1所述的X射线设备或根据权利要求9所述的方法或通过根据权利要求10所述的计算机程序来解决。本发明的有利的实施方案在从属权利要求中说明。

在下文中，在与X射线设备相关联所阐述的优点和构型以按照意义的方式也适用于根据本发明的方法以及根据本发明的计算机程序，并且反之亦然。

本发明从以下基本思想出发：完全放弃患者台的纵向与横向可移动性，更准确地说，放弃患者台的安置板的纵向与横向可移动性。取而代之地，应在静止的安置板的情况下使图像接收器在纵向方向和横向方向上是能够移动的。换言之建议，使用浮动的探测器箱，而不使用浮动的安置板。

替代三个系统组件（X射线辐射器、患者台、图像接收器）相对彼此的耗费的、主动的定位，根据本发明，仅仅还是需要两个组件的定位，即X射线辐射器和图像接收器的定位。以另一方式来表达，在静止的安置板的情况下，仅仅仍使X射线辐射器和图像接收器被移动。

由于固定的安置板，患者的位置和姿势在整个拍摄程序期间是不变的。患者在检查期间无需被移位。患者在安置板上的移动（重新定位）也不是必需的。同时，省去用于移动沉重的安置板的耗费的驱动与控制装置。患者台包括越少的构件，就可以越轻地并且越价格便宜地被制造，由此总体上降低用于X射线设备的成本。只要图像接收器的移动应完全借助电动机驱动的驱动设备来进行，就仅仅必需的是，设置附加的驱动与控制装置用于显著更小的和更轻的探测器箱。在本发明的一种特别简单和低成本的实施方式中，在无电动驱动设备的情况下手动地进行图像接收器的移动。

如果电动地实施探测器箱的纵向和横向移动，则有利地规定，自动地定位图像接收器。优选地，在此图像接收器根据X射线辐射器的移动和/或根据X射线辐射器的（基于这样的移动所到达的）位置来被移动。尤其是，该移动如此构造，使得图像接收器跟随X射线辐射器。换言之，图像接收器的移动被耦合到X射线辐射器的移动。

该耦合不仅可以经由电动控制而且也可以经由机械联动来被实施。以另一方式来表达，在一种特别成本低的解决方案中，可以进行图像接收器与X射线辐射器的纯机械耦合，尤其如此进行，使得图像接收器始终1:1地跟随X射线辐射器的移动。对此可替代地，图像接收器的受驱动控制的、优选自动的定位是可能的，所述定位借助相应的电动驱动设备的合适操控来实现。在这种情况下，不需要在X射线辐射器和图像接收器之间的机械连接。取而代之地，对于所有轴线设置电动驱动设备。在本发明的一种优选的实施方式中，相应的电动机控制与用于X射线辐射器或图像接收器的位置识别的合适装置相关联，从而可以相应于所检测的位置来进行驱动电动机的操控。

在本发明的另外一种实施方式中规定：使图像接收器在台平面中旋转，更准确地说，围绕与台平面垂直地布置的旋转轴线可旋转地布置；和/或使图像接收器关于台平面来倾斜，更准确地说，围绕与台平面平行地布置的倾斜轴线可倾斜地布置。在这种情况下，图像接收器可以采取相对于安置板的任意角位置。由此，可以（手动地或电动地）改变图像接收器的取向，例如以便在脊柱X射线拍摄情况下完全地充分利用图像接收器的对角线或者以便确保，在倾斜入射时，X射线辐射的中央射束垂直于图像接收器的图像平面。

图像接收器的这样的旋转优选地与X射线辐射器的X射线射束光阑（准直器）的相应旋转相耦合。以另一方式来表达，优选地，不仅仅根据X射线辐射器在台平面中相对于安置板的（线性的）移动、也即在台纵向方向上和/或在台横向方向上的移动或者根据X射线辐射器的所到达的拍摄位置来进行图像接收器的移动，而是也根据X射线辐射器的X射线射束光阑的旋转移动或所到达的位置来进行图像接收器的旋转移动。为此，在本发明的一种实施方式中，X射线射束光阑（手动地或电动地，例如经由远程操作可控制地）以绕X射线辐射的中央射束可旋转的方式来被实施。

在这种情况下，图像接收器不仅仅鉴于X射线辐射器在台平面（xy平面）中的移动来实施跟随移动，而是也鉴于X射线辐射器的一部分的移动、也即鉴于X射线射束光阑的旋转移动来实施跟随移动。

图像接收器的倾斜优选与X射线辐射器的相应倾斜移动耦合。以另一方式来表达，优选地，不仅仅根据X射线辐射器在台平面中相对于安置板的（线性的）移动、也即在台纵向方向上和/或在台横向方向上的移动或者根据X射线辐射器的所到达的拍摄位置来进行图像接收器的移动，而是也根据X射线辐射器相对于台平面（xy平面）的倾斜移动或X射线辐射器的所到达的位置来进行图像接收器的倾斜移动。

附加地，图像接收器的线性移动和/或旋转移动或倾斜移动也可以根据待拍摄的患者器官来进行，以另一方式来表达，根据器官程序来进行，其中所述器官程序控制X射线设备，例如针对于居中的和偏心的拍摄。在另一扩充阶段中设置合适的用于优选地自动识别患者在安置板上的位置和/或姿势的装置，例如与合适的图像评估程序相结合的合适的摄像机，所述图像评估程序根据患者的地点和取向来识别对于下一X射线拍摄而言感兴趣的相关的患者器官并且经由与控制装置的关联来使X射线辐射器（自动地）移动到相对于有关器官的所期望的拍摄位置中。X射线辐射器的所述移动然后再次跟随图像接收器，从而在这种情况下，在执行X射线拍摄时特别有利的、优选全自动的工作流程是可能的。在此，在患者被安置在患者台的安置板上之后，根据所选择的器官程序来将X射线辐射器引到相对于患者的合适的拍摄位置中。图像接收器跟随X射线辐射器的移动，即在x方向和y方向上的移动以及相应地跟随X射线辐射器的X射线射束光阑的旋转或者X射线辐射器的倾斜移动，从而图像接收器在其移动结束时居中并且以所期望的角度取向位于X射线辐射器之下。接着，执行患者的所期望的X射线拍摄。

本发明尤其可以应用在结构上简单的并且成本低的X射线设备中。然而，不必放弃如通过图像接收器的自动跟踪所实现的那样的良好的可操作性。

附图说明

本发明的在上面描述的特性、特征和优点以及如何实现它们的方式和方法与对实施例的接下来的描述相关联变得更清楚并且更明显地易于理解，其中所述实施例与附图相关联地被进一步阐述。

其中：

图1示出根据现有技术的X射线辐射器、患者台和图像接收器的示意图；

图2示出根据本发明的X射线辐射器、患者台和图像接收器的示意性视图；

图3示出根据本发明的X射线设备的结构上的元件的示意性视图。

全部附图仅仅示意性地示出本发明连同其主要组成部分。相同的附图标记在此相应于相同的或可比的功能的元件。

具体实施方式

下面，描述一种用于患者4的射线检查的医学成像系统的X射线设备1。在该示例中，X射线设备1被布置在检查室中用于射线照相检查（常规X射线检查）。

根据现有技术，这样的X射线设备101包括X射线辐射器102、图像接收器103和患者台105，所述图像接收器为了执行患者4的X射线拍摄而与X射线辐射器102共同作用，所述患者台的安置板106用于在所述X射线拍摄期间安置所述患者4，其中，在该示例中安装在天花板支架2在x方向和y方向上是能够移动的，其中，所述安置板106以浮动的方式在x方向和y方向上是能够移动的，并且其中，所述图像接收器103、更准确地说承载图像接收器103的探测器箱在台纵向方向（x方向）8上是能够移动的，参见图1。

根据本发明的X射线设备1（见图2和图3）包括同样在x方向和y方向上能够移动的X射线辐射器2以及包括患者台5和图像接收器3。X射线辐射器2固定在地面支架21上。

X射线辐射器2包括由X射线保护壳体包围的X射线管17作为X射线辐射源。用于运行X射线管17的高电压发生器未示出。具有光瞄准器的准直器19固定在X射线保护壳体上。准直器19此外由铅薄片对组成，所述铅薄片对用于X射线射束限制，更准确地说，用于限制X射线射束集束并且用于减小焦外辐射。准直器19此外包括能够透过X射线的镜并且包括光源。因此，可以在患者4上光学地示出X射线辐射场。

安置板6的通常的就如在本实施例中那样的水平方位限定患者台5的台平面7。安置板6是固定的，也即在台平面（xy平面）7中、不仅在x方向上、也即在台纵向方向8上，而且在y方向上、也即在台横向方向9上是不能够移动的。然而，当患者台5是可以朝地面或天花板的方向被升高或降低的升降台的时候，该固定的安置板6则可以是高度可调的。

为了执行X射线拍摄，首先借助合适的用于识别患者4的位置的第一位置识别装置11、例如数个3D摄像机来自动识别患者4在安置板6上的位置和/或姿势并且根据所识别的位置和/或姿势和所选择的器官程序借助合适的第一驱动装置13、尤其借助电动机驱动的驱动设备来使X射线辐射器2自动地移动到所期望的拍摄位置中，其中，对驱动装置13的操控通过第一控制装置12，例如合适的电动机控制来进行。

根据本发明，与X射线辐射器2的定向同时地或者直接在X射线辐射器2的定向之后接着进行相应的跟随移动，即图像接收器的相应的定位或者图像接收器到X射线辐射器2的对准。在所阐明的示例中用作狭义上的图像接收器的X射线探测器3附在（einliegen）探测器箱18中，该探测器箱定位在安置板6之下。探测器箱18连同X射线探测器3在检查期间、也即在X射线拍摄之间在台纵向方向（x方向）8上和在台横向方向（y方向）9上相对于安置板6是能够移动的。与从现有技术中已知的患者台105不同，可应用于本发明的患者台5不仅仅具有用于使X射线探测器3或探测器箱18在台纵向方向（x方向）8上移动的驱动装置16。附加地，第二驱动装置16适合用于使X射线探测器3或探测器箱18在横向方向（y方向）9上移动。第二驱动装置16此外被构造用于实施X射线探测器3的或探测器箱18的旋转移动并且用于实施X射线探测器3的或探测器箱18的倾斜移动。布置在安置板之下的、经组合的旋转与倾斜轴承（未示出）实现X射线探测器3在台平面7中的相应的旋转以及X射线探测器3在台平面7中的相应的倾斜，其中，旋转轴线23垂直于xy平面7，其中，倾斜轴线24平行于xy平面7。X射线探测器3因此在整个台平面7中以自由的方式能够移动和能够定位并且因此可以采取相对于X射线辐射器2的所期望位置。尤其可以使X射线探测器3在倾斜入射时被倾斜，从而使得X射线辐射的中央射束25在这种情况下也垂直于X射线探测器3的图像平面。

第二驱动装置16是电动机驱动的驱动设备，其中所述第二驱动装置实现探测器箱18的移动（在xy平面7中的线性移动和旋转移动或者相对于xy平面7的倾斜移动）。驱动设备在此借助于第二控制装置15，例如合适的电动机控制设备来被操控。所述操控在此如此进行，使得探测器箱18的移动和因此X射线探测器3的移动根据X射线辐射器2的先前所进行的移动和/或根据X射线辐射器2的所占据的位置来进行。在此，可以涉及X射线辐射器2在x方向8和/或y方向9上的移动和/或涉及X射线辐射器2的或X射线辐射器2的部分的旋转移动或倾斜移动。为此，第二控制装置15与用于识别X射线辐射器2的位置的第二位置识别装置14、尤其是合适的传感器连接。

不允许将X射线探测器3在y方向9上的根据本发明的横向移动与X射线探测器3横向于台纵向方向的以下移动相混淆：所述移动在从探测器箱18中取出X射线探测器3时发生。以另一方式来表达，从现有技术中仅仅已知X射线探测器3相对于探测器箱18的横向移动，例如以如此方式，使得在插入板上将探测器3从探测器箱18中推出或者推入到探测器箱18中（箱原理）。然而，目前为止未知的是，承载X射线探测器3的探测器箱18的横向移动。换言之，探测器箱18和X射线探测器3在y方向9上的共同的、耦合的移动目前为止是未知的。在该意义上，术语“图像接收器”始终应理解为X射线探测器3和探测器箱18的组合。目前为止同样很少已知的是，探测器箱18的横向移动作为对X射线辐射器2的跟随移动，也即根据X射线辐射器2的移动的或位置的跟随移动。

只要保证图像接收器的根据本发明的可移动性，则替代于如先前所描述的那样的“移动式的”、可插入到探测器箱18中的X射线探测器3，原则上就也可以将“固定安装的”（在持久地与患者台5或X射线设备1连接的意义上的）图像接收器与本发明一起使用。

本发明可应用在任何种类的X射线设备1中。然而特别有利的是在以下X射线设备1中的应用：所述X射线设备的X射线辐射器2安装在与地面连接的支架21上。具有这样的地面支架21的X射线设备1是特别廉价的并且以与本发明相结合的方式因此允许X射线设备1的构造上特别简单的和鲁棒性的并且同时廉价的实施方案。

为了在固定的患者台5的情况下，也在应用地面支架21的情况下使X射线辐射器2可以被移动到在患者4的相应器官之上的所期望的拍摄位置中，X射线辐射器2优选地被固定在支臂22上，所述支臂是能够拉出的或者以其他合适的方式和方法是能够延长的，尤其是以便实现X射线辐射器2相对于患者台5的必要的纵向和横向移动。

根据本发明的方法可以以计算机支持的方式来执行。特别有利的是，至少第一或第二位置识别装置11、14和/或第一或第二控制装置12、15完全地或者部分地被实施为计算机程序。已知的是，X射线设备1自身拥有中央控制单元10，所述中央控制单元大部分实现为计算机程序。位置识别装置11、14和控制装置12、15优选实施为中央控制单元10的部分或者与所述中央控制单元连接。

尽管通过优选的实施例详细地进一步阐明和描述了本发明，但本发明不限于所公开的示例，并且可以由本领域技术人员从中导出其他的变型，而不偏离本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于医学成像系统的X射线设备（1），所述X射线设备：

具有X射线辐射器（2）；

具有图像接收器（3），所述图像接收器与所述X射线辐射器（2）共同作用用于执行患者（4）的X射线拍摄；

具有患者台（5），所述患者台的安置板（6）用于在所述X射线拍摄期间安置所述患者（4）；

其中，所述安置板（6）在所述台平面（7）中是不能够移动的，并且所述图像接收器（3）相对于所述安置板（6）在所述台平面（7）中以能够纵向和横向移动的方式布置，

其特征在于，所述患者台（5）具有用于使所述图像接收器（3）移动的驱动装置（16）。

2.根据权利要求1所述的X射线设备（1），其特征在于，所述图像接收器（3）是围绕与所述台平面（7）垂直地布置的旋转轴线（23）可旋转的和/或是围绕与所述台平面（7）平行地布置的倾斜轴线（24）可倾斜的。

3.根据权利要求1或2所述的X射线设备（1），所述X射线设备具有用于使所述图像接收器（3）根据所述X射线辐射器（2）的移动和/或根据所述X射线辐射器（2）的位置来移动的装置（14，15，16）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的X射线设备（1），所述X射线设备具有用于使所述图像接收器（3）根据所述X射线设备（1）的控制程序、尤其根据器官程序来移动的装置（14，15，16）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的X射线设备（1），所述X射线设备具有用于识别所述患者（4）在所述安置板（6）上的位置和/或姿势的装置（11）和/或具有用于使所述X射线辐射器（2）移动到拍摄位置中的装置（12，13）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的X射线设备（1），其特征在于，所述X射线辐射器（2）安装在地面支架（21）上。

7.根据权利要求1所述的X射线设备（1），其特征在于，所述图像接收器（3）附在探测器箱（18）中，所述探测器箱定位在所述安置板（6）之下。

8.根据权利要求1所述的X射线设备（1），其特征在于，所述图像接收器（3）与所述患者台（5）连接。

9.一种用于医学成像的方法，所述方法具有以下步骤：

在患者台（5）的在台平面（7）中不能够移动的安置板（6）上安置患者（4）；

使X射线辐射器（2）移动到相对于所述患者（4）的拍摄位置中；

使相对于所述安置板（6）在所述台平面（7）中以能够纵向和横向移动的方式布置的图像接收器（3）移动到相对于所述X射线辐射器（2）的拍摄位置中，其中，所述患者台（5）具有用于使所述图像接收器（3）移动的驱动装置（16）；

执行所述患者（4）的X射线拍摄。

10.一种用于借助X射线设备（1）进行医学成像的计算机程序，所述计算机程序具有以下计算机程序指令：所述计算机程序指令用于使X射线辐射器（2）移动到相对于患者（4）的拍摄位置中，其中所述患者被安置在患者台（5）的在台平面（7）中不能够移动的安置板（6）上；所述计算机程序指令用于使相对于所述安置板（6）在所述台平面（7）中以能够纵向和横向移动的方式布置的图像接收器（3）移动到相对于所述X射线辐射器（2）的拍摄位置中，其中，所述患者台（5）具有用于使所述图像接收器（3）移动的驱动装置（16）；并且所述计算机程序指令用于当在所述X射线设备（1）的控制单元（10）中执行所述计算机程序时执行所述患者（4）的X射线拍摄。