專利名稱：散射輻射的仿真以及可視化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及個人暴露于散射輻射的環(huán)境的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
US 6,983,230 B2公開了一種用于通過計算機仿真來確定由暴露于輻射的產(chǎn)品在輻射器隔間中所接收到的輻射劑量的方法和裝置。所述方法起始于所限定的產(chǎn)品上的一點。之后，識別出所述隔間中每一組位置處所述產(chǎn)品上的點與輻射源之間的預(yù)先計算的長度。接著，利用預(yù)先計算的長度計算出所述產(chǎn)品在每一個位置處所接收到的輻射的劑量。

發(fā)明內(nèi)容
利用輻射照射對象所生成的散射輻射具有非直觀的性質(zhì)。這種輻射的一個示例為X射線輻射。提供一種有助于提高在涉及輻射的設(shè)備的周圍工作的人員對散射輻射的意識的方法和裝置是有利的。
為了更好地解決這一問題，在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，其包括控制單元，用于提供與所預(yù)測或者所測量的散射輻射的空間分布相對應(yīng)的控制信號。所述發(fā)信號系統(tǒng)還包括發(fā)信號單元，用于提供與控制信號相對應(yīng)的至少一個可感知信號，所述至少一個可感知信號指示了所預(yù)測或者所測量的散射輻射的空間分布。這種系統(tǒng)的優(yōu)勢在于使人員意識到散射輻射。
進一步根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種發(fā)信號方法，其包括提供指示了所預(yù)測或者所測量的散射輻射的空間分布的至少一個可感知信號。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，其中，所述發(fā)信號單元包括用于顯示所述至少一個可感知信號中的至少一個的顯示設(shè)備。該實施例的優(yōu)勢在于靈活性，這是由于可容易地改變顯示設(shè)備所顯示的內(nèi)容。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，其中，所述至少一個可感知信號中的至少一個為地面上的光模式，并且發(fā)信號單元包括用于生成所述光模式的至少一個光源。該實施例的一個優(yōu)勢在于光模式指示了輻射的空間分布。該實施例的另一個優(yōu)勢在于人員僅需察看其預(yù)期要去的地面區(qū)域，以便得到有關(guān)該區(qū)域中輻射劑量的至少一些定性信息。另外，可以有利地利用該實施例以提供與散射輻射的某一分布相對應(yīng)的區(qū)域的清晰的可視性，例如，在所述區(qū)域中的輻射劑量高于其他區(qū)域?？梢杂扇魏芜m當?shù)姆椒▉韺崿F(xiàn)地面上的光模式，例如，通過位于地面上的光源或者通過位于墻、天花板、技術(shù)裝備等的一個或多個處的一個或多個圖像投影機來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，其中，限定了一個或多個預(yù)先確定的強度間隔，其中提供指示了所預(yù)測或所測量的散射輻射的空間分布的至少一個可感知信號包括照明部分地面，所述部分為空間區(qū)域的邊界的垂直投影，在所述空間區(qū)域中輻射強度在一個或多個所述預(yù)先確定的輻射強度間隔中的一個之內(nèi)。該實施例的優(yōu)勢在于照明部分由此在地面上生成國際標準化組織危險線，如在地圖制圖中已知的高度線。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，其中，限定了一個或多個強度間隔。在該實施例中，提供指示了所預(yù)測或所測量的散射輻射的空間分布的至少一個可感知信號包括照明部分地面，所述部分為空間區(qū)域的投影，在所述空間區(qū)域中輻射強度在預(yù)先確定的輻射強度間隔之內(nèi)。特定的顏色與每一個輻射強度間隔相關(guān)聯(lián)，并且利用與相應(yīng)的輻射強度間隔相對應(yīng)的照明顏色來照明每一個所照明的部分。該實施例的優(yōu)點在于提供了這樣的一種可能性，即，利用某一顏色標記高劑量率區(qū)域，所述顏色向人員指示在所述相應(yīng)的區(qū)域中的劑量率高于預(yù)先確定的強度間隔的下限的劑量率。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，其中，限定了一個或多個輻射強度間隔，其中，提供指示了所預(yù)測或所測量的散射輻射的空間分布的至少一個可感知信號包括照明部分地面，所述部分為空間區(qū)域的投影，在所述空間區(qū)域中輻射強度在預(yù)先確定的輻射強度間隔之內(nèi)。進一步根據(jù)該實施例，特定的照明強度與每一個輻射強度間隔相關(guān)聯(lián)。另外，利用與相應(yīng)的輻射強度間隔相對應(yīng)的照明強度來照明每 一個所照明的部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，其中，所述至少 一個可感知的信號中的至少一個為在至少一個對象的表面上的光模式，并 且其中，所述發(fā)信號單元包括用于生成所述至少一個對象的表面上的光模 式的至少一個光源。在其上生成所述光模式的這種對象的實例包括，例如， 技術(shù)裝備以及人員，例如人員的服裝。采用該實施例的優(yōu)勢在于(例如) 任何對象甚至人員本身可以提供有關(guān)不同輻射劑量率的區(qū)域的信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，其還包括用于感 測個人的位置并且將位置信號提供給對其作出響應(yīng)的控制單元的感測設(shè) 備。所述至少一個可感知信號中的至少一個為聲信號，其指示了所預(yù)測或 所測量的散射輻射的空間分布。發(fā)信號單元還包括至少一個用于提供與控 制單元的控制信號相對應(yīng)的聲信號的聲信號源。與所預(yù)測或所測量的散射 輻射的空間分布和位置信號相對應(yīng)，控制單元向至少一個聲信號源提供控 制信號。采用該實施例的優(yōu)勢在于(例如)可以使人員感知到指示了散射 輻射的空間分布的信號而不需要人員察看視覺信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了根據(jù)本發(fā)明的任意一個上述方面或 實施例的發(fā)信號系統(tǒng)，所述發(fā)信號系統(tǒng)還包括用于感測個人的位置并且將 位置信號提供給對應(yīng)于此的控制單元的感測設(shè)備。在該實施例中，所述至 少一個可感知信號中的至少一個為指示了在個人的位置處的所預(yù)測或所測 量的散射輻射的空間分布的聲信號。另外，發(fā)信號單元包括用于提供與控 制單元的控制信號相對應(yīng)的聲信號的聲信號源，提供所述控制單元用于將 所述控制信號提供給與所預(yù)測或所測量的散射輻射的空間分布和所述位置 信號相對應(yīng)的所述聲信號源。該實施例的優(yōu)勢在于可以在聽覺上向人員警 告某一散射輻射分布的區(qū)域，而不需要人員察看視覺信號。在這個實施例 中，可提供控制單元用于生成控制信號以改變與所述感測到的輻射的強度 相對應(yīng)的所述聲信號的調(diào)值。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，所述發(fā)信號系統(tǒng) 包括用于感測指示了散射輻射的空間分布的輻射的輻射傳感器。提供所述 控制單元用于提供與所感測的輻射相對應(yīng)的控制信號。根據(jù)本發(fā)明的一個 實施例，指示了散射輻射的空間分布的輻射可以是輻射本身的空間分布，即，輻射傳感器將為(例如)X射線傳感器。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例， 輻射傳感器可以是對可見光作出響應(yīng)的傳感器。在這一情況下，可提供輻 射傳感器用于感測可視覺感知的信號的光，提供所述信號與發(fā)信號系統(tǒng)的 控制信號相對應(yīng)?？梢杂欣夭捎每纱┐魇降陌l(fā)信號系統(tǒng)，其附著于在散 射輻射的環(huán)境中工作的個人的服裝上。例如，可以將用于直接感測散射輻 射的X射線傳感器置于人員的腰部或者胸部附近。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種用于預(yù)測散射輻射的空間分布的 方法，其包括的步驟有1、提供與經(jīng)受輻射的對象相關(guān)的至少一個對象相 關(guān)參數(shù)。2、提供與輻射相關(guān)的至少一個輻射相關(guān)參數(shù)。3、通過考慮所述 至少一個對象相關(guān)參數(shù)和所述至少一個輻射相關(guān)參數(shù)，預(yù)測對象周圍的散 射輻射的空間分布，所述空間分布由對輻射進行散射而生成。所述方法有 助于提高在涉及輻射的設(shè)備周圍工作的人員對散射輻射的意識，這是由于 預(yù)測了有關(guān)涉及輻射的設(shè)備的周圍的散射輻射的輻射劑量率的信息，并且 因此在涉及輻射的設(shè)備的周圍的發(fā)生照射之間可獲得所述信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種方法，其中，所述至少一個對 象相關(guān)參數(shù)中的至少一個為對象的算法表示的參數(shù)。該實施例的優(yōu)勢在于 對象的算法表示可利用極少的對象相關(guān)參數(shù)來提供對暴露于輻射的散射物 質(zhì)分布的良好的估計。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種方法，其中，提供至少一個對 象相關(guān)參數(shù)的步驟包括獲取對象的至少一部分的圖像，以及提供與圖像對 應(yīng)的所述至少一個對象相關(guān)參數(shù)中的至少一個。該實施例的優(yōu)勢在于圖像 可提供有關(guān)經(jīng)受輻射的對象的詳細信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種方法，其中，利用結(jié)構(gòu)光照明 對象的表面部分，圖像為對象的表面部分的圖像。該實施例的優(yōu)勢在于可 以容易地對對象的輪廓進行成像。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種方法，其中，利用對輻射的散
射的Monte-Carlo仿真來預(yù)測散射輻射的分布。該實施例的優(yōu)勢在于 Monte-Carlo仿真可提供考慮了輻射與任意細節(jié)水平的幾何形狀的所有可能 的相互作用的詳細預(yù)測。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種方法，其中，利用預(yù)先計算的Monte-Carlo結(jié)果的疊加來預(yù)測散射輻射的分布。該實施例的優(yōu)勢在于通過 使用預(yù)先計算的結(jié)果，針對一種構(gòu)造預(yù)測的輻射劑量率分布需要更少的時 間。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種方法，其中，預(yù)測散射輻射的 分布還包括考慮所測量的散射輻射的空間分布。該實施例的優(yōu)勢在于對散 射輻射的空間分布的預(yù)測可以更精練。另外，可以在測量散射輻射的位置 處驗證所預(yù)測的空間分布。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種方法，其中，對象為人體的至 少一部分?？梢杂欣厥褂蒙鲜龇椒ㄓ糜陬A(yù)測由人體或者人體的一部分所 散射的散射輻射的空間分布。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種操作散射預(yù)測設(shè)備的方法，所 述方法包括以下步驟A)利用上述方面和實施例中的任一個來預(yù)測散射輻 射的空間分布。B)對其作出響應(yīng)提供至少一個可感知信號，所述至少一個 可感知信號指示了所預(yù)測的散射輻射的空間分布。
根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，對于根據(jù)本發(fā)明的方面和實施例所述的上 述方法而言，提出了一種計算機程序產(chǎn)品，其使處理器執(zhí)行相應(yīng)的一個或 若千個上述方法。
根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，提出了一種散射預(yù)測設(shè)備，所述設(shè)備包括 預(yù)測單元，其執(zhí)行用于根據(jù)本文描述的任一方面和實施例來預(yù)測散射輻射 的空間分布的方法，以便提供所預(yù)測的散射輻射的空間分布。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，散射預(yù)測設(shè)備還包括根據(jù)本文描述的任一 方面和實施例的發(fā)信號系統(tǒng)。
這些實施例的優(yōu)勢在于可以提高對散射輻射的意識。
根據(jù)本發(fā)明的方面和實施例的上述設(shè)備和方法特別適合在利用X射線 作為輻射中使用。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的方面和實施例的上述設(shè)備和方 法特別適合在用于執(zhí)行X射線監(jiān)測下的干預(yù)的干預(yù)室中使用，例如，用于 導管實驗室(=Cathlab)中。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種用于執(zhí) 行X射線監(jiān)測下的干預(yù)的干預(yù)室，所述干預(yù)室包括根據(jù)本文所提出的任一 方面和實施例的發(fā)信號系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種用于 執(zhí)行X射線監(jiān)測下的干預(yù)的干預(yù)室，所述干預(yù)室包括以上討論的任一散射預(yù)測設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的方面和實施例的上述設(shè)備和方法中的至少一部分特別適 合在移動X射線檢査設(shè)備中使用。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提出了一種 移動X射線檢查設(shè)備，所述移動X射線檢查設(shè)備包括根據(jù)本文討論的發(fā)信 號系統(tǒng)的任一方面和實施例的發(fā)信號系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提
出了一種移動X射線檢查設(shè)備，所述移動X射線檢查設(shè)備包括根據(jù)本文所
討論的散射預(yù)測設(shè)備的任一方面和實施例的散射預(yù)測設(shè)備。
一般而言，"提供指示了所預(yù)測的散射輻射的空間分布的至少一個可感 知信號"包括"使得具有不同劑量率的區(qū)域可感知，其中，所述不同劑量 率的區(qū)域指示了所預(yù)測的散射輻射的空間分布"。在任一方面或者實施例 中，可采用發(fā)信號系統(tǒng)，其使得與散射輻射的某一劑量率相對應(yīng)的至少一 個區(qū)域作為發(fā)信號系統(tǒng)的控制單元的控制信號的響應(yīng)而可被感知到。
總之，散射輻射具有非直觀的特性。提出了一種發(fā)信號系統(tǒng)，其提供 指示了可預(yù)測的散射輻射的空間分布的可感知信號。實施例為在暴露于散 射輻射的環(huán)境中工作的人員提供了一種對散射輻射暴露的個人危險的簡便 評估。 一種用于預(yù)測散射輻射的分布的方法考慮了至少一個對象相關(guān)參數(shù) 和至少一個輻射相關(guān)系統(tǒng)，以及對其作出響應(yīng)，預(yù)測散射輻射的分布。
參考以下描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將會顯而易見并且 得以闡明。


在以下詳細的描述中，參考的附圖為
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的散射預(yù)測設(shè)備的實施例的示意性頂視圖； 圖2示出了圖1的散射預(yù)測設(shè)備的前視圖； 圖3部分地示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)信號系統(tǒng)的實施例； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的散射預(yù)測設(shè)備的另一實施例的示意性頂視圖； 圖5部分地示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)信號系統(tǒng)的另一實施例的透視圖； 圖6部分地示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)信號系統(tǒng)的另一實施例的透視圖； 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)信號系統(tǒng)的另一實施例的橫截面視圖； 圖8示出了圖7的發(fā)信號系統(tǒng)的頂視圖；圖9部分地示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)信號系統(tǒng)的另一實施例的橫截面視
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的散射預(yù)測設(shè)備的另一實施例的示意性頂視
圖11示出了暴露于輻射的對象的示例性實施例的前視圖以及由對象產(chǎn)
生的散射輻射；
圖12示出了圖IO的對象的側(cè)視圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的散射預(yù)測設(shè)備的另一實施例的前視圖14示出了由根據(jù)本發(fā)明的散射預(yù)測設(shè)備的另一實施例所產(chǎn)生的光模
式；
圖15示出了由根據(jù)本發(fā)明的散射預(yù)測設(shè)備的另一實施例所產(chǎn)生的光模
式；
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的散射預(yù)測設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖； 圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)信號系統(tǒng)的另一實施例的部分側(cè)視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明的說明性實施例。
以下，將會描述本發(fā)明的原理和一些示例性實施例，例如其中，利用X 射線輻射照射諸如人體或者人體的部分的對象。但是，應(yīng)該理解的是這些 實施例是用于說明性目的而任意選擇的。
干預(yù)放射科醫(yī)生在其每天工作的導管實驗室(Cathlab)中暴露于散射 的X射線輻射。可得到安裝的和個人劑量的防護裝備以及服裝，但未經(jīng)常 使用到最高效率。由于Cathlab人員每年花許多天在使其暴露于散射輻射的 環(huán)境中，因此對于Cathlab人員而言，劑量意識和對其作出響應(yīng)的適當?shù)姆?護是一個重要的問題。
散射輻射從患者的身體發(fā)射出來，所述輻射具有的能量最有可能被周 圍環(huán)境吸收，例如，醫(yī)務(wù)人員的身體。這種散射輻射的空間分布強烈地取 決于X射線準直、患者的幾何形狀以及所使用的X射線管的電壓。散射輻 射的這種非直觀的特性導致對人員的危險的評估很難，因此導致不適當劑 量防護裝備、成像儀設(shè)備以及防護服裝。一般而言，散射輻射可以由散射預(yù)測設(shè)備預(yù)測或者由適當?shù)妮椛錅y量 設(shè)備測量。所測量的散射輻射，例如由人員所穿戴或者安裝在室內(nèi)的傳感 器所確定的散射輻射，可以結(jié)合預(yù)測算法，得到對散射分布更精確的預(yù)測。 因此，指示了散射輻射的周圍環(huán)境反饋可以是基于(通過室內(nèi)的或者人員 所穿戴的傳感器)所預(yù)測的和所感測的輻射兩者，或者是基于上述兩者中 的一個。
將所預(yù)測的和/或所測量的散射輻射的密度，例如散射的X射線，變換 至指示了散射輻射的可感知信號。例如，可以將室內(nèi)散射輻射的密度變換 至識別不同危險區(qū)域的平面圖。通過考慮身體尺寸、體重和人員的性別信 息甚至可以單獨地提供平面圖變換，以便執(zhí)行從所預(yù)測或所測量的X射線 體積分布至暴露危險的地面分布的變換。
在實際照射之前(基于預(yù)測)和在照射期間(基于預(yù)測，基于預(yù)測和 所感測的輻射的結(jié)合，或者基于所感測的輻射)都有可能提供指示了散射 輻射的空間分布的可感知信號，并且可以實時更新。
不僅可以針對靜止幾何形狀預(yù)測散射分布，也可以針對具有患者和/或 成像設(shè)備(例如3D旋轉(zhuǎn)式血管造影掃描)的時變位置的情景預(yù)測散射分布， 所述散射分布遵循自動、預(yù)先限定的協(xié)議，并且包括重復(fù)或者連續(xù)的患者 的輻射。之后，人員可事先得到對整個過程所生成的整合的空間散射分布 的反饋，以便(例如)建議在自動掃描過程期間最優(yōu)位置，或者至少強調(diào) 在這一過程期間完全離開房間的必要性。基于所預(yù)測的暫變散射輻射的空
間分布，可以預(yù)測散射輻射的整合的空間分布。例如，可以考慮例如x射
線源的空間變化的輻射源的驅(qū)動程序，以預(yù)測輻射的整合空間分布。以下， "所預(yù)測的散射輻射的空間分布"包括散射輻射的實際空間分布以及散射 輻射的整合空間分布兩者。
圖1示出了涉及利用x射線照射對象的成像裝置的示例性實施例。具
體而言，圖1是諸如Cathlab的干預(yù)室1的技術(shù)裝置的頂視圖，所述技術(shù)裝 置具體而言是成像裝置，并且還示出了本發(fā)明的實施例的元件。所述成像 裝置包括正對探測器4的輻射源2。成像裝置的輻射源2和探測器4安裝在 支持臂6上。支持臂6可旋轉(zhuǎn)地安裝在支架8上，并且圍繞旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)。 提供臺12用于支持對象7，即在實施例中待研究的患者。由探測器4接收的X射線生成患者X射線圖像。在顯示設(shè)備13上可觀看由工作站11所處 理的研究圖像9。
為了易于對散射輻射的分布的評估，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提出預(yù)測
對Cathlab人員的散射輻射的分布?？梢砸砸环N方式示出所述預(yù)測以指示在 干預(yù)室1的不同區(qū)域中散射輻射的輻射危險，并且因此，導致人員決定使 用適于個人的劑量防護，以及處于室內(nèi)的非嚴重區(qū)域。優(yōu)選地，預(yù)測考慮 了至少一個對象相關(guān)參數(shù)和至少一個輻射相關(guān)參數(shù)，所述對象相關(guān)參數(shù)與 經(jīng)受輻射的對象7相關(guān)，所述輻射相關(guān)參數(shù)與輻射相關(guān)。圖1中，對象7 是患者并且輻射是X射線輻射。通過考慮至少一個對象相關(guān)參數(shù)和至少一 個輻射相關(guān)參數(shù)而從這些輸入?yún)?shù)預(yù)測散射輻射的空間分布，其將通過在 對象7的周圍對輻射進行散射而生成?？梢栽谏⑸漕A(yù)測設(shè)備16的預(yù)測單元 14中執(zhí)行這種預(yù)測。在圖1的實施例中，(例如)通過諸如為適當?shù)能浖?塊的適當?shù)挠嬎銠C程序產(chǎn)品，在成像裝置的諸如干預(yù)式工作站的工作站11 中示例性地實現(xiàn)了預(yù)測單元14。
在圖1所示的所提出的實施例中，利用患者性別、患者體重、患者尺 寸和患者年齡中的至少一個作為對象相關(guān)參數(shù)18來配置患者的"具體化" (avatar)，即人體的算法表示。另夕卜，指示了成為X射線成像目標的身體 部位的所選擇的應(yīng)用程序包(例如心臟的或者神經(jīng)的)可用作對象相關(guān)參 數(shù)18。為了將這些對象相關(guān)參數(shù)18和/或輻射相關(guān)參數(shù)輸入至預(yù)測單元14， 提供了諸如鍵盤的輸入設(shè)備20。但是，任何其他輸入?yún)?shù)的方法也可以是 合適的，例如，利用諸如觸摸屏或者計算機鼠標的選擇設(shè)備選擇預(yù)先限定 的參數(shù)。這種信息可能已經(jīng)作為患者數(shù)據(jù)而可得到，例如在醫(yī)院的信息系 統(tǒng)中，從而使得預(yù)測單元可接收所述信息而無用戶的交互。經(jīng)配置的患者 的"具體化"應(yīng)該提供對暴露于X射線的散射物質(zhì)分布的估計。
作為輻射相關(guān)參數(shù)，可以將一個或多個以下輻射相關(guān)參數(shù)輸入至預(yù)測 單元14:
-患者臺的位置
-成像裝置的幾何形狀，具體而言，所述源2與所述對象7之間的距離， 或者所述源與所述探測器4之間的距離，以及源2和探測器4相對于對象7 的位置或者取向。-所述源2的管設(shè)置
-所述源2的不同操作模式濾波器設(shè)置
-限定了輻射體積的所述源2的光閘放置
-光楔放置；提供所述光楔(例如)用于補償所照明對象范圍中的不同
對象厚度
圖1中22所指示的輻射相關(guān)參數(shù)可以從相應(yīng)的調(diào)整設(shè)備(未顯出)中 讀出。另外，可提供相應(yīng)的探測設(shè)備。例如，在本實施例中，由臺位置探 測設(shè)備26來提供臺位置24。
當由患者的"具體化"所估計的散射物質(zhì)在由成像儀幾何形狀所限定 的場中暴露于輻射并且與管設(shè)置、光楔和濾波器所限定的強度和能量分布 時，可以實現(xiàn)預(yù)測作為成像過程的仿真。Monte-Carlo仿真可提供一種詳細 的預(yù)測，其考慮了 X射線與任意細節(jié)水平的幾何形狀的相互作用的所有可 能。由于這種仿真需要大量的計算時間，根據(jù)另一實施例，提出將預(yù)測創(chuàng) 建為預(yù)先計算的Monte-Carlo結(jié)果的疊加?？蓮闹T如水橢圓(water ellipses) 的集總模型(lump model)和其他基本元件獲得預(yù)先計算的Monte-Carlo結(jié) 果。為了這個目的，預(yù)測設(shè)備可包括用于存儲預(yù)先計算的Monte-Carlo結(jié)果 的存儲設(shè)備。利用實際所獲取的被照射的患者區(qū)域的圖像來更新/優(yōu)化患者 模型的參數(shù)。
預(yù)測結(jié)果可以是散射輻射的空間分布或者指示了散射輻射的空間分 布。在一個示例性實施例中，預(yù)測結(jié)果包括散射輻射在干預(yù)室1的空氣體 積中的方向、強度和能量分布。
可以通過考慮例如上述的至少一個對象相關(guān)參數(shù)和至少一個輻射相關(guān) 參數(shù)對散射預(yù)測設(shè)備16進行操作用于預(yù)測散射輻射在對象7周圍的空間分 布。另外，可以提供一個或多個如圖1中所示被固定地安裝的輻射測量設(shè) 備25?；蛘?，可以(例如)由人員穿戴輻射測量設(shè)備。輻射測量設(shè)備25可 以作用為提高散射預(yù)測設(shè)備16的預(yù)測。例如，測量設(shè)備25可向預(yù)測單元 14提供指示了所測量的散射輻射的相應(yīng)的信號，所述預(yù)測單元14可至少為 輻射測量設(shè)備25的位置驗證所述預(yù)測。
在本發(fā)明的另一實施例中，輻射測量設(shè)備25作用為預(yù)測散射輻射的空 間分布。在該實施例中，輻射測量設(shè)備在預(yù)先確定的位置處測量散射輻射的劑量率，預(yù)測設(shè)備16可基于這些測量結(jié)果通過(例如)插值來預(yù)測散射 輻射的空間分布。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，通過考慮所獲取的X射線圖像信息，即由 探測器4所探測到的X射線輻射，可以使散射預(yù)測精練，這與通過考慮測
量設(shè)備25的信號而得到的精練是相似的。例如，預(yù)測單元14適于通過考 慮X射線探測器4的探測器信號來預(yù)測散射輻射的分布。
散射預(yù)測設(shè)備16提供至少一個可感知信號34，以響應(yīng)所預(yù)測的散射輻 射27的空間分布。所述至少一個可感知34指示了所預(yù)測的散射輻射27的 空間分布。為了這一目的，散射預(yù)測設(shè)備16可包括發(fā)信號系統(tǒng)28。發(fā)信號 系統(tǒng)28的控制單元30提供控制信號29，以響應(yīng)所預(yù)測的散射輻射27的空 間分布。發(fā)信號單元32提供至少一個可感知信號34，以響應(yīng)控制信號29， 所述至少一個可感知信號34指示了所預(yù)測的散輻射27的所預(yù)測的空間分 布。
提出了不同的可視化和更新策略以向操作成像設(shè)備的人員或者在使用 成像設(shè)備下執(zhí)行研究工作的人員，例如CatWab人員，有益地提供這些信息。 為了在給出所感測的人員位置情況下，評估和提供對人員的個人危險的反 饋，可以使用患者以及人員的合適的模型。用于人員的模型是基于其特征 (身高、體重、性別等)以及其所穿戴的劑量防護設(shè)備。對于前者，其可 (例如)存儲在醫(yī)院信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，對于后者可以使用典型的配置 作為缺省。另外，可以支持有關(guān)所穿戴的劑量防護的更新信息的可選擇手 動輸入。在一個簡單的實施例中，可以根據(jù)需求來提供預(yù)測，即，由感興 趣的人員啟動相應(yīng)的功能。
在另一實施例中，經(jīng)常提供預(yù)測，并且實時地更新。這一點是具有優(yōu) 勢的，這是由于所提供的信息是經(jīng)常更新的，并且反映了當成像儀的幾何 形狀變化時在干預(yù)室1中危險區(qū)域的變化。更重要的，對光閘和光楔的放 置的效應(yīng)的可視化的實時更新可給予一種強烈的動機以使用用于改善圖像 質(zhì)量和減少劑量的這些己經(jīng)可得到的工具。
可示出根據(jù)需求的以及實時的預(yù)測兩者，并且利用不同的工具使其可 視，以下將討論所述兩者中的一些作為發(fā)信號系統(tǒng)28的不同實施例。散射 預(yù)測設(shè)備可僅包括發(fā)信號系統(tǒng)的一個實施例。另外，散射預(yù)測設(shè)備可采用兩個或多個本文所描述的發(fā)信號系統(tǒng)的實施例，如圖1中示例性地所示出 的。
圖1中示出了發(fā)信號系統(tǒng)28的實施例。在該實施例中，所述至少一個
可感知信號34中的至少一個為地面38上的光模式36，發(fā)信號單元28包括 至少一個發(fā)射光41的光源40用于生成光模式36。可以在地面38上、地面 38的表面42之下、地面38的表面42上或者在地面38上形成一表面來提 供光源40。光模式36可形成指示散射輻射27的空間分布的平面圖。生成 光模式36包括照明地面38的部分44，所述部分44為一空間區(qū)域的垂直投 影，在所述空間區(qū)域中例如輻射劑量率的輻射強度超過預(yù)先確定的值，或 者處于預(yù)先確定的強度間隔之內(nèi)。根據(jù)一個實施例，提供了一個預(yù)先確定 的輻射強度的值。根據(jù)另一實施例，提供了兩個或者多個預(yù)先確定的輻射 強度的值。
另外，如圖1的實施例中所示的，可提供至少一個強度間隔，其中， 提供可感知的信號34包括照明地面38的部分46，所述部分46為一空間區(qū) 域邊界的垂直投影，在所述空間區(qū)域中輻射強度在所述至少一個(例如兩 個或多個)預(yù)先確定的輻射強度間隔中的一個之內(nèi)。所照明的部分46在地 面38上生成國際標準化的危險線，如在地圖制圖中已知的高度線。
另外，如圖1的實施例中所示的，可能有至少一個輻射強度間隔，其 中，提供可感知的信號包括照明地面的部分48，所述部分48是一空間區(qū)域 的投影，在所述空間區(qū)域中輻射強度在預(yù)先確定的輻射強度間隔內(nèi)，并且 特定的顏色與每一個輻射強度間隔相關(guān)聯(lián)，并且其中，利用與相應(yīng)的輻射 強度間隔相對應(yīng)的照明顏色來照明每一個照明部分48 。
應(yīng)該注意的是，圖1實施例的地面上的線46以及區(qū)域44、 48僅用于 說明性目的而示出，并且可圍繞臺12而延伸或者可根據(jù)所預(yù)測的散射輻射 的空間分布顯示出完全不同的模式。
可利用發(fā)信號單元32的各種不同實施例以各種不同方式生成地面上的 光模式。在一個實施例中，使用來自周圍環(huán)境照明的模塊和方法將具有不 同預(yù)期的劑量水平的區(qū)域投影到Cathlab的地面上，其作為X射線的照射危 險的明顯可視化的散射，所述散射X射線在室內(nèi)強烈變化并且取決于所有 成像和患者特征。圖1中示出了這樣的一個實施例，其中由包括了諸如圖像投影儀的周圍環(huán)境照明模塊的發(fā)信號單元32提供了地面上的光模式。另 外，可使用包括了具有模式鏡片的照明激光的發(fā)信號單元來生成所預(yù)期的
光模式。圖像投影儀和照明激光可用于將危險區(qū)域直接投影到例如CatWab 的地面上。例如，可以對如同在地圖制圖中己知的高度線的國際標準化的 危險線進行投影。還可以以地面投影的形式或者經(jīng)由個人照明的地板而得 到作為可視化工具的顏色和光強度。
圖3以顯示設(shè)備50的形式示出了發(fā)信號單元32的另一實施例。所述 顯示設(shè)備可以是在其上示出了患者的研究圖像的顯示設(shè)備13，或者可以例 如為分離的顯示設(shè)備。作為發(fā)信號單元的顯示設(shè)備13、 50所具有的優(yōu)勢為 可以容易地示出地面模式而不需要地面上或者房間的天花板上的設(shè)施。
為了使可感知的、視覺信號34可視化，可以提供具有仿真射線和劑量 水平的平面圖的干預(yù)室1的現(xiàn)實3D成像(未示出)?？梢允褂镁哂邢鄳?yīng)幾 何形狀的成像儀以及臺上的患者"具體化"的千預(yù)室1的3D成像。在使可 感知信號34在顯示設(shè)備50中可視的實施例中，由具有至少一個不同強度、 不同顏色、不同密度的筆射束(即，成像中的線)表示散射的X射線。
圖4示出了散射預(yù)測設(shè)備16的另一實施例。已經(jīng)根據(jù)圖1討論了圖4 的實施例的特征和元件，并且其以相同的參考數(shù)字對其進行指示，這里不 再重復(fù)。參考根據(jù)圖1所示出的細節(jié)。
圖4示出了發(fā)信號單元32的另一個示例性實施例，所述發(fā)信號單元32 包括多個光源40用于在地面38上生成光模式36。在地面38的相應(yīng)的表面 部分42下提供光源40。表面部分42由對于光源的光為透明的磨損防護而 形成。只要光源的光對于人員是可感知的，則在地面上的光源40的任何其 他位置也是可能的。光源40可包括平面光發(fā)射元件。
可以提供至少一個輻射強度間隔，其中，提供可感知的信號包括照明 地面38的照明部分51，所述部分為一空間區(qū)域的投影，在所述空間區(qū)域中 輻射強度在預(yù)先確定的輻射強度間隔內(nèi)，并且特定的照明強度與每一個輻 射強度間隔相關(guān)聯(lián)，其中，利用與每一個照明部分51的相應(yīng)的輻射強度間 隔相對應(yīng)的照明強度來照明每一個照明部分51。
在所說明的實施例中所示出的示例中，以白色描述的光源40-l指示低 度散射照射量，陰影的光源40-2指示中度散射照射量，以實心描述的光源40-3指示了高度散射照射量。所描述的危險，即在本實施例中的低度、中
度和高度散射照射量僅用于說明性目的而提出。應(yīng)該注意的是如圖4中所 示的干預(yù)室1的地面38的部分或者干預(yù)室1的整個地面可配備有光源40。 在圖4中所示的實施例中，由例如工作站的信號設(shè)備形成了散射預(yù)測 設(shè)備16的預(yù)測單元14以及發(fā)信號系統(tǒng)28的控制單元30。另外在該實施例 中，提供用于將臺12上下移動的臺位置24由移動單元52的實際設(shè)置而提 供。
圖5示出了具有臺12的干預(yù)室1的實施例的透視示意圖。出于清晰的 原因，其他技術(shù)裝備未在圖5中示出。在干預(yù)室的天花板54上安裝用于發(fā) 射光41的光源40，以將光模式36投影在地面38上。有所說明的實施例中， 光源40包括多個光源元件(未示出)，每一個光源元件能夠?qū)⒐恻c投影在 地面38上，以便在地面38上形成光模式36。
圖6示出了具有臺12的干預(yù)室1的實施例的透視示意圖。在圖6中示 出干預(yù)室1中的技術(shù)裝備表示、 一件技術(shù)裝備56。發(fā)信號單元32包括元件 32-1、 32-2和32-3，對其進行定位以產(chǎn)生對象60的表面58上的光模式36 形式的至少一個可感知信號34。這種對象60可包括技術(shù)裝備56以及地面 38。另外，光模式36投影在其上的這種對象60可包括患者本身。除了元 件32-l、 32-2或32-3，可在預(yù)期對象的預(yù)期表面上產(chǎn)生光模式的發(fā)信號單 元32的任何其他配置也是可能的。例如，圖1中所示的實施例的發(fā)信號單 元32可還用于在對象60的表面上生成光模式。元件32-l、 32-2或32-3可 以為光源、投影儀、或者任意其他合適的設(shè)備。
在本發(fā)明的另一實施例中，如果人員進入使人員暴露于或者將會使人 員暴露于來自散射福射的某一 X射線劑量的地面區(qū)域時，則生成諸如聲警 報音調(diào)或者視覺信號的可感知信號。為了這一目的，可提供任意的位置傳 感器，以便探測醫(yī)務(wù)人員的位置。位置傳感器將適于將指示人員的位置的 信號傳輸?shù)娇刂茊卧?0?？蛇x地或另外地，人員可穿戴用于感測指示在輻 射傳感器的位置處的散射輻射的輻射的輻射傳感器。例如，指示了散射輻 射的輻射可以是散射輻射本身，即輻射傳感器可以是X射線傳感器。輻射 傳感器適于將指示散射輻射的信號傳輸?shù)娇刂茊卧?0。將信號傳輸?shù)娇刂?單元30包括通過導線將信號傳輸?shù)娇刂茊卧?0。可選地，將信號傳輸?shù)娇刂茊卧ㄍㄟ^無線技術(shù)將信號傳輸?shù)娇刂茊卧?0，在該領(lǐng)域中已知多個 所述無線技術(shù)?？梢栽谌藛T的任意位置處放置指示在測量位置處的散射輻 射的輻射傳感器。具體而言，可以將輻射傳感器置于人員身體的敏感部分 附近，例如腰部或者胸部附近。
圖7示出了發(fā)信號系統(tǒng)28的另一實施例。這個所說明的實施例的發(fā)信 號系統(tǒng)28包括輻射傳感器62，其用于在輻射傳感器的位置處感測指示所 預(yù)測的散射輻射的空間分布的輻射64;以及作為發(fā)信號單元32的聲發(fā)信號 設(shè)備66。生成指示所預(yù)測的散射輻射的空間分布的輻射64的光源40，其 本身可以是根據(jù)本文公開的本發(fā)明的任一方面和實施例的發(fā)信號系統(tǒng)的發(fā) 信號單元的部分。光源40可以是例如圖4中所描述的實施例的光源40。在 所說明的實施例中，由例如諸如玻璃的透明材料的瓦的磨損防護67覆蓋每 一個光源40。聲發(fā)信號設(shè)備66可以包括，例如揚聲器以生成聲信號76。 發(fā)信號系統(tǒng)28的控制單元30向聲發(fā)信號設(shè)備66提供控制信號29，以響應(yīng) 所感測的輻射64。聲發(fā)信號設(shè)備66以聲信號76的形式生成可感知信號34， 以響應(yīng)控制信號29。
在圖7的所說明的實施例中，發(fā)信號系統(tǒng)28為可穿戴聲發(fā)信號系統(tǒng)， 其可被置于例如X射線成像裝置的人員服裝上。在圖7中，發(fā)信號系統(tǒng)28 置于褲子70的一條腿68上。可選地，褲子的每條腿可以包括發(fā)信號系統(tǒng) 28。不應(yīng)將所說明的實施例視為限制作用。聲發(fā)信號系統(tǒng)的許多其他可能 的應(yīng)用也是可能的。
圖8示出了由磨損防護67所建立的表面的部分頂視圖。
圖9示出了提供可感知聲信號的發(fā)信號系統(tǒng)28的另一實施例。這個所 說明的實施例的發(fā)信號系統(tǒng)28包括感測設(shè)備72，其用于感測個人的位置， 以及對其作出響應(yīng)向發(fā)信號系統(tǒng)28的控制單元30提供位置信號74。感測 設(shè)備72可包括例如壓力敏感元件、光學傳感器或者超聲傳感器。在該實施 例中，所述至少一個可感知信號34中的至少一個是聲信號76，發(fā)信號單元 28包括至少一個聲信號源78用于提供聲信號76，以響應(yīng)控制單元30的控 制信號29。控制單元30向所述至少一個聲信號源78提供控制信號29，以 響應(yīng)所預(yù)測的散射輻射的空間分布以及位置信號74。聲信號34、 76指示了 感測設(shè)備72位置處的所預(yù)測的散射輻射的空間分布。圖10示出了提供可感知聲信號的發(fā)信號系統(tǒng)28的另一實施例。包括
源2和探測器4的類似于成像設(shè)備的技術(shù)裝備未在圖10中示出。發(fā)信號系 統(tǒng)包括與圖4中描述的光源相似的多個光源40。在圖10的實施例中，在地 面38的整個區(qū)域上提供光源40?？刂茊卧?0向光源40提供控制信號(圖 10中29所表示的)，以響應(yīng)所預(yù)測的散射輻射的空間分布，所述光源對其 作出響應(yīng)提供可見光形式的可感知信號34。這個所說明的實施例發(fā)信號系 統(tǒng)28還包括感測設(shè)備72，其用于感測個人的位置并且對其作出響應(yīng)向發(fā)信 號系統(tǒng)28的控制單元30提供位置信號74。該實施例中的感測設(shè)備72包括 至少一個光感測元件80，例如，四個光感測元件80。光感測元件80接收 從光源40所發(fā)射的光。根據(jù)個人的位置，將所述至少一個光感測元件80 中的至少一個遮蔽。響應(yīng)所述遮蔽，由感測設(shè)備72生成位置信號。
控制單元30向至少一個聲信號源78提供控制信號29'，以響應(yīng)所預(yù)測 的散射輻射的空間分布和位置信號74。響應(yīng)控制信號29'，所述至少一個聲 信號源78生成聲信號76。在該實施例中，可感知信號34之一為聲信號76， 以及可感知信號34之一為從光源40所發(fā)射的光(未示出)。
可以對圖7、圖8、圖9或圖10中所示的實施例的控制單元加以配置， 以提供控制信號，使得聲信號源生成指示所預(yù)測的散射輻射的空間分布的 調(diào)值。例如，可以通過與所預(yù)測的較高劑量率相對應(yīng)的上升的調(diào)值在聽覺 上警告接近高危險帶的人員。
根據(jù)圖1，已經(jīng)討論了用于預(yù)測散射輻射的空間分布的預(yù)測設(shè)備和預(yù)測 方法的實施例。以下，提出預(yù)測設(shè)備16或者預(yù)測方法的其他實施例，其可 有利地用于對象7的更精練的算法表示。關(guān)于所預(yù)測的散射輻射的空間分 布，圖11和12中示出了從照射體模而產(chǎn)生散射的實例，其提供了從非常 簡單的患者模型所發(fā)射的散射輻射的可視化， 一個40cm的水圓柱體82。 圖11示出了水圓柱體82的前視圖，圖12示出了水圓柱體82的側(cè)視圖。 在圖11中，線表示光子軌跡，點表示了由于散射所導致的光子方向的改變。 照明與源2所提供的扇形束84相對應(yīng)。扇形束84覆蓋圓柱體28的整個截 面。將探測器4放置在正對所述源2。
在一個實施例中，利用患者上的結(jié)構(gòu)光以及探測投影模式的變形經(jīng)由 光學掃描獲得有關(guān)患者形狀的具體的幾何形狀信息。圖13示出了適于此目的的預(yù)測設(shè)備16的示例。預(yù)測設(shè)備包括光源86，其用于將結(jié)構(gòu)光88投影 到對象7上，即在所說明的實施例中投影到患者上，由此生成對象7上的 光模式。圖14示出了在空臺12上的所投影的光模式，即棋盤格光模式90 的示例性實施例。圖15示出了在空臺12上的所投影的光模式，即條紋光 模式92的示例性實施例。利用例如相機的掃描設(shè)備94來掃描通過對象7 而使其變形的所投影的光模式90、 92。預(yù)測單元14根據(jù)所掃描的變形模式 計算至少一個對象相關(guān)參數(shù)，例如，至少一個對象厚度、對象形狀，對象 質(zhì)量等。
在另一個精練的實施例中，修改例如患者"具體化"的至少一個對象 的算法表示以及預(yù)測的成像配置，以響應(yīng)同一對象的己經(jīng)獲取的X射線圖 像。另外，修改諸如患者"具體化"的至少一個對象的算法表示以及預(yù)測 的成像配置，以響應(yīng)已經(jīng)執(zhí)行的所預(yù)測的散射輻射的空間分布。在這個意 義上的"修改"包括分別精細調(diào)節(jié)對象的算法表示以及成像的配置。
圖16示出了包括發(fā)信號系統(tǒng)28的移動X射線檢查設(shè)備96，所述發(fā)信 號系統(tǒng)包括控制單元30，其用于提供控制信號29，以響應(yīng)所預(yù)測的散射 輻射的空間分布；以及發(fā)信號單元32，其用于提供至少一個可感知信號， 以響應(yīng)控制信號，所述至少一個可感知信號指示了所預(yù)測的散射輻射的空 間分布。可選地，移動X射線檢查設(shè)備96可包括用于提供控制信號的控制 單元30，以響應(yīng)所測量的輻射的空間分布，如本文所說明的?？蛇x地，移 動X射線檢查設(shè)備96可包括用于提供控制信號的控制單元30，以響應(yīng)所 預(yù)測和所測量的輻射的空間分布，如本文所說明的。發(fā)信號單元的一個合 適的實施例為顯示設(shè)備，例如根據(jù)圖3所描述的顯示設(shè)備。但是，可在移 動X射線檢査設(shè)備中實現(xiàn)上述的發(fā)信號單元的其他實施例，例如發(fā)信號單 元包括光源40，用于將指示了散射輻射的空間分布的模式投影到地面38上 (未示出)。另外，移動X射線檢查設(shè)備可包括具有預(yù)測單元14的散射預(yù) 測設(shè)備16。有關(guān)根據(jù)其他實施例而討論的并且指示為相同的參考標記的特 征的細節(jié)將不再重復(fù)?？蓞⒖妓銎渌麑嵤├?。如果技術(shù)上可能的話，可 以在移動X射線檢查設(shè)備中包括以上實施例的任何其他特征。
圖17示出了發(fā)信號系統(tǒng)28的另一實施例，所述發(fā)信號系統(tǒng)包括控制 單元30用于提供控制信號29，以響應(yīng)所測量的散射輻射的空間分布。圖17中未示出用于提供至少一個可感知信號以響應(yīng)控制信號29的發(fā)信號單
元，但其可以適當?shù)姆绞蕉O(shè)計，例如根據(jù)本文公開的發(fā)信號單元的任何
實施例。發(fā)信號系統(tǒng)28還包括輻射傳感器62用于感測指示散射輻射的空 間分布的福射。具體而言，圖17的輻射傳感器62為X射線輻射傳感器用 于直接感測散射的X射線輻射98?？刂茊卧?0提供控制信號29，以響應(yīng) 所感測的輻射98。在圖17所示的實施例中，輻射傳感器62為可位于襯衫 99的口袋中的移動輻射傳感器。從輻射傳感器62發(fā)射例如無線電信號100 的無線信號，所述無線電信號100指示所感測的輻射98?？刂茊卧?0接收 無線電信號100，所述控制單元對其響應(yīng)而生成控制信號29。應(yīng)該理解的 是，僅用于說明性目的描述無線電信號100，并且任何其他有線和無線的方 式可用于向控制單元30提供指示所感測輻射98的信號。
總結(jié)一些實施例，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對人員有價值的信息為 干預(yù)室l中不同位置的散射輻射的強度?？梢詫⑹覂?nèi)散射X射線的密度變 換成識別不同危險區(qū)域的平面圖。當將有關(guān)人員的尺寸、體重和性別的信 息輸入到從X射線的體積分布至暴露危險的地面分布的變換時，甚至可以 單獨提供這一變換。也可以在Cathlab監(jiān)測儀上示出這一圖。
在另一實施例中，周圍環(huán)境照明設(shè)備在3D對象的表面上指示了來自散 射輻射的X射線劑量率，所述3D對象例如為技術(shù)裝備或者人員的服裝。
在本發(fā)明的另一實施例中，當醫(yī)務(wù)人員進入使其暴露或者將使其暴露 于來自散射輻射的某一 X射線劑量的地面區(qū)域時，則生成聲警報音調(diào)。
例如，可照明地面區(qū)域以指示提高的來自散射輻射的X射線劑量，并 且人員穿戴生成聲警報音調(diào)的發(fā)信號系統(tǒng)。根據(jù)另一實施例，所述某一地 面區(qū)域可包括至少一個位置傳感器以探測人員的位置。所述聲學音調(diào)還可 指示劑量的數(shù)量(例如，通過調(diào)值)。為了這一目的，可由人員攜帶光傳感 器(當光傳感器探測到由地面照明源生成的光時，則生成音調(diào))或者可將 光傳感器集成到干預(yù)臺周圍的地面中(當來自地面照明源的光被進入危險 地面區(qū)域的人員遮蔽時，則生成音調(diào))，并且光傳感器必須對地面照明源的 光和顏色選擇性地敏感。
本發(fā)明可應(yīng)用于在其中人員工作在散射輻射下的所有環(huán)境。具體而言， 本發(fā)明可應(yīng)用于在X射線引導和監(jiān)測下的所有微創(chuàng)千預(yù)。針對Cathlabs提出了示例性實施例。本發(fā)明可作為額外的特征和擴展包安裝在所有現(xiàn)存的
Cathlab干預(yù)室中，或者捆綁于新的設(shè)施上。對散射輻射危險區(qū)域的計算可 以在與Cathlab成像儀鏈接的干預(yù)工作站上執(zhí)行。可以在干預(yù)室1中相應(yīng)支 架上的監(jiān)測儀上示出所識別的危險區(qū)域和所預(yù)期的人員暴露的劑量水平， 或者使用所識別的危險區(qū)域和所預(yù)期的人員暴露的劑量水平來控制房間中 能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)化的信息投影到房間的地面上的周圍環(huán)境照明元件。
無論如何提供指示了所預(yù)測的散射輻射的空間分布的可感知信號，可 感知信號可以給出關(guān)于諸如光楔和光閘放置的劑量意識步驟的成功的直接 反饋，其對于圖像質(zhì)量以及患者和人員暴露均有益處。
特別地，可以使用具有實時更新的預(yù)測的地面投影的組合(包括聲學 警報)，以強烈地改善對于人員的劑量意識，并且因此，作為動機而使用所 有可得到的劑量防護工具。還提出具備有這一額外特征的專用Cathlabs作 為用于講授劑量意識的重要工具。
盡管已經(jīng)在附圖和上述描述中詳細說明和描述了本發(fā)明，但是應(yīng)將這 種說明和描述視為說明性或者示例性，而非限制性的；本發(fā)明不受到所公 開實施例的限制。
例如，本發(fā)明不限于使用X射線作為輻射。而是，本發(fā)明包括輻射的 其他類型。因此，所說明的實施例可以通過適于所預(yù)期的研究類型的任何 其他輻射而實現(xiàn)，例如中子輻射。
另外，盡管在一些附圖中，已經(jīng)描述了包括輻射源和探測器的成像儀 用于說明性目的，但是應(yīng)該理解上述實施例的任何一個都不受到所描述類 型的成像儀的限制。而是，任何實施例都可以與具有輻射源和被輻射照射 的對象7的構(gòu)造一同執(zhí)行。另外，如果技術(shù)上可能的話，任何所提出的方 面和實施例都可以與生成散射輻射的構(gòu)造一同執(zhí)行。
另外，盡管所說明的實施例涉及意欲研究人類的實施例，但應(yīng)該理解 的是本發(fā)明和本文描述的實施例可用于人員在散射輻射下工作的任何其他 環(huán)境中。這樣的另一種環(huán)境的例子例如為使用X射線衍射裝置(例如)用 于表征材料的科學實驗室。在這種環(huán)境中，本發(fā)明可用于校準需要手動交 互的X射線衍射裝置。
通過研究附圖、說明書和所附權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在實踐所要求保護的本發(fā)明的過程當中理解并實施針對所討論的實施例的其他變 形。在權(quán)利要求中，"包括" 一詞不排除其他元件或者步驟，并且單數(shù)冠詞 "一"或"一個"不排除多個。單個處理器或其他單元可實現(xiàn)權(quán)利要求中 引用的若干項的功能。另外， 一般而言，執(zhí)行多于一個方法的單元可以由 兩個分別的單元所表示，所述兩個單元的每一個執(zhí)行兩個或多個方法中的 一個。在互不相同的附屬權(quán)利要求中引用某些方法這一事實不表示使用這 些方法的組合是不利的?？梢詾樵诒緦＠暾堉兴枋龅拿恳粋€方法的實 施例提供計算機程序產(chǎn)品，其中，計算機程序產(chǎn)品允許處理器執(zhí)行相應(yīng)的 方法的實施例。計算機程序可存儲/分布在合適的介質(zhì)上。連同其他硬件而 提供，或者作為其他硬件的一部分而提供，但是也可以其他形式分布，例 如經(jīng)由因特網(wǎng)或者其他有線或無線通信系統(tǒng)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何參 考標記解釋為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)信號系統(tǒng)，包括控制單元(30)，其用于提供控制信號(29)，以響應(yīng)所預(yù)測和/或所測量的散射輻射的空間分布；以及發(fā)信號單元(32)，其用于提供至少一個可感知信號(34)，以響應(yīng)所述控制信號(29)，所述至少一個可感知信號指示所述散射輻射的空間分布。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)信號系統(tǒng)，其中所述發(fā)信號單元(32)包括顯示設(shè)備(13， 50)，其用于顯示所述至少 一個可感知信號中的至少一個。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)信號系統(tǒng)，其中所述至少一個可感知信號(34)中的至少一個為地面上的光模式(36);以及所述發(fā)信號單元(32)包括至少一個光源(40)，其用于生成所述光模式。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)信號系統(tǒng)，其中所述至少一個可感知信號(34)中的至少一個為對象表面上的光模式 (36);以及所述發(fā)信號單元(32)包括至少一個光源，其用于生成所述光模式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)信號系統(tǒng)，還包括感測設(shè)備(72)，其用于感測個人的位置，以及對其做出響應(yīng)向所述控 制單元(30)提供位置信號；其中所述至少一個可感知信號(34)中的至少一個為聲信號(76)，所述聲 信號(76)指示在所述個人的位置處所述散射輻射的空間分布；所述發(fā)信號單元(32)包括聲信號源，其用于提供所述聲信號，以響 應(yīng)所述控制單元的控制信號；提供所述控制單元(30)用于向所述聲信號源(78)提供所述控制信號(29)，以響應(yīng)所述散射輻射的空間分布和所述位置信號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)信號系統(tǒng)，還包括輻射傳感器(62)，其用于感測指示所述散射輻射的空間分布的輻射(64);其中提供所述控制單元(30)用于提供所述控制信號(29)，以響應(yīng)所述感 測的輻射。
7、 一種發(fā)信號方法，其提供指示散射輻射的空間分布的至少一個可感 知信號(34)。
8、 一種用于預(yù)測散射輻射的空間分布的方法，所述方法包括 提供至少一個對象相關(guān)參數(shù)(18)，其與經(jīng)受輻射的對象(7)相關(guān)； 提供至少一個輻射相關(guān)參數(shù)(22)，其與所述輻射相關(guān)；預(yù)測散射輻射的分布，其通過考慮所述至少一個對象相關(guān)參數(shù)和所述至少一個輻射相關(guān)參數(shù)而由所述輻射的散射在所述對象(7)的周圍中而生
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述至少一個對象相關(guān)參數(shù)(18) 中的至少一個為所述對象的算法表示的參數(shù)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括在使所述對象(7)經(jīng)受所述輻射的基礎(chǔ)上，測量散射輻射和/或獲取圖 像數(shù)據(jù)；其中預(yù)測散射輻射的分布還包括考慮所述測量的散射輻射和/或所述圖像數(shù)
11、根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，提供至少一個對象相關(guān)參數(shù) 包括獲取所述對象(7)的至少一部分的圖像，并且提供所述至少一個對象 相關(guān)參數(shù)中的至少一個，以響應(yīng)所述圖像。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，利用結(jié)構(gòu)光照射所述對象(7) 的表面部分，且所述圖像為所述對象的所述表面部分的圖像。
13、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，預(yù)測所述散射輻射的空間分 布包括對所述輻射的所述散射的Monte-Carlo仿真。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，通過疊加預(yù)先計算的Monte-Carlo 結(jié)果來預(yù)測所述散射輻射的空間分布。
15、 一種操作散射預(yù)測設(shè)備的方法，包括 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法來預(yù)測散射輻射的空間分布； 對其做出響應(yīng)，提供至少一個可感知信號(34)，所述至少一個可感知信號指示了所述預(yù)測的散射輻射的空間分布。
16、 一種計算機程序產(chǎn)品，其允許處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求8的所述 方法。
17、 一種散射預(yù)測設(shè)備，包括預(yù)測單元(14)，其用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，以便提供所 述預(yù)測的散射輻射(27)的空間分布的信號表示。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的散射預(yù)測設(shè)備，還包括 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)信號系統(tǒng)；所述預(yù)測(14)用于向所述發(fā)信號系統(tǒng)的所述控制單元提供所述預(yù)測 的散射輻射的空間分布的所述信號表示。
19、 一種用于在X射線監(jiān)測下執(zhí)行干預(yù)的干預(yù)室，所述干預(yù)室(1)包 括根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)信號系統(tǒng)(28)。
20、 一種移動X射線檢查設(shè)備(96)，其包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā) 信號系統(tǒng)(28)。
全文摘要
散射輻射具有非直觀的性質(zhì)。提出一種發(fā)信號系統(tǒng)(28)，其提供指示所預(yù)測或者所測量的散射輻射的空間分布的可感知信號(34)。實施例為在暴露于散射輻射的環(huán)境中工作的人員提供了對散射輻射暴露的個人危險的簡便的評估。一種用于預(yù)測散射輻射的分布的方法考慮至少一個對象相關(guān)參數(shù)(18)和至少一個輻射相關(guān)參數(shù)(22)，以及對其作出響應(yīng)，預(yù)測散射輻射的分布。
文檔編號A61N5/10GK101678211SQ200880006139
公開日2010年3月24日 申請日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者C·博伊默, C·赫爾曼, H·萊曼, J·布朗東, K·J·恩格爾, N·康拉茨, O·艾卡波特, R·基維特, S·G·赫曼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司