X射線成像設(shè)備及其控制方法
【專利摘要】這里公開了一種X射線成像設(shè)備及其控制方法，其中，通過觸摸傳感器測量被壓縮的胸部的區(qū)域，并控制準(zhǔn)直器使得X射線發(fā)射區(qū)域?qū)?yīng)于被壓縮的胸部的測量的區(qū)域，藉此，可以減小用于執(zhí)行X射線成像的工作流程，并且可以緩解由于胸部壓縮引起的對象的疼痛。X射線成像設(shè)備包括：X射線源，產(chǎn)生X射線并使用產(chǎn)生的X射線照射對象；準(zhǔn)直器，調(diào)節(jié)從X射線源產(chǎn)生的X射線的發(fā)射區(qū)域；X射線檢測器，檢測已穿過對象的X射線，以獲取X射線數(shù)據(jù)；觸摸傳感器，設(shè)置在X射線檢測器上方；壓迫槳，壓縮放置在觸摸傳感器上的對象；準(zhǔn)直器控制單元，基于觸摸傳感器的輸出值計算被壓縮的對象的位置和尺寸并基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器。
【專利說明】X射線成像設(shè)備及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及一種X射線成像設(shè)備及其控制方法，所述X射線成像設(shè)備通過使X射線穿過對象來產(chǎn)生X射線圖像。
【背景技術(shù)】
[0002]X射線成像設(shè)備是使用X射線照射對象并利用已穿過所述對象的X射線獲取對象的內(nèi)部的圖像的裝置。X射線的穿透性根據(jù)構(gòu)成對象的材料的屬性而改變，因此可通過檢測已穿過所述對象的X射線的強(qiáng)度來對對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)成像。
[0003]在這些X射線成像設(shè)備中，乳腺攝影設(shè)備檢查作為對象的胸部。胸部包含乳腺組織和脂肪組織，因此X射線成像需要在使用壓迫槳壓縮置于X射線源和X射線檢測器之間的胸部的狀態(tài)下被執(zhí)行，以獲得清楚地示出胸部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X射線圖像。
[0004]放射科醫(yī)師在對象的胸部被壓縮的狀態(tài)下手動地調(diào)節(jié)X射線的發(fā)射區(qū)域，因此，X射線成像所需的工作流程(workflow)增加且由于胸部壓縮引起的對象的痛苦也增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的一方面在于提供一種X射線成像設(shè)備以及用于其的控制方法，其中，通過觸摸傳感器測量被 壓縮的胸部的區(qū)域，并控制準(zhǔn)直器使得X射線發(fā)射區(qū)域?qū)?yīng)于被壓縮的胸部的測量的區(qū)域，藉此，可以減小用于執(zhí)行X射線成像的工作流程，并且可以緩解由于胸部壓縮引起的對象的疼痛。
[0006]本發(fā)明的其他方面將部分地在下面的描述中闡述，部分地將通過所述描述顯而易見，或者可通過本發(fā)明的實施而了解。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種X射線成像設(shè)備，包括:X射線源,產(chǎn)生X射線并使用產(chǎn)生的X射線照射對象；準(zhǔn)直器，調(diào)節(jié)從X射線源產(chǎn)生的X射線的發(fā)射區(qū)域；χ射線檢測器，檢測已穿過對象的X射線，以獲取X射線數(shù)據(jù)；觸摸傳感器，設(shè)置在X射線檢測器上方；壓迫槳，壓縮放置在觸摸傳感器上的對象；準(zhǔn)直器控制單元，基于觸摸傳感器的輸出值計算被壓縮的對象的位置和尺寸，并基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器。
[0008]準(zhǔn)直器控制單元可根據(jù)被壓縮的對象的位置和尺寸確定對象區(qū)域，并設(shè)置與對象區(qū)域?qū)?yīng)的X射線發(fā)射區(qū)域。
[0009]準(zhǔn)直器控制單元可控制準(zhǔn)直器，使得從X射線源產(chǎn)生的X射線被發(fā)射到設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域。
[0010]X射線成像設(shè)備還可包括圖像控制器，所述圖像控制器從X射線數(shù)據(jù)消除由于觸摸傳感器引起的誤差。
[0011]準(zhǔn)直器可包括沿著X軸方向可移動的至少一個葉片以及用于驅(qū)動所述至少一個葉片的至少一個驅(qū)動單元。
[0012]所述至少一個驅(qū)動單元可根據(jù)從準(zhǔn)直器控制單元發(fā)送的控制信號使所述至少一個葉片沿著X軸方向移動。[0013]為了 X射線發(fā)射區(qū)域與對象區(qū)域之間的一致性，準(zhǔn)直器控制單元可計算所述至少一個葉片的位移。
[0014]準(zhǔn)直器控制單元可將控制信號發(fā)送到所述至少一個驅(qū)動單元，以使所述至少一個葉片移動所計算的位移。
[0015]準(zhǔn)直器可包括多個葉片，所述多個葉片中的每個沿著X軸方向或Y軸方向獨(dú)立地移動。
[0016]觸摸傳感器可以是從由電容式觸摸傳感器和電阻式觸摸傳感器構(gòu)成的組中選擇的至少一種。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種控制X射線成像設(shè)備的方法，所述X射線成像設(shè)備包括X射線源、準(zhǔn)直器和X射線檢測器，所述X射線源用于產(chǎn)生X射線并使用產(chǎn)生的X射線照射對象，所述準(zhǔn)直器用于調(diào)節(jié)從X射線源產(chǎn)生的X射線的發(fā)射區(qū)域，所述X射線檢測器用于檢測已穿過對象的X射線，所述方法包括:壓縮被放置在觸摸傳感器上的對象，所述觸摸傳感器被安裝在X射線檢測器上方；基于觸摸傳感器的輸出值計算被壓縮的對象的位置和尺寸；基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器。
[0018]所述控制可包括:根據(jù)被壓縮的對象的位置和尺寸確定對象區(qū)域，以及設(shè)置與對象區(qū)域?qū)?yīng)的X射線發(fā)射區(qū)域。
[0019]所述控制還 可包括控制準(zhǔn)直器使得從X射線源產(chǎn)生的X射線被發(fā)射到所設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域。
[0020]所述方法還可包括:從X射線源產(chǎn)生X射線；經(jīng)由被控制的準(zhǔn)直器發(fā)射X射線；通過X射線檢測器檢測被發(fā)射的X射線，以獲取對象的X射線數(shù)據(jù)；從對象的X射線數(shù)據(jù)消除由于觸摸傳感器引起的誤差。
[0021]準(zhǔn)直器可包括沿著X軸方向可移動的至少一個葉片。
[0022]所述控制可包括:使所述至少一個葉片沿著X軸方向移動。
[0023]所述控制可包括:為了 X射線發(fā)射區(qū)域與對象區(qū)域之間的一致性，計算所述至少一個葉片的位移。
[0024]所述控制可包括:使所述至少一個葉片移動所計算的位移。
[0025]準(zhǔn)直器可包括多個葉片，所述控制可包括使每個葉片沿著X軸方向獨(dú)立地移動。
[0026]觸摸傳感器可以是從由電容式觸摸傳感器和電阻式觸摸傳感器構(gòu)成的組中選擇的至少一種。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]通過下面結(jié)合附圖對實施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面將會變得明顯和更加易于理解，附圖中:
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的X射線成像設(shè)備的整體外部視圖；
[0029]圖2是配備有觸摸傳感器的X射線檢測單元的放大視圖；
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的X射線成像設(shè)備的控制框圖；
[0031]圖4是示出準(zhǔn)直器的構(gòu)造的控制框圖；
[0032]圖5A到圖5C是準(zhǔn)直器的俯視圖；
[0033]圖6是示出用于產(chǎn)生X射線的X射線源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的視圖；[0034]圖7是X射線源和準(zhǔn)直器的側(cè)面剖視圖；
[0035]圖8A至圖8C示出X射線發(fā)射區(qū)域的示例；
[0036]圖9是能夠校正由于觸摸傳感器引起的誤差的X射線成像設(shè)備的控制框圖；
[0037]圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的X射線成像設(shè)備的控制框圖；
[0038]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的X射線成像設(shè)備控制方法的流程圖；
[0039]圖12是示出可消除由于觸摸傳感器產(chǎn)生的誤差的X射線成像設(shè)備控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0040]現(xiàn)在將對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，本發(fā)明的實施例的示例在附圖中示出，附圖中，相同的標(biāo)號始終表示相同的元件。 [0041]以下，將參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0042]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的X射線成像設(shè)備100的整體外部視圖。圖2是配備有觸摸傳感器125的X射線檢測單元的放大視圖。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的實施例的X射線成像設(shè)備100可執(zhí)行胸部的成像。用于乳腺攝影的X射線成像設(shè)備被配置為在胸部被壓縮的狀態(tài)下根據(jù)具有乳腺組織和脂肪組織的胸部的特性發(fā)射X射線。以下，將參照圖1和圖2對X射線成像設(shè)備100的構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0044]參照圖1，X射線成像設(shè)備100包括:X射線發(fā)生器110，產(chǎn)生X射線并使用產(chǎn)生的X射線照射對象30 ；X射線檢測單元120，檢測已穿過對象30的X射線；壓迫槳107，壓縮放置在X射線檢測單元120上的對象30。X射線發(fā)生器110和X射線檢測單元120經(jīng)由連接臂103連接到機(jī)架101，并且機(jī)架101支撐X射線發(fā)生器110和X射線檢測單元120。
[0045]X射線發(fā)生器110包括:X射線源111，產(chǎn)生X射線；準(zhǔn)直器113，調(diào)節(jié)從X射線源111發(fā)射的X射線的發(fā)射區(qū)域。下面將提供對X射線源111和準(zhǔn)直器113的詳細(xì)描述。
[0046]當(dāng)對象30是胸部時，有必要通過沿著垂直于地的方向壓縮胸部來減小胸部的厚度，以獲得更清楚的、更精確的圖像。因此，胸部30位于壓迫槳107與X射線檢測單元120之間，在對象30被壓迫槳107壓縮的狀態(tài)下發(fā)射X射線。可通過操作壓迫槳調(diào)節(jié)桿105來向上移動或者向下移動壓迫槳107。
[0047]X射線檢測單元120包括X射線檢測器121，所述X射線檢測器121用于檢測已穿過對象30的X射線，將經(jīng)檢測的X射線轉(zhuǎn)換為電信號，并從所述電信號獲取X射線數(shù)據(jù)，并且所述X射線檢測單元120設(shè)置有片123，片123設(shè)置在容納X射線檢測器121的殼體上并用于安裝對象30，即，胸部。片123可以由對X射線的通過造成最小影響的材料和顏色制成。例如，片123可以是碳片。
[0048]可根據(jù)材料的成分、將所檢測的X射線轉(zhuǎn)換成電信號的方法以及獲取X射線數(shù)據(jù)的方法來對X射線檢測器進(jìn)行分類。
[0049]首先，根據(jù)材料的成分將X射線檢測器分為單元件型和混合元件型。
[0050]當(dāng)X射線檢測器屬于單元件型時，用于檢測X射線并利用檢測到的X射線來產(chǎn)生電信號的一部分以及用于讀取和處理電信號的一部分由單元件半導(dǎo)體制成或者利用單個工藝來制造。例如，單元件型X射線檢測器可以是諸如電荷耦合器件(CCD)或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的光接收元件。[0051]當(dāng)X射線檢測器屬于混合元件類型時，用于檢測X射線并利用檢測到的X射線產(chǎn)生電信號的部分以及用于讀取和處理電信號的部分由不同的材料制成或者利用不同的工藝來制造。例如，在利用諸如光電二極管或者CCD的光接收元件、或者由CdZnTe制成的光接收元件來檢測X射線、并且利用CMOS讀出的集成電路(ROIC)來讀取和處理電信號的情況下，X射線檢測器可包括檢測X射線的條形檢測器以及讀取并處理電信號的CMOS ROIC,或者可使用a-Si或a-Se平板系統(tǒng)。
[0052]此外，根據(jù)將X射線轉(zhuǎn)換成電信號的方法來將X射線檢測器分類為直接轉(zhuǎn)換類型和間接轉(zhuǎn)換類型。
[0053]在直接轉(zhuǎn)換類型中，當(dāng)發(fā)射X射線時，在光接收元件中臨時產(chǎn)生電子空穴對，并通過被施加到光接收元件的相對端的電場，電子和空穴分別遷移到正電極和負(fù)電極。就這一點(diǎn)而言，X射線檢測器將這樣的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為電信號。在直接轉(zhuǎn)換型X射線檢測器的光接收元件中使用的材料可以是a-Se、CdZnTe、Hgl2、Pbl2等。
[0054]在間接轉(zhuǎn)換類型中，閃爍體設(shè)置在光接收元件和X射線發(fā)生器之間，當(dāng)從X射線發(fā)生器發(fā)射的X射線與閃爍體反應(yīng)以釋放具有可見光波長的光子時，光接收元件感測釋放的光子并將光子轉(zhuǎn)換為電信號。光接收元件可以由Si等來制成，閃爍體可以是薄膜型GADOX閃爍體、微柱型或者針結(jié)構(gòu)類型CSI (Tl)等。
[0055]此外，根據(jù)獲取X射線數(shù)據(jù)的方法來將X射線檢測器分類為電荷積分模式和光子計數(shù)模式。電荷積分模式是這樣的方法，通過該方法，電荷被存儲特定的時間段然后從其獲得信號，光子計數(shù)模式是這樣的方法，通過該方法，每當(dāng)X射線單光子產(chǎn)生信號，能量等于或者大于閾值能量的光子被計數(shù)。
[0056]在本發(fā)明的實 施例中使用的X射線檢測器121可以是根據(jù)材料的成分、轉(zhuǎn)換成電信號的方法以及X射線數(shù)據(jù)獲取方法的上述類型中的任意類型。
[0057]X射線檢測器121獲得的X射線數(shù)據(jù)被發(fā)送到主機(jī)裝置140。主機(jī)裝置140包括:顯示器141，顯示X射線圖像；輸入單元142，用于X射線成像設(shè)備100的操作的命令通過輸入單元142被輸入。
[0058]X射線檢測單元120還包括用于感測與對象30的接觸的觸摸傳感器125。參照圖2，觸摸傳感器125設(shè)置在X射線檢測器121上方，更具體地說，設(shè)置在片123上方。因此，作為X射線成像的對象的胸部30被放置在觸摸傳感器125上，放射科醫(yī)師調(diào)節(jié)壓迫槳調(diào)節(jié)桿105，以讓壓迫槳107將胸部30壓縮到特定的厚度。
[0059]同時，為了防止在輻射中的不必要的暴露，屏蔽板10可以被安裝為將用于對患者進(jìn)行X射線成像的區(qū)域與用于放射科醫(yī)師操縱主機(jī)裝置140的區(qū)域分隔開。屏蔽板10可以由諸如鉛的吸收X射線的材料制成。如果放射科醫(yī)師視覺地檢查放置壓迫槳30的區(qū)域，移動到被定位為與用于X射線成像的區(qū)域相對的主機(jī)裝置140，調(diào)節(jié)準(zhǔn)直器113，然后操縱X射線成像設(shè)備100以將X射線發(fā)射到胸部30，則患者在胸部30被壓縮的狀態(tài)下等待很長的時間。
[0060]然而，在根據(jù)本發(fā)明的實施例的X射線成像設(shè)備100中，觸摸傳感器125感測胸部30被放置的區(qū)域，準(zhǔn)直器113根據(jù)觸摸傳感器125的感測結(jié)果自動地被控制。因此，患者等待時間可減小，并且可以最小化不必要的X射線發(fā)射。
[0061]圖3是X射線成像設(shè)備100的控制框圖。在圖3中，實線表示數(shù)據(jù)流，虛線表示X射線流。以下，將參照圖3描述X射線成像設(shè)備100的特定操作。
[0062]如上所述，當(dāng)壓迫槳107壓縮胸部30時，觸摸傳感器125感測觸摸傳感器125的接觸胸部30的區(qū)域。
[0063]觸摸傳感器125可以是電容式觸摸傳感器或者電阻式觸摸傳感器。電容式觸摸傳感器感測在人體中產(chǎn)生的靜電。當(dāng)觸摸傳感器125屬于電容式時，由ITO形成的透明電極分別被涂覆在基底的相對表面上，電壓被施加到基底的四個角落，從而電流在觸摸傳感器125的表面中流動。就這一點(diǎn)而言，當(dāng)胸部30接觸觸摸傳感器125時，觸摸傳感器125的接觸胸部30的區(qū)域的電容改變。因此，可以從觸摸傳感器125的輸出值確定胸部30被放置在觸摸傳感器125上的區(qū)域(以下稱為“對象區(qū)域”)。
[0064]電阻觸摸傳感器感測被施加到觸摸傳感器的壓力。當(dāng)觸摸傳感器125屬于電阻式時，由ITO形成的透明電極分別被涂覆在兩個基底上，這兩個基底通過多個間隔體彼此隔開，從而各個基底的被涂覆的表面彼此面對。就這一點(diǎn)而言，當(dāng)胸部30接觸觸摸傳感器125時，由于所述兩個基底受到胸部30的壓力而彼此接觸，所以在觸摸傳感器125接觸胸部30的區(qū)域中出現(xiàn)電流和電阻的變化。因此，可從觸摸傳感器125的輸出值確定對象區(qū)域。
[0065]電容觸摸傳感器和電阻觸摸傳感器被提供僅僅是為示出性的目的，觸摸傳感器125的結(jié)構(gòu)或者感測方法不限于上面的實施例。即，能夠感測與對象30的接觸的任意觸摸傳感器可以被用作觸摸傳感器125。
[0066]觸摸傳感器125的輸出值被發(fā)送到準(zhǔn)直器控制單元131，接收觸摸傳感器125的輸出值的準(zhǔn)直器控制單元131可以通過分析被發(fā)送的輸出值來計算胸部30的位置和尺寸。然后，胸部30被放置在觸摸傳感器125上的區(qū)域(即，對象區(qū)域)根據(jù)胸部30的位置和尺寸被確定。
[0067]如圖1中所示，準(zhǔn)直器113設(shè)置在X射線源111的前方并因而可調(diào)節(jié)從X射線源111發(fā)射的X射線的發(fā)射區(qū)域。因此，準(zhǔn)直器控制單元131控制準(zhǔn)直器113，以使從X射線源111發(fā)射的X射線的發(fā)射區(qū)域?qū)?yīng)于對象區(qū)域。具體地說，準(zhǔn)直器控制單元131設(shè)置與對象區(qū)域?qū)?yīng)的X射線發(fā)射區(qū)域，并將用于引導(dǎo)從X射線源111發(fā)射到被設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)的X射線的控制信號發(fā)送到準(zhǔn)直器113。根據(jù)本發(fā)明的實施例，X射線發(fā)射區(qū)域是觸摸傳感器125中的X射線最終到達(dá)的區(qū)域。
[0068]當(dāng)準(zhǔn)直器113被控制時，X射線從X射線源111產(chǎn)生并經(jīng)準(zhǔn)直器113被發(fā)射，發(fā)射的X射線穿過對象30和觸摸傳感器125，然后到達(dá)X射線檢測器121。X射線檢測器121將X射線轉(zhuǎn)換為電信號并獲取用于對象30的X射線數(shù)據(jù)，所獲取的X射線數(shù)據(jù)用于產(chǎn)生對象30的X射線圖像。所產(chǎn)生的X射線圖像顯示在主機(jī)裝置140的顯示器141上。
[0069]以下，將參照圖4以及圖5A至5C來詳細(xì)描述準(zhǔn)直器113的操作。
[0070]圖4是示出準(zhǔn)直器113的構(gòu)造的控制框圖。圖5A到圖5C是準(zhǔn)直器113的俯視圖。
[0071]準(zhǔn)直器113包括至少一個可移動的葉片，葉片由具有高帶隙的材料制成并因而可吸收X射線?？梢栽谌~片移動的同時調(diào)節(jié)所述X射線發(fā)射區(qū)域，準(zhǔn)直器113還包括用于將驅(qū)動力提供給葉片的驅(qū)動單元。
[0072]準(zhǔn)直器控制單元131計算每個葉片的位移，以將X射線發(fā)射到被設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域，并將用于使葉片運(yùn)動所述計算的位移的控制信號發(fā)送到每個驅(qū)動單元。
[0073]根據(jù)實施例，如圖4中示出，準(zhǔn)直器113可包括四個葉片，即，第一葉片113a、第二葉片113b、第三葉片113c和第四葉片113d以及將驅(qū)動力提供給各個葉片的四個驅(qū)動單元(g卩，第一驅(qū)動單元113a'、第二驅(qū)動單元113b'、第三驅(qū)動單元113c'和第四驅(qū)動單元113d')。通過與其對應(yīng)的各個驅(qū)動單元，所述葉片可以每個均獨(dú)立地移動。每個驅(qū)動單元可以由電機(jī)制成，直線電機(jī)可以用作葉片直線移動時的驅(qū)動單元。
[0074]圖5A中示出的準(zhǔn)直器113具有各自具有四角形的形狀的第一葉片113a、第二葉片113b、第三葉片113c和第四葉片113d。第一葉片113a和第二葉片113b可沿著X軸的相對的方向各自獨(dú)立地運(yùn)動，第三葉片113c和第四葉片113d可沿著Y軸的相對的方向各自獨(dú)立地運(yùn)動。根據(jù)本發(fā)明的實施例，經(jīng)由通過四個葉片形成的空的空間R來發(fā)射X射線，空的空間R被表示為X射線穿透區(qū)域。
[0075]X射線發(fā)射區(qū)域意味著觸摸傳感器125上被X射線發(fā)射的區(qū)域，因此，X射線穿透區(qū)域R可以或者可以不與X射線發(fā)射區(qū)域一致。具體地說，當(dāng)從X射線源111產(chǎn)生的X射線沿著直線被發(fā)射時，X射線穿透區(qū)域R和X射線發(fā)射區(qū)域可以彼此一致。另一方面，當(dāng)X射線以錐形波束的形式被輻射時，X射線穿透區(qū)域R和X射線發(fā)射區(qū)域彼此不一致。雖然X射線穿透區(qū)域R不與X射線發(fā)射區(qū)域一致，但是可以基于這兩個區(qū)域之間的關(guān)系，通過調(diào)節(jié)X射線穿透區(qū)域R來調(diào)節(jié)X射線發(fā)射區(qū)域。
[0076]準(zhǔn)直器113的結(jié)構(gòu)不限于圖5A中示出的實施例，如果需要，準(zhǔn)直器113可具有各種形狀。
[0077]例如，如圖5B中所示，橢圓形的槽可以形成在第一葉片113a的一側(cè)從而X射線發(fā)射區(qū)域最接近于對象區(qū)域，即，胸部的區(qū)域。通過這樣的構(gòu)造，可最小化到達(dá)胸部之外區(qū)域的不必要的X射線的發(fā)射。
[0078]此外，如圖5C中所示，第一葉片113a可以以多個葉子的形式來設(shè)置，從而X射線發(fā)射區(qū)域可以被更精確地調(diào)節(jié)。
[0079]雖然圖5A到圖5C示出了準(zhǔn)直器113包括四個葉片，但是這僅僅是為了示出性的目的而提供的。即，準(zhǔn)直器113的葉片的形狀和數(shù)量并不被具體地限制，如果需要，葉片可以以各種數(shù)量來構(gòu)造。
[0080]當(dāng)完成對準(zhǔn)直器130的控制時，從X射線源111產(chǎn)生X射線，所產(chǎn)生的X射線穿過X射線穿透區(qū)域R，然后被發(fā)射到由準(zhǔn)直器控制單元131設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域。
[0081]圖6是示出用于產(chǎn)生X射線的X射線源111的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的視圖。圖7是X射線源111和準(zhǔn)直器113的側(cè)剖視圖。
[0082]X射線源111可以被實現(xiàn)為由正電極和負(fù)電極制成的雙電極真空管(111a)。X射線管(Illa)的內(nèi)部被抽空到大約IOmmHg的高真空態(tài)，負(fù)電極的燈絲Ille被加熱到高溫以產(chǎn)生熱電子。燈絲Ille可以由鎢制成，可通過將IOV的電壓和大約3A到大約5A的電流施加到連接到燈絲Ille的電線Illf來加熱燈絲I lie。
[0083]此外，當(dāng)將大約10到大約300kVp (千伏峰值)的高電壓施加在負(fù)電極Illd和正電極Illb之間時，熱電子被加速并與正電極Illb的靶材料Illc碰撞，從而產(chǎn)生X射線。所產(chǎn)生的X射線經(jīng)由窗口 Illi被發(fā)射到外部，鈹(Be)薄膜可以被用作窗口 llli。就這一點(diǎn)而言，與靶材料Illc碰撞的熱電子的能量主要作為熱來消散，剩余的能量被轉(zhuǎn)化為X射線。
[0084]正電極Illb主要由銅制成，靶材料Illc設(shè)置在面向負(fù)電極Illc的正電極Illb的一側(cè)，祀材料Illc可以是諸如Cr、Fe、Co、N1、W、Mo等的高電阻材料?？梢酝ㄟ^旋轉(zhuǎn)場來使圖6中示出的靶材料Illc旋轉(zhuǎn)，當(dāng)靶材料Illc旋轉(zhuǎn)時，電子沖擊面積增加且每單位面積的熱容量可以是靶材料Illc處于固定狀態(tài)時的熱容量的10倍或者更多倍。
[0085]在X射線管的負(fù)電極與正電極之間施加的電壓被稱為管電壓，電壓的幅度可以以峰值千伏(kVp)表示。當(dāng)管電壓增加時，熱電子的速度增加，從而，熱電子與靶材料碰撞，并且因此X射線的能量(光子的能量)增加。在X射線管中流動的電流被稱為管電流，并且可被表示為平均電流強(qiáng)度(mA)。當(dāng)管電流增加時，從燈絲釋放的熱電子的數(shù)量增加，并且因此熱電子與靶材料碰撞，因而一劑(a dose of)產(chǎn)生的X射線(X射線光子的數(shù)量)增加。
[0086]因此，可以通過管電壓來控制X射線的能量，可通過控制管電流和X射線曝光時間來控制X射線的強(qiáng)度或者劑量。
[0087]X射線源111可發(fā)射單色的X射線或者多色的X射線。當(dāng)X射線源111發(fā)射多色的X射線時，X射線的能帶可以通過上限和下限來限定。
[0088]可通過管電壓的幅度來控制能帶的上限(即發(fā)射的X射線的最大能量)，可通過X射線發(fā)生器110的內(nèi)部或者外部的濾波器來控制能帶的下限(即發(fā)射的X射線的最小能量)。通過由濾波器過濾具有低能帶的X射線來增加發(fā)射的X射線的平均能量。
[0089]此外，X射線成像設(shè)備100可包括控制X射線發(fā)射的參數(shù)(例如，管電壓、管電流、正電極的靶材料、曝光時間、閾值能量和濾波器中的至少一個的參數(shù))的自動曝光控制器(AEC)。AEC用于最優(yōu)化X射線發(fā)射條件，以適合將要被X射線成像的實際對象，AEC可通過分析對象的的預(yù)拍攝圖像(pre-shot image)來設(shè)置對于對象的特性優(yōu)化的參數(shù)。
[0090]如圖7中所示，當(dāng)從X射線源111產(chǎn)生的X射線穿過準(zhǔn)直器113的X射線穿透區(qū)域R時，X射線發(fā)射區(qū)域 被控制。朝著由準(zhǔn)直器控制單元131設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域外部的區(qū)域引導(dǎo)的X射線被第一葉片113a、第二葉片113b、第三葉片113c和第四葉片113d吸收并被屏蔽，從而X射線被發(fā)射到設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域，即，與對象區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。
[0091]雖然圖7示出了單個準(zhǔn)直器，但是可以沿著垂直方向配置多個準(zhǔn)直器，從而可以控制多個X射線發(fā)射區(qū)域。
[0092]圖8A至圖8C示出X射線發(fā)射區(qū)域的示例。圖8A至圖8C是觸摸傳感器125的俯視圖。
[0093]當(dāng)準(zhǔn)直器113的X射線穿透區(qū)域R具有圖5A中示出的四角形形狀時，X射線發(fā)射區(qū)域也被調(diào)節(jié)為具有四角形形狀。當(dāng)由觸摸傳感器125感測的對象區(qū)域30R如圖8A中所示時，圖5A中示出的第一葉片113a可以沿著X軸方向運(yùn)動，從而X射線被發(fā)射到圖8A中示出的發(fā)射區(qū)域30R'。
[0094]在另一實施例中，如圖8B中所示，當(dāng)由觸摸傳感器125感測的對象區(qū)域30R沿著Y方向具有窄的寬度時，圖5A中示出的第一葉片113a可以沿著-X軸方向運(yùn)動，第三葉片113c可以沿著-Y軸方向運(yùn)動，第四葉片113d可以沿著Y軸方向運(yùn)動，從而X射線被發(fā)射到圖8B中示出的發(fā)射區(qū)域30R'。
[0095]同時，當(dāng)準(zhǔn)直器113形成如圖5B和圖5C中示出的半橢圓形X射線穿透區(qū)域R時，X射線發(fā)射區(qū)域30R'與圖SC中示出的對象區(qū)域30R幾乎一致，因此X射線朝著不需要的區(qū)域的發(fā)射可以被最小化，并且還可減小輻射曝光劑量。
[0096]圖9是能夠校正由于觸摸傳感器125引起的誤差的X射線成像設(shè)備100的控制框圖。[0097]如上所述，通過X射線檢測器121獲取的X射線數(shù)據(jù)被用來產(chǎn)生對象30的X射線圖像。為了該操作，X射線成像設(shè)備100還可包括利用X射線數(shù)據(jù)產(chǎn)生對象30的X射線圖像的圖像控制器132。圖像控制器132從所發(fā)射的X射線數(shù)據(jù)去除由于觸摸傳感器125而
產(chǎn)生的誤差。
[0098]具體地說，即使觸摸傳感器125是透明的，X射線也可在穿過觸摸傳感器125的同時部分地衰減。因此，圖像控制器132可從從X射線檢測器121發(fā)送的X射線數(shù)據(jù)去除由觸摸傳感器125引起的衰減影響，藉此可以產(chǎn)生具有更好的品質(zhì)的X射線圖像。
[0099]例如，圖像控制器132可預(yù)先存儲根據(jù)諸如X射線的能量、X射線的曝光量等的X射線成像條件的用于由觸摸傳感器125引起的衰減效應(yīng)的去除算法，并可通過將預(yù)先存儲的算法應(yīng)用到經(jīng)由朝著對象30的X射線的發(fā)射而獲取的X射線數(shù)據(jù)來去除由觸摸傳感器125引起的衰減影響。
[0100]在上面描述的實施例中，利用觸摸傳感器125確定對象區(qū)域。然而，在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的X射線成像設(shè)備中，可以利用相機(jī)捕獲對象的圖像并可從所捕獲的圖像確定對象區(qū)域。
[0101]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的X射線成像設(shè)備200的控制框圖。
[0102]參照圖10，X射線成像設(shè)備200包括:X射線發(fā)生器210，包括X射線源211和準(zhǔn)直器213 ;成像單元240，執(zhí)行對對象的成像；X射線檢測器221，檢測已經(jīng)穿過對象的X射線；準(zhǔn)直器控制單元231，利用由 成像單元240捕獲的圖像來確定對象區(qū)域并控制準(zhǔn)直器213。
[0103]上面已經(jīng)描述了 X射線發(fā)生器210和X射線檢測器221，因此這里將省略對其的詳細(xì)描述。此外，不包括觸摸傳感器125的圖1中不出的外視圖也可被應(yīng)用于本實施例。
[0104]當(dāng)對象(例如，胸部)被壓迫槳107壓縮時，成像單元240執(zhí)行對對象的成像。成像單元240需要對X射線檢測器121上的對象的位置成像，因此成像單元240可被安裝在X射線檢測器221上方。例如，成像單元240可以被安裝在X射線發(fā)生器210的一部分上。
[0105]所捕獲的圖像被發(fā)送到準(zhǔn)直器控制單元231，準(zhǔn)直器控制單元231基于所捕獲的圖像確定對象區(qū)域。即，確定X射線檢測器221上的對象的位置。
[0106]準(zhǔn)直器控制單元231控制準(zhǔn)直器213，使得從X射線源211產(chǎn)生的X射線的發(fā)射區(qū)域?qū)?yīng)于對象區(qū)域。上面已經(jīng)提供了對準(zhǔn)直器213的控制的詳細(xì)描述。
[0107]以下，將根據(jù)本發(fā)明的實施例描述X射線成像設(shè)備控制方法。
[0108]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制X射線成像設(shè)備控制方法的流程圖。
[0109]參照圖11，首先，放置在觸摸傳感器125上的對象被壓縮(操作311)。就這一點(diǎn)而言，對象是胸部并且觸摸傳感器125可以是電容式觸摸傳感器或者電阻式觸摸傳感器。為了獲得高品質(zhì)的X射線圖像，對象需要被盡可能薄地壓縮，但是通過考慮患者的情況和胸部的狀況來確定壓縮的強(qiáng)度。
[0110]隨后，基于觸摸傳感器125的輸出值計算被壓縮的對象的位置和尺寸(操作312)。根據(jù)對象的位置和尺寸來確定對象放置在觸摸傳感器125上的區(qū)域(即對象區(qū)域)。
[0111]然后，控制準(zhǔn)直器113使得X射線的發(fā)射區(qū)域?qū)?yīng)于根據(jù)對象的位置和尺寸的對象區(qū)域(操作313)。具體地說，設(shè)置與對象區(qū)域?qū)?yīng)的X射線發(fā)射區(qū)域，并控制準(zhǔn)直器113使得X射線被發(fā)射到所設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域。
[0112]如圖1中所示，準(zhǔn)直器113被設(shè)置在X射線源111的前方，因此可調(diào)節(jié)從X射線源Ill發(fā)射的X射線的發(fā)射區(qū)域。準(zhǔn)直器113包括至少一個可移動的葉片，所述葉片可由具有高帶隙并因而吸收X射線的材料制成。X射線穿過由所述葉片形成的空的空間，所述空的空間被稱為X射線穿透區(qū)域。即，對準(zhǔn)直器113的控制表示通過葉片的運(yùn)動對X射線穿透區(qū)域的控制。
[0113]圖12是示出可消除由于觸摸傳感器產(chǎn)生的誤差的X射線成像設(shè)備控制方法的流程圖。
[0114]參照圖12，首先，壓縮放置在觸摸傳感器上的對象(操作321)。就這一點(diǎn)而言，對象是胸部并且觸摸傳感器可以是電容式觸摸傳感器或者電阻式觸摸傳感器。為了獲得高品質(zhì)的X射線圖像，對象需要被盡可能薄地壓縮，但是通過考慮患者的情況和胸部的狀況來確定壓縮的強(qiáng)度。
[0115]隨后，基于觸摸傳感器的輸出值計算被壓縮的對象的位置和尺寸(操作322)。根據(jù)對象的位置和尺寸來確定對象被放置在觸摸傳感器上的區(qū)域(即對象區(qū)域)。
[0116]然后，控制準(zhǔn)直器使得X射線的發(fā)射區(qū)域?qū)?yīng)于根據(jù)對象的位置和尺寸的對象區(qū)域(操作323)。具體地說，設(shè)置與對象區(qū)域?qū)?yīng)的X射線發(fā)射區(qū)域，并控制準(zhǔn)直器使得X射線被發(fā)射到所設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域。
[0117]當(dāng)控制準(zhǔn)直器時，X射線產(chǎn)生并經(jīng)由準(zhǔn)直器被發(fā)射(操作324)?？赏ㄟ^AEC自動地設(shè)置諸如產(chǎn)生的X射線的能量、X射線的曝光量等的X射線成像條件，或者放射科醫(yī)師可通過考慮對象的狀態(tài)直接設(shè)置X射線成像條件。當(dāng)X射線穿過準(zhǔn)直器(更具體地說，準(zhǔn)直器的X射線穿透區(qū)域R)時，X射線最終被發(fā)射到被設(shè)置為與對象區(qū)域?qū)?yīng)的X射線發(fā)射區(qū)域。根據(jù)準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)，X射線發(fā)射區(qū)域可與對象區(qū)域一致。即使X射線發(fā)射區(qū)域與對象區(qū)域不一致，但是X射線發(fā)射區(qū)域也可以最小限度地包括對象區(qū)域外的區(qū)域。
[0118]然后，通過利用X射線檢測器檢測發(fā)射的X射線來獲取對象的X射線數(shù)據(jù)(操作325)。已穿過對象和觸摸傳感器的X射線被檢測，因此所獲取的X射線數(shù)據(jù)包括由對象觸摸傳感器兩者造成的衰減影響，這成為了 X射線圖像中的誤差。
[0119]因此，從X射線數(shù)據(jù)去除由于觸摸傳感器引起的誤差(操作326)。例如，可預(yù)先存儲根據(jù)諸如X射線的能量、X射線的曝光量等的X射線成像條件的用于由觸摸傳感器引起的衰減影響的去除算法，并可通過將預(yù)先存儲的算法應(yīng)用到對象的X射線數(shù)據(jù)來去除由觸摸傳感器125引起的衰減影響。
[0120]根據(jù)在上面的實施例中描述的X射線成像設(shè)備及用于其的控制方法，可以通過觸摸傳感器測量被壓縮的胸部的區(qū)域，并且可控制準(zhǔn)直器使得X射線發(fā)射區(qū)域?qū)?yīng)于胸部的測量的區(qū)域， 藉此，可以減少用于執(zhí)行X射線成像的工作流程，并且可以緩解由于胸部壓縮引起的對象的疼痛。
[0121]此外，減小X射線的不必要的發(fā)射，因此可減小不必要的輻射曝光劑量。此外，可以最小化對象由于根據(jù)胸部的壓縮的疼痛而引起的對象的運(yùn)動，這有助于改善X射線圖像品質(zhì)。
[0122]通過以上的描述顯而易見的是，根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的實施例的X射線成像設(shè)備以及用于其的控制方法，通過觸摸傳感器測量壓縮的胸部的區(qū)域，并控制準(zhǔn)直器使得X射線發(fā)射區(qū)域?qū)?yīng)于壓縮的胸部的測量區(qū)域，藉此，可以減少用于執(zhí)行X射線成像的工作流程，并且可以緩解由于胸部壓縮引起的對象的疼痛。[0123]此外，減小X射線的不必要的發(fā)射，因此可減小不必要的輻射曝光劑量。此外，可以最小化對象由于根據(jù)胸部的壓縮的疼痛而引起的對象的運(yùn)動，這有助于改善X射線圖像品質(zhì)。
[0124]雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的一些實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離其范圍由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對這些實施例做出改變。
【權(quán)利要求】
1.一種X射線成像設(shè)備，包括: X射線源，產(chǎn)生X射線并使用產(chǎn)生的X射線照射對象； 準(zhǔn)直器，調(diào)節(jié)從X射線源產(chǎn)生的X射線的發(fā)射區(qū)域； X射線檢測器，檢測已穿過對象的X射線，以獲取X射線數(shù)據(jù)； 觸摸傳感器，設(shè)置在X射線檢測器上方； 壓迫槳，壓縮放置在觸摸傳感器上的對象； 準(zhǔn)直器控制單元，基于觸摸傳感器的輸出值計算被壓縮的對象的位置和尺寸，并基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線成像設(shè)備，其中，準(zhǔn)直器控制單元根據(jù)被壓縮的對象的位置和尺寸確定對象區(qū)域，并設(shè)置與對象區(qū)域?qū)?yīng)的X射線發(fā)射區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線成像設(shè)備，其中，準(zhǔn)直器控制單元控制準(zhǔn)直器，使得從X射線源產(chǎn)生的X射線被發(fā)射到設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線成像設(shè)備，還包括圖像控制器，所述圖像控制器從X射線數(shù)據(jù)消除由于觸摸傳感器引起的誤差。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線成像設(shè)備，其中，準(zhǔn)直器包括沿著X軸方向可移動的至少一個葉片以及用于驅(qū)動所述至少一個葉片的至少一個驅(qū)動單元， 其中，所述至少一個驅(qū)動單元根據(jù)從準(zhǔn)直器控制單元發(fā)送的控制信號沿著X軸方向移動所述至少一個葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線成像設(shè)備,其中， 為了 X射線發(fā)射區(qū)域與對象區(qū)域之間的一致性，準(zhǔn)直器控制單元計算所述至少一個葉片的位移，并將控制信號發(fā)送到所述至少一個驅(qū)動單元，以使所述至少一個葉片移動所計算的位移。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線成像設(shè)備,其中， 準(zhǔn)直器包括多個葉片，所述多個葉片中的每個沿X軸方向或Y軸方向獨(dú)立地移動。
8.—種控制X射線成像設(shè)備的方法，所述X射線成像設(shè)備包括X射線源、準(zhǔn)直器和X射線檢測器，所述X射線源用于產(chǎn)生X射線并使用產(chǎn)生的X射線照射對象，所述準(zhǔn)直器用于調(diào)節(jié)從X射線源產(chǎn)生的X射線的發(fā)射區(qū)域，所述X射線檢測器用于檢測已穿過對象的X射線，所述方法包括: 壓縮被放置在觸摸傳感器上的對象，所述觸摸傳感器被安裝在X射線檢測器上方； 基于觸摸傳感器的輸出值計算被壓縮的對象的位置和尺寸； 基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器包括: 根據(jù)被壓縮的對象的位置和尺寸確定對象區(qū)域，以及設(shè)置與對象區(qū)域?qū)?yīng)的X射線發(fā)射區(qū)域； 控制準(zhǔn)直器使得從X射線源產(chǎn)生的X射線被發(fā)射到所設(shè)置的X射線發(fā)射區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 從X射線源產(chǎn)生X射線； 經(jīng)由被控制的準(zhǔn)直器發(fā)射X射線； 通過X射線檢測器檢測被發(fā)射的X射線，以獲取對象的X射線數(shù)據(jù)；從對象的X射線數(shù)據(jù)消除由于觸摸傳感器引起的誤差。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中， 準(zhǔn)直器包括沿著X軸方向可移動的至少一個葉片。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器包括: 使所述至少一個葉片沿著X軸方向移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器還包括: 為了 X射線發(fā)射區(qū)域與對象區(qū)域之間的一致性，計算所述至少一個葉片的位移。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器包括: 使所述至少一個葉片移動所計算的位移。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中， 準(zhǔn)直器包括多個葉片，所述基于計算結(jié)果控制準(zhǔn)直器包括沿X軸方向獨(dú)立地移動各個葉片。
【文檔編號】A61B6/00GK103919567SQ201410016909
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】金鐘弼, 白疏潭 申請人:三星電子株式會社