使用數(shù)字射線攝影探測(cè)器的曝光控制的制作方法
【專利說(shuō)明】使用數(shù)字射線攝影探測(cè)器的曝光控制
[0001 ] 本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2011/032035、國(guó)際申請(qǐng)日為2011年4約12日，并于2012年12月12日進(jìn)入我國(guó)國(guó)家階段且申請(qǐng)?zhí)枮?01180029009.X的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明通常涉及射線攝影成像的領(lǐng)域，且更具體地涉及用于X射線系統(tǒng)中的曝光能量的控制的裝置和方法。
[0003]發(fā)明背景
[0004]自動(dòng)曝光控制(AEC)裝置廣泛用在常規(guī)診斷X射線設(shè)備中以控制患者所接收的X射線曝光水平。使用AEC設(shè)備可通過(guò)感測(cè)在曝光路徑中的適當(dāng)位置處的輻射水平并提供指示何時(shí)足夠的輻射被接收到的輸出信號(hào)來(lái)幫助限制接收到的輻射的量。該輸出信號(hào)接著用于禁用到X射線發(fā)射部件的功率，從而停止離子化輻射的產(chǎn)生。
[0005]圖1A的示意性方框圖示出用于提供患者或其它受試者14的射線攝影圖像的X射線成像系統(tǒng)10。當(dāng)技術(shù)人員操作控制裝置24時(shí)，X射線源16產(chǎn)生用于曝光并將圖像形成到探測(cè)器12上的離子化輻射。自動(dòng)曝光控制(AEC)裝置20具有通過(guò)產(chǎn)生指示所接收的輻射的量的信號(hào)來(lái)對(duì)入射輻射作出響應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器元件22。發(fā)生器控制裝置18解釋該信號(hào)并作出響應(yīng)以在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)處終止X射線發(fā)射。
[0006]AEC傳感器元件22—般位于恰好在患者或其他受試者14后面的適當(dāng)位置處，以便感測(cè)在受試者14的特定區(qū)域上接收的輻射的量。傳感器元件22可以是單獨(dú)的傳感器元件，或可以集成到位于患者后面的面板中，如在圖1A中示出的。在其它實(shí)施方案中，AEC裝置20的傳感器元件22設(shè)置在探測(cè)器12的表面上或用于保持探測(cè)器12的bucky或其它夾持器中。
[0007]圖1A的基本示意圖可與任何類型的X射線探測(cè)器技術(shù)一起，即，與膜一起，與計(jì)算射線攝影(CR)板一起或與數(shù)字射線攝影(DR)平板探測(cè)器一起使用。
[0008]圖1B的平面圖示出具有三個(gè)傳感器元件22的AEC裝置20的常規(guī)布置。在常規(guī)使用中，AEC傳感器元件22在X射線探測(cè)器12前面的固定位置上;在一些系統(tǒng)中，探測(cè)器12或保持AEC傳感器元件22的板可以在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以便相對(duì)于患者適當(dāng)?shù)囟ㄎ粋鞲衅髟?2的設(shè)備。來(lái)自單獨(dú)的傳感器元件22的信號(hào)被收集和組合用于傳輸?shù)桨l(fā)生器控制電路。
[0009]如圖1B所示的在固定位置上的AEC傳感器元件22的標(biāo)準(zhǔn)模式的使用可能提出一些問(wèn)題。AEC傳感器元件22當(dāng)被放置在最有診斷利益的骨骼或組織的區(qū)域后面時(shí)工作得最好。該區(qū)域可能從一個(gè)患者到下一患者不同。此外，患者身體尺寸和比例在一個(gè)范圍內(nèi)變化，所以AEC傳感器元件22的固定模式中沒(méi)有一個(gè)對(duì)所有患者尺寸和對(duì)所有成像情況都最佳地工作。當(dāng)使用常規(guī)AEC布置時(shí)對(duì)在特定的條件下成像產(chǎn)生某種折衷。
[0010]在一些常規(guī)X射線系統(tǒng)中，可對(duì)特定的圖像禁用一個(gè)或多個(gè)AEC傳感器元件22，允許操作員稍微補(bǔ)償正被成像的解剖體中的差異或補(bǔ)償患者定位。然而，這個(gè)解決方案可能意味著曝光水平的較不準(zhǔn)確的探測(cè)并對(duì)獲得患者或其它受試者的圖像承受曝光過(guò)度或曝光不足的風(fēng)險(xiǎn)。
[0011]對(duì)使用常規(guī)AEC裝置有很多內(nèi)在的問(wèn)題。一個(gè)問(wèn)題涉及圖像信號(hào)的一部分的阻塞。如在圖1A的例子中示出的，AEC傳感器元件22布置在成像路徑中在探測(cè)器12前面。即使AEC傳感器元件22由減小其對(duì)信號(hào)內(nèi)容的干擾的低密度材料制成，某個(gè)量的信號(hào)惡化也由于AEC設(shè)備而出現(xiàn)。另一問(wèn)題涉及固定定位；由于所成像的解剖體的類型中的差異、患者尺寸、且特別是使用射線攝影裝置、相對(duì)于受試者14和AEC傳感器元件22定位的可變探測(cè)器12，AEC傳感器元件22并不總是處于對(duì)獲得圖像的最佳位置上。
[0012]因此，可看到，用于AEC感測(cè)的更靈活的布置將具有適合于不同的患者和不同的成像應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]發(fā)明概述
[0014]本發(fā)明的目的是在診斷成像應(yīng)用中處理對(duì)在曝光控制傳感器的使用中的更大靈活性的需要。有利地，本發(fā)明的方法和裝置提供曝光傳感器元件的布置，該布置允許曝光傳感器元件的單獨(dú)的處理、啟動(dòng)和分組，從而允許傳感器的配置適合每個(gè)特定的X射線檢查的條件。
[0015]僅作為例子給出這些目的，且這樣的目的可以是本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的示例。內(nèi)在地由所公開(kāi)的發(fā)明實(shí)現(xiàn)的其它所希望的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可出現(xiàn)或?qū)Ρ绢I(lǐng)域的技術(shù)人員變得明顯。本發(fā)明由所附權(quán)利要求限定。
[0016]附圖簡(jiǎn)述
[0017]從如附圖所示的本發(fā)明的實(shí)施方案的下面更具體的描述中，本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將明顯。附圖的元件不一定彼此成比例。
[0018]圖1A是示出常規(guī)射線攝影成像裝置的部件的方框圖。
[0019]圖1B是具有多個(gè)傳感器元件的AEC裝置的平面圖。
[0020]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的具有可選擇的傳感器元件的AEC裝置的平面圖。
[0021]圖2B是具有復(fù)合輻射測(cè)量區(qū)的選定模式的AEC裝置的平面圖。
[0022]圖2C是具有選定的單個(gè)復(fù)合輻射測(cè)量區(qū)的AEC裝置的平面圖。
[0023]圖2D是具有選定的復(fù)合輻射測(cè)量區(qū)的可選模式的AEC裝置的平面圖，該復(fù)合輻射測(cè)量區(qū)配置成相應(yīng)于正被成像的下層組織。
[0024]圖2E是具有選定的復(fù)合輻射測(cè)量區(qū)的另一可選模式的AEC裝置的平面圖，該可選模式具有不同尺寸的復(fù)合輻射測(cè)量區(qū)。
[0025]圖2F是具有非復(fù)合輻射測(cè)量區(qū)的常規(guī)布置的AEC裝置的平面圖，非復(fù)合輻射測(cè)量區(qū)在本發(fā)明的實(shí)施方案中也是可用的。
[0026]圖3A是示出射線攝影成像裝置的部件的方框圖，該射線攝影成像裝置使用具有有線傳輸通道的本發(fā)明的AEC裝置。
[0027]圖3B是示出射線攝影成像裝置的部件的方框圖，該射線攝影成像裝置使用具有無(wú)線傳輸通道的本發(fā)明的AEC裝置。
[0028]圖4A是示出用于使用本發(fā)明的實(shí)施方案確定何時(shí)終止曝光的一序列步驟的邏輯流程圖。
[0029]圖4B是示出用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案獲得位置坐標(biāo)的一序列步驟的邏輯流程圖。
[0030]圖5A是示出AEC裝置的技術(shù)員配置的顯示器的平面圖。
[0031]圖5B是示出使用觸摸屏上的描畫(huà)模式的AEC裝置的技術(shù)員配置的顯示器的平面圖。
[0032]圖5C是示出正好在AEC裝置本身上的AEC傳感器元件的技術(shù)員選擇的透視圖。
[0033]圖f5D是示出使用曝光開(kāi)關(guān)的AEC傳感器元件的技術(shù)員選擇的透視圖。
[0034]圖6A是示出在顯示監(jiān)視器上的AEC傳感器位置的顯示的平面圖。
[0035]圖6B是示出通過(guò)將圖像投影在患者身上的AEC傳感器位置的顯示的平面圖。
[0036]圖7是示出用于指示輻射能量傳感器元件的位置的序列的邏輯流程圖。
[0037]圖8是示出使用AEC裝置和用于指示AEC傳感器元件的位置的裝置的射線攝影成像裝置的部件的示意性方框圖。
[0038]圖9是示出使用DR探測(cè)器來(lái)獲得自動(dòng)曝光控制信息的射線攝影裝置的部件的示意性方框圖。
[0039]圖10是示出數(shù)字射線攝影探測(cè)器的一部分的部件的局部剖面透視圖。
[0040]圖11是在用于數(shù)字射線攝影成像的面板的示例性圖像感測(cè)陣列中的部件的示意圖。
[0041]圖12是數(shù)字射線攝影成像探測(cè)器的平面圖，放大部分示出用于曝光控制感測(cè)的像素的放置。
[0042]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于曝光控制感測(cè)的一序列步驟的邏輯流程圖。
[0043]圖14A是示出對(duì)初始感測(cè)區(qū)域的技術(shù)員選擇的顯示器的平面圖。
[0044]圖14B是示出對(duì)初始感測(cè)區(qū)域的系統(tǒng)調(diào)節(jié)的顯示器的平面圖。
[0045]發(fā)明詳述
[0046]下面是參考附圖作出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述，在附圖中，相同的參考數(shù)字在幾個(gè)附圖的每個(gè)中標(biāo)識(shí)結(jié)構(gòu)的相同元件。
[0047]在本公開(kāi)的上下文中，術(shù)語(yǔ)例如“第一”、“第二”、“第三”等的使用并不單獨(dú)地暗示一個(gè)部件或權(quán)利要求元件優(yōu)于另一部件或權(quán)利要求元件的任何優(yōu)先級(jí)、優(yōu)先權(quán)或順序、或方法的行動(dòng)被執(zhí)行的時(shí)間順序。這些術(shù)語(yǔ)可被更一般地用作標(biāo)簽以區(qū)分開(kāi)具有某個(gè)名稱的一個(gè)元件與具有相同名稱(但為了順序項(xiàng)的使用)的另一元件或區(qū)分權(quán)利要求元件。
[0048]如本文使用的術(shù)語(yǔ)“集合”指非空集合，因?yàn)榧系囊唤M元件或成員的概念在基本數(shù)學(xué)中被廣泛地理解。除非另外明確規(guī)定，術(shù)語(yǔ)“子集”在本文用于指非空真子集，也就是說(shuō)，較大集合的子集，其具有一個(gè)或多個(gè)成員但比較大集合少的成員。在正式集合理論中，集合S的一種可能類型的子集，S卩，“真子集”可包括完全集S。集合S的“真子集”然而嚴(yán)格地包含在集合S中，且不包括集合S的至少一個(gè)成員。
[0049]在本公開(kāi)的上下文中，短語(yǔ)“輸入的指令”指可由操作員在計(jì)算機(jī)主機(jī)上的操縱員界面輸入的控制指令(如隨后描述的)或存儲(chǔ)在程序例如計(jì)算機(jī)或邏輯控制器電路可訪問(wèn)的存儲(chǔ)器中的或由程序產(chǎn)生的指令。術(shù)語(yǔ)“可執(zhí)行的”指例如當(dāng)被控制信號(hào)發(fā)起時(shí)可被選擇性地執(zhí)行的功能。類似地，術(shù)語(yǔ)“可通電的”指當(dāng)例如通過(guò)接通設(shè)備的電源使設(shè)備通電時(shí)出現(xiàn)的功能或行動(dòng)。
[0050]本發(fā)明的方法的至少部分在計(jì)算機(jī)或其它類型的控制邏輯處理器上執(zhí)行，該處理器可包括專用微處理器或類似的設(shè)備。在本發(fā)明的實(shí)施方案中使用的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括例如一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì);磁性存儲(chǔ)介質(zhì)例如磁盤(pán)或磁帶;光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)例如光盤(pán)、光帶或機(jī)器可讀條形碼；固態(tài)電子存儲(chǔ)設(shè)備例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM);或用于存儲(chǔ)具有指令的計(jì)算機(jī)程序的任何其它物理設(shè)備或介質(zhì)，所述指令用于控制一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)踐根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0051]應(yīng)注意，在本公開(kāi)的上下文中相當(dāng)于“計(jì)算機(jī)可訪問(wèn)的存儲(chǔ)器”的術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)器”可以指用于存儲(chǔ)和操作圖像數(shù)據(jù)并且是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可訪問(wèn)的任何類型的臨時(shí)或更持久的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作空間。存儲(chǔ)器可以是非易失性的，使用例如長(zhǎng)期存儲(chǔ)介質(zhì)例如磁性或光學(xué)存儲(chǔ)器?？蛇x地，存儲(chǔ)器可具有更易失性的性質(zhì)，使用電子電路，例如由微處理器或其它控制邏輯處理器設(shè)備用作臨時(shí)緩沖器或工作空間的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。顯示數(shù)據(jù)例如一般存儲(chǔ)在直接與顯示設(shè)備相關(guān)的臨時(shí)存