專利名稱：放射線照相成像設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種對透過被攝體的放射線進行成像的放射線 照相成像設(shè)備，并且更具體地，涉及放射線的照射形狀的控制。
背景技術(shù)：
到目前為止， 一種通過利用放射線照射對象并檢測透過對 象的放射線的強度分布來獲得對象的放射線照相圖像的設(shè)備已 經(jīng)在工業(yè)無損檢查和醫(yī)療診斷領(lǐng)域中廣泛使用。典型的成像方
法可以是針對放射線的膠片/屏(film/screen)方法。膠片/屏方 法是使用感光膠片和對放射線敏感的閃爍體的成像方法。由于 該方法需要用于顯影的化學(xué)處理，因此，難以進行實時成像。
相反，使用圖像增強器的成像系統(tǒng)能夠進行實時動畫記錄。 例如，作為使用圖像增強器的設(shè)備，已知圖9所示的可移動的X 射線透視檢查設(shè)備l。下部設(shè)置有腳輪的X射線透視檢查設(shè)備1 包括支架2和設(shè)置在支架2上的水平軸3。支架2通過腳輪可以水 平移動。水平軸3可以如箭頭Mh所示水平移動，如箭頭Mv所示 垂直移動，以及如箭頭Rv所示繞垂直支撐軸旋轉(zhuǎn)。C形臂構(gòu)件4 被固定在水平軸3的頂端。
將X射線源5和圖像增強器6相對地布置在臂構(gòu)件4的兩個 頂端，從而使得它們相對。臂構(gòu)件4被配置為根據(jù)水平軸3的運 動如箭頭Rh所示繞水平軸旋轉(zhuǎn)，并如箭頭Rc所示沿C形軌跡旋 轉(zhuǎn)和移動。利用包含水平軸3的運動的多個運動機構(gòu)，X射線透 視檢查設(shè)備1在各位置相對于被檢者調(diào)整X射線源5和圖像增強 器6。
X射線源5向處于臂構(gòu)件4內(nèi)的被檢者輸出X射線。然后，與X射線源5相對布置的圖像增強器6將透過被檢者的X射線圖像 轉(zhuǎn)換為光學(xué)圖像。通過光學(xué)鏡頭光學(xué)地匯聚經(jīng)圖像增強器6轉(zhuǎn)換 后的光學(xué)圖像，并通過TV照相機將其轉(zhuǎn)換為電信號。該電信號 在陰極射線管(CRT)等上再現(xiàn)為可視圖像。對該圖像信息進 行A/D轉(zhuǎn)換以作為數(shù)字信號來存儲，利用各種圖像處理技術(shù)將 該圖像信息處理為有用信息，并且在各種診斷應(yīng)用中使用該圖 像信息。因此，醫(yī)療成像診斷技術(shù)實現(xiàn)了進步。
與此同時，近年來，半導(dǎo)體工藝技術(shù)得到了發(fā)展。尤其是， 利用半導(dǎo)體傳感器進行放射線照相圖像的成像的平板檢測器 (FPD)得到了發(fā)展。圖IO是示出使用這種FPD的放射線照相 系統(tǒng)的示意圖。放射線源裝置11利用放射線照射被攝體P，并 且包含F(xiàn)PD 12的》文射線照相成像設(shè)備13對透過被:懾體P的放射 線進行成像。FPD 12是在平坦基板上以二維柵格的形式排列光 電轉(zhuǎn)換元件的平面檢測器。FPD 12通過閃爍體將放射線轉(zhuǎn)化為 可見光。以二維柵格的形式排列的光電轉(zhuǎn)換元件檢測可見光， 作為電信號。將用于控制讀取的驅(qū)動、圖像傳送等的控制器14 連接到放射線照相成像設(shè)備13。控制器14對從放射線照相成像 設(shè)備13輸出的圖像進行數(shù)字圖像處理，并使得監(jiān)視器15立即顯 示被攝體P的放射線照相圖像。
現(xiàn)有技術(shù)的圖像增強器6具有直徑為6 12英寸的X射線入 射面。對于光學(xué)聚光單元，圖像增強器6具有朝入射面長的圓柱 形。在一些情況下，根據(jù)大小，可能不將圖像增強器6安裝在期 望的位置。因此，需要降低X射線檢測器的厚度。
相反，F(xiàn)PD 12是平面檢測器，因此，諸如圖像增強器6的 光學(xué)聚光系統(tǒng)不是必需的，從而降低了 X射線檢測器的厚度。 另外，在邊緣部分圖像不會變形，可以有效地使用整個矩形區(qū) 域。
在這種成像系統(tǒng)中，檢測面板被安裝在專用于站立位置、 平躺位置等成像模式的架臺上。根據(jù)期望選擇檢測面板，將該 成像系統(tǒng)安裝并固定在放射線室內(nèi)。例如，如在日本特開
2005-470號公報中所公開的可移動X射線透視設(shè)備中，該成像 系統(tǒng)在重量上進一步降低，并用來替代圖像增強器6。
當X射線檢測器要與被攝體對準時，由于現(xiàn)有技術(shù)的圖像 增強器具有對稱的圓柱外形，因此，X射線檢測器不需要在X 射線入射面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。為了旋轉(zhuǎn)圖像，進行圖像處理，或者在檢 測器中旋轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)。然而，由于使用玻璃基板的制造處理和電路結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PD為 矩形，所以FPD必須與被攝體對準，因此，在面內(nèi)旋轉(zhuǎn)FPD。
在很多情況下，X射線成像設(shè)備具有X射線限制機構(gòu)，以防 止所發(fā)出的X射線從X射線檢測器泄漏到外部。在諸如圖像增強 器的圓形檢測器的情況下，即使當圖像增強器旋轉(zhuǎn)時，只要圖 像增強器繞中心旋轉(zhuǎn)，則射線限制區(qū)域不會超出成像區(qū)域。
相反，在矩形檢測器的情況下，如圖ll所示，射線限制形 狀21也是矩形。因此，即使當檢測器22在面內(nèi)繞檢測器22的中 心S旋轉(zhuǎn)時，檢測器22的角度也能夠與射線限制形狀21的角度 不重合。在這種情況下，出現(xiàn)X射線泄漏到后方的區(qū)域23。從 技術(shù)上講，能夠測量這兩個角度，并自動地使其相互對準。然 而，這種結(jié)構(gòu)會增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況，本發(fā)明提供一種能夠防止放射線泄漏到 檢測器的后方的放射線照相成像設(shè)備。
例如，根據(jù)本發(fā)明的 一 個方面的放射線照相成像設(shè)備包括 放射線源，用于利用放射線照射被攝體；放射線射線限制裝置，用于以多個射線限制形狀使放射線成形；放射線檢測器，其包 括多個纟全測單元并具有矩形狀外形，所述檢測單元以二維陣列 的形式布置，所述放射線檢測器用于利用所述檢測單元檢測透 過所述被攝體的放射線的放射線分布；以及支撐器，用于保持 所述放射線檢測器，其中，所述支撐器包括旋轉(zhuǎn)支撐單元， 用于在放射線入射面內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地支撐所述放射線檢測器，旋轉(zhuǎn) 感測單元，用于感測所述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)，以及控制單元， 用于當所述旋轉(zhuǎn)感測單元感測到所述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)時， 控制所述放射線源和所述放射線射線限制裝置至少之一 ，使得 放射線布置在所述放射線檢測器的外形內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 個方面的放射線照相成像設(shè)備包括放 射線檢測器，用于將放射線轉(zhuǎn)換為圖像信號；支撐器，用于繞 作為旋轉(zhuǎn)中'"、的旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支撐所述放射線檢測器；放射 線源，用于向所述放射線檢測器發(fā)射放射線；以及改變單元， 用于根據(jù)相對于所述放射線檢測器的所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度隨 時間的變化，來改變從所述放射線源發(fā)射的放射線的照射形狀， 所述旋轉(zhuǎn)角度隨時間的變化是角速度或角加速度。
根據(jù)本發(fā)明的又 一 個方面的用于控制從放射線源發(fā)射的放 射線的照射形狀的方法包括獲取放射線檢測器相對于旋轉(zhuǎn)軸 的旋轉(zhuǎn)角度隨時間的變化，所述旋轉(zhuǎn)角度隨時間的變化是角速 度或角加速度；以及根據(jù)所述隨時間的變化，來改變從所述放 射線源發(fā)射的放射線的照射形狀。
根據(jù)以下結(jié)合附圖的說明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變 得明顯，在說明書的全部附圖中，相同的附圖標記表示相同或 類似的部分。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書的 一部分的附圖示出本發(fā)明 的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖l是示出根據(jù)第 一 實施例的檢測器和支撐器的截面。
圖2是示出用于支撐檢測器的保持裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3A 3D是示出檢測器的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的說明圖。
圖4示出根據(jù)第 一 實施例的系統(tǒng)的流程圖。
圖5是示出根據(jù)第二實施例的X射線照射定時的說明圖。
圖6示出根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)的流程圖。
圖7是示出檢測器和射線限制區(qū)域之間的位置關(guān)系的說明圖。
圖8示出根據(jù)第三實施例的系統(tǒng)的流程圖。
圖9是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的可移動C臂裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖IO是示出具有FPD的系統(tǒng)的示意圖。
圖11是示出檢測器和射線限制區(qū)域之間的位置關(guān)系的說明圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 第一典型實施例
圖1是示出根據(jù)第 一 實施例的放射線照相成像設(shè)備的支撐 器31和放射線檢測器3 2的內(nèi)部的截面。放射線檢測器3 2被安裝 在支撐器31上。放射線檢測器32包括上方敞開的箱形框體33。 利用由高X射線穿透性材料制成的框體蓋34密封框體33的上 方。利用插入金屬基臺36和框體33之間的支撐部35將金屬基臺 36固定在框體33內(nèi)。在基臺36上設(shè)置有X射線圖像檢測面板37， 在該X射線圖像檢測面板37中層疊有基板37a、光電轉(zhuǎn)換元件 37b和閃爍板37c。
因為玻璃板不與半導(dǎo)體元件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在半導(dǎo)體工藝
的溫度下耐熱，并且滿足尺寸穩(wěn)定性的要求，因此，基板37a 通常為玻璃板。通過半導(dǎo)體工藝以二維陣列的形式在基板37a 上形成光電轉(zhuǎn)換元件37b。通過利用金屬化合物的閃爍體涂布樹 脂板，形成閃爍板37c。通過接合，使閃爍板37c與基板37a和光 電轉(zhuǎn)換元件37b—體化。
另夕卜，卩艮定讀取電路和驅(qū)動電路的柔性電路板38被連接至 光電轉(zhuǎn)換元件3 7 b的層的側(cè)面。將光電轉(zhuǎn)換元件3 7 b連接至電路
組件39a和39b。因此，X射線圖像檢測面板37為矩形。通常， 將讀取電i 各和驅(qū)動電^各分別布置在相互正交的面。通過線纜40 將電路板39連4妄至中繼電路41。
在用作旋轉(zhuǎn)支撐單元的支撐器31內(nèi)具有用于旋轉(zhuǎn)放射線檢 測器32的軸42。通過軸承43可旋轉(zhuǎn)地支撐軸42。軸42具有中空 的部分，并設(shè)置有包括盤狀部件44和電磁制動器45的驅(qū)動單元。 因此，能夠通過電氣單元控制放射線檢測器32的旋轉(zhuǎn)。為了當 操作者旋轉(zhuǎn)放射線檢測器3 2時允許旋轉(zhuǎn)操作，設(shè)置有操作開關(guān) (未示出)。
在支撐器31內(nèi)具有包括例如用于檢測放射線檢測器32的旋 轉(zhuǎn)的編碼器的角度位置檢測器4 6 。通過線纜4 7將角度位置檢測 器46連接至外部控制單元。為了電力供應(yīng)、信號傳送和其它目 的，通過線纜48穿過軸42中的中空部分將放射線檢測器32中的 中繼電路41連接到外部控制單元。
此外，在放射線檢測器32的背面上設(shè)置有用于放射線檢測 器32的手動旋轉(zhuǎn)的操作柄49。操作柄49包含用于檢測操作柄49 是否被握住的接觸傳感器5 0 。
放射線檢測器32與用作X射線源的X射線管結(jié)合。通過對透
過被攝體的x射線的放射線分布進行成像，可以進行x射線成
像。當透過被攝體的X射線從放射線檢測器的32的上面入射時， X射線透過框體蓋34，并且入射在X射線圖像檢測面板37上。然 后，X射線圖像檢測面板37的閃爍板37c發(fā)光。以二維陣列的形 式布置的光電轉(zhuǎn)換元件37b將光轉(zhuǎn)換為電信號。電信號被作為圖 像信息傳送，因此，可以在監(jiān)視器上立即觀察圖像。
放射線檢測器3 2可以與各種類型的保持裝置結(jié)合。作為典 型的例子，放射線檢測器32與圖2所示的可移動C臂裝置61結(jié)合 使用。通常的可移動C臂裝置61在具有腳輪62的主體63上具有 水平軸64 。水平軸64可以如箭頭Mv和Mh所示垂直地和水平地 移動，并如箭頭Rv所示旋轉(zhuǎn)。C形臂構(gòu)件65被固定在水平軸64 的頂端。臂構(gòu)件65可以如箭頭Rc和Rh所示旋轉(zhuǎn)。主體63包括控 制設(shè)置在可移動C臂裝置61上的構(gòu)件的控制器66。
X射線源6 8被安裝在臂構(gòu)件6 5的 一 端。X射線源6 8包含用作 泄漏放射線射線限制裝置的X射線限制裝置6 7 。放射線檢測器 3 2被安裝在臂構(gòu)件6 5的另 一 端，從而使得放射線檢測器3 2面對 X射線源68。放射線檢測器32被可旋轉(zhuǎn)地支撐在如圖l所示的支 撐器31上。支撐X射線源68和放射線檢測器32,使得它們之間 具有恒定的距離。通過上述機構(gòu)，可以以相對于被攝體的期望 角度布置X射線源68和放射線檢測器32,其中被攝體被布置在X 射線源68和》文射線;險測器32之間。
通常，X射線限制裝置67由具有高X射線屏蔽率的鉛等重金 屬制成。例如，考慮到對被攝體的曝光，準備了多個射線限制 形狀。X射線限制裝置67包括一對相互正交布置的機構(gòu)。每個 機構(gòu)具有兩個板，并通過水平移動這兩個板來改變開口的寬度。 因此，如圖3A所示，提供用于限定第一矩形射線限制形狀的射 線限制形狀71 。可以將射線限制形狀71改變?yōu)槿鐖D3B所示的用于限定具有射線限制形狀71的縮小的尺寸的第二射線限制形狀
的射線限制形狀72、如圖3C所示的用于限定圓形第二射線限制 形狀的射線限制形狀73 、如圖3D所示的多邊形第二射線限制形 狀的射線限制形狀74等。因此，可以形成期望的射線限制形狀。 放射線檢測器32具有外形為矩形的有效成像區(qū)域。與圓形 圖像增強器不同，根據(jù)成像對象的部位，需要進行位置調(diào)整， 以使期望的范圍與有效成像區(qū)域?qū)?。上述C臂裝置61的可移 動機構(gòu)可以進行該對準；然而，以高精度進行對準很難。為了 利用有效的操作進行對準，放射線檢測器32應(yīng)當在放射線入射 面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因此，設(shè)置有用于使放射線檢測器32沿圖2中箭頭 Rx所示的方向、繞大致位于有效成像區(qū)域中心的X軸旋轉(zhuǎn)的機 構(gòu)。
通過按下開關(guān)(未示出)釋放電磁制動器45，操作者可以 手動旋轉(zhuǎn)放射線檢測器32。特別地，通過放射線檢測器32的電 路板39和線纜48將操作柄49中的接觸傳感器50的輸出發(fā)送到主 體63中的控制器66。
由于放射線檢測器32的成像區(qū)域是矩形的，因此，設(shè)置有 用于自動旋轉(zhuǎn)X射線限制裝置67來對準射線限制形狀位置的單 元。此外，放射線檢測器32的X射線限制裝置67具有用于感測 旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)感測單元?；谒@得的旋轉(zhuǎn)角度來控制X射 線限制裝置6 7的旋轉(zhuǎn)位置。
利用這種設(shè)備，當操作者觀察顯示在監(jiān)視器上的圖像時， 操作者手動進行對準操作，以使期望的部分與矩形成像區(qū)域?qū)?準。支撐器31中的角度位置檢測器4 6檢測由操作者旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn) 量，并通過線纜48將其輸出發(fā)送到控制器66。響應(yīng)于來自控制 器6 6的指令，與放射線檢測器3 2的旋轉(zhuǎn)同步地驅(qū)動X射線限制 裝置67。此時，如果操作者快速改變角度，并且如果這種改變超出
用于旋轉(zhuǎn)X射線限制裝置67的致動器的性能限制，則射線限制 形狀不能跟隨這種改變，因此，X射線可能超出放射線檢測器 32的外形，并泄漏到后方。根據(jù)本實施例，考慮到這種情況， 當檢測到旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的切換時，改變射線限制形狀，從而使得即 使在放射線檢測器32處旋轉(zhuǎn)射線限制形狀時，也能恒定地布置 在有效成像區(qū)域內(nèi)，從而防止X射線泄漏。
圖4是示出根據(jù)本實施例的操作的流程圖。在步驟S1中， 包括放射線檢測器3 2的系統(tǒng)處于作為成像準備狀態(tài)的待機模 式。在這種狀態(tài)下，持續(xù)監(jiān)視是否按下了一定數(shù)量的操作開關(guān)。 如果狀態(tài)是沒有操作開關(guān)被按下的關(guān)閉狀態(tài)，則保持成像準備 狀態(tài)。操作開關(guān)可以包括用于開始成像的開關(guān)、用于釋放鎖定 從而移動諸如臂構(gòu)件65的機構(gòu)的開關(guān)、以及用于釋放鎖定從而 旋轉(zhuǎn)放射線檢測器3 2的開關(guān)。
本實施例是關(guān)于專用于與X射線限制裝置67和放射線檢測 器32的對準有關(guān)的操作的處理。在步驟S2中，接觸傳感器50檢 測操作柄49的握住操作。為了操作者執(zhí)行放射線檢測器32的對 準，首先必需釋放旋轉(zhuǎn)限制。在本實施例中，操作柄49中的接 觸傳感器50的檢測用作觸發(fā)。當握住操作柄49時，接觸傳感器 50對該握住做出反應(yīng)。如果檢測到操作柄49的握住，則操作進 入步驟S3，其中，釋放電磁制動器45,放射線檢測器32變得大 致繞成像區(qū)域的中心可旋轉(zhuǎn)。如果在步驟S2中未檢測到操作柄 49的握住，則操作進入步驟S4，其中，啟動電磁制動器45，然 后操作返回步驟S1。
在步驟S3中釋放電磁制動器45之后，操作進入步驟S5，其 中，檢測放射線檢測器32的旋轉(zhuǎn)。如果操作者旋轉(zhuǎn)放射線檢測 器3 2并且角度位置檢測器4 6檢測到旋轉(zhuǎn)角度，則操作進入步驟S6。在步驟S6中，將射線限制形狀從如圖3A所示的覆蓋放射線 檢測器3 2的有效成像區(qū)域的第 一 射線限制形狀71的矩形區(qū)域改 變?yōu)榧辞?;故射線^r測器32旋轉(zhuǎn)時也恒定地布置在有效成像區(qū)域 內(nèi)的第二射線限制形狀72、 73或74。例如，圖3B中示出的第二 射線限制形狀72具有類似的矩形形狀，但是在大小上減小，使 得對角線L1變得小于放射線檢測器32的短邊尺寸L?？蛇x地， 射線限制形狀可以改變?yōu)槿鐖D3C或3D所示的第二射線限制形 狀73或74的圓形或多邊形，第二射線限制形狀具有小于放射線 檢測器32的短邊尺寸的最外形狀尺寸L2或L3 。
在步驟S7中，如圖3A 圖3D所示，與所測得的放射線檢測 器32的角度ed同步地，將X射線限制裝置67旋轉(zhuǎn)角度ec (=0d)。 如果操作者在步驟S5中停止旋轉(zhuǎn)放射線檢測器32,并且關(guān)閉旋 轉(zhuǎn)檢測，則操作進入步驟S8，其中，射線限制形狀返回第一射 線限制形狀71。在這種狀態(tài)下，操作者可以在整個成像區(qū)域中 判斷對準是否有效。
特別地，如果可以獲得期望的對準，于是，操作者釋放操 作柄49,并且接觸傳感器50關(guān)閉，在步驟S4中啟動電磁制動器 45。由于系統(tǒng)被這樣配置，因此，即使在操作者以超過用于旋 轉(zhuǎn)X射線限制裝置67的致動器的性能限制的加速度來移動放射 線檢測器3 2時，也可以防止X射線超出放射線檢測器3 2的外形 并防止X射線泄漏到外部。
第二典型實施例
在第一實施例中，通過改變射線限制形狀以使得即使在旋 轉(zhuǎn)期間射線限制形狀也能恒定地布置在有效成像區(qū)域內(nèi)，來實 現(xiàn)用于在放射線檢測器3 2的旋轉(zhuǎn)期間防止X射線泄漏到后方的 功能。在調(diào)整有效成像區(qū)域的中心部分處的感興趣的部分的方 向的情況下，這種方法是足夠的。然而，在對準有效成像區(qū)域
的端部處的感興趣的區(qū)域的情況下，當旋轉(zhuǎn)中斷時，必需檢查 對準。因此，需要對該方法的進一步改進。支撐放射線檢測器
32的支撐器31具有與第 一 實施例中的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。通過使 用各種可移動才幾構(gòu)，可以將放射線檢測器32相對于被攝體布置 在期望位置和姿勢。
動畫通常包括以恒定的時間間隔獲取的間歇圖像幀。圖5 的(a)部分示出根據(jù)第二實施例的放射線檢測器32的圖像獲取 定時。隨著時間間隔At降低，可以獲取具有縮小的令人不適的 幀間間隙的連續(xù)動畫?？紤]到人眼的分辨率，通常幀率為30幀 每秒(FPS)。關(guān)于放射線檢測器32的該要求，X射線照射是如 圖5的(b)部分所示的脈沖照射而非連續(xù)照射。即使在放射線 檢測器32的旋轉(zhuǎn)操作期間，也與幀的成像同步地進行間歇脈沖 照射。因此，可以降低照射的X射線量，并可以降低由于發(fā)熱 所引起的使用限制。
圖6是示出根據(jù)第二實施例的操作的流程圖。在步驟S1 S5 中，進行與圖4中的流程圖中的處理相似的處理。當在步驟S5 中操作者旋轉(zhuǎn)放射線檢測器3 2并且測量S 'J旋轉(zhuǎn)角度時，操作進 入步驟Sll，其中，計算放射線檢測器32和X射線限制裝置67之 間的相對角度，然后，在步驟S12中，根據(jù)在步驟S11中獲得的 結(jié)果旋轉(zhuǎn)X射線限制裝置67。
在對準時，通過低幀率的X射線脈沖照射獲取X射線圖像。 在操作者檢查圖像顯示監(jiān)視器上的位置的同時，操作者進行對 準。此時，X射線限制裝置67具有如圖7所示的覆蓋有效成像區(qū) 域的射線限制形狀。與第一實施例不同，即使在旋轉(zhuǎn)期間也能 在有效成像區(qū)域的端部檢查圖像。
以一定的時間間隔重復(fù)步驟S11和S12。每X射線脈沖間隔 At將操作切換到條件判斷處理。步驟S13表示每脈沖間隔At操作
進入步驟S14,在步驟S14中，當步驟S5之后經(jīng)過的時間t是At 的整數(shù)n倍時，操作分叉。
在操作者快速旋轉(zhuǎn)放射線檢測器32的情況下，用于旋轉(zhuǎn)X 射線限制裝置67的致動器不能跟隨該旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致時間延遲。如 果相對角度超過容許值，則X射線可能泄漏到后方。因此，判 斷在步驟S14中獲得的相對角度是否在容許范圍內(nèi)，即是否是 容許值或更小。如圖5的(c)部分所示，在X射線的非照射時 間段內(nèi)至少執(zhí)行一 次相對位置判斷處理。
如果該值是容許值或更小，則在如圖5的(c)部分所示的 用于判斷相對角度是否是容許值或更小的例程處理之后，操作 進入步驟S15。緊接在此之后，進行圖5的(a)部分中所示的圖 像幀的獲取、以及圖5的(b )部分中所示的X射線脈沖照射。 然后，在步驟S16，將所獲得的圖像幀顯示在監(jiān)視器上，與此 同時更新圖像幀。通過重復(fù)上述步驟S5 S16,操作者可以使用 連續(xù)圖像幀來檢查對準。
相反，如果在步驟S14中相對角度超過容許值，則操作不 進入步驟S15,而是返回步驟S11和S12中的用于相對角度校正 的例程處理。在X射線限制裝置6 7趕上放射線檢測器3 2的旋轉(zhuǎn) 的時刻，變得可以進行圖像獲取。利用該步驟，可以將X射線 可靠地布置在放射線檢測器32的矩形外形內(nèi)。
如果在圖像獲取中相對角度增加并且然后圖像獲取中斷， 則不刪除當前顯示的圖像并連續(xù)顯示最后獲取的幀。因此，將 不刪除圖像，并可以提供視覺上連續(xù)的圖像，從而降低操作者 的不適感。
應(yīng)當注意，相對旋轉(zhuǎn)角度的容許值e包括裕量(margin)。在 X射線限制裝置6 7的射線限制形狀超出放射線檢測器3 2的外形 的情況下，對于圖7中的角度9L，該裕量考慮圖5中的容許值條件判斷處理的終點和脈沖照射的起點之間的時間差t d 。例如，
如下確定通過表達式(1)所獲得的值，其中，還通過相對角度
計算來計算相對角速度cor,將所計算的相對角速度cor乘以時間 差td,假定所得到的值是裕量，然后從角度9L減去該裕量
<formula>formula see original document page 17</formula> (1)
盡管步驟S14的條件是如上所述用于判斷相對角度的物理 量，但是用于判斷的條件可以是作為輸入的諸如放射線檢測器 32的旋轉(zhuǎn)角加速度cod或旋轉(zhuǎn)速度的物理量。如果這個值超過容 許值，則X射線限制裝置67的跟隨可能延遲，相對角度可能增 大，因此，X射線照射區(qū)域可能與放射線檢測器32不重合。例 如，在根據(jù)放射線檢測器的32的旋轉(zhuǎn)角加速度rod沒有發(fā)現(xiàn)X射 線限制裝置6 7的跟隨的情況下，如果假定在時間差t d中值被判 斷為小于容許角度eL的條件，則通過下式(2)設(shè)置放射線檢 測器3 2的旋轉(zhuǎn)角加速度co d的容許值co L:
<formula>formula see original document page 17</formula> ... (2)
利用這種系統(tǒng)，可以提供用以防止X射線超出放射線檢測 器32的外形并泄漏到外部的基本性能、以及操作效率方面的優(yōu) 點，而不縮小有效成像區(qū)域。
第三典型實施例
第三實施例是第 一 實施例與第二實施例的組合。圖8示出根 據(jù)第三實施例的流程圖。本實施例基于第二實施例，省略對共 同結(jié)構(gòu)的說明。在圖8的流程圖中，僅與圖6中的處理不同的處 理具有新的步驟編號。
作為用于每X射線脈沖間隔At判斷X射線照射是否可用的 處理，執(zhí)行步驟S14。如果放射線檢測器32與X射線限制裝置67 之間的相對角度是容許值或更小，則操作進入步驟S21,其中， 選擇覆蓋有效成像區(qū)域的第一射線限制形狀71。相反，如果相
對角度超過容許值，則操作進入步驟S22，其中，選擇即使在 放射線檢測器3 2的旋轉(zhuǎn)期間也恒定地布置在有效成像區(qū)域內(nèi)的 第二射線限制形狀72、 73或74。然后，操作返回步驟Sll。如 果X射線限制裝置6 7利用機械機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)趕上放射線檢測器3 2 的旋轉(zhuǎn)，并且相對角度降低，則再次開始脈沖照射和圖像幀獲 取。
利用該系統(tǒng)，盡管X射線照射區(qū)域縮小，但是即使在快速 旋轉(zhuǎn)期間，仍然能夠檢查圖像，并同時防止X射線泄漏，從而 提供操作效率方面的優(yōu)點。
盡管參考典型實施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)當理解，本發(fā) 明不限于所公開的典型實施例，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進行各 種修改和改變。特別地，盡管在上面的說明中，要組合的保持 裝置采用可移動C臂裝置，但是保持裝置可以可選地為直立架、 通用架等。
由于在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以實現(xiàn)本 發(fā)明的很多顯然不同的實施例，應(yīng)當理解，除非在權(quán)利要求書 進行了定義，本發(fā)明不限于其特定實施例。
權(quán)利要求
1.一種放射線照相成像設(shè)備，包括放射線源，用于利用放射線照射被攝體；放射線射線限制裝置，用于以多個射線限制形狀使放射線成形；放射線檢測器，其包括多個檢測單元并具有矩形狀外形，所述檢測單元以二維陣列的形式布置，所述放射線檢測器用于利用所述檢測單元檢測透過所述被攝體的放射線的放射線分布；以及支撐器，用于保持所述放射線檢測器，其中，所述支撐器包括旋轉(zhuǎn)支撐單元，用于在放射線入射面內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地支撐所述放射線檢測器，旋轉(zhuǎn)感測單元，用于感測所述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)，以及控制單元，用于當所述旋轉(zhuǎn)感測單元感測到所述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)時，控制所述放射線源和所述放射線射線限制裝置至少之一，使得放射線布置在所述放射線檢測器的外形內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的放射線照相成像設(shè)備，其特征在 于，所述放射線射線限制裝置包括矩形狀的第 一 限制裝置，其被配置為至少覆蓋所述放射線 檢測器的有效成像區(qū)域，以及多邊形狀或圓形狀的第二限制裝置，其被配置為即使在所 述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)期間也能恒定地布置在所述有效成像區(qū) *或內(nèi)，以及其中，在所述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)期間使用所述第二限制 裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的放射線照相成像設(shè)備，其特征在 于，所述放射線射線限制裝置包括矩形狀的第 一 限制裝置，其被配置為至少覆蓋所述放射線 檢測器的有效成像區(qū)域，以及多邊形狀或圓形狀的第二限制裝置，其被配置為即使在所 述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)期間也能恒定地布置在所述有效成像區(qū) 域內(nèi)，以及其中，如果利用所述放射線檢測器所檢測到的旋轉(zhuǎn)速度或 旋轉(zhuǎn)角加速度超過容許值，則在所述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)期間使用所述第二限制裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的放射線照相成像設(shè)備，其特征在 于，所述放射線射線限制裝置包括旋轉(zhuǎn)單元，用于在所述放射線入射面內(nèi)旋轉(zhuǎn)所述射線限制 裝置之一，以及對準單元，用于根據(jù)所述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)量，將所述 射線限制裝置之一 與所述放射線檢測器的有效成像區(qū)域?qū)剩?以及其中，如果所述放射線檢測器和所述放射線射線限制裝置 之間的相對旋轉(zhuǎn)角度超過容許值，則利用中斷單元中斷放射線 的照射。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的放射線照相成像設(shè)備，其特征在 于，所述中斷單元是操作開關(guān)，通過所述操作開關(guān)將所述放射 線檢測器切換到旋轉(zhuǎn)操作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的放射線照相成像設(shè)備，其特征在 于，所述旋轉(zhuǎn)感測單元是用于測量所述放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)角 度的單元。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的放射線照相成像設(shè)備，其特征在 于，當中斷放射線的照射時，顯示最后獲取的圖像。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的放射線照相成像設(shè)備，其特征在 于，所述放射線源在所述放射線檢溯'J器的旋轉(zhuǎn)操作期間進行對 放射線的間歇脈沖照射的控制，并在力永沖照射期間的非照射時 間段內(nèi)至少進行一 次相對位置判斷。
9. 一種放射線照相成像設(shè)備，包括 放射線檢測器，用于將放射線轉(zhuǎn)換為圖像信號； 支撐器，用于繞作為旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支撐所述放射線檢測器；放射線源，用于向所述放射線檢測器發(fā)射放射線；以及 改變單元，用于根據(jù)相對于所述放射線檢測器的所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度隨時間的變化，來改變從所述放射線源發(fā)射的放射線的照射形狀，所述旋轉(zhuǎn)角度隨時間的變化是角速度或角加速度。
10. —種用于控制從放射線源發(fā)射的放射線的照射形狀的 方法，包括獲取放射線檢測器相對于旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度隨時間的變 化，所述旋轉(zhuǎn)角度隨時間的變化是角速度或角加速度；以及根據(jù)所述隨時間的變化，來改變從所述放射線源發(fā)射的放 射線的照射形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放射線照相成像設(shè)備和方法。在步驟S1中，系統(tǒng)處于作為成像準備狀態(tài)的待機模式。如果在步驟S2中檢測到握住操作柄，則操作進入步驟S3，其中，釋放電磁制動器，從而允許放射線檢測器大致繞成像區(qū)域的中心旋轉(zhuǎn)。如果在步驟S5中檢測到旋轉(zhuǎn)角度，則將覆蓋有效成像區(qū)域的第一限制裝置切換為第二限制裝置，從而使得即使在放射線檢測器的旋轉(zhuǎn)期間也能恒定地布置在有效成像區(qū)域內(nèi)。
文檔編號G01N23/02GK101339359SQ20081013590
公開日2009年1月7日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日
發(fā)明者渡部哲緒 申請人:佳能株式會社