便攜式輻射成像系統的制作方法

專利名稱：便攜式輻射成像系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于放射線照相術的便攜式輻射成像系統。
背景技術：
在醫學領域，采用X射線作為輻射種類的X射線成像系統用來執行圖像診斷。X射線成像系統由用于將X射線施加至患者的將被成像的身體部分的X射線源和用于在接收到穿過身體部分的X射線時檢測X射線圖像的X射線圖像檢測器。提出了多種類型的X射線成像系統，包括便攜式類型的，其允許在家庭護理患者身邊處或者在需要緊急醫療處理的場所(如事故或自然災害場合)進行放射線照相。例如，日本專利特許公開No. 1H99773披露了移動式X射線成像設備。在該設備中，直立在底座上的支撐柱設置有用于以相對方式保持X射線源和X射線圖像檢測器的近似C形保持臂。保持臂能夠在支撐柱上轉動，并且保持臂的轉動改變X射線源和X射線圖像檢測器的位置和方向。該設備容易根據患者的將被成像的身體部分通過保持臂的轉動實現X射線源和X射線圖像檢測器之間的相對定位。此外，該設備可以進行全景放射照相。在全景放射照相中，通過改變X射線輻射位置獲取多個圖像，并且將獲取的圖像拼接在一起， 以獲得縱向全景圖像。美國專利No. 7，810, 994 (對應于日本專利特許公開No. 2010-057546)披露了一種便攜式X射線成像設備，包括伸縮形X射線源單元和作為便攜式X射線圖像檢測器的電子暗盒。伸縮形X射線源單元由在它們的上端處由鉸鏈可轉動地連接的兩個U形支腿和設置在鉸鏈上的X射線源構成。在使用期間通過伸展支腿使X射線源單元直立，同時在運送期間通過折疊支腿而使它變得緊湊。日本專利特許公開No. 10-225450披露了一種移動式X射線診斷設備，具有近似C 形保持臂，其類似于日本專利特許公開No. 11-299773的近似C形保持臂。在該設備中，用于保持臂的定位的活動部件獨立地設置有電磁制動器。電磁制動器由設置在X射線發生器的把手上的開關釋放。在外科手術期間，外科醫生通過操縱開關由他/她自身進行保持臂的最佳定位，使得X射線發生器的焦點方向與外科醫生的視差方向重合。從而患者的將被操作的身體部分被實立體鏡地顯示在剛好沿外科醫生的視野方向的監視器上。根據日本專利特許公開No. 11-299773的移動式X射線成像設備由底座移動。該設備適合用在醫院中，但在便攜性方面不適合在家庭護理患者身邊處或者在事故或自然災害場合處使用。更糟的是，該設備不能進行立體X射線成像。根據美國專利No. 7，810，994的設備在便攜性方面出色，但不能進行立體X射線成像。根據日本專利特許公開No. 10-225450的設備要求將電磁制動器提供至各個移動部件，并要求提供用于操作制動器的開關，導致復雜的設備配置。而且，該設備要求結構足夠牢固以支撐底座中的保持臂、支撐柱等等。除了底座和支撐柱，保持臂本身必須足夠牢固，以同時保持X射線源和X射線圖像檢測器，如同日本專利特許公開No. 11-299773的設備一樣。因此，該設備變得大且重，并且需要妥協便攜性。因此，該設備不能容易地在家庭護理患者身邊處或者在緊急事故或自然災害場合使用。注意到，在床邊或緊急場合只要進行急救處理。因此，便攜性、穩定性和緊湊性本質上都是系統需要的，而不是圖像精度。常規的上述大且重的設備不適合這種應用。

發明內容
本發明的目標是提供便攜性出色并能夠進行立體放射線照相的便攜式輻射成像系統。為了實現上述和其它目標，根據本發明的一種便攜式輻射成像系統包括輻射源、 便攜式電子暗盒、便攜式保持臂和定位機構。輻射源用于向目標施加輻射。便攜式電子暗盒具有輻射圖像檢測器和用于包含所述輻射圖像檢測器的殼體。所述殼體形成有所述輻射入射到其上的入射表面。所述輻射圖像檢測器在接收到穿過所述目標并入射在所述殼體的所述入射表面上的所述輻射時檢測所述目標的射線圖像。便攜式保持臂保持所述輻射源使得所述輻射源與所述入射表面相對，并用于在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動所述輻射源。通過在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動所述輻射源獲得具有立體視差的一對R視點圖像和L視點圖像。定位機構將所述輻射源固定在所述R輻射位置和L輻射位置處。保持臂優選具有臂體和基部支柱。所述輻射源連接至所述臂體，并且所述臂體可移動地連接至所述基部支柱。所述輻射源通過所述臂體的運動選擇性地在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動。所述定位機構調節所述臂體的所述運動，以固定所述輻射源的位置。所述臂體可以在平行于所述入射表面的平面中圍繞其一端樞轉，以在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動所述輻射源，所述輻射源連接到所述臂體的另一端，所述臂體的一端與另一端相對。而且，在所述臂體中，起樞軸作用的所述一端和所述輻射源的連接位置之間的長度可以是所述立體視差的一半。在該情況中，所述臂體轉動180度，以將所述輻射源從所述R輻射位置和L輻射位置中的一個移動到另一個。所述臂體可以具有傾斜機構，所述傾斜機構用于以輻射發射方向朝向所述樞軸傾斜的方式連接所述輻射源。在另一種情況中，所述便攜式保持臂可以具有臂體和基部支柱。所述輻射源連接至所述臂體的一端。所述基部支柱連接至所述臂體的另一端。所述基部支柱設置在所述便攜式電子暗盒附近并在正交于所述入射表面的平面中擺動。所述定位機構可以調節所述基部支柱的擺動以固定所述輻射源的位置。優選地，所述定位機構將所述輻射源固定在為所述R輻射位置和L輻射位置之間的中點的基準位置處。優選地，所述便攜式保持臂包括高度調整機構，用于調整所述輻射源距離所述入射表面的高度；和水平位置調整機構，用于沿與所述入射表面平行的方向調整所述輻射源的位置。便攜式保持臂可以可拆卸地連接至所述殼體，或者可以包括三腳架。在所述便攜式保持臂包括三腳架的情況中，該便攜式輻射成像系統優選還包括設置在所述便攜式保持臂和所述殼體中的每一個上的水平儀、三腳架水平調整器和殼體水平調整器。三腳架水平調整器設置在所述三腳架中以調整所述三腳架的姿態，使得所述輻射源在所述R輻射位置和L輻射位置處共面并水平。殼體水平調整器，設置在所述殼體中以調整所述殼體的姿態， 使得所述入射表面水平而不存在搖晃。根據本發明的便攜式輻射成像系統包括所述便攜式保持臂，其在R輻射位置和L 輻射位置之間移動輻射源。因而，能夠容易地獲得具有立體視差的R視點圖像和L視點圖像。


為了完整地理解本發明及其優點，現在將參考接下來的聯合附圖進行的描述，在附圖中圖1為根據第一實施方式的便攜式X射線成像系統的透視圖；圖2為設置在基部支柱的內部的定位機構的分解透視圖；圖3為包含在電子暗盒中的FPD的框圖；圖4為根據第二實施方式的保持臂和電子暗盒的頂部俯視圖；圖5為根據第二實施方式的保持臂和電子暗盒的側視圖；圖6為根據第三實施方式的電子暗盒和保持臂的特征部的頂部俯視圖；圖7為根據第三實施方式的電子暗盒和保持臂的特征部的側視圖；圖8為根據第四實施方式的保持臂和電子暗盒的透視圖；以及圖9為根據第四實施方式的保持臂和電子暗盒的側視圖。
具體實施例方式(第一實施方式)參照圖1，根據本發明的第一實施方式的X射線成像系統10是適合用在家庭護理患者的床邊或緊急事故或自然災害場合中的便攜系統。X射線成像系統10由X射線發生器 11、電子暗盒12、保持臂13、筆記本式PC(以后簡稱為PC) 14、控制裝置15和用于連接所有上述部件的電纜16。X射線發生器11、電子暗盒12、保持臂13、PC 14和控制裝置15單獨地運送至床邊或緊急場合。在目標位置處，通過連接電纜16等等，容易將所述部件組裝成X射線成像系統10，準備進行X射線成像。X射線發生器11包括X射線源17、用于將高電壓供給至X射線源17的高電壓發生器18和輻射開關19。X射線源17由X射線管和準直器(二者都未示出)構成。X射線管包括用于發射電子的陰極和用于在與電子碰撞時產生X射線的陽極。準直器限制從X射線管的焦點輻射的X射線的輻射場。例如，準直器具有這種配置，使得用于屏蔽X射線的兩對鉛板以直角設置成數字符號“#”的形狀，在中間留有光傳輸開口。鉛板的運動改變用于通過X射線的光傳輸開口的尺寸，并限制X射線的輻射場。作為X射線管，使用小型固定式陽極X射線管，如在日本專利No. 3090910中所描述的那樣。由于消除了對陽極旋轉機構的需求，固定式陽極X射線管的尺寸可以較小，而旋轉陽極X射線管需要該陽極旋轉機構。如在日本專利No. 3090910中所描述的那樣，X射線管優選具有冷陰極。由于消除了對提供絲極和加熱器的需求，具有冷陰極的X射線管的尺寸可以較小，而具有熱引起的X射線管需要絲極和加熱器，以從由加熱器加熱的絲極發射熱電子。此外，由于預加熱絲極的時間變為不需要，因此具有冷陰極的X射線管快速開始發射X射線，并提供大的便利性，尤其是在緊急情況中。作為一種具有冷陰極的X射線管，例如，存在由AIST(Nati0nal Institute of Advanced Industrial Science and Technology)開發的米用碳納米管作為冷陰極和采用干電池作為電源的超小型X射線管。在具有冷陰極的多種類型的X射線管中，優選使用這種超小型X射線管。高電壓發生器18通過電纜16連接至X射線源17，并將高電壓供給至X射線源17。 更具體地，高電壓發生器18根據從用于確定將發射的X射線的能量的控制裝置15提供的成像條件將電能供給至X射線源17，所述成像條件包括管壓、管電流和輻射時間。輻射開關19連接至高電壓發生器18以輸入輻射開始命令。響應于按壓輻射開關19時輸出的輻射開始命令，高電壓發生器18開始將電能供給至X射線源17。通過按壓輻射開關19觸發的輻射開始信號從高電壓發生器18傳遞至控制裝置15。一旦接收到來自高電壓發生器18的輻射開始信號，則控制裝置15通知電子暗盒 12開始X射線發射，并同步X射線源17和電子暗盒12之間的操作。控制裝置15將從PC14 輸入的成像條件傳遞至高電壓發生器18和電子暗盒12。在PC14中安裝多種軟件程序，包括用于設置成像條件的程序、用于對從電子暗盒 12接收到的圖像數據進行圖像處理并將處理過的圖像數據顯示在PC14的監視器1 上的程序等等。PC14起X射線成像系統10的控制臺的作用。在PC14上設置成像條件時，成像菜單平面顯示在監視器Ha上，以根據將被成像的身體部分(如胸腔或腹部)選擇合適的成像項目。當通過操作包括鍵盤、鼠標等等的操作面板14b選擇合適的成像項目時，設置對應的成像條件。X射線成像系統10可以進行立體放射線照相，即獲得用于立體觀測的立體圖像， 如稍后將詳細描述的那樣。當選擇立體放射線照相模式時，PC14以相關聯的方式將一對R 視點圖像和L視點圖像存儲為單個視差圖像。存在某些已知的用于立體觀測的方法，包括采用有源遮光眼鏡的方法，采用偏光鏡的方法和不采用玻璃的任何一體成像方法，并且可以采用任何方法。PC14以對應采用的方法的方式將視差圖像顯示在監視器1 上。電子暗盒12具有FPD39(參見圖3)和包含FPD39的平坦殼體12b。作為X射線圖像檢測器的FPD39在接收到已經從X射線源17發射并穿過患者的將被成像的身體部分 (目標)的X射線時檢測X射線圖像。殼體12b具有位于一個表面處的X射線入射到其上的入射表面12a。殼體12b由框架和透明板組成。框架由諸如不銹鋼之類的X射線屏蔽材料制成，并在對應于入射表面12a的部分中具有開口。透明板由諸如碳之類的X射線透射材料制成，并裝配到開口上以形成入射表面12a。殼體12b近似為矩形板形狀。在殼體12b 的一側，設置有把手對，以改善便攜性。把手M具有開口 Ma，使得搬送人員用他/她的手指牢固地保持把手對。保持臂13將X射線源17保持為能夠在平行于入射表面12a的平面中移動。保持臂13使X射線源17位于入射表面12a的正上方，留出用于患者躺下的空間。保持臂13由臂體25和基部支柱沈組成。臂體25在其一端具有X射線源17。基部支柱26將臂體25保持為能夠在平行于入射表面12a的平面中擺動。基部支柱沈垂直地設置在電子暗盒12附近。在基部支柱沈的內部形成有擺動軸22a(參見圖幻。擺動軸22a便于連接至基部支柱沈的臂體25的擺動。基部支柱沈設置有定位機構22。定位機構22由上柱26b和下柱26c構成，上柱 26b和下柱^c由基部支柱沈沿其垂直方向劃分而成。定位機構22在立體放射線照相模式中使X射線源17位于R(右眼)輻射位置RP和L (左眼)輻射位置LP中的每一個處，以獲得包括用于立體觀測的該對R視點圖像和L視點圖像的視差圖像。注意到，R視點圖像采用從位于R輻射位置RP處的X射線源17發射的X射線獲得。L視點圖像采用從位于L 輻射位置LP處的X射線源17發射的X射線獲得。如圖2所示，擺動軸2 形成在上柱^b的中心處。在擺動軸22a的周圍形成有凸起22b。下柱26c設置有用于旋轉地保持擺動軸22a的支承孔22c和形成在支承孔22c 的周圍以調整凸起22b的運動的扇形調整槽22d。調整槽22d形成有第一調整端2 和第二調整端22f。第一調整端2 沿第一方向調整臂體25的擺動運動，以將X射線源17設置在R輻射位置RP處。第二調整端22f沿與第一方向相反的第二方向調整臂體25的擺動運動，以將X射線源17設置在L輻射位置LP處。止動機構(click stop)設置在凸起22b的外圓周和調整槽22d的內圓周之間。更具體地，止動機構由設置在凸起22b的外圓周上的由包含在其中盤簧向外偏壓的球形止動器22g和形成在調整槽22d的內圓周的凹陷構成。止動機構將凸起22b固定在對應于R輻射位置RP、L輻射位置LP、以及R輻射位置RP和L輻射位置LP之間的中點(基準位置BP) 的位置處。止動機構便于在立體放射線照相模式中恰當地定位X射線源17。特別地，當X 射線源17固定在為R輻射位置RP和L輻射位置LP之間的中點的基準位置BP處時，容易實現X射線源17和患者的將被成像的身體部分之間的相對定位。參照圖1，基準位置BP為連接至保持臂13的X射線源17的初始位置。X射線源 17在普通放射線照相模式中位于基準位置BP。基準位置BP被確定為使得當保持臂13連接至殼體12b的把手M時，X射線源17的輻射場的中心與殼體12b的入射表面12a的中心重合。換句話說，當保持臂13連接至殼體12b時，如果X射線源17位于基準位置BP，則 X射線源17的輻射場的中心與入射表面12a的中心重合。注意到，R輻射位置RP和L輻射位置LP之間的距離例如為40cm，但不限于此。臂體25形成字母L形狀，具有垂直部2 和水平部25b。垂直部2 沿垂直方向可滑動地裝配至基部支柱沈的上端。X射線源17通過連接管27沿水平方向以滑動的方式可拆卸地連接在水平部25b的末端處。水平部2 包含止動器(click stopper) 37。當用于具有不同尺寸的入射表面12a的另一電子暗盒更換電子暗盒12時，止動器37沿X方向將X射線源17移動至根據入射表面1 的尺寸變化的每個單獨的基準位置，以快速地移動輻射場的中心。止動器37將X射線源17固定在每個單獨的基準位置。水平部2 和止動器37起水平位置調整機構的作用，該水平位置調整機構沿平行于入射表面1 的方向移動 X射線源17，以調整X射線源17沿水平方向的位置。基部支柱沈設置有位于其底端的裝配部^a。裝配部26a具有對應于電子暗盒 12的把手M的開口 2 的形狀的形狀。通過將裝配部26a裝配到開口 2 中，基部支柱 26垂直于殼體12b的入射表面1 連接至電子暗盒12。通過將裝配部26a裝配到把手M 的開口 Ma中，保持臂13可拆卸地連接至殼體12b。把手M具有螺孔觀，其穿透至開口 Ma。在螺孔28中緊固有鎖定螺釘四。當鎖定螺釘四緊固到螺孔28中時，螺孔四的頂端接合在裝配部中，并防止基部支柱沈從把手M的開口 Ma中滑落。螺孔觀和鎖定螺釘四構成基部鎖定機構30。由于保持臂13連接至殼體12b，因此殼體12b起用于支撐保持臂13的支架的作用，并且因此保持臂13具有簡單的結構。保持臂13和殼體12b的重量和形狀被確定為使得保持臂13在連接至殼體12b的狀態中穩定地保持直立。此外，由于在獲取圖像時患者P 躺在電子暗盒12的入射表面1 上，因此患者P的重量有利于實現平衡，以將保持臂13保持在直立狀態。這進一步改善了保持臂13的穩定性。而且，積極地將患者P的重量用作平衡重量消除了對提供重型電子暗盒作為支架的需求，因此改善了便攜性。臂體25和基部支柱沈中的每一個都成管狀形狀。基部支柱沈和臂體25的垂直部2 能夠彼此相對滑動，而不通過未顯示的旋轉調整構件(例如，鍵和鍵槽)空轉。在該滑動部處，設置有具有導軌和小齒輪(二者都未示出)的高度調整機構35。高度調整機構 35由連接至基部支柱沈的小齒輪、連接至臂體25的導軌和用于轉動小齒輪的轉盤36構成。轉盤36的轉動使小齒輪旋轉，因此上下移動與小齒輪嚙合的軌道，或者等同地，上下移動臂體25。轉盤36設置有用于將臂體25保持在任意或預定高度位置的止動器(未示出)。 高度調整機構35允許SID (源像距離)改變，SID為入射表面1 和X射線源17之間的距離。在大多數情況中，X射線源17的由準直器的光傳輸開口限制的最小突出角度，也就是說，X射線管的作為頂點的焦點與連接光傳輸開口的作為基點的兩端的線形成的頂角約為12°。在不改變光傳輸開口的尺寸而改變X射線的輻射場的情況中，通過上下移動臂體25改變SID。如圖3所示，FPD39將X射線轉換成電信號以產生圖像數據。FPD39由成像部40、 掃描控制器41、信號轉換器42和圖像數據發送部43構成。成像部40包括多個檢測元件 45，其構成以沿著X和Y方向的二維方式排列在有源矩陣襯底上的像素。成像部40布置在對應于殼體12b內部的入射表面12a的位置中，使得成像部40的中心與入射表面12a的中心重合。檢測元件45將X射線轉換成電荷，并積累電荷。掃描控制器41控制電荷從成像部40的讀出定時。信號轉換器42連續地讀出在成像部40的檢測元件45中積累的電荷。 信號轉換器42將電荷轉換成圖像數據，并存儲圖像數據。圖像數據發送部43將圖像數據發送至PC14的圖像處理器。注意到，成像部40例如為近似43cmX43cm的方形形狀。檢測元件45沿X和Y方向中的每一個方向的布置間距約為200 μ m。檢測元件45以行為基礎采用掃描線46連接至掃描控制器41。檢測元件45還以列為基礎采用信號線47連接至信號轉換器42。注意到，X方向對應于行方向，而Y方向對應于列方向。檢測元件45屬于直接轉換類型的，其中由非晶硒等(a-Se)等等制成的轉換層直接將χ射線轉換成電荷，并且轉換后的電荷積累在連接至位于轉換層之下的電極的電容器中。轉換后的電荷的量對應于入射X射線的量。TFT開關(未示出)連接至每一個檢測元件45。更具體地，TFT開關的柵電極連接至掃描線46。TFT開關的源電極連接至該電容器。 TFT開關的漏電極連接至信號線47。當X射線源17發射X射線時，TFT開關斷開，并且檢測元件45積累對應于入射X 射線量的量的信號電荷。當X射線的發射完成時，掃描控制器41將驅動脈沖順序地逐行供給至每一條掃描線46。由于TFT開關響應于驅動脈沖而接通，積累在電容器中的信號電荷輸出至信號線47。信號轉換器42包括積分放大器42a、A/D轉換器42b和圖像存儲器42c。積分放大器4 對每條信號線47的電荷進行積分求和，以將電荷轉換成電壓信號(圖像信號)，并將圖像信號輸入至A/D轉換器42b。A/D轉換器42b將輸入的圖像信號轉換成數字圖像數據，并將圖像數據輸入至圖像存儲器42c。在該實施方式中，FPD39屬于直接轉換類型的，其具有將X射線直接轉換成電荷的轉換層。然而，可以采用間接轉換類型的FPD代替。在間接轉換類型的FPD中，諸如硫氧化釓(G0Q或碘化銫(CsI)之類的磷光體(閃爍體)暫時將電荷轉換成可見光，光電二極管將可見光轉換成電荷。以下將描述X射線成像系統10的操作。以X射線源17、保持臂13和電子暗盒12 分解的狀態儲存X射線成像系統10。在在家庭護理患者的床邊或在需要緊急醫療處理的場所采用X射線成像系統10的情況中，將分解的X射線源17、保持臂13和電子暗盒12作為便于攜帶的小體積部件進行運送。此外，PC14、控制裝置15和電纜16 —起運送。在目標位置處，設置X射線成像系統10，準備進行放射線照相。如圖1所示，X射線源17連接至保持臂13。保持臂13的基部支柱沈裝配到電子暗盒12的把手M的開口 24a中，隨后由鎖定螺釘四固定。從而，X射線源17和電子暗盒12成一體，使得X射線源 17與殼體12b的入射表面1 相對。隨后，通過電纜16連接電子暗盒12、PC14、控制裝置 15、X射線源17、高電壓發生器18和輻射開關19。在完成X射線成像系統10的設置之后，進行患者P和電子暗盒12之間的定位。校正患者P的姿勢，使得患者P的將被成像的身體部分位于入射表面1 上。由于電子暗盒 12和X射線源17經由保持臂13以相對的方式成一體，操作人員必須做的所有操作是調整患者P和電子暗盒12之間的位置。從而，患者P和X射線源17之間的位置由它本身調整。 因此，當與如在美國專利No. 7，810，994中描述的具有以分開方式使用的電子暗盒和X射線源的系統相比，能夠容易進行電子暗盒12和X射線源17之間的定位。當連接保持臂13時，如果連接管27設置在對應的基準位置BP處，則X射線源17 的輻射場的中心與入射表面12a的中心重合。這有利于患者的將被成像的身體部分和電子暗盒12之間的定位。特別地，當患者P躺在電子暗盒12的入射表面1 上時，患者的身體覆蓋入射表面12a，并使得入射表面1 的中心不可見。然而，根據該實施方式，即使患者的身體覆蓋入射表面12a，操作人員也能夠根據X射線源17的位置推測入射表面12a的中心定位的位置。因此，能夠容易地使患者的將被成像的身體部分位于入射表面1 的中心上。照例，X射線源17設置有觀察單元，其通過應用諸如激光束之類的照明光而使X射線的輻射場在患者的身體上顯現，如靜止X射線源的情況中一樣。根據本發明的射線成像系統10沒有必要需要觀察單元，并且在最小化X射線源17方面是有效的。為了調整X射線源17的水平位置，滑動連接管27。為了改變輻射場的尺寸，除了調整準直器的光傳輸開口之外，上下移動臂體25以調整X射線源17的高度。如上所述，可以移動X射線源17，同時保持臂13保持連接至殼體12b。這允許容易定位患者的將被成像的身體部分。當完成所述定位時，操作人員根據將被成像的身體部分從PC14的操作面板輸入成像條件。PC14經由控制裝置15在高電壓發生器18和電子暗盒12上設置成像條件。隨后，用于放射線照相的準備工作完成。當操作人員在準備工作完成之后按壓輻射開關19時，X射線源17發射X射線。X 射線穿過患者的將被成像的身體部分，并入射在入射表面1 上。因此，FPD39檢測患者的身體部分的射線圖像。FPD3將該圖像輸出至PC14。PC14對該圖像進行圖像處理，并將處理過的圖像顯示在監視器Ha上。以這種方式獲得單個射線圖像。在繼續獲取其它身體部分的射線圖像時，通過改變患者P的姿勢和/或通過滑動連接管27改變X射線源17的水平位置，重新進行X射線源17和將被成像的身體部分之間的定位。在進行立體放射線照相時，在PC14的操作面板14b上選擇立體放射線照相模式。 在變成立體放射線照相模式之后，臂體25沿逆時針方向轉動，以將X射線源17設置在R輻射位置RP處，并捕獲R視點圖像。在此之后，臂體25沿順時針方向轉動，以將X射線源17 設置在L輻射位置LP處，并捕獲L視點圖像。由于定位機構22將X射線源17固定在R輻射位置RP和L輻射位置LP中的每一個處，則容易在立體放射線照相中實現X射線源17的定位。電子暗盒12將采用分別設置在R輻射位置RP和L輻射位置LP處的X射線源17捕獲的R視點圖像和L視點圖像輸出至PC14。PC14以相關聯的方式將在立體放射線照相模式中捕獲的R視點圖像和L視點圖像作為單個視差圖像進行存儲。隨后，PC14產生與所采用的立體方法相適應的立體圖像，并將立體圖像顯示在監視器Ha上。因此，通過立體觀測可以觀察感興趣的區域。在第一實施方式中，臂體25在平行于入射表面12a的平面中轉動。因此，SID總是保持為常數，同時捕獲用于立體觀測的R視點圖像和L視點圖像二者。由于立體圖像從這些R視點圖像和L視點圖像產生，因此該立體圖像變得自然且真實。在該實施方式中，僅通過將基部支柱沈裝配在電子暗盒12的把手M的開口 Ma 中就將X射線源17設置在電子暗盒12上方的預定位置處。這使得定位簡單且容易進行放射線照相。X射線成像系統10可以分解成三個主要組件，也就是說，具有X射線源17的保持臂13、電子暗盒12和PC14，因此容易一起運送它們。照例，可以將這些組件包裝成包、箱等單獨或一起運輸。由于采用把手M的開口 2 將保持臂13連接至電子暗盒12，因此沒有必要在電子暗盒12中設置特定的連接裝置。這有助于簡化配置。基部鎖定機構30可以具有任意的配置，只要它防止基部支柱26從開口 2 中滑落。基部鎖定機構30可以由鎖定孔、可靈活地插入鎖定孔的鎖定銷、和鎖定銷推動機構組成。此外，保持臂13將臂體25保持為可沿垂直方向移動，便于調整X射線源17的高度。可以靈活地將連接管27從臂體25的水平部25b中拉出和縮回臂體25的水平部25b 中，便于調整X射線源17的水平位置。用于移動和轉換X射線源17的保持臂13用在身體部分和X射線源17之間的定位中，并用在立體放射線照向模式中X射線源17的位置改變中，如上所述。特別地，保持臂13在其中用具有不同尺寸的入射表面1 的另一個電子暗盒更換電子暗盒12的情況中是有用的。輻射場的尺寸必須根據電子暗盒12的入射表面12a 的尺寸改變。在該情況中，X射線源17的高度的調整帶來SID的改變，并帶來輻射場尺寸的改變。此外，入射表面12a的中心的位置根據電子暗盒12的入射表面12a的尺寸改變， 因為保持臂13連接至電子暗盒12的殼體12b的一側。在該情況中，X射線源17經由連接管27沿水平方向移動。在第一實施方式中，僅準備一個基準位置BP。代替的是，根據具有不同尺寸的入射表面12a的多種類型的電子暗盒12，可以準備多個基準位置BP。優選的是，即使電子暗盒 12的尺寸改變，止動器37在每個基準位置BP處工作，以便于定位。(第二實施方式)在第一實施方式中，基部支柱沈的裝配部26a裝配在電子暗盒12的把手M的開口 Ma中，以將保持臂13與電子暗盒12集成在一起。然而，如圖4何5所示，基部支柱沈可以設置有三腳架，以與電子暗盒12分開地設置X射線源17。在該情況中，與第一實施方式相反，電子暗盒12和X射線源17不通過保持臂13集成為一體。因此，保持臂51和電子暗盒12分別設置有水平儀52和53以及水平調整器M和55，以使X射線源17的移動平面與電子暗盒12的入射表面1 平行。注意到，在接下來的實施方式中的每一個中，與第一實施方式的附圖標記相同的附圖標記將表示與第一實施方式的部件相同或相似的部件，并將省略對它們的描述。保持臂51的水平儀52例如設置在臂體25的頂面上。電子暗盒12的水平儀53 設置在把手M上。保持臂51的水平調整器M包括設置在三角架50的每個支腿50a的底端處的調整螺釘。電子暗盒12的水平調整器55包括設置在殼體12b的底表面上的至少三個調整螺釘。為了使臂體25的移動平面和入射表面1 水平，通過查看水平儀52、53轉動每個調整螺釘58，59。如果臂體25的移動平面和入射表面1 都是水平的，則使移動平面與入射表面1 平行，并且通過將SID保持為不變而獲得R視點圖像和L視點圖像。注意至IJ，殼體12b可以設置有用于固定三腳架50的兩個支腿50a的支架，用于便于相對于電子暗盒12定位保持臂51。水平儀52，53和水平調整器M，55不限于圖4和5中示出的，并且可以具有多種配置，只要它們可以使臂體25和入射表面1 水平。(第三實施方式)如圖6和7所示，根據該實施方式的X射線成像系統10設置有轉動臂60，其能夠圍繞穿過入射表面12a的中心的垂直線以180°的角度在電子暗盒12的入射平面12a的中心之上轉動。此時，如圖7所示，激光指示器61設置在轉動臂60上，位于在旋轉中心線CL 中的位置。確定臂體25的位置使得由指示器61指向的點與入射表面12a的中心重合。基部支柱可以為如圖1所示的裝配類型的，或者如圖4所示的三腳架類型的。注意到，轉配類型的基部支柱對于定位是便利的，因為操作人員必須做的全部工作只是將基部支柱裝配到把手的開口中。X射線源17經由傾斜機構62連接至轉動臂60。轉動臂60的樞軸定位在入射表面12a的中心的正上方。因此，如果在R輻射位置RP和L輻射位置LP 二者處調整了傾斜機構62的傾角，則沒有必要在轉動180°后在其它位置調整傾角。這允許容易地調整傾角。 不僅SID，而且從X射線源17到入射表面12a的傾角在R輻射位置RP和L輻射位置LP處都相同。因此，獲得的立體圖像變得自然且真實。在該實施方式中，操作人員容易首先第一眼檢查X射線源17位于哪個輻射位置，因為轉動臂60通過轉動180°改變其位置。傾斜X 射線源17縮短了 R輻射位置RP和L輻射位置LP之間的距離(轉動臂60的長度)，此外， 增加了 R輻射位置RP和L輻射位置LP的輻射場的重疊，導致能夠通過立體觀測觀察的區域增加。(第四實施方式)在該實施方式中，如圖8何9所示，支架66經由擺動軸67設置在保持臂65的底端處。在電子暗盒12的把手M的范圍內和殼體12b的邊緣連接支架66。這種配置允許保持臂65在正交于入射表面12a的平面中圍繞擺動軸67擺動。支架66具有兩個夾持板70和71，其從上方和下方夾持電子暗盒12的把手M和殼體12b的邊緣。支架66用鎖定螺釘73固定在把手M上。注意到，支架66可以采用代替鎖定螺釘73的接合機構固定在電子暗盒12上。在支架66上直立有一對保持板75和76，以將基部支柱77夾持在保持板75和76 之間。擺動軸67沿水平方向穿透基部支柱77以及保持板75和76。如圖9所示，止動器80和81設置在保持板75或76的內表面上，以調整保持臂65 的擺動。止動器80和81分別將保持臂65定位在R輻射位置RP和L輻射位置LP處。止動器80和81可以設置有微調機構，用于圍繞擺動軸67同心地微調每個R輻射位置RP或 L輻射位置LP。在基部支柱77和保持板75或76之間，設置有未示出的止動機構或摩擦停止機構。單擊或摩擦停止機構將X射線源17固定在基準位置BP，基準位置BP為R輻射位置RP 和L輻射位置LP之間的中點。注意到，代替或除了采用止動器80和81，X射線源17可以由單擊或摩擦停止機構固定在R輻射位置RP和L輻射位置LP處。根據該實施方式，通過保持臂65在正交于入射表面12a的平面中的擺動運動，容易將X射線源17設置在R輻射位置RP或L輻射位置LP。此外，當X射線源17位于基準位置BP時，X射線源17的輻射場的中心與電子暗盒12的成像部40中心重合。作為附加，保持臂65的擺動運動的中心位于成像部40附近。為此原因，即使將保持臂65設置在任何擺動位置，X射線源17的輻射場的中心也總是近似定位在成像部40的中心處。這消除了對調整X射線源17的傾角的需求。注意到，如果保持臂65的擺動運動的中心，也就是說，擺動軸67的中心設置在包含入射表面12a的水平平面中，則X射線源17的輻射場的中心總是與入射表面12a的中心重合，而不管保持臂65的擺動角的變化。在上述實施方式中的每一個中，X射線源17可拆卸地連接至保持臂13、51或65， 但也可以固定到其上。然而，在將X射線源17可拆卸地連接至保持臂13、51或65的情況中，能夠根據將X射線成像系統10運送到的位置和患者的將被成像的身體部分選擇最佳的 X射線源。因此，X射線成像系統10變得在多種情況中更容易用于立體放射線照相。作為 X射線源17，常規存在的X射線源是可用的。在該情況中，將售賣的商品可以不包括X射線源，并且僅包括電子暗盒和具有用于可拆卸地連接X射線源的連接部的保持臂的組合。在上述實施方式中，臂體25為字母L形狀，但臂體25的形狀不限于此，只要它能夠保持X射線源17。例如，臂體25可以彎曲成弓形。基部支柱的數量不限于此一個，而是可以為兩個或更多個。在該情況中，每個基部支柱可以可拆卸地連接至電子暗盒12。在上述實施方式中，X射線用作輻射。然而，本發明可應用于采用諸如Y射線治療的其它類型的輻射的成像系統。雖然已經參考附圖經由其優選實施方式完整地描述了本發明，但多種變化和修改對本領域技術人員來說將是明顯的。因此，除非這些變化和修改偏離本發明的范圍，否則應當將它們解釋為被包含于此。
權利要求
1.一種便攜式輻射成像系統，包括 輻射源，用于向目標施加輻射；便攜式電子暗盒，具有輻射圖像檢測器和用于包含所述輻射圖像檢測器的殼體，所述殼體形成有所述輻射入射到其上的入射表面，所述輻射圖像檢測器在接收到穿過所述目標并入射在所述殼體的所述入射表面上的所述輻射時檢測所述目標的射線圖像；便攜式保持臂，用于保持所述輻射源使得所述輻射源與所述入射表面相對，并用于在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動所述輻射源，通過在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動所述輻射源獲得具有立體視差的一對R視點圖像和L視點圖像；和定位機構，用于將所述輻射源固定在所述R輻射位置和L輻射位置處。
2.根據權利要求1所述的便攜式輻射成像系統，其中所述便攜式保持臂具有臂體和基部支柱，所述輻射源連接至所述臂體，所述臂體可移動地連接至所述基部支柱，并且所述輻射源通過所述臂體的運動選擇性地在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動；并且其中所述定位機構調節所述臂體的所述運動，以固定所述輻射源的位置。
3.根據權利要求2所述的便攜式輻射成像系統，其中所述臂體在平行于所述入射表面的平面中圍繞其一端樞轉，以在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動所述輻射源，所述輻射源連接到所述臂體的另一端，所述臂體的一端與所述另一端相對。
4.根據權利要求3所述的便攜式輻射成像系統，其中在所述臂體中，起樞軸作用的所述一端和所述輻射源的連接位置之間的長度是所述立體視差的一半；并且其中當所述臂體轉動180度時，所述輻射源從所述R輻射位置和L輻射位置中的一個移動到另一個。
5.根據權利要求4所述的便攜式輻射成像系統，其中所述臂體具有傾斜機構，所述傾斜機構用于以輻射發射方向朝向所述樞軸傾斜的方式連接所述輻射源。
6.根據權利要求1所述的便攜式輻射成像系統，其中所述便攜式保持臂具有臂體和基部支柱，所述輻射源連接至所述臂體的一端，所述基部支柱連接至所述臂體的另一端，并且所述基部支柱設置在所述便攜式電子暗盒附近并在正交于所述入射表面的平面中擺動；并且其中所述定位機構調節所述基部支柱的擺動以固定所述輻射源的位置。
7.根據權利要求1所述的便攜式輻射成像系統，其中所述定位機構將所述輻射源固定在為所述R輻射位置和L輻射位置之間的中點的基準位置處。
8.根據權利要求1所述的便攜式輻射成像系統，其中所述便攜式保持臂包括 高度調整機構，用于調整所述輻射源距離所述入射表面的高度；和水平位置調整機構，用于沿與所述入射表面平行的方向調整所述輻射源的位置。
9.根據權利要求1所述的便攜式輻射成像系統，其中所述便攜式保持臂可拆卸地連接至所述殼體。
10.根據權利要求1所述的便攜式輻射成像系統，其中所述便攜式保持臂包括三腳架。
11.根據權利要求10所述的便攜式輻射成像系統，還包括 水平儀，設置在所述便攜式保持臂和所述殼體中的每一個上；三腳架水平調整器，設置在所述三腳架中以調整所述三腳架的姿態，使得所述輻射源在所述R輻射位置和L輻射位置處共面并水平；和殼體水平調整器，設置在所述殼體中以調整所述殼體的姿態，使得所述入射表面水平而不存在搖晃。
12.一種便攜式輻射成像系統，包括便攜式電子暗盒，具有輻射圖像檢測器和用于包含所述輻射圖像檢測器的殼體，所述殼體形成有輻射入射到其上的入射表面，所述輻射圖像檢測器在接收到從輻射源發射并穿過目標且入射在所述殼體的所述入射表面上的所述輻射時檢測所述目標的射線圖像；便攜式保持臂，用于保持所述輻射源使得所述輻射源與所述入射表面相對，并用于在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動所述輻射源，通過在所述R輻射位置和L輻射位置之間移動所述輻射源獲得具有立體視差的一對R視點圖像和L視點圖像；和定位機構，用于將所述輻射源固定在所述R輻射位置和L輻射位置處。
13.根據權利要求12所述的便攜式輻射成像系統，其中所述輻射源可拆卸地連接至所述便攜式保持臂。
全文摘要
一種X射線成像系統，包括X射線發生器、電子暗盒、保持臂、PC和控制裝置。保持臂具有L形臂體和基部支柱。X射線源連接至臂體的一端。基部支柱垂直連接至電子暗盒，并可擺動地保持臂體。通過擺動臂體，X射線源在R輻射位置、L輻射位置和基準位置之間移動，并固定在每個位置處。通過X射線源在R輻射位置和L輻射位置之間的移動，捕獲了包括一對R視點圖像和L視點圖像的視差圖像。
文檔編號A61B6/00GK102551746SQ20111030191
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月28日 優先權日2010年9月28日
發明者位田憲昭, 北川祐介, 大田恭義, 楠木哲郎, 神谷毅, 西納直行 申請人:富士膠片株式會社