管S的远程控制功能。
[0068]在使用中,移动X射线成像器100经由其滚轮充分接近于患者PAT所躺的床B来定 位。患者随后被要求坐起来,或者,如果太虚弱不能这样做,由医护人员轻轻地翻个身,并且 探测器D被定位在床的支撑面上。在一个实施例中,便携式探测器单元D包括探测器手柄以 方便其定位。患者PAT随后被翻身或者被要求躺下,以便利用胸部或背部或其它感兴趣区域 基本上覆盖便携式探测器D。如能够从以上使用场景中、特别是从胸部X射线场景中所理解 的,X射线探测器的辐射敏感表面的大的部件(甚至全部)本身实际上在成像期间对于操作 员是不可见的,因为病人躺在它上面。
[0069] 探测器有各种尺寸,例如,当相当肥胖的患者被要求躺在相当紧凑的内置探测器 上时,相当紧凑的内置探测器可以非常好地最终完全被覆盖并从视线被隐藏。在移动成像 中,因此有获得次佳图像的严重风险,因为管-探测器系统的相互空间配置对于手头的成像 任务不是最佳的。X射线管/探测器和准直器有可能未对准和或SID可能不是正确的那个。 管-探测器系统的不正确的或不精确的空间配置(对准和距离)的风险被探测器D的移动性 质所混合,因为在管S与探测器D之间没有刚性机械连接。因此,在X射线管与探测器的图像 平面之间没有永久的、或预定义的、或事先已知的空间配置,如例如在永久安装的"C型臂" 成像器系统中将会是这种情况,其中,探测器和X射线管被永久地和刚性地以相对关系安装 在刚性辄形C型臂的相应端部上。
[0070] 图1中的插图(A)示出了什么可能出错。其示出了超出偏转的未对准的范例,其需 要通过例如以校正角度围绕其z轴旋转源S以及在x、y平面内的平移(不一定按此顺序)来校 正。与此相反,插图⑶示出了正确对准的范例,即,投影通过源的焦点(未示出)的线将在探 测器的辐射敏感表面的中心交叉探测器的辐射敏感表面,并且所述线在所述中心点法向于 到辐射敏感表面的切平面。所述线追踪出当管处于操作中时用于辐射射束XB的中心射束或 主方向的行程线。例如,如果辐射敏感表面是平面的并具有矩形形状(如事实上的在一些实 施例中的情况),则中心点由穿过由辐射敏感表面形成的矩形的两条对角线的交点来限定。
[0071] 为了使空间上调整管-探测器系统配置的任务更容易和/或更快速,如本文所提出 的移动X射线成像装置IM或系统包括导航辅助子系统。
[0072]导航辅助包括一个或多个(无线电信号_)反射标志("反射器"或"标签")RFL和(无 线电信号)发射器TX,以及相应的无线电信号接收器RX以接收由反射器RFL反射的无线电信 号。存在换能器TR,所述换能器将接收到的无线电信号转换为位置校正信息。该信息被处 理,使得其提供如何对当前或初始管探测器配置进行空间调整的引导线索,以对于即将到 来的成像作业达到用于管-探测器系统的所期望的目标(空间)配置,其中,获得所需要的 SID和管-探测器对准(二者,或SID和对准中的至少一个在可接受的误差容限之内)。在一个 实施例中,计算机位置校正信息能够随后由提示器(处理器)PRP呈现为人类可感知的感觉 形式,其适合于引导人类用户如何调整管-探测器的配置。例如,位置校正信息可以视觉上 被呈现,用于在诸如监测器M的显示单元上查看,或者位置校正信息可以被调制为其它光学 信号,或者可以被呈现为声学或触感/触觉形式的信号。位置校正信息的各种感觉形式也可 以进行组合。位置校正信息及其各种感觉可感知的呈现优选实时地响应于管-探测器系统 的空间变化来提供,以形成数据流。信息以毫秒的量级重新计算或更新,从而给用户"实时" 处理的印象。
[0073]在其他实施例中,备选地或额外地,位置校正信息可以被馈入控制器CLC,所述控 制器自动控制致动器ACC来将X射线管S设置为运动,由此以自我引导的方式实现所期望的 管-探测器系统配置。
[0074] 接收器RX和发射器TX相对于管头S和/或其壳体SH被定位。例如,在一个实施例中, 接收器RX和/或发射器TX被放置在壳体SH上,或者以其它方式被集成到X射线管头机构中, 如下文参考图6将对一个实施例所说明的。
[0075] 在一个实施例中,接收器和发射器被组合到单个壳体中的单个设备内,或者被布 置在单个电路板上,以形成收发器TXRX。
[0076]在一个实施例中,收发器被布置在管壳体SH内或上。
[0077]更一般地,在一些实施例中,接收器RX的布置具体是这样的,X射线管/壳体的运动 (或者在对管运动的已知函数关系的至少二次运动中)同样被给予接收器RX或者发射器TX。 例如,在一个实施例中,管位置和取向被机械连接或耦接至接收器RX或发射器TX (或收发器 TXRX),以确保管S的位置和取向能够被检测到。
[0078] 一个或多个信号反射器或"标签" RFL被附着到探测器D本体上,以被对准和找到。 然而,在一些实施例中,该布置能够被反转,并且收发器TXRX或者分开的接收器RX被布置在 探测器板D( "病人侧")内或者上,而一个或多个反射器被布置在X射线管S或X射线管壳体SH 内或上。
[0079]在又一其他的实施例中,收发器TXRX和或接收器RX和或发射器TX被放置在墙壁上 或看台上的合适的位置上,或者实际上被放置在天花板上。整个管-探测器系统随后能够从 较高的位置进行监测。
[0080] 不管所使用的放置方案如何,需要确保如由TX、RX,或者TX/RX中的任一个所限定 的坐标框架必须具有与X射线管的坐标-框架(参考图1的X射线管S的基准的坐标框架)的 "确定性的"空间关系,即,如果一个框架是已知的,则其它框架能够通过适当的转换来计 算。
[0081] 在导航子系统操作期间,一个或多个反射器标签RFL可以是由收发器TXRX或发射 器TX通过发出电磁(EM)无线电脉冲来"砰地发声"或"被找出来"。收发器TXRX或接收器RX随 后"倾听"来自反射器的回声。换能器TR随后将经反射的一个或多个信号(如在接收器RX或 收发器TXRX处接收的)处理为探测器D相对于X射线源S的当前(瞬间)位置/当前距离和/或 当前取向信息。在一个实施例中,这能够通过评估回声信号的振幅("回声有多大声?")或通 过评估回声相对于TX或TXRX发出的信号的相移(或者"飞行时间")来完成。
[0082]提示器PRP形成在信号处理链中的其他阶段,并且操作来将当前位置和/或距离 和/或取向信息变换为需要被应用至当前探测器-管配置以达到目标位置的位置校正信息。 [0083]根据所使用的发射器TX/接收器RX和/或标签RFL的数量,位置校正信息能够在不 同的水平上被解析,以增加的复杂性和成本获得更详细的信息。例如,在一个实施例中,对 于目标是否是在预期的位置上是唯一未解决的,如果不是,位置校正信息仅指示所需的X射 线管的运动,不管是手动还是自动。在更详细的水平上,对于目标RFL是否(相对于管的位 置)向左、向右或高于或低于和/或太近和/或太远是已解决的。位置校正信息随后指示所需 要的相应校正转换的方向。例如,确立目标RFL不在预期位置,而是向右太远,这通过提示器 PRP指示给用户。
[0084]最后,在一个实施例中,位置校正信息通过指定校正运动需要被应用的量来解决 为实际距离。例如,如果目标不在所期望的位置上,而是例如在向右120mm处,位置信息指示 需要向左120mm的校正运动。本文中所使用的尺寸是非限制性的,并且仅用于说明目的。
[0085] 现在将参考附图2-10和12对以上各种实施例和变型进行说明。
[0086]参考图2,示意性地示出了在某一(预定义)频率上被激发的收发器TXRX。如果反射 器RFL被调谐至该频率,并出现在工作范围内,所述反射器RFL将开始振荡,从而也进行电磁 发射,即,标签RFL将电磁反射开由收发器TXRX发射的无线电信号。接收器RX接收或收发器 TXRX的接收器部件随后拾取来自反射器RFL的这种"回声"。
[0087]在其基本形式中,标签RFL被布置为LC谐振电路,其中,电感Lr(电感器)和电容Cr (电容器)在环路中被连接。LC谐振部件被布置在基板上或嵌入基板内。在优选实施例中,标 签RFL是"被动的",因为在基板上没有微芯片或IC电路和/或没有自主的板上电源。
[0088] 反射器部件可以被布置为印刷电感器和印刷电容器,不是不像(not unlike)在防 盗标签中使用的构造。
[0089] 反射器RFL甚至可以被配置为仅响应于特定的(在一个实施例中的唯一的)(无线 电)频率,以便允许单独或者同时明确地询问多个标签RFL。
[0090] 反射器可以被布置为谐振器,或者可以被布置为非谐振部件,例如作为"宽频带" 反射器。
[0091] 发射器部件TX包括电源Vs,以生成用于发射询问无线电信号的能量。
[0092] 在一个实施例中,标签RFL通过在一定响应时间窗口期间发回经反射的信号来做 出响应。在这种情况下,接收器RX能够被配置为仅当无线电发射器TX已经停止发出询问无 线电信号时倾听任何反馈。反射器的谐振器的持续振荡在这里被用来创建时间上的分离 (separation-in-time)。在另一实施例中,接收器RX能够被配置为当发射器TX仍然在发射 时同时倾听询问信号。为了避免反射器的反射信号干扰发射器TX/收发器TXRX询问信号,可 以使用几何布置,以便利用对称等的优势,以使RX线圈选择性地对TX线圈较不敏感。在又一 其他实施例中,被动的、但非线性的部件(诸如二极管)能够被用于生成不同于发射器询问-发出砰声的频率上的谐波。这些实施例中的每个能够被用于避免由接近于其"高声"发射器 导致的信号RX阶段中的信号干扰。换言之,之前描述的实施例帮助从发射器TX/收发器TXRX 隔离接收器RX。
[0093] 在一个实施例中,反射器是"宽频带"类型的。在这种情况下,要避免谐振,特别是 要避免可以由"非持续性"反射器RFL引起的持续振荡。然而,在TXRX与反射器之间可以有互 感。由于在RFL中不存在持续振荡,RX线圈必须被布置为当TX线圈仍然在询问的同时进行倾 听。TX与RX之间的标称互感能够被预先确定(并且通常被设计为零,或者非常低)。反射器的 存在将干扰这种互感,所述互感能够随后被测量(作为反射器的位置/取向的指示符),并能 够因此通过例如向磁通量"盲区"或为了实现"空"响应取向移动反射器来补偿,如将在下文 以图3-10和12更详细说明的。
[0094]尽管在下文中,主要参考收发器TXRX布置,但是应当理解,以下所有的同样适用于 发射器TX和接收器RX被布置为分开的部件的布置。在下文中,也选择收发器TXRX被布置在 管侧而探测器标签RF被布置在探测器侧的范例性实施例。然而应该理解,这仅是范例性实 施例,并且也设想相反的布置,其中,收发器被布置在探测器侧,并且标签RFL在管侧被附着 至管S上。此外,在下文中,探测器D被呈现为在整个调整过程中是静止的,而管S被移动,以 实现获得管-探测器配置的所期望的调整。
[0095]在一个实施例中,当使用时,无线电收发器TXRX或发射器TX "发出砰声(pings)"标 签RFL,并且根据响应(或缺乏响应),换能器TR计算涉及标签RFL相对于发射器TX或收发器 TXRX的位置和/或取向的数据。优选地,两个信号能够具有相同的频率,尽管存在一些实施 例,其中被发射和被反射的信号之间存在频率改变,这能够通过使用非线性被动部件(诸如 在反射器RFL电路中的二极管)来获得。
[0096]因为发射器TX和/或接收器RX的位置是已知的,所以特定空间关系也是已知的,其 中,标签RFL被附着到探测器D,接收到的信号能够被解析为标签RFL相对于收发器TXRX或接 收器RX的当前位置和/或取向,直到所期望的细节水平,解析细节水平取决于所使用的发射 器TX/接收器RXs和反射器RFL的数量。这将参考图4-8在下文更详细地进行说明。例如,使用 单个反射器RFL将允许最多解析5个自由度。例如,在单个反射器RFL实施例中,不是所有的 旋转可以被解释清楚,诸如围绕z轴的旋转(射束XR的行进方向)。
[0097] 图3示意性说明了发射