CN108338803A

CN108338803A - X射线成像装置及其控制方法

Info

Publication number: CN108338803A
Application number: CN201810072030.1A
Authority: CN
Inventors: 朴旻澈; 李宗河; 金东昱; 郑银美
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2018-07-31
Anticipated expiration: 2038-01-25
Also published as: KR102730872B1; CN108338803B; US11064958B2; KR20180087754A; US20180206803A1; EP3354200A1; EP3354200B1

Abstract

本公开提供了一种X射线成像装置及其控制方法，用于引导用户直观地识别X射线的实际剂量并选择适当的剂量，最终提供通过向用户提供关于X射线过滤器效应被反映到其的实际X射线剂量的信息来实现低剂量的X射线照射的条件。根据本公开的一个方面，一种X射线成像装置包括，X射线源，被配置为根据X射线照射条件生成并照射X射线，所述X射线照射条件包括管电压、管电流、暴露时间或过滤器中的至少一个；显示器，被配置为提供图形用户界面以接收关于X射线照射条件的选择；以及控制器，被配置为基于所选择的X射线照射条件来获得表示过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数，并控制显示器显示参数。

Description

X射线成像装置及其控制方法

技术领域

本公开涉及一种X射线成像装置及其控制方法。

背景技术

X射线成像装置是用于通过将X射线照射到对象并分析已经穿过对象的X射线来允许用户看到对象的内部结构的设备。X射线透射率取决于对象的组织(tissue)而不同，因此可以使用从X射线透射率量化的衰减系数来对对象的内部结构进行成像。

X射线检查中使用的X射线照射的条件是确定X射线图像质量和辐射暴露量的重要因素。因此，为诸如放射线技术人员、医生等的用户提供关于X射线照射条件的适当的信息是重要的。

发明内容

为了解决上述缺陷，主要目的是提供一种X射线成像装置及其控制方法，用于引导用户直观地识别X射线的实际剂量并选择适当的剂量，最终通过向用户提供关于X射线过滤效应被反映到其的实际X射线剂量的信息来提供低剂量的X射线照射的条件。

根据本公开的一个方面，一种X射线成像装置包括：X射线源，被配置为根据X射线照射条件生成并照射X射线，该X射线照射条件包括管电压、管电流、暴露时间或过滤器中的至少一个；显示器，被配置为提供图形用户界面以接收关于X射线照射条件的选择；以及控制器，被配置为基于所选择的X射线照射条件来获得表示过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数，并控制显示器显示参数。

表示过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数可以包括与已经透射(transmit)过滤器的X射线相对应的管电流量、已经透射过滤器的X射线的剂量、或未透射过滤器的X射线的剂量与已经透射过滤器的X射线的剂量的比率中的至少一个。

显示器可以被配置为以数字值、或表示数字值的图或图像来显示参数。

X射线成像装置还可以包括存储装置，被配置为通过区分过滤器的类型或厚度来存储每管电流量(mAs)的剂量与管电压之间的关系。

控制器可以被配置为当输入X射线照射条件的选择时，在存储装置中搜索与所选择的X射线照射条件相对应的每管电流量的剂量。

控制器可以被配置为另外地搜索与当在所选择的X射线照射条件下不使用过滤器时的场合相对应的每管电流量的剂量。

控制器可以被配置为基于与所选择的X射线照射条件相对应的每管电流量的剂量和与当在所选择的X射线照射条件下不使用过滤器时的场合相对应的每管电流量的剂量来获得未透射过滤器的X射线的剂量与已经透射过滤器的X射线的剂量的比率。

控制器可以被配置为基于所获得的比率和所选择的X射线照射条件中包括的管电流量来获得与已经透射过滤器的X射线相对应的管电流量。

控制器可以被配置为基于与所选择的X射线照射条件相对应的每管电流量的剂量和在所选择的X射线照射条件中包括的管电流量来获得已经透射过滤器的X射线的剂量。

控制器可以被配置为当成像协议或对象的尺寸中的至少一个被选择时，控制显示器显示与所选择的、成像协议或对象的尺寸中的至少一个相对应的基本X射线照射条件。

控制器可以被配置为基于基本X射线照射条件来获得表示过滤器的影响被反映到其的剂量的参数。

控制器可以被配置为每当X射线照射条件的选择被改变时，都重新获得表示过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数，并且控制显示器显示参数。

根据本公开的一个方面，一种X射线成像装置的控制方法，该方法包括：提供图形用户界面，该图形用户界面被配置为接收包括管电压、管电流、暴露时间或过滤器中的至少一个的X射线照射条件的选择；基于所选择的X射线照射条件，获得表示过滤器的影响被反映到其的剂量的参数；并将所获得的参数显示在显示器上。

表示过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数可以包括与已经透射过滤器的X射线相对应的管电流量、已经透射过滤器的X射线的剂量、或未透射过滤器的X射线的剂量和已经透射过滤器的X射线的剂量的比率中的至少一个。

将所获得的参数显示在显示器上可以包括以数字值、或表示数字值的示图或图像来显示参数。

该方法还可以包括通过区分存储装置中的过滤器的类型或厚度来存储每管电流量(mAs)的剂量与管电压之间的关系。

表示过滤器的影响被反映到其的剂量的参数的获得可以包括当输入X射线照射条件的选择时在存储装置中搜索与所选择的X射线照射条件相对应的每管电流量的剂量。

表示过滤器的影响被反映到其的剂量的参数的获得可以包括搜索与当在所选择的X射线照射条件下不使用过滤器时的场合相对应的每管电流量的剂量。

表示过滤器的影响被反映到其的剂量的参数的获得可以包括基于与所选择的X射线照射条件相对应的每管电流量的剂量和与当在所选择的X射线照射条件下不使用过滤器时的场合相对应的每管电流量的剂量来获得未透射过滤器的X射线的剂量与已经透射过滤器的X射线的剂量的比率。

表示过滤器的影响被反映到其的剂量的参数的获得可以包括基于所获得的比率以及在所选择的X射线照射条件中包括的管电流量来获得与已经透射过滤器的X射线相对应的管电流量。

在进行下面的详细描述之前，阐明贯穿本专利文档使用的某些词和短语的定义可能是有利的，术语“包括”和“包含”及其派生词意味着包括但不限制；术语“或”是包含性的，意味着和/或；短语“与...相关联”和“与其相关联”及其派生词可以意味着包括、被包括在...内、与...互连、包含、被包含在...内、连接到或与...连接、耦合到或与...耦合、与...可通信、与...合作、交织、并列、接近、被绑定到或与...绑定、具有、具有...的属性等；并且术语“控制器”意味着控制至少一个操作的任何设备、系统或其部分，这样的设备可以以硬件、固件或软件、或其中至少两个的一些组合来实施。应该注意，与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或者分布式的，无论本地地还是远程地。贯穿专利文档提供特定词和短语的定义，本领域的普通技术人员应该理解在许多情况(如果不是大多数情况)下，这些定义应用于这些定义的词和短语在以前以及未来的使用。

附图说明

为了更全面地理解本公开及其优点，现在参考下面的结合附图的描述，在附图中，相同的参考标号表示相同的部分：

图1示出了根据本公开的实施例的X射线成像装置的控制框图；

图2示出了示出根据本公开的实施例的X射线成像装置的配置的外部视图；

图3示出了被装备在X射线源中的子显示设备的外形视图；

图4示出了图示地示出X射线源中包括的X射线管的结构的侧面剖视图；

图5示出了准直器的配置；

图6示出了沿图5的AA'切割的叶片(blade)的侧面剖视图；

图7和图8示出了根据本公开的实施例的要在X射线成像装置中使用的自动暴露控制(Automatic Exposure Control，AEC)传感器的示例；

图9示出了根据本公开的实施例的在X射线成像装置的显示器上显示的屏幕的示例；

图10示出了表示取决于X射线照射条件的辐射剂量的表；

图11示出了表示根据管电压和过滤器类型/厚度的辐射剂量的改变的曲线图；

图12至图18示出了其中根据实施例的X射线成像装置在显示器上显示关于过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的信息的示例；

图19示出了根据本公开的实施例的X射线成像装置的控制方法的流程图；

图20示出了根据本公开的实施例的X射线成像装置的控制方法中的获得表示辐射剂量的参数的示例的流程图；以及

图21示出了根据本公开的另一实施例的X射线成像装置的控制方法中的获得表示辐射剂量的参数的示例的流程图。

具体实施方式

以下讨论的图1至图21以及用于描述本专利文档中的本公开的原理的各种实施例仅作为说明，并且无论如何不应该被解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以以任何适当布置的系统或设备来实施。

如本公开中所描述和示出的实施例和特征仅是优选示例，并且其各种修改也可以落入本公开的范围内。

本文使用的术语仅是用于描述特定实施例的目的，而不意图限制本公开。

将理解，虽然术语第一、第二、第三等可以在本文中被用来描述各种元件、组件、区域、层、和/或区段，但是这些元件、组件、区域、层和/或区段不应该被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或区段与另一元件、组件、区域、层或区段区分开。

将理解，单数形式“一”、“该”包括复数的引用，除非上下文清楚地另外指出。

还将理解，当术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或组件的存在，但是不排除存在或者添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

此外，诸如“～部分”、“～块”、“～成员”、“～模块”等的术语可以是指处理至少一个功能或操作的单元。例如，这些术语可以是指由诸如现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)/专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)等的硬件、存储在存储器中的软件或者至少一个处理器来处理的至少一个过程。

用于方法步骤的参考标记仅仅是为了便于解释而使用，而不是限制步骤的顺序。因此，除非上下文清楚地另外指出，否则所写的顺序可以另外地被实施。

现在将参考附图描述本公开的实施例。在整个附图中，相同的参考标记可以是指相同的部分或组件。

图1示出了根据本公开的实施例的X射线成像装置的控制框图，图2示出了示出根据本公开的实施例的X射线成像装置的配置的外部视图，以及图3示出了被装备在X射线源中的子显示设备的外形视图。图2示出了X射线成像装置的示例，该X射线成像装置是具有附着于检查室的天花板的X射线源的天花板型X射线成像装置。

参考图1，根据实施例的X射线成像装置100可以包括用于生成和照射X射线的X射线源110、用于显示屏幕例如以设置X射线照射条件的显示器150、用于从用户接收包括设置X射线照射条件的命令的控制命令的输入160、用于存储例如关于X射线照射条件的信息的存储装置170、以及用于控制X射线成像装置100的总体操作的控制器140。

X射线成像装置100还可以包括用于与外部设备进行通信的通信设备130。

控制器140可以根据由用户输入的命令来控制X射线源110的X射线照射定时、X射线照射条件等，并且使用从X射线检测器200接收的数据来创建X射线图像(见图2)。

控制器140还可以根据X射线检查协议和对象1的位置来控制其中安装了X射线源110或X射线检测器200的安装部分14、24的位置或姿势。

控制器140可以基于所选择的X射线照射条件来计算表示过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数，并且控制显示器150显示参数。

表示过滤器的影响被反映到其的剂量的参数可以包括与已经透射过滤器的X射线相对应的管电流量、已经透射过滤器的X射线的剂量、以及未透射过滤器的X射线的剂量和已经透射过滤器的X射线的剂量的比率中的至少一个。

控制器140可以包括用于存储用于实施上述操作和以下操作的程序的存储器以及用于执行程序的处理器。控制器140可以包括单个处理器或多个处理器，并且在后一种情况下，多个处理器可以被集成在单个芯片中或者可以被物理地分开。

当控制器140包括多个处理器和多个存储器时，多个处理器和存储器中的一些可以被包括在工作站180(参见图2)中，并且一些其他处理器和存储器可以被包括在子显示器80(参见图2)、移动托架(moving carriage)40(参见图2)或其他设备中。

例如，被包括在工作站180中的处理器可以执行诸如图像处理的控制以创建X射线图像，并且被包括在子显示器80或移动托架40中的(多个)处理器可以执行对X射线源110或X射线检测器200的移动的控制。

X射线成像装置100可以通过通信设备130而被连接到外部设备(例如，外部服务器310、另一医疗设备320和诸如智能电话、平板个人计算机(Personal Computer，PC)、可穿戴设备等的便携式终端330)用于交换数据。

通信设备130可以包括能够与外部设备通信的一个或多个组件，例如，短程通信模块、有线通信模块和无线通信模块中的至少一个。

通信模块130还可以包括内部通信模块，以使能X射线成像装置100的组件之间的通信。

通信设备130也可以从外部设备接收控制信号，并转发用于控制器140的控制信号以根据控制信号控制X射线成像装置100。

此外，控制器140可以通过通过通信设备130将控制信号发送到外部设备来利用控制器140的控制信号来控制外部设备。

例如，外部设备可以根据通过通信设备130从控制器140接收的控制信号来处理其自己的数据。外部设备可以具有控制X射线成像装置100的程序，并且该程序可以包括控制控制器140的一些或整个操作的指令。

在便携式终端330中，可以预先安装程序或者通过用户从提供应用程序的服务器下载程序。提供应用程序的服务器可以包括存储程序的记录介质。

参考图2，导轨30可以被安装在放置有X射线成像装置100的检查室的天花板上，并且被链接到沿着导轨30移动的移动托架40的X射线源110可以被移动到对应于对象1的位置，并且移动托架40和X射线源110可以通过可折叠柱框架50链接以调整X射线源110的距离地面的高度。

X射线源110可以被自动地或手动地移动。在前一种情况下，X射线成像装置100还可以包括诸如马达的驱动器，以提供能量来移动X射线源110。

工作站180可以被提供在由遮光幕B从放置有X射线源110的空间隔开的空间内。工作站180可以装备有用于从用户接收命令的输入182和用于显示信息的显示器181。

输入182可以接收命令以控制成像协议、选择X射线照射条件或X射线照射定时、控制X射线源110的位置等。输入182可以包括键盘、鼠标、触摸屏、语音识别器等。

显示器181可以显示表示用于引导用户的输入的图像、X射线图像和/或X射线成像装置100的状态的屏幕。

同时，如结合图1所描述的显示器150和输入160可以被实施为在工作站180中提供的显示器181和输入182，或者实施为子显示器80中提供的子显示器81和子输入82，或者在诸如平板电脑或智能电话的便携式终端330中提供的显示器和输入。

X射线检测器200可以被实施为固定在支架20或桌子10上的固定类型的X射线检测器，或者可以被可拆卸地装备在安装部分14、24中。可替代地，X射线检测器300可以被实施为在任何地方可用的便携式X射线检测器。根据数据传输方法或电力供应方法，便携式X射线检测器还可以被分类为有线型或无线型。

X射线检测器200也可以被自动地或手动地移动。在前一种情况下，X射线成像装置100还可以包括诸如马达的驱动器，以提供能量来移动安装部分14、24。

X射线检测器200可以或者可以不被包括为X射线成像装置100的元件。在后一种情况下，可以由用户将X射线检测器200登记在X射线成像装置100中。在这两种情况下，X射线检测器200可以通过通信设备130被连接到控制器140用于接收控制信号或发送图像数据。

子显示器80可以被布置在X射线源110的一侧上以为用户提供信息并且从用户接收命令，并且可以执行由工作站的输入182和显示器181执行的功能的部分或者全部。

如果控制器140和通信设备130的所有或者部分组件与工作站180分开地被提供，则它们可以被包括在布置在X射线源110上的子显示器80中。

用户可以以操纵如图3所示的子输入82或触摸子显示器81的方式输入与X射线检查有关的各种信息或命令。

例如，用户可以通过子输入82或子显示器81输入要由X射线源110移动的位置。

虽然图2示出了附着到检查室的天花板上的固定类型的X射线成像装置，但是在对本领域的普通技术人员显而易见的本公开的范围内，X射线成像装置100可以包括任何不同类型的X射线成像装置，诸如C臂型X射线成像装置、移动式X射线成像装置等。

X射线源110可以装备有用于生成X射线的X射线管和用于调节由X射线管生成的X射线的照射范围的准直器。因为X射线源110包括X射线管，所以X射线源110也可以被称为管头单元(Tube Head Unit，THU)。这将在下面详细解释。

图4示出了图示地示出X射线源中包括的X射线管的结构的侧面剖视图。

X射线源110可以包括如图4所示的X射线管111。X射线管111可以由具有正电极和负电极的2极真空管来实施。例如，可以通过使玻璃管(glass tube)111a的内部处于高真空状态并且将负电极111e的灯丝(filament)111h加热至高温来生成热电子。

负电极111e可以包括灯丝111h和聚焦电子的聚焦电极111g，聚焦电极111g也称为聚焦杯(focusing cup)。

当跨正电极111b和负电极111e施加高电压时，热电子得到加速并与正电极111b的靶材111d碰撞，从而产生X射线。正电极111b的靶材111d可以包括诸如Cr、Fe、Co、Ni、W、Mo等的高电阻材料。

以这种方式产生的X射线通过窗111i被照射出，并且窗111i可以使用例如铍(Be)的薄膜。

跨正电极111b和负电极111e施加的电压被称为管电压，管电压的大小可以用千伏峰值(kilovolt peak，kVp)来表示。随着管电压增加，热电子的速度增加，作为结果，从热电子与靶材的碰撞产生的X射线能量(光子的能量)增加。

X射线源110可以照射具有某个能带的X射线。照射的X射线的能带可以由上限和下限定义，并且X射线的能量可以由平均能量、最高能量、能带等表示。

过滤器112可以被布置在朝向其照射X射线的方向上，以控制X射线能量。为此，利用用于对特定能带中的X射线进行过滤的、布置在窗111i的前侧或后侧上的过滤器112，可以对特定能带的X射线进行过滤。过滤器112可以被称为附加过滤器。

能带的上限，即要被照射的X射线的最大能量可以由管电压的电平来控制，并且能带的下限，即要被照射的X射线的最小能量可以由过滤器来控制。借助过滤器112对低能带的X射线进行过滤可以增加要被照射的X射线的平均能量。

例如，利用对降低图像质量的低能带的X射线进行滤波的、由铝或铜制成的过滤器112，可以使X射线波束质量加强(harden)，从而增加能带的下限。因此，要被照射的X射线的平均能量水平增加。此外，借助于过滤器112对特定能带的X射线进行过滤可以减少对象的辐射暴露剂量。

流过X射线管111的电流被称为管电流，其可以由平均值(mA)表示，或者由用于X射线暴露时间(s)的管电流(mA)的管电流量(mAs)来表示。

随着管电流增加，X射线的剂量(X射线光子的数量)增加。因此，可以由管电压来控制X射线能量，并且可以由管电流和X射线暴露时间(即，管电流量)来控制X射线的剂量。

图5示出了准直器的配置，图6是沿图5的AA'切割的叶片的侧面剖视图。

参考图5，准直器113可以包括至少一个可移动叶片113a、113b、113c和113d，并且叶片113a、113b、113c和113d可以由具有高能带隙的材料制成以吸收X射线。

X射线照射范围可以随着叶片113a、113b、113c和113d移动而被调整，并且准直器113还可以包括马达以向各个叶片提供能量。

控制器140计算与设置的X射线照射范围相对应的每个叶片113a、113b、113c、113d的移动程度，并且向准直器113发送控制信号，以将叶片113a、113b、113c、113d移动到远到所计算的移动程度。

例如，准直器113可以包括四个叶片113a、113b、113c和113d，该四个叶片中的每个叶片具有平板形式。第一叶片113a和第三叶片113c可以在沿着X轴的两个方向上可移动，并且第二叶片113b和第四叶片113d可以在沿着Y轴的两个方向上可移动。

此外，四个叶片113a、113b、113c和113d中的每一个可以单独地移动，或者第一叶片113a和第三叶片113c可以作为一组来移动，第二叶片113b和第四叶片113d可以作为另一组来移动。

可以通过由四个叶片形成的缝隙(slot)R照射X射线，并且可以通过使X射线穿过缝隙R来执行准直。在该实施例中，缝隙R是指准直范围，并且X射线照射范围是指在其中已经通过准直范围R的X射线入射到对象1或X射线检测器200上的区域。

参考图6，准直器113被布置在X射线管111的前面。X射线管111的前面对应于照射X射线的方向。

过滤器112可以被布置在叶片113a、113b、113c和113d与X射线管111之间。

从X射线管111的聚焦点2照射的X射线被照射到由准直器113限制的照射范围E中，因此散射减小。

从X射线管111照射的X射线中的入射到叶片113a、113b、113c、113d上的一些X射线被叶片吸收，并且已经通过准直范围R的一些X射线入射到X射线检测器200上。下面的描述将集中在没有对象的场合。

如果X射线像锥形束那样传播，则X射线照射范围E比准直范围R宽。控制器140可以通过调整准直范围R来将X射线照射到X射线照射范围E的期望范围中，其中所述调整基于这两个范围之间的关系。

虽然先前的示例示出了准直器113装备有四个矩形叶片，但是它仅作为示例并且对准直器113中包括的叶片的数量或形状没有限制。

图7和图8示出了根据本公开的实施例的要在X射线成像装置中使用的自动暴露控制(AEC)传感器的示例。

X射线成像装置100可以执行AEC以防止对象过度暴露于辐射。为此，如图7所示，安装部分24可以具有AEC传感器模块26以检测X射线的剂量。将使用支架20的安装部分24来描述该实施例，但是AEC传感器模块26也可以被提供在桌子10的安装部分14中。

图7的示图示出了从前面看的安装部分24。AEC传感器模块26可以被布置在安装部分24的内部，并且可以包括用于独立地检测X射线的剂量的多个AEC传感器26a、26b、26c。例如，每个AEC传感器可以被实施为电离室(ionization chamber)。

虽然总共有三个AEC传感器，它们中的两个被布置在上部，并且一个被布置在下部，但是这仅仅是示例，并且可能在不同位置具有多于或少于三个AEC传感器。

参考图8，AEC传感器模块26可以位于X射线检测器200的前面。X射线检测器200的前面对应于X射线入射的方向。图8是布置在X射线检测器200的前面的AEC传感器模块26的侧视图。

当X射线入射在AEC传感器上时，可以感应到电流，并且AEC传感器可以将对应于电流的信号发送到控制器140。要被发送到控制器140的信号可以被放大并被数字地处理。

控制器140可以基于信号来确定入射X射线的当前剂量是否超过阈值剂量。如果X射线的剂量超过阈值剂量，则将截止信号发送到高电压发生器101，该高电压发生器101向X射线管111提供高电压以停止X射线的生成。

可以在AEC传感器模块26的前面布置网格以防止X射线散射。从X射线源110照射的一些X射线可以与空气中的尘埃或对象的组成材料碰撞并且在到X射线检测器200的路上远离原始路径散射。当入射到X射线检测器200上时，散射的X射线对X射线图像的质量产生负面影响，诸如降低X射线图像的对比度。

网格可以具有这样的结构，其中布置诸如铅(Pb)的吸收X射线的屏蔽材料，并且在原始方向上行进的一些照射的X射线，即径直的X射线，可以在屏蔽材料之间通过，然后入射到X射线检测器200上，同时散射的X射线与屏蔽材料碰撞并被吸收。

屏蔽材料可以被线性地布置或者以交叉结构被布置。可替代地，屏蔽材料可以通过倾斜成与X射线照射方向类似来以聚焦形式被布置，或者可以被布置为平行。

虽然未示出，但是包括马达以机械地移动网格的驱动器可以被包括在安装部分24内。因此，可能通过从外部向驱动器发送控制信号来控制网格的角度或中心位置。

虽然在该示例中AEC传感器模块26被提供在安装部分24中，但是AEC传感器模块26可以与X射线检测器200集成。

图9示出了根据本公开的实施例的在X射线成像装置的显示器上显示的屏幕的示例。

参考图9，可以在显示器150上显示设置X射线照射条件的设置窗口151和工作列表155。

工作列表155可以包括选择研究的研究列表155a和选择成像协议的协议列表155b。本文使用的术语“研究”可以是指彼此有关的一组X射线图像。

如果从研究列表155a中选择研究，则显示选择要被应用于所选择的研究的成像协议的协议列表155b。

X射线区域可以根据成像协议而变化，并且合适的X射线照射条件可以根据X射线检查区域而变化。可以基于X射线检查部分、对象的姿势等来确定成像协议。

例如，成像协议可以包括全身前后(Anterior-Posterior，AP)、全身后前(Posterior-Anterior，PA)、全身LAT。即使对于胸部，也可以存在用于以AP、PA、LAT方法来捕捉图像的成像协议，并且对于诸如腿的长骨，可以存在用于以AP、PA、LAT方法来捕捉图像的成像协议。此外，腹部直立(Abdomen Erect)也可以被包括在成像协议中。

图形用户界面可以被显示在设置窗口151上以供用户直观地控制X射线成像装置100。图形用户界面可以用于接收包括管电压、管电流、暴露时间和过滤器中的至少一个的X射线照射条件的选择。

图形用户界面可以包括可以设置各种X射线照射条件的多个图形对象。

在本实施例中，在显示器150上显示以提供信息或者用于接收用户的控制命令的所有对象(诸如按钮、图标等)可以被称为图形对象。

图形对象可以由要在从用户接收设置X射线照射条件的命令中使用的、与各个X射线照射条件相对应的按钮来实施。

例如，它们可以包括接收管电压(kVp)的设置的管电压设置按钮151a、接收管电流(mA)的设置的管电流设置按钮151b以及接收管电流量(mAs)的管电流量设置按钮151c。

当前设置的管电压、管电流和管电流量可以被显示在各个按钮的一侧上。当前设置的管电压可以在管电压设置按钮151a的一侧上的管电压显示区域151aa中以数字值显示，并且当前设置的管电流可以在管电流设置按钮151b的一侧上的管电流显示区域151bb中以数字值显示。

当前设置的管电流量可以在管电流量设置按钮151c的一侧上的管电流量显示区域151cc中以数字值显示。与管电流设置按钮151b不同，管电流量设置按钮151c可以实际上用于控制X射线暴露时间(sec)。当前设置的X射线暴露时间也可以被显示在管电流量显示区域151cc中。

在一些实施例中，代替管电流量设置按钮151c，X射线暴露时间设置按钮可以被分开地提供。

用户可以选择每个按钮以将X射线照射条件设置为期望值。取决于输入160的类型，可以通过点击或触摸来进行按钮的选择。

在一些实施例中，管电压设置按钮151a可以包括增加或减少管电压的额外按钮。

管电流设置按钮151b可以包括增加或减少管电流的额外按钮。

管电流量设置按钮151c可以包括增加或减少管电流量的额外按钮。

此外，还可以显示接收是在支架20还是在桌子10上执行X射线检查或者是否使用便携式X射线检测器的设置的成像位置设置按钮151d、接收患者尺寸的选择的患者尺寸选择按钮151e以及接收准直器的尺寸的设置的准直器设置按钮151f。

此外，在设置窗口151中还可以显示接收AEC传感器的选择的AEC选择按钮151g、接收灵敏度的设置的灵敏度设置按钮151h、接收密度的设置的密度设置按钮151i、接收网格的选择的网格选择按钮151j、接收过滤器的选择的过滤器选择按钮151k以及接收焦点尺寸的选择的焦点选择按钮151r。

这些按钮可以以由图片、文字、符号等组成的图形来实施，并且用户可以通过将光标移动到图形并点击或触摸图形来选择图形，并且因此，对应于所选择的图形的X射线照射条件可以被设置。

同时，一旦选择了成像协议，就可以在各个显示区域151aa、151bb、151cc中显示作为与所选择的成像协议匹配的基本条件的X射线照射条件，诸如管电压、管电流、管电流量等。

存储装置170可以为每个成像协议匹配并存储基本X射线照射条件。当选择了成像协议时，控制器140可以在存储装置170中搜索对应于所选择的成像协议的基本X射线照射条件，并且在显示器150的各个显示区域151aa、151bb、151cc中显示基本X射线照射条件。

用户可以参考显示在各个显示区域151aa、151bb、151cc中的X射线照射条件，并且通过增大或减小数字值来将它们调整为考虑到对象的状态或尺寸的适当的数字值。

当输入患者尺寸的选择时，可以在各个显示区域151aa、151bb、151cc中显示作为与所选择的尺寸匹配的基本条件的X射线照射条件，诸如管电压、管电流、管电流量等。

为此，存储装置170可以为每个患者尺寸匹配和存储基本X射线照射条件，并且可以为每个成像协议来不同地存储与患者尺寸匹配的基本X射线照射条件。

当用户使用尺寸选择按钮151e选择了患者尺寸时，控制器140可以在存储装置170中搜索对应于所选择的患者尺寸的基本X射线照射条件，并在显示器150的各个显示区域151aa、151bb、151cc中显示基本X射线照射条件。

即使在这种情况下，如上所述，用户可以参考在各个显示区域151aa、151bb、151cc中显示的X射线照射条件，并且考虑对象的状态或尺寸通过增大或减小数字值来将它们调整为适当的数字值。

在设置窗口151中显示的图形对象的上述类型或位置是作为示例的，并且可以根据设计者的选择省略它们中的一些，并且还可以以与上面的描述不同的布置来提供改变其他设置的其他图形对象。

输入160可以包括接收开始X射线检查的命令的按钮。例如，接收开始X射线检查的命令的按钮可以以与工作站180分开的远程控制或开关的形式来实施。

如果用户在通过设置窗口151设置了X射线照射条件之后通过输入160输入了开始X射线检查的命令，则根据设置的X射线照射条件来执行X射线检查。

在执行X射线检查中，进行了减小暴露给患者的辐射剂量的努力。为此，用户准确地知道在根据当前设置的X射线照射条件执行X射线拍摄的情况下发送的暴露给患者的辐射剂量是重要的。

传统的X射线成像装置不提供除了管电压、管电流和管电流量之外的关于辐射剂量的额外信息。在这种情况下，用户基于管电流量(mAs)来估计剂量。

图10示出了表示取决于X射线照射条件的辐射剂量的表。

参考图10，当管电压被设置为80kVp且管电流量被设置为10.0mAs时，在没有过滤器112的情况下，实际剂量为0.72mGy。当管电压增加到83kVp而管电流量减少到8.0mAs时，在没有过滤器112的情况下，实际剂量为0.62mGy。

由于传统的X射线成像装置不提供关于实际辐射剂量的信息，因此用户可能不能准确地知道剂量，并且考虑到第二种情况具有比第一种情况的管电流量低20％的管电流量，可能只是假定剂量会减小(然而，因为管电压增加了一点，所以剂量会减小不到20％)。

当管电压被设置为76kVp且管电流量被设置为16.0mAs时，当使用由铜制成的约0.1mm厚的过滤器112时，实际剂量为0.55mGy。在这种情况下，与第一种情况相比，管电流量增加了大约60％，与第二种情况相比，增加了100％，因此用户可能假定剂量也会增加。然而，第三种情况下的剂量实际上是最低的。

具体地，如果用户仅基于设置的管电压、管电流和管电流量来估计剂量，则难以知道过滤器的影响被反映到其的实际剂量。因此，如果仅基于信息来估计剂量并选择对应的X射线照射条件，则难以考虑到辐射暴露剂量和图像质量来选择适当的X射线照射条件。

在某些实施例中，X射线成像装置100可以引导用户选择适当的X射线照射条件，以通过向用户提供关于过滤器的影响被反映到其的实际剂量的信息来最小化辐射暴露剂量和图像质量的降低。现在将参考附图详细描述X射线成像装置100提供根据实施例的剂量的示例。

图11是表示根据管电压和过滤器类型/厚度的辐射剂量的改变的曲线图。

如上所述，辐射暴露剂量可以根据诸如管电压、管电流、管电流量、过滤器类型和厚度等的X射线照射条件而变化。一旦选择了X射线照射条件，控制器140获得与所选择的X射线照射条件相对应的辐射暴露剂量。

辐射暴露剂量可以以如入口皮肤暴露(Entrance Skin Exposure，ESE)、入口表面剂量(Entrance Surface Dose，ESD)、有效剂量、剂量面积乘积(Dose-Area Product，DAP)等这样的值来表示。在该示例中，使用ESE。

存储装置170可以预先为每个过滤器类型和厚度存储每管电流量(mAs)的剂量(ESE)与管电压之间的关系。每管电流量(mAs)的剂量可以通过实验、模拟等来获得。

例如，每管电流量(mAs)的剂量(ESE)可以通过区分管电压来测量，并且管电压和所测量的每管电流量(mAs)的剂量(ESE)可以被匹配并被存储在表中。这种关系可以通过区分过滤器类型和厚度来获得。即使在不使用过滤器的情况下，也获得并存储每管电流量(mAs)的剂量(ESE)与管电压之间的关系。

在本实施例中，其影响被反映了的过滤器可以是被布置在准直器113的叶片与X射线管111之间的过滤器112。此外，如果存在诸如用于控制X射线检查的形状的领结过滤器(bow tie filter)的附加过滤器，则即使对于这种过滤器，也可以预先获得并存储当该过滤器被使用或不被使用时的每管电流量(mAs)的剂量(ESE)与管电压之间的关系。

当选择了管电压和过滤器时，控制器140在存储装置170中搜索与所选择的管电压和过滤器相对应的每管电流量(mAs)的剂量E1。与此同时，当不使用过滤器时，控制器140在存储装置170中搜索与所选择的管电压相对应的每管电流量(mAs)的剂量E2。

控制器140使用当使用过滤器时的每管电流量(mAs)的剂量E1和当不使用过滤器时的每管电流量(mAs)的剂量E2来计算转换比率R1。转换比率R1可以在下面的公式1中计算：

R1＝E1/E2 (1)

转换比率R1用于将由用户选择的管电流量转换为过滤器的影响被反映到其的管电流量，表示未透射过滤器的X射线的剂量与已经透射过滤器的X射线的剂量的比率。

控制器140使用转换比率R1和所选择的管电流量M1在下面的等式2中计算经转换的管电流量M2：

M2＝M1*R1 (2)

此外，在所选择的管电流量的条件下，控制器140可以使用当使用过滤器时的每管电流量的剂量E1和所选择的管电流量M1来计算过滤器的影响被反映到其的剂量E3。

E3＝M1*E1 (3)

如果所选择的X射线照射条件不包括过滤器的使用，则E1＝E2。在下面的实施例中，将描述所选择的X射线照射条件包括过滤器的使用的场合。

图12至图18示出了其中根据一些实施例的X射线成像装置在显示器上显示关于过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的信息的示例。

显示器150可以以数字值来显示表示过滤器的影响被反映到其的剂量的参数，或者以示图或图像来显示对应的参数的数字值。

例如，如图12所示，当前所选择的管电流量151c-1、暴露时间151c-2和经转换的管电流量151c-3可以以数字值显示在管电流量显示区域151c中。如上所述，经转换的管电流量151c-3是过滤器的影响被反映到其的管电流量。

将选择80kVp的管电压、200mA的管电流、10mAs的管电流量和0.1mm的铜过滤器的场合作为示例。X射线照射条件可以是由用户使用各个设置按钮直接选择的条件，或者可以是与所选择的成像协议和对象的尺寸基本匹配的条件。

控制器140在存储装置170中搜索与所选择的管电压80kVp和过滤器(0.1mm的铜)相对应的每管电流量(mAs)的剂量以及与所选择的管电压80kVp和不使用过滤器的场合相对应的每管电流量(mAs)的剂量。

控制器140可以使用等式1来计算转换比率R1，并通过代入等式1中的转换比率R1来获得经转换的管电流量M2。如果转换比率R1是0.8，则经转换的管电流量M2变为8mAs，并且控制器140可以控制显示器150也在管电流量显示区域151c中显示经转换的管电流量8mAs。

用户以8mAs的数字值来检查经转换的管电流量，并且可以直观地检查当使用0.1mm的铜过滤器时辐射暴露剂量将是多少。

在另一个示例中，如图13所示，也可能以数字值来表示过滤器的影响被反映到其的剂量151c-4。控制器140可以在存储装置170中搜索与所选择的X射线照射条件相对应的每管电流量(mAs)的剂量A1，并且根据等式3通过将所选择的管电流量M1乘以所搜索的每管电流量(mAs)的剂量A1而获得过滤器的影响被反映到其的剂量A3。

然而，显示过滤器的影响被反映到其的剂量151c-4仅仅是一个示例。如图14所示，还可能在设置窗口151中的除了管电流量显示区域151c之外的其他区域中显示剂量151c-4。

虽然在图13和14的示例中表示了经转换的管电流量151c-3和过滤器的影响被反映到其的剂量151c-4两者，但是X射线成像装置100的实施例不限于此。也可能表示经转换的管电流量151c-3和过滤器的影响被反映到其的剂量151c-4中的一个。

在另一个示例中，如图15所示，显示器150表示转换比率151c-5也是可能的。当显示转换比率151c-5时，用户可以直观地知道由于使用过滤器而导致的剂量减少。

转换比率151c-5可以被表示为如等式1中所计算的那样，或者可以被表示为如图15所示的百分比。

类似地，在表示转换比率151c-5的情况下，也可以表示过滤器的影响被反映到其的剂量151c-4，如图16和图17所示。用户可以从各个方面接收关于过滤器的影响被反映到其的剂量的信息，从而直观地且准确地知道辐射曝露的实际剂量。

表示转换比率151c-5和经转换的剂量151c-3两者也是可能的。

在另一个示例中，如图18所示，也可能在示图中示出当使用过滤器时的剂量与不使用过滤器时的剂量之间的关系。具体地，使用过滤器时的剂量可以以条151c-6的形式来表示，并且表示转换比率151c-5的条的长度与整个条长度的比率可以被调整为对应于转换比率151c-5。

例如，在转换比率为80％的情况下，剂量条151c-6可以被调整至整个条区域的长度的80％。

此外，如果用户改变X射线照射条件，则改变之前的剂量条的长度和改变之后的剂量条的长度可以一起被表示，用于用户能够直观地知道根据X射线照射条件的改变的剂量的改变。

现在将描述根据本公开的实施例的X射线成像装置的控制方法。X射线成像装置的控制方法可以使用X射线成像装置100。因此，在不具体地告知的情况下，关于图1至图18的以上描述也可以被应用于X射线成像装置的控制方法的实施例。

图19示出了根据本公开的实施例的X射线成像装置的控制方法的流程图。

参考图19，在500中，接收X射线照射条件的选择。所选择的X射线照射条件可以是由用户使用被提供为对应于各个X射线照射条件的设置按钮而直接设置的条件，或者可以是与成像协议和对象的尺寸基本匹配的条件。

在510中，基于所选择的X射线照射条件获得表示剂量的参数。表示剂量的参数包括过滤器的影响被反映到其的经转换的管电流量、从转换比率计算的剂量和转换比率中的至少一个。转换比率是指与所选择的X射线照射条件相对应的剂量与在相同的条件下不使用过滤器时的剂量的比率。

所获得的参数被显示在显示器150上。如图12至图18所示，所计算的数字值可以与管电流量151c-1一起被显示在管电流量显示区域151c的一部分中，或者可以被显示在除了管电流量显示区域151c之外的设置窗口151的区域中，或者可以以示图示出。对于如何表示参数没有限制。

当在530中，X射线照射条件改变时，在540中，基于经改变的X射线照射条件再次获得表示剂量的参数。如果用户使用在设置窗口151中提供的各种按钮来改变X射线照射条件，则控制器140可以通过实时反映改变来重新计算表示剂量的参数。

在550中，再次获得的参数被显示在显示器上。这可以允许用户直观地检查根据X射线照射条件中的改变的改变剂量，并且考虑辐射暴露剂量和X射线图像质量两者来选择适当的X射线照射条件。

图20示出了根据本公开的实施例的X射线成像装置的控制方法中的计算表示剂量的参数的示例的流程图。

参考图20，在511中，从存储装置170搜索与所选择的管电压和过滤器相对应的每管电流量的剂量E1。为此，可以针对每个过滤器类型和厚度预先存储每管电流量(mAs)的剂量和管电压之间的关系。每管电流量(mAs)的剂量可以通过实验、模拟等来获得。

例如，每管电流量(mAs)的剂量可以通过区分管电压来测量，并且管电压与所测量的每管电流量(mAs)的剂量可以被匹配并被存储在表中。这种关系可以通过区分过滤器类型和厚度来获得。即使在不使用过滤器的情况下，也获得并存储每管电流量(mAs)的剂量与管电压之间的关系。

在512中，搜索与所选择的管电压和不使用过滤器相对应的每管电流量的剂量E2。如上所述，由于存储装置170存储了当使用过滤器时的剂量和当在相同的管电压条件下不使用过滤器时的剂量两者，因此控制器170可以在存储装置170中搜索这两个信息。

在513中，获得在使用过滤器的情况下的每管电流量的剂量E1与当不使用过滤器时的每管电流量的剂量E2的比率，即转换比率R1。控制器140可以基于等式1来计算转换比率R1＝E1/E2。

在514中，基于转换比率R1来获得经转换的管电流量。控制器140通过将转换比率R1和所选择的管电流量M1代入等式2中来计算经转换的管电流量M2。经转换的管电流量M2表示过滤器的影响被反映到其的管电流量。

图21示出了根据本公开的另一实施例的X射线成像装置的控制方法中的计算表示剂量的参数的示例的流程图。

参考图21，在511'中，从存储装置170中搜索与所选择的管电压和过滤器相对应的每管电流量的剂量E1，并且在512'中，使用所搜索的剂量E1来获得过滤器的影响被反映到其的剂量M2。控制器140可以根据等式3来计算过滤器的影响被反映到其的剂量M2。

所计算的剂量或管电流量可以以各种方式被显示在显示器150上。此外，可以显示转换比率R1。转换比率R1可以表示为百分比。

剂量、管电流量、或转换比率可以由直接的数字值表示在管电流显示区域151c中或其它区域中，或者可以被图示为示图或图像。

此外，当X射线照射条件改变并且显示新计算的参数时，也可以显示新参数与改变之前的旧参数之间的关系。例如，如图18所示，改变之前的剂量条的长度a和改变之后的剂量条的长度b可以被一起显示。在这种情况下，用户可以直观地了解通过X射线照射条件的改变而变化的剂量的改变。

根据本公开的实施例的X射线成像装置的控制方法可以在由各种计算装置可执行并被记录在计算机可读介质中的程序指令中实施。

计算机可读介质可以分开地或组合地包括程序指令、数据文件、数据结构等。例如，计算机可读记录介质可以包括(无论是可擦除还是可再写)易失性或非易失性存储设备，诸如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁存储介质(例如软盘、硬盘等)和光学记录介质(诸如CD-ROM或DVD)。计算机可读记录介质还可以分布于网络耦合的计算机系统，使得以分布方式来存储和执行计算机可读代码。该介质可以由计算机读取、存储在存储器中、并且由处理器执行。

可以被包括在便携式终端中的计算机可读介质可以是适合于存储具有实施本公开的实施例的指令的一个或多个程序的机器可读记录介质的示例。记录在计算机可读介质上的程序指令可以为本公开专门设计和配置，或者可以是计算机软件领域的普通技术人员所熟知的。

根据X射线成像装置及其控制方法的实施例，提供关于过滤器的影响被反映到其的实际剂量的信息，用于用户能够直观地知道在对应的X射线照射条件下的剂量。这可以允许考虑辐射暴露剂量和X射线图像的质量两者的适当的X射线照射条件的设置。

根据本公开的实施例，X射线成像装置及其控制方法可以引导用户直观地识别X射线的实际剂量并选择适当的剂量，最终通过向用户提供关于X射线过滤器效应被反映到其的X射线的实际剂量的信息来引导低剂量的X射线的条件。

虽然已经利用示例性实施例描述了本公开，但是各种改变和修改可以建议给本领域技术人员。本公开意图包括落在所附权利要求的范围之内的改变和修改。

Claims

1.一种X射线成像装置，包括：

X射线源(110)，被配置为根据包括管电压、管电流、暴露时间或过滤器中的至少一个的X射线照射条件来生成和照射X射线；

显示器(150)，被配置为提供图形用户界面以接收关于所述X射线照射条件的选择；以及

控制器(140)，被配置为基于所选择的X射线照射条件获得表示过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数，并且控制所述显示器显示所述参数。

2.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，表示过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数包括与已经透射所述过滤器的X射线相对应的管电流量、已经透射所述过滤器的X射线的剂量、或未透射所述过滤器的X射线的剂量与已经透射所述过滤器的X射线的剂量的比率中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，所述显示器被配置为以数字值、或者表示所述数字值的示图或图像显示所述参数。

4.根据权利要求1所述的X射线成像装置，还包括：存储装置(170)，被配置为通过区分所述过滤器的类型或厚度来存储每管电流量的剂量与管电压之间的关系，其中管电流量的单位是mAs。

5.根据权利要求4所述的X射线成像装置，其中，所述控制器被配置为当输入所述X射线照射条件的选择时，在所述存储装置中搜索与所选择的X射线照射条件相对应的每管电流量的剂量。

6.根据权利要求5所述的X射线成像装置，其中，所述控制器被配置为搜索与当在所选择的X射线照射条件下不使用过滤器时的场合相对应的每管电流量的剂量。

7.根据权利要求6所述的X射线成像装置，其中，所述控制器被配置为基于与所选择的X射线照射条件相对应的每管电流量的剂量和与当在所选择的X射线照射条件下不使用所述过滤器时的场合相对应的每管电流量的剂量来获得未透射所述过滤器的X射线的剂量与已经透射所述过滤器的X射线的剂量的比率。

8.根据权利要求7所述的X射线成像装置，其中，所述控制器被配置为基于所获得的比率和在所选择的X射线照射条件中包括的管电流量来获得与已经透射所述过滤器的X射线相对应的管电流量。

9.根据权利要求5所述的X射线成像装置，其中，所述控制器被配置为基于与所选择的X射线照射条件相对应的每管电流量的剂量和在所选择的X射线照射条件中包括的管电流量来获得已经透射所述过滤器的X射线的剂量。

10.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，所述控制器被配置为当成像协议或者对象的尺寸中的至少一个被选择时，控制所述显示器显示与所选择的、成像协议或对象的尺寸中的至少一个相对应的基本X射线照射条件。

11.根据权利要求10所述的X射线成像装置，其中，所述控制器被配置为基于所述基本X射线照射条件来获得表示所述过滤器的影响被反映到其的剂量的参数。

12.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，所述控制器被配置为每当所述X射线照射条件的选择被改变时，重新获得表示所述过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数，并且控制所述显示器显示所述参数。

13.一种X射线成像装置的控制方法，所述方法包括：

提供图形用户界面，所述图形用户界面被配置为接收包括管电压、管电流、暴露时间或过滤器中的至少一个的X射线照射条件的选择；

基于所选择的X射线照射条件，获得表示过滤器的影响被反映到其的剂量的参数；以及

将所获得的参数显示在显示器上。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，表示过滤器的影响被反映到其的辐射剂量的参数包括与已经透射所述过滤器的X射线相对应的管电流量、已经透射所述过滤器的X射线的剂量、或未透射所述过滤器的X射线的剂量与已经透射所述过滤器的X射线的剂量的比率中的至少一个。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，将所获得的参数显示在显示器上包括：

以数字值、或者表示所述数字值的示图或图像显示所述参数。