[發(fā)明專利]X－射線成象光學(xué)攝象機裝置和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02122240.1
• 申請日: 2002-05-30
• 公開（公告）號: CN1387826A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·E·庫爾蒂斯;R·L·安德頓
• 申請（專利權(quán)）人: GE醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;H04N5/225
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 周備麟,章社杲

發(fā)明背景

本發(fā)明的至少一個優(yōu)選實施例總的涉及一種醫(yī)用的X-射線成象系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用一個根據(jù)可見光工作的電子攝象機來控制亮度。本發(fā)明的至少一個優(yōu)選實施例涉及一種采用非彩色的灰度濾光器的電子攝象機。在該濾光器上的不秀光度是變化的，并可以調(diào)節(jié)，以減弱光線。

在過去，曾經(jīng)提出醫(yī)用診斷成象系統(tǒng)，用于通過使用安置在病人的感興趣區(qū)域相對二側(cè)上的X-射線源和接收器，來對病人感興趣的區(qū)域成象。典型的X-射線成象系統(tǒng)采用可相對于病人感興趣的區(qū)域移動至各個不同位置的X-射線源的接收器。控制X-射線源，可調(diào)節(jié)從它發(fā)射出的穿過病人和照射至X-射線接收器上的X-射線量。一般，X-射線接收器包括一個圖象放大器，它具有一個X-射線檢測層，可檢測穿過病人的X-射線。該圖象放大器將X-射線轉(zhuǎn)換為可見光，再將可見光引導(dǎo)至靠近攝象機的一個目標(biāo)平面上。該攝象機包括一個光學(xué)透鏡系統(tǒng)，它將從該目標(biāo)平面發(fā)出的光聚焦至靠近一個對光敏感的傳感器的圖象平面上。對光敏感的傳感器的一個例子為電荷耦合器件。對光敏感的傳感器檢測和轉(zhuǎn)換在圖象平面上的可見光數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，最后顯示給使用者。

根據(jù)分析區(qū)域的厚度、密度和結(jié)構(gòu)等的不同，各種不同的分析區(qū)域在不同程度上使X-射線衰減。病人分析區(qū)域的這些不同的特性，在不同程度上使X-射線衰減；并且當(dāng)感興趣的分析區(qū)域的位置靠近某些其他形式的分析區(qū)域時，會使X-射線圖象的質(zhì)量變壞。

X-射線成象設(shè)備的操作者，企圖通過各種方法來改善X-射線的圖象質(zhì)量。改善X-射線圖象質(zhì)量的一種方法包括調(diào)節(jié)X-射線源發(fā)射出的X-射線強度。例如，通過增加從X-射線源發(fā)射出的X-射線的數(shù)目，可使對X-射線高度衰減的分析區(qū)域更好地成象。通過增加X-射線的發(fā)射，使用者同樣可以增加在接收器檢測到的光子統(tǒng)計數(shù)量(例如，投射至圖象放大器上的光子數(shù)目)。當(dāng)光子統(tǒng)計數(shù)量增加時，圖象放大器將更多的X-射線轉(zhuǎn)換為可見光，因而增加入射至電子攝象機的目標(biāo)平面上的光的亮度。光亮度可以增加至足以使諸如電荷耦合器件(CCD)一類的光傳感器飽和的程度。當(dāng)檢測的光過強時，所產(chǎn)生的經(jīng)過處理和顯示的圖象質(zhì)量變壞。圖象質(zhì)量惡化有幾種表現(xiàn)形式，例如，圖象好象被沖刷過一樣，相鄰分析區(qū)域之間的圖象對比度差等。

在過去，曾企圖在電子攝象機中加入一個可變光圈僅讓所希望的光量通過可調(diào)孔來使X-射線系統(tǒng)防止光亮度造成傳感器過載。該可調(diào)孔的直徑可以變化，以使在目標(biāo)平面上的光的亮度的達(dá)到平均衰減量。當(dāng)系統(tǒng)將可變光圈的孔減小至“縮小光圈”或部分地關(guān)閉該可變光圈的孔時，反饋檢測將檢測出，在目標(biāo)平面上的光的平均亮度減小，系統(tǒng)可以自動地增加照射在接收器上的X-射線量。

根據(jù)以上所述，最終顯示的圖象質(zhì)量受入射到圖象放大器上的X-射線通量(強度)而影響。一般，允許通過電子攝象機的光學(xué)系統(tǒng)的光量，控制X-射線的通量。高質(zhì)量圖象要求更多的X-射線通量，而減少讓光通過攝象機光學(xué)系統(tǒng)的可變光圈的孔，可允許更多的X-射線通量，因而可避免傳感器飽和。考慮到病人的擔(dān)心，為了保證使用最小的必要的X-射線通量，由電馬達(dá)控制的可變光圈可精確地控制通過光學(xué)系統(tǒng)的光量。在給一個病人成象的過程中，可以改變可變光圈孔的直徑和X-射線的通量。因此，一般，根據(jù)自進入開始成象操作的使用者發(fā)出的指令，X-射線成象系統(tǒng)可以自動地控制光的強度。

最好是，電子攝象機只將在目標(biāo)平面附近的光，聚焦在圖象平面上。X-射線系統(tǒng)的緊湊結(jié)構(gòu)。通常使目標(biāo)平面和圖象平面緊密地靠近攝象機光學(xué)系統(tǒng)的相對二端。因此，在攝象機光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)構(gòu)-例如光通過的玻璃表面等-靠近目標(biāo)平面。當(dāng)可變光圈的孔減小時，在目標(biāo)平面附近的玻璃表面和其他透光結(jié)構(gòu)，可以由攝象機的光學(xué)系統(tǒng)聚焦在圖象平面上。在攝象機光學(xué)系統(tǒng)中或附近的這些透光結(jié)構(gòu)可以包含一些表面缺陷(例如刮痕，挖坑等)，并可以容納外來物質(zhì)(例如污物)。表面缺陷和/或污物可以非常接近目標(biāo)平面，以致當(dāng)可變光圈孔縮小時，這些缺陷和/或污物至少部分地聚焦在圖象平面上。攝象機的光學(xué)系統(tǒng)可以部分地將表面缺陷或污物的圖象，充分聚焦在圖象平面上，以便在圖象平面上的光傳感器檢測出表面缺陷/污物，作為要成象的數(shù)據(jù)傳送至處理器。表面缺陷和污物的投影，在圖象平面上形成不需要的假象，如同在顯示圖象上出現(xiàn)的假象一樣。