CN1860998A - 用于x射线系统和磁系统操作同步操作的方法和装置 - Google Patents

Abstract

X射线装置具有平板X射线探测器，其操作容易受到强磁场的干扰。为了允许X光系统与磁系统同时操作，提供控制单元来操作平板X射线探测器和磁系统，其中磁系统是诸如磁跟踪系统或磁定位系统这样发出场强足以干扰平板X射线探测器操作的磁场的系统。控制单元使磁系统的操作与平板X射线探测器同步操作，使得磁系统仅在不干扰平板X射线探测器的操作时才发出磁场。

Description

用于X射线系统和磁系统操作同步操作的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于X射线系统和磁系统操作同步操作的方法和装置，尤其涉及其中X射线系统具有平板(flat panel)X射线探测器的方法和装置。

背景技术

使用磁跟踪系统来完成各种类型的医疗操作过程，其中在病人的外部产生磁场并且通过检测和分析目标所携带的一个或多个线圈感应的电压(由于目标及其移动引起的磁场改变而产生)跟踪病人中的目标或标识其位置。这种磁跟踪用在例如PCI(经皮冠状介入)和心脏EP(电生理)介入以及检查中。这些磁跟踪系统能够在这种操作过程或检查中跟踪导管或斯滕特模(stent)。

X射线系统也用在这些操作过程中。直到最近，多数X射线系统仍采用X射线图像增强器来检测经病人衰减的X射线，其连接到CCD相机根据检测的X射线产生视频图像。这些检测/成像系统不受磁跟踪系统产生的磁场影响，因此这些X射线系统与磁跟踪系统可兼容使用。另一种类型的辐射探测器是平板X射线探测器。这种平板X射线探测器原本用在导管实验室(cathlab)C-臂系统中，然而近些年来，它们的使用对于所有类型的用于医疗介入目的的X射线系统变得广泛起来，包括事实上在EP实验室中普遍使用。平板X射线探测器的使用变得如此广泛以至于它们几乎成为用于所有医疗X射线系统的X射线探测器的标准类型。

然而，这种平板X射线探测器容易受到这种类型的磁跟踪系统或其他类型的产生磁场的设备(如切除系统)所产生的磁场的影响。这些磁场可以在平板X射线探测器产生的图像中产生伪像。

发明内容

本发明的一个目的是使采用平板X射线探测器的X射线系统与产生能够干扰平板探测器操作的磁场的磁系统可兼容使用。

根据本发明，上述目的是通过用于X射线系统和磁系统同步操作的方法和装置实现的，该X射线系统具有平板X射线探测器和该磁系统产生能够干扰平板探测器操作的磁场，其中仅在不会干扰平板X射线探测器的操作时才激励磁系统。例如，磁系统的激励可能仅仅发生在没有进行从平板X射线探测器读出图像数据时。

用于许多医疗应用(特别是心脏应用)的X射线系统提供一系列图像。对于每个图像，必须从平板X射线探测器中读出数据。典型地，获得并显示具有30Hz帧速率的图像系列。无论何时想要从平板X射线探测器中生成图像，将所谓的“帧请求”信号提供给平板探测器的控制电子设备。对于具有30Hz帧速率的图像序列，这意味着将以33ms的间隔向平板探测器提供帧请求。在帧请求之后是启用X射线源以发射X射线的时间段，在这段时间内平板探测器对检测X射线辐射是敏感的，X射线辐射被平板探测器积分。当X射线的有效生成停止时，即，X射线源不再启用时，进行平板X射线探测器的读出。本发明方法和装置是基于这样的认识的，即，只有在该读出时段内平板X射线探测器容易受到磁系统所生成的磁场影响。因此，根据本发明，磁系统与X射线系统同步操作，从而仅在读出时段之外的时间激励磁系统。例如，可以在X射线源启用的同一时段激励磁系统。由于通过基本上同时地退出磁系统，在平板X射线探测器的读出之前就退出X射线源，因此在从平板探测器读取数据期间磁系统不是激励的，因而与磁系统操作相关的磁场不会对该读出产生不利影响。

本发明可以用于的磁系统的例子是磁跟踪或定位系统以及切除系统。如上所述，然而本发明可适合于由产生能够干扰平板探测器操作的磁场的任何类型的设备或系统使用。

附图说明

图1是根据本发明原理构成和操作的、用于X射线系统和磁系统同步操作的装置的示意方框图。

图2示出根据本发明的图1的装置操作时采用的不同信号的时间关系。

图3是图1的装置的一部分的方框图，用来说明另一实施例。

具体实施方式

图1所示的本发明装置的示范性实施例包括在导管实验室操作过程中通常采用的X射线成像系统，尽管图1中没有示出导管(catheter)，这是由于它对于说明本发明原理并不重要。然而，本发明的方法和装置不限于任何特定类型的X射线系统或用X射线系统进行的介入或检查类型，而是可以应用到其中任何具有平板X射线探测器的X射线系统与产生能够干扰平板X射线探测器操作的磁场的系统结合使用的情形。

在图1所示的实施例中，X射线源和平板X射线探测器装在C-臂(C-arm)3上，从而用X射线源1发出的X射线照射位于X射线源1和平板X射线探测器2之间的病人承重体5上的病人4。经病人4衰减的X射线由平板X射线探测器2检测。

尽管在图1的示范性实施例中示出了在C-臂3上的X射线源1和平板X射线探测器2的承重体，但可以使用任何类型的承重体或安装设备，例如，地板安装(floor mount)、吊顶安装(ceiling mount)、台架(gantry)等。

平板X射线探测器2具有公知的与其相关的操作平板X射线探测器2的平板电子设备6，包括实现从中读出图像数据。通过平板电子设备6从平板X射线探测器读出的图像数据经由线路16提供到图像计算机，后者以公知的方式生成检查目标4的照射区域的图像，以在监视器8上显示。在某些情况下，可以不必使用图像计算机7，而可以通过平板电子设备6直接产生视频信号。

从电压发生器9以公知的方式向X射线源1提供适当的电压和电流。电压发生器9由控制单元10操作。

图1所示的装置还包括磁跟踪系统11，它作为产生能够干扰平板X射线探测器2操作的磁场的磁系统的例子。磁跟踪系统11以公知的方式操作来发出前述磁场。磁跟踪系统11要跟踪的目标(例如，导管15)带有线圈。当导管移动穿过磁跟踪系统11所产生的磁场时，由于磁场改变在线圈上感应电压，从而产生测量的电流。为此，必须在导管15和磁跟踪系统11之间提供导线或无线通信，但这些项目是公知的，因此为了清晰起见将其省略。通过以公知的方式分析电流，跟踪导管15的位置和路径。磁跟踪系统11可以具有它自己的显示介质，或者可以提供输出信号给单独的显示器或某些其他利用跟踪或定位信息的部件。

控制单元10通过标准的控制线12控制电压发生器9。控制单元10还以公知的方式通过线14向平板探测器电子设备提供帧请求信号。根据本发明，为控制单元10提供额外的控制线13以允许控制单元10额外控制磁跟踪系统11。根据本发明，以同步的方式进行电压发生器9、磁跟踪系统11和平板电子设备6的控制，这将使用图2所示的信号为例进行说明。

图2从上至下示出了帧请求信号、X射线启用信号、读出信号和磁系统激励信号。在指示增加的时间t的各个水平轴上示出这些信号。

当要生成图像序列中的图像时，控制单元10通过控制线14发出帧请求信号给平板电子设备6。这使平板2准备或激励来检测其上入射的X射线。基本上即刻之后，平板电子设备6通过线19向电压发生器9提供X射线启用信号。电压发生器9进而基本上在X射线启用信号期间向X射线源1提供适当的操作电压来使它发射X射线。X射线经病人承重体5上的病人4衰减，并且由平板X射线探测器2检测。

基本上即刻在X射线启用信号结束之后，平板电子设备6自动读出平板X射线探测器2在X射线启用信号存在期间所汇集的数据。基本上在平板X射线探测器2的读出结束即刻之后，控制单元10产生另一帧请求信号或脉冲，并且重复该循环。

如上所述，帧请求脉冲信号中的脉冲典型地以30Hz的帧速率出现，这意味着连续帧请求脉冲之间的时间间隔是33ms。

根据本发明，通过仅在磁跟踪系统11所产生的磁场不会干扰平板X射线探测器2操作时激励磁跟踪系统11，控制单元同步磁跟踪系统11的操作与平板X射线探测器2的前述操作。例如，这可以是仅仅在不进行平板X射线探测器2的读取时。这可以通过当平板探测器2将不会被干扰时(例如，在读出信号中的脉冲占用的周期之外的时间)从控制单元10经由控制线12向磁跟踪系统11发出磁系统激励信号来完成。在图2所示的示范性实施例中，示出磁跟踪系统11的激励基本上与X射线源1的X射线发射具有共同的时间范围，即，X射线启用信号的脉冲持续时间基本上等于磁系统激励信号的脉冲持续时间。然而，这两个信号的脉冲不必一致或基本一致，它们也更不必重叠。唯一必要的是磁系统激励信号中的激励脉冲不与读出信号的脉冲重叠。

图3示意性示出的另一实施例可应用于在接近帧请求信号频率的频率上周期地出现对平板X射线探测器2操作的扰动或干扰的情况。在这种情况下，可以以任何适合的方式(例如，通过利用公知的方式对平板X射线探测器2的输出进行适当分析)检测干扰，并且可以从平板电子设备6经由线18向锁相环(PLL)17提供信号。锁相环17位移内部帧请求信号使得扰动仅仅发生在平板X射线探测器2不被干扰的时间(阶段)。在这个实施例中，不需要从控制单元10到磁系统的控制线13。

因此本发明方法和装置允许磁跟踪系统11与具有平板X射线探测器2的X射线装置同时操作，而不会干扰平板X射线探测器2操作，因此不会引入伪像。因此可以在其他部件产生磁场的环境下(例如导管实验室和EP实验室)可靠地使用采用平板X射线探测器的现代X射线系统。不需要将这些实验室中使用的X射线成像系统仅限制为采用X射线图像增强器作为辐射探测器的系统。

尽管本领域技术人员可以建议修改和改变，但本发明者意图将落入所属领域范围的所有合理和适当改变和修改包含在授权的专利中。

Claims (13)

1.一种X射线装置，包括：

X射线源；

平板X射线探测器，其放置用来检测所述X射线源发出的X射线，并且可按周期操作；

磁系统，其发出所述平板X射线探测器位于其中的磁场，所述磁场在所述周期的一部分内具有足以干扰所述平板X射线探测器的场强；和

与所述平板X射线探测器和所述磁系统通信的控制单元，所述控制单元激励所述磁系统来仅在所述周期除了所述周期的所述一部分之外的时间发出所述磁场。

2.如权利要求1所述的X射线装置，其中所述控制单元向所述平板X射线探测器提供信号来开始所述周期。

3.如权利要求2所述的装置，包括连接到所述X射线源的电压发生器，用于向所述X射线源提供操作电压，并且包括平板探测器电子设备，用于在所述周期中电操作所述平板探测器，并且与所述电压发生器通信来使所述电压发生器能仅在所述周期的所述部分之外向所述X射线源提供所述操作电压。

4.如权利要求3所述的X射线装置，其中，所述控制单元基本上与所述电压发生器的启用具有共同时间范围地激励所述磁系统。

5.如权利要求1所述的X射线装置，其中，所述周期的所述部分包括读出阶段，并且其中所述控制单元仅在所述周期启动之后、所述读出阶段之前的时间内激励所述磁系统。

6.如权利要求1所述的X射线装置，其中所述磁系统是磁跟踪系统。

7.如权利要求1所述的X射线装置，其中所述磁系统是切除系统。

8.如权利要求1所述的X射线装置，包括C-臂，其上装有所述X射线源和所述平板X射线探测器。

9.一种用于操作X射线装置的方法，所述X射线装置具有：X射线源；平板X射线探测器，其放置用来检测所述X射线源发出的X射线，并且可在一周期内操作；磁系统，其发出所述平板X射线探测器位于其中的磁场，所述磁场在所述周期的一部分内具有足以干扰所述平板X射线探测器的场强，并且所述方法包括步骤：

将控制单元放置得与所述平板X射线探测器和所述磁系统通信；和

通过所述控制单元开始所述周期并激励所述磁系统来仅在所述周期的所述部分之外的时间发出所述磁场。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述X射线装置包括连接到所述X射线源的电压发生器，用于向所述X射线源提供操作电压，并且包括平板探测器电子设备，用于电操作所述平板探测器，并且其中所述方法还包括：放置所述平板探测器电子设备以与所述电压发生器通信，从而使所述电压发生器能通过所述平板探测器电子设备仅在所述周期的所述部分之外向所述X射线源提供所述操作电压。

11.如权利要求10所述的方法，包括：通过所述控制单元，基本上与所述电压发生器的启用具有共同时间范围地激励所述磁系统。

12.如权利要求9所述的方法，其中，所述周期的所述部分包括读出阶段，并且所述方法包括：通过所述控制单元，仅在所述周期启动之后、所述读出阶段之前的所述时间内激励所述磁系统以发出所述磁场。

13.一种X射线装置，包括：

X射线源；

平板X射线探测器，其放置用来检测所述X射线源发出的X射线；

平板X射线探测器电子设备，用于在一周期内电操作所述平板X射线探测器；

连接到所述平板X射线探测器电子设备的控制单元，用于向所述平板X射线探测器电子设备提供信号来开始所述周期，所述信号具有一频率；

磁系统，其发出所述平板X射线探测器位于其中的磁场，所述磁场在所述周期的一部分内、在接近所述信号的所述频率的频率上具有足以干扰所述平板X射线探测器的场强；和

连接在所述平板X射线探测器电子设备和所述控制单元之间的锁相环，用于使得仅在所述周期的所述部分之外的时间从所述控制单元向所述平板X射线探测器电子设备提供所述信号。

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