CN103415252A - 用于x射线成像***的对准装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于将射线照相成像***中的辐射源与便携式图像接收器对准的方法，所述方法从耦合到所述辐射源的发射器装置产生具有预定场图且具有在预定频率处的时变向量方向的磁场，其中所述所产生的磁场进一步包含同步信号。从耦合到所述图像接收器的感测装置获得来自所述磁场的感测到的信号，其中所述感测装置包含三个或三个以上感测器元件，其中所述感测器元件中的至少两个配置成相对于彼此成不同角度且安置在所述图像接收器的成像区域外部；输出信号指示根据所述所获得的感测到的信号相对于所述同步信号的振幅和相位的对准调整。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于辐射成像的装置，且更具体地涉及用于提供辐射源相对于用于记录辐射图像的图像检测装置的适当对准的定位装置。
背景技术
当获得X射线图像时，通常存在辐射源与记录图像数据的二维接收器之间的最佳对准。在大多数情况下，优先的是X射线源提供在垂直于记录媒体的表面的方向上的辐射。为此，大规模的射线照相***将辐射头部与记录媒体支架安装成相对于彼此成特定角度。对头部与接收器的定向通常要求具有相当大尺寸从而延伸超出这两个组件之间的完整距离的安装臂。利用这样的大规模***，接收器的不必要倾斜或扭曲因此通过成像***本身的硬件来防止。
随着移动或便携式辐射成像装置（诸如在特护病房（ICU）环境中使用的装置）的出现，辐射源与二维辐射接收器之间的固定角度关系不再是由***本身的安装硬件强加的。相反，需要操作者通常使用视觉评估帮助辐射源朝向接收器表面，从而提供尽可能垂直的定向。
在计算机射线照相（CR）***中，二维图像感测装置本身是存储可读成像媒体的便携式暗盒。在直接数字射线照相（DR）***中，二维图像感测装置是具有平坦的、硬质的或柔韧的衬底支撑的便携式数字检测器。
图1示出能由计算机射线照相（CR）和/或数字射线照相（DR）使用的移动X射线装置。移动射线照相单元600具有框架620，框架620包括用于显示所获得图像和相关联数据的显示器610和允许诸如所获得图像的存储、传输、修改和打印的功能的控制台612。为了具有移动性，单元600具有帮助将单元600引导到它的意欲位置的一个或多个轮子615和一个或多个手柄625，其通常提供在腰部、手臂或手水平处。自含电池组626能提供电源，从而消除使操作接近电源插座的需要。
安装到机架620的是支撑部件635，支撑部件635支撑X射线源640，X射线源640也称为安装在悬臂装置（更简单地称为悬臂70）上的X射线管、管头部或发生器。在所示的实施方案中，支撑部件635具有固定高度的垂直柱64。悬臂70从支撑部件635向外延伸可变距离，且在柱64上上下挪动到所需高度以用于在便携式接收器10上获得图像。悬臂70可以向外延伸固定距离或可延伸可变距离。用于X射线源640的高度设定可在对各种位置的病人的脚部和下肢成像的较低高度到用于对上身部分成像的肩膀高度且更高的范围内变化。在其他实施方案中，用于X射线源的支撑部件不是固定柱，而是在接合机构处弯曲以允许X射线源在垂直和水平位置的范围内的移动的铰链部件。
在计算机射线照相（CR）***中，二维图像检测接收器10是存储可读成像媒体的便携式暗盒。在直接数字射线照相（DR）***中，二维图像传感接收器10是具有平坦的、硬质的或柔韧的衬底支撑的便携式数字检测器。然而，因为接收器10是便携式的，所以一旦接收器10位于病人后面，那么技术人员可能看不见接收器10。这使针对便携式***的对准任务变复杂，从而需要用于测量源至图像的距离（SID）、倾斜角和定中心的一些方法，且使得更难以有效地使用网格来减少分散的效果。由于这给便携式射线照相***增加了复杂性，那么技术人员可以选择不使用网格；然而，无网格的结果通常是低品质图像。
关于提供方法和工具来辅助X射线源与接收器角度的操作者调整的问题，已经存在许多方法。一种传统方法已提供呈更紧凑方式的机械对准，诸如在MacMahon的标题为“Mobile Radiography AlignmentDevice”的美国专利第4,752,948号中描述的方法。平台具备用于保持成像暗盒与辐射源之间的对准的可枢转标准。然而，此种类型的复杂机械解决方案有降低这些X射线***的总体柔韧性和可携带性的倾向。另一种类型的方法（诸如在Kwasnick等人的标题为“DigitalX-ray Imager Alignment Method”的美国专利第6,422,750号中提出的方法）使用初始低曝光脉冲来检测对准网格；然而，此方法将不适用于接收器必须在装配在病人后面之后对准的便携式成像状况。
其他方法将来自辐射源的光束投影到接收器以便获得该两者之间的对准。此方法的示例包括MacMahon的标题为“Alignment Methodfor Radiography and Radiography Apparatus Incorporating Same”的美国专利第5,388,143号和标题为“Optical Grid Alignment System forPortable Radiography and Portable Radiography Apparatus IncorporatingSame”的美国专利第5,241,578号。类似地，Cumings的标题为“Method,System and Apparatus for Aiming a Device Emitting Radiant Beam”的美国专利第6,154,522号描述使用反射式激光束来进行辐射目标的对准。然而，已使用光来对准胶片暗盒或CR暗盒或DR接收器给出的解决方案受许多因素限制。′143和′578 MacMahon公开案需要预先确定固定源至图像的距离（SID），接着使用此固定SID值应用三角测量。改变SID需要对三角测量设定的许多调整。对于允许可变SID的便携式成像***而言，此配置不太令人满意。在一些情况下，诸如在′522 Cumings公开案中描述的使用激光的装置在进行调整方面可能比所必要的需要多得多的精确度。
在Bautista的标题为“Locating Device”的美国专利第4,836,671号和Madsen的题为“X-ray Photography Device”的美国专利第4,246,486号中给出光从辐射源投影到接收器上的其它示例。Bautista′671和Madsen ′486方法两者使用从辐射源投影且以各种方式在接收器上交叉的多个光源。
明显地，在(例如)针对使用便携式***的胸部X射线成像，接收器和其附随网格被挡住（接收器和其附随网格完全位于病人后面就可能如此）的情况下，上文提出的解决方案常常没有一点价值。当今的便携式辐射成像设备允许由放射学技术人员放置胶片暗盒、CR暗盒或数字射线照相DR接收器的相当大的灵活性。病人不需要在水平位置上进行成像，而是可以成任何角度，角度取决于所需要的图像的类型且取决于针对X射线检查移动病人的能力。技术人员能独立地针对每个成像阶段手动地调整便携式暗盒或接收器和辐射源的位置。因此，应了解，用于获得辐射源和网格与图像接收器之间的期望角度的对准设备必须能够匹配不管什么定向，只要它最佳地适合于获得图像。如已照惯例应用且如在Tanaka等人的标题为“Portable RadiationImaging System and a Radiation Image Detection Device Equipped withan Angular Signal Output Means”的美国专利第7,156,553号中描述的设备中所使用的和其他处的倾斜感测不提供关于暗盒与辐射源的定向的足够信息，除了在暗盒位于水平面的单一情况之外。可使用更复杂位置感测装置，但是可遭受随着时间的推移可变得更坏的取样和累积舍入误差，从而需要频繁重新同步。
因此，明显的是，传统对准解决方案针对特定类型的***和环境是可使用的；然而，依然有相当大的改善空间。便携式射线照相装置必须是紧凑的且轻型的，此使得诸如在′948 MacMahon公开案中给出的机械对准方法不太令人满意。对直接视线对准的限制将许多类型的基于反射光的方法的适用性降低到有限范围的成像情形。Tanaka等人的′553解决方案所需的复杂感测器和移动控制交互作用在有限受益的情况下将使现有设计增加相当大费用、复杂性、重量和尺寸。许多比较便宜的便携式辐射成像单元不具有获得必要调整所需要的控制逻辑和运动协调组件。这些方法中没有方法向操作者给出在正确方向上进行手动调整来校正不对准的所需信息，尤其在使用抗散射网格的情况下。
相关问题是需要获得较佳地适用于所获得的图像且适用于所使用的网格的源至图像的距离（SID）。传统对准解决方案不提供SID信息，从而将其留给技术人员来进行分离测量或进行近似SID调整。此外，传统解决方案不向技术人员提供帮助降低由不对准或瞄准仪小片的不良调整引起的背面散射的工具。此种类型的散射虽然针对其他类型的射线照相成像（诸如牙齿和***摄影成像）不是特别有问题的，但针对便携式射线照相成像装置可能是麻烦的，这是因为辐射被引导在宽广区域上。向前经过成像接收器和与接收器相关的任何阻断元件的辐射可无意地向后反射进入接收器中，从而不利地影响图像品质。为了尽可能地降低关于胸部X射线和其他类型的X射线的背面散射，需要技术人员估计成像接收器的位置和定向或轮廓且相应地调整瞄准仪。
明显地，前面描述的这些传统解决方案中没有解决方案尤其适用于对现有便携式射线照相***的改装。即，对于除了最近制造的设备品之外的所有设备品而言，实施这些前面的解决方案中的任一个实际上将是禁止的，且可具有显著的成本影响。
未由以上解决方案中的许多人解决的又一问题涉及放射科医生和放射线学技术人员的实际工作实践。在Tanaka等人的′553申请案中特别强调的对垂直发出辐射的要求并不是针对所有类型的成像均为最佳的。事实上，存在一些类型的诊断图像，针对这些诊断图像来说，斜的（非垂直）入射辐射角是最理想的。例如，针对标准胸部前后（AP）视图，建议中心射线角是从垂直线（法线）倾斜大约3度到5度。虽然传统对准***提供中心射线的正入射，但其不适应于帮助技术人员调整到倾斜角度。
因此，可见，存在对能够进行辐射源相对于用于记录辐射图像的图像检测设备和可选的抗散射网格的适当角度对准和定位的装置的需要。
发明内容
本发明的目的在于通过提供示例性的装置和方法实施方案来帮助辐射源相对辐射接收器的对准和适当定位，从而使射线照相成像的技术进步。本发明的特征是使用能够感测接收器相对于辐射源的距离和位置定向的感测器与检测器配置。某些示例性装置和方法实施方案的优点在于其可允许现有的X射线装置的直接改装。
示例性装置和方法实施方案不要求在病人后面用于对准的接收器的可见性。一个实施方案的另一优点在于其提供可适合于使用可变SID距离的方法。
这些目的仅仅通过图示性示例来给定，且此类目的可示例本发明的一个或多个实施方案。对于本领域中的技术人员来说，由所公开的本发明固有地获得的其他理想目的和优点可发生或者是变得显而易见的。本发明由附加权利要求书界定。
根据本发明的一个方面，提供一种用于将射线照相成像***中的辐射源与便携式图像接收器对准的方法，所述方法可包括：从耦合到所述辐射源的发射器装置产生具有预定场图且具有在预定频率处的时变向量方向的磁场，其中所述所产生的磁场进一步包含同步信号；从耦合到所述图像接收器的感测装置获得来自所述磁场的感测到的信号，其中所述感测装置包含三个或三个以上感测器元件，其中所述感测器元件中的至少两个配置成相对于彼此成不同角度且安置在所述图像接收器的成像区域外部；且提供指示根据所述所获得的感测到的信号相对于所述同步信号的振幅和相位的对准调整的输出信号。
附图说明
虽然本说明书以特别地指出且清楚地主张本发明的主题的权利要求书结束，但应相信，从结合附图进行的以下描述，将更好地理解本发明的实施方案，其中：
从如附图中所图示的本发明的实施方案的如下更特定描述，本发明的前述和其他目的、特征和优点将变得明显。附图的元件未必相对于彼此按比例绘制。
图1示出一种类型的传统移动射线照相单元的透视图。
图2A是示出正被成像的病人与诊断成像装置的基本组件的相对关系的透视图。
图2B是示出用于成像***设置的重要空间关系的透视图。
图2C是示出示例性未对准定位的透视图。
图3A是示出在一个实施方案中对准装置的一个部分的操作的透视图。
图3B是示出根据本发明的实施方案的用于获得适当管与接收器/网格对准的组件的侧视框图。
图4是示出根据本发明的实施方案的接收器位置的显示的透视图。
图5A示出辐射源不良地对准到接收器的情况下瞄准仪图案的显示。
图5B示出辐射源良好地对准到接收器和抗散射网格的情况下瞄准仪图案的显示。
图5C示出辐射源不良地对准到接收器的情况下经投射的瞄准仪图案的显示。
图5D示出辐射源良好地对准到接收器和网格的情况下经投影的瞄准仪图案的显示。
图6A和图6B是示出经投影的光图案如何在各种状况下对准（包括定中心、角度和距离差异）的示意图。
图7是示出使用耦合到瞄准仪的显示屏幕的平面图，显示屏幕用于显示指示辐射源与其接收器之间的空间关系的信息。
图8A、图8B和图8C示出使用显示屏幕作为显示装置的操作员界面示例。
图9示出在替代实施方案中用于显示屏幕的操作员界面配置。
图10示出用于显示屏幕的一系列操作员界面显示屏幕，显示屏幕安装在瞄准仪附近且随着辐射源的角度改变而改变定向。
图11是示出根据本发明的实施方案的使用对准装置的射线照相成像装置的示意图。
图12A、图12B和图12C是示出与用于发出磁场的感测器元件处的信号振幅和相位有关的基本距离和角度关系的示意图。
图13是示出提供形成感测器装置的感测元件的支架中的接收器和抗散射网格的平面图。
图14A是示出发射器装置的组件的示意框图。
图14B示出由图14A的发射器装置产生的波形。
图14C示出如在发射器装置中调制的，来自正交地安置的正弦和余弦线圈的旋转磁场向量的图案。
图15A是示出感测器装置的组件的示意框图。
图15B示出由图15A的感测器装置获取的波形。
图15C示出由感测器装置处理的图15B的经解调制且经过滤的波形。
图16A是列出根据本发明的实施方案的用于对准的基本步骤的逻辑流程图。
图16B是示出使用本发明的装置的用于对准的操作序列的逻辑流程图。
图17是示出使用本发明的装置的用于自动对准的替代序列的逻辑流程图。
图18是示出根据本发明的实施方案，控制逻辑如何执行场产生和处理步骤的逻辑流程图。
图19是示出根据本发明的实施方案的用于终止步骤的处理的逻辑流程图。
图20是示出根据本发明的实施方案的感测器数据的周期性处理的逻辑流程图。
图21是示出与金属的病床有关的测量考虑的侧面图图解。
图22是使相对位置偏移与网格框架角度相关的曲线图。
具体实施方式
不同于已经在各种先前射线照相***中使用的有限倾斜感测方法，某些示例性装置和方法实施方案提供辐射源与接收器对准问题的直接解决方案，其可用于许多X射线成像***。
在本公开案的上下文中，术语“成像接收器”或更简单地“接收器”可包括具有光激发媒介（诸如胶片或磷光体媒介）的暗盒，或可包括根据从辐射源发出的辐射来记录图像的检测器阵列。便携式接收器不机械地耦合到辐射源，因此其能容易地且便利地放在病人后面。
如本文中所使用，术语“可通电”指示在一旦接收电力以及视情况一旦接收启动信号就执行所指示功能的设备或组件集合。
在本公开案的上下文中，如果两个元件的角度定向彼此相差90度+/-12度，那么认为这两个元件实质上正交。
在本公开案的上下文中，术语“耦合”意在指示两个或两个以上组件之间的机械联合、连接、相关或链接，使得一个组件的安置影响其所耦合到的组件的空间安置。至于机械耦合，两个组件不需要直接接触，但可通过一个或多个中间组件链接。
图2A的透视图示出射线照相成像装置30的组件。辐射源20（诸如X射线源）将辐射引导朝向病人14。位于病人后面的接收器10从通过病人14的入射辐射形成诊断图像。接收器10可具有光可激发媒介（诸如胶片或磷光体媒介），或可具有根据从辐射源20发出的辐射来记录图像的检测器阵列。接收器10可具有横向或纵向定向。可选的抗散射网格12具有如图1A所示配置，正好在接收器10的表面上方的板18。辐射源20具有瞄准仪22，在图2A的示例中，瞄准仪22限定从源20向外引导朝向接收器10的辐射场。
辐射源20具有用于引导辐射朝向接收器10的可调整角度定向。图2B（其中为了***组件的更好可见性未示出病人14）示出xyz坐标轴。此处，源至图像距离（SID）在z轴的大体方向上。在图2B中，辐射源20处于其对准位置中，在距接收器10的适当SID处。网格板18有角度地配置，使得网格板限定焦线L，网格板的各个平面在SID处在焦线L处聚合。针对此实施方案中用于大多数成像的最佳对准，辐射源20应在焦线L附近居中且使瞄准仪22的表面部分大体平行于接收器10的平坦表面。然而，优选可存在稍微角度偏移的图像类型。
相比之下，图2C示出针对辐射源20的不良定位的在20′和20′′处的幻影轮廓。在以幻影显示的位置20′和20′′处，SID是几乎可接受的；然而，辐射源20不在焦线L附近居中，且其角度定向严重地歪斜。辐射源与抗散射网格的对准在这些和类似未对准位置处将是不良的，其使图像品质降级或在最坏的情况下妨碍获得适当诊断图像。
图3A的透视图和图3B的侧视图示出使用对准感测装置40，对准感测装置40可通电来感测辐射源20与成像接收器10之间的相对空间关系且产生指示相对空间关系（包括对准和距离）的一个或多个输出信号，辐射源20具有表示为路径P且绕中心轴分布的辐射路径，且成像接收器10对辐射能量敏感且邻近用于形成射线照相图像的目标定位。在图3A和图3B所示的实施方案中，支架46具有一个或多个感测器元件42（例如，电磁线圈），其安置在图像接收器的成像区域外部且接收具有由单个发射器T或一对发射器T1和T2产生的时变向量方向或信号的电磁场，每个发射器T、T1或T2包含显示为耦合到辐射源20（诸如在瞄准仪22附近安装或由旋转磁铁或使线圈通电的电机产生）的场产生元件44。在一个实施方案中，感测器元件42不是共面的。在一个实施方案中，场产生元件44不是共面的。
支架46也固持接收器10。在替代实施方案中，对准感测装置40的组件被建造在接收器10中。在又一替代实施方案中，信号方向是颠倒的：信号由一个或多个发射器T产生，耦合到支架46上的接收器10且由与源20耦合的感测器元件检测。额外的感测器28（诸如倾角计、加速计、罗盘仪、回转仪或用于获得角度测量的其他装置）可提供于接收器10或辐射源20中的一个或两个上。来自对准感测装置40的一个或多个位置感测信号进到提供控制逻辑的控制逻辑处理器48，控制逻辑用于确定是否需要调整且视情况将这个信息提供给显示装置52（诸如如图3B所示安装在辐射源20上的显示屏幕）。在替代实施方案中，提供可选的投影仪54，其用于将显示投影到病人或其他目标上，从而指示对准的状态且提供对所需的特别调整的指导。
可选的投影仪54（在图3B和以下图中示出为安装在X射线源20上）可以是微微投影仪，诸如来自Microvision Inc.,Redmond,WA,USA的微微投影仪显示器或来自AAXA Technologies,Inc.,Santa Ana,CA的微投影仪。出于许多原因（包括小尺寸、低重量和低电力要求），诸如这些的图像形成设备是有利的。当前在手机和其他高度便携式电子设备中使用的这些小机座面积投影仪将一个或多个低功率固态光源（诸如发光二极管（LED）或激光）扫描到显示面上。此种类型的投影仪要求较小数目的光学组件用于在一个距离范围上投影。固态光源本身通常能按照需要迅速地打开和关闭，因此电力仅仅因为所投影的图像像素而耗尽。这允许显示设备在低功率水平下操作，因此电池电源可用于投影仪54。替代实施方案使用其他类型的电子成像投影仪作为图像形成装置，诸如使用以下各种：数字微镜阵列，诸如来自Texas Instruments,Inc.的数字光处理器（DLP）；微机电光栅光阀的阵列，诸如来自Silicon Light Machines,Inc.的光栅光阀（GLV）装置；或液晶设备（LCD），其包括硅上液晶（LCOS）设备。在替代实施方案中，投影仪54由光源和可移动目标提供，其具有移动目标的电机或其他致动器，其中目标位于用于提供显示接收器部位的图像的光源路径中。
图4的透视图示出可选的投影仪54如何根据本发明的一个实施方案执行显示功能。投影仪54能投影光来在超过接收器10的区域的像场58上形成图像，如图左所示。当接收器10使用对准感测装置40定位时，投影仪54在病人14上显示接收器图案60，其中接收器图案60至少指示显示接收器10位于病人14后面或下面的轮廓。在右边，示出期望对准，其中从X射线管头部中的瞄准仪光源发出的瞄准仪图案62与接收器图案60对准。显著地，使用此配置，投影仪54可在超过接收器10的尺寸的区域上投影图像，使得能够在瞄准仪定中心和辐射轨迹到达接收器10上之前显示接收器10的轮廓。
图5A的透视图示出呈空间配置的从辐射源20显示的瞄准仪图案62，其中辐射源20（如先前描述沿着轴P居中）的辐射路径不与接收器10或其网格12对准。图5B的透视图示出在显示装置50中的投影仪54，将接收器图案60直接投影在接收器10处。图5C示出覆盖路径和不匹配图案60和62，其指示辐射源20与接收器10之间的不良对准。图5D的透视图接着示出正确对准，其中接收器图案60与瞄准仪图案62是中心对准且对称的。可观察到，当SID不正确（其中接收器10相对于辐射源20太远或太近）时，可遭遇到投影仪54与瞄准仪图案62之间的视差问题。
可将来自投影仪54与来自X射线管头部的瞄准仪光的显示图案的位置关系用作对准指示符。通过实例，图6A示出来自瞄准仪光的瞄准仪图案62与来自投影仪54的接收器图案60的对准如何指示辐射源20与其接收器10的所需对准调整。60和62处显示的图案是针对图示选择的代表性示例且能采取许多形式中的任一种，包括（但不限于）十字准线图案，包括具有或不具有中心圆的十字准线图案，如图6A和图6B的示例所示。在相对位置90处，源20与接收器10未对准，且各自图案62和60指示此不对准。在相对位置92处，源20更接近于与接收器10对准，与在位置90处所示相比更接近于居中，且图案62和60显示为有点重叠但未相对于彼此居中。在相对位置94处，源20与接收器10对准，且所示的各自图案62与60重叠以指示此居中对准。另外，位置94（其中图案60和62具有相同大小且在实质上相同区域上）也指示瞄准仪已被适当地设置以限制辐射分布且降低背面散射的可能性。也由投影仪54显示用于SID和角度的值66。在替代实施方案中，也显示源至对象距离（SOD）。所投影的值可定位在接收器图案60内或外部。在能感测到瞄准仪小片位置的替代实施方案中，也可在显示器中提供关于对瞄准光束适当地调整大小和定向的额外信息。
图6B示出表示源20与接收器10的不良相对定位的其他示例。在相对位置96中，源20相对于接收器10几乎居中，但角度自法线歪斜。接收器图案60因此是非矩形的，诸如具有梯形图，从而指示来自源20和接收器10的辐射路径的角度关系。在相对位置98中，源20相对于接收器10几乎居中，但是源至图像距离（SID）是不正确的或如果是正确的，那么应调整瞄准仪来降低背面散射。在这种情况中，各个图案60和62表现为具有不同尺寸来指示对SID调整的指示需要。
在投影用于显示装置50的情况下，除了接收器10的轮廓之外，各种类型的信息可在病人上或病人旁边显示，例如，接收器的部位，自动曝光控制（AEC）设备、网格信息、实际和推荐SID、病人信息的部位，和对准信息的某一部分。
作为显示装置50的显示屏幕52
图7示出了显示屏幕52，其可在显示装置50的替代实施方案中补充或代替投影仪54。在一个实施方案中，如所示显示屏幕52接近瞄准仪22安装，因此操作员能在将辐射源20移动到适当位置中的过程中观察到所示结果。在替代实施方案中，对准实用程序可提供在可移动或远程显示屏幕上或显示器610（图1）上，显示控制台是射线照相成像设备30本身的部件。
图8A、图8B和图8C示出在使用显示屏幕52作为显示装置50时的操作员界面示例。使用各种图形化图标和图像来象征适当定中心、角度化和SID所需的调整。角度调整指示器100提供各种图形和测量数据来帮助引导源20到接收器10的适当角度调整。角度信息显示以下各个中的一或多个：
（i）接收器角度。可由可选的倾角计或其他感测器28（图3B）或由其他对准感测装置40的数据获得相对于真实水平的角度测量。
（ii）用于辐射源20的管角度。可类似地由倾角计或其他感测器28或其他对准感测装置40的数据计算相对于真实水平的此角度测量。
（iii）接收器/网格到源20角度。可使用来自一个或多个可选的感测器28（图3B）或来自其他对准感测装置40的数据的测量获得在接收器10与源20之间的此相对角度量测。
（iv）用于源至网格12对准的拦截角度数据。
（v）由对准感测装置40的测量计算的相对于期望角度的源至接收器角度。这包括针对非标准角度的调整。
SID指示符110不仅列出由测量到的数据获得的当前SID值，而且在所示的实施方案中，也显示所需的调整的量。定中心指示符120提供关于定中心误差的文字和图形信息和所需调整方向。在图8B中，定中心指示符120包括显示接收器的纵向/横向定向的图形元件104。图标102使用颜色、动画（包括闪光或视频片段）和不同类型的符号来指示用于相应值的所需调整方向。也提供图形元件104来帮助在视觉上指示所需调整。图形元件104可以是许多类型的适当元件中的任一个，包括圆、条或其他形状。可使用颜色来指示正确角度、定中心或距离值，其中颜色差异指示所需改变（若存在）的推荐方向，且颜色转换指示位置之间的移动。使用各种阈值来确定调整如何接近期望设置。
图9示出用于显示屏幕52上的操作员界面的替代实施方案的平面图。SID指示符110列出由所测量数据获得的当前SID值。此处，图形元件104包括针对定中心、距离和角度所需的相对调整量的滑块。滑块的定中心指示正确定位。角度调整指示符100示出接收器或X射线源相对于真实水平或视情况相对于彼此或相对于优选设置的所测量角度值。在可选的实施方案中，示出它们的相对角度之间的差异。定中心指示符120示出接收器10的图像或轮廓（诸如在纵向或横向定向处），其中叠加图标122示出X射线束的相对位置和形状。控制按钮124提供用于改进对准、获得关于***或关于***组件的信息和其他功能的有用实用程序。在替代实施方案中，使用控制按钮124中的一个来设置用于即将来临的射线照相图像的视图类型（诸如，AP胸部检查视图类型），且指示所使用的网格（如果存在）的类型。此设置可接着引起特定SID和角度值针对图像进行指派和显示。
图10示出用于显示屏幕52的一系列操作员界面显示屏幕，显示屏幕52安装在瞄准仪22附近且随着辐射源20的角度改变而改变定向。在位置130处，显示接收器图标132，连同定中心目标图标134和辐射源图标136。在位置140处，部分地获得定中心，但辐射源20必须朝向接收器重定向。在位置150处，辐射源20转向，且屏幕显示器使它本身动态地重新定向来使用接收器图标132和图标134和136来表示组件的位置。SID图标152用图形显示必须调整辐射源至接收器的距离。随着SID改变，SID图标152改变位置。在位置160处，获得适当定中心、角度和SID。SID值如所示显示在SID指示符110处。
在一个实施方案中，感测器也能够指示是否使用网格12，和正使用的网格12的类型（如果使用网格12）。***可接着显示诸如以下各种的信息：横向或纵向网格类型；网格比率，例如：6:1、8:1、10:1；用于所使用的网格的最佳SID（或SID范围）；和基于接收器的检测到的旋转的正确的网格类型（横向或纵向的）的指示或消息。如果病人不是平躺的，那么***可通过网格的倾角计数据确定此，且也可使用其他感测器数据来确定此状况。***还可提供与网格近路有关的警告消息，网格近路是在辐射路径的角度过分地歪斜到网格的一侧或另一侧，引起网格元件阻挡相当大量的辐射时发生的情形。当确定网格的存在或不存在时，***逻辑能自动地选择用于检查的正确视图或将现有视图改变成不同视图。例如，***能从非网格视图切换成网格视图。此新视图可具有不同名称、不同曝光参数或技术和不同图像处理参数。在本发明的替代实施方案中，确定图像类型或视图，且基于视图类型自动地指派用于定中心、角度和SID的一个或多个适当设置。视图可由操作员诸如使用显示屏幕52设置，且可指定所使用的网格的类型。或者，可从测量到的数据（诸如倾角计读数）确定视图。
对准装置
如先前所提到的，当网格12（例如，图2A）由成像接收器使用时，对准是特别有用的。源与网格的对准通过减少散射来帮助改善所获得的图像。
图11的示意图示出使用对准装置40的射线照相成像装置30，且标注两个平移和三个旋转阶段加上对准所需的瞄准仪旋转。在图11的实施方案中，使用单个发射器装置T用于对准。也使用具有一对发射器装置T1和T2的实施方案。
本发明的实施方案使用发射器装置T提供关于源与检测器对准的位置信息，发射器装置T产生磁场，磁场具有相对于用于发射器组件的安装配置的预定位置场图且具有连续地变化或时变向量方向，和由在不同位置处配置的一组感测器从变化磁场感测到的比较信号。发出的预定位置场图在任何成像状况下可以是同一图案，且位置相对于图像接收器的位置不变化，但具有相对于发射器电路的相同位置且取决于发射器T装置组件44所安装的空间位置。例如，在使用电机来产生场图的情况下，每次使用相同旋转场图，如由旋转场产生元件44和电机轴的位置所确定。在分离的正弦和余弦线圈产生场图作为发射器装置T的部件的情况下，此图案位于相对于这些组件的固定位置中且此位置不改变。这些相同组件还可用来提供使用检测到的感测器信号来确定相对位置所需的同步信号。
图12A的示意性框图示出此对准机制感测可如何操作。在发射器装置T处，信号发生器180自身产生具有周期性变化磁向量图案的时变磁场，在预定频率处具有固定场位置图案56。在感测装置R处，感测器元件42a、42b和42c分布开，且相对于所产生场成不同角度。感测器元件42a、42b和42c中的每一个分别获得相应的信号84a、84b和84c。在任何时间实例处每个感测器处的信号振幅指示发射器T与感测器元件之间的距离，且也是感测器的最高敏感性的方向相对于磁场向量的方向的因子。在（例如）感测器元件42a、42b和42c是线圈的情况下，感测器的最高敏感性的方向与线圈的核心的对称轴A有关。
如图12A所示，来自感测器元件42a、42b和42c的信号84a、84b和84c归因于其相对于时变磁场向量的相对角度而彼此偏移相位φ1、φ2和φ3。同步信号86是由发射器产生的，且用来使感测器信号的定时与发射器的参考系中的磁场向量的定向相关。来自每个感测器元件的同步信号定时与相位和振幅信息的此结合提供对于获得X射线源与检测器的相对位置有用的信息。
发射器T可以许多方式产生具有时变向量方向的磁场。在提供旋转运动的情况下，可使用单个线圈或其他场产生元件。图12B示出发射器T中具有电机88的信号发生器180的实施方案的正视图和侧视图，电机88使磁铁72自旋以便产生所需的时变磁向量图案。在一个实施方案中，磁铁72是永久磁铁。在替代实施方案中，磁铁72是具有直流（DC）驱动的线圈。
磁铁72还可以是由交流（AC）信号驱动的线圈。在此实施方案中，AC信号充当一类载波信号，其具有由来自电机88的旋转提供的时变向量方向改变。每个感测器看见随着时间的推移，根据感测器的相对于电机的旋转角的具最高敏感性的方向，载波信号的振幅调制。有利地，使用AC信号允许感测装置R中感测器元件在AC信号的频率处具有较高增益的调谐。这能提供改善的信号噪声比。大体上，载波信号是在高于在具有由发射器装置产生的时变向量方向的空间中的磁场的频率的频率处。
时变磁场还可使用信号发生器180形成，信号发生器180包含两个或两个以上静止线圈或其他发射器，其不需要旋转而是合作来发出时变的且能由感测器元件检测的磁场向量。通过以同步方式相对于时间调制来自每个线圈的场的量值，来产生时变磁场。图12C示出用于发射器T中的信号发生器180的替代实施方案的正视图和侧视图，信号发生器180使用正交地或以线圈之间的某一其他角度差安置的两个线圈182a和182b。如图12C所示，线圈182a和182b可以在不同平面中。
在源检测器定位中，考虑六个自由度（DOF）。为了确定相对定位，需要至少六个独立的位置相关测量。可使用产生时变磁场向量的至少一个发射器T找到解决方案，其中在感测装置R处具有三个或三个以上感测器元件。此配置可提供关于三个感测元件中的每一个的相位和量值测量，从而提供所需的六个独立的测量来求解六个未知自由度。或者，可使用各自产生时变磁场向量的两个发射器T1和T2，其中在感测装置R处具有两个或两个以上感测器元件以便得到充分独立测量来确定源检测器定位。
由发射器T或交替地从某一外部定时机制来提供同步信号86。此信号可在磁场本身中提供（诸如通过产生短脉冲磁信号或其他定时信号），或可使用有线信号连接（诸如来自控制逻辑处理器48的信号）来提供。
图13的平面图示出接收器10和坐落在支架46内的其网格12。使用图12A、图12B和图12C中描述的用于发出和感测磁场的原理，所产生磁场的方向使用图13的装置来感测且用来指示每个感测器元件42与发射器装置44的相对对准。同步地测量且记录来自感测器元件42中的每一个的接收器信号。感测装置中的感测器元件在空间上分离以利用信号三角测量。如图13所示，感测器元件42可在图像接收器10***且位于图像接收器10的成像区域外部。在感测器元件42是线圈的情况下，感测器元件42的对称轴（与线圈的每个磁心元件的对称轴相同）位于大体平行于接收器10的平坦表面的平面中。算术地评估感测到的量值和相位信息来导出发射器与感测器元件之间的相对位置和定向。在本公开案中随后描述的作为每个感测器元件42的部件而关联的是支撑信号放大和测量电路，连同用于维护与控制逻辑处理器48（图3B）的信号通信的组件。
如参考图12C所描述，通过消除对电机或具有移动零件的其他致动器的需要来通过旋转线圈或其他场产生元件44提供时变磁场，使用固定发射器线圈是有利的。如图3A和图3B所示，针对固定发射器T，在辐射源20上可存在至少两个场产生元件44，其中形成每个发射器T的该两个场产生元件44通常相对于彼此正交地安置。场产生元件可交替地处于任何已知相对定向上且彼此间隔开。场产生元件44通常是成对的线圈。
应注意，额外的场产生元件44和额外的感测器元件42可用来使用诸如以其他角度安置感测器元件42的策略来优化位置检测。根据本文中的一个实施方案，提供三个或三个以上感测器元件42，其中相邻元件相对于彼此以45度增量旋转。这使得额外的信号信息是可用的，因此可获得更准确位置和定向测量。另外，感测器元件42与场产生元件44的相对位置可从所示的那样颠倒，因此发射器装置T的场产生元件44在支架46上且感测器元件42安置在辐射源20上。为了帮助降低感应的表面电流效果，用于产生和感测的线圈实质上对准成平行于附近金属表面结构，诸如平行于DR接收器10的金属情况或平行于瞄准仪特征。针对感测器线圈，实质上平行对准意味着磁心轴在平行的约10度内的对准，优选地在平行的不大于约2度内。针对其他类型的感测器设备，实质上平行对准意味着最高敏感性轴在平行的约10度或更少度数内的对准。
图14A的示意框图示出根据本发明的实施方案的发射器电路200，其用于产生且发出来自一对发射器装置T1和T2的时变磁场。在图14A所示的实施方案中，每个发射器装置T1和T2可调制分离的场产生元件，其可包括正弦线圈43和余弦线圈45。在通信链路204上与其他控制逻辑（诸如控制逻辑处理器48（（图3B））信号通信的控制处理器202协调与数字模拟（D/A）转换器208和振荡器210的此调制的控制，以将信号提供给驱动场产生元件44的线圈的、适当的电压至电流放大器212。控制处理器202提供可在离散时间间隔期间使每个发射器装置T1、T2交替地通电的控制电路，因此两对场产生元件（分别是正弦线圈43和余弦线圈45）不同时发出磁场。根据本发明的一个实施方案，可选的振荡器210提供在波形包络线（诸如正弦曲线包络线）内振幅调制的载波频率。感测器和发射器装置T元件中的各个线圈调谐到载波频率。适当载波频率的选择可以是基于许多因素的，包括电源和距离考虑、穿透病人的相对次数、与附近设备品的干扰、信号噪声比和其他因素。与本发明的实施方案一致，可使用从几千赫兹到几兆赫兹的载波频率范围。大体上，载波信号是在高于具有由发射器装置产生的时变向量方向的磁场的频率的频率处的。
为了利用参考图12A到图12C描述的相位与位置的关系，所发出磁场是随着时间的推移而变化的经调制信号（诸如正弦曲线或其他可重复或周期性信号）。此场通常由一个发射器装置T1、T2一次发出，且根据需要尽可能多地重复以帮助建立在X射线源与接收器之间的空间关系。例如，在图14A的实施方案中，每个发射器装置T1、T2可在分离的时间间隔上发出其磁场。在由第二发射器装置T2的发射开始之前，由第一发射器装置T1的发射终止或在终止的过程中，因此第一发射器装置T1和第二发射器装置T2的用于磁场产生的各个时间间隔至少实质上非重叠。正弦线圈43与余弦线圈45可在空间上分离可变距离（诸如在相同平面中），或可安置在不同平面中。例如，正弦线圈43与余弦线圈45的空间分离可帮助改善信号处理准确度，如对（例如）三角测量是有用的。
使用载波信号是可选的，但是具有用于在一定距离上和在吵杂环境中检测时变磁场的优点。感测器元件42可调谐到载波频率，以改善信号噪声比。图14B中所示的波形示出呈正弦曲线包络线，作为发出信号82，在感测器元件42处检测，由对来自成对的正弦和余弦线圈的信号求和而形成的经调制载波频率。通过示例性的示意图解和示例，图14C示出如在发射器装置中调制的，来自正交地安置的正弦和余弦线圈的旋转磁场向量的图案。
图15A的示意框图示出用于获得且调节来自发射器电路200的发出信号的感测装置220。每个感测器元件42可以是根据本发明的一个实施方案的线圈。其他实施方案使用某一其他器件作为感测器元件42，诸如霍耳效应感测器件、磁阻感测器、巨型磁阻（GMR）感测器或磁通门感测器。在使用线圈的实施方案中，每个感测器元件42的线圈能将其信号提供给前置放大器222和带通滤波器224以进行噪音消除。信号能接着由放大器226和解调器228处理。经解调的信号能通过低通滤波器230提供给模拟数字（A/D）转换器232。在通信链路238上与诸如控制逻辑处理器48（图3B）的其他控制逻辑进行信号通信的控制处理器或其他信号产生电路236接着可通电以产生输出信号，诸如指示感测装置相对于发射器装置的位置和定向以及感测装置与发射器装置之间的距离的输出数据信号。信号产生电路236的功能可由专用微处理器（如图15A所示）或由某一其他电路（诸如模拟电路）执行。用于指示设备定向的其他组件（诸如加速计）也可与信号产生电路236信号通信。
如先前提到的，发射器电路200可耦合到X射线源20，诸如安装在瞄准仪22处，其中相应的感测装置220作为支架46的部件。在替代实施方案中，可使用相反配置，其中发射器电路200耦合到接收器10且安装在支架46处，且感测装置220耦合到X射线源20。
图15B示出用于一组感测器元件42的每个线圈的来自感测装置220的示例性的所接收波形。此图的左半边示出与来自发射器T1的信号相关的波形；右半边示出来自发射器T2的波形。每个行是用于一个感测器元件42的线圈的信号。如从此图可看见的，针对相同的所产生的时变磁场，每个感测器信号可具有不同的量值和相位，其中量值和相位取决于相对感测器位置和定向。如所示，也可检测同步信号86。图15C示出在通过图15A的电路处理之后的示例性的经解调波形。
对准操作序列
图16A的逻辑流程图列出根据某些示例性实施方案的用于对准的基本步骤。在信号产生步骤250中，可由发射器装置T或替代地由发射器装置T1和T2产生具有预定场图和时变向量方向的一个或多个磁场。作为场产生的一部分，也可产生同步信号。信号感测步骤260由耦合到图像接收器的感测装置获得来自所产生的磁场的感测到的输出信号。感测装置具有三个或三个以上感测器元件，其中感测器元件中的至少两个配置成相对于彼此成不同角度且可安置在图像接收器的成像区域外部，如先前所描述。在输出信号步骤270中，提供输出信号。此信号指示根据所获得的感测到的输出信号相对于同步信号的振幅和相位的对准调整。后续示例性描述提供与此方法有关的额外细节。
图16B的流程图示出可在本文中的示例性装置实施方案中使用或实施的对准操作序列。在定位步骤300中，操作员定位辐射源20大体指向接收器10，接收器10位于病人后面。操作员接着输入启动场产生和处理的重复循环的命令。场产生和处理步骤310使用参考图14A至图15C描述的电路和信号顺序，依次提供同步信号86和来自每个各个发射器装置T1和T2的磁场的自动产生，和来自感测器元件42的每个所接收信号的感测和处理。在评估步骤320中，操作员观察用于X射线源20的位置的再调整的所示的指导数据。如果需要调整，那么执行调整步骤350且如所示重复评估步骤320。如果决定步骤330指示成功，那么对准信令和处理在终止步骤340中结束。在处理程序中，每个相应发射器装置T1、T2可依次以实质上非重叠时间间隔个别地通电，其中循环如由诸如控制处理器202（图14A）的控制电路所控制而启动和重复许多次。在每次由发射器装置T1或T2产生时变磁场时，可针对所接收信号而感测到感测器元件42中的一些或所有。
自动处理使用控制逻辑来提供用于调整辐射源20的位置的电机控制信号。图17的流程图示出可使用装置实施方案的自动对准的替代序列。在定位步骤300中，操作员定位辐射源20大体指向位于病人后面的接收器10。操作员接着输入启动场产生和处理步骤310的命令，场产生和处理步骤310使用参考图14A至图15C描述的电路和信号顺序，依次提供来自每个相应发射器装置T1、T2的磁场的自动产生，和来自感测器元件42的每个所接收信号的感测和处理。在自动评估步骤322中，控制逻辑处理器48中或支架46或其他组件局部的控制逻辑接着确定需要什么调整。如果决定步骤332指示成功，那么报告步骤338将此指示报告给操作员。对准信令和处理在终止步骤340中结束。如果需要调整，那么通过控制逻辑执行自动调整步骤352且如所示重复评估步骤322。
图18的流程图示出根据另一个示例性实施方案，控制逻辑如何执行场产生和处理步骤310。在信号启动步骤312中，指导发射器电路200开始依次由每个场产生元件42产生发出信号。在感测请求步骤314中，轮询感测装置220的组件以获得感测到的信号。接着执行处理步骤316以连续地获得且处理从感测装置220输出的感测到的信号。
图19的流程图示出根据示例性实施方案的用于终止步骤340的处理。分别发送三个请求步骤342、344和346以分别停用场产生、磁场向量感测和所接收感测器元件数据的周期性处理。
图20的流程图示出根据示例性实施方案的用于来自感测装置220的感测器数据的周期性处理的处理步骤316。在请求步骤362中，计算机或控制逻辑处理器48针对感测器数据而激励感测装置220。估计步骤364检查信号强度。在决定步骤366中，相对期望阈值或其他量度来比较信号强度，以确定是否在调整请求步骤370中调整发射器电路200的输出功率或感测装置220上的增益电路。当信号强度是可接受的时，控制逻辑获取来自感测装置220中的每个感测器元件42的时变信号。
在对准匹配步骤372中，控制逻辑比较所获取的信号与接收器10相对于源20的相对空间安置（包括定向和距离）的理论相位和振幅的数学模型，直到识别最佳拟合匹配。此匹配接着提供接近地近似相对位置所需的数据。报告步骤374接着（诸如）使用先前描述的显示屏幕向操作员提供调整指导。应注意，处理步骤316在X射线源20位置的操作员调整期间继续，从而更新在操作员校正源定位时提供的位置报告。
实际上，当感测器元件42附加到网格框架且包括接收器10的整个组件放置在病床上进行成像时，床本身或与病床相关的其他类型的周围金属结构的金属性结构可呈现对对准***的干扰。干扰的水平随床类型、床上的框架的位置和定向、床的可移动部分的角度和对准发射器的相对接近性而变化。
与床结构有关的此干扰可由来自由导电表面中的主要发射器场感应的涡流的磁场引起。金属板表面可充当用于主要发射器场的磁“镜”。另外，涡流趋向于朝向板的周边边缘传播。此可在边缘附近引起加强场，其潜在地产生更多干扰。干扰也可由来自在导电环（诸如金属支撑结构和金属床轨道的部分）中感应的电流的磁场引起。另外，干扰可由来自含铁金属的磁场畸变引起，含铁金属安置在由对准***发射器装置T发出且由感测装置R线圈测量的磁场的路径附近的任意位置。在导电金属表面和环中由来自发射器的磁场感应的电流具有还可由感测器元件检测的周围场。附近含铁金属可改变用于发射器装置与感测装置之间的磁场线的标准预期路径。这些类型的干扰能引起对由网格框架感测器观察的信号的相移和振幅修改。这能导致对准***的测量误差。
可使用许多方法中的任何一种来减轻以此方式引起的干扰。一种方法是基于经验数据施加补偿。例如，图21示出当网格框架702中的图像接收器放置在半直立的金属床705上时，所报告的辐射源位置701可稍微低于实际辐射源位置700。实际的中心X射线位置703与所报告的中心X射线位置704分别不同。
图22的曲线图示出随着相对于重力的网格框架角度而变的所报告的辐射源位置与实际辐射源位置之间的垂直位移的量。针对此特别情况，关系可近似为网格框架角度的线性函数，其可由附加到网格框架的倾角计或加速计等测量。将补偿角添加到所报告的辐射源位置的顶部上，以便获得补偿值。
用来减轻来自病床和其他周围结构的干扰的另一方法实施方案是选择使用最不可能由金属结构影响的感测器。以实验形式，已发现接近金属结构会增加干扰效应；感测器离金属结构越近，感测器越有可能遭遇更高干扰。例如，参考图21，最靠近床框架的感测器遭受较高干扰。对准准确度可通过忽略更易受干扰影响的感测器（由于其相对于床框架的相对位置）来改善，此时仍存在足够感测器保留用于计算，或因此对感测器测量数据加权。
应观察到，针对发射器和感测装置，许多组件配置是可能的。例如，虽然正交感测器元件放置具有优点且总体上是简单的，但在接收相同信号的感测器元件之间可使用其他角度关系，在如何计算位置方面具有相应改变。实际上，从一个感测器元件到下一个感测器元件的角度应该相差至少十度。两个以上感测器元件总体上分组在一起以用于检测同样产生的磁场。
在本文中的示例性实施方案中还可进行操作修改。例如，虽然正弦和余弦信号处理是熟悉的且简单的，但可使用其他类型的周期性信号，诸如重复的三角形或矩形波。如果存在使信号处理器来识别非周期性波形且使非周期性波形与已知特征相关的方式，那么甚至可使用非周期性波形。使用载波信号具有用于允许感测装置R中的感测器元件调谐到发射器载波频率的优点。然而，使用载波信号频率是可选的。
针对X射线源与接收器之间的三角测量，需要至少一个发射器装置T，其中至少三个感测器作为感测装置R的部件。不需要感测器元件针对一个特定发射器的独占式配对。可使用所有感测器元件来提供来自每个发射器T的信号。有利地，不需要指示向量；通过从一个发射器（T）或两个发射器（T1、T2）获得的至少六个测量的组合来提供用于在标准的六个DOF内定位的充分信息，其中为此可考虑一个感测器元件处的相位和振幅作为分离的测量。
本发明的实施方案提供一种用于对准辐射源与图像接收器的装置，装置具有至少第一发射器装置和感测装置，第一发射器装置可通电以本身产生具有固定位置场图的磁场且具有在预定频率处的时变向量方向，且感测装置具有多个感测器元件，其中多个感测器元件中的每一个提供在时变磁场的预定频率处的感测器信号，且其中来自多个感测器元件的感测器信号中的至少两个在相位或幅度或两者上彼此不同。存在信号产生电路，其根据多个感测器信号产生输出信号，其中输出信号指示感测装置相对于至少第一发射器装置的位置和定向。至少第一发射器装置耦合到辐射源和图像接收器中的一个，且感测装置耦合到辐射源和图像接收器中的另一个。
虽然已针对一个或多个实施图示本发明，但可在不脱离附加权利要求书的精神和范围的情况下进行所图示示例的改变和/或修改。另外，如可针对任何给定或特定功能为期望的和有利的，虽然本发明的特定特征已针对若干实施方式/实施方案的仅一个揭露，但此特征可与其他实施方式/实施方案的一个或多个其他特征组合。术语“中的至少一个”用以意味可选择列出的项中的一个或多个。术语“约”指示所列出的值可稍微变更，只要变更不导致方法或结构相对图示的实施方案的不一致。最后，“示例性的”指示将说明书用作示例，而非暗示其是理想的。通过考虑本文中公开的本发明的说明和实践，本领域中的技术人员将显而易见本发明的其他实施方案。意欲将说明和示例仅考虑为示例性的。
Claims (12)
1.一种用于将射线照相成像***中的辐射源与便携式图像接收器对准的方法，所述方法包含：
从耦合到所述辐射源的发射器装置产生具有预定场图且具有在预定频率处的时变向量方向的磁场，其中所述所产生的磁场进一步包含同步信号；
从耦合到所述图像接收器的感测装置获得来自所述磁场的感测到的信号，其中所述感测装置包含三个或三个以上感测器元件，其中所述感测器元件中的至少两个配置成相对于彼此成不同角度且安置在所述图像接收器的成像区域外部；以及
提供根据所述所获得的感测到的信号相对于所述同步信号的振幅和相位指示对准调整的输出信号。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述输出信号进一步根据所述感测到的信号指示所述发射器装置与所述感测装置之间的距离。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述磁场是第一磁场，所述预定场图是第一预定场图，在所述预定频率处的所述时变向量方向是在第一预定频率处的第一时变向量方向，所述发射器装置是第一发射器装置，且所述同步信号是第一同步信号，所述方法进一步包含：
从耦合到所述辐射源的第二发射器装置产生具有第二预定场图且具有在第二预定频率处的第二时变向量方向的第二磁场，其中所述第二所产生的磁场进一步包含第二同步信号。
4.如权利要求3所述的方法，其进一步包含显示所述对准调整，
其中产生所述第一磁场包含以相同频率对第一发射器线圈和第二发射器线圈通电，且其中所述第一发射器线圈与所述第二发射器线圈实质上彼此正交。
5.如权利要求1所述的方法，其中产生所述磁场进一步包含产生载波信号或对电机通电，且其中获得所述感测到的信号进一步包含迭代地参照所述接收器相对于所述源的空间安置的理论相位和振幅的数学模型比较所述所获得的感测到的信号，直到识别最佳拟合匹配。
6.如权利要求1所述的方法，其进一步包含处理所述所提供的输出信号来补偿来自与病床相关联的金属结构的干扰。
7.如权利要求1所述的方法，其中提供指示所述对准调整的所述输出信号包含根据所述感测器元件中的一个或多个相对于病床的部位来对所述所获得的感测到的信号加权。
8.如权利要求1所述的方法，其中提供所述输出信号包含根据所述感测器元件中的一个或多个相对于病床的部位来忽略来自所述感测器元件中的所述一个或多个的所述所获得的感测到的信号。
9.一种用于将射线照相成像***中的辐射源与便携式图像接收器对准的装置，所述装置包含：
第一发射器装置，其耦合到所述辐射源，其中所述第一发射器装置包含第一线圈和第二线圈，且可通电来产生第一磁场，所述第一磁场具有第一预定场图且具有在第一预定频率处的第一时变向量方向；
控制电路，其对所述第一发射器装置通电以提供第一同步信号，其后为所述第一预定场图；
感测装置，其包含彼此间隔开且在所述图像接收器***的多个感测器元件，其中所述多个感测器元件中的每一个提供在所述第一时变磁场的所述第一预定频率处的感测器信号，且其中来自所述多个感测器元件的所述感测器信号中的至少两个相对于所述第一同步信号在相位和量值中的至少一个上彼此不同；以及
信号产生电路，其根据所述多个感测器信号产生输出信号，其中所述输出信号指示所述感测装置相对于所述发射器装置的位置和定向。
10.如权利要求9所述的装置，其进一步包含：
第二发射器装置，其耦合到所述辐射源，其中所述第二发射器装置包含第三线圈和第四线圈，且可通电来产生第二磁场，所述第二磁场包括第二同步信号和第二预定场图，且具有在第二预定频率处的第二时变向量方向，且
其中所述感测装置进一步提供在所述第二预定频率处的感测器信号，
其中所述第一线圈和所述第二线圈安置成实质上彼此正交，或所述第一发射器线圈和所述第二发射器线圈在角度定向上彼此相差至少10度。
11.如权利要求9所述的装置，其进一步包含：
加速计，其耦合到所述第一发射器装置或所述感测装置，且其中所述加速计与所述信号产生电路通信，
其中所述多个感测器元件包括线圈、霍耳效应器件、磁通门、磁阻感测器、磁通门感测器和巨型磁阻感测器。
12.如权利要求9所述的装置，其中所述时变磁场是正弦的或周期性的，其中所述第一发射器装置或所述第二发射器装置中的至少一个调制在高于具有时变向量方向的所述磁场的所述频率的频率处的载波信号，其中所述成像***进一步包含抗散射网格，其中所述预定场图是固定位置场图。
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