移动式X光机及其平板探测器和成像控制装置技术领域
本发明涉及X射线成像技术领域，特别是涉及一种移动式X光机及其平板
探测器和成像控制装置。
背景技术
移动式X光机(例如移动DR)在工作中一般包括：设备推行、病人登记、
摆位、曝光以及收起设备等几个步骤。平板探测器放置在病人身下，在曝光之
前，通过拉动机头对移动式X光机进行摆位，，确保X光的入射方向与平板探测
器垂直，X光的光野与平板探测器上的辐射野重合。由于移动式X光机的平板探
测器没有固定的片盒，机头调节是手动，无法确保X光的入射角与平板探测器垂
直。若X光的入射方向与平板探测器不垂直，会使得采集到图像各个方向畸变不
一致，影响图像质量。图像质量严重的还可能会导致重拍，使得病人吸收更多
无意义辐射。若X光的光野与平板探测器的辐射野不重合，则会造成辐射剂量的
浪费。传统的移动DR摆位过程中，医护人员完全是凭着个人经验来调整机头和
平板探测器的位置，容易导致位置偏差，影响拍摄的图像质量。
发明内容
基于此，有必要提供一种能提高图像质量的移动式X光机及其成像控制装
置。本发明还可提供一种便于用户实现准确摆位的平板探测器。
一种移动式X光机的控制方法，所述方法包括：
检测机头与平板探测器的空间姿态信息，生成包含机头姿态信息和平板探
测器姿态信息的姿态检测数据；
根据所述姿态检测数据获得机头与平板探测器之间的位置关系；
根据所述位置关系，输出有关所述位置关系的操作提示信息。
一种移动式X光机的成像控制装置，所述装置包括：
位置检测模块，用于检测移动式X光机上机头与平板探测器的位置信息，
据此获得机头与平板探测器的姿态检测数据；其中所述位置检测模块分别检测
机头与平板探测器的空间姿态信息，生成包含机头姿态信息和平板探测器姿态
信息的姿态检测数据；
关系获取模块，用于根据所述机头与平板探测器的姿态检测数据获得机头
与平板探测器之间的位置关系，并判断所述位置关系是否满足移动式X光机成
像的预设要求；以及
信息输出模块，用于在机头与平板探测器的位置关系未满足预设要求时，
输出调整机头与平板探测器的操作提示信息。
一种移动式X光机，用于获取受试体的X光图像，其特征在于，所述移动
式X光机包括：机头组件、平板探测器、定位检测器、控制模块以及提示模块；
所述机头组件包括机头和X线限束器；其中，
所述机头，用于产生X光；
所述X线限束器，用于调节X光的光野；
所述平板探测器，用于接收机头产生的X光以形成所述X光图像；
所述定位检测器，用于检测移动式X光机上机头与平板探测器的位置信息，
并据此获得机头与平板探测器的姿态检测数据；
所述控制模块，用于依据所述姿态检测数据，确定机头与平板探测器之间
的位置关系所述提示模块，用于输出有关所述位置关系的操作提示信息。
一种X射线平板探测器，包括：
外壳；
封装在所述外壳内的多个探测单元，所述探测单元用于接收X射线且基于
所接收的X射线产生X图像；以及
通讯单元，用于向与所述平板探测器通信的成像工作站传送X图像；
所述X射线平板探测器还包括封装在所述外壳内的姿态传感器，所述姿态
传感器用于检测平板探测器的空间位置，并据此生成包含平板探测器的姿态检
测数据；所述平板探测器还通过所述通讯单元向所述成像工作站传送姿态检测
数据。
上述移动式X光机，可以获得机头与平板探测器之间的位置关系；并根据
位置关系输出操作提示信息。通过操作提示信息辅助医护人员在摆位过程中有
针对性的对X光机进行操作，相比完全依靠个人经验进行摆位，上述移动式X
光机的控制方法，降低了人工摆位的误差提高摆位的精准度，进而提高了拍摄
的图像质量。
上述X射线平板探测器配备有姿态传感器，可检测自身在重力场和地磁场
内的姿态，成像工作站在获知平板探测器的空间姿态后，可辅助医护人员对X
光机进行摆位。
附图说明
图1为一个实施例中移动式X光机的控制方法的流程示意图；
图2为一个实施例中移动式X光机的结构示意图；
图3为另一个实施例中移动式X光机的控制方法的流程示意图；
图4为一个实施例中移动式X光机控制装置的结构示意图；
图5为另一个实施例中移动式X光机控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实
施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅
仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，在一个实施例中，提供了一种移动式X光机的控制方法，该
方法应用在如图2所示的移动式X光机上，其中，移动式X光机包括车身10、
机头组件20、平板探测器30，其中机头组件20包括机头201以及X线限束器
202。X光从机头201中发射出去后经过X线限束器202射向平板探测器30。
为了提高X光的成像质量，需要调节机头201使得X光投射方向与平板探测器
法线平行，需要调节X线限束器202使得X光的光野与平板探测器的表面重合。
在一个实施例中，如图1所示提供了一种移动式X光机的控制方法，其包
括如下步骤：
在步骤101中，检测移动式X光机上机头与平板探测器的位置信息，获得
姿态检测数据。
本实施例中，机头组件和平板探测器中都安装了定位检测器，通过定位检
测器检测机头与平板探测器的位置信息，并获得姿态检测数据。具体的，姿态
检测数据包括：平板探测器在水平方向上的倾斜角度以及倾斜方向，机头在垂
直方向上的偏移角度以及偏移方向等。这里的位置信息包括机头与平板探测器
的绝对空间姿态信息或相对位置信息。在重力场和地磁场限定的水平方向上，
平板探测器围绕其法线旋转，可形成相对于其初始位置的偏离；在X光光野不变
的情形下，该旋转可改变X光光野与平板探测器可成像范围的重叠比例。平板探
测器相对于水平方向翻转，可在水平方向上形成一定的倾斜角度；在X光投射方
向不变时，该翻转可改变X光投射方向和平板探测器法线的夹角，也可同时改变
X光光野与平板探测器可成像范围的重叠比例。
在一些实施例中，步骤101，检测移动式X光机上机头与平板探测器的位
置信息，获得姿态检测数据包括：分别检测机头与平板探测器的空间姿态信息，
生成包含机头姿态信息和平板探测器姿态信息的姿态检测数据。
本实施例中，空间姿态信息是指平板探测器以及机头在空间中所处的绝对
位置，生成的姿态检测数据也是绝对姿态数据。根据两者之间的姿态检测数据
可以确定两者之间的相对位置关系。
在一些实施例中，定位检测器为姿态传感器，平板探测器和机头中均安装
了姿态传感器，包含姿态传感器的平板探测器能支持对自身空间姿态的检测。
姿态检测数据包括：检测平板探测器各个边的倾斜角度以及倾斜方向的姿态数
据，检测机头方位的姿态数据。
具体的，通过姿态传感器检测平板探测器以及机头的加速度矢量角速
度矢量地磁场矢量数据根据加速度矢量、角速度矢量以及地磁场矢量
进行计算可以获得机头和平板探测器分别在重力场、地磁力场的姿态，使用三
个边的方向矢量表示。例如，对于平板探测器来说，方向矢量和
可视为垂直于平板探测器法线的平面的各边，方向矢量可视为平行于平板探测
器法线的各边。例如，对于机头而言，可定义机头具有一中心轴线，方向矢量
和可视为垂直于中心轴线的方位，方向矢量可视为平行于中心轴线的方位。
其中，机头的姿态检测数据为平板探测器的姿态检测数
据为：若表示机头与平板探测器处于垂直状态，即机
头产生的X光垂直于平板探测器。若或
表示机头产生X光的光野平面与平板探测器的表面平行。例如，姿态
传感器为9轴姿态传感器，姿态传感器也可由重力传感器配合方向传感器实现。
在另一些实施例中，步骤101检测移动式X光机上机头与平板探测器的位
置信息，获得姿态检测数据包括：检测平板探测器上多个点分别到机头之间的
距离，生成包含机头与平板探测器之间距离检测结果的姿态检测数据。
本实施例中，定位检测器检测的是机头与平板探测器之间的相对位置信息。
具体的，定位检测器可以为射频定位器，射频定位器包含：射频发射器与射频
接收器，其中平板探测器和机头中分别包含其中的一个。射频定位器用来确定
机头相对于平板探测器的相对位置。
在一个实施例中，将射频发射器分别安装在平板探测器的四边，射频接收
器安装在机头内。射频发射器用于向周围发送射频信号，射频接收器用于接收
空气中传播过来的射频信号。根据射频信号的接收功率与发射功率的差值得到
损耗功率，进而根据预设功率与距离值之间的对应关系获取损耗功率对应的距
离值，进一步的，根据射频发射器的安装位置以及射频发射器与射频接收器之
间的距离值即可获得机头与平板探测器之间的姿态检测数据。
在另一个实施例中，定位检测器可以为超声波定位器，超声波定位器包括
超声波发射器与超声波接收器，其中平板探测器和机头中分别安装了其中的一
个。
超声波定位器用来确定机头相对于平板探测器的相对位置。超声波定位器
包括超声波发射器和超声波接收器，其中，超声波发射器安装在平板探测器的
四边，超声波接收器安装在机头内，超声波发射器向外发出超声波信号，超声
波接收传感器接收超声波信号并计算两个相邻超声波信号接收的时间差，根据
时间差计算超声波发射器与超声波接收器之间的相对距离，根据超声波发射器
的安装位置以及两者之间的相对距离，进一步可以获得机头与平板探测器之间
的姿态检测数据。
当然，上述实施例中仅仅只列举了有限的定位检测器的种类及其检测的实
现方式，本发明不限于上述几种方式，还可以采用其他种类的定位检测器来实
现机头与平板探测器的位置信息。
在步骤103中，根据姿态检测数据获得机头与平板探测器之间的位置关系。
本实施例中，位置关系是指平板探测器与机头之间的相对位置。例如，机
头与平板探测器的位置关系为垂直关系。具体的可以是，机头产生的X光投射
方向是否与平板探测器的表面是否垂直，机头产生的X光的光野平面是否与平
板探测器的表面平行；和/或，机头产生的X光的光野与平板探测器上辐射野是
否重合。
此外，这个位置关系还可以包括：机头产生的X光投射方向与平板探测器
的表面之间的夹角信息；机头产生的X光投射方向与平板探测器的法线之间的
夹角信息；机头产生的X光的光野平面与平板探测器的表面之间的位置关系信
息；和，机头产生的X光的光野与平板探测器的表面之间的覆盖位置关系信息
等之中的一种或两种以上的组合。
在步骤106中，根据位置关系，输出有关位置关系的操作提示信息。
机头和平板探测器都是可以通过人工调节来改变位置或者通过远程遥控器
来调节机头和平板探测器的位置，一般情况下，由于平板探测器位于病人的身
下不易改变位置，通常通过移动机头使得机头与平板探测器满足预设位置关系。
本实施例中，操作提示信息是指用来指导医护人员如何移动机头来使得机头与
平板探测器处于有利于X光扫描成像的位置状态。
如图3所示，在一个实施例中，在步骤106根据位置关系，输出有关位置
关系的操作提示信息之前，该方法还包括如下步骤：
步骤104，依据姿态检测数据，获得用以表征机头与平板探测器之间位置关
系的空间相对位置信息。
步骤105，根据空间相对位置信息，判断机头产生的X光与平板探测器是
否满足预设要求。若否，则进入步骤106，根据位置关系，输出有关位置关系的
操作提示信息。若是，则结束。
这里的预设要求用于判定机头产生的X光的光野与平板探测器上辐射野的
一致性是否满足要求。比如，通常预设要求可以包括：X光投射方向与平板探
测器的表面垂直；和/或，X光的光野平面与平板探测器的表面平行且X光的光
野与平板探测器上辐射野重合。
此外，对于判断机头产生的X光与平板探测器是否满足预设要求的过程包
括执行以下步骤中的一种或两种以上的组合：
判断机头产生的X光投射方向是否与平板探测器的表面是否垂直；
判断机头产生的X光的光野平面是否与平板探测器的表面平行；
判断机头产生的X光投射方向是否与平板探测器的表面是否垂直；以及，
判断机头产生的X光的光野与平板探测器上辐射野是否重合。
当上述一种判断步骤的结果为是时，或两种以上的判断步骤的结果为是时，
则满足预设条件。
机头产生成的X光若能垂直射向平板探测器，即平板探测器与X光投射方
向垂直，保证了平板探测器采集到的图像不会引起畸变提高了图像质量。光野
是指X光照射的范围，光野大小通过机头组件的X线限束器进行调节，X光从
机头发出后经过X线限束器的约束，部分X光被阻挡，而只保留投射向特定区
域的X光。
本实施例中，光野照射在平板探测器上呈矩形状，由于矩形外的X光被X
线限束器屏蔽平板探测器无法接收，因此会造成移动式X光机产生的辐射没有
被充分利用来成像。为了提高X光的辐射利用率，在本发明的其中一些实施例
中，在判断机头产生的X光与平板探测器是否满足预设要求的过程时，通过判
断机头产生的X光的光野平面是否与平板探测器的表面平行，和判断机头产生
的X光的光野与平板探测器上辐射野是否重合，当两者均为是时，表示满足预
设条件，从而提高X光的辐射利用率。上述移动式X光机的控制方法，可以获
得机头与平板探测器之间的位置关系；并根据位置关系输出操作提示信息。通
过操作提示信息辅助医护人员在摆位过程中有针对性的对X光机进行操作，相
比完全依靠个人经验进行摆位，上述移动式X光机的控制方法，降低了人工摆
位的误差提高摆位的精准度，进而提高了拍摄的图像质量。
输出有关位置关系的操作提示信息，包括通过输出提示音、提示光效和/或
提示图像的方式来实现。例如在一个实施例中，步骤106包括：在机头与平板
探测器之间的位置关系不满足X光投射方向与平板探测器的表面垂直时，输出
提示音、提示光效和/或提示图像。
提示音可以是具体调整机头的操作指令，例如，移动式X光机具有语音播报
功能，通过语音播报机头上下左右移动的操作指令。提示音也可以仅仅是提示
音效。例如，当医护人员对机头的调节方向有利于垂直操作时，移动式X光机则
发出频率低的滴滴声，若不利于垂直操作，则发出频率较高的滴滴声。提示图
像是指显示屏将以图像的方式显示当前机头与平行探测器之间的位置关系，通
过图像中展示的位置关系指引医护人员对机头的调节。
提示光效可以是通过LED灯等发光闪烁来显示具体调整机头的操作指令，
比如，当医护人员对机头的调节方向有利于垂直操作时，移动式X光机则提示
LED灯亮，若不利于垂直操作，则使LED灯显示高频闪烁状。
又例如，在另一个实施例中，步骤106包括：在机头与平板探测器之间的
位置关系不满足X光的光野平面与平板探测器的表面平行且X光的光野与平板
探测器上辐射野重合时，输出提示音、提示光效和/或提示图像。
本实施例中，提示音可以是具体调节X线限束器的操作指令，例如，通过
语音播报X线限束器左右旋转的操作指令。提示音也可以仅仅是提示音效，例
如，当医护人员对X线限束器的旋转方向有利于光野与平板探测器的辐射野重
合时，则发出频率低的滴滴声，若不利于重合操作时，则发出频率较高的滴滴
声。提示光效同上述实施例，当然还可以在医护人员对机头的调节方向有利于
满足预设条件时，点亮LED灯，或使LED灯显示高频闪烁状。
上述有关提示音、提示光效和/或提示图像可以在机头上，或者在机身的任
何一个位置上设置提示模块来实现，或者还可以是将提示模块设置在用于远程
遥控移动式X光机的遥控器上。这里的提示模块可以是：LED灯报警控制模块、
喇叭及其驱动电路模块、或者显示屏及其控制电路模块等等。
在其中一个实施例中，步骤106，根据位置关系，输出有关位置关系的操作
提示信息的步骤中，通过显示屏显示上述空间相对位置信息。
本实施例中，在机头上设置一个小的显示屏，通过显示屏来显示机头与平
板探测器之间的空间位置关系，医护人员通过观看显示屏就能清楚的知道应该
如何调节机头。通过显示屏的显示辅助医护人员操作使得操作更加有针对性，
提高了摆位的工作效率。
具体的，显示屏中显示的信息包括但不限于以下至少一种：通过文字、示
意图和图像中之一展示空间相对位置信息。将机头与平板探测器的空间相位置
用文字、示意图以及图像进行展示，可以方便用户更加形象的了解到两者之间
的位置偏差，快速实现对机头的调节，提高了摆位的工作效率。
当然在本发明的具体实施方式中，显示屏开可以设置在机身的任何一个位
置，或者设置在用于远程遥控移动式X光机的遥控器上。本文中提到的显示屏
可以是LCD显示屏、液晶显示屏、触摸屏、LED电子显示屏等等。
如图4所示，在一个实施例中，提供的一种移动式X光机的成像控制装置，
该装置包括：
位置检测模块40，用于检测移动式X光机上机头与平板探测器的位置信息，
获得姿态检测数据；
关系获取模块42，用于根据姿态检测数据获得机头与平板探测器之间的位
置关系；
信息输出模块46，根据位置关系，输出有关位置关系的操作提示信息。
本实施例的移动式X光机的成像控制装置用于实现前述的移动式X光机的
控制方法，因此移动式X光机的控制装置中的具体实施可参见前文中的移动式
X光机的控制方法，例如，位置检测模块40、关系获取模块42、信息输出模块
46分别用于实现上述移动式X光机的控制方法中步骤101、103以及106，所以，
其具体实现方式可参照前文中有关步骤101、103以及106的各个实施例的描述。
在一个实施例中，位置检测模块40还用于分别检测机头与平板探测器的空
间姿态信息，生成包含机头姿态信息和平板探测器姿态信息的姿态检测数据；
或者，还检测平板探测器上多个点分别到机头之间的距离，生成包含机头与平
板探测器之间距离检测结果的姿态检测数据。
如图4所示，在一个实施例中，移动式X光机的成像控制装置还包括：
信息获取模块43，用于依据姿态检测数据，获得用以表征机头与平板探测
器之间位置关系的空间相对位置信息。
判断模块45，用于根据空间相对位置信息，判断机头产生的X光与平
板探测器是否满足预设要求。
在一个实施例中，判断模块45还用于判断机头产生的X光投射方向是否与
平板探测器的表面是否垂直。
在一个实施例中，判断模块45还用于判断机头产生的X光的光野平面是否
与平板探测器的表面平行。
在一个实施例中，判断模块45还用于判断机头产生的X光的光野与平板探
测器上辐射野是否重合。
在一个实施例中，用以表征机头与平板探测器之间位置关系的空间相对位
置信息至少包括以下信息之一：机头产生的X光投射方向与平板探测器的表面
之间的夹角信息；机头产生的X光投射方向与平板探测器的法线之间的夹角信
息；机头产生的X光的光野平面与平板探测器的表面之间的位置关系；和，
机头产生的X光的光野与平板探测器的表面之间的覆盖位置关系。
在一个实施例中，信息输出模块46还用于在机头与平板探测器之间的位置
关系不满足X光投射方向与平板探测器的表面垂直时，输出提示音、提示光效
和/或提示图像；信息输出模块46还用于在机头与平板探测器之间的位置关系不
满足X光的光野平面与平板探测器的表面平行且X光的光野与平板探测器上辐
射野重合时，输出提示音、提示光效和/或提示图像。
在一个实施例中，信息输出模块46还用于通过显示屏显示空间相对位置信
息。
在一个实施例中，移动式X光机的控制装置中，至少通过文字、示意图和
图像中之一展示空间相对位置信息。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实
施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬
件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方
案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，
该计算机软件产品承载在一个非易失性计算机可读存储载体(如ROM、磁碟、
光盘、服务器云空间)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，
计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的系统结构和方法。
此外，在本发明的其中一个实施例中，提供了一种移动式X光机，其中移
动式X光机包括：机头组件、平板探测器、定位检测器、控制模块以及提示模
块；机头组件包括机头和X线限束器；其中，机头，用于产生X光；X线限束
器，用于调节X光的光野；平板探测器，用于接收机头产生的X光，获取X光
扫描信息以生成X光图像，平板探测器包括外壳和封装在外壳内的多个探测单
元，该多个探测单元用于基于接收的X光(也称为X射线)生成X光图像，平
板探测器呈平板状；定位检测器，用于检测移动式X光机上机头与平板探测器
的位置信息，获得姿态检测数据；控制模块，用于依据姿态检测数据，获得机
头与平板探测器之间的位置关系；提示模块，用于根据位置关系，输出有关位
置关系的操作提示信息。
定位检测器用于实现上述移动式X光机的控制方法的步骤101；控制模块
用于实现上述移动式X光机的控制方法的步骤103，提示模块用于实现上述移
动式X光机的控制方法的步骤106，因此，定位检测器、控制模块、提示模块
可参照前文中有关步骤101、103、106的各个实施例的描述。
在一些实施例中，移动式X光机中的定位检测器为姿态传感器；姿态传感
器分别安装在机头以及平板探测器中。
在一些实施例中，移动式X光机中的定位检测器为射频定位器，射频定位
器包括：射频发射器以及射频接收器；射频发射器以及射频接收器分别安装在
机头和平板探测器中。或者，射频接收器以及射频发射器分别安装在机头和平
板探测器中。
在一些实施例中，移动式X光机中的定位检测器为超声波定位器，超声波
定位器包括：超声波发射器以及超声波接收器；其中，超声波发射器以及超声
波接收器分别安装在机头和平板探测器中，或者超声波接收器以及超声波发射
器分别安装在机头和平板探测器中。
在一些实施例中，上述提示模块可以是：LED灯报警控制模块、喇叭及其
驱动电路模块、或者显示屏及其控制电路模块等等中的一种或两种以上的组合。
提示模块在移动式X光机的任意位置上设置，例如可以在机头上，或者在机身
的任何一个位置上设置提示模块来实现。此外，还可以是将提示模块设置在用
于远程遥控移动式X光机的遥控器上。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述
实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特
征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但
并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普
通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，
这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要
求为准。