[发明专利]X-射线系统及其使用方法

说明书

技术领域

相关申请

本申请要求2011年8月24日提交的美国临时专利申请号61/526,726（未决）和2012年1月19日提交的美国临时专利申请号61/588,274（未决）的所有优先权权利，所述临时申请全部通过参考并入本文。

背景技术

总的来说，本申请及其公开内容涉及使用X-射线技术获取X-射线图像、尤其是人体脊椎的图像的领域。

各种不同疾病可以追溯到患者脊椎中的变形。为了获得这样的疾病的预后，多年来的标准做法是获得患者脊椎的图像，目测检查这些图像并回顾患者的医疗史。通常，脊椎变形可能是先天性病症的结果，或者可能由汽车事故、摔倒、身体冲突等期间遭受的严重创伤引起。根据美国医学联合会（American Medical Association）（AMA）的指导方针，评估者必须在脊椎的常规评估期间评估脊椎节段的异常运动。此外，AMA公布了这类评估的定量和范围的具体流程的指令性数据。不幸的是，到目前为止，由于技术困难和X-射线获取操作期间的失真，从这样的图像进行定量分析的规程非常少，这一点也被AMA注意到。因此，医生不得不依靠轶事证据和多年经验做出合理准确的预后或定量。X-射线被用于产生显示人类解剖学结构例如脊柱组成的图像，已有一百多年。然而，由于用于这一目的的现有系统在产生准确X-射线以从X-射线图像产生明白易懂的定量报告方面具有许多缺点，因此它变成了存在大量人为误差的耗时和充满错误的过程，使得最终结果即定量报告非常不准确。

在本发明人较早的申请（即美国专利申请号12/881,411）中，公开了用于捕获患者脊椎的一部分的X-射线图像的X-射线系统，所述图像包括附着于患者身体的尺寸已知的L形靶。产生具有靶的图像的X-射线图像，并使用靶的图像作为标度指示物进行分析，还讨论了用于自动或半自动分析所述X-射线图像并产生协助医生建立患者的诊断和预后的定量数据的方法。

尽管在较早申请中描述的系统工作良好并提供了现有技术状态的极大改进，但它仍具有一些缺点。其中之一是它仅仅可特定用于较新的X-射线系统（例如由GE制造的X-射线系统），但不可用于其他较老的系统。另一个缺点是它不能可靠地解决与系统发生器的量级相关的误差和不确定性的相关问题，导致产生的能量强度的变差，因此使靶不能在产生的图像中显现。

发明内容

在一种通用情况下，本发明涉及一种X-射线系统，其包括产生X-射线的X-射线源、接收所述X-射线并产生X-射线图像的X-射线接收器、患者伴随件以及连接到所述X-射线源的服务器。所述患者伴随件紧固于所述X-射线源与所述X-射线接收器之间的患者上，并包括角定向传感器、X-射线辐射传感器和距离传感器。所述角定向传感器检测所述患者相对于X-射线的方向的角取向（为了发挥适当的性能，这种取向必须接近90°）并将信号输出到操作人员，以使所述操作人员将所述患者相对于所述X-射线源以正确角度定位，以便消除所述X-射线图像的X-射线接收器上的角失真。所述距离传感器测量所述患者与所述X-射线接收器之间的距离，用于放大率调整的目的。X-射线辐射（或二极管）传感器被用于定量和记录人体的累计X-射线剂量，以达到在定量放射学报告中包含的信息编制及X-射线发生器的剂量监测的目的。本发明人的观察和基于不同X-射线设备的大量试验的进一步结论是，不仅不同的发生器输出不同量的X-射线辐射，而且同一发生器可以在同一种X-射线操作过程中，根据各种因素例如X-射线头的温度、电负荷、X-射线装置的寿命等输出不同的剂量。在纽约市登记的许多X-射线装置上已经观察到，与进行了几次相同类型的X-射线后发射的剂量相比，使用“冷”X-射线头时设备会发射较少的辐射剂量。这些输出量变化显著，并且这一现象引起了显著的公共健康风险，因为X-射线是侵入性的并且它们的效果是潜伏和积累性的。此外，根据本发明人的观察，同一制造商的同一型号类别中的不同设备的发生器，在同一类型的暴露期间可能输出不同的X-射线辐射剂量。在本发明中，X-射线辐射/二极管传感器记录X-射线操作过程中所有的累计剂量，用于保持患者和提供者的安全性的记录、剂量的进一步分析和控制的目的。