X射線減少系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種多幀成像系統(tǒng),其包括:輻射源;具有輸入?yún)^(qū)域的檢測器;被構(gòu)造為顯示所檢測的圖像的顯示屏;用于確定所顯示的圖像上的物體的至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)的裝置;以及準(zhǔn)直器,其包括用于將至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)投射到由X射線源照射的輸入?yún)^(qū)域的至少一個(gè)所選擇的片段的裝置,準(zhǔn)直器包括至少三個(gè)基本不重疊的板部,板部被安裝在與檢測器輸入表面平面大致平行的平面中,其中,每個(gè)板部包括與第一相鄰板部的邊緣接觸的第一邊緣以及與第二相鄰板部的邊緣接觸且與第一邊緣鄰接的第二邊緣;以及用于移動(dòng)每一個(gè)板部的裝置。
【專利說明】
X射線減少系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及X射線成像領(lǐng)域,并且更具體地,涉及在多幀成像期間控制X射線輻射量的領(lǐng)域。
[0002]相關(guān)專利申請的交叉引用
[0003]本專利申請要求了并且涉及提交于2013年12月11日的美國臨時(shí)專利申請序列號(hào)61/914,405以及提交于2014年I月15日的美國臨時(shí)專利申請序列號(hào)61/927,504的優(yōu)先權(quán),這些美國臨時(shí)專利申請的整體通過參考被引入本文。
【背景技術(shù)】
[0004]在典型的多幀成像(MFI)系統(tǒng)中,X射線管在相對較寬的立體角范圍內(nèi)產(chǎn)生X射線輻射。為了避免對患者和醫(yī)療團(tuán)隊(duì)不必要的照射,X射線吸收材料的準(zhǔn)直器用于阻擋多余輻射,該X射線吸收材料諸如鉛。這種方法僅使得必要立體角的有用的輻射離開X射線管,從而僅照射必要的構(gòu)件。
[0005]這種準(zhǔn)直器通常在靜態(tài)模式下使用,但可采取各種設(shè)計(jì)和各種X射線輻射的幾何形狀。準(zhǔn)直器能被手動(dòng)地或自動(dòng)地設(shè)置,例如,用于輸入程序中所涉及的器官環(huán)境的尺寸。
[0006]在通常自動(dòng)地一個(gè)接一個(gè)地獲取一系列圖像的多幀成像中的情況比單次曝光X射線更動(dòng)態(tài)。
[0007]對于這種例子,具有部分穿透X射線的材料的準(zhǔn)直器可用于操控X射線的能量分布。
[0008]所期望的是在MFI期間改變X射線能量分布,使得對于MFI期間的至少兩個(gè)不同的幀來說X射線光束的分布不同。
[0009]在MFI中,X射線輻射被激發(fā)相對較長的時(shí)間段,并且治療醫(yī)師通常必須站在患者附近,因此靠近X射線輻射。由此所期望的是提供最小限度地照射醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的方法。已經(jīng)提出了用于減少X射線輻射強(qiáng)度的方法,其中由數(shù)字圖像增強(qiáng)來補(bǔ)償X射線圖像的信號(hào)與噪聲之間的所減少的信噪比(S/N)。其他方法提出了一種準(zhǔn)直器,其將X射線輻射的立體角限制于圖像增強(qiáng)器區(qū)域的片段,并且周期性地移動(dòng)準(zhǔn)直器來照射圖像增強(qiáng)器的整個(gè)輸入?yún)^(qū)域,使得感興趣區(qū)域(ROI)比剩余的區(qū)域照射得更多。以這種方式,根據(jù)使用的準(zhǔn)直器和方法,ROI接收足夠高的X射線輻射從而產(chǎn)生良好S/N的圖像,而剩余的圖像使用低X射線強(qiáng)度照射,從而提供相對較低的S/N的圖像或者減少的實(shí)時(shí)成像。ROI的尺寸和位置能以多種方法被確定。例如,它可以是圖像的中心的固定區(qū)域,或者能關(guān)于圖像中最活躍的區(qū)域自動(dòng)居中,這種活動(dòng)性由接收自多幀成像系統(tǒng)的視頻攝像機(jī)的電影圖像序列的時(shí)序圖像分析確定。
[0010]所期望的是提供準(zhǔn)直器的解決方案,從而能夠減少在MFI期間的輻射劑量。
[0011]還期望的是提供一種移動(dòng)準(zhǔn)直器構(gòu)件的方法,從而支持最佳成像效果。
[0012]所期望的是提供一種方法,從而控制移動(dòng)在成像質(zhì)量方面的效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]根據(jù)本發(fā)明的方面提供一種多幀成像系統(tǒng),其包括:X射線源;具有輸入?yún)^(qū)域的檢測器;被構(gòu)造為顯示檢測到的圖像的顯示屏;用于在顯示的圖像上確定患者的至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)的位置的裝置;以及準(zhǔn)直器,其包括用于將至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)投射到被X射線源照射的輸入?yún)^(qū)域的至少一個(gè)所選的片段上的裝置,準(zhǔn)直器包括至少三個(gè)基本不重疊的板部,板部被安裝于與檢測器輸入表面平面大致平行的平面中,其中每個(gè)板部包括接觸第一相鄰板部的邊緣的第一邊緣以及接觸第二相鄰板部的邊緣的、與第一邊緣鄰接的第二邊緣;以及用于使每一個(gè)板部在平面中移動(dòng)的裝置。
[0014]其中一個(gè)板部可為不穿透或部分穿透X射線輻射的板部,并且板部的位置可被構(gòu)造為在由基本不重疊的板部形成的間隙中產(chǎn)生全穿透的區(qū)域,以用于投射至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI),并且產(chǎn)生由板部覆蓋的第二不穿透或部分穿透區(qū)域。
[0015]板部可在垂直方向上移動(dòng)。
[0016]板部中的每一個(gè)都可被連接到可通過至少一個(gè)馬達(dá)和傳動(dòng)系統(tǒng)沿軌道移動(dòng)的托架。
[0017]至少一個(gè)馬達(dá)可包括單個(gè)馬達(dá),并且每一個(gè)板部可通過耦合器被連接到鄰接的板部。
[0018]每一個(gè)板部可通過耦合器被鄰接的板部移動(dòng)。
[0019]至少一個(gè)馬達(dá)可包括被構(gòu)造為在垂直方向上移動(dòng)板部的兩個(gè)馬達(dá)。
[0020]板部的邊緣可具有從由平直形、V形和錐形組成的組中選擇的外形。
[0021]系統(tǒng)可進(jìn)一步包括:被連接于檢測器和顯示屏之間的圖像處理單元,圖像處理單元被構(gòu)造為根據(jù)至少一個(gè)ROI中的至少一個(gè)圖像部分優(yōu)化被顯示于顯示屏上的檢測到的圖像。
[0022]圖像優(yōu)化可包括確定用于圖像的色調(diào)再現(xiàn)函數(shù)。
[0023]色調(diào)再現(xiàn)函數(shù)可被實(shí)施為亮度函數(shù)、對比度函數(shù)、伽馬函數(shù)、偏移函數(shù)、η次線性函數(shù)和非線性函數(shù)中的一種。
[0024]圖像優(yōu)化可包括控制X射線源參數(shù)。
[0025]X射線源參數(shù)可從由電流模式、最大千伏電壓(PKV)、脈沖長度和自動(dòng)增益控制(AGC)組成的組中選擇。
[0026]準(zhǔn)直器可被構(gòu)造為根據(jù)檢測器和確定的ROI的縮放設(shè)置移動(dòng)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種準(zhǔn)直器,其包括:用于將至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)投射到由X射線源照射的輸入?yún)^(qū)域的至少一個(gè)所選擇的片段上的裝置,準(zhǔn)直器包括至少三個(gè)基本不重疊的板部,板部被安裝于與檢測器輸入表面平面大致平行的平面中,其中每個(gè)板部包括接觸第一相鄰板部的邊緣的第一邊緣以及接觸第二相鄰板部的邊緣的、與第一邊緣鄰接的第二邊緣;以及用于使每一個(gè)板部在平面中移動(dòng)的裝置。
[0028]每一個(gè)板部可為X射線輻射不穿透或部分穿透的板部,并且板部的位置可被構(gòu)造為在由基本不重疊的板部形成的間隙中產(chǎn)生全穿透的區(qū)域,以用于投射至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI),并且產(chǎn)生由板部覆蓋的第二不穿透或部分穿透區(qū)域。
[0029]板部可在垂直方向上移動(dòng)。
[0030]板部中的每一個(gè)都可被連接到可通過至少一個(gè)馬達(dá)和傳動(dòng)系統(tǒng)沿軌道移動(dòng)的托架。
[0031]至少一個(gè)馬達(dá)可包括單個(gè)馬達(dá),并且其中每一個(gè)板部可通過耦合器被連接到鄰接的板部。
[0032]每一個(gè)板部可通過耦合器被鄰接的板部移動(dòng)。
[0033]至少一個(gè)馬達(dá)可包括被構(gòu)造為在垂直方向上移動(dòng)板部的兩個(gè)馬達(dá)。
[0034]板部的邊緣可具有從由平直形、V形和錐形組成的組中選擇的外形。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種控制在X射線輻射區(qū)域的圖像中的ROI的顯示尺寸的方法,其包括:提供多幀成像系統(tǒng),多幀成像系統(tǒng)包括:x射線源;具有輸入?yún)^(qū)域的檢測器;以及準(zhǔn)直器,其包括用于將至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)投射到被X射線源照射的輸入?yún)^(qū)域的至少一個(gè)所選的片段上的裝置;準(zhǔn)直器包括至少三個(gè)基本不重疊的板部,板部被安裝于與檢測器輸入表面平面大致平行的平面中,其中每個(gè)板部包括接觸第一相鄰板部的邊緣的第一邊緣以及接觸第二相鄰板部的邊緣的、與第一邊緣鄰接的第二邊緣;以及通過在平面中移動(dòng)至少一個(gè)板部在板部之間形成全穿透的間隙,從而確定在檢測器輸入?yún)^(qū)域上的照射區(qū)域圖像的位置和尺寸。
[0036]每一個(gè)板部可為X射線輻射不穿透或部分穿透的板部,并且板部的位置可被構(gòu)造為在由基本不重疊的板部形成的間隙中產(chǎn)生全穿透的區(qū)域,以用于投射至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI),并且產(chǎn)生由板部覆蓋的第二不穿透或部分穿透區(qū)域。
[0037]板部可在垂直方向上移動(dòng)。
[0038]每一個(gè)板部都可被連接到可通過至少一個(gè)馬達(dá)和傳動(dòng)系統(tǒng)沿軌道移動(dòng)的托架。
[0039]至少一個(gè)馬達(dá)包括單個(gè)馬達(dá),并且其中,每一個(gè)板部可通過耦合器被連接到鄰接的板部。
[0040]每一個(gè)板部可通過耦合器被鄰接的板部移動(dòng)。
[0041 ]至少一個(gè)馬達(dá)可包括被構(gòu)造為在垂直方向上移動(dòng)板部的兩個(gè)馬達(dá)。
[0042 ]板部的邊緣可具有從由平直形、V形和錐形組成的組中選擇外形。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種系統(tǒng),該系統(tǒng)用于確定至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)的形狀和位置,該系統(tǒng)包括GUK圖形用戶界面)裝置。
[0044]GUI裝置可包括用于顯示檢測到的圖像的裝置以及用于確定至少一個(gè)ROI的尺寸、位置和定向的裝置
[0045]用于確定至少一個(gè)ROI的尺寸和位置的裝置可包括滑塊。
[0046]GUI裝置可包括用于顯示檢測到的圖像的裝置以及用于確定至少一個(gè)ROI的尺寸、形狀和位置的裝置。
[0047]用于確定的裝置可包括被構(gòu)造為標(biāo)記圍繞至少一個(gè)ROI的封閉的形狀的繪圖工具。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種方法,其包括使用用于確定至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)的形狀和位置的GUI裝置。
[0049]GUI裝置可包括顯示檢測到的圖像且確定至少一個(gè)ROI的尺寸、位置和定向。
[0050]確定至少一個(gè)ROI的尺寸和位置可包括移動(dòng)滑塊。
[0051]GUI裝置可包括顯示檢測到的圖像且確定至少一個(gè)ROI的尺寸、形狀和位置。
[0052]確定可包括繪制包圍至少一個(gè)ROI的封閉形狀。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種多幀成像系統(tǒng),其包括:輻射源;具有輸入?yún)^(qū)域的檢測器;被構(gòu)造為顯示檢測到的圖像的顯示屏;用于確定在所顯示的圖像上的物體的至少一個(gè)感興趣區(qū)域(R0I)的裝置;第一準(zhǔn)直器;被安裝于第一準(zhǔn)直器和物體之間的第二準(zhǔn)直器;被構(gòu)造為控制輻射源的輻射控制器;以及第二準(zhǔn)直器控制器。
[0054]輻射源可包括X射線源。
[0055]顯示屏可被構(gòu)造為顯示通過第一準(zhǔn)直器和第二準(zhǔn)直器中的至少一個(gè)獲得的檢測到的圖像。
[0056]系統(tǒng)可進(jìn)一步包括被構(gòu)造為使第一準(zhǔn)直器與第二準(zhǔn)直器連接的連接裝置。
[0057]連接裝置可包括被連接到C型臂、原始準(zhǔn)直器蓋部、輻射管蓋部、C型臂柜和具有被安裝在地板上的輪子的板部的其中一個(gè)的機(jī)械連接件。
[0058]系統(tǒng)可進(jìn)一步包括被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)第二準(zhǔn)直器的機(jī)械臂。
[0059]機(jī)械臂可被傳感器引導(dǎo),傳感器被構(gòu)造為確保第二準(zhǔn)直器與第一準(zhǔn)直器協(xié)調(diào)地安裝。
[0060]系統(tǒng)可進(jìn)一步包括第一準(zhǔn)直器控制器和機(jī)械臂控制器。
[0061]第一準(zhǔn)直器控制器可與機(jī)械臂控制器連接,并且被構(gòu)造為引導(dǎo)機(jī)械臂。
[0062]用于確定的裝置可包括操縱桿、鍵盤和觸摸屏中的一個(gè)。
[0063]系統(tǒng)可進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá),旋轉(zhuǎn)馬達(dá)被構(gòu)造為使得板部在與檢測器輸入表面平面大致平行的平面中旋轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0064]參考下列附圖,本發(fā)明將被好的理解:
[0065]圖1A是多幀成像臨床環(huán)境以及系統(tǒng)的示例布局的簡化的示意性視圖;
[0066]圖1B是圖1A的系統(tǒng)的示例布局的視圖,其示出了本發(fā)明的系統(tǒng)示例的元件的附加細(xì)節(jié);
[0067]圖2是多幀成像系統(tǒng)的顯示屏上顯示的示例圖像的示意性視圖;
[0068]圖3是具有額外的輸入裝置的多幀成像臨床環(huán)境以及系統(tǒng)的示例布局的簡化的示意性視圖;
[0069]圖4是其中ROI在中心的、由四個(gè)X射線部分地穿透的基本非重疊的板部構(gòu)成的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0070]圖4.1示出了螺母4501E的可行的布置的示例;
[0071]圖4A是其中ROI在偏離中心位置的、圖4的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0072]圖5示出了當(dāng)ROI在中心時(shí)在圖像的不同區(qū)域中的X射線強(qiáng)度分布;
[0073]圖6是其中ROI在中心的、由四個(gè)X射線部分地穿透的基本非重疊的板部構(gòu)成的準(zhǔn)直器的另一示例的頂視圖;
[0074]圖6A其中是ROI在偏離中心位置的、圖6的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0075]圖7是其中ROI在中心的、由四個(gè)X射線部分地穿透的基本非重疊的板部構(gòu)成的準(zhǔn)直器的另一示例的頂視圖;
[0076]圖7A是其中ROI在偏離中心位置的、圖7的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0077]圖8是其中ROI在中心的、由三個(gè)X射線部分地穿透的基本非重疊的板部構(gòu)成的準(zhǔn)直器的另一示例的頂視圖;
[0078]圖8A是其中ROI在偏離中心位置的、圖8的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0079]圖9是其中ROI在中心的、由五個(gè)X射線部分地穿透的基本非重疊的板部構(gòu)成的準(zhǔn)直器的另一示例的頂視圖;
[0080]圖9A是其中ROI在偏離中心位置的、圖9的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0081]圖9B是其中不同的ROI在中心的、圖9的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0082]圖9C是其中不同的ROI在中心的、圖9的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0083]圖10是其中ROI在中心的、由十二個(gè)X射線部分地穿透的基本非重疊的板部構(gòu)成的準(zhǔn)直器的另一示例的頂視圖;
[0084]圖1OA是圖10的準(zhǔn)直器的機(jī)動(dòng)構(gòu)件的元件的放大的頂視圖;
[0085]圖1OB是其中ROI在偏離中心位置的、圖10的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0086]圖1OC是其中ROI在中心的、圖10的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0087]圖11是其中ROI在偏尚中心位置的、由四個(gè)X射線部分地穿透的基本非重疊的板部構(gòu)成的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0088]圖1lA是其中ROI在中心的、圖11的準(zhǔn)直器的頂視圖;
[0089]圖12A顯示了“平直邊緣”板部的使用以及具有X射線輻射穿透的所得到的圖像;
[0090]圖12B顯示了“V形邊緣”板部的使用以及所得到的圖像;
[0091]圖12C顯示了“錐形邊緣”板部的使用以及所得到的圖像;
[0092]圖12D顯示了當(dāng)兩個(gè)過濾器離輻射源的距離不同時(shí)的耦合;
[0093]圖12E也顯示了當(dāng)兩個(gè)過濾器離輻射源的距離不同時(shí)的耦合;
[0094]圖13示出了示例的使用者界面,其可被實(shí)施為控制應(yīng)用的一部分;
[0095]圖13A是使用者界面和自動(dòng)ROI設(shè)置的另一示例;
[0096]圖13B是使用圖13A的使用者界面的可能的形狀的繪圖和自動(dòng)ROI設(shè)置的另一示例;
[0097]圖13C是使用圖13A的使用者界面的可能的形狀的繪圖和自動(dòng)ROI設(shè)置的另一示例;
[0098]圖13D是使用圖13A的使用者界面的可能的形狀的繪圖和自動(dòng)ROI設(shè)置的另一示例;
[0099]圖13E是使用圖13A的使用者界面的可能的形狀的繪圖和自動(dòng)ROI設(shè)置的另一示例;
[0100]圖13F是使用圖13A的使用者界面的可能的形狀的繪圖和自動(dòng)ROI設(shè)置的另一示例;
[0101]圖13G是使用圖13A的使用者界面的可能的形狀的繪圖和自動(dòng)ROI設(shè)置的另一示例;
[0102]圖14示意性地示出了具有被機(jī)械地連接的額外的準(zhǔn)直器的現(xiàn)有系統(tǒng);
[0103]圖15示意性地示出了具有由機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)的額外的準(zhǔn)直器的現(xiàn)有系統(tǒng);
[0104]圖16是機(jī)械連接的示例;
[0105]圖16A是圖16的系統(tǒng)的頂視圖;
[0106]圖17是機(jī)械連接的另一示例;
[0107]圖17A是圖17的系統(tǒng)的側(cè)視圖;
[0108]圖17B是圖17的系統(tǒng)的另一側(cè)視圖;
[0109]圖18是機(jī)械連接的另一示例;
[0110]圖18A是圖17的系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)直器的示例;
[0111]圖19是機(jī)械連接的另一示例;并且
[0112]圖19A是圖19的系統(tǒng)的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0113]貫穿下列描述參考具有板部或過濾器的多種準(zhǔn)直器。兩個(gè)術(shù)語用作相同的意義,以描述用于在視場(FOV)范圍內(nèi)以非均勻的方式改變輻射的強(qiáng)度的過濾器,而不是用于遍及FOV改變輻射譜的過濾器。
[0114]現(xiàn)在參考圖1A,其顯示了多幀成像臨床環(huán)境的典型的布局。
[0115]X射線管100產(chǎn)生X射線輻射102,X射線輻射102被向上導(dǎo)向?yàn)槌驕?zhǔn)直器104占據(jù)相對較大的立體角。準(zhǔn)直器104阻擋了一部分輻射,從而允許輻射的較小的立體角在向上的方向上延續(xù)、穿過通常由相對可穿透X射線輻射的材料制成的床108并且穿過躺在床108上的患者110。部分輻射被患者吸收且散射,并且剩余的輻射到達(dá)圖像增強(qiáng)器114的通常為圓形的輸入?yún)^(qū)域112。圖像增強(qiáng)器的輸入?yún)^(qū)域的直徑通常大約是300mm,但可根據(jù)型號(hào)和技術(shù)而變化。由圖像增強(qiáng)器114產(chǎn)生的圖像被攝像機(jī)116捕捉、通過圖像處理器117處理并且隨后作為圖像120被顯示于顯示屏118上。
[0116]盡管主要參考圖像增強(qiáng)器114和攝像機(jī)116的組合描述本發(fā)明,但是應(yīng)理解的是,這兩個(gè)構(gòu)件都能由任何技術(shù)的數(shù)字化射線照相傳感器替代,諸如CCD或CMOS平板,或由其他技術(shù)替代,諸如閃爍體位于平面112處的非晶硅。其中一個(gè)這種示例是來自紐約成功湖村(Lake Success)的佳能美國公司(CanonU.S.A.)的CXD1-50RF。術(shù)語“檢測器”用于包括任何這些技術(shù)、包括任何圖像增強(qiáng)器與任何攝像機(jī)的組合并且包括任何類型的平板傳感器或?qū)射線轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)的任何其他裝置。
[0117]術(shù)語“區(qū)域”和“區(qū)”被擇一地使用于本發(fā)明的詳細(xì)的說明中,并且它們的意思相同并且被用作同義詞。
[0118]術(shù)語“X射線源”用于提供對于具有X射線點(diǎn)光源的裝置的寬泛的解釋,其不需要具有管狀。
[0119]盡管術(shù)語X射線管與本領(lǐng)域中常見的術(shù)語一起常規(guī)地用于本發(fā)明的示例中,但在這里代表的是本發(fā)明的示例不被限制于X射線管的較窄的解釋,并且任何X射線源都能用于這些示例中(例如,甚至是被配置為用作點(diǎn)光源的放射性材料)。
[0120]操作者122站立于患者旁,以在觀察圖像120的同時(shí)執(zhí)行醫(yī)療程序。
[0121]操作者具有腳踏開關(guān)124。當(dāng)按壓開關(guān)時(shí),連續(xù)的X射線輻射(或者如下面說明的相對較高頻率的脈沖X射線)被發(fā)射,以提供電影成像12CKX射線輻射的強(qiáng)度通常被優(yōu)化為希望減少對于患者和操作者的照射的低強(qiáng)度與希望實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像120(高S/N)的高強(qiáng)度之間的折中。對于低強(qiáng)度的X射線輻射以及因此產(chǎn)生的圖像增強(qiáng)器輸入?yún)^(qū)域的低照射量,圖像120的S/N可能太低,以至于圖像120不可用。
[0122]坐標(biāo)系126是參考的笛卡爾坐標(biāo)系,其中Y軸指向頁面,并且X-Y是平面,諸如,該平面平行于準(zhǔn)直器104和圖像增強(qiáng)器輸入平面112的平面。
[0123]本發(fā)明的目的是在所需的一個(gè)或多個(gè)ROI中提供圖像增強(qiáng)器的輸入?yún)^(qū)域的高照射量,因此在此處提供高S/N圖像,同時(shí)以更低的圖像質(zhì)量(更低的S/N)為代價(jià)減少圖像增強(qiáng)器區(qū)域的其他部分的照射量。使用這種布置,操作者能看見在一個(gè)或多個(gè)ROI中的清晰的圖像,并且在剩余的圖像區(qū)域中得到大體定向足夠好的圖像。本發(fā)明的另一目的是在圖像中提供更復(fù)雜的區(qū)段圖,其中每個(gè)區(qū)段都是由特定的應(yīng)用所需的不同等級(jí)的X射線輻射產(chǎn)生的。
[0124]根據(jù)某些實(shí)施方式,X射線系統(tǒng)可包括多重?zé)艚z構(gòu)件,以產(chǎn)生多重和同步的X射線光束,其子集可被選擇為且可被構(gòu)造為改變X射線輻射,從而根據(jù)操作者的關(guān)注焦點(diǎn)的位置對準(zhǔn)在視場中所需的ROI。
[0125]根據(jù)某些實(shí)施方式,X射線系統(tǒng)可包括X射線管/源的矩陣/陣列,以產(chǎn)生多重和同步的X射線光束,其子集可被選擇為且可被構(gòu)造為改變X射線輻射,從而根據(jù)操作者的關(guān)注焦點(diǎn)的位置對準(zhǔn)在視場中所需的ROI。
[0126]根據(jù)某些實(shí)施方式,X射線系統(tǒng)可進(jìn)一步包括可旋轉(zhuǎn)且可平移的陰極和/或陽極,以產(chǎn)生多重和同步的X射線光束,其子集可被選擇為且可被構(gòu)造為改變X射線輻射,從而根據(jù)操作者的關(guān)注焦點(diǎn)的位置對準(zhǔn)在視場中所需的R0I。
[0127]在圖1中描述了根據(jù)本發(fā)明的多幀成像臨床環(huán)境的更詳細(xì)的布局的示例。操作者122按壓腳踏開關(guān)124,以激發(fā)X射線。輸入裝置128提供一個(gè)或多個(gè)ROI的指示。通常相對于顯示屏118提供該信息。例如,按照(X,Z)坐標(biāo),該信息,S卩,至少一個(gè)所需的ROI中心,可使用坐標(biāo)系126被提供于顯示屏118的平面中。應(yīng)了解的是,在該示例中,顯示屏118的平面、因此圖像120也平行于坐標(biāo)系126的(X,Z)平面。其他坐標(biāo)系是可行的,包括被捆綁到顯示屏118并且在顯示屏118相對于坐標(biāo)系126旋轉(zhuǎn)時(shí)與顯示屏118—起旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系。
[0128]來自輸入裝置128的數(shù)據(jù)被提供給控制器127,控制器127基本上是計(jì)算機(jī),諸如任何PC計(jì)算機(jī)。
[0129]在圖1B中的盒體150代表根據(jù)本發(fā)明的準(zhǔn)直器,例如,圖4至11的準(zhǔn)直器。
[0130]盒體150能位于準(zhǔn)直器104下方、如附圖標(biāo)記150A所示的那樣位于準(zhǔn)直器104上方或者替代準(zhǔn)直器104(圖1B中未示出)。由盒體150和150A表示的準(zhǔn)直器由控制器127控制。X射線發(fā)射也由控制器127、通常經(jīng)由X射線控制器130而控制。準(zhǔn)直器根據(jù)確定的至少一個(gè)所需的ROI中心(步驟2720)部分地阻擋輻射。部分X射線被患者110吸收(步驟2730),并且剩余的輻射到達(dá)圖像增強(qiáng)器114(步驟2740)。在步驟2750中,圖像被攝像機(jī)116強(qiáng)化且捕獲,并且在步驟2760中,捕獲的圖像被傳送到圖像處理器117,并且在步驟2770中,處理的圖像被顯示于顯示屏120上。
[0131]圖像處理器117可呈現(xiàn)為許多形式,并且可通過不同的方式被包含到本發(fā)明中。在圖1B的示例中,圖像處理器117包括兩個(gè)主要的子單元:117A提供基本的圖像校正,諸如像素非均勻性(陰影補(bǔ)償、靈敏度、壞點(diǎn)重構(gòu)等),117C提供圖像增強(qiáng)處理(諸如降噪、反銳化掩膜、伽馬校正等)。在常規(guī)的系統(tǒng)中,傳送來自子單元117A的圖像,以用于進(jìn)一步在子單元117C中處理。圖像處理器117的子單元能各自由專用的硬件支持,但它們也能為由任何硬件支持的邏輯子單元。
[0132]在圖1B的示例中,來自攝像機(jī)116的圖像被圖像處理子單元117A校正,并且隨后被傳送到控制器127??刂破?27通過使用由盒體150表示的任何準(zhǔn)直器而按需處理圖像,并且將處理的圖像返回到用于圖像增強(qiáng)的子單元117C。
[0133]應(yīng)了解的是,控制器127的圖像處理不必在控制器127中進(jìn)行,并且能由位于117A和117C之間的第三子單元117B(圖1B中未示出)執(zhí)行。子單元117B還能僅為在圖像處理器117中的任何地方執(zhí)行的邏輯進(jìn)程。應(yīng)了解的是,X射線控制器130在這里被提出為廣義的系統(tǒng)控制器。如此,如通信線132所示,X射線控制器130還可與圖像處理器117通信,以確定它的操作參數(shù)并且接收信息。X射線控制器130可控制圖像增強(qiáng)器114,例如,用于縮放參數(shù)(通信線未示出);可控制攝像機(jī)116的參數(shù)(通信線未示出);可控制C型臂和床的位置(通信線未示出);并且可控制X射線管100和準(zhǔn)直器104的操作參數(shù)(通信線未示出)??删哂杏糜诓僮髡?22或其他工作人員的使用者界面,以將需求或者任何其他需要輸入到X射線控制器130中(未示出)。
[0134]實(shí)際上,圖像處理器117、控制器127和X射線產(chǎn)生器(驅(qū)動(dòng)X射線管100的電子單元)的部分或全部可全被包括在X射線控制器130中。X射線控制器130可包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)以及適合的軟件,以支持所需的功能。具有X射線控制器的這種系統(tǒng)的示例是來自美國猶他州的鹽湖城的GE OEC醫(yī)療系統(tǒng)公司的移動(dòng)C型臂OEC 9900EI ite。應(yīng)了解的是,示例系統(tǒng)與圖1B的系統(tǒng)并不相同,并且僅被提供作為通用示例。這些特征中的某些在圖3中被示出。
[0135]現(xiàn)在參考圖2,示出了在顯示屏118上顯示的圖像120的示例。在該示例中,虛線圓圈204表示圖像的區(qū)段200和圖像的區(qū)段202之間的邊界,兩個(gè)區(qū)段組成了整個(gè)圖像120。在該示例中,所需的是在區(qū)段200中獲得良好的圖像質(zhì)量,意味著對于區(qū)段200為較高的X射線DPP,并且可接受的是在區(qū)段202中具有較低的圖像質(zhì)量,意味著對于區(qū)段202為較低的DPP。
[0136]應(yīng)了解的是,在這里僅提供兩個(gè)區(qū)段200和202作為本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)示例,而本發(fā)明并不被限制于該示例,并且能通過控制在準(zhǔn)直器中的孔隙的形狀和準(zhǔn)直器的運(yùn)動(dòng)模式將圖像120分成任何區(qū)段組。在下文中提供這種示例。
[0137]應(yīng)了解的是,DPP應(yīng)該被解釋為朝向代表圖像120的一個(gè)像素的區(qū)段傳遞的X射線劑量,以產(chǎn)生用于構(gòu)建圖像120的像素讀出值(排除由患者或不是系統(tǒng)的一部分的其他構(gòu)件的吸收,該其他構(gòu)件諸如操作者的手和裝置)。
[0138]如上述,按照準(zhǔn)直器的設(shè)計(jì)和使用而具有不同DPP的像素被規(guī)范化,以提供適當(dāng)?shù)娘@示幀。根據(jù)X射線照射方案(即是,準(zhǔn)直器的形狀、速度和位置)來制定規(guī)范化方案。可在理論參數(shù)的基礎(chǔ)上完成這種規(guī)范化。
[0139]例如,根據(jù)本發(fā)明的準(zhǔn)直器能獨(dú)立地或者與另一準(zhǔn)直器一起被安裝于X射線系統(tǒng)上,以便被設(shè)計(jì)為將X射線限制于圖像增強(qiáng)器的輸入?yún)^(qū)域112的一部分。本發(fā)明的準(zhǔn)直器以及其他準(zhǔn)直器可沿X射線路徑以任何順序被放置。區(qū)域112的照射部分是在X射阻擋的路徑中的所有準(zhǔn)直器的區(qū)域疊加的剩余部分。在這種連續(xù)布置的設(shè)計(jì)中,如上述,每個(gè)準(zhǔn)直器離X射線源的距離以及到區(qū)域112的距離需要與準(zhǔn)直器的幾何形狀一同被考慮,以獲得期望的功能。
[0140]在本示例中,至少一個(gè)ROI成為用于圖像優(yōu)化的區(qū)域。輸入裝置給至少一個(gè)使用者在屏幕上提供了 ROI坐標(biāo)。ROI通過準(zhǔn)直器的互補(bǔ)調(diào)節(jié)被移動(dòng)到這些坐標(biāo),并且對于包括在ROI中的圖像進(jìn)行優(yōu)化。
[0141]使用修改圖像中的像素的顯示值的任何上述參數(shù)或者任何其他參數(shù),圖像可根據(jù)ROI的內(nèi)容被優(yōu)化。
[0142]現(xiàn)在將注意轉(zhuǎn)到圖3,其顯示了用于實(shí)施本發(fā)明的示例系統(tǒng)。
[0143]通常,在X射線系統(tǒng)中,位于圖像120中心且具有固定位置的ROI(諸如圖2的R0I200)用于圖像分析并且用于產(chǎn)生參數(shù),從而驅(qū)動(dòng)X射線管100并且修改圖像120。可對參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,諸如平均值、最大值和對比度,以用于該區(qū)域。該參數(shù)通常用于優(yōu)化X射線管操作(諸如mA、mAs以及KVp)。
[0144]在該示例中,輸入裝置127用于向X射線控制器130提供一個(gè)或多個(gè)使用者122的ROI坐標(biāo)。
[0145]輸入裝置能為影響ROI的位置和/或形狀的任何輸入裝置。例如,眼動(dòng)儀、操縱桿、鍵盤、交互顯示裝置、手勢讀取裝置、語音翻譯器或者任何其他合適的裝置都能用于定與圖像120相關(guān)的坐標(biāo)以及ROI的位置和/或形狀根據(jù)這種輸入的改變。
[0146]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式,某些輸入裝置會(huì)需要使用者界面129。
[0147]使用者界面能具有任何顯示裝置,其通過任何計(jì)算機(jī)、平板電腦操作,從而使用鼠標(biāo)、軌跡球或者觸摸屏、操縱桿或者手勢來控制ROI的選擇。
[0148]在圖4至11的中所示的下列示例顯示了用于校準(zhǔn)X射線系統(tǒng)中的X射線輻射的準(zhǔn)直器,其包括顯示的受輻照區(qū)域的圖像。該系統(tǒng)具有下列特征:
[0149]-圖像的第一部分代表R01:未過濾的輻射部(到達(dá)準(zhǔn)直器板部的100%的輻射);
[0150]-圖像的第二部分是背景,其中輻射被準(zhǔn)直器板部過濾(100%>到達(dá)準(zhǔn)直器板部的輻射彡O);
[0151]-背景過濾器包括至少三個(gè)分開的過濾器;
[0152]-背景圖像區(qū)域包括在圖像的一個(gè)過濾器區(qū)域的至少一個(gè)點(diǎn)以及在圖像的第二過濾器區(qū)域的至少一個(gè)點(diǎn);
[0153]-具有連接這兩個(gè)點(diǎn)的至少一個(gè)輪廓,其中,輻射沿輪廓基本遭遇相同的過濾特征(例如,均勻材料成分的過濾器的相同的總過濾厚度)。
[0154]為了簡化,能考慮連接這兩個(gè)點(diǎn)的直線來用于描述,但是應(yīng)了解的是,在本發(fā)明的范圍內(nèi),歸因于輻射的入射角的改變(并且因此有效厚度的改變)的、沿所述線的過濾特性的改變特別地被考慮為基本相同的過濾特性。這對于任何輪廓和直線都是一樣的,對于通常由于制造精度限制而產(chǎn)生的非均勻的過濾器厚度、材料同質(zhì)性等,它們都被包括在“基本相同”的術(shù)語中。
[0155]這還包括位于不同高度或沒有觸摸邊緣等的過濾器。它們?nèi)匀获詈?,但是在邊緣之間的距離可根據(jù)位置(入射角)改變。這將結(jié)合圖12D和12E被更詳細(xì)地說明。
[0156]而且,當(dāng)關(guān)于過濾使用術(shù)語“均勻”時(shí),均勻的范圍包括如上所述的容差。
[0157]基本非重疊的過濾器表示用于至少在多數(shù)圖像區(qū)域中支持上述系統(tǒng)特征的設(shè)計(jì)。例如,導(dǎo)致沿兩個(gè)鄰接的過濾器的重疊邊緣的額外過濾的少量的重疊仍然被包括在“基本非重疊”中。
[0158]現(xiàn)在參考圖4,其提供了根據(jù)本發(fā)明的示例準(zhǔn)直器4500。
[0159]準(zhǔn)直器4500包括X射線不穿透或者部分穿透的四個(gè)板部4501、4502、4503和4504。在該示例中,可假設(shè)每個(gè)板部透射10%的光束106,但應(yīng)理解的是,可考慮其他透射水平??紤]到透射的X射線光束的光譜分布的所需效果,板部4501、4502、4503和4504能由任何適合的材料制成。例如,能使用銅或鋁的板部。
[0160]虛線圓圈106A(圖4A)代表X射線錐形106通常在準(zhǔn)直器4500的平面處的剖面。除了矩形形狀的X射線光束部3510(圖4A)之外,剩余的光束強(qiáng)度由于板部4501、4502、4503和4504而減小。
[0161]如下文,八個(gè)馬達(dá)能移動(dòng)板部4501、4502、4503和4504。參考板部4501詳述機(jī)動(dòng)構(gòu)件的元件。其他3個(gè)板部的機(jī)構(gòu)是類似的。
[0162]馬達(dá)4501A驅(qū)動(dòng)使螺母4501E移動(dòng)的螺釘4501C。螺母4501E被連接到板部4501,因此使得板部4501沿箭頭4501F的方向移動(dòng)。
[0163]馬達(dá)4501B驅(qū)動(dòng)使螺母4501E移動(dòng)的螺釘4501D。螺母4501E被連接到板部4501,因此使得板部4501沿箭頭4501G的方向移動(dòng)。
[0164]因此,每個(gè)板部能獨(dú)立于其他板部之外如用于每個(gè)板部的雙頭箭頭所示的那樣移動(dòng)。在圖4.1中示出螺母4501E的可行的布置的示例。軌道4505A可用于支撐板部且允許運(yùn)動(dòng)。馬達(dá)4501A和4501B在軌道4505A上根據(jù)上述方向自由地滑動(dòng)。
[0165]應(yīng)了解的是,這里描述的特定的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)被提供用于說明本發(fā)明,并且本發(fā)明的范圍并不被限制于該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0166]如圖4所示,要產(chǎn)生矩形ROI,過濾器(板部)的相鄰的兩個(gè)邊緣中的每一個(gè)都與鄰近的過濾器的邊緣平行且接觸。
[0167]準(zhǔn)直器4500基于“主動(dòng)耦合”,這意味著馬達(dá)的控制器必須確保板部的耦合,其中兩個(gè)板部的耦合表示它們沿邊緣的至少一部分接觸。
[0168]如上述,每個(gè)板部都能夠獨(dú)立移動(dòng),但為了防止輻射在板部之間穿透,當(dāng)板部在垂直于耦合線的方向上移動(dòng)時(shí),控制器確保沿著線耦合的相鄰的板部與板部一同移動(dòng),并且從而保持耦合。即是說,當(dāng)一個(gè)馬達(dá)需要移動(dòng)時(shí),控制器也可移動(dòng)其他馬達(dá),以保持板部耦入口 ο
[0169]應(yīng)了解的是,并不是總是需要耦合,并且通常優(yōu)選的是至少在輻射開啟時(shí)具有耦入口 ο
[0170]應(yīng)了解的是,圓形的圖像/圓錐形的X射線光束僅為示例。X射線光束和圖像可為根據(jù)C型臂和準(zhǔn)直器設(shè)置的矩形或任何其他形狀。
[0171]在圖4A的示例中,孔隙3512位于光束106的區(qū)域(如光束剖面106A所示),并且具有由所需的ROI決定的特定的尺寸。圖4A示出了板部4501、4502、4503和4504的調(diào)節(jié),以產(chǎn)生用于給與圖4的ROI示例形狀不同的ROI提供輻射的所需的孔隙。
[0172]通過準(zhǔn)直器4500的示例,因此圖像120的R0I3602(圖5)不僅能夠跨過圖像120的區(qū)域被移動(dòng)到所期望的位置,而且ROI的尺寸和縱橫比能按需改變,以補(bǔ)償圖像增強(qiáng)器114(圖1A)的縮放或者用于其他目的。
[0173]現(xiàn)在參考圖5,其示出了當(dāng)圖像R0I3602位于圖4A中所示的機(jī)械R0I3512所產(chǎn)生的位置時(shí)在圖像120的不同區(qū)域中的X射線強(qiáng)度分布。在該示例中,在準(zhǔn)直器4500和輸入?yún)^(qū)域112之間沒有物體(患者),所以理想地在不存在額外的常規(guī)準(zhǔn)直器阻擋輻射的情況下,遍布輸入?yún)^(qū)域112的、ROI外的X射線輻射是均勻的(達(dá)到特定的系統(tǒng)固有均勻性限制)。在該示例中,歸因于準(zhǔn)直器4500,圖像120的區(qū)域被分成兩個(gè)強(qiáng)度區(qū)域:3602,即ROI,其中為原始的100%強(qiáng)度;以及3604A,其中強(qiáng)度為ROI處的強(qiáng)度的10%。
[0174]用于校正背景的上述方法完全適用于校正本示例的背景3604A。
[0175]因此應(yīng)了解的是,本示例能與上述校正方法一同使用。
[0176]現(xiàn)在參考圖6,其提供了根據(jù)本發(fā)明的準(zhǔn)直器4700的示例。
[0177]準(zhǔn)直器4700使用四個(gè)馬達(dá)替代圖4的構(gòu)造中使用的八個(gè)馬達(dá)。
[0178]參考板部4701詳述機(jī)動(dòng)構(gòu)件的元件。其他3個(gè)板部的機(jī)構(gòu)是類似的。
[0179]馬達(dá)4701A驅(qū)動(dòng)使螺母4701C移動(dòng)的螺釘4501B。螺母4701C被連接到板部4701,因此使得板部4701沿箭頭4701D的方向移動(dòng)。
[0180]“L”狀耦合器4705連接板部4701和4704,其中螺母4701C在耦合器側(cè)部4705A上滑動(dòng),并且板部4704通過連接件4706被固定地連接到耦合器的另一側(cè)部4705B。
[0181]因此,當(dāng)板部4701沿箭頭4701D的方向移動(dòng)時(shí),板部4704沿相同的方向與它一同移動(dòng),但是為了沿箭頭4701E的方向移動(dòng),板部4702移動(dòng)并且使得板部4701與它一同移動(dòng)。
[0182]因此,根據(jù)該構(gòu)造,單個(gè)板部不能在沒有引起另一板部的運(yùn)動(dòng)的情況下移動(dòng)。
[0183]準(zhǔn)直器4700基于“被動(dòng)耦合”,這意味著迫使鄰近板部的兩個(gè)相鄰的邊緣通過沿彼此滑動(dòng)而保持它們的相對位置,“L”狀的耦合器確保了板部的耦合。四個(gè)馬達(dá)在軌道4505B上根據(jù)上述方向自由地滑動(dòng)。
[0184]應(yīng)了解的是,一些板部可通過一個(gè)馬達(dá)和耦合器移動(dòng),并且一些板部可通過兩個(gè)馬達(dá)移動(dòng)。
[0185]在這種情況下,除了“被動(dòng)耦合”,還需要“主動(dòng)耦合”。
[0186]應(yīng)了解的是,這里所描述的特定的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)被提供用于說明本發(fā)明,并且本發(fā)明的范圍并不被限制于該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0187]要產(chǎn)生矩形的ROI,過濾器(板部)的兩個(gè)相鄰的邊緣中的每一個(gè)都與鄰近的過濾器的邊緣平行且接觸。
[0188]現(xiàn)在參考圖6A。
[0189]圖6A示出了板部4701、4702、4703和4704的調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生用于給ROI提供輻射的孔隙。
[0190]因此,通過準(zhǔn)直器4700的這個(gè)示例,圖像120的ROI不僅能跨過圖像120的區(qū)域移動(dòng)到所需的位置,還能按需改變ROI的尺寸和縱橫比,以補(bǔ)償在圖像增強(qiáng)器114中的縮放或者用于其他目的。
[0191]現(xiàn)在參考圖7,其提供了本發(fā)明的準(zhǔn)直器4800的示例。
[0192]準(zhǔn)直器4800也使用四個(gè)馬達(dá)替代八個(gè)馬達(dá)。
[0193]參考板部4801詳述機(jī)動(dòng)構(gòu)件的元件。其他3個(gè)板部的機(jī)構(gòu)是類似的。
[0194]馬達(dá)4801A驅(qū)動(dòng)使螺母4801C移動(dòng)的螺釘4801B。螺母4801C被連接到板部4801,因此使得板部4801沿箭頭4801D的方向移動(dòng)。
[0195]“U”狀耦合器4805連接板部4801和4804,其中螺母4801C在耦合器側(cè)部4805A上滑動(dòng),并且螺母4804A在耦合器側(cè)部4805B上滑動(dòng)。連接件4806被固定地連接到軌道4505C,并且允許耦合器通過它滑動(dòng)。
[0196]“U”狀耦合器決定了運(yùn)動(dòng)限制并且確保了板部的耦合。
[0197]因此,當(dāng)板部4801沿箭頭4801D的方向移動(dòng)時(shí),板部4804沿相同的方向與它一同移動(dòng),但為了沿箭頭4801E的方向移動(dòng),板部4802移動(dòng)并且使板部4801與它一同移動(dòng)。
[0198]因此,根據(jù)該構(gòu)造,單個(gè)板部不能在不引起另一板部運(yùn)動(dòng)的情況下移動(dòng)。
[0199]準(zhǔn)直器4800基于“被動(dòng)耦合”,這意味著迫使鄰近板部的兩個(gè)相鄰的邊緣通過沿彼此滑動(dòng)而保持它們的相對位置,“U”狀的耦合器確保了板部的耦合。馬達(dá)在軌道4505C上根據(jù)上述方向自由地滑動(dòng)。
[0200]應(yīng)了解的是,某些板部可通過一個(gè)馬達(dá)和耦合器移動(dòng),并且某些板部可通過兩個(gè)馬達(dá)移動(dòng)。
[0201 ]在這種情況下,除了 “被動(dòng)耦合”,還需要“主動(dòng)耦合”。
[0202]應(yīng)了解的是,這里所描述的特定的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)被提供用于說明本發(fā)明,并且本發(fā)明的范圍并不被限制于該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0203]要產(chǎn)生矩形的ROI,過濾器(板部)的兩個(gè)相鄰的邊緣中的每一個(gè)都與鄰近的過濾器的邊緣平行且接觸。
[0204]現(xiàn)在參考圖7A。
[0205]在圖7A的示例中,孔隙3512位于光束106的區(qū)域(如光束剖面106A所示),并且它具有特定的尺寸。
[0206]圖7A示出了板部4801、4802、4803和4804的調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生用于給ROI提供輻射的孔隙。
[0207]因此,通過準(zhǔn)直器4800的這個(gè)示例,圖像120的ROI不僅能跨過圖像120的區(qū)域移動(dòng)到所需的位置,還能按需改變ROI的尺寸和縱橫比,以補(bǔ)償在圖像增強(qiáng)器114中的縮放或者用于其他目的。
[0208]現(xiàn)在參考圖11,其提供了本發(fā)明的準(zhǔn)直器5400的示例。
[0209]準(zhǔn)直器5400也使用四個(gè)馬達(dá)替代八個(gè)馬達(dá)。
[0210]參考板部5401詳述機(jī)動(dòng)構(gòu)件的元件。其他3個(gè)板部的機(jī)構(gòu)是類似的。
[0211]馬達(dá)5401A在軌道4505G上移動(dòng),并且分別通過耦合器5402A和5402B以及螺母5401B和5401C連接板部5401和5402,因此使得板部5401沿箭頭5401D的方向移動(dòng)。
[0212]螺母5401B和5401C各自在耦合器5402A和5402B上自由地滑動(dòng)。耦合器5402A和5402B決定了運(yùn)動(dòng)限制并且確保了板部的耦合。
[0213]因此,當(dāng)板部5401沿箭頭5401D的方向移動(dòng)時(shí),板部5402沿相同的方向與它一同移動(dòng),但是為了沿箭頭5401E的方向移動(dòng),板部5404移動(dòng)且使板部5401與它一同移動(dòng)。
[0214]因此,根據(jù)該構(gòu)造,單個(gè)板部不能在不引起另一板部運(yùn)動(dòng)的情況下移動(dòng)。
[0215]準(zhǔn)直器5400基于“被動(dòng)耦合”,這意味著迫使鄰近過濾器的兩個(gè)相鄰的邊緣通過沿彼此滑動(dòng)而保持它們之間的距離,耦合器5402A和5402B確保了板部的耦合。
[0216]馬達(dá)在軌道4505G上根據(jù)上述方向滑動(dòng)。
[0217]應(yīng)了解的是,這里所描述的特定的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)被提供用于說明本發(fā)明,并且本發(fā)明的范圍并不被限制于該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0218]要產(chǎn)生矩形的ROI,過濾器(板部)的兩個(gè)相鄰的邊緣中的每一個(gè)都與鄰近的過濾器的邊緣平行且接觸。
[0219]現(xiàn)在參考圖11A。
[0220]在圖1lA的示例中,孔隙3512位于光束106的區(qū)域(如光束剖面106A所示),并且它具有特定的尺寸。
[0221]圖1lA示出了板部5401、5402、5403和5404的調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生用于給ROI提供輻射的孔隙。
[0222]因此,通過準(zhǔn)直器5400的這個(gè)示例,圖像120的ROI不僅能跨過圖像120的區(qū)域移動(dòng)到所需的位置,還能按需改變ROI的尺寸和縱橫比,以補(bǔ)償在圖像增強(qiáng)器114中的縮放或者用于其他目的。
[0223]現(xiàn)在參考圖8,其提供了本發(fā)明的準(zhǔn)直器4900的示例。
[0224]準(zhǔn)直器4900具有三個(gè)過濾器(板部),并且使用三個(gè)馬達(dá)。
[0225]參考板部4901詳述機(jī)動(dòng)構(gòu)件的元件。其他3個(gè)板部的機(jī)構(gòu)是類似的。
[0226]馬達(dá)4901A驅(qū)動(dòng)使螺母4901C移動(dòng)的螺釘4901B。螺母4901C被連接到板部4901,因此使得板部4901沿箭頭4901F的方向移動(dòng)。
[0227]“U”狀耦合器4905連接板部4901和4902,其中,螺母4901E在耦合器側(cè)部4905A上滑動(dòng),并且螺母4902A在耦合器側(cè)部4905B上滑動(dòng)。
[0228]“U”狀耦合器決定了運(yùn)動(dòng)限制并且確保了板部的耦合。
[0229]因此,當(dāng)板部4901沿箭頭4901F的方向移動(dòng)時(shí),板部4903沿箭頭4903A的方向與它一同移動(dòng),但是為了沿箭頭4901D的方向移動(dòng),板部4902沿箭頭4903A的方向移動(dòng)并且板部4901與它一同移動(dòng)。
[0230]因此,根據(jù)該構(gòu)造,單個(gè)板部不能在不引起另一板部運(yùn)動(dòng)的情況下移動(dòng)。因此,當(dāng)控制器移動(dòng)一個(gè)馬達(dá)時(shí),其他馬達(dá)可能需要移動(dòng)。
[0231]準(zhǔn)直器4900基于“被動(dòng)耦合”,這意味著迫使鄰近板部的兩個(gè)相鄰的邊緣通過沿彼此滑動(dòng)而保持它們之間的距離,耦合器5402A和5402B確保了板部的耦合。
[0232]馬達(dá)在軌道450?上根據(jù)上述方
[0233]向自由地滑動(dòng)。
[0234]應(yīng)了解的是,某些板部可通過一個(gè)馬達(dá)和耦合器移動(dòng),并且某些板部可通過兩個(gè)馬達(dá)移動(dòng)。
[0235]在這種情況下,除了“被動(dòng)耦合”,還需要“主動(dòng)耦合”。
[0236]應(yīng)了解的是,這里所描述的特定的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)被提供用于說明本發(fā)明,并且本發(fā)明的范圍并不被限制于該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0237]現(xiàn)在參考圖8A。
[0238]圖8A示出了板部4901、4902和4903的調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生用于給ROI提供輻射的孔隙。.
[0239]因此,通過準(zhǔn)直器4900的這個(gè)示例,圖像120的ROI不僅能跨過圖像120的區(qū)域移動(dòng)到所需的位置,還能按需改變ROI的尺寸和縱橫比,以補(bǔ)償在圖像增強(qiáng)器114中的縮放或者用于其他目的。
[0240]現(xiàn)在參考圖9,其提供了本發(fā)明的準(zhǔn)直器5000的示例。
[0241 ] 準(zhǔn)直器5000具有五個(gè)板部(過濾器),并且使用五個(gè)馬達(dá)。
[0242]參考板部5001詳述機(jī)動(dòng)構(gòu)件的元件。其他四個(gè)板部的機(jī)構(gòu)是類似的。
[0243]馬達(dá)5001A驅(qū)動(dòng)使螺母5001C移動(dòng)的螺釘5001B。螺母5001C被連接到板部5001,因此使得板部5001沿箭頭5001D的方向移動(dòng)。
[0244]“U”狀耦合器5006連接板部5001和5002,其中,螺母5001E在耦合器側(cè)部5006A上滑動(dòng),并且螺母5002A在耦合器側(cè)部5006B上滑動(dòng)。
[0245]“U”狀耦合器決定運(yùn)動(dòng)限制并且確保板部的耦合。
[0246]因此,當(dāng)板部5001沿箭頭5001D的方向移動(dòng)時(shí),板部5002沿箭頭5002B的方向與它一同移動(dòng),但為了沿箭頭5001F的方向移動(dòng),板部5005移動(dòng)并且使板部5001與它一同移動(dòng)。
[0247]因此,根據(jù)該構(gòu)造,單個(gè)板部不能在不引起另一板部運(yùn)動(dòng)的情況下移動(dòng)。因此,當(dāng)控制器移動(dòng)一個(gè)馬達(dá)時(shí),其他馬達(dá)可能需要移動(dòng)。
[0248]準(zhǔn)直器5000基于“被動(dòng)耦合”,這意味著迫使鄰近板部的兩個(gè)相鄰的邊緣通過沿彼此滑動(dòng)而保持它們之間的距離,“U”狀耦合器確保了板部的耦合。
[0249]馬達(dá)在軌道4505E上根據(jù)上述方向自由地滑動(dòng)。
[0250]應(yīng)該了解的是,某些板部可通過一個(gè)馬達(dá)和耦合器移動(dòng),并且某些板部可通過兩個(gè)馬達(dá)移動(dòng)。
[0251 ]在這種情況下,除了 “被動(dòng)耦合”,還需要“主動(dòng)耦合”。
[0252]應(yīng)了解的是,這里所描述的特定的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)被提供用于說明本發(fā)明,并且本發(fā)明的范圍并不被限制于該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0253]現(xiàn)在參考圖9A至9C。
[0254]在圖9A、9B和9C的示例中,孔隙3512位于光束106的區(qū)域(如光束剖面106A所示),
并且它具有特定的尺寸。
[0255]圖9A示出了板部5001、5002、5003、5004和5005的調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生特定需求的五角形的ROI。
[0256]圖9B示出了板部5001、5002、5003、5004和5005的調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生特定需求的四角形的ROI。
[0257]圖9C示出了板部5001、5002、5003、5004和5005的調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生特定需求的三角形的ROI。
[0258]現(xiàn)在參考圖10,其提供了本發(fā)明的準(zhǔn)直器5100的示例。
[0259]準(zhǔn)直器5100具有十二個(gè)板部(過濾器),并且使用十二個(gè)馬達(dá)。
[0260]圖1OA示出了參考板部5101詳述的機(jī)動(dòng)構(gòu)件的元件的放大圖。其他的十一個(gè)板部的機(jī)構(gòu)是類似的。
[0261 ] 馬達(dá)5101A驅(qū)動(dòng)使螺母5101C移動(dòng)的螺釘5101B。螺母5101C被連接到板部5101,因此使得板部5101沿箭頭5101D的方向移動(dòng)。
[0262]“U”狀耦合器5106連接板部5101和5102,螺母5101E在耦合器側(cè)部5106A上滑動(dòng),并且螺母5102A在耦合器側(cè)部5106B上滑動(dòng)。
[0263]“U”狀耦合器決定了運(yùn)動(dòng)的限制并且確保了板部的耦合。
[0264]因此,當(dāng)板部5101沿箭頭5101D的方向移動(dòng)時(shí),板部5102與它一同移動(dòng),但是為了沿箭頭5101F的方向移動(dòng),板部5112移動(dòng)并且使得板部5101與它一同移動(dòng)。
[0265]因此,根據(jù)該構(gòu)造,單個(gè)板部不能在不引起另一板部運(yùn)動(dòng)的情況下移動(dòng)。因此,當(dāng)控制器移動(dòng)一個(gè)馬達(dá)時(shí),其他馬達(dá)可能需要移動(dòng)。
[0266]準(zhǔn)直器5100基于“被動(dòng)耦合”,這意味著迫使鄰近過濾器的兩個(gè)相鄰的邊緣通過沿彼此滑動(dòng)而保持它們之間的距離,“U”狀耦合器確保了板部的耦合。
[0267]馬達(dá)在軌道4505F上根據(jù)上述方向自由地滑動(dòng)。
[0268]應(yīng)該了解的是,某些板部可通過一個(gè)馬達(dá)和耦合器移動(dòng),并且某些板部可通過兩個(gè)馬達(dá)移動(dòng)。
[0269]在這種情況下,除了“被動(dòng)耦合”,還需要“主動(dòng)耦合”。
[0270]應(yīng)了解的是,這里所描述的特定的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)被提供用于明本發(fā)明,并且本發(fā)明的范圍并不被限制于該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0271]現(xiàn)在參考圖1OB和10C。
[0272]圖1OB和1C示出了板部5101至5112的調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生特定的ROI,諸如3512B和3512Co
[0273]概念可擴(kuò)展到任何>2的板部數(shù)量。
[0274]所有所示的示例也都能被放置到可在x-y平面中旋轉(zhuǎn)和/或位移的機(jī)構(gòu)上。旋轉(zhuǎn)對于相對較小數(shù)量(諸如3、4和5)的板部的解決方案特別有用。12個(gè)板部實(shí)際上不再需要旋轉(zhuǎn)。
[0275]當(dāng)使用上述的“基本不重疊的過濾器”的準(zhǔn)直器時(shí),可能出現(xiàn)的問題是在準(zhǔn)直器板部之間有X射線輻射的滲透。
[0276]圖12A示出了“平直邊緣”板部的使用,其中,輻射光束5320通過板部5322和5324之間的小間隙穿透過濾層。這使得兩個(gè)板部所接觸的位置的線在所產(chǎn)生的圖像5326上所示的圖像上可見。
[0277]圖12B和12C提供了問題的兩個(gè)解決方案。
[0278]圖12B示出了“V形邊緣”板部的使用,其中負(fù)的或倒V形邊緣的板部彼此配合,使得射線5320A在沒有被過濾的情況下不能穿過板部接觸的線。示出了不具有輻射意外穿透的效果的、所產(chǎn)生的圖像5326A。
[0279]圖12C示出了“錐形邊緣”板部的使用以及所產(chǎn)生的圖像。
[0280]也考慮其他邊緣的形狀,諸如弧形、凹形、凸形、異形、階梯形或者有效地防止視線沿光束行進(jìn)的主要方向穿過抵接的板部的任何互補(bǔ)的、配合的邊緣形狀。
[0281]圖12D和12E提供了用于本發(fā)明的耦合概念的另一示例。對于該示例,使用圖12C的板部5302和5304。不像圖12C中板部5302和5304位于相同的平面,在圖12D和12E中,板部5302和5304不在相同的平面中。在垂直于板部5302和5304的平面的方向上,板部5304進(jìn)一步遠(yuǎn)離輻射源5306。
[0282]在圖12D中,板部5302和5304被示出于輻射源5306的右側(cè)。板部5302和5304之間的水平距離被設(shè)置為使得輻射射線穿過每個(gè)過濾器并且位于包括兩個(gè)過濾器、經(jīng)歷基本相同的過濾的區(qū)域中。在該示例中,射線5311僅穿過板部5302,射線5313僅穿過板部5304,并且射線5312穿過板部5302和5304。板部5302和5304之間的水平距離被設(shè)置為使得所有3條射線經(jīng)歷基本相同的過濾厚度。
[0283]在圖12E中,板部5302和5304被示出于輻射源5306的左側(cè)。射線5311A僅穿過板部5302,射線5313A僅穿過板部5304,并且射線5312A穿過板部5302和5304。板部5302和5304之間的水平距離被設(shè)置為使得所有3條射線經(jīng)歷基本相同的過濾厚度。應(yīng)注意的是,在圖12E中的板部5302和5304之間的水平距離比在圖12D中的更小。這是因?yàn)檩椛渖渚€的入射角改變。這示出了在本發(fā)明中的“耦合”的板部的概念。它們在約束的意義上被耦合,這需要板部之間的距離實(shí)現(xiàn)在從一個(gè)板部到另一板部的過渡上的基本均勻過濾的目的,并且例如,不是機(jī)械固定的距離(盡管機(jī)械固定的距離能用于實(shí)施特定的機(jī)械設(shè)計(jì)的所需的耦合)。應(yīng)了解的是,這里所描述的特定的示例被提供用于說明本發(fā)明,并且本發(fā)明的范圍并不被限制于這些特定的解決方案。
[0284]應(yīng)了解的是,盡管在上文中關(guān)于圖像增強(qiáng)器做出了描述,但其可適用于包括平板檢測器的任何檢測器。檢測器的幾何形狀、縮放區(qū)域和ROI能為混合的性質(zhì),并且不需要是相同的性質(zhì)(例如,圓形或矩形或其他幾何形狀)。
[0285]應(yīng)了解的是,在描述中,例如,當(dāng)在上下文中術(shù)語孔隙用于細(xì)長的孔隙時(shí),其意圖就是細(xì)長的孔隙。
[0286]應(yīng)了解的是,“部分穿透”和“衰減”是等同的,并且該術(shù)語的作用取決于穿透或衰減的量。在上述描述中,在所需的地方使用特定值的示例通過描述的上下文來提供該術(shù)語的作用。在本公開中提供的結(jié)構(gòu)示例能使用X射線的不同的穿透程度(或者等同地,使用X射線的不同的衰減程度)來實(shí)施,如對于特定的實(shí)施方案所優(yōu)選的那樣。如此,它們可以是X射線高穿透(低衰減)的或者是X射線低穿透(高衰減)的。由于X射線不能被100%阻擋,并且“阻擋”在本發(fā)明的領(lǐng)域中用以表示高衰減,因此高衰減還被稱為術(shù)語“X射線阻擋”。
[0287]圖13示出了示例的使用者界面,其可被實(shí)施為在具有互動(dòng)顯示的電子裝置上運(yùn)行的控制應(yīng)用的一部分,該電子裝置諸如平板電腦、顯示屏或智能電話。該應(yīng)用與控制器132通信,并且顯示所捕獲和校正的X射線圖像。
[0288]使用者根據(jù)邊界線10201A的區(qū)域編碼而使用四個(gè)滑塊10201來確定R0I10210的尺寸和位置,使用旋轉(zhuǎn)按鈕10202確定所選擇的ROI的旋轉(zhuǎn)方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)并且因此使得ROI開始旋轉(zhuǎn)直到釋放旋轉(zhuǎn)按鈕10202,使用位移按鈕10203來移動(dòng)所選擇的ROI而不改變其尺寸和定向,并且可選地使用“G0”按鈕10204根據(jù)所示的位置、定向和孔隙尺寸來實(shí)施準(zhǔn)直器板部的實(shí)際的運(yùn)動(dòng)。
[0289]在“G0”按鈕不存在的情況下,板部的運(yùn)動(dòng)可在每次釋放按鈕時(shí)開始,或者在另一示例中,在預(yù)定的時(shí)間段之后界面設(shè)置沒有變化的情況下開始。
[0290]圖13A是使用者界面的另一示例。為了選擇想要的ROI,使用者將任何封閉的形狀標(biāo)記在屏幕上,諸如形狀10205,并且準(zhǔn)直器板部被布置在它們形成最佳地包圍該形狀的孔隙的位置?!癎0”按鈕10204是可選的。
[0291]在“G0”按鈕不存在的情況下,板部的運(yùn)動(dòng)可在使用者每次停止繪圖時(shí)開始,或者在另一示例中,在使用者將他的手指或繪圖筆從觸摸屏移開時(shí)開始,或者在另一示例中,在預(yù)定的時(shí)間段之后界面設(shè)置沒有變化的情況下開始。
[0292]圖13B是在與圖13A相同的使用者界面上實(shí)施的另一示例。為了選擇想要的R0I,使用者將任何形狀標(biāo)記在屏幕上,諸如線10206,并且準(zhǔn)直器板部被布置在它們形成最佳地包圍該形狀的孔隙的位置?!癎0”按鈕10204是可選的。
[0293]在“G0”按鈕不存在的情況下,板部的運(yùn)動(dòng)可在使用者每次停止繪圖時(shí)開始,或者在另一示例中,在使用者將他的手指或繪圖筆從觸摸屏移開時(shí)開始,或者在另一示例中,在預(yù)定的時(shí)間段之后界面設(shè)置沒有變化的情況下開始。
[0294]圖13C是在與圖13A相同的使用者界面上實(shí)施的另一示例。為了選擇想要的R0I,使用者將不止一個(gè)的形狀標(biāo)記在屏幕上,諸如線10207A和10207B,并且準(zhǔn)直器板部被布置在它們形成最佳地包圍該形狀的孔隙的位置?!癎O”按鈕10204是可選的。
[0295]在“G0”按鈕不存在的情況下,板部的運(yùn)動(dòng)可在使用者每次停止繪制形狀區(qū)段時(shí)開始??蛇x地,板部的運(yùn)動(dòng)可在預(yù)定的時(shí)間段之后界面設(shè)置沒有變化的情況下開始。
[0296]如果時(shí)間< 時(shí)間段,則形狀未完成(等待使用者將新的區(qū)段添加到現(xiàn)存區(qū)段)。
[0297]如果時(shí)間>時(shí)間段,則繪圖完成,并且ROI的運(yùn)動(dòng)開始。
[0298]圖13D是在與圖13A相同的使用者界面上實(shí)施的另一示例。為了選擇想要的R0I,使用者將不止一個(gè)的形狀標(biāo)記在屏幕上,諸如線10207A和10207B,并且準(zhǔn)直器板部被布置在且旋轉(zhuǎn)到它們形成包圍該形狀的最小的孔隙的位置。在該示例中,孔隙形狀是固定的。
[0299]圖13E是在與圖13A相同的使用者界面上實(shí)施的另一示例。為了選擇想要的R0I,使用者將不止一個(gè)的形狀標(biāo)記在屏幕上,諸如線10207A和10207B,并且準(zhǔn)直器板部被布置在且旋轉(zhuǎn)到它們形成包圍該形狀的最小的孔隙的位置。在該示例中,孔隙形狀是可改變的。
[0300]圖13F是在與圖13A相同的使用者界面上實(shí)施的另一示例。為了選擇想要的R0I,使用者將任何形狀標(biāo)記在屏幕上,諸如線10206,并且準(zhǔn)直器板部被布置在它們形成包圍該形狀的孔隙的位置。
[0301]當(dāng)額外的點(diǎn)10220被添加于ROI外部時(shí),距離該點(diǎn)最近的邊緣可平行于它朝向該點(diǎn)的方向而移動(dòng),使得所計(jì)算的ROI10212變成ROI10222。在該示例中,孔隙形狀是固定的。
[0302]圖13G是另一示例,如果點(diǎn)10220A到兩個(gè)最靠近的ROI的邊緣的距離差低于某些確定的值,則這兩條線相交的角可被移到標(biāo)記的點(diǎn),使得所計(jì)算的R0I10212變成R0I10222A。在該示例中,孔隙形狀可改變。
[0303]R0I10212的邊界可被自動(dòng)地計(jì)算,并且以包括下列的多種方法來設(shè)置:
[0304]1.關(guān)閉封閉區(qū)域10214,使得ROI的兩個(gè)邊緣是水平的并且在區(qū)域10214的頂部和底部處位于區(qū)域10214的最大Y值和最小Y值(參考圖13A至13C中的坐標(biāo)系10216),并且ROI的兩個(gè)邊緣是垂直的并且在區(qū)域10214的左側(cè)和右側(cè)處位于區(qū)域10214的邊界的最大X值和最小X值。
[0305]2.與(I)相同的方法,但是包括封閉區(qū)域10214外部的標(biāo)記線。
[0306]3.(I)或(2)的方法,并且還將矩形的ROI旋轉(zhuǎn)到包圍更小區(qū)域的角度。這在圖13D中被示出,其中ROI10214旋轉(zhuǎn),并且ROI的每個(gè)邊緣都相對于坐標(biāo)系10216A被設(shè)置為與R0I10214的旋轉(zhuǎn)相同的角度,坐標(biāo)系10216A現(xiàn)在被旋轉(zhuǎn),以用于參考。同樣在這里,平行于Y方向的邊緣在10207A和10207B的組合形狀的最大X值和最小X值的位置包圍10207A和10207B的組合形狀,并且平行于X軸線方向的邊緣在10207A和10207B的組合形狀的最大Y值和最小Y值的位置包圍10207A和10207B的組合形狀,使得ROI10214具有比用于相同形狀的圖13C的R0I10212更小的面積。不同的標(biāo)準(zhǔn)可涉及確定ROI的形狀、尺寸和角度。例如:
[0307]a.最小面積可為用于如上述那樣設(shè)置ROI角度和邊界的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0308]b.縱橫比可為另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),以用于如上述那樣設(shè)置ROI角度和邊界。
[0309]c.最小ROI尺寸也可被用作為用于計(jì)算期望的ROI的標(biāo)準(zhǔn)。
[0310]d.面積或尺寸因子標(biāo)準(zhǔn)還可用于計(jì)算期望的R0I。例如,所計(jì)算的通過ROI包圍的面積能為最小面積的特定的百分比。在另一示例中,至少一個(gè)所計(jì)算的ROI的尺寸能按特定的百分比被改變。還可使用相加值(正的或負(fù)的)替代百分比值或者與百分比值一同完成該改變。
[0311]e.使用整個(gè)視場的百分比的標(biāo)準(zhǔn)可用于計(jì)算期望的ROI。例如,該標(biāo)準(zhǔn)可需要ROI面積為視場的面積的15%。在另一示例中,ROI的面積可包括特定量的圖像像素。
[0312]f.還可使用由使用者輸入的限制。例如,在根據(jù)任何上述方法設(shè)置ROI之后,使用者可在ROI外部標(biāo)記點(diǎn)(圖13F中的10220),并且離該點(diǎn)最近的邊緣可平行于它朝向該點(diǎn)的方向而移動(dòng),以致所計(jì)算的R0I10212變成R0I10222(圖13F)。在另一示例中,如果點(diǎn)到ROI的兩個(gè)最近的邊緣的距離差低于某些確定的值(圖13G中的10220A),則這兩條線相交的角可移動(dòng)到所標(biāo)記的點(diǎn),使得所計(jì)算的R0I10212變成R0I10222A(圖13G)。
[0313]g.還可通過任意接觸ROI的至少一條線狀圖像并且沿與它垂直的方向拖拽它、以及接觸ROI的至少一個(gè)角狀圖像并且沿任何方向拖拽它而引入上述部分(f)的限制。這種接觸和拖拽可使用任何輸入裝置進(jìn)行,諸如在觸摸屏上的手指或計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)。
[0314]h.上述標(biāo)準(zhǔn)的任何組合都可用于計(jì)算期望的ROI。例如,可計(jì)算具有最小面積的ROI,隨后可采用縱橫比標(biāo)準(zhǔn)來增大較小尺寸的ROI,直到達(dá)到縱橫比限制。隨后,如果最后的面積仍然低于任何面積標(biāo)準(zhǔn),則可增大ROI (保持縱橫比、角度和中心),直到達(dá)到面積標(biāo)準(zhǔn)。在此之后,使用者能在邊緣附近、ROI內(nèi)部以及移動(dòng)到點(diǎn)的邊緣標(biāo)記點(diǎn)(超過縱橫比和面積標(biāo)準(zhǔn))。
[0315]4.(I)、(2)或(3)的方法,并且還從矩形變成包圍最小面積的任何4邊形,如圖13E的ROI10218的示例。
[0316]5.關(guān)閉繪制的區(qū)域10206,使得ROI的兩個(gè)邊緣是水平的且在區(qū)域10206的頂部和底部處與10206的區(qū)域的邊界相切,并且ROI的兩個(gè)邊緣是垂直的且在區(qū)域10206的左側(cè)和右側(cè)處與區(qū)域10206的邊界相切。
[0317]6.關(guān)閉包括不止一個(gè)的繪圖10207A和10207B的繪制的區(qū)域,使得ROI的兩個(gè)邊緣是水平的且在繪圖10207A和10207B的頂部和底部處與10207A和10207B的區(qū)域的邊界相切,并且ROI的兩個(gè)邊緣是垂直的且在繪圖10207A和10207B的左側(cè)和右側(cè)處與10207A和10207B的區(qū)域的邊界相切。
[0318]7.(5)或(6)的方法,并且還將矩形的ROI旋轉(zhuǎn)到包圍最小面積的角度。
[0319]8.(5)、(6)或(7)的方法,并且還從矩形變成包圍最小面積的任何4邊形。
[0320]在圖13A至13D和13F的示例中,示出了封閉的矩形,其與矩形孔隙對應(yīng),諸如結(jié)合圖4至7的準(zhǔn)直器所示的那樣,這將在下面說明。在圖13E和13G的示例中,示出了封閉的四邊形,其與四邊形孔隙對應(yīng),諸如結(jié)合圖8至10的準(zhǔn)直器的實(shí)施方式所示的那樣。
[0321]使用者界面能使用觸摸屏或任何其他輸入裝置操作,諸如計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)。
[0322]使用者界面選項(xiàng)(圖13和13A)可同時(shí)激活,并且使用者可選擇最適合的一個(gè)。
[0323]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式,這里描述的任何準(zhǔn)直器以及任何其他現(xiàn)有或未來的準(zhǔn)直器可作為改裝被添加到現(xiàn)有的多幀成像系統(tǒng)中,其與C型臂機(jī)械地連接并且被安裝于現(xiàn)有準(zhǔn)直器和患者之間。圖14示意性地示出了這種系統(tǒng)5500,其包括X射線源5510、原始準(zhǔn)直器5515、根據(jù)本發(fā)明的額外的準(zhǔn)直器5520、患者5530、C型臂5535、檢測器5540、X射線控制器5550、X射線操作踏板5560、示例的使用者界面裝置操縱桿5570以及顯示器5580。
[0324]新系統(tǒng)控制器5565與檢測器5540連接,以從此接收檢測到的圖像、結(jié)合多種實(shí)施方式如上述那樣對它們進(jìn)行圖像處理、將校正的圖像顯示于顯示器5580上并且根據(jù)來自操縱桿(或者平板電腦或者能夠表示關(guān)于所顯示的圖像的所需的ROI的任何其他使用者界面裝置)的輸入控制準(zhǔn)直器5520。
[0325]顯示器5580可顯示通過兩個(gè)準(zhǔn)直器獲得的沒有圖像校正的圖像、通過兩個(gè)準(zhǔn)直器獲得的有圖像校正的圖像以及僅通過原始準(zhǔn)直器獲得的圖像。
[0326]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式,使用者界面裝置可提供在兩個(gè)準(zhǔn)直器之間的選擇,以確定目前決定的準(zhǔn)直器。更進(jìn)一步,當(dāng)原始準(zhǔn)直器被選擇用于操作/激發(fā)時(shí),新插入的準(zhǔn)直器應(yīng)該平行于X射線檢測器平面而平移,并且移出X射線光束路徑之外,從而不會(huì)影響光束。
[0327]如下文中將在圖16至19A中說明的那樣,根據(jù)本發(fā)明的額外的準(zhǔn)直器5520可通過機(jī)械地或其他連接裝置被連接到原始準(zhǔn)直器5515,或者連接到輻射管或連接到C型臂。
[0328]圖15是根據(jù)本發(fā)明的圖14的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式。額外的準(zhǔn)直器5520還可通過機(jī)械臂5610被驅(qū)動(dòng),例如,與原始準(zhǔn)直器5515協(xié)調(diào),使得新的準(zhǔn)直器在被機(jī)械地支撐于自身的基部上的同時(shí)移動(dòng)且工作,而不需要被機(jī)械地附接于原始X射線系統(tǒng)的任何移動(dòng)部分。該機(jī)械臂使用電子傳感器和控制器,以按需提供精確的追蹤運(yùn)動(dòng),從而執(zhí)行被附接到機(jī)器人的末端執(zhí)行器/夾持器/手部的新的準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直功能。
[0329]可通過使用下列部件來控制“機(jī)械臂”:
[0330]1.多重傳感器,諸如確保追蹤且與原始準(zhǔn)直器和X射線系統(tǒng)協(xié)調(diào)的光學(xué)的、磁性的或其他傳感器。
[0331]2.與C型臂運(yùn)動(dòng)控制器5630直接連通(或者在某些情況下可嵌入其中)的機(jī)器人控制器5620。
[0332]如上述,根據(jù)本發(fā)明的額外的準(zhǔn)直器5520可通過機(jī)械的或其他連接裝置被連接到原始準(zhǔn)直器5515,或連接到輻射管或連接到C型臂。圖16是這種機(jī)械連接的示例。準(zhǔn)直器5520通過適配器5700經(jīng)由確保適配器和準(zhǔn)直器的耦合的螺釘、粘膠、焊接等5720穩(wěn)定地安裝于C型臂5710。
[0333]圖16A是圖16的系統(tǒng)的頂視圖。
[0334]圖17是機(jī)械連接的另一示例。準(zhǔn)直器5520通過適配器5810經(jīng)由確保準(zhǔn)直器的耦合的螺釘、粘膠、焊接等5830穩(wěn)定地安裝于原始準(zhǔn)直器蓋部或安裝于輻射管蓋部5820。
[0335]圖17A和17B是圖17的系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0336]圖18是機(jī)械連接的另一示例。準(zhǔn)直器5520通過適配器5910經(jīng)由確保準(zhǔn)直器的耦合的螺釘、粘膠、焊接等5930穩(wěn)定地安裝到原始準(zhǔn)直器蓋部或者安裝到輻射管蓋部5920。適配器額外包括旋轉(zhuǎn)單元,旋轉(zhuǎn)單元包括馬達(dá)5940和回轉(zhuǎn)軸承5950。在準(zhǔn)直器5520被安裝之后,它能使用該旋轉(zhuǎn)單元旋轉(zhuǎn)。傳感器5960可被放置在準(zhǔn)直器5520的每個(gè)角(有兩個(gè)未示出),例如,從而防止與C型臂的碰撞。
[0337]圖18A是當(dāng)準(zhǔn)直器5520旋轉(zhuǎn)時(shí)的圖18的系統(tǒng)的示例。
[0338]圖19是機(jī)械連接的另一示例。準(zhǔn)直器5520通過適配器6010被穩(wěn)定地安裝于C型臂柜6020。適配器可被連接到C型臂柜上的任何位置,或者被放置于地板上的輪子上,其通常在柜6020或柜輪(未示出)旁邊。
[0339]如果其被耦合到柜,則與柜一同移動(dòng)。適配器6010的元件的運(yùn)動(dòng)在雙箭頭6030至6060(圖19A中所示)的方向上與C型臂的類似元件相同。
[0340]圖19A是具有方向雙箭頭6030至6050的、圖19的系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0341]例如,元件6031的適配器6010被耦合到C型臂元件6032,并且無論C型臂構(gòu)件6032何時(shí)移動(dòng),適配器元件6031都跟隨C型臂構(gòu)件6032并且保持其相對于C型臂構(gòu)件6032的位置。以相同的方式,保持準(zhǔn)直器5920的C型臂的“臂”的每個(gè)元件都具有在適配器6010中的耦合到所述元件的類似的元件,并且與所述元件一同移動(dòng)以保持相對位置。
[0342]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解的是,上述方法和技術(shù)并不限制于上述作為示例所提到的構(gòu)造和方法。這些被提供作為示例,并且根據(jù)在設(shè)計(jì)的生產(chǎn)中實(shí)施的特定的設(shè)計(jì)和技術(shù)的設(shè)置,包括分開描述的多種實(shí)施方式的組合的其他構(gòu)造和方法也能用于優(yōu)化最終結(jié)果。
[0343]僅以示例的方式描述了上述實(shí)施方式,并且并不是規(guī)定本發(fā)明的限制范圍。
[0344]本發(fā)明的范圍僅被所提供的權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種準(zhǔn)直器,其包括至少三個(gè)板部,板部適用于被安裝為與檢測器輸入表面平面大致平行,其中每個(gè)板部都包括第一邊緣和第二邊緣; 其中至少兩個(gè)板部被布置為使得在圖像上具有輪廓,該輪廓將圖像的第一過濾器區(qū)域的第一點(diǎn)和圖像的第二過濾器區(qū)域的第二點(diǎn)相連接;并且 其中射線沿輪廓的過濾是實(shí)質(zhì)上均勻的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)直器,其中,每一個(gè)板部都是X射線輻射不穿透或者部分穿透的,并且其中,板部的位置被構(gòu)造為在由板部形成的間隙中產(chǎn)生全穿透區(qū)域,并且被構(gòu)造為產(chǎn)生由板部覆蓋的第二不穿透或部分穿透區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)直器,其中,板部可在垂直方向上移動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的準(zhǔn)直器,其中,每一個(gè)板部都被連接到托架,托架可通過至少一個(gè)馬達(dá)和傳動(dòng)系統(tǒng)沿軌道移動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的準(zhǔn)直器,其中,至少一個(gè)馬達(dá)包括單個(gè)馬達(dá),并且其中,每一個(gè)板部都通過耦合器被連接到鄰接的板部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的準(zhǔn)直器,其中,每一個(gè)板部都可通過各自的耦合器被鄰接的板部移動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的準(zhǔn)直器,其中,至少一個(gè)馬達(dá)包括兩個(gè)馬達(dá),其被構(gòu)造為在垂直方向上移動(dòng)板部。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)直器,其中,板部的邊緣具有從由平直形、直角邊形、V形、弧形、階梯楔形、錐形以及這些形狀的組合組成的組中選擇的外形。9.一種多幀成像系統(tǒng),其包括: 輻射源; 檢測器,其具有輸入?yún)^(qū)域; 顯示屏,其被構(gòu)造為顯示檢測到的圖像; 裝置,其用于確定所顯示的圖像上的物體的至少一個(gè)ROI(感興趣區(qū)域);以及 根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)直器,其包括用于根據(jù)至少一個(gè)ROI改變輻射的裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其進(jìn)一步包括: 圖像處理單元,其被連接于檢測器和顯示屏之間,圖像處理單元被構(gòu)造為根據(jù)至少一個(gè)ROI中的至少一個(gè)圖像部分優(yōu)化被顯示于顯示屏上的檢測到的圖像。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其中,圖像的優(yōu)化包括用于確定圖像的色調(diào)再現(xiàn)函數(shù)的模塊。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中,色調(diào)再現(xiàn)函數(shù)被實(shí)施為亮度函數(shù)、對比度函數(shù)、伽馬函數(shù)、偏移函數(shù)、η次線性函數(shù)和非線性函數(shù)中的至少一個(gè)。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中,圖像優(yōu)化包括用于控制至少一個(gè)輻射源參數(shù)的豐旲塊。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng),其中,輻射源參數(shù)從由電流模式、最大千伏電壓(PKV)、脈沖長度和自動(dòng)增益控制(AGC)組成的組中選擇。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其中,準(zhǔn)直器被構(gòu)造為根據(jù)檢測器和至少一個(gè)ROI的縮放設(shè)置移動(dòng)。16.一種準(zhǔn)直器,其包括: 至少三個(gè)實(shí)質(zhì)上不重疊的板部,板部被安裝于適用于被放置為與檢測器輸入表面平面大致平行的平面中,其中每個(gè)板部都包括第一邊緣和第二邊緣,第一邊緣接觸第一相鄰板部的邊緣,第二邊緣與第一邊緣鄰接、接觸第二相鄰板部的邊緣。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的準(zhǔn)直器,其中,每一個(gè)板部都是X射線輻射不穿透或部分穿透的,并且其中板部的位置被構(gòu)造為在由實(shí)質(zhì)上不重疊的板部形成的間隙中產(chǎn)生全穿透區(qū)域,以用于投射至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI),并且被構(gòu)造為產(chǎn)生由板部覆蓋的第二不穿透或部分穿透區(qū)域。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的準(zhǔn)直器,其中,板部可在垂直方向上移動(dòng)。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的準(zhǔn)直器,其中,板部中的每一個(gè)都被連接到托架,托架可通過至少一個(gè)馬達(dá)和傳動(dòng)系統(tǒng)沿軌道移動(dòng)。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的準(zhǔn)直器,其中,至少一個(gè)馬達(dá)包括單個(gè)馬達(dá),并且其中每一個(gè)板部都通過耦合器被連接到鄰接的板部。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的準(zhǔn)直器,其中,每一個(gè)板部都可通過各自的耦合器被鄰接的板部移動(dòng)。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的準(zhǔn)直器,其中,至少一個(gè)馬達(dá)包括被構(gòu)造為在垂直方向上移動(dòng)板部的兩個(gè)馬達(dá)。23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的準(zhǔn)直器,其中,板部的邊緣具有從由平直形、直角邊形、V形、弧形、階梯楔形、錐形和這些形狀的組合組成的組中選擇的外形。24.—種多幀成像系統(tǒng),其包括: 輻射源; 檢測器,其具有輸入?yún)^(qū)域; 顯示屏,其被構(gòu)造為顯示檢測到的圖像; 裝置,其用于確定所顯示的圖像上的物體的至少一個(gè)ROI(感興趣區(qū)域);以及 根據(jù)權(quán)利要求15所述的準(zhǔn)直器,其包括用于根據(jù)至少一個(gè)ROI改變輻射的裝置。25.一種控制X射線輻照區(qū)域的圖像中的ROI (感興趣區(qū)域)的顯示尺寸的方法,其包括: 提供多幀成像系統(tǒng),多幀成像系統(tǒng)包括: X射線源; 檢測器,其具有輸入?yún)^(qū)域;以及 準(zhǔn)直器,其包括用于將至少一個(gè)ROI投射到由X射線源照射的輸入?yún)^(qū)域的所選擇的片段上的裝置; 準(zhǔn)直器包括至少三個(gè)實(shí)質(zhì)上不重疊的板部,板部被安裝于與檢測器輸入表面平面大致平行的平面中,其中每個(gè)板部都包括:第一邊緣和第二邊緣,第一邊緣接觸第一相鄰板部的邊緣,第二邊緣與第一邊緣鄰接、接觸第二相鄰板部的邊緣;以及 通過在平面中移動(dòng)至少一個(gè)板部而在板部之間形成全穿透的間隙,從而確定在檢測器輸入?yún)^(qū)域上的受照射區(qū)域圖像的位置和尺寸。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,其中,每一個(gè)板部都是X射線輻射不穿透或部分穿透的,并且其中板部的位置被控制為產(chǎn)生全穿透間隙,以用于投射至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI),并且被控制為產(chǎn)生由板部覆蓋的第二不穿透或部分穿透區(qū)域。27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,其中,移動(dòng)包括在垂直方向上移動(dòng)至少一個(gè)板部。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法,其中,每一個(gè)板部都被連接到托架,托架可通過至少一個(gè)馬達(dá)和傳動(dòng)系統(tǒng)沿軌道移動(dòng)。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法,其中,至少一個(gè)馬達(dá)包括單個(gè)馬達(dá),并且其中,每一個(gè)板部都通過耦合器被連接到鄰接的板部。30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法,其中,每一個(gè)板部都可通過各自的耦合器被鄰接的板部移動(dòng)。31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法,其中,至少一個(gè)馬達(dá)包括被構(gòu)造為在垂直方向上移動(dòng)板部的兩個(gè)馬達(dá)。32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,其中,板部的邊緣具有從由直線形、直角邊形、V形、弧形、階梯楔形、錐形和這些形狀的組合組成的組中選擇的外形。33.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其中,用于確定至少一個(gè)ROI的裝置包括圖形用戶界面(⑶I)。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng),其中,GUI包括用于顯示檢測到的圖像的裝置以及用于確定至少一個(gè)ROI的尺寸、位置和定向的裝置。35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng),其中,用于確定至少一個(gè)ROI的尺寸、位置和定向的裝置包括滑塊。36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng),其中,用于確定至少一個(gè)ROI的尺寸、位置和定向的裝置包括繪圖工具,繪圖工具被構(gòu)造為標(biāo)記圍繞至少一個(gè)ROI的封閉的形狀。37.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,其中,多幀成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于確定至少一個(gè)ROI的圖形用戶界面(GUI)。38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法,其進(jìn)一步包括使用GUI顯示檢測到的圖像且確定至少一個(gè)ROI的尺寸、位置和定向的步驟。39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法,其中,確定至少一個(gè)ROI的尺寸、位置和定向包括移動(dòng)滑塊。40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法,其中,確定至少一個(gè)ROI的尺寸、位置和定向包括繪制圍繞至少一個(gè)ROI的封閉形狀。41.一種多幀成像系統(tǒng),其包括: 輻射源; 檢測器,其具有輸入?yún)^(qū)域; 顯示屏,其被構(gòu)造為顯示檢測到的圖像; 裝置,其用于確定所顯示的圖像上的物體的至少一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI); 第一準(zhǔn)直器; 第二準(zhǔn)直器,其被安裝于第一準(zhǔn)直器和物體之間; 輻射控制器,其被構(gòu)造為控制輻射源;以及 第二準(zhǔn)直器控制器。42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng),其中,輻射源包括X射線源。43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng),其中,顯示屏被構(gòu)造為顯示通過第一準(zhǔn)直器和第二準(zhǔn)直器中的至少一個(gè)獲得的檢測到的圖像。44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng),其進(jìn)一步包括連接裝置,連接裝置被構(gòu)造為使第一準(zhǔn)直器與第二準(zhǔn)直器連接。45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的系統(tǒng),其中,連接裝置包括機(jī)械連接件,機(jī)械連接件被連接至IJC型臂、原始準(zhǔn)直器蓋部、輻射管蓋部、C型臂柜和具有被安裝在地板上的輪子的板部的其中一個(gè)。46.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng),其進(jìn)一步包括機(jī)械臂,機(jī)械臂被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)第二準(zhǔn)直器。47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng),其中,機(jī)械臂通過傳感器引導(dǎo),傳感器被構(gòu)造為確保第二準(zhǔn)直器與第一準(zhǔn)直器協(xié)調(diào)地安裝。48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng),其進(jìn)一步包括第一準(zhǔn)直器控制器和機(jī)械臂控制器。49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的系統(tǒng),其中,第一準(zhǔn)直器控制器與機(jī)械臂控制器連接,并且被構(gòu)造為引導(dǎo)機(jī)械臂。50.據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng),其中,用于確定的裝置包括操縱桿、鍵盤和觸摸屏中的一個(gè)。51.據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá),旋轉(zhuǎn)馬達(dá)被構(gòu)造為使得板部在與檢測器輸入表面平面大致平行的平面中旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】G01K5/04GK106030264SQ201480067717
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年10月28日
【發(fā)明人】阿隆·格斯, 利龍·梅爾曼, 尼爾·埃登, 吉拉德·納韋-弗羅斯特
【申請人】控制輻射系統(tǒng)有限公司