可移動x射線成像系統的基于相機的視覺調整的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對可移動X射線成像系統的調整，并且具體而言涉及用于使感興趣對象與X射線成像布置相對于彼此對準的可移動X射線成像系統，用于在X射線成像中的對準的方法，以及計算機程序單元和計算機可讀介質。
【背景技術】
[0002]在可移動X射線成像系統中，例如可移動C型臂中，對于優化圖像質量而言并且還對于易用性而言，定位是重要的。作為范例，在操作或介入期間，出于不同目的，能夠至少部分移動X射線成像系統。例如，熒光透視投影圖像被采集，并且之后X射線成像系統移動到不同位置，以便為操作流程提供自由空間。X射線成像系統還可移動到不同位置，以從不同方向采集不同圖像。在操作之后或期間，采集相同感興趣區域的進一步的圖像還能夠是必須的，優選的在至少相似的觀察位置中。因此，可移動X射線布置再一次被移動到初始位置。作為范例，這尤其在較長的操作中可能出現多次。為了能夠獲得相同或至少近似相同的位置，使用外部位置追蹤，例如在US 7766548中所描述。然而，已經示出，外部位置追蹤設備意味著額外的裝備成本以及手術室中的增加的裝備雜亂，并且有時甚至對工作流程具有限制。此外，也使用了集成傳感器。然而，集成傳感器也意味著額外的成本并且需要操作者的注意力以及針對對準和定位的知識。
【發明內容】
[0003]因此，需要在降低的硬件需要的情況下提供對可移動X射線成像系統的便利的對準和定位，從而允許直觀的操作。
[0004]本發明的目的通過獨立權利要求的主題解決，其中，從屬權利要求中并入了進一步的實施例。
[0005]應當注意，本發明的下述方面也應用于:用于使感興趣對象與X射線成像布置相對于彼此對準的可移動X射線成像系統、用于對準X射線成像的方法，以及計算機程序單元和計算機可讀介質。
[0006]根據本發明的第一方面，提供了一種用于將感興趣對象與X射線成像布置相對于彼此對準的可移動成像系統，所述可移動成像系統包括:具有X射線源和X射線探測器的X射線成像布置、至少一個相機、數據處理器、以及顯示器。所述至少一個相機或者附接到所述X射線成像布置或者能夠附接到所述感興趣對象。所述至少一個相機被配置為提供至少一個參考點的第一圖像。所述數據處理器被配置為將所述第一圖像與所述感興趣對象的第一X射線圖像的與所述對象有關的第一投影參數相關。所述投影參數涉及不同自由度并且包括以下組中的至少一個:空間投影位置、到所述對象的距離、觀察方向或投影角、以及視場。為了以與所述第一 X射線圖像的所述第一投影參數符合的投影采集至少一個另外的X射線圖像，所述顯示器被配置為至少顯示至少部分疊加有由所述至少一個相機提供的實際圖像的所述第一圖像中的所述至少一個參考點的圖形表示，以在中間移位之后引導所述X射線源和/或所述X射線探測器與所述對象相對于彼此的對準移動。
[0007]在一個范例中，所述投影參數包括所述觀察方向，從而允許沿投影軸及垂直于投影軸的平移移動。在另一個范例中，所述投影參數包括所述觀察位置，從而允許繞空間中的點的旋轉。在另一個范例中，所述投影參數能夠包括五個自由度，其中，能夠由用戶手動獲得或控制圍繞所述觀察方向的所述旋轉。在另一個范例中，所述投影參數覆蓋六個自由度，三個平移的以及三個旋轉的。
[0008]所述圖形表示以與所述第二圖像相同的幾何關系被顯示為所述第一圖像中的所述至少一個參考點。換言之，所述圖形表示以與所述顯示器的顯示區相同的幾何關系而被顯不O
[0009]所述圖形表示是被存儲為與所述第二圖像的組合的顯示的參考圖像。所述參考圖像還能夠是所述第一圖像本身，其示出所述至少一個參考點。
[0010]對參考點或參考圖像的所述顯示，通過組合對所述參考點或所述參考圖像的所述顯示與所述第二圖像，以直觀的方式示出了所述目標位置與所述實際位置之間的差異。因此，提供了用于對X射線源的精細定位的簡單可檢索方式，例如用于定位C型臂。
[0011]所述系統因此包括在移動之后需要(重新)對準的兩個可移動部分，即，所述X射線成像布置和所述感興趣對象。所述系統的所述至少一個相機被集成，使得所述至少一個相機或者能夠與所述感興趣對象一起移動，或者能夠與所述X射線成像布置一起移動。針對所述對準，所述相機提供所述至少一個參考點的實際圖像，所述至少一個參考點在疊加的圖像上或者在組合的圖像中也是可見的。在所述對準期間，所述相機相對于其他部分進行移動，即，發生相對相機移動。
[0012]能夠提供支撐結構，其被配置為提供在感興趣對象和X射線源和/或所述X射線探測器之間的相對移動。
[0013]根據示范性實施例，所述顯示器被配置為顯示所述圖形表示，所述圖形表示:a)采取至少一個手動施加的標記物的形式，其中，所述顯示器被配置為顯示至少部分地疊加有所述實際圖像的所述至少一個標記物；和/或b)采取所述第一圖像本身的形式，其中，所述顯示器被配置為顯示至少部分地疊加有所述實際圖像的所述第一圖像。
[0014]所述圖形表示能夠是實現在所顯示的第一圖像上(例如直接實現在所述屏幕上)的手動施加的輪廓或者標記。所述手動圖形元素能夠分別被存儲以被示出為被疊加到所述第二圖像。
[0015]根據示范性實施例，所述至少一個相機與所述X射線源和/或所述X射線探測器保持已知空間關系，并且至少在所述相對移動期間，所述至少一個參考點與所述感興趣對象保持恒定的空間關系。
[0016]根據備選示范性實施例，所述至少一個相機相對于所述感興趣對象暫時固定地被安裝，并且在所述相對移動期間，所述至少一個參考點保持與所述X射線源和/或所述X射線探測器具有已知空間關系。
[0017]例如，在第一情況下，所述至少一個相機相對于所述X射線源和/或所述X射線探測器固定地被安裝。在第二情況下，例如，在所述相對移動期間，所述至少一個參考點與所述X射線源和/或所述X射線探測器保持恒定的空間關系。
[0018]所述可移動X射線成像系統能夠被提供為可定位X射線采集設備。在一個范例中，所述可移動X射線成像系統是具有附接到可移動臺的可移動支撐結構的可移動X射線系統。所述支撐結構能夠是C型臂系統結構。
[0019]例如，備選地或者額外地，所述支撐結構包括對象支撐體，所述對象支撐體被配置為相對于所述X射線源和/或所述X射線探測器移動所述對象。因此，包括所述X射線成像布置的所述系統可以被移動；或者額外地或者備選地，所述對象可以被移動。在任何情況下，出現相對移動。
[0020]根據示范性實施例，針對對另外的X射線圖像的所述采集，針對第一接近，支撐結構是可移動的，使得所述X射線源和所述X射線探測器在所述第一投影的位置的預定范圍之內。所述支撐結構能夠包括具有能夠探測到的關節位置的至少一個可移動關節，并且可在第二接近中移動到匹配的關節位置的預定范圍。所述顯示器能夠被配置為將疊加有用于所述對準的所述實際圖像的所述第一圖像中的所述參考點的至少所述圖形表示顯示為第三接近。
[0021]所述第一接近是粗糙接近，所述第二接近是中等接近，所述第三接近是精細接近。
[0022]例如，所述第一圖像被示出為以半透明的方式疊加有所述第二圖像。
[0023]根據示范性實施例，提供至少兩個參考點或者至少三個參考點或者多于三個參考點。
[0024]例如，對于與所述相機視野的平移移動有關的重新定位，一個參考點是足夠的。此夕卜，當還應當必須對到對象的取向或距離檢測并調整時，需要第二參考點。第三參考點允許將所述成像平面傾斜(或扭轉)到所述參考點的所述平面。
[0025]根據示范性實施例，所述至少一個參考點被提供在所述感興趣對象上。此外，所述至少一個參考點還能夠被提供在參考場上，所述參考場被提供在檢查室中。
[0026]例如，所述一個或多個參考點被提供為在所述對象的表面的指示器。
[0027]根據示范性實施例，所述至少一個參考點被提供為激光投影。
[0028]所述激光投影能夠包括激光投影可以包括多于兩個的參考點，例如三個或四個點。所述激光投影能夠包括框架投影。
[0029]所述圖形表示能夠是被存儲為所述參考圖像的部分的所述激光投影的手動施加的外形。
[0030]所述相機能夠是在可見光范圍中采集圖像的攝像機。所述相機還能夠是紅外相機，所述紅外相機采集被轉移到可見圖像中的紅外數據。
[0031]能夠在不同位置處提供多個相機，以提供多個第一圖像和多個組合的實際圖像，例如，成對的。
[0032]所述X射線源和所述X射線探測器被提供為圖像采集布置，所述圖像采集布置相對于所述對象是可定位的，以從不同方向采集所述對象的所述圖像數據。
[0033]根據示范性實施例，針對所述對準移動，所述X射線源和所述X射線探測器相對于所述對象在至少兩個移動方向中是可移動的。第一移動方向指示器被提供在對所述用戶可見的所述X射線源和/或所述X射線探測器上，以指示相對于所述對象的可能移動方向。在顯示器上，相對于所述對象的所顯示的圖像數據提供第二移動方向指示器，以指示所述圖像采集布置相對于所述對象