实况3D X 射线察看制造技术

一种用于实况3D X射线察看的系统，包括X射线源、X射线探测器、处理单元、监视器以及用于检测察看者的眼睛的器件，其中，所述X射线源和所述X射线探测器被布置在可移动C型臂处。所述X射线源包括两个焦斑，其中，所述两个焦斑的间隔是可调节的，使得所述两个焦斑之间的图像采集角度与所述两个眼睛之间的察看角度相匹配。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】实况3DX射线察看
本专利技术涉及3DX射线成像。具体而言，本专利技术涉及用于实况3DX射线察看的系统和方法。进一步地，本专利技术涉及实施所述方法的计算机程序。
技术介绍
图1中示出了获得3D体积图像的一种已知可能方案。图1中的系统100包括带有X射线源3和X射线探测器4的C型臂2、监视器5以及台6。C型臂2，即X射线源3的一个焦斑8与X射线探测器4一起，绕感兴趣对象旋转(由弯曲箭头指示)，并且从不同角度采集一系列2D图像。附图标记10指代X射线束，其发射自X射线源3的阳极处的焦斑8，并且被X射线探测器4探测到。随后，3D重建提供3D体积图像。然而，这样的3D图像可能不能被实时提供。US2010/0040196A1公开了一种用于获得立体成像效果的X射线生成器，以及使用所述X射线生成器作为X射线源的X射线设备。带有管的X射线生成器可以交替地从两个位置发射X射线，所述两个位置的间距符合用于实现人类的立体成像效果的要求。然而，3D立体察看可能因多种情况而造成疲劳和头痛，包括不正确或不自然的透视、双眼协调/调节冲突、视觉假象如闪烁或分辨率损失以及佩戴3D眼镜。例如，不适可能是因到眼睛聚焦所在的平面(屏幕)的距离与到它们汇聚所在的点的距离之间的不匹配造成的。
技术实现思路
X射线立体成像可以被用于两个主要目的：对位置/取向信息的提取和察看。对于信息提取(例如导管追踪或配准)，拥有两个X射线焦斑之间的大的距离是有利的，其允许良好的深度分辨率。对于3D立体察看，其可以以直观方式(容易使用)为察看者提供深度信息，重要的是提供最佳3D察看舒适性，以防止疲劳。提供一种具有改进的察看舒适性的用于实况3DX射线察看的系统和方法，可以被视为本专利技术的目标。该目标通过独立权利要求中的每个的主题得以实现。在各自的从属权利要求中描述了本专利技术另外的实施例。本专利技术的基本想法在于，两个X射线焦斑之间的距离应匹配实际3D察看条件，从而为察看者的眼睛提供正确的3D透视，实现改进的察看舒适性。换言之，在实况3D立体成像开始之前和/或期间，应调节两个X射线立体焦斑之间的距离，以使采集角度匹配察看角度，并因此为所述察看者的眼睛提供正确的3D透视，以优化察看舒适性并防止疲劳。一般而言，根据本专利技术的一个方面的用于实况3DX射线察看的系统包括：X射线源、X射线探测器、处理单元、监视器以及用于检测察看者的眼睛的器件，其中，所述X射线源和所述X射线探测器被布置在可移动C型臂上。所述X射线源包括两个焦斑，它们的间隔是能够调节的。可以通过相对于彼此可移动的两个阴极，或通过具有对到阳极上的辐射的电的、磁的或机械偏差的仅一个阴极，来实现两个焦斑。所述处理单元适于基于感兴趣对象与所述两个焦斑之间的距离、所述监视器与所述察看者的眼睛之间的距离以及所述两个眼睛之间的间隔，来计算所述两个焦斑的所述间隔，并且适于提供命令用于根据所计算的间隔来调节所述两个焦斑之间的所述间隔。注意到，所述处理器件可以通过执行本专利技术的所有方面的仅一个处理器，或者通过一组或多个处理器来实现，所述一组或多个处理器例如用于控制所述X射线成像并且处理所述X射线图像数据的系统处理器、专用于对所述间隔的计算的单独的处理器以及用于控制用于可视化结果的监视器的另外的处理器。所述3D可视化可以被实现在具有自动立体显示的监视器上，例如透镜显示器或栅栏屏幕显示器；或者通过基于对应技术的监视器与3D眼镜的组合得以实现，例如使用用于通过快门技术、色彩编码或偏振将针对右眼的图像与针对左眼的图像分开的器件。注意到，术语“3D眼镜”不仅包括带有耳架的完整眼镜，还包括额外的元件，例如卡扣式元件，用于与普通眼镜或铅X射线保护眼镜或一起使用或抗血溅眼镜一起使用。将理解，所述处理单元与所述X射线源和所述X射线探测器两者以及与所述监视器连接。此外，可以假设已知所述X射线源与感兴趣对象(其位于所述X射线源与所述X射线探测器之间)之间的距离，以及所述3D眼镜的两个镜片之间的距离，即大致为所述镜片的中心之间的距离，或者使用所述系统的人的眼睛之间的距离。后一距离的平均值可以为6.5cm的平均眼间隔。也有可能测量一次这些距离并且在开始使用所述系统之前输入各自的值。通过用于检测察看者的眼睛的位置的器件，可以确定所述监视器与所述眼睛之间的所述距离，即，例如相对于所显示的3D目标所述察看者的眼睛的位置。例如，可以使用可佩戴元件，例如可追踪眼镜。可追踪眼镜可以通过将可追踪LED或反射体放在所述眼镜上来实现。根据本专利技术的另一实施例，所述系统还包括用于相对于所述察看者的眼睛的高度来调节在所述监视器处的所述图像的高度的器件。因此，可以将所述3D图像高度位置匹配到所述察看者的眼睛高度，以避免实际察看方向与最佳察看方向(其垂直于安装的监视器的平面)的偏差。因此，当所述监视器的屏幕被垂直布置时，所述最佳察看方向是水平的。根据本专利技术另外的实施例，所述系统还包括用于自动检测眼睛的位置和取向的器件，即用于追踪眼睛的位置和取向的器件。所述处理单元可以还适于控制C型臂的移动，使得C型臂的取向对应于所述察看者的眼睛的取向。在利用3D眼镜的情况中，用于检测察看者的眼睛的位置和/或取向的器件可以被定位于所述3D眼镜处，使得监视器的屏幕与眼睛之间的距离为所确定的屏幕与3D眼镜之间的距离与表示所述3D眼镜与察看者的眼睛之间的距离的固定值之和。额外地，根据本专利技术的系统可以还包括用于触发对所述C型臂的移动的控制的器件，以在时间上将所述C型臂与所述察看者绕所显示的3D对象的轻微头部移动同步，以提供还要更自然的3D立体察看。根据本专利技术的另一实施例，所述系统的所述处理单元还适于变化视差(disparity)，即，屏幕上针对右眼的图像相对于针对左眼的图像的位置，反之亦然。这允许以最小视差显示所述感兴趣对象，以及因此以最大锐度察看所述感兴趣对象。根据本专利技术的另外的实施例，提供一种用于实况3DX射线察看的方法，其中，所述方法包括以下步骤：计算X射线源的两个焦斑的间隔，所述计算基于感兴趣对象与所述两个焦斑之间的距离、所述监视器与所述3D眼镜(即，察看者的眼睛)之间的距离以及所述3D眼镜的两个镜片之间的距离(即，眼睛的间隔)；根据所计算的间隔调节所述两个焦斑的所述间隔；基于来自所述两个焦斑中的一个的辐射生成X射线图像；基于来自所述两个焦斑中的另一个的辐射生成X射线图像；在例如可以用3D眼镜察看的监视器上同时可视化两个图像。根据本专利技术的另一实施例，所述方法还包括以下步骤：接收与所述图像的高度有关的输入；并且相对于所述3D眼镜的高度来调节所述图像的高度。根据本专利技术的又另一实施例，所述方法还包括以下步骤：接收与所述视差(即所述图像相对于彼此的位置，即所述图像的交叠)相关的输入；并且调节所述图像的所述视差。根据本专利技术的另外的实施例，所述方法还包括以下步骤：确定所述3D眼镜的取向的改变；并且对应于所述3D眼镜的取向的所述改变而移动所述C型臂。可以自动执行对所述3D眼镜的所述取向的改变的确定。然而，所述C型臂的移动也可以为可手动控制的。注意到，可以通过手动输入器件(例如键盘、开关或其他种类的按钮)提供输入，或者可以借助于接收声学命令(例如语音命令)来提供输入。将所显示的3D图像高度位置匹配到所述眼睛高度，并提供随着绕所显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于实况3D X射线察看的系统(1)，包括：X射线源(3)，X射线探测器(4)，处理单元(7)，监视器(5)，以及用于检测察看者的眼睛的位置的器件(17)，其用于确定所述监视器(5)与所述察看者的所述眼睛之间的距离，其中，所述X射线源(3)和所述X射线探测器(4)被布置在C型臂(2)上，其中，所述X射线源(3)包括两个焦斑(8)，其中，所述两个焦斑(8)之间的间隔(A)是能够调节的，其中，所述处理单元(7)适于基于感兴趣对象(20)与所述焦斑(8)之间的距离(B)、所述监视器(5)与所述察看者的所述眼睛之间的距离(D)以及所述察看者的所述眼睛之间的距离(C)，来计算所述两个焦斑(8)的所述间隔(A)，并且其中，所述处理单元(7)适于提供命令以对应于所计算的间隔来调节所述两个焦斑(8)之间的所述间隔(A)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.16 US 61/535,5061.一种用于实况3DX射线察看的系统，包括：X射线源，X射线探测器，处理单元，监视器，以及用于检测察看者的眼睛的位置的器件，其用于确定所述监视器与所述察看者的所述眼睛之间的距离，其中，所述X射线源和所述X射线探测器被布置在C型臂上，其中，所述X射线源包括两个焦斑，其中，所述两个焦斑之间的间隔是能够调节的，其中，所述处理单元适于基于感兴趣对象与所述焦斑之间的距离、所述监视器与所述察看者的所述眼睛之间的距离以及所述察看者的所述眼睛之间的距离，来计算所述两个焦斑的所述间隔，并且其中，所述处理单元适于提供命令以对应于所计算的间隔来调节所述两个焦斑之间的所述间隔。2.如权利要求1所述的系统，还包括3D眼镜。3.如权利要求1所述的系统，还包括用于相对于所述眼睛的高度来调节在所述监视器处的图像的高度的器件。4.如权利要求1所述的系统，还包括用于自动检测所述眼睛的取向的器件，其中，所述处理单元还适于控制所述C型臂的移动，使得所述X射线源和所述X射线探测器的取向对应于所述眼睛的所述取向。5.如权利要求4所述的系统，还包括用于触发对所述C型臂的所述移动的所述控制的器件。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理单元还适于在所述监视器上变化针对...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·施泰因豪泽，M·J·默多克，P·普林森，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL