使用对接在空间对齐隔室内的检测器的移动X射线成像制造技术

本发明专利技术方法涉及使用在空间上对齐的检测器对接隔室以在患者成像环境下确定源和检测器的对准。在某些实施方案中，传感器和/或相机提供视觉数据，可分析所述视觉数据以确定X射线源与设置在患者支撑表面上的标志之间的空间关系，其中所述标志与定位在所述患者支撑表面下方的检测器具有已知空间关系。

Mobile X-ray imaging using a detector docked in a space alignment compartment

The method of the invention relates to the use of a spatially aligned detector docking compartment to determine source and detector alignment in a patient imaging environment. In some implementations, sensors and/or cameras provide visual data that can be analyzed to determine the spatial relationship between the X-ray source and the marker set on the patient's support surface, where the marker has a known spatial relationship with the detector positioned below the patient's support surface.

【技术实现步骤摘要】
使用对接在空间对齐隔室内的检测器的移动X射线成像
本文中所公开的主题涉及放射照相成像，包括采用非固定定位的检测器的成像方法。
技术介绍
数字X射线成像系统越来越广泛地用于产生可重构成适用放射照相图像的数字数据。在当前数字X射线成像系统中，来自源的辐射射向受试者，该受试者通常为医学诊断应用中的患者。辐射的一部分通过所述患者且冲击检测器，该检测器被划分成离散元件(例如像素)的矩阵。读出检测器元件以基于冲击每个像素区域的辐射的数量或强度而产生输出信号。可接着处理所述信号以产生可显示以供检视的图像。在某些情况下，移动式X射线成像系统可采用相对于X射线源非固定地定位或定向的便携式检测器。在此类情况下，技师可定位所述患者和/或便携式检测器以对感兴趣的解剖体进行成像。在某些情形下，被成像的患者可能难以移动或不应受干扰。此类情况的实例包括对新生儿重症监护病房(neonatalintensivecareunit，NICU)中的新生儿或婴儿或者成像危症监护型环境(例如烧伤病房或重症监护病房(intensivecareunit，ICU))中的其它患者。在此类情况下，可采用具有便携式检测器(例如，可相对于X射线源自由移动的检测器)的移动成像系统以使得不必移动患者，相反，该成像设备被带至患者且相对于患者被定位。在这种情况下，检测器可定位在患者下方，例如定位在患者支撑表面(例如，床)下方的架子上，且可接着获得单次曝光X射线图像。在此方法中，仅需要粗略的患者对准以确保将目标解剖体投影到检测器有效区域上，且将因此出现在X射线图像中。可在定位期间基于操作员基于照射在患者上的光盒对检测器的定位的估计而实现此粗略对准。即，从X射线管头到投射的光盒的路径通知操作员关于X射线的路径且操作员可将此路径大致对准检测器平面。尽管此方法对于单次曝光成像程序来说可能足够，但其通常并不适合于采集一系列偏移图像的断层摄影X射线扫描。此断层摄影扫描使得通过在有限的角范围(例如，45°、60°、75°、90°等等)内从不同视角采集此图像序列(例如，5个、10个、15个、20个图像)以产生患者解剖体的三维(3D)视图。此断层摄影扫描需要关于源焦斑和检测器的额外精确的位置和定向信息。然而，在可自由定位检测器的情况下，可能并不易于确定所述检测器是否定位得当，尤其当检测器被手术台、患者、覆盖患者的覆层或其它安置有患者而不能被移动的表面遮挡时。
技术实现思路
在一个实施例中，提供一种用于确定X射线扫描的几何结构的方法。根据此方法，将便携式检测器定位在设置在患者支撑结构中的对接隔室内。相对于所述患者支撑结构定位移动X射线成像器。所述患者支撑结构的全部或部分并不相对于所述移动X射线成像器固定。所述移动X射线成像器包括与光学传感器呈已知几何关系的X射线源。分析由光学传感器提供且包括设置在所述患者支撑结构的面向患者的表面上的一个或多个标志的视觉图像。基于所述一个或多个标志与所述对接隔室之间的已知空间关系确定源-检测器的几何结构。可替代地，可安装光学传感器或相机以与X射线源呈已知几何设置，因此可通过包括患者支撑件的视觉图像确定源-检测器的几何结构。在另一实施例中，提供一种患者支撑结构。根据此实施例，所述患者支撑结构包括：被配置成在使用时支撑患者的患者支撑表面；被配置成固持便携式检测器的对接隔室，其中所述对接隔室与所述患者支撑表面相对设置；以及设置在所述患者支撑表面上的一个或多个标志，其中所述一个或多个标志与所述对接隔室在空间上对齐。在另一实施例中，提供一种用于采集X射线图像的方法。根据此方法，将便携式检测器定位在设置在患者支撑结构中的对接隔室内。相对于所述患者支撑结构定位移动X射线成像器。所述移动X射线成像器包括：被配置成在图像采集期间在有限的角范围内移动的X射线源；和被配置成控制发射的X射线束的大小或形状中的一个或两个的准直器。使用光学传感器采集视觉图像。所述视觉图像包括X射线源和设置在所述患者支撑结构的面向患者的表面上的一个或多个标志。分析所述X射线源和所述一个或多个标志的所述视觉图像以基于所述一个或多个标志与所述对接隔室之间的已知空间关系确定源-检测器的几何结构。在X射线采集期间基于所述源-检测器的几何结构控制所述X射线源和所述准直器中的一个或两个的操作。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面以及优点将得到更好的理解，其中在整个附图中，相同的标号表示相同的部分，其中：图1为根据本专利技术方法的各方面配备的移动X射线系统的一实施例的透视图；图2为根据本专利技术方法的各方面的X射线系统的一实施例的各部件的图解概述；以及图3示意性地说明根据本专利技术方法的各方面定位的患者和/或检测器的各方面。具体实施方式下文将描述一个或多个特定实施例。在努力提供这些实施例的简明描述的过程中，实际实施方案的所有特征可能并不都在说明书中进行描述。应了解，在如任何工程或设计项目的任何此类实际实施方案的开发过程中，众多针对实施方案的决定必须实现开发者的特定目标，例如遵守可能在各个实施方案之间变化的相关系统约束和相关商业约束。此外，应了解，这种开发工作可能复杂且耗时，但是对于受益于本公开的所属领域的技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作。在介绍本专利技术实施例的各种实施例的元件时，冠词“一(a/an)”和“所述(the/said)”意图表示这些元件中的一个或多个。术语“包括”和“具有”旨在为包括性的并且意味着可能存在除了所列元件之外的额外元件。此外，以下论述中的任何数值实例旨在为非限制性的，并且因此额外数值、范围和百分比在所公开的实施例的范围内。如本文中所论述，在患者将不会移动或受干扰的情况下，例如新生儿重症监护病房(NICU)中的新生儿或重症监护病房(ICU)或烧伤病房中的其它患者，可存在各种成像情况。为了对此类患者进行成像，可采用移动成像系统，包括具有便携式检测器的系统，该便携式检测器脱离主要成像基台且通常可相对于成像器和患者自由移动。在此类情况下，在成像期间，检测器可放置在患者下方，位于患者台或患者支撑件中的隔室中(不同于放置在患者与患者支撑表面之间)且由操作员基于X射线路径的视觉对准被定位。尽管此粗略估计对于单次曝光图像来说可能足够，但其通常并不足以进行断层摄影采集，断层摄影采集中，在有限的角范围(例如45°、60°、75°、90°等等)内采集一系列图像(例如，5个、10个、15个、20个)以便进行全部三维(3D)重构。重构算法由在精确的已知位置处采集的数据产生患者解剖体的准确3D视图。具体来说，此类断层摄影成像程序通常需要关于源焦斑和检测器的精确位置和定向信息。所述位置和定向为在采集期间被精确控制的运动或是由于对齐过程以其它方式被精确地确定。然而，检测器在患者支撑表面下方的简单放置通常并不为断层合成成像提供足够的位置和定向信息，在从不同角度采集的一定数目的视图中可能会遗漏感兴趣的解剖体。根据本专利技术方法，为了解决由便携式检测器在断层扫描情况下的使用引起的这些问题，将隔室或腔室设置在其上安置有患者的患者支撑表面(例如床表面或台表面)的下方以使得患者支撑表面在患者与检测器之间。所述隔室被配置成与便携式检测器介接或对接，使得在检测器位于适当位置时，相对于支撑件上的标志的检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定X射线扫描的几何结构的方法，包括：将便携式检测器定位在设置在患者支撑结构中的对接隔室内；相对于所述患者支撑结构定位移动X射线成像器，其中所述移动X射线成像器包括与光学传感器呈已知几何关系的X射线源；分析设置在所述患者支撑结构的面向患者的表面上的一个或多个标志的由所述光学传感器产生的视觉图像；基于所述一个或多个标志与所述对接隔室之间的已知空间关系确定源‑检测器的几何结构。

【技术特征摘要】
2017.09.07 US 15/698,4391.一种用于确定X射线扫描的几何结构的方法，包括：将便携式检测器定位在设置在患者支撑结构中的对接隔室内；相对于所述患者支撑结构定位移动X射线成像器，其中所述移动X射线成像器包括与光学传感器呈已知几何关系的X射线源；分析设置在所述患者支撑结构的面向患者的表面上的一个或多个标志的由所述光学传感器产生的视觉图像；基于所述一个或多个标志与所述对接隔室之间的已知空间关系确定源-检测器的几何结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过分析所述X射线源的视觉图像提供与所述光学传感器的所述已知几何关系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将所述便携式检测器定位在所述对接隔室内包括将所述对接隔室内的一个或多个定位特征与便携式检测器接合。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述一个或多个定位特征包括互补的配合或接合特征。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述患者支撑结构包括病床、轮床或恒温箱。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述移动X射线成像器被配置成移动所述X射线源以便在采集序列期间在不同视角处采集图像序列。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括：使用设置在所述移动X射线成像器上的相机采集所述视觉图像。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括：在图像采集序列期间基于所述源-检测器的几何结构控制所述移动X射线成像器的准直器。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括：在图像采集序列期间基于所述源-检测器的几何结构控制所述X射线源的操作。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括：将所述源-检测器的几何结构提供到图像重构算法；和使用所述图像重构算法重构图像。11.一种患者支撑结构，包括：患者支撑表面，其被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·E·塔卡齐克，赖皓，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US