用于X射线成像的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于控制x射线成像系统的方法和系统。在一个实施方案中，一种用于x射线成像系统的方法包括：随着该x射线成像系统的x射线管电流正从预定义的x射线管电流斜升至更新的x射线管电流，利用该x射线成像系统获取多个图像，该更新的x射线管电流是基于在该x射线管电流处于该预定义的x射线管电流时由利用该x射线成像系统所获取的先验图像所估计的估计的患者厚度来确定的；将该多个图像组合成最终图像；以及输出该最终图像以便经由显示设备来显示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于X射线成像的系统和方法
本文公开的主题的实施方案涉及医学成像，并且更具体地涉及x射线荧光镜透视成像。
技术介绍
非侵入性成像技术允许获得患者或对象的内部结构或特征的图像，而无需对患者或对象执行侵入性过程。具体地，此类非侵入式成像技术依赖于各种物理原理(诸如x射线通过目标体积的差分传输或声波的反射)，以获取数据和构建图像或以其他方式表示患者或对象的观察到的内部特征。例如，在荧光镜透视检查和其他基于x射线的成像技术中，x射线辐射指向受试者，通常是医疗诊断应用中的患者、安全筛选应用中的包装或行李、或工业质量控制或检验应用中的制造的部件。辐射的一部分撞击检测器，在检测器中收集图像数据并将其用于图像生成过程。在由此类系统产生的图像中，有可能识别并检查患者身体内部的内部结构和器官、包装或容器内的对象或制造的部件内的缺陷(例如，裂缝)。在某些情况下，诸如在用于支持介入或导航规程的荧光镜透视检查应用中，可在延长的时段内以高的帧速率获取低剂量x射线以提供可用于引导或导航患者体内的工具的实时图像数据。在通过荧光镜透视检查进行辅助的外科规程期间，外科医生经常经由在非常短的曝光期间利用荧光镜透视成像系统所获取的单个(静止)x射线图像来监视外科手术的进展。由于曝光时间短，获得高质量图像可能是有问题的，和/或患者可能经受比所期望的更多的辐射。
技术实现思路
在一个实施方案中，一种用于x射线成像系统的方法包括：随着x射线成像系统的x射线管电流正从预定义的x射线管电流斜升至更新的x射线管电流，利用x射线成像系统获取多个图像，该更新的x射线管电流是基于在x射线管电流处于预定义的x射线管电流时由利用x射线成像系统所获取的先验图像所估计的估计的患者厚度来确定的。该方法还包括将多个图像组合成最终图像并且输出最终图像以便经由显示设备来显示。以这种方式，可基于在成像会话期间获取的图像在成像会话的初始阶段期间估计患者厚度，并且将其用于将x射线成像系统命令为基于患者厚度的更新的x射线电流。随着x射线管电流正朝向更新的x射线管电流斜升，获取多个图像并且将它们组合以生成最终图像以便显示。通过这样做，可在短时间量内(例如，在电流变化时，而不是等待直到电流已达到更新的电流)生成具有足够质量以查看底层患者解剖结构的最终图像。应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本专利技术，其中以下：图1描绘了根据本公开的各方面的数字x射线成像系统的实施方案的框图。图2描绘了根据本公开的各方面的x射线成像系统的实施方式。图3是示出了用于操作x射线成像系统的方法的流程图。图4至图7是示出了在多个荧光镜透视成像过程期间的感兴趣的成像参数的时间线。图8示出了校准表的示例性曲线。具体实施方式以下描述涉及在获取单个骨骼x射线图像期间减少曝光时间的各种实施方案。在通过荧光镜透视成像进行监视/辅助的外科规程期间，可显示患者的连续实时x射线图像，从而允许临床医生监视解剖特征的运动。在此类规程期间，偶尔使用单个静止的x射线图像监视患者也可能是有用的。为了引发荧光镜透视成像，可例如通过临床医生的脚压下曝光控制踏板。曝光控制踏板的快速压下和松开(例如，轻拍)可指示临床医生正在请求单个x射线图像，其中曝光控制踏板的延长的压下可指示临床医生正在请求荧光镜透视成像。通常，为了获得高质量x射线图像，先执行步骤序列然后再获取最终图像并且输出以便显示。这些步骤可包括：使成像系统为曝光作准备；通过激活辐射源(诸如x射线管)使患者曝光于辐射束；以及基于由辐射检测器所获取的所得图像的亮度来调整辐射源的电压和电流。一旦达到目标亮度，就可例如通过应用时间噪声滤波器来进行进一步的图像质量调整。一旦图像达到目标对比度噪声比，就可获取最终图像并且输出以便显示。上述序列可能相对较长，这部分地是因为辐射源不能利用某些类型的x射线管快速达到命令电流。相反，虽然x射线管可几乎瞬时达到命令电压，但x射线管的电流基于管电压和x射线管灯丝的温度。因此，直到灯丝被加热或冷却到一定温度，x射线管才达到命令电流，并且改变灯丝温度所花费的时间可能相对较长。在电流朝向命令电流斜升的时间期间，所获取的图像可能是饱和的或以其他方式太暗而无法充分可视化患者的解剖特征。此外，获取高质量图像所需的实际管电压和管电流随患者解剖结构而变化，并且因此(除非有关于患者的任何先验信息)进一步调整初始命令电压和电流(例如，基于上述图像亮度)，这也延长了该过程。因此，在临床医生已松开曝光踏板之后，辐射曝光频繁地继续，或者显示低质量图像。根据本文所公开的实施方案，通过命令荧光镜透视成像系统在预定义的管电压和管电流下传输辐射束，可以缩短用于使用荧光镜透视成像系统获得单个x射线图像(由于临床医生的脚的快速轻拍输入，其可被称为趾轻拍图像)的序列。然后，使用由荧光镜透视成像系统所获取的第一(或换句话讲，早期)图像来估计正成像的解剖结构的各方面，诸如患者厚度和解剖结构密度。基于估计的解剖结构，确定新的目标电压和电流，并且命令该系统在新的目标电压和电流下传输辐射束。在管电流正从预定义的电流斜升至新的目标电流时，获取多个图像。然后，可将这些图像相加在一起以生成最终图像，该最终图像被输出以便显示。以这种方式，可在临床医生松开曝光踏板时或至少在松开曝光踏板后的较小阈值内输出图像。这样做时，可降低患者所曝光于的辐射量，并且可比在上述更长的序列期间更快地显示图像，这在时间敏感的规程期间可能是有益的。此外，所显示的图像可以是相对高质量的，并且如果临床医生继续压下曝光踏板，则该系统可转变到荧光镜透视成像，而后续荧光镜透视成像规程不会出现任何延迟或改变。尽管以举例的方式描述了荧光镜透视成像系统，但应当理解，当应用于使用其他成像模态(诸如标准、非荧光镜透视x射线成像、断层合成等)所获取的图像时，本专利技术技术也可以是有用的。对荧光镜透视成像模态的本专利技术论述仅提供作为一种合适的成像模态的示例。图1示意性地示出了用于获取和处理图像数据的成像系统10。在示出的实施方案中，系统10是被设计成既获取原始图像数据又处理图像数据以便显示的数字x射线系统。成像系统10可以是固定的或移动的x射线系统。在图1所示的实施方案中，成像系统10包括x射线辐射源12，该x射线辐射源将辐射束或辐射流16发射到其中定位有对象或受试者18的区域中。x射线辐射源12(其可包括x射线发生器和x射线管)由功率源/控制电路24控制，该功率源/控制电路提供功率信号和控制信号以用于检查序列。辐射20的一部分穿过或绕过受试者并且撞击数字x射线检测器，该数字x射线检测器一般以附图标号22表示。检测器22可以是便携式的或永久性地安装到系统1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于x射线成像系统的方法，包括：/n随着所述x射线成像系统的x射线管电流正从预定义的x射线管电流斜升至更新的x射线管电流，利用所述x射线成像系统获取多个图像，所述更新的x射线管电流是基于在所述x射线管电流处于所述预定义的x射线管电流时由利用所述x射线成像系统所获取的先验图像所估计的估计的患者厚度来确定的；/n将所述多个图像组合成最终图像；以及/n输出所述最终图像以便经由显示设备进行显示。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180209 US 15/893,4711.一种用于x射线成像系统的方法，包括：
随着所述x射线成像系统的x射线管电流正从预定义的x射线管电流斜升至更新的x射线管电流，利用所述x射线成像系统获取多个图像，所述更新的x射线管电流是基于在所述x射线管电流处于所述预定义的x射线管电流时由利用所述x射线成像系统所获取的先验图像所估计的估计的患者厚度来确定的；
将所述多个图像组合成最终图像；以及
输出所述最终图像以便经由显示设备进行显示。


2.根据权利要求1所述的方法，其中随着所述x射线管电流正从所述预定义的x射线管电流斜升至所述更新的x射线管电流而获取所述多个图像包括在x射线管电压保持在更新的x射线管电压时获取所述多个图像。


3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述x射线管电压处于预定义的x射线管电压时获取所述先验图像。


4.根据权利要求2所述的方法，其中基于估计的患者厚度来确定所述更新的x射线管电压。


5.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述先验图像的亮度参数来估计所述估计的患者厚度。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述亮度参数包括所述先验图像的视频水平指数。


7.根据权利要求1所述的方法，其中响应于接收到命令引发与所述x射线成像系统的荧光镜透视成像会话的用户输入信号来获取所述多个图像。


8.根据权利要求7所述的方法，还包括响应于在输出所述最终图像以便显示时或之前终止所述用户输入信号，一旦输出所述最终图像以便显示，就停用所述x射线管。


9.根据权利要求8所述的方法，还包括响应于在输出所述最终图像以便显示之后所述用户输入信号持续存在，基于从所述x射线成像系统的辐射检测器输出的视频水平指数信号来调整所述x射线管电流和x射线管电压中的一者或多者，并且输出后续获取的图像以便在所述显示设备上以预定义的帧速率显示。


10.一种用于x射线成像系统的方法，包括：
基于在第一x射线管电压和第一x射线管电流下利用所述x射线成像系统所获取的第一图像的亮度来估计成像受试者的厚度；
命令所述x射线成像系统在第二x射线管电压和第二x射线管电流下操作，所述第二x射线管电压和第二x射线管电流各自基于所述成像受试者的所述估计的厚度来确定；
随着x射线管电流正从所述第一x射线管电流斜升至所述第二x射线管电流，利用所述x射线成像系统获取多个第二图像；以及
将所述多个第二图像组合成最终图像并且输出所述最终图像以便经由显示设备来显示。


11.根据权利要求10所述的方法，其中随着x射线管电流正从所述第一x射线管电流斜升至所述第二x射线管电流而获取所述多个第二图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·郑舍·刘，纳文·斯蒂芬·钱德拉，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US