【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种计算机实现的用于运行用于记录患者的记录区域的投影图像的x射线装置的方法，其中x射线装置具有机架、承载臂、保持装置和c型臂，在所述c型臂处相对置地设置有x射线辐射器和x射线探测器，其中承载臂在一个端部处以围绕第一旋转轴线可旋转的方式与机架耦联，以用于建立第一运动自由度，并且在另一端部处，保持装置以围绕第二旋转轴线可旋转的方式耦联到承载臂上，以用于建立第二运动自由度，使得第一旋转轴线和第二旋转轴线以及x射线辐射器的中央射线在承载臂和保持装置的所有方位中都相交在一点，并且其中，弯曲的c型臂还可移动地支承在保持装置的引导部中，以用于建立第三运动自由度，其中运动自由度中的每个运动自由度与可通过x射线装置的控制装置操控的执行器相关联。此外，本专利技术涉及一种x射线装置。
技术介绍
1、恰好在医学介入、例如微创手术或其他手术的环境中，对x射线装置存在如下期望：所述x射线装置一方面需要少的空间和尽可能少地干扰在场的人员，然而另一方面提供尽可能大的性能，这不仅涉及图像质量，而且涉及应用和图像记录技术。因此，尤其存在如下期望：借助具有由x射线辐射器和x射线探测器构成的在空间中可运动的记录装置的x射线装置，也执行患者的记录区域的三维扫描。为此，通常在不同的记录几何形状中、尤其在不同的投影角度下对记录区域的投影图像进行记录，其方式为，借助记录装置驶向合适的位置。然后，可以以计算机断层扫描图像数据集的方式从投影图像中确定记录区域的三维图像数据集，其方式为使用重建方法。已知的重建方法例如包括滤波反投影以及代数/迭代重建技术。
3、de 199 33 229a1示例性地公开了具有x射线检查机架的x射线装置，所述x射线检查机架具有基座和臂，所述臂的第一端部围绕设置在基座中的第一轴可旋转地设置，以及所述臂的第二端部与保持装置连接，在所述保持装置中可移动地设置有弯曲的承载件。承载件的一个端部设有x射线管，以及承载件的另一端部设有相对置地定向的接收器。在此，承载件的保持装置应经由第二轴与臂可旋转地连接，其中第一轴针对基座或臂以及第二轴针对臂或保持装置，使得所述第一轴和所述第二轴的虚拟轴延长部以及x射线管或接收器的中央射线在臂和承载件的所有方位中都相交共同的点。以所述方式，应可以采用对应于c型臂的承载件的各个期望的特定位置，其中在那里具体地应可行的是，在保持虚拟等中心的情况下将承载件从头侧的方位置于竖直的侧方位和/或横向的位置中。此外，在这种情况下，医生应非常好地接触患者。因此，在这种x射线装置中，在侧向设置的c型臂的情况下，沿着在垂直于患者的纵向方向的参考平面中的圆形轨道没有记录轨迹是可行的，而不面临与其他部件和/或患者的碰撞。
4、为了解决所述问题，在现有技术中已经使用伸缩的解决方案，所述解决方案在结构上是高度复杂的并且只能极其昂贵地实现。也提出，建议使用敞开的型廓，其中例如在检查期间露出辊，c型臂在所述辊上被引导。然而，所述型廓是不利的，因为x射线装置的机构于是在检查期间可以自由地触及。出于机构的卫生、可清洁性和敏感性的原因，这尤其在要执行医学介入和/或检查的环境中是不期望的。
技术实现思路
1、本专利技术所基于的目的是，在x射线装置的简单的结构设计方案和紧凑的结构尺寸的情况下，也可以无碰撞地实现横向3d扫描。
2、为了实现所述目的，根据本专利技术提出具有实施例的特征的计算机实现的方法和具有实施例的特征的x射线装置。有利的设计方案从所描述的实施例中得出。
3、在开头提及的类型的计算机实现的方法中，根据本专利技术提出，投影图像的记录沿着x射线辐射器的关于患者的纵向方向横向地包围所述患者的、关于参考平面三维的横向轨迹进行，以用于覆盖关于参考平面的至少200°的投影角度范围，其中利用所有三个运动自由度实现所述轨迹，使得c型臂沿着整个横向轨迹关于患者或患者定位在其上的检查床的纵向方向横向地定位在患者旁边。
4、具体地，控制装置因此操控执行器，以用于实现横向轨迹，尤其用于制造关于运动自由度的特定的运动过程，其中在x射线装置侧也沿着横向轨迹控制投影图像的记录。然后，从投影图像中可以重建记录区域的三维图像数据集，例如借助于控制装置的重建单元来重建。换言之，因此可以实现患者的记录区域的横向的三维扫描。
5、通常，三维扫描进行为使得圆形轨道或部分圆形轨道用作参考平面内的轨迹，尤其垂直于患者或检查台的纵向方向设置的参考平面内的轨迹，而在本专利技术的范围中已知的是，在一定的范围中，横向轨迹从参考平面中偏离、即关于参考平面的三维性可以被允许作为附加的自由度，以便尽管对应的x射线装置的设计方案简单和成本有利，但是仍可以执行对应的三维横向扫描，而不必担心碰撞，或不必强制性地提供由于用来保持记录装置的机构造成的沿着圆形轨道的特定的设定的可实现性。换言之，横向轨迹离开参考平面允许扩展行程范围，而无需复杂地适配机构、执行器和运动自由。因此可以说，根据本专利技术，三维横向轨迹至少不完全在参考平面中伸展，而是至少部分地从所述参考平面中偏离。
6、因此，在所述上下文中，投影角度可以理解为中央射线投影到参考平面上的角度，因为在待覆盖的投影角度范围中刚好涉及所述参考。
7、通过c型臂关于患者或检查床的纵向方向的横向定位，所述c型臂侧向地包围患者，使得记录区域处于由x射线辐射器和x射线探测器形成的记录装置的视场中。在此，在患者躺卧时关于患者和/或检查床的纵向方向从下方和上方的这种包围也可以理解为横向定位。
8、因此，通过横向轨迹从参考平面中偏离而可行的是，扩展行程范围，使得覆盖充足的投影角度范围，使得可以从投影图像中重建记录区域的具有足够质量的三维图像数据集。带来了用于轨迹规划的另一自由度，即离开参考平面，以便尽管可能存在运动自由度的限制和/或不存在与患者或x射线装置的部件的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种计算机实现的用于运行用于记录患者(3)的记录区域的投影图像的X射线装置(1)的方法，其中所述X射线装置(1)具有机架(4)、承载臂(5)、保持装置(9)和C型臂(10)，在所述C型臂(10)处相对置地设置有X射线辐射器(11)和X射线探测器(12)，其中所述承载臂(5)在一个端部处以围绕第一旋转轴线(7)可旋转的方式与所述机架(4)耦联，以用于建立第一运动自由度，并且在另一端部处，所述保持装置(9)以围绕第二旋转轴线(14)可旋转的方式耦联到所述承载臂(5)，以用于建立第二运动自由度，使得所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线(7，14)以及所述X射线辐射器(11)的中央射线(13)在所述承载臂(5)和所述保持装置(9)的所有方位中都相交在一点(15)，并且其中弯曲的所述C型臂(10)还可移动地支承在所述保持装置(9)的引导部中，以用于建立第三运动自由度，其中所述运动自由度中的每个运动自由度与能够通过所述X射线装置(1)的控制装置(17)操控的执行器相关联，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在优化方法中，在遵守作为边界条件的距所述患者(3)和/或所述X射
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述理想轨迹是部分圆形轨道，和/或竖直的、尤其垂直于所述患者(3)和/或将所述检查床(2)的纵向方向的平面用作所述参考平面。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，将所述中央射线(13)从所述参考平面中偏离的至少一个最大角度偏差、尤其10°至20°、优选地15°的最大角度偏差预设为其他边界条件，和/或将所述角度偏差的最小化预设为优化目标。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，确定患者特定的扩展信息，并且在所述优化时考虑所述扩展信息，以用于评估所述边界条件。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述投影角度范围扩展超过待覆盖的参考角度范围、尤其200°的待覆盖的参考角度范围，用于记录其他投影图像，以减少在后续重建中的伪影。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述投影角度范围相对于所述参考角度范围扩展2°至10°、尤其5°至7°。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一旋转轴线(7)相对于水平线倾斜1°至20°、尤其18°，和/或围绕所述第一旋转轴线(7)的行程范围为140°至160°、尤其150°，和/或围绕所述第二旋转轴线(14)的行程范围为300°至320°、尤其310°，和/或通过所述C型臂(10)在所述保持装置(9)中的移动引起的行程范围为140°至160°、尤其150°。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述X射线探测器(12)借助于能够通过所述控制装置(17)操控的另一执行器围绕平行于所述中央射线(13)、尤其对应于所述中央射线(13)的探测器旋转轴线可旋转地支承，其中在所述横向轨迹(18)期间，所述控制装置(17)操控所述另一执行器，使得所述X射线探测器(12)采用对于所有投影图像预先确定的取向，尤其相对置的纵向棱边沿着所述检查床(2)的纵向方向。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述记录区域是腹部区域和/或臀部区域。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述机架(4)是底部安装的。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，沿着所述横向轨迹(18)的运动以每秒至少40°、尤其每秒至少50°的速度进行。
13.一种X射线装置(1)，所述X射线装置(1)具有机架(4)、承载臂(5)、保持装置(9)和C型臂(10)，在所述C型臂(10)处相对置地设置有X射线辐射器(11)和X射线探测器(12)，其中所述承载臂(5)在一个端部处以围绕第一旋转轴线(7)可旋转的方式与所述机架(4)耦联，以用于建立第一运动自由度，并且在另一端部处，所述保持装置(9)以围绕第二旋转轴线(14)可旋转的方式耦联到所述承载臂(5)上，以用于建立第二运动自由度，使得所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线(7，14)以及所述X射线辐射器(11)的中央射线(13)在所述承载臂(5)和所述保持装置(9)的所有方位中都相交在一点(15)，并且其中弯曲的所述C型臂(10)还可移动地支承在所述保持装置(9)的引导部中，以用于建立第三运动自由度，其中所述运动自由度中的每个运动自由度与能够通过所述X射线装置(1)的控制装置(17)操控的执行器相关联，...
【技术特征摘要】
1.一种计算机实现的用于运行用于记录患者(3)的记录区域的投影图像的x射线装置(1)的方法，其中所述x射线装置(1)具有机架(4)、承载臂(5)、保持装置(9)和c型臂(10)，在所述c型臂(10)处相对置地设置有x射线辐射器(11)和x射线探测器(12)，其中所述承载臂(5)在一个端部处以围绕第一旋转轴线(7)可旋转的方式与所述机架(4)耦联，以用于建立第一运动自由度，并且在另一端部处，所述保持装置(9)以围绕第二旋转轴线(14)可旋转的方式耦联到所述承载臂(5)，以用于建立第二运动自由度，使得所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线(7，14)以及所述x射线辐射器(11)的中央射线(13)在所述承载臂(5)和所述保持装置(9)的所有方位中都相交在一点(15)，并且其中弯曲的所述c型臂(10)还可移动地支承在所述保持装置(9)的引导部中，以用于建立第三运动自由度，其中所述运动自由度中的每个运动自由度与能够通过所述x射线装置(1)的控制装置(17)操控的执行器相关联，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在优化方法中，在遵守作为边界条件的距所述患者(3)和/或所述x射线装置(1)的部件的安全间距的情况下，所述横向轨迹(18)确定成，使得所述横向轨迹(18)尽可能靠近所述参考平面中的理想轨迹。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述理想轨迹是部分圆形轨道，和/或竖直的、尤其垂直于所述患者(3)和/或将所述检查床(2)的纵向方向的平面用作所述参考平面。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，将所述中央射线(13)从所述参考平面中偏离的至少一个最大角度偏差、尤其10°至20°、优选地15°的最大角度偏差预设为其他边界条件，和/或将所述角度偏差的最小化预设为优化目标。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，确定患者特定的扩展信息，并且在所述优化时考虑所述扩展信息，以用于评估所述边界条件。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述投影角度范围扩展超过待覆盖的参考角度范围、尤其200°的待覆盖的参考角度范围，用于记录其他投影图像，以减少在后续重建中的伪影。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述投影角度范围相对于所述参考角度范围扩展2°至10°、尤其5°至7°。
8.根据上述权...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·施密特，迈克尔·迈耶，迈克尔·珀尔拉特，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：
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