專(zhuān)利名稱(chēng)：診斷用x射線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有自動(dòng)亮度控制過(guò)程的診斷用X射線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
診斷用X射線系統(tǒng)是以灰度圖顯示穿過(guò)對(duì)象內(nèi)部的X射線強(qiáng)度變化的成像設(shè)備，包括適于特定用于診斷、處理等的各種類(lèi)型。將透射X射線圖像轉(zhuǎn)換成可視圖像的手段大致分為兩種方法成像和熒光照相。例如，采用熒光照相的診斷用X射線系統(tǒng)具有極好的直接性，可以在TV監(jiān)視器上將所獲得的X射線圖像作為活動(dòng)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。
采用熒光照相或成像的診斷用X射線系統(tǒng)(以下稱(chēng)作診斷用X射線系統(tǒng))通常具有稱(chēng)作自動(dòng)亮度控制的功能。這是一種通過(guò)改變X射線負(fù)載因子來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制從而使要顯示的X射線熒光照相圖像保持恒定亮度的功能。
圖7是用于說(shuō)明傳統(tǒng)的診斷用X射線系統(tǒng)中的自動(dòng)亮度控制控能的視圖，示出在TV監(jiān)視器上顯示的X射線熒光照相圖像。
根據(jù)傳統(tǒng)的診斷用X射線系統(tǒng)，由亮度測(cè)量設(shè)備(例如，測(cè)量光倍增器的電平和視頻信號(hào)電平的設(shè)備)來(lái)計(jì)算，例如，

圖1所示的X射線熒光透射圖像中亮度測(cè)量區(qū)域70的平均亮度。然后，通過(guò)鑒別整個(gè)亮度測(cè)量區(qū)域70的亮和暗來(lái)進(jìn)行自動(dòng)亮度控制，然后確定X射線負(fù)載因子從而獲得合適的亮度，并將該X射線負(fù)載因子反饋給X射線發(fā)生系統(tǒng)。
附帶地，為了防止對(duì)象曝光過(guò)度以使顯示的圖像更易觀看等，在使用診斷用X射線系統(tǒng)進(jìn)行診斷的過(guò)程中有時(shí)用X射線限束(beam limiting)裝置限制從X射線發(fā)生系統(tǒng)發(fā)射出的X射線束。在此情形中，X射線熒光透射圖像受到這種限束的影響，它反過(guò)來(lái)限制如圖1所示的成像區(qū)域。
然而，因?yàn)槠骄炼仁峭ㄟ^(guò)前面提到的傳統(tǒng)自動(dòng)亮度控制功能根據(jù)亮度測(cè)量區(qū)域70來(lái)計(jì)算的，當(dāng)對(duì)亮度測(cè)量區(qū)域70進(jìn)行如圖1所示的限束時(shí)，進(jìn)行亮度控制包括受限束影響的區(qū)域。這導(dǎo)致了亮度控制從而極大地增加了X射線熒光透射圖像的亮度，因此使得不可能確定能夠給出最佳亮度的X射線負(fù)載因子。
另外，診斷中感興趣的區(qū)域之間通常都不相同。然而，傳統(tǒng)的診斷用X射線系統(tǒng)中的亮度測(cè)量區(qū)域具有特定的形狀和尺寸，而不管要成像的目標(biāo)(區(qū)域)如何。因此，對(duì)要顯示的給定區(qū)域來(lái)說(shuō)，可能出現(xiàn)亮度測(cè)量區(qū)域70不符合感興趣的區(qū)域的情況，這使得進(jìn)行相應(yīng)于給定區(qū)域的精確亮度控制不可實(shí)行。
本發(fā)明考慮到上面提到的這些，因此其目的在于給出對(duì)X射線限束不敏感且能容易地對(duì)要分析的區(qū)域進(jìn)行精確的亮度控制過(guò)程的診斷用X射線系統(tǒng)。
發(fā)明公開(kāi)換句話說(shuō)，本發(fā)明的某一方面給出診斷用X射線系統(tǒng)，包括X射線發(fā)生單元，以給定的X射線負(fù)載因子向?qū)ο蟀l(fā)射X射線；限束單元，通過(guò)限束限制X射線的照射區(qū)域；圖像發(fā)生單元，根據(jù)穿過(guò)對(duì)象身體內(nèi)部的X射線產(chǎn)生預(yù)定尺寸的圖像；亮度計(jì)算單元，計(jì)算涉及圖像內(nèi)預(yù)定區(qū)域的亮度；控制單元，根據(jù)亮度計(jì)算單元中計(jì)算的亮度確定X射線負(fù)載因子并對(duì)X射線發(fā)生單元進(jìn)行X射線負(fù)載因子的反饋控制；以及判斷單元，判斷相應(yīng)于限束的區(qū)域是否與圖像中的預(yù)定區(qū)域重疊，其中當(dāng)判斷單元判斷到重疊時(shí)，亮度計(jì)算單元將預(yù)定區(qū)域變換到不和相應(yīng)于限束的區(qū)域重疊的給定區(qū)域，并根據(jù)該給定區(qū)域計(jì)算亮度。
本發(fā)明的另一方面給出診斷用X射線系統(tǒng)，包括X射線發(fā)生單元，以給定的X射線負(fù)載因子向?qū)ο蟀l(fā)射X射線；限束單元，通過(guò)限束限制X射線的照射區(qū)域；圖像發(fā)生單元，根據(jù)穿過(guò)對(duì)象身體內(nèi)部的X射線產(chǎn)生預(yù)定尺寸的圖像；亮度計(jì)算單元，在進(jìn)行X射線熒光照相時(shí)計(jì)算涉及圖像中第一區(qū)域的亮度，并在進(jìn)行X射線成像時(shí)計(jì)算涉及圖像中第二區(qū)域的亮度；控制單元，根據(jù)亮度計(jì)算單元中計(jì)算的亮度確定X射線負(fù)載因子并對(duì)X射線發(fā)生單元進(jìn)行X射線負(fù)載因子的反饋控制；以及判斷單元，判斷相應(yīng)于限束的區(qū)域是否與圖像中的第一區(qū)域或第二區(qū)域重疊，其中當(dāng)判斷單元判斷X射線熒光照相中相應(yīng)于限束的區(qū)域與第一區(qū)域重疊時(shí)，亮度計(jì)算單元將第一區(qū)域變換到不和相應(yīng)于限束的區(qū)域重疊的第三區(qū)域，并根據(jù)該第三區(qū)域計(jì)算亮度；當(dāng)判斷單元判斷X射線成像中相應(yīng)于限束的區(qū)域不與第二區(qū)域重疊時(shí)，亮度計(jì)算單元根據(jù)第二區(qū)域計(jì)算亮度；而當(dāng)判斷單元判斷X射線成像中相應(yīng)于限束的區(qū)域與第二區(qū)域重疊時(shí)，亮度計(jì)算單元將第二區(qū)域變換到第三區(qū)域并根據(jù)該第三區(qū)域計(jì)算亮度。
附圖簡(jiǎn)述圖1為用于說(shuō)明傳統(tǒng)的自動(dòng)亮度控制過(guò)程的視圖；圖2為示意性示出根據(jù)某一實(shí)施方案的診斷用X射線系統(tǒng)的布置；圖3為詳述用于自動(dòng)亮度控制的程序的某一實(shí)施例的流程圖，其中可根據(jù)需要改變亮度測(cè)量區(qū)域；圖4為用于說(shuō)明涉及第一亮度測(cè)量區(qū)域的自動(dòng)亮度控制過(guò)程的視圖，示出顯示在TV監(jiān)視器上的X射線熒光照相圖像；圖5為用于說(shuō)明當(dāng)進(jìn)行X射線限束操作時(shí)的自動(dòng)亮度控制過(guò)程的視圖，示出顯示在TV監(jiān)視器上的X射線熒光照相圖像；圖6A、圖6B和圖6C為用于說(shuō)明當(dāng)接連進(jìn)行X射線限束操作時(shí)的自動(dòng)亮度控制過(guò)程的視圖，每個(gè)都示出顯示在TV監(jiān)視器上的X射線熒光照相圖像；圖7為用于說(shuō)明對(duì)每個(gè)區(qū)域自動(dòng)設(shè)置亮度測(cè)量區(qū)域的功能的視圖；以及圖8為用于說(shuō)明由該具有自動(dòng)成像條件評(píng)估過(guò)程的診斷用X射線系統(tǒng)進(jìn)行的一串成像動(dòng)作的流程圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式下面的描述將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案。本發(fā)明適用于熒光照相診斷用X射線系統(tǒng)和成像診斷用X射線系統(tǒng)(或既能以熒光照相模式也能以成像模式拾取圖像的診斷用X射線系統(tǒng))。
圖2為示意性示出根據(jù)該實(shí)施方案的診斷用X射線系統(tǒng)的布置。
參見(jiàn)圖2，該診斷用X射線系統(tǒng)包含高電壓變壓組件11、X射線管13、X射線限束裝置15、探測(cè)器17以及具有探測(cè)器接口22的熒光圖像處理裝置20、亮度計(jì)算圖像存儲(chǔ)器24、X射線限束接口26、高電壓變壓組件接口28、CPU 30、成像條件儲(chǔ)存部分31，以及視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換部分32，還有都和設(shè)備主體相連的TV監(jiān)視器34和控制臺(tái)36。
參見(jiàn)圖2，高電壓變壓組件11為向X射線管13提供高電壓的裝置。
X射線管13為X射線發(fā)生真空管，通過(guò)利用高電壓變壓組件11中產(chǎn)生的高電壓加速電子使其與目標(biāo)碰撞，從而產(chǎn)生X射線。
X射線限束裝置15置于X射線管13和對(duì)象之間，使從X射線管13的X射線聚焦點(diǎn)發(fā)射的X射線束稱(chēng)為錐形，從而產(chǎn)生具有所需立體角的X射線束。
位置探測(cè)裝置16探測(cè)涉及X射線限束裝置15的限束的位置信息并將其通過(guò)X射線限束I/F 26傳給CPU 30。更具體地，它探測(cè)限束裝置15處理X射線形狀的區(qū)域的形狀、從限束裝置15到探測(cè)器17的距離等，并將探測(cè)結(jié)果作為位置信息傳給CPU 30。
應(yīng)當(dāng)指出，從限束裝置15到探測(cè)器17的距離并不一定要由位置探測(cè)裝置16來(lái)探測(cè)，可以用另一探測(cè)器探測(cè)該距離并將其傳給CPU30。
探測(cè)器17探測(cè)穿過(guò)對(duì)象P的X射線的X射線傳輸數(shù)據(jù)并將其輸出給探測(cè)器接口22。探測(cè)器通常包括使用半導(dǎo)體器件的平板探測(cè)器，以及包含X射線圖像增強(qiáng)器和光學(xué)系統(tǒng)的探測(cè)器。本發(fā)明的診斷用X射線系統(tǒng)可使用以上任何一種探測(cè)器，在該實(shí)施方案中，為說(shuō)明方便器件，使用平板探測(cè)器。
探測(cè)器接口22接收在探測(cè)器17中轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的數(shù)字熒光照相圖像數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)傳送給CPU 30、亮度計(jì)算圖像存儲(chǔ)器24，等。
亮度計(jì)算圖像存儲(chǔ)器24接收來(lái)自探測(cè)器接口22的數(shù)字熒光照相圖像數(shù)據(jù)，并將其逐幀儲(chǔ)存。
X射線限束接口26將來(lái)自CPU 30的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成預(yù)定信號(hào)序列并將其傳給X射線限束裝置15。
高電壓變壓組件接口28為將來(lái)自CPU 30用于產(chǎn)生X射線的控制信號(hào)傳送給高電壓變壓組件11。
CPU 30為控制X射線熒光照相圖像數(shù)據(jù)的獲得和所得圖像數(shù)據(jù)的處理的中央處理器。CPU 30還控制對(duì)儲(chǔ)存在亮度計(jì)算圖像存儲(chǔ)器24中的X射線熒光照相圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行的亮度計(jì)算；根據(jù)從X射線限束裝置15輸入的限束位置信息進(jìn)行亮度測(cè)量區(qū)域的改變；根據(jù)所計(jì)算的亮度進(jìn)行X射線負(fù)載因子的確定；X射線負(fù)載因子向高電壓變壓組件11的反饋，等等。
此外，CPU 30根據(jù)儲(chǔ)存在成像條件儲(chǔ)存部分31中的信息從用于熒光照相的X射線負(fù)載因子估算用于成像的X射線負(fù)載因子。在下面描述的自動(dòng)成像條件估算過(guò)程中將具體說(shuō)明估算過(guò)程的內(nèi)容。
成像條件儲(chǔ)存部分31儲(chǔ)存涉及用于熒光照相的X射線負(fù)載因子和用于成像的X射線負(fù)載因子之間預(yù)定對(duì)應(yīng)關(guān)系的信息。例如，該對(duì)應(yīng)關(guān)系如下確定。
也就是說(shuō)，預(yù)備許多具有不同厚度的體模，并將各體模進(jìn)行成像。在每個(gè)體模的成像過(guò)程中，設(shè)定相應(yīng)于用于熒光照相的X射線負(fù)載因子的用于成像的X射線負(fù)載因子以使在TV監(jiān)視器34上可得到最佳亮度信號(hào)。這些真實(shí)測(cè)量的值編成表格、曲線圖等，用作以后涉及對(duì)應(yīng)關(guān)系的信息。應(yīng)當(dāng)指出，具有不同厚度的許多體模的預(yù)備考慮到對(duì)象和對(duì)象之間結(jié)構(gòu)的不同。另外，每個(gè)體模具有厚度不同的區(qū)域。這是因?yàn)榭紤]到實(shí)際情況下，病人的不同區(qū)域——例如身體和頭部——厚度不同。用于熒光照相和用于成像的X射線負(fù)載因子之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系在，例如，USP 4,985,908中進(jìn)行了詳細(xì)討論。
視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換部分32將輸入的X射線熒光照相圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)序列轉(zhuǎn)換成視頻形式的信號(hào)。
TV監(jiān)視器34顯示出視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換部分輸出的圖像數(shù)據(jù)。
控制臺(tái)36是具有鍵盤(pán)、各種開(kāi)關(guān)、鼠標(biāo)等的輸入裝置。
(自動(dòng)亮度控制過(guò)程)現(xiàn)在將參考圖3和圖4對(duì)通過(guò)熒光照相的診斷進(jìn)行說(shuō)明，作為在如上布置的診斷用X射線系統(tǒng)上進(jìn)行X射線限束操作時(shí)自動(dòng)亮度控制過(guò)程的實(shí)施例。
自動(dòng)亮度控制過(guò)程是一種控制方法，通過(guò)它重新設(shè)置X射線負(fù)載因子，從而對(duì)于涉及X射線熒光照相圖像中參考區(qū)域的平均亮度給出適當(dāng)?shù)牧炼?，并反饋給高電壓變壓組件11。X射線負(fù)載因子包括X射線管電流、X射線管電壓，等等。
圖3為詳述自動(dòng)亮度控制程序的某一實(shí)施例的流程圖，其中亮度測(cè)量區(qū)域可根據(jù)需要進(jìn)行改變，它是本發(fā)明的診斷用X射線系統(tǒng)的特征之一。
圖4為用于說(shuō)明自動(dòng)亮度控制過(guò)程的視圖，示出顯示在TV監(jiān)視器上的脊椎X射線熒光照相圖像和初始設(shè)置的感興趣區(qū)域(ROI)。
參見(jiàn)圖3，首先響應(yīng)預(yù)定輸入確定檢查規(guī)程(步驟S1)。通過(guò)選擇要檢查的區(qū)域等來(lái)確定檢查規(guī)程。
然后，CPU 30從位置信息探測(cè)裝置16獲得涉及X射線限束裝置15進(jìn)行的限束的位置信息(步驟S2)。
然后，根據(jù)位置信息計(jì)算某一幀的圖像中受X射線限束影響的區(qū)域，并判斷這樣計(jì)算的區(qū)域是否與初始設(shè)置的感興趣區(qū)域重疊(在該實(shí)施方案的下文中，稱(chēng)作第一亮度測(cè)量區(qū)域)(步驟S3)。
更具體地，給定了限束裝置15限制X射線形狀的區(qū)域的尺寸以及從限束裝置15到探測(cè)器17的距離，就可確定探測(cè)器17上的X射線照射區(qū)域。
當(dāng)在步驟S3中判斷出第一亮度測(cè)量區(qū)域40和受限束影響的區(qū)域重疊時(shí)(見(jiàn)圖8)，流程進(jìn)入步驟S4，執(zhí)行改變涉及下述自動(dòng)亮度控制的參考區(qū)域的過(guò)程，這是該系統(tǒng)的特征之一。
換句話說(shuō)，CPU 30根據(jù)步驟S3確定的受限束影響的區(qū)域?qū)D4所示的第一亮度測(cè)量區(qū)域40變?yōu)閳D5所示的不受限束影響的第二亮度測(cè)量區(qū)域。然后，CPU 30設(shè)置第二亮度測(cè)量區(qū)域42作為涉及自動(dòng)亮度控制的參考區(qū)域(步驟S4)。
可在某一幀中如步驟S2中描述的那樣通過(guò)選取被X射線照射區(qū)域占據(jù)的區(qū)域來(lái)找到改變了的參考區(qū)域。
另一方面，當(dāng)在步驟S3中判斷第一亮度測(cè)量區(qū)域不與受限束影響的區(qū)域重疊時(shí)，流程進(jìn)入步驟S3，第一亮度測(cè)量區(qū)域40設(shè)為自動(dòng)亮度控制的參考區(qū)域(步驟S5)。
應(yīng)當(dāng)指出，第一亮度控制區(qū)域40可通過(guò)在控制臺(tái)36上的操作變?yōu)槿我庑螤?。此外，第一亮度測(cè)量區(qū)域40的適當(dāng)形狀、尺寸等根據(jù)要成像的目標(biāo)(要成像的區(qū)域)而不同。因此，最好根據(jù)要成像的目標(biāo)自動(dòng)設(shè)置具有適當(dāng)形狀、尺寸等的第一亮度測(cè)量區(qū)域40，其內(nèi)容將在下面詳細(xì)描述。
然后，從X射線管13在預(yù)定時(shí)間發(fā)射出X射線，在探測(cè)器17中獲得穿過(guò)對(duì)象P的X射線的X射線傳輸數(shù)據(jù)(步驟S6)。
然后，CPU 30執(zhí)行涉及在步驟S4或S5中設(shè)置的參考區(qū)域的自動(dòng)亮度控制(步驟S7)。
換句話說(shuō)，所獲得的X射線傳輸數(shù)據(jù)通過(guò)探測(cè)器接口22逐幀儲(chǔ)存到亮度計(jì)算圖像存儲(chǔ)器24中。CPU 30讀出儲(chǔ)存在亮度計(jì)算圖像存儲(chǔ)器24中的某一幀的數(shù)字熒光照相圖像，并計(jì)算涉及讀出的圖像中設(shè)置的參考區(qū)域的亮度。亮度計(jì)算則計(jì)算參考區(qū)域中所有象素的平均亮度。然后CPU 30設(shè)置X射線負(fù)載因子從而向參考區(qū)域中的熒光照相圖像給出適當(dāng)?shù)牧炼?，并將其反饋給高電壓變壓組件11。
上述自動(dòng)亮度控制的結(jié)果是在TV監(jiān)視器34上顯示經(jīng)過(guò)了適當(dāng)亮度控制的X射線熒光照相圖像(步驟S8)。
根據(jù)上述程序，有可能通過(guò)以最合適的方法控制亮度以使其不受X射線限束的影響從而以適當(dāng)?shù)牧炼蕊@示X射線熒光照相圖像。應(yīng)當(dāng)指出，可連續(xù)進(jìn)行亮度控制功能?，F(xiàn)在將簡(jiǎn)要描述在情形中的程序。
圖6A、圖6B和圖6C為用于說(shuō)明連續(xù)進(jìn)行X射線限束操作的情形中的自動(dòng)亮度控制過(guò)程的視圖。
例如，假設(shè)如圖6A所示對(duì)X射線熒光照相圖像進(jìn)行限束操作，然后設(shè)置如圖6B所示的第二亮度測(cè)量區(qū)域42并根據(jù)這樣設(shè)置的區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)亮度控制過(guò)程。
當(dāng)對(duì)圖6B所示的熒光照相圖像進(jìn)一步進(jìn)行預(yù)定限束操作時(shí)，再次重復(fù)圖3中詳述的程序。因此設(shè)置如圖6C所示的第三亮度測(cè)量區(qū)域44，并根據(jù)這樣設(shè)置的區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)亮度控制過(guò)程(在此情形中，因?yàn)闆](méi)有改變檢查規(guī)程，該過(guò)程實(shí)際上從步驟S2開(kāi)始。此外，根據(jù)第二亮度測(cè)量區(qū)域42進(jìn)行步驟S3中的判斷和步驟S5中的過(guò)程，根據(jù)第三亮度測(cè)量區(qū)域44進(jìn)行步驟S4中的過(guò)程)。無(wú)須說(shuō)明，對(duì)于限束操作或進(jìn)一步進(jìn)行的放光操作，自動(dòng)亮度控制過(guò)程都以相同的方式進(jìn)行。
現(xiàn)在將說(shuō)明為每個(gè)要成像的目標(biāo)(區(qū)域)自動(dòng)設(shè)置第一亮度測(cè)量區(qū)域的功能。
通常，第一亮度測(cè)量區(qū)域是感興趣的區(qū)域，在其上顯示了在診斷中尤其重要的熒光照相圖像信息。感興趣的區(qū)域的適當(dāng)形狀、尺寸等根據(jù)要成像的目標(biāo)(要成像的區(qū)域)而不同。因此最好設(shè)置相應(yīng)于要診斷的目標(biāo)的區(qū)域。為此，本發(fā)明的診斷用X射線系統(tǒng)具有對(duì)要成像的每個(gè)目標(biāo)自動(dòng)設(shè)置區(qū)域的功能?，F(xiàn)在將參考圖7說(shuō)明該功能。
圖8為用于說(shuō)明為每個(gè)區(qū)域自動(dòng)設(shè)置亮度測(cè)量區(qū)域的功能的視圖。
參見(jiàn)圖7，如上所述，通過(guò)選擇要檢查的區(qū)域等確定檢查規(guī)程50，并且，例如，將其分為頭部規(guī)程、腹部規(guī)程、腿部規(guī)程等。根據(jù)在圖3的步驟S1中確定的檢查規(guī)程，CPU 30在圖3的步驟S3中利用為每個(gè)區(qū)域預(yù)先記錄的第一亮度測(cè)量區(qū)域40進(jìn)行判斷。圖7示出相應(yīng)于各個(gè)區(qū)域的第一亮度測(cè)量區(qū)域的實(shí)施例。顯然，可通過(guò)改變記錄的內(nèi)容任意改變各區(qū)域的形狀和尺寸。
根據(jù)上述布置，可獲得如下優(yōu)點(diǎn)。
因?yàn)樽詣?dòng)亮度控制按常規(guī)那樣對(duì)如圖1所示的整個(gè)包括受限束影響的區(qū)域和不受限束影響的區(qū)域的亮度測(cè)量區(qū)域進(jìn)行，因而亮度控制沒(méi)有適當(dāng)進(jìn)行。
反過(guò)來(lái)，根據(jù)本發(fā)明的診斷用X射線系統(tǒng)，用作參考區(qū)域的第一亮度測(cè)量區(qū)域40變?yōu)椴皇芟奘绊懙牡诙炼葴y(cè)量區(qū)域42，如圖6所示，從而可容易且適當(dāng)?shù)乜刂屏炼?，而不?huì)受限束的影響。這樣就有可能給出適當(dāng)?shù)那乙子谟^看的X射線熒光照相圖像。
而且，因?yàn)楦鶕?jù)需要進(jìn)行自動(dòng)亮度控制，當(dāng)進(jìn)行X射線限束操作時(shí)，可容易地實(shí)時(shí)給出適當(dāng)且易于觀看的X射線熒光照相圖像。
此外，因?yàn)樽詣?dòng)設(shè)置了適于每個(gè)要檢查區(qū)域的亮度測(cè)量區(qū)域，可給出適于觀察特殊區(qū)域的亮度。這樣就有可能通過(guò)省略改變參考區(qū)域所需的過(guò)程來(lái)提高效率。
(自動(dòng)成像條件估算過(guò)程)現(xiàn)在將說(shuō)明診斷用X射線系統(tǒng)所進(jìn)行的自動(dòng)成像條件估算過(guò)程。
通常，診斷用X射線系統(tǒng)可以以獲得要診斷對(duì)象的靜態(tài)圖像或移動(dòng)圖像的成像模式攝錄圖像，也可以以連續(xù)地或周期地獲得一系列X射線圖像以實(shí)時(shí)顯示可視圖像的熒光照相模式攝錄圖像。比較起來(lái)，以成像模式拾取的圖像和以熒光照相模式拾取的圖像在初始設(shè)置的ROI、發(fā)射的X射線強(qiáng)度等上都有所不同。更特定地，因?yàn)槌上衲Ｊ街谐跏荚O(shè)置的ROI為包括要成像的對(duì)象的區(qū)域，它的尺寸通常要大于熒光照相模式中初始設(shè)置的ROI(也就是，上述的第一亮度測(cè)量區(qū)域)反過(guò)來(lái)，因?yàn)楫?dāng)經(jīng)常移動(dòng)成像系統(tǒng)以使其定位在實(shí)際熒光照相模式中時(shí)常觀察到圖像，所以第一亮度測(cè)量區(qū)域經(jīng)常設(shè)置在一幀圖像的中心附近(應(yīng)當(dāng)指出，將，例如，圖4中所示的第一亮度測(cè)量區(qū)域顯示為相對(duì)較大的區(qū)域，這是為了說(shuō)明方便起見(jiàn))。而且，獲得診斷圖像的成像模式中所發(fā)射X射線的強(qiáng)度高于針對(duì)定位的熒光照相模式中所發(fā)射的X射線的強(qiáng)度。
作為一種使用前述這些的圖像獲取的形式，例如，可在成像系統(tǒng)(X射線管13、X射線限束裝置15、探測(cè)器17、未示出用于安裝這些組件的C-臂，等)以熒光照相模式充分定位之后以成像模式攝錄診斷圖像。在此情形中，如上所述，因?yàn)檫@些模式之間各種條件的不同，在普通診斷用X射線系統(tǒng)中，當(dāng)從熒光照相模式轉(zhuǎn)變到成像模式時(shí)，所有條件都要重置。因此，當(dāng)啟動(dòng)成像模式時(shí)，必需為成像模式重新設(shè)置條件。通常，例如，根據(jù)成像模式中第一X射線輻射尋找并設(shè)置成像條件。
反過(guò)來(lái)，根據(jù)這一診斷用X射線系統(tǒng)，當(dāng)在熒光照相模式中充分定位成像系統(tǒng)之后在成像模式中攝錄診斷圖像時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)成像條件估算過(guò)程，以使成像模式中能用到熒光照相模式中所獲得的信息。根據(jù)自動(dòng)成像條件估算過(guò)程，在成像模式中第一次發(fā)射X射線之前就設(shè)置了適當(dāng)?shù)某上駰l件，因此可即時(shí)獲得X射線診斷圖像。
圖8為用于說(shuō)明具有自動(dòng)成像條件估算過(guò)程的診斷用X射線系統(tǒng)中一系列成像操作的流程圖。
參見(jiàn)圖8，首先根據(jù)圖3中詳述的程序在熒光照相模式中定位成像系統(tǒng)(步驟S9)。假設(shè)在這一步驟中進(jìn)行上述步驟S1至S8中的過(guò)程。
然后，響應(yīng)于操作者通過(guò)控制臺(tái)36輸入的預(yù)定輸入將模式切換至成像模式(步驟S10)。
在切換到成像模式之后，CPU 30判斷在圖3的步驟S3中計(jì)算的一幀圖像中受X射線限束影響的區(qū)域是否與成像模式中初始設(shè)置的ROI(以下稱(chēng)為成像模式ROI)重疊(步驟S11)。
當(dāng)在步驟S11中判斷到成像模式ROI與受限束影像的區(qū)域重疊時(shí)(見(jiàn)圖1)，流程進(jìn)入步驟S12，其中成像模式ROI改變?yōu)椴慌c受限束影響的區(qū)域重疊的優(yōu)化ROI并設(shè)為參考區(qū)域。
更特定地，CPU 30根據(jù)步驟S3中確定的受限束影響的區(qū)域?qū)ⅲ?，圖4所示的成像模式ROI(第一亮度測(cè)量區(qū)域)變?yōu)閳D5所示的不受限束影響的優(yōu)化ROI(第二亮度測(cè)量區(qū)域)。然后CPU30將優(yōu)化ROI設(shè)為涉及自動(dòng)亮度控制的參考區(qū)域(步驟S12)。
可以像第二亮度測(cè)量區(qū)域42那樣在某一幀中通過(guò)計(jì)算步驟S2中描述的被X射線照射區(qū)域占據(jù)的區(qū)域來(lái)確定優(yōu)化ROI。
另一方面，當(dāng)在步驟S11中判斷到成像模式ROI不與受限束影響的區(qū)域重疊時(shí)，流程進(jìn)入步驟S13，成像模式ROI設(shè)為參考區(qū)域(步驟S13)。
然后，從熒光照相模式中的X射線負(fù)載因子自動(dòng)計(jì)算成像模式中的X射線負(fù)載因子(步驟S14)。換句話說(shuō)，不用發(fā)射X射線，而是使用在熒光照相模式中獲得的像限束位置和最佳亮度值這樣的信息來(lái)得到成像模式中的X射線負(fù)載因子。更具體地，CPU 30根據(jù)儲(chǔ)存在成像條件儲(chǔ)存部分31中的涉及熒光照相的X射線負(fù)載因子和成像的X射線負(fù)載因子之間關(guān)系的信息，從步驟S9中進(jìn)行的熒光照相的X射線負(fù)載因子獲得成像模式的X射線負(fù)載因子，而無(wú)需發(fā)射X射線。在，例如，前述USP4,985,908中詳細(xì)討論了從熒光照相模式的X射線負(fù)載因子獲得成像模式的X射線負(fù)載因子的方法。
然后，在所需時(shí)刻從X射線管13發(fā)射X射線，在探測(cè)器17中得到通過(guò)穿過(guò)對(duì)象P的X射線的X射線成像數(shù)據(jù)(步驟S15)。
然后CPU 30對(duì)步驟S12或步驟S13中設(shè)置的參考區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)亮度控制(步驟S16)。自動(dòng)亮度控制已在上面進(jìn)行了說(shuō)明。
上述自動(dòng)亮度控制的結(jié)果是可在TV監(jiān)視器34上顯示經(jīng)過(guò)適當(dāng)亮度控制的X射線成像圖像(步驟S17)。
根據(jù)上述自動(dòng)成像條件估算過(guò)程，在這樣的情形——在熒光照相模式中進(jìn)行成像系統(tǒng)的定位過(guò)程然后在成像模式中進(jìn)行診斷圖像的攝錄——中，可使用前述步驟中在成像系統(tǒng)的定位過(guò)程中獲得的限束定位信息來(lái)優(yōu)化ROI。換句話說(shuō)，盡管在成像模式中初始設(shè)置的ROI比熒光照相模式中的ROI大，也可在成像模式中通過(guò)使用熒光照相模式中獲得的信息從初始X射線輻射進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)亮度控制。因此，根據(jù)診斷用X射線系統(tǒng)，不僅可以攝錄適當(dāng)?shù)暮鸵子谟^看的X射線成像圖像，還可以提高診斷工作的效率，因?yàn)樵诔上衲Ｊ街胁辉傩枰匦芦@得限束定位信息。
盡管已描述了本發(fā)明的實(shí)施方案，但是應(yīng)當(dāng)理解，任何熟練的技術(shù)人員都可在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種修改和調(diào)整，還應(yīng)當(dāng)理解，這樣的修改和調(diào)整應(yīng)包括在本發(fā)明中。例如，可在不改變其要旨的基礎(chǔ)上如下修改本發(fā)明。
例如，在圖3或圖8所示的流程的任何步驟中在任意時(shí)間改變X射線限束位置作為插入操作的情形中，可以使流程返回步驟S1，以使過(guò)程根據(jù)新的X射線限束位置信息來(lái)進(jìn)行。
而且，應(yīng)當(dāng)理解，在可能的時(shí)候可根據(jù)需要將各個(gè)實(shí)施方案組合起來(lái)，在這樣一個(gè)情形中可實(shí)現(xiàn)組合效果。此外，上述實(shí)施方案包括各種階段的發(fā)明，通過(guò)適當(dāng)組合上述許多組成特征，可得到多種發(fā)明。例如，在實(shí)施方案中示出的所有組成特征中，即使省略了一些組成特征，也可實(shí)現(xiàn)“本發(fā)明要解決的問(wèn)題”欄中討論的目的，而且在實(shí)現(xiàn)了“發(fā)明優(yōu)點(diǎn)”欄中討論的至少一個(gè)優(yōu)點(diǎn)的情形中，省略某些組成特征的布置也可作為一個(gè)發(fā)明。
工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，可容易地進(jìn)行不受X射線限束影響并相應(yīng)于要檢查區(qū)域的足夠的亮度控制過(guò)程。
權(quán)利要求
1.診斷用X射線系統(tǒng)，包含X射線發(fā)生單元，以預(yù)定X射線負(fù)載因子向?qū)ο蟀l(fā)射X射線；限束單元，通過(guò)限制射束來(lái)限制X射線的照射區(qū)域；圖像發(fā)生單元，根據(jù)穿過(guò)對(duì)象身體內(nèi)部的X射線產(chǎn)生預(yù)定尺寸的圖像；亮度計(jì)算單元，計(jì)算涉及圖像中預(yù)定區(qū)域的亮度；控制器，根據(jù)在所述亮度計(jì)算單元中計(jì)算的亮度確定X射線負(fù)載因子，并相對(duì)于X射線發(fā)生單元進(jìn)行X射線負(fù)載因子的反饋控制；以及判斷單元，判斷相應(yīng)于限束的區(qū)域是否與圖像中的預(yù)定區(qū)域重疊，其中當(dāng)所述判斷單元判斷到重疊時(shí)，所述亮度計(jì)算單元將預(yù)定區(qū)域轉(zhuǎn)移到不與相應(yīng)于限束的區(qū)域重疊的給定區(qū)域，并根據(jù)給定區(qū)域計(jì)算亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的診斷用X射線系統(tǒng)，其中預(yù)定區(qū)域的形狀和尺寸相應(yīng)于要診斷的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的診斷用X射線系統(tǒng)，其中由所述亮度計(jì)算單元進(jìn)行的涉及給定區(qū)域的亮度計(jì)算以及由控制器根據(jù)給定區(qū)域進(jìn)行的X射線負(fù)載因子的反饋控制與限束單元進(jìn)行的限束操作相聯(lián)系，實(shí)時(shí)進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的診斷用X射線系統(tǒng)，其中由所述亮度計(jì)算單元進(jìn)行的涉及給定區(qū)域的亮度計(jì)算以及由控制器根據(jù)給定區(qū)域進(jìn)行的X射線負(fù)載因子的反饋控制與限束單元進(jìn)行的限束操作相聯(lián)系，實(shí)時(shí)進(jìn)行。
5.診斷用X射線系統(tǒng)，包含X射線發(fā)生單元，以預(yù)定X射線負(fù)載因子向?qū)ο蟀l(fā)射X射線；限束單元，通過(guò)限制射束來(lái)限制X射線的照射區(qū)域；圖像發(fā)生單元，根據(jù)穿過(guò)對(duì)象身體內(nèi)部的X射線產(chǎn)生預(yù)定尺寸的圖像；亮度計(jì)算單元，當(dāng)進(jìn)行X射線熒光照相時(shí)計(jì)算涉及圖像中第一區(qū)域的亮度，當(dāng)進(jìn)行X射線成像時(shí)計(jì)算涉及圖像中第二區(qū)域的亮度；控制器，根據(jù)在所述亮度計(jì)算單元中計(jì)算的亮度確定X射線負(fù)載因子，并相對(duì)于X射線發(fā)生單元進(jìn)行X射線負(fù)載因子的反饋控制；以及判斷單元，判斷相應(yīng)于限束的區(qū)域是否與圖像中的第一區(qū)域或第二區(qū)域重疊，其中當(dāng)所述判斷單元在X射線熒光照相中判斷到相應(yīng)于限束的區(qū)域與第一區(qū)域重疊時(shí)，亮度計(jì)算單元將第一區(qū)域轉(zhuǎn)移到不與相應(yīng)于限束的區(qū)域重疊的第三區(qū)域，并根據(jù)第三區(qū)域計(jì)算亮度；當(dāng)所述判斷單元在X射線成像中判斷到相應(yīng)于限束的區(qū)域不與第二區(qū)域重疊時(shí)，亮度計(jì)算單元根據(jù)第二區(qū)域計(jì)算亮度；以及當(dāng)所述判斷單元在X射線成像中判斷到相應(yīng)于限束的區(qū)域與第二區(qū)域重疊時(shí)，亮度計(jì)算單元將第二區(qū)域轉(zhuǎn)移到第三區(qū)域，并根據(jù)第三區(qū)域計(jì)算亮度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的診斷用X射線系統(tǒng)，其中第一或第二區(qū)域的形狀和尺寸相應(yīng)于要診斷的區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的診斷用X射線系統(tǒng)，其中由所述亮度計(jì)算單元進(jìn)行的至少涉及第一、第二和第三區(qū)域之一的亮度計(jì)算以及由控制器進(jìn)行的反饋控制與限束單元進(jìn)行的限束操作相聯(lián)系，實(shí)時(shí)進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的診斷用X射線系統(tǒng)，其中由所述亮度計(jì)算單元進(jìn)行的至少涉及第一、第二和第三區(qū)域之一的亮度計(jì)算以及由控制器進(jìn)行的反饋控制與限束單元進(jìn)行的限束操作相聯(lián)系，實(shí)時(shí)進(jìn)行。
9.診斷用X射線系統(tǒng)，包含X射線發(fā)生裝置，以預(yù)定X射線負(fù)載因子向?qū)ο蟀l(fā)射X射線；限束裝置，限制X射線的照射區(qū)域；圖像發(fā)生裝置，根據(jù)穿過(guò)對(duì)象身體內(nèi)部的X射線產(chǎn)生預(yù)定尺寸的圖像；亮度計(jì)算裝置，計(jì)算涉及圖像中預(yù)定區(qū)域的亮度；控制裝置，根據(jù)在所述亮度計(jì)算裝置中計(jì)算的亮度確定X射線負(fù)載因子，并相對(duì)于X射線發(fā)生裝置執(zhí)行X射線負(fù)載因子的反饋控制；以及判斷裝置，判斷受限束裝置影響的區(qū)域是否與圖像中的預(yù)定區(qū)域重疊，其中當(dāng)所述判斷裝置判斷到重疊時(shí)，亮度計(jì)算裝置將預(yù)定區(qū)域轉(zhuǎn)移到不與受限束裝置影響的區(qū)域重疊的給定區(qū)域，并根據(jù)給定區(qū)域計(jì)算亮度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的診斷用X射線系統(tǒng)，其中預(yù)定區(qū)域的形狀和尺寸相應(yīng)于要診斷的區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的診斷用X射線系統(tǒng)，其中由所述亮度計(jì)算裝置進(jìn)行的涉及給定區(qū)域的亮度計(jì)算以及由控制裝置進(jìn)行的反饋控制與限束裝置進(jìn)行的限束操作相聯(lián)系，實(shí)時(shí)進(jìn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的診斷用X射線系統(tǒng)，其中由所述亮度計(jì)算裝置進(jìn)行的涉及給定區(qū)域的亮度計(jì)算以及由控制裝置進(jìn)行的反饋控制與限束裝置進(jìn)行的限束操作相聯(lián)系，實(shí)時(shí)進(jìn)行。
13.診斷用X射線系統(tǒng)，包含X射線發(fā)生裝置，以預(yù)定X射線負(fù)載因子向?qū)ο蟀l(fā)射X射線；限束裝置，通過(guò)限制射束來(lái)限制X射線的照射區(qū)域；圖像發(fā)生裝置，根據(jù)穿過(guò)對(duì)象身體內(nèi)部的X射線產(chǎn)生預(yù)定尺寸的圖像；亮度計(jì)算裝置，當(dāng)進(jìn)行X射線熒光照相時(shí)計(jì)算涉及圖像中第一區(qū)域的亮度，當(dāng)進(jìn)行X射線成像時(shí)計(jì)算涉及圖像中第二區(qū)域的亮度；控制裝置，根據(jù)在所述亮度計(jì)算裝置中計(jì)算的亮度確定X射線負(fù)載因子，并相對(duì)于X射線發(fā)生裝置進(jìn)行X射線負(fù)載因子的反饋控制；以及判斷裝置，判斷相應(yīng)于限束的區(qū)域是否與圖像中的第一區(qū)域或第二區(qū)域重疊，其中當(dāng)所述判斷裝置在X射線熒光照相中判斷到相應(yīng)于限束的區(qū)域與第一區(qū)域重疊時(shí)，亮度計(jì)算裝置將第一區(qū)域轉(zhuǎn)移到不與相應(yīng)于限束的區(qū)域重疊的第三區(qū)域，并根據(jù)第三區(qū)域計(jì)算亮度；當(dāng)所述判斷裝置在X射線成像中判斷到相應(yīng)于限束的區(qū)域不與第二區(qū)域重疊時(shí)，亮度計(jì)算裝置根據(jù)第二區(qū)域計(jì)算亮度；以及當(dāng)所述判斷裝置在X射線成像中判斷到相應(yīng)于限束的區(qū)域與第二區(qū)域重疊時(shí)，亮度計(jì)算裝置將第二區(qū)域轉(zhuǎn)移到第三區(qū)域，并根據(jù)第三區(qū)域計(jì)算亮度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的診斷用X射線系統(tǒng)，其中第一或第二區(qū)域的形狀和尺寸相應(yīng)于要診斷的區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的診斷用X射線系統(tǒng)，其中由所述亮度計(jì)算裝置進(jìn)行的至少涉及第一、第二和第三區(qū)域之一的亮度計(jì)算以及由控制裝置進(jìn)行的反饋控制與限束裝置進(jìn)行的限束操作相聯(lián)系，實(shí)時(shí)進(jìn)行。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的診斷用X射線系統(tǒng)，其中由所述亮度計(jì)算裝置進(jìn)行的至少涉及第一、第二和第三區(qū)域之一的亮度計(jì)算以及由控制裝置進(jìn)行的反饋控制與限束裝置進(jìn)行的限束操作相聯(lián)系，實(shí)時(shí)進(jìn)行。
全文摘要
根據(jù)X射線限束裝置進(jìn)行的限束的位置信息確定熒光照相圖像中受X射線限束影響的區(qū)域。判斷在X射線熒光照相圖像中該受影響的區(qū)域是否與第一亮度測(cè)量區(qū)域(感興趣的區(qū)域)重疊，當(dāng)沒(méi)有判斷到重疊時(shí)，根據(jù)第一亮度測(cè)量區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)亮度控制。當(dāng)判斷到重疊時(shí)，轉(zhuǎn)移第一亮度測(cè)量區(qū)域，關(guān)于不與受影響的區(qū)域重疊的第二自動(dòng)亮度測(cè)量區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)亮度控制。
文檔編號(hào)A61B6/00GK1498093SQ02806940
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月29日
發(fā)明者高橋徹, 栗原崇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝