本發(fā)明涉及與成像過程有關(guān)的解剖學結(jié)構(gòu)局部體積的相互定位。

背景技術(shù)：

基本構(gòu)造最簡單的醫(yī)學X射線成像中所使用的常規(guī)設(shè)備包括與膠片暗盒一同使用的輻射源，該膠片暗盒與輻射源分離。醫(yī)院通常還使用所謂的C-弓形(C-arch)X射線設(shè)備，其中輻射源和圖像信息接收器布置在弓形臂部的相對的端部。通常，完全自身的一組裝置由大尺寸和極其昂貴的計算機斷層掃描設(shè)備組成，其中患者一般被定位成在環(huán)形或管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)以臥位(lying position)成像。

因為常規(guī)的計算機斷層掃描設(shè)備已經(jīng)相當巨大和昂貴，獲得他們例如用于醫(yī)院急診室過去在實踐中是不可能的。另一方面，對于商用計算機斷層掃描設(shè)備而言，還常見的是它們不一定必須被設(shè)計成用于對某些特定的解剖學構(gòu)造成像，而它們或多或少是通用的成像設(shè)備。如果希望例如對患者的整個軀干(torso)成像，則布置到該設(shè)備的成像站以及設(shè)備的其它尺寸必須要以相應的比例實現(xiàn)。

此外還發(fā)展了更多輕量級的計算機斷層掃描設(shè)備版本。作為現(xiàn)有技術(shù)解決方案的示例，可以參考例如WO公開文本2011/135186公開的結(jié)構(gòu)。在這種設(shè)備中，布置為圍繞成像站移動的成像裝置被布置在從其側(cè)面支撐的環(huán)形O型臂內(nèi)。

在如上參考的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的更輕量級的設(shè)備中，可以使用錐束斷層掃描(CBCT)。這樣，限制被成像的體積(FOV-視場)的大小的一個標準為成像探測器的尺寸，因為明顯的原因成像探測器在這種情況下不能被布置為非常大。例如，當考慮對末端(extremity)成像時，清楚的是當使用這種成像設(shè)備時，通過患者和成像設(shè)備的一次相互定位只可能對末端的單個局部體積成像。然后，變得有必要在成像設(shè)備中重新定位該解剖學結(jié)構(gòu)，以用于對下一個局部體積成像，并且以精確地期望方式實現(xiàn)相對于先前定位的重新定位可能是個挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是改善現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)，涉及例如上文提及的那些不太昂貴且較小的X射線成像設(shè)備。本發(fā)明的特殊目的是改善特別關(guān)于包括環(huán)形臂部和具有相對小的尺寸的上述類型的X射線成像設(shè)備的發(fā)展。這種設(shè)備的構(gòu)造、特性和尺寸在許多方面顯著區(qū)別于常規(guī)的醫(yī)院計算機斷層掃描設(shè)備，并且在這些設(shè)備中以不同于常規(guī)的計算機斷層掃描設(shè)備的方式定位患者以用于成像，其中患者被設(shè)置為躺在成像平臺上。

特別地，本發(fā)明的目的是在需要在多于一個位置處對解剖學結(jié)構(gòu)成像以便使整個期望的體積被成像的情況下容易定位患者的布置。

本發(fā)明的重要特征被在附隨的權(quán)利要求中描述。對于本發(fā)明特別重要的是將一個裝置布置到成像設(shè)備以對該設(shè)備的成像區(qū)域拍攝照片或視頻圖像，并且另一方面，布置一個裝置以特定方式將這種相機圖像呈現(xiàn)在顯示器上。

本發(fā)明利于患者的定位并且使得不必使用例如通過使用小輻射劑量拍攝的用于定位目的的偵查X射線圖像。本發(fā)明還可以被布置為加速處理圖像信息以在成像后組合成像的局部體積，因為存在可用的至少適度精確的信息，其關(guān)于成像的局部體積的坐標集相對于彼此已經(jīng)如何定位。

接下來，將結(jié)合附圖并且更詳細地描述本發(fā)明及其優(yōu)選實施例。

附圖說明

圖1示出了拍攝定位在成像設(shè)備的成像區(qū)域中的對象的第一局部體積。

圖2示出了一個圖像，其中圖1中示出的、當對象位于成像位置處時關(guān)于第一局部體積拍攝的圖像被投射為如同考慮對下一局部體積成像而被放置在新的期望位置中。

圖3展示了呈現(xiàn)在顯示器上的圖像，其中被成像的對象定位在用于對下一局部體積成像的新的位置處。

圖4展示了其中該對象已設(shè)法定位在用于對下一局部體積成像的新的位置處的情況。

圖5和圖6示出了可適用于在本發(fā)明中使用的設(shè)備的解決方案。

圖7簡化地示出了根據(jù)圖5和6的結(jié)構(gòu)如何能夠與在設(shè)備的成像區(qū)域處對齊的相機一起布置。

具體實施方式

由圖1-4展示的過程可以被認為是對用于成像的解剖學結(jié)構(gòu)定位的方法，在該方法中首先是對第一局部體積成像并且在這之后是對第二局部體積成像。對這些局部體積成像使得在成像之間改變解剖學結(jié)構(gòu)和成像裝置的相互定位?？梢詫崿F(xiàn)這種定位上的改變使得第一局部體積和第二局部體積將部分覆蓋被成像的解剖學結(jié)構(gòu)的相同體積，但本發(fā)明還可以使得局部體積的受控定位成為可能，使得局部體積彼此不相交。

在對第一局部體積成像期間(圖1)，通過與成像站連接地布置的相機拍攝定位在成像站處的解剖學結(jié)構(gòu)的照片或靜止視頻圖像，如同相對于成像站移動到新的位置那樣將圖像呈現(xiàn)在顯示器上(圖2)。然后，該圖像和成像站的實時圖像被彼此疊加地呈現(xiàn)在顯示器上，并且從顯示器上觀察到(圖4)被成像的解剖學結(jié)構(gòu)(圖3)被定位為符合呈現(xiàn)在顯示器上的如移動到新位置的第一局部體積的圖像。

圖1-4并非意在示出本發(fā)明的任何特定實施例，而僅僅是展示本發(fā)明。因此，例如，由實線標繪的圖1-4的最外面的矩形可以被認為是展示顯示屏、從相機看到的成像站或成像區(qū)域的面積、或視場(FOV)，從該視場使用成像設(shè)備生成的X射線圖像信息可以重建斷層掃描圖像。

圖1-4的較小的矩形區(qū)域可以相應地被認為與根據(jù)本發(fā)明的圖像轉(zhuǎn)移過程有關(guān)，使得圖1的虛線區(qū)域代表了由相機從成像站拍攝的選擇被轉(zhuǎn)移的圖像的區(qū)域(解剖學結(jié)構(gòu))，并且圖2示出了圖1中選擇的區(qū)域(解剖學結(jié)構(gòu))的拍攝的圖像是如何被轉(zhuǎn)移的(由實線限定的區(qū)域)。圖2用作圖3和圖4的基底，并且因此它們還包括了圖1的由虛線標繪的區(qū)域。就圖3和圖4所示的步驟而言，圖1的由虛線標繪的區(qū)域沒有特別的功能而只是展示過程，該區(qū)域還延續(xù)到圖3和圖4。對圖3和圖4重要的是在從成像區(qū)域拍攝的相機照片中將在圖1所示階段期間拍攝的圖像(即根據(jù)圖2位于轉(zhuǎn)移位置處的圖像(在由實線限定的區(qū)域內(nèi)示出圖像))呈現(xiàn)在顯示器上。

當如上所述圖1的虛線區(qū)域可以被認為是呈現(xiàn)選擇要被轉(zhuǎn)移的、由相機拍攝的圖像的區(qū)域時，也能夠認為該相機已被布置為僅對虛線區(qū)域拍照，然后這種照片將被布置為在顯示器上在新的位置處示出。如果只有該虛線區(qū)域被拍照并且如果在圖3和4所呈現(xiàn)的步驟期間僅該區(qū)域呈現(xiàn)在顯示器上，則隨后可以追蹤其到期望位置的定位的解剖學結(jié)構(gòu)的區(qū)域相應較小。

在設(shè)備的相機布置和其成像區(qū)域的尺寸容許的限制內(nèi)，還能夠關(guān)于不交叉的局部體積進行解剖學結(jié)構(gòu)的受控的重新定位?？紤]例如其中在末端中存在彼此間隔定位并且在其之間包括局部體積的兩個感興趣的點的情形，關(guān)于所述局部體積無需獲取實際的X射線圖像信息。由于當如上文所述進行時知道根據(jù)圖1的步驟期間拍攝的照片如何已經(jīng)轉(zhuǎn)移到根據(jù)圖2的位置，還知道根據(jù)步驟4成像的局部體積相對于根據(jù)圖1的步驟中成像的第一局部體積所處的位置。

本發(fā)明的基本想法優(yōu)選地應用到例如根據(jù)圖5的成像設(shè)備中。該設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)包括支撐構(gòu)造(1)，其支撐大致環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)，設(shè)備的X射線成像裝置(21，22)被定位在該環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，并且在本文中該環(huán)形結(jié)構(gòu)還被稱為O形臂。檢查開口(4)被布置到該O形臂(2)，待被成像的解剖學結(jié)構(gòu)被定位到該檢查開口中。圖1還示出了布置到支撐構(gòu)造(1)的患者支撐手把(5)，與該設(shè)備的控制系統(tǒng)功能連接的用戶界面(6)，大致在O形臂的方向上突出的可能可分離附接的基座或底座部分(7)，以及布置在檢查開口(4)中的定位支撐件(8)。根據(jù)圖1中示出的本發(fā)明的實施例，屬于該設(shè)備的顯示器(11)大致布置在環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)的表面上，在其上邊緣處。

將支撐成像裝置的結(jié)構(gòu)(2)安裝到支撐構(gòu)造(1)可以被布置為使得能夠調(diào)整O形臂(2)的高度位置。此外，該O形臂(2)可以被布置為從圖1所示的垂直位置在至少一個方向上可轉(zhuǎn)動至少90度到水平位置。這些操縱的控制可以被布置為除了從與該設(shè)備的控制系統(tǒng)連接的用戶界面(6)可實現(xiàn)之外，還通過與O形臂(2)和/或支撐框架(1)連接地布置的控制桿(9)可實現(xiàn)。

圖6示出了定位與該設(shè)備連接的顯示器(11)的兩種選擇性方式。顯示器優(yōu)選地在例如當對患者的腿部成像時對于患者可視的位置處定位到該設(shè)備。顯示器(11)可以既固定地布置到環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)又可移動附接地布置到環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)。該連接可以被布置為使得能夠調(diào)節(jié)顯示器(11)相對于環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)的定向，調(diào)節(jié)顯示器(11)相對于環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)的間隙和/或位置，或者它可以以一些或全部的這些移動自由度被布置。選擇性地，顯示器(11)可以被附接到支撐構(gòu)造(1)，或者單獨的顯示器(11)可以被設(shè)置到支撐構(gòu)造(1)，可以以如上所述的但相對于支撐構(gòu)造(1)的移動自由度布置顯示器(11)。

在圖7所呈現(xiàn)的實施例中，在檢查開口(4)內(nèi)部對齊的視頻相機(12)被與該設(shè)備的環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)連接地布置。原則上，相機(12)可以在環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)的封蓋外部布置到環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)，特別是在檢查開口的相對側(cè)，從該相對側(cè)開始待被成像的末端被設(shè)計成進入該檢查開口，但在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，視頻相機(12)被布置在環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)的內(nèi)部并且所述環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)的內(nèi)表面的至少一部分被布置為是透明的或者布置為包括開口，通過該開口相機(12)在檢查開口(4)處對齊，如大致在布置在檢查開口中的定位支撐件(8)處對齊。

然而，重要的是該設(shè)備具有至少一個攝影或視頻相機(12)，其被布置為對該設(shè)備的成像區(qū)域成像，并且該設(shè)備的控制系統(tǒng)在顯示器(11)上彼此疊加地呈現(xiàn)對定位用于斷層掃描成像的對象拍攝的第一圖像以及對成像區(qū)域拍攝的基本上實時的圖像，使得在第一圖像中可視的定位用于斷層掃描成像的對象被移動到成像區(qū)域內(nèi)不同于在拍攝第一圖像時所處位置的位置。相機可以布置在環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)部，并且環(huán)形結(jié)構(gòu)(2)的內(nèi)表面的至少一部分被布置為透明的或者布置為包含開口，通過該開口相機(12)在檢查開口(4)處對齊或者可以對齊。如果在檢查開口(4)中布置有用于定位待成像的解剖學結(jié)構(gòu)進行X射線成像的定位支撐件(8)，則相機(12)優(yōu)選地在定位支撐件(8)處對齊或布置為大致對齊。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言本發(fā)明的細節(jié)是顯然的，本發(fā)明還可以以不同于如上描述的本發(fā)明的實施例的其它方式實現(xiàn)。