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用于室內(nèi)x射線照相設(shè)備的自動(dòng)定位的制作方法

文檔序號:11280753閱讀:236來源:國知局
用于室內(nèi)x射線照相設(shè)備的自動(dòng)定位的制造方法與工藝
本公開大體上涉及x射線照相領(lǐng)域,并且更具體地涉及用于基于檢查類型和患者特性來自動(dòng)地定位x射線源和檢測器的方法和設(shè)備。發(fā)明背景室內(nèi)x射線照相設(shè)備用于獲取各種體型、年齡和狀況的患者的許多類型x射線照相圖像,這些類型x射線照相圖像是從患者解剖結(jié)構(gòu)的各種部分拍攝的。在典型室內(nèi)x射線照相環(huán)境中,技術(shù)員日常地在超過50個(gè)檢查類型中的任何檢查類型之間進(jìn)行切換來為每個(gè)患者重新配置成像設(shè)備。由于定位患者,并且由于為每個(gè)患者和每個(gè)檢查類型而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整x射線源和接收器的放置,因此每個(gè)檢查需要某個(gè)量的設(shè)備設(shè)置時(shí)間。在常規(guī)實(shí)踐中,可以提供某個(gè)量的自動(dòng)定位或預(yù)先定位,使得向操作員或技術(shù)員提供進(jìn)行需要的每個(gè)檢查類型的合理起點(diǎn)。通過手動(dòng)地將x射線源和檢測器定位到位進(jìn)行檢查并記錄這些位置的耗時(shí)過程,執(zhí)行對每種檢查類型的設(shè)置。然后,當(dāng)請求特定檢查時(shí),可根據(jù)操作員或技術(shù)員的指令將設(shè)備自動(dòng)地移動(dòng)到編程位置。許多變量需要為常規(guī)設(shè)置而存儲,具有相對于x射線室中的原點(diǎn)位置的值。用于設(shè)備定位、設(shè)備設(shè)置和編程的使用常規(guī)設(shè)置并且進(jìn)行記錄方法是特定于場所的。即使兩個(gè)x射線照相場所可能具有相同房間大小和其它常見特征,在如何將設(shè)備定位在每個(gè)場所的方面也典型地存在微小差異。參考原點(diǎn)(笛卡爾坐標(biāo)中的0,0,0)通常是放有x射線照相設(shè)備的房間的一個(gè)角落。各種設(shè)備中的任何設(shè)備在房間中的移動(dòng)以用于進(jìn)行后續(xù)定位的參考原點(diǎn)為參考。對每個(gè)檢查的坐標(biāo)必須在每個(gè)場所處單獨(dú)編程,因?yàn)閰⒖嘉恢梦挥趚射線照相設(shè)備本身外部。雖然常規(guī)實(shí)踐提供可使得初始設(shè)備定位實(shí)現(xiàn)一定程度的自動(dòng)化的解決方案,但是這些現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)被證明是相對麻煩并且昂貴的。每個(gè)檢查的進(jìn)行設(shè)置和記錄位置的所需序列是耗時(shí)的,并且維修工程師和操作工作員可能需要花費(fèi)若干小時(shí)才能完成預(yù)期檢查列表,而且為每種檢查類型配置設(shè)備并且對各種高度和各種體形的患者成像。如前指出,無法從先前設(shè)施的設(shè)置獲益;必須單獨(dú)設(shè)置每個(gè)場所并且將其結(jié)果編程。此外,現(xiàn)有設(shè)置實(shí)踐無法適應(yīng)患者群體的不同高度和總體體格。編程設(shè)置參數(shù)可能不太匹配矮于平均或高于平均的患者。在x射線源和檢測器被移動(dòng)到它們原始位置后,通常需要附加設(shè)置工作進(jìn)一步地調(diào)整設(shè)備定位以適合于患者的體型和位置。因此,可以了解,需要一種輔助x射線照相場所的設(shè)置和配置的自動(dòng)定位用具。發(fā)明概要本公開的目標(biāo)在于改進(jìn)x射線照相領(lǐng)域。本公開的相關(guān)目標(biāo)在于解決對無需對每個(gè)可能檢查類型的設(shè)置程序并且還適應(yīng)于患者高度和體型特性的自動(dòng)定位用具的需要。由本公開的方法提供的優(yōu)點(diǎn)是基于對本地人群或區(qū)域人群的解剖而針對患者高度來直接定制x射線照相系統(tǒng)。這些目標(biāo)僅以說明性的實(shí)例給出,并且此類目標(biāo)可以是本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的示例。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說可想到或清楚本公開固有地實(shí)現(xiàn)的其它期望的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明由隨附權(quán)利要求限定。根據(jù)本公開的一個(gè)方面,提供一種用于x射線成像系統(tǒng)的自動(dòng)定位設(shè)備,所述自動(dòng)定位設(shè)備包括:第一運(yùn)輸設(shè)備,所述第一運(yùn)輸設(shè)備被配置為相對于檢測器來定位x射線源;以及計(jì)算機(jī)處理器,所述計(jì)算機(jī)處理器被配置為:(i)接受指示患者的檢查類型的檢查數(shù)據(jù);(ii)獲取指示患者高度的患者數(shù)據(jù);(iii)確定所述運(yùn)輸設(shè)備的目前位置并且根據(jù)所述所接受的檢查數(shù)據(jù)和所述所獲取的患者數(shù)據(jù)來確定預(yù)期成像位置;以及(iv)提供定位信號,以將所述運(yùn)輸設(shè)備從其目前位置移動(dòng)到所述預(yù)期成像位置。附圖簡述如附圖中示出,本發(fā)明的前述和其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下對本發(fā)明的實(shí)施方案的更具體的描述變得顯而易見。附圖的要素不一定相對于彼此成比例。圖1是示出x射線照相設(shè)備的透視圖的示意圖,x射線照相設(shè)備使用處理器和存儲的信息或數(shù)據(jù),以便為每個(gè)檢查類型和患者類型來適當(dāng)?shù)囟ㄎ粁射線源和檢測器。圖2是示出指向在垂直定向上的壁架濾線柵的輻射的透視圖。圖3是示出指向在水平定向上的壁架濾線柵的輻射的透視圖。圖4是示出指向臺濾線柵的輻射的透視圖。圖5是示出根據(jù)本公開的實(shí)施方案的處于初始參考位置的輻射源和圖像檢測器的透視圖。圖6是示出用于特定成像實(shí)例的成像部件的定位的側(cè)視圖。圖7是示出用于檢查設(shè)置的成像部件的示意圖。圖8是示出根據(jù)本公開的實(shí)施方案的用于獲取圖像的序列的邏輯流程圖。詳細(xì)描述本申請要求以michaelc.lalena等人的名義提交于2015年2月2日的名稱為“用于室內(nèi)x射線照相設(shè)備的自動(dòng)定位(auto-positioningforin-roomradiographyapparatus)”的美國申請美國序列號14/611,298的權(quán)益,所述申請全文以引用的方式并入本文。以下是優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述,將要參考附圖,其中相同參考數(shù)字標(biāo)識若干附圖中的每者中的相同結(jié)構(gòu)要素。在本公開中可使用諸如“上方”、“下方”、“頂部”、“底部”、“高度”、“深度”、“寬度”和“長度”等的各種相關(guān)術(shù)語以便于描述各種實(shí)施方案。相關(guān)術(shù)語是相對于對結(jié)構(gòu)的常規(guī)定向而定義的,并且并不一定標(biāo)識在制造或使用中該結(jié)構(gòu)的實(shí)際定向。因此,以下詳細(xì)描述不被視為限制性的意義。在使用它們的情況下,術(shù)語“第一”、“第二”等等并不一定指示任何序數(shù)或優(yōu)先關(guān)系,但是可以用于更清楚地區(qū)分各個(gè)要素或時(shí)間間隔。如本文所使用,術(shù)語“可激勵(lì)的”涉及在接收電力時(shí)和任選地在接收啟用信號時(shí)執(zhí)行指示功能的裝置或部件集合?!翱杉?lì)的”的相反狀態(tài)是“被禁用的”。術(shù)語“可致動(dòng)的”具有其常規(guī)的含義,例如,涉及能夠響應(yīng)于刺激(諸如響應(yīng)于電信號)而影響動(dòng)作的裝置或部件。術(shù)語“模態(tài)”是指成像類型的術(shù)語。成像系統(tǒng)模態(tài)可以是常規(guī)x射線、熒光透視、層析合成、層析成像、超聲、mmr或其它類型成像。術(shù)語“對象”是指正在被成像的患者,并且在光學(xué)術(shù)語中,可以被認(rèn)為是與相應(yīng)成像系統(tǒng)的“對象”等同。在本公開上下文中,術(shù)語“耦合”旨在指示在兩個(gè)或更多個(gè)部件之間的機(jī)械或電關(guān)聯(lián)、連接、關(guān)系或鏈接,使得一個(gè)部件的狀態(tài)對其耦合到的部件的空間安置造成影響。對于機(jī)械耦合,兩個(gè)部件無需直接接觸,但是可通過一個(gè)或多個(gè)中間部件或場來鏈接。將會理解,當(dāng)元件稱為“連接”或“耦合”到另一元件時(shí),它可直接地連接、通信地連接或耦合到另一元件,或者可以存在居間元件或磁場。相比之下,當(dāng)元件稱為“直接地連接”或“直接地耦合耦合”到另一元件時(shí),就不存在居間元件。用于描述元件之間的關(guān)系的其它字詞應(yīng)當(dāng)以相似的方式解釋(例如,“在……之間”與“直接在……之間”、“相鄰”與“直接相鄰”等等)。術(shù)語“示例性的”指示以描述用作實(shí)例,而非暗示它是理想情況。如在申請中使用的術(shù)語“在信號通信中”表示兩個(gè)或更多個(gè)裝置和/或部件能夠經(jīng)由跨信號路徑行進(jìn)的信號在至少一個(gè)方向上彼此通信。信號通信可以是有線或無線的。信號可以是通信、電力、數(shù)據(jù)或能量信號,這些信號可以將信息、數(shù)據(jù)、電力和/或能量從第一裝置和/或部件沿著在第一裝置和/或部件與第二裝置和/或部件之間的信號路徑而傳達(dá)到第二裝置和/或部件。信號路徑可以包括第一裝置和/或部件與第二裝置和/或部件之間的物理、電、磁、電磁、光學(xué)、有線和/或無線連接。信號路徑還可在第一裝置和/或部件與第二裝置和/或部件之間包括附加裝置和/或部件。統(tǒng)計(jì)學(xué)的術(shù)語“患者群體”涉及一組多個(gè)患者,可從這些患者獲得統(tǒng)計(jì)信息?;颊呷后w相關(guān)數(shù)據(jù)(諸如平均患者高度)可從已經(jīng)在某個(gè)場所檢查過的患者集合或患者子集計(jì)算,或者可從關(guān)于最有可能在特定成像場所處服務(wù)的患者的信息獲得。術(shù)語“檢查類型”與要成像的身體部分相關(guān)聯(lián)。圖1的透視圖示出x射線照相設(shè)備10,x射線照相設(shè)備使用處理器12和電子存儲的信息,以便為每個(gè)檢查類型和患者類型來適當(dāng)?shù)囟ㄎ粁射線源和檢測器。諸如數(shù)字x射線照相(dr)檢測器或膠片暗盒或計(jì)算x射線照相(cr)暗盒的檢測器16提供用于從x射線源20獲得的入射輻射的接收介質(zhì)。檢測器16安裝在具有濾線柵14的壁架50上,或者可放置在躺在臺架30上的患者后方。壁架50可以安裝在地板上,或者從頂板或其它合適結(jié)構(gòu)懸掛下來。濾線柵14固持檢測器16,并且典型地還固持柵格。x射線源20安裝在包括圖1中的頂板支座設(shè)備28的運(yùn)輸設(shè)備22上以移動(dòng)到房間內(nèi)的不同位置。頂板支座設(shè)備28可以沿著單個(gè)線路移動(dòng),或者可以沿著基本上平行于頂板的平面移動(dòng)。圖1中的運(yùn)輸設(shè)備22具有任選伸縮臂段38,用于適當(dāng)?shù)厣呋蚪档蛒射線源20。運(yùn)輸設(shè)備22與處理器12信號通信,并且具有控制設(shè)備22移動(dòng)的致動(dòng)器26和指示設(shè)備22位置的傳感器24。濾線柵14也具有傳感器48和致動(dòng)器46,致動(dòng)器會報(bào)告和控制作為檢測器運(yùn)輸設(shè)備32的一部分的檢測器16的位置。處理器12具有顯示器18,顯示器用作用于指令輸入、數(shù)據(jù)輸入、控制數(shù)據(jù)輸入和監(jiān)控的操作員接口。處理器12針對x射線源20和檢測器16或?yàn)V線柵14兩者被耦合到致動(dòng)器26和46并與它們信號通信,并且被耦合到各種傳感器24和48并與它們信號通信,并且跟蹤和存儲用于生成每種類型圖像的位置設(shè)置。處理器12還與患者數(shù)據(jù)庫40(諸如dicom數(shù)據(jù)庫)進(jìn)行信號通信以檢索和存儲患者數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。在常規(guī)實(shí)踐中,x射線照相設(shè)備10具有原點(diǎn)o,原點(diǎn)o在初始設(shè)置程序中建立并且典型地被視為在x射線照相室的一個(gè)角落處。然后,可以參考原點(diǎn)o來表達(dá)和存儲設(shè)備10的部件的任何設(shè)置位置。通過識別關(guān)于原點(diǎn)o的處于特定位置中的部件的空間坐標(biāo),計(jì)算機(jī)處理器12可以識別將那個(gè)部件移動(dòng)到具有其自己識別空間坐標(biāo)的另一期望位置所需要的距離。對于許多檢查類型中的每者,系統(tǒng)的每個(gè)元件的部件定位必須被單獨(dú)識別和電子存儲,從而需要數(shù)小時(shí)的費(fèi)力定位、測試和存儲程序。圖2、圖3和圖4示出了用于成像的x射線源20的不同布置。圖2示出了在安裝在地板上的壁架50中的常規(guī)濾線柵安裝設(shè)備,其中濾線柵14用作檢測器16的安裝和運(yùn)輸機(jī)構(gòu)。在圖2配置中,濾線柵14的致動(dòng)器46上下移動(dòng)檢測器16。傳感器48報(bào)告濾線柵14以及因此檢測器16相對于壁架50高度的位置。應(yīng)當(dāng)注意,傳感器48可以具有用于提供關(guān)于濾線柵14運(yùn)動(dòng)的信息的各種布置,其中根據(jù)致動(dòng)器46類型可用不同配置,諸如當(dāng)致動(dòng)器46是步進(jìn)電機(jī)時(shí),因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)可固有地存儲原點(diǎn)位置并且使用步進(jìn)致動(dòng)實(shí)現(xiàn)相對于原點(diǎn)位置的受控增量移動(dòng)??墒褂枚鄠€(gè)傳感器48來檢測絕對位置或相對位置和位置改變。根據(jù)本公開的實(shí)施方案,x射線照相設(shè)備10使用編碼器對感測濾線柵14位置。光學(xué)編碼器監(jiān)控致動(dòng)器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng),并且在電機(jī)已被致動(dòng)時(shí)提供相對運(yùn)動(dòng)信息。例如,另一傳感器提供絕對位置信息,諸如電位計(jì)、霍爾傳感器或磁性傳感器。絕對位置信息在功率損耗后或在對于建立或重新建立“原始”參考位置必要或有用的其它時(shí)間上建立基線參考??梢粤私?,許多編碼器布置中的任何一者是可能的,并且可由運(yùn)動(dòng)控制感測領(lǐng)域中的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)。其它編碼器和傳感器例如可以用于檢測旋轉(zhuǎn)角度。圖3示出了使用濾線柵14對手、肩、伸出的臂或放置在檢測器16上的其它四肢成像的替代配置,檢測器安置在水平定向上。在這種類型配置中,可以調(diào)節(jié)濾線柵14以及因此檢測器16的高度。也可使用一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器跟蹤濾線柵14的旋轉(zhuǎn)角度。圖4示出了另一替代配置,其中x射線源20指向臺架30。x射線檢測器16被放置在患者下方,如圖4中的虛線輪廓指示的。利用臺架布置,檢測器16是相對于患者水平地可變定位的;可以使用臺濾線柵14,同樣如虛線輪廓指示的。移動(dòng)臺架30,以便定位將相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)定位在x射線源20下方,進(jìn)行成像。如從圖1-4清楚,例如,每個(gè)成像布置需要x射線源20相對于檢測器16移動(dòng)到某個(gè)位置,檢測器也可以移動(dòng)到不同位置,諸如會移動(dòng)到在濾線柵中或在臺架下方的垂直位置或水平位置。運(yùn)輸設(shè)備22和32兩者都可使用。對于每個(gè)位置,可以使用對某些類型原點(diǎn)的參考。在常規(guī)實(shí)踐中,參考x射線照相室中的某個(gè)固定原點(diǎn)o,諸如如前所述的房間的角落。本發(fā)明的一些實(shí)施方案可以或可以不使用房間本身空間位置作為參考,而是建立不同原點(diǎn)作為參考點(diǎn),其中原點(diǎn)與檢測器16和/或源20相對于患者高度的位置有關(guān),并且用于測量x射線源20相對于x射線照相檢測器16的運(yùn)動(dòng)。與常規(guī)定位方法不同,本公開的實(shí)施方案使用檢測器16的位置作為x射線源20的相應(yīng)移動(dòng)的原點(diǎn)。這種替代方法簡化在特定場所處x射線系統(tǒng)的安裝設(shè)置的過程,并且允許使用與患者解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)的電子存儲表格信息,以便提供自動(dòng)定位。圖5是示出根據(jù)本公開的實(shí)施方案的處于初始參考位置的輻射源和圖像檢測器的透視圖。處理器12提供參考圖1實(shí)施方案描述的相同的基本致動(dòng)控制和跟蹤功能,以及與患者醫(yī)療數(shù)據(jù)庫40的連接。利用這種布置,原點(diǎn)o'被建立為檢測器16上的點(diǎn)。檢測器16是平面的,在x-y平面中,如圖5表示的。正交矢量z被示出為在原點(diǎn)o'處從x-y平面延伸。使用直接變換矩陣,可沿著三維x、y和z參考軸參考原點(diǎn)o'來計(jì)算x射線源20位置和角度。在運(yùn)輸設(shè)備沿著頂板的平面p移動(dòng)時(shí),使用一個(gè)或多個(gè)參考軸,可使運(yùn)輸設(shè)備22參考相同原點(diǎn)o'。在x射線源20的輻射點(diǎn)源與檢測器16上的原點(diǎn)o'之間限定源到圖像距離(sid)。圖6從側(cè)視圖示出當(dāng)源20以某個(gè)角度指向檢測器16時(shí)x射線源20如何可相對于檢測器16定位。在此,需要72英寸sid,其中x射線循著15度角度指向檢測器16??墒乖c(diǎn)o'參考檢測器16,因?yàn)閤射線照相設(shè)備10的處理器12能夠跟蹤檢測器16和源20相對于致動(dòng)器26、46和傳感器24、48的移動(dòng),致動(dòng)器被激勵(lì)以移動(dòng)檢測器和源,傳感器將反饋提供給處理器,反饋指示基于使用一個(gè)或多個(gè)參考軸的空間坐標(biāo)的空間位置或角度。校準(zhǔn)程序?yàn)榱诵?zhǔn)x射線照相設(shè)備10以使得其各種傳感器24、48和致動(dòng)器26、46具有共同參考,單個(gè)定位過程可以是作為安裝的部分所需的所有位置校準(zhǔn)設(shè)置。圖5的布置示出如何為標(biāo)準(zhǔn)x射線系統(tǒng)設(shè)置而建立這個(gè)參考。例如,除其它變量外,這個(gè)設(shè)置還標(biāo)識了在可存在x射線源的移動(dòng)的障礙(諸如壁架和臺)的場所處的房間邊界和部件位置。操作員將檢測器16調(diào)整到合適高度,然后將x射線源20從預(yù)定sid直接地對準(zhǔn)向檢測器16。操作員指令序列一旦在設(shè)備10的初始安裝期間輸入,就使處理器12將所建立的參考位置以電子方式存儲在處理器可訪問存儲位置中。對于圖5的示例性實(shí)施方案,在x射線源20被對準(zhǔn)成與檢測器16正交的情況下,這意味著存儲以下示例性數(shù)據(jù):(i)運(yùn)輸設(shè)備22和頂板支座設(shè)備28沿著頂板的位置;(ii)x射線源20從運(yùn)輸設(shè)備22向下的延度;(iii)源20的角度;以及(iv)檢測器16的沿著濾線柵14的高度。對于c形臂安裝,所需信息簡單一些,并且可不需要校準(zhǔn)房間尺寸。位置信息可易于從成像設(shè)備本身獲得,諸如源的旋轉(zhuǎn)軸線的高度,這涉及了患者高度,以及檢測器和將源與檢測器分離的距離(sid)。一旦正確地輸入和存儲參考位置,相對于參考位置的移動(dòng)就會被自動(dòng)化,使得對于每個(gè)檢查類型來說,可以實(shí)現(xiàn)對檢測器16和其相關(guān)聯(lián)的濾線柵14和源20的合適重新定位。重要的是,這種重新定位可適應(yīng)于患者尺寸,如隨后更詳細(xì)地描述的。例如,還可存儲少量附加定位數(shù)據(jù),包括與可能物理障礙位置相關(guān)的參數(shù)、臺架30的位置、優(yōu)選管頭定向和支持成像部件(諸如用于對四肢成像)的布置的其它數(shù)據(jù)。根據(jù)本公開的實(shí)施方案,存儲額外校準(zhǔn)設(shè)置可能是有用或必要的。確定此情況的因素包括在特定場所處使用的部件布置的變量。例如,臺架30(圖1)可平行于或垂直于壁架50;它的相對位置可能必需在不同位置處(諸如在臺架30的頭部和腳部處)重復(fù)壁校準(zhǔn)。也可用于獲得用于臺架高度的附加校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。附加校準(zhǔn)可有助于沿著地板或其它表面上的軌道而移動(dòng)的壁架50。例如,壁架50可能并不是完全垂直的,從而需要微小校準(zhǔn)調(diào)節(jié)。臺架30可能并不是完全水平的;頂板安裝運(yùn)輸設(shè)備22可以不平行于臺架30的表面。在參考位置建立時(shí),處理器12就可使用表格信息調(diào)整x射線照相設(shè)備10部件的位置設(shè)置或空間坐標(biāo)。兩種類型表格信息具有特定的值:檢查相關(guān)數(shù)據(jù)和患者相關(guān)數(shù)據(jù)。檢查相關(guān)數(shù)據(jù)在常規(guī)x射線照相工作流程中,所獲取的大多數(shù)的圖像來自不同檢查類型的標(biāo)準(zhǔn)圖像集合。這些標(biāo)準(zhǔn)檢查類型中的每者具有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置實(shí)踐。舉例來說,表1列出了針對頸椎視圖的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)檢查類型以及針對每個(gè)檢查類型的典型地使用于進(jìn)行定位的一些參數(shù)。表1中提供的信息類型是可用于對其它檢查類型的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐的典型信息。本公開的實(shí)施方案利用這種標(biāo)準(zhǔn)化信息,使得在知道x射線室內(nèi)的x射線系統(tǒng)部件的起始位置和患者體型的情況下,確定用于使設(shè)備設(shè)置自動(dòng)化來進(jìn)行成像的從每個(gè)部件的起始位置到成像位置的所需移動(dòng)可能是可能的。表1.頸椎視圖的示例性常規(guī)設(shè)置參數(shù)患者相關(guān)數(shù)據(jù)已知人體解剖結(jié)構(gòu)的特定的骨骼和器官的分布通常與患者高度成比例,并且在一定程度上還考慮到年齡、重量、性別和其它因素。本公開的實(shí)施方案利用這種成比例性并且使用患者數(shù)據(jù)(在可用時(shí))或使用來自患者群體的默認(rèn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來更準(zhǔn)確地估計(jì)從x射線設(shè)備部件的當(dāng)前位置到成像位置的所需移動(dòng)或所需調(diào)整以進(jìn)行自動(dòng)定位。舉例來說,而非限制,表2列出了關(guān)于具有平均體型的成人的人體框架的許多特征和它們高度。這些示例性值基于美國群體的平均值。例如,為了對上肢(諸如手、手指、拇指、腕、肘和前臂)的像,會典型地使用桌面成像,從而采用圖3的布置。患者高度和重量數(shù)據(jù)在地理上和文化上有所變化,使得在世界范圍內(nèi)使用單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)值集合是不切實(shí)際的。舉例來說,典型70英寸高成人的不同解剖區(qū)域的高度在表3中列出,其中重量標(biāo)準(zhǔn)在表4中舉例給出。舉例來說,各國平均患者高度在表5中列出。另外,舉例來說,表6中示出了一些示例性標(biāo)準(zhǔn)sid值。表2.平均高度(美國:70英寸)的成人的解剖高度表3.患者高度標(biāo)準(zhǔn)(美國)患者體型患者高度極低出生重量16”較極低出生重量18”嬰兒20”幼兒30”兒童42”青春期前兒童48”青少年66”青年人66”中年人70”老年人72”表4.患者高度標(biāo)準(zhǔn)患者體型年齡/重量極低出生重量<1.5kg較極低出生重量<2.5kg嬰兒<1個(gè)月幼兒<2年兒童<11年青春期前兒童<13年青少年<21年青年人<50kg中年人<80kg老年人>80kg表5.國家平均患者高度國家平均患者高度美國70”德國69”日本67”中國68”瑞典71”表6.示例性標(biāo)準(zhǔn)sid值sid距離短(美國)40”短(歐洲)100cm長(美國)72”長(歐洲)180cm應(yīng)當(dāng)注意,電子存儲值(諸如表1-6中列出的那些)是示例性的,并且可以存儲許多其它值,包括在特定場所處添加或編輯的值。例如,可能會需要基于頂板高度限制來調(diào)整在特定場所處的臺或臺面sid。水平墻架sid可能需要基于墻架高度與頂板距離的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整?;颊叩拇?0(圖1)與頂板之間的距離也可以是限制,從而需要在特定場所處對sid的調(diào)整。本公開的實(shí)施方案使得能夠使用關(guān)于檢查類型的所存儲的信息和關(guān)于患者高度和體形的所存儲的信息、以及相關(guān)數(shù)據(jù)(諸如表1至5中列出的數(shù)據(jù))還有來自表6的sid信息來自動(dòng)地發(fā)起對x射線照相設(shè)備10部件的定位。圖7的示意圖示出了呈現(xiàn)在顯示器18上的允許輸入或檢索與自動(dòng)定位相關(guān)的患者信息的操作員接口?;颊咝畔⒆侄?2可由操作員直接輸入,或者可從數(shù)據(jù)庫40(諸如dicom(醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信))數(shù)據(jù)庫或一些其它患者數(shù)據(jù)庫中的患者記錄獲得??墒褂萌蚧騾^(qū)域(國家/地區(qū))默認(rèn)值或使用由系統(tǒng)管理員輸入的值來獲得默認(rèn)平均患者高度信息。在醫(yī)療記錄或用戶沒有提供醫(yī)療記錄的情況下,將會使用這個(gè)患者高度?;蛘?,可以使用操作員接口來直接地輸入默認(rèn)患者高度信息,諸如其中默認(rèn)高度信息已單獨(dú)地計(jì)算。根據(jù)本公開的替代實(shí)施方案,基于手動(dòng)調(diào)整頻率和在調(diào)整數(shù)據(jù)中檢測到的趨勢,統(tǒng)計(jì)值(諸如針對特定場所的平均患者高度數(shù)據(jù))隨時(shí)間而調(diào)整。例如,在適當(dāng)數(shù)量案例中需要與患者高度相關(guān)的手動(dòng)調(diào)整的情況下和在手動(dòng)調(diào)整是主要向下的情況下,由處理器12(圖5)執(zhí)行的軟件會相應(yīng)地調(diào)整其存儲的默認(rèn)高度值。這種任選統(tǒng)計(jì)調(diào)整能力可以是特別有用的,例如,以便減少在關(guān)于由特定成像場所服務(wù)的患者群體的數(shù)據(jù)可能不可用或不完整的情況下對手動(dòng)調(diào)整的需要。仍然參考圖7,例如,另一字段44諸如從下拉菜單接受指定檢查類型的指令或命令輸入。響應(yīng)于這個(gè)信息,處理器12向x射線照相設(shè)備10(圖5)發(fā)送自動(dòng)定位命令序列以控制用于定位x射線源20和檢測器16的運(yùn)輸機(jī)構(gòu)和致動(dòng)器的移動(dòng)。圖8的邏輯流程圖示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方案的用于圖像獲取和顯示的步驟序列,這個(gè)步驟序列使得能夠進(jìn)行自動(dòng)的移動(dòng)和定位以及對x射線照相設(shè)備10部件的替代最終手動(dòng)定位調(diào)整。在檢查識別步驟s800中,指定x射線照相檢查類型,并且將相應(yīng)指令發(fā)送到處理器12。如圖7所示,這種識別可通過經(jīng)由用戶接口的菜單選擇或其它操作員輸入或指令來提供;或者,檢查類型可從某些其它系統(tǒng)或使用不同工作流程安排提供。然后獲得患者數(shù)據(jù)步驟s810如所描述那樣獲取用于自動(dòng)定位的所需信息,包括解剖信息,諸如結(jié)合表1-5所使用的那些。例如,患者信息可從操作員接口處的操作員輸入或從所存儲的電子患者記錄數(shù)據(jù)(諸如來自醫(yī)院信息系統(tǒng)(his)或x射線照相信息系統(tǒng)(ris)數(shù)據(jù)庫)獲得。應(yīng)當(dāng)注意,患者數(shù)據(jù)可以包括與該患者的特定解剖特征相關(guān)的患者高度、重量、年齡和其它信息。在這種類型的患者數(shù)據(jù)可用的情況下,患者高度的值可直接地用于如本文所述的自動(dòng)定位計(jì)算。在患者數(shù)據(jù)不可用或不完整、不一致或不明確的情況下,默認(rèn)統(tǒng)計(jì)值可以用于以下自動(dòng)定位計(jì)算。繼續(xù)圖8的序列,一旦識別檢查并且獲取患者數(shù)據(jù),就可執(zhí)行計(jì)算步驟s820。在計(jì)算步驟s820中,從處理器12可訪問的存儲器電路檢索針對給定檢查的所先前存儲的定位信息。這個(gè)所存儲的信息指示對于檢測器16和x射線源20的初始默認(rèn)位置使用什么設(shè)備設(shè)置(例如,諸如圖2的基本布置)。然后使用來自步驟s810的患者特定信息獲得針對特定患者的期望設(shè)備定位??筛鶕?jù)所選擇的成像類型的可用選項(xiàng)來提示操作員請求不同處理。然后,這個(gè)信息轉(zhuǎn)到處理器12進(jìn)行計(jì)算步驟s820,計(jì)算步驟返回每個(gè)成像部件的空間坐標(biāo)。尤其是在患者數(shù)據(jù)不易獲得的情況下,圖8中的步驟s820可以使用從患者群體獲得的默認(rèn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以及來自先前步驟的關(guān)于患者和檢查類型的數(shù)據(jù),以便計(jì)算自動(dòng)定位的所需值。舉例來說,而非限制,所標(biāo)識的檢查類型可以是12歲患者的頸椎lao檢查。對這個(gè)成像類型尤其重要的值和位置參數(shù)中的一些先前參考圖6示出。頸椎lao的默認(rèn)位置是如圖2所示的壁視圖,具有長sid和向上15度的x光角度。必須使用實(shí)際患者高度數(shù)據(jù)(在可用使)或使用默認(rèn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來計(jì)算進(jìn)行自動(dòng)定位的檢測器高度。對于這個(gè)實(shí)例,在實(shí)際患者高度未知的情況下,使用以下計(jì)算將患者的檢測器16高度從默認(rèn)成人設(shè)置調(diào)整某個(gè)高度因子:60英寸×(高度因子)=41英寸。從表2中獲取頸椎成像的60英寸的值。根據(jù)統(tǒng)計(jì)表3值將高度因子計(jì)算為青少年高度與中年人高度的比率:48英寸/70英寸。因此,這個(gè)計(jì)算將檢測器16的中心設(shè)置在41英寸處。15度角度和長sid會相應(yīng)地將x射線源20距地板的管頭高度設(shè)置為:41英寸-(sid×sin(15))=(41-18.63)英寸=22.36英寸。應(yīng)當(dāng)注意,可根據(jù)區(qū)域來調(diào)整默認(rèn)高度值,諸如通過根據(jù)特定患者群體特性的高度值而成比例地調(diào)整值。例如,表3值將適用于某個(gè)區(qū)域或其它患者群體。對于自動(dòng)定位計(jì)算,當(dāng)患者高度小于或大于70英寸時(shí),可以成比例地縮放在患者高度為70英寸的情況下合適的表2值。因此,對于62英寸高度的患者,可以將縮放因子(62/70)應(yīng)用于定位計(jì)算。.縮放因子也可根據(jù)患者年齡、性別、重量和其它因素(諸如關(guān)節(jié)炎或其它狀況)變化。因此,指示患者高度并可由處理器12獲取的數(shù)據(jù)因此包括實(shí)際測量或存儲的患者高度值、來自區(qū)域患者群體或全球患者群體的統(tǒng)計(jì)高度值、以及患者年齡、性別、重量和其它因素(諸如關(guān)節(jié)炎或其它狀況)中的任何一者。當(dāng)指示患者高度的患者數(shù)據(jù)不可用或不充足時(shí),就會使用默認(rèn)值。例如,如果可獲取的唯一患者數(shù)據(jù)指示患者性別,那么將會使用來自該性別的成人的存儲統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的所使用的高度。返回參考圖5,在圖8序列的定位步驟s830中,傳輸?shù)街聞?dòng)器26和46的命令信號影響x射線源20和檢測器16以及它們與所識別的檢查類型和患者的支持部件的運(yùn)輸機(jī)構(gòu)到計(jì)算位置的所需移動(dòng)。為了生成致動(dòng)自動(dòng)定位移動(dòng)的定位信號,處理器12可以使用兩個(gè)位置數(shù)據(jù)點(diǎn):(i)當(dāng)前位置,或替代地原始位置,以及(ii)成像位置,并且隨后確定將x射線源和檢測器從當(dāng)前位置到成像位置的移動(dòng)或重新定位。步驟s830可以包括歸位步驟,其中一個(gè)或兩個(gè)源和檢測器的運(yùn)輸設(shè)備初始在重新定位到所計(jì)算的成像位置坐標(biāo)之前會返回到默認(rèn)“原始”位置。然后,在最終調(diào)整步驟s840中提供對成像位置的操作員微調(diào),并且對成像部件的實(shí)際最終坐標(biāo)進(jìn)行記錄。然后,可以將最終坐標(biāo)與患者識別數(shù)據(jù)或患者圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)地存儲或作為參考,并且將其用于定位x射線照相設(shè)備,以便在未來時(shí)間為患者重復(fù)相同類型檢查。根據(jù)本公開的替代實(shí)施方案,例如,實(shí)際存儲坐標(biāo)可以用于訓(xùn)練定位軟件(諸如調(diào)整默認(rèn)值),以便更好地適應(yīng)于本地患者群體。圖像獲取步驟s850完成圖8中的成像序列。然后,射線照相設(shè)備10就位以獲取和顯示該患者的x射線照相圖像,以及將所獲取的圖像存儲在數(shù)據(jù)庫40中。雖然本公開的實(shí)施方案示出采用了頂板支座的示例性系統(tǒng),但是其它設(shè)備安裝布置是可能的,并且符合本公開的實(shí)施方案。因此,例如,x射線源可安裝到可圍繞多個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)臂或其它裝置。例如,x射線源可以被安裝為地板安裝系統(tǒng)或c形臂或u形臂系統(tǒng)的一部分。對于c形臂或u形臂系統(tǒng),x射線源和檢測器可相對于彼此維持固定位置,并且只需單個(gè)運(yùn)輸設(shè)備。根據(jù)重新定位是否表明應(yīng)當(dāng)應(yīng)用不同的值,可以在初始自動(dòng)定位之后約束特定自動(dòng)定位移動(dòng)。例如,如果操作員調(diào)整將x射線源移動(dòng)到較低高度,從而指示較矮患者,那么后續(xù)移動(dòng)就會得以防止或者可以使用較低的高度值??梢韵虿僮鲉T顯示錯(cuò)誤消息以指示對所計(jì)算的空間位置的覆蓋將應(yīng)用于后續(xù)圖像??梢詰?yīng)用對部件移動(dòng)進(jìn)行限制的其它規(guī)則,諸如在患者就位并且移動(dòng)可能受阻或可能不方便或危及患者的情況下。例如,考慮先前描述的頸椎-lao暴露實(shí)例,自動(dòng)定位初始將檢測器居中于約22.36英寸高度處。然而,如果12歲患者高度高于平均,那么需要后續(xù)手動(dòng)調(diào)整;技術(shù)員將x射線源移動(dòng)到更高位置,諸如25英寸,以便實(shí)現(xiàn)頸椎-lao暴露。如果對這個(gè)患者的檢查中需要的下一圖像是頸椎-rao圖像,那么處理器12(圖5)根據(jù)手動(dòng)調(diào)整的值進(jìn)行調(diào)整,使得25英寸高度用作特定患者的自動(dòng)定位值,除非另有手動(dòng)調(diào)整。根據(jù)本公開的實(shí)施方案,根據(jù)手動(dòng)調(diào)整,這個(gè)患者的其它解剖結(jié)構(gòu)的后續(xù)圖像也類似地成比例地縮放。繼續(xù)同樣高的12歲患者的實(shí)例,例如,顱骨成像的調(diào)整后的自動(dòng)定位值可以被重新計(jì)算為比通常計(jì)算的值高3英寸。也可存儲技術(shù)員調(diào)整用于臺面暴露和不使用濾線柵的其它暴露。在自動(dòng)定位之后的調(diào)整可由系統(tǒng)保存用于對特定患者設(shè)置的后續(xù)圖像。關(guān)于高度來描述的相同類型調(diào)整也應(yīng)用于其中檢測器和x射線源成角度的設(shè)置??紤]到以上實(shí)例中的高的12歲患者,在檢測器將傾斜的情況下,將在施加傾斜之前計(jì)算檢測器的高度的替代值。例如,使用表格統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立用于進(jìn)行成像的各種起始參數(shù),諸如用于對一般成人成像的初始位置。這個(gè)數(shù)據(jù)被存儲為出廠默認(rèn)數(shù)據(jù),并且可由處于x射線場所處的人員進(jìn)行修改,諸如針對不同群體做出調(diào)整,其中諸如平均高度和任選地重量和年齡的值可從出廠默認(rèn)值有所變化。實(shí)踐(諸如優(yōu)選入射輻射角度)也可以在這個(gè)場所進(jìn)行修改以考慮到本地偏好??梢孕薷膶τ诓煌瑱z查的默認(rèn)視圖類型、以及sid的值和優(yōu)選濾線柵位置。本發(fā)明的實(shí)施方案可以包括基于一維、二維或三維的空間坐標(biāo)的機(jī)器計(jì)算。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到,這些計(jì)算可由被提供有用于圖像數(shù)據(jù)處理的指令的數(shù)據(jù)處理硬件執(zhí)行。由于此類圖像操縱系統(tǒng)是眾所周知的,因此本說明書更具體地涉及執(zhí)行本發(fā)明的方法的程序、算法和系統(tǒng)。此類算法和系統(tǒng)的其它方面、以及用于產(chǎn)生和以其它方式處理圖像信號的數(shù)據(jù)處理硬件和/或軟件可從本領(lǐng)域已知的此類系統(tǒng)、算法、部件和元件進(jìn)行選擇。如果描述如以下本說明書中闡述那樣,那么軟件實(shí)現(xiàn)方案是編程領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的。這種軟件程序的所存儲的指令可以存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中,計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)可以包括例如:磁性存儲介質(zhì),諸如磁盤或磁帶;光學(xué)存儲介質(zhì),諸如光盤、光帶或機(jī)器可讀條形碼;固態(tài)電子存儲裝置,諸如隨機(jī)存取存儲器(ram)或只讀存儲器(rom);或者用于存儲計(jì)算機(jī)程序的任何其它物理裝置或物理介質(zhì)。使用這種軟件,本發(fā)明可用于數(shù)據(jù)處理硬件設(shè)備(諸如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或個(gè)人計(jì)算機(jī))或采用專用數(shù)據(jù)處理部件的嵌入式系統(tǒng)(諸如數(shù)字信號處理芯片)上。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,本發(fā)明利用了具有在計(jì)算機(jī)處理器12上執(zhí)行所存儲的指令的計(jì)算機(jī)程序,計(jì)算機(jī)程序被配置為(i)接受指示患者的檢查類型的指令或數(shù)據(jù);(ii)獲取指示患者高度的患者數(shù)據(jù);(iii)根據(jù)所接受的指令和所獲取的患者數(shù)據(jù)來確定第一運(yùn)輸設(shè)備的目前位置和預(yù)期成像位置;以及(iv)提供第一定位信號,以將第一運(yùn)輸設(shè)備從其當(dāng)前位置移動(dòng)到預(yù)期成像位置。計(jì)算機(jī)處理器12還可被配置為處理從檢測器16存儲并從電子存儲器訪問的圖像數(shù)據(jù)。如圖像處理領(lǐng)域中的技術(shù)人員可了解,本發(fā)明的實(shí)施方案的計(jì)算機(jī)程序可由合適通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(諸如充當(dāng)控制處理器或其它類型數(shù)據(jù)處理硬件的個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站)利用。然而,可使用許多其它類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來執(zhí)行本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序,例如,包括聯(lián)網(wǎng)處理器布置。用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)程序可以存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中。這種介質(zhì)可以包括例如:磁性存儲介質(zhì),諸如磁盤(諸如硬驅(qū)動(dòng)器或移動(dòng)裝置)或磁帶;光學(xué)存儲介質(zhì),諸如光盤、光帶或機(jī)器可讀光學(xué)編碼;固態(tài)電子存儲裝置,諸如隨機(jī)存取存儲器(ram)或只讀存儲器(rom);或者用于存儲計(jì)算機(jī)程序的任何其它物理裝置或物理介質(zhì)。用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)程序還可存儲在通過互聯(lián)網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)或通信介質(zhì)連接到處理器的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將容易地認(rèn)識到,這種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的等同物也可以硬件的形式構(gòu)造。應(yīng)當(dāng)注意,在本公開上下文中,等同于“處理器可訪問存儲器”的術(shù)語“存儲器”可指用于存儲和操作所存儲的數(shù)據(jù)并能夠訪問處理或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括數(shù)據(jù)庫)的任何類型臨時(shí)或更持久數(shù)據(jù)存儲工作空間。存儲器可以是非易失性的,例如,在使用長期存儲介質(zhì)(諸如電子、磁性或光學(xué)存儲裝置)的情況下?;蛘撸谑褂秒娮与娐?諸如由微處理器或其它控制邏輯處理器裝置用作臨時(shí)緩沖器或工作空間的隨機(jī)存取存儲器(ram))的情況下,存儲器可以具有更易失性。例如,顯示數(shù)據(jù)典型地被存儲在臨時(shí)存儲緩沖器中,臨時(shí)存儲緩沖器是直接地與顯示設(shè)備相關(guān)聯(lián),并且根據(jù)需要周期性地刷新,以便提供所顯示的數(shù)據(jù)。這個(gè)臨時(shí)存儲緩沖器也可被認(rèn)為是存儲器,如這個(gè)術(shù)語在本公開中使用的那樣。存儲器也會用作數(shù)據(jù)工作空間,用于執(zhí)行和存儲計(jì)算和其它處理的中間結(jié)果和最終結(jié)果。計(jì)算機(jī)可訪問存儲器可以是易失性的、非易失性的,或者是易失性和非易失性類型的混合組合。應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以利用眾所周知的各種運(yùn)動(dòng)控制和/或圖像操縱算法和過程。還將理解,本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)施方案可以實(shí)施在本文中未具體地示出或描述的對實(shí)現(xiàn)方案有用的算法和過程。此類算法和過程可以包括在運(yùn)動(dòng)控制和圖像獲取與處理領(lǐng)域中的普通技術(shù)內(nèi)的常規(guī)效用。此類算法和系統(tǒng)的附加方面、以及用于產(chǎn)生和以其它方式處理圖像或與本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品合作的數(shù)據(jù)處理硬件和/或軟件在本文中未具體地示出或描述,并且可從本領(lǐng)域已知的此類算法、系統(tǒng)、硬件、部件和元件進(jìn)行選擇。已詳細(xì)地描述了本發(fā)明,并且可能已經(jīng)特別參考合適或目前優(yōu)選的實(shí)施方案來描述本發(fā)明,但是應(yīng)當(dāng)理解,在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)變化和修改。因此,目前所公開的實(shí)施方案在所有方面上被認(rèn)為是說明性的,而非限制性的。本發(fā)明的范圍是由隨附權(quán)利要求指示,并且在其等同物的含義和范圍內(nèi)的所有改變預(yù)期都將被包含在其中。當(dāng)前第1頁12
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