專利名稱：用于x射線系統(tǒng)的基于模型的自定位患者臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在成像設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)定位對(duì)象的承載器的系統(tǒng)、探測(cè)器、方法和 存儲(chǔ)裝置。
背景技術(shù)：
EP 1092391A1公開(kāi)了根據(jù)用戶輸入在X射線成像設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)定位人體的承載 器，用戶輸入指示在產(chǎn)生人體的第一X射線圖像之后身體移動(dòng)的量和方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改善現(xiàn)有技術(shù)。這是通過(guò)所附獨(dú)立權(quán)利要求中闡述的內(nèi)容實(shí)現(xiàn) 的，而所附的從屬權(quán)利要求定義了其有利修改。本發(fā)明能夠在采集用于3D重建的數(shù)據(jù)之前在C形臂系統(tǒng)上有效地進(jìn)行三維成像， 被檢查器官，例如心臟能夠被有效地定位在C形臂的旋轉(zhuǎn)等中心處，使得其在整個(gè)旋轉(zhuǎn)掃 描期間保持在視場(chǎng)中。根據(jù)本發(fā)明的定位在時(shí)間和X射線劑量方面是有效的。具體而言，根據(jù)權(quán)利要求1中所述的本發(fā)明第一方面，提供了一種用于在成像單 元的視場(chǎng)內(nèi)定位對(duì)象的承載器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括-圖像接收接口單元，用于從成像單元接收表示對(duì)象的圖像的圖像數(shù)據(jù)，-對(duì)象部位位置確定單元，用于確定表示對(duì)象的部位的位置的對(duì)象部位位置數(shù)據(jù)，-解剖模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)有解剖模型數(shù)據(jù)，解剖模型數(shù)據(jù)表示解剖模型 (an atomic model)的解剖模型部位的解剖模型部位位置，-匹配單元，所述匹配單元設(shè)計(jì)用于基于對(duì)象部位位置數(shù)據(jù)和解剖模型數(shù)據(jù)產(chǎn)生 表示圖像的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由接口被提供給圖像顯示單元，-輸入接收單元，用于接收表示所選的感興趣部位的輸入數(shù)據(jù)，-定位規(guī)劃單元，用于至少根據(jù)所述輸入數(shù)據(jù)確定位置移動(dòng)數(shù)據(jù)，所述位置移動(dòng)數(shù) 據(jù)表示承載器要被移動(dòng)的方向和距離，-至定位系統(tǒng)的接口，定位系統(tǒng)用于基于位置移動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)移動(dòng)承載器。優(yōu)選地，所述對(duì)象為人體，且所述對(duì)象的部位是人體的器官和骨骼中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，所述承載器為臺(tái)子。優(yōu)選地，所述圖像數(shù)據(jù)僅表示所述對(duì)象的前視圖或后視圖中的一幅圖像。優(yōu)選地，對(duì)象位置數(shù)據(jù)表示對(duì)象的三維位置。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括顯示單元，所述顯示單元顯示表示解剖模型部位位置和 對(duì)象部位位置的圖像。優(yōu)選地，解剖模型部位位置是所述部位在所述對(duì)象內(nèi)的一般位置。優(yōu)選地，所述成像設(shè)備是心臟-血管X射線系統(tǒng)或其他X射線系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述成像設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)C形臂。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種X射線檢查設(shè)備，包括
X射線源，用于使要被檢查的對(duì)象曝露于X射線能量；以及X射線探測(cè)器設(shè)備，用于產(chǎn)生表示來(lái)自成像單元的所述對(duì)象的圖像的圖像數(shù) 據(jù)，根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，以及用于定位承載所述對(duì)象的承載器的定位系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于在成像設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)定位對(duì)象的承載器 的方法，所述方法包括-提供表示所述對(duì)象的圖像的圖像數(shù)據(jù)；-確定表示所述對(duì)象的部位位置的對(duì)象部位位置數(shù)據(jù)，-基于對(duì)象部位位置數(shù)據(jù)和所存儲(chǔ)的解剖模型數(shù)據(jù)匹配對(duì)象部位位置和解剖模型 部位位置，-接收表示感興趣部位的輸入數(shù)據(jù)，-考慮到輸入數(shù)據(jù)、解剖模型數(shù)據(jù)和對(duì)象部位位置數(shù)據(jù)確定表示承載器要被移動(dòng) 的方向和距離的位置移動(dòng)數(shù)據(jù)，-基于位置移動(dòng)數(shù)據(jù)移動(dòng)承載器。優(yōu)選地，對(duì)象為人體，且其中對(duì)象的部位是人體的器官和骨骼中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，承載器為臺(tái)子。優(yōu)選地，圖像數(shù)據(jù)表示對(duì)象的前視圖或后視圖。優(yōu)選地，對(duì)象位置數(shù)據(jù)表示對(duì)象的三維位置。優(yōu)選地，該方法還包括顯示表示解剖模型部位位置和對(duì)象部位位置的圖像。優(yōu)選地，解剖模型部位位置是所述部位在所述對(duì)象內(nèi)的一般位置。優(yōu)選地，成像設(shè)備是X射線設(shè)備。優(yōu)選地，成像設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)C形臂。優(yōu)選地，該方法用于心臟病檢查或神經(jīng)血管檢查中。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種包括所存儲(chǔ)的代碼段的存儲(chǔ)裝置，在加載到 計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中時(shí)，所述代碼段適于產(chǎn)生該方法的步驟。如果患者仰躺在臺(tái)面上，產(chǎn)生患者人體的后視圖或前視圖，在將模型擬合到單一 X 射線投影時(shí)發(fā)生的通常的不適定(ill-posed) 2D/3D匹配問(wèn)題就得到簡(jiǎn)化。這減少了利用 所存儲(chǔ)的解剖模型在X射線圖像中匹配對(duì)象部位(器官、骨骼、肋骨等)位置的自由度。對(duì) 于匹配而言最重要的是骨骼和肋骨的位置，因?yàn)樗鼈冊(cè)赬射線圖像中比軟組織要不透明得
^^ ο本發(fā)明簡(jiǎn)化了患者的定位并使得C形臂系統(tǒng)更容易使用。由于全身解剖模型變得 可用，尤其可以將提出的系統(tǒng)用于心臟病學(xué)中但也可用于神經(jīng)血管檢查中。如果解剖模型 足夠詳細(xì)，包括血管(例如，冠狀動(dòng)脈或大腦血管)的位置，甚至可以基于血管而不是基于 器官進(jìn)行定位。從權(quán)利要求以及下面結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他方 面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)。


圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施例的工作流程；圖2示出了 C形臂探測(cè)裝置；圖3示出了具有用于要被檢查的人體的臺(tái)子的C形臂探測(cè)裝置；圖4示出了具有器官和骨骼的位置的圖像；圖5示出了具有器官和骨骼一般位置的解剖模型；圖6示出了圖5的解剖模型，但具有在圖4中器官和骨骼的位置處的器官和骨骼 的位置；圖7示出了本發(fā)明的實(shí)施例的部件。
具體實(shí)施例方式圖1示出了用于本發(fā)明實(shí)施例的處理流程和其他動(dòng)作。處理包括來(lái)自醫(yī)生的動(dòng)作 或輸入(1，2，5)、模型知識(shí)(3)和自動(dòng)軟件模塊(4，6)。根據(jù)圖1的工作流程如下將諸如人體的對(duì)象放置(1)在成像單元7 (例如，C形 臂探測(cè)裝置中的X射線成像裝置)的臺(tái)子上，其中X射線系統(tǒng)(圖2，3)的C形臂在正面 (a. P.)位置。采集(2)以X射線圖像(9)表示的圖像數(shù)據(jù)。然后使所存儲(chǔ)(16)的人體 (10)的解剖模型(9*)以這樣的方式“變形”或適配(17)將模型的虛擬X射線投影擬合到 實(shí)際采集的圖像(5)。向醫(yī)生呈現(xiàn)解剖模型的圖像(9，——不過(guò)在該圖像中具有根據(jù)X射 線圖像的圖像數(shù)據(jù)的器官和骨骼的位置。從醫(yī)生接收(5，19)輸入(4，23)，該輸入(23)選 擇(例如，通過(guò)在觸摸屏上觸摸或通過(guò)輸入數(shù)字等)感興趣的對(duì)象部位(11，，即要被檢查 的器官，例如心臟或骨骼12:系統(tǒng)(24)計(jì)算(6)表示移動(dòng)的位置數(shù)據(jù)(27)，該移動(dòng) 是從所存儲(chǔ)的解剖模型已知的將給定器官移動(dòng)到例如C形臂(圖2，3)的旋轉(zhuǎn)中心所需的。 根據(jù)位置移動(dòng)數(shù)據(jù)自動(dòng)移動(dòng)(21)對(duì)象的承載器(例如臺(tái)子8)。圖2示出了用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的C形臂探測(cè)裝置(7)。圖3示出了具有X射線源(7a)、X射線探測(cè)器(7b)和用于要被檢查的對(duì)象的臺(tái)子 (8)的C形臂探測(cè)裝置，其中該對(duì)象例如為人體(未示出)。圖4非常示意性地示出了基于從成像裝置(7b)接收的圖像數(shù)據(jù)(22)的圖像，該 圖像示出了具有器官(11)、骨骼(12)和肋骨等的人體(10)。圖5非常示意性地示出了所存儲(chǔ)(16)的一般人體(1(f)的解剖模型數(shù)據(jù)所呈現(xiàn) 的所存儲(chǔ)解剖模型(9*)，所述一般人體具有(所存儲(chǔ)的)器官(1Γ)和骨骼(12*)以及肋骨
等的一般位置。在圖6中，將圖5的解剖模型中所示的器官(11，和骨骼(12，移動(dòng)到圖4中的 身體的真實(shí)器官(11)和骨骼(12)的位置處?？梢韵蜥t(yī)生顯示圖6中的圖像(9，，醫(yī)生能 夠輸入(例如，通過(guò)顯示的數(shù)字)所選的感興趣部位(11，，并且在攝取下一幅X射線圖像 之前，將通過(guò)定位系統(tǒng)(21)將載有身體的承載器移動(dòng)這樣的位置，在該位置處身體的所選 部位(11)將例如在期望位置的位置，導(dǎo)致該期望位置(例如在中間)在隨后要攝取的下一 X射線圖像之內(nèi)。圖7示出了本發(fā)明的實(shí)施例的部件，S卩(控制器)系統(tǒng)(24)，用于在成像單元(7b) 的視場(chǎng)內(nèi)定位對(duì)象(10)的承載器(9)，該系統(tǒng)包括
-成像接收接口單元(14)，用于從成像單元(7b)接收表示對(duì)象(10)的圖像(9) 的圖像數(shù)據(jù)(22)，-對(duì)象部位位置確定單元(15)，用于確定表示對(duì)象(10)的部位(11，12)的位置的 對(duì)象部位(11，12)位置數(shù)據(jù)(25)，-存儲(chǔ)器(16)，其中存儲(chǔ)有解剖模型數(shù)據(jù)，解剖模型數(shù)據(jù)表示解剖模型(10*)的解 剖模型部位(11*，12)的解剖模型(9*)部位位置以及用于產(chǎn)生如圖5中所示的解剖模型的 圖像9*的圖像數(shù)據(jù)，-匹配單元(17)，所述匹配單元設(shè)計(jì)用于基于對(duì)象部位(11，12)位置數(shù)據(jù)(25) 和解剖模型數(shù)據(jù)(3Γ)，產(chǎn)生表示圖像(例如像圖5中的圖像9*那樣，但圖像9*中的對(duì)象部 位或器官/骨骼10、11、12的位置被移動(dòng)到由圖4中的圖像9中的對(duì)象10、11、12的對(duì)象位 置界定的位置，對(duì)象的該圖像9是由X射線設(shè)備在以前產(chǎn)生的)的圖像數(shù)據(jù)(29)，該圖像數(shù) 據(jù)(29)將經(jīng)由接口(28)被發(fā)送到圖像顯示單元(30)，_輸入接收單元(19)，用于接收表示所選的感興趣部位(11)的輸入數(shù)據(jù)(23)，_輸入接收單元(19)，用于接收表示所選的感興趣部位(11)的輸入數(shù)據(jù)(23)，-定位規(guī)劃單元(18)，用于考慮到輸入數(shù)據(jù)、解剖模型數(shù)據(jù)和對(duì)象部位位置數(shù)據(jù) 確定位置移動(dòng)數(shù)據(jù)，所述位置移動(dòng)數(shù)據(jù)表示承載器(8)要被移動(dòng)的方向和距離，-至定位系統(tǒng)(21)的接口(20)，定位系統(tǒng)用于基于位置移動(dòng)數(shù)據(jù)(27)移動(dòng)承載 器⑶。上文所述目前被認(rèn)為是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的內(nèi)容。然而，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的技 術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，提供以上內(nèi)容僅出于說(shuō)明性目的且決不旨在將本發(fā)明限于此。 相反，旨在包括落在所附權(quán)利要求精神和范圍之內(nèi)的所有變化和修改。
權(quán)利要求
一種用于在成像單元(7b)的視場(chǎng)內(nèi)定位對(duì)象(10)的承載器(8)的系統(tǒng)(24)，所述系統(tǒng)包括 圖像接收接口單元(14)，用于從所述成像單元(7b)接收表示所述對(duì)象(10)的圖像(9)的圖像數(shù)據(jù)(22)， 對(duì)象部位位置確定單元(15)，用于確定表示所述對(duì)象(10)的部位(11，12)的位置的對(duì)象部位(11，12)位置數(shù)據(jù)(25)， 解剖模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(16)，其中存儲(chǔ)有解剖模型數(shù)據(jù)(31*)，所述解剖模型數(shù)據(jù)(31*)表示解剖模型(10*)的解剖模型部位(11*，12*)的解剖模型(9*)部位位置(圖5)， 匹配單元(17)，所述匹配單元(17)設(shè)計(jì)用于基于對(duì)象部位(11，12)位置數(shù)據(jù)(25)和解剖模型數(shù)據(jù)(31*)產(chǎn)生表示圖像(9**)的圖像數(shù)據(jù)(29)，所述圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由接口(28)要被提供給圖像顯示單元(30)， 輸入接收單元(19)，用于接收表示所選的感興趣部位(11**，11)的輸入數(shù)據(jù)(23)， 定位規(guī)劃單元(18)，用于至少根據(jù)所述輸入數(shù)據(jù)(23)確定位置移動(dòng)數(shù)據(jù)(27)，所述位置移動(dòng)數(shù)據(jù)(27)表示承載器(8)要被移動(dòng)的方向和距離， 至定位系統(tǒng)(21)的接口(20)，所述定位系統(tǒng)(21)用于基于所述位置移動(dòng)數(shù)據(jù)(27)移動(dòng)所述承載器(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述對(duì)象為人體，且其中，所述對(duì)象的所述部位是所述人體的器官和骨骼中的至 少一個(gè)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中，所述承載器為臺(tái)子。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像數(shù)據(jù)僅表示所述對(duì)象的前視圖或后視圖中的一幅圖像。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述承載器(8)要被移動(dòng)的方向和距離表示三維矢量。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括顯示單元，所述顯示單元顯示表示解剖模型部位位置和對(duì)象部 位位置的圖像。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，解剖模型部位位置是所述部位在這種對(duì)象內(nèi)的一般位置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述成像設(shè)備是心臟_血管X射線系統(tǒng)或其他X射線系統(tǒng)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中，所述成像設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)C形臂。
10.一種X射線檢查設(shè)備，包括X射線源(7a)，用于使要被檢查的對(duì)象(10)曝露于X射線能量； 以及X射線探測(cè)器設(shè)備(7b)，用于產(chǎn)生表示來(lái)自成像單元(7)的所述對(duì)象的圖像(9) 的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(24)，以及用于定位承載所述對(duì)象的承載器的定位系統(tǒng)(21)。
11.一種用于在成像設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)定位對(duì)象的承載器的方法， 所述方法包括-接收表示所述對(duì)象的圖像的圖像數(shù)據(jù)；-確定表示所述對(duì)象的部位的位置的對(duì)象部位位置數(shù)據(jù)，-匹配對(duì)象部位位置數(shù)據(jù)和所存儲(chǔ)的解剖模型數(shù)據(jù)以產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)(9，，-接收表示感興趣部位(11:11)的輸入數(shù)據(jù)(23)，-確定表示所述承載器要被移動(dòng)的方向和距離的位置移動(dòng)數(shù)據(jù)，-促使(20)所述承載器移動(dòng)其位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述對(duì)象為人體，且其中，所述對(duì)象的所述部位是所述人體的器官和骨骼中的至 少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11-12中的任何一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述承載器為臺(tái)子。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任何一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述圖像數(shù)據(jù)表示所述對(duì)象的前視圖或后視圖。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中的任何一項(xiàng)所述的方法， 其中，對(duì)象位置數(shù)據(jù)表示對(duì)象的三維位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法還包括顯示表示解剖模型部位位置和對(duì)象部位位置的圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，解剖模型部位位置是所述部位在所述對(duì)象內(nèi)的一般位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求11-17中的任何一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述成像設(shè)備是X射線設(shè)備。
19.根據(jù)權(quán)利要求11-18中的任何一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述成像設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)C形臂。
20.根據(jù)權(quán)利要求11-19中的任何一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述方法用于心臟病檢查或神經(jīng)血管檢查。
21.一種存儲(chǔ)裝置，其包括所存儲(chǔ)的代碼段，在被加載到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中時(shí)，所述代 碼段適于產(chǎn)生根據(jù)權(quán)利要求11-20之一所述的步驟。
全文摘要
一種用于在成像單元(7b)的視場(chǎng)內(nèi)定位對(duì)象(10)的承載器(9)的系統(tǒng)(24)，該系統(tǒng)包括-成像接收接口單元(14)，用于從成像單元(7b)接收表示對(duì)象(10)的圖像(9)的圖像數(shù)據(jù)(22)，-對(duì)象部位位置確定單元(15)，用于確定表示對(duì)象(10)的部位(11，12)的位置的對(duì)象部位(11，12)位置數(shù)據(jù)(25)，-存儲(chǔ)器(16)，其中存儲(chǔ)有解剖模型數(shù)據(jù)，解剖模型數(shù)據(jù)表示解剖模型(10*)的解剖模型部位(11*，12*)的解剖模型(9*)部位位置，-匹配單元(17)，其設(shè)計(jì)用于基于對(duì)象部位位置數(shù)據(jù)和解剖模型數(shù)據(jù)匹配對(duì)象部位(11，12)位置和解剖模型部位(11*，12*)位置，-輸入接收單元(19)，用于接收表示所選的感興趣部位(11)的輸入數(shù)據(jù)(23)，-定位規(guī)劃單元(18)，用于考慮到輸入數(shù)據(jù)、解剖模型數(shù)據(jù)和對(duì)象部位位置數(shù)據(jù)確定位置移動(dòng)數(shù)據(jù)，所述位置移動(dòng)數(shù)據(jù)表示承載器(8)要被移動(dòng)的方向和距離，-至定位系統(tǒng)(21)的接口(20)，定位系統(tǒng)用于基于位置移動(dòng)數(shù)據(jù)(27)移動(dòng)承載器(8)。
文檔編號(hào)A61B6/04GK101969853SQ200980108506
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日
發(fā)明者H·施米特, M·格拉斯, P·福斯曼, U·范斯特文達(dá)勒 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司