專利名稱:X射線設(shè)備運(yùn)行方法、對象三維再現(xiàn)確定方法及相關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X射線設(shè)備的運(yùn)行方法，該X射線設(shè)備具有控制裝置、數(shù)據(jù)存儲裝 置、第一和第二 X射線單元，其中，該第一 X射線單元具有可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸 相對設(shè)置的第一 X射線源和第一 X射線檢測器，該第二 X射線單元具有可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并 關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸相對設(shè)置的第二 X射線源和第二 X射線檢測器，其中，在該旋轉(zhuǎn)軸的區(qū)域內(nèi)可 設(shè)置對象。
此外，本發(fā)明還涉及一種數(shù)據(jù)載體，其具有在該數(shù)據(jù)載體上存儲的運(yùn)行程序，用于 實(shí)施這樣的運(yùn)行方法。
此外，本發(fā)明還涉及一種控制裝置，用于控制X射線設(shè)備，其具有存有運(yùn)行程序的 程序存儲器，當(dāng)該控制裝置調(diào)用該運(yùn)行程序時(shí)，可以執(zhí)行上述類型的運(yùn)行方法。
本發(fā)明還涉及一種X射線設(shè)備，具有這樣的控制裝置、數(shù)據(jù)存儲裝置、第一和第二 X射線單元，其中，
-該第一X射線單元具有可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸相對設(shè)置的第一 X射線 源和第一 X射線檢測器，
-該第二X射線單元具有可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸相對設(shè)置的第二 X射線 源和第二 X射線檢測器，
-在該旋轉(zhuǎn)軸的區(qū)域內(nèi)可設(shè)置對象。
本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)支持的確定方法，用于借助對象的多幅第一和第二圖像 至少確定對象的一個(gè)三維再現(xiàn)，其中，
-為了采集圖像將對象置于X射線設(shè)備的第一和第二X射線單元的公共旋轉(zhuǎn)軸的 區(qū)域內(nèi)，
-使第一X射線單元的第一 X射線檢測器和與該第一 X射線檢測器關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸相 對設(shè)置的第一 X射線源繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)角，并且在此由第一 X射線檢測器在第一角 位置采集第一圖像，
-在第一 X射線檢測器和第一 X射線源旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使第二 X射線單元的第二 X射 線檢測器和與該第二X射線檢測器關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸相對設(shè)置的第二X射線源繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)第二 旋轉(zhuǎn)角，并且在此由第二 X射線檢測器在第二角位置采集第二圖像。
最后，本發(fā)明還涉及一種數(shù)據(jù)載體，具有在該數(shù)據(jù)載體上存儲的確定程序，用于實(shí) 施這樣的確定方法，以及一種計(jì)算機(jī)，具有存有確定程序的海量存儲器，當(dāng)該計(jì)算機(jī)調(diào)用該 確定程序時(shí)，可以執(zhí)行這樣的確定方法。
背景技術(shù)：
對于X射線設(shè)備已有各種公知的實(shí)施方式和運(yùn)行方法。與此相對應(yīng)的還有各種公 知的借助利用這樣的X射線設(shè)備及其運(yùn)行方法采集的圖像對對象進(jìn)行三維再現(xiàn)的計(jì)算機(jī) 支持的確定方法。
公知的例如有僅具有一個(gè)X射線單元的X射線設(shè)備，[0015]-控制裝置這樣控制該X射線單元，使得其X射線源和X射線檢測器繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 一個(gè)旋轉(zhuǎn)角，
-控制裝置在X射線源和X射線檢測器旋轉(zhuǎn)時(shí)這樣控制X射線單元，使得在X射線 檢測器的各角位置上分別采集對象的一幅圖像并將其傳送到數(shù)據(jù)存儲裝置，
-這樣確定旋轉(zhuǎn)角和角位置，使得借助由X射線檢測器采集的對象的圖像可以確 定對象的三維再現(xiàn)。
與此相對應(yīng)的還公知有相應(yīng)的借助多幅對象的圖像對對象進(jìn)行三維再現(xiàn)的計(jì)算 機(jī)支持的確定方法。
按照本發(fā)明人的了解，也就是總是利用一個(gè)X射線單元進(jìn)行圖像采集。類似地當(dāng) 然還有利用所采集的圖像確定三維再現(xiàn)的方法。
但也公知有如本文開始所述的具有兩個(gè)X射線單元的X射線設(shè)備。但根據(jù)本發(fā)明 人的了解，其主要用于對對象從兩個(gè)不同的方向同時(shí)進(jìn)行透視，從而能夠?qū)ο蟮母鞑课?進(jìn)行三維定位。而就本發(fā)明人所知，尚未公知有利用具有兩個(gè)X射線單元的X射線設(shè)備采 集圖像用于至少過后的三維再現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，從開始所述的現(xiàn)有技術(shù)、即具有兩個(gè)X射線單元 的X射線設(shè)備出發(fā)，開拓這種X射線設(shè)備的進(jìn)一步應(yīng)用。
按照本發(fā)明，關(guān)于運(yùn)行方法的技術(shù)問題是這樣解決的
控制裝置這樣控制第一 X射線單元，使得第一 X射線源和第一 X射線檢測器繞旋 轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)角，
控制裝置在第一 X射線檢測器和第一 X射線源旋轉(zhuǎn)的同時(shí)這樣控制第二 X射線單 元，使得第二 X射線源和第二 X射線檢測器繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)第二旋轉(zhuǎn)角，
-控制裝置在X射線源和X射線檢測器旋轉(zhuǎn)期間這樣控制這些X射線單元，使得分 別在第一X射線檢測器的第一角位置采集對象的第一圖像并將其傳送到數(shù)據(jù)存儲裝置，和 在第二 X射線檢測器的第二角位置采集對象的第二圖像并將其傳送到數(shù)據(jù)存儲裝置，
這樣確定旋轉(zhuǎn)角和角位置，使得借助由X射線檢測器采集的對象的第一和第二圖 像可以至少確定對象的一個(gè)三維再現(xiàn)。
對于確定方法的技術(shù)問題通過類似的方式解決，即計(jì)算機(jī)借助第一和第二圖像至 少確定一個(gè)三維再現(xiàn)，其中，第一和第二圖像是相應(yīng)于上述過程采集的。
X射線檢測器具有多個(gè)通常排列為兩維陣列的檢測器元件。但每個(gè)檢測器元件 (有時(shí)也是檢測器元件組)都具有通常相互不同、并依賴于若干其它因素的檢測器特性。因 此由此采集的圖像不能容易地利用特定于器官的軟件進(jìn)行進(jìn)一步處理。而是必須對它們事 先進(jìn)行特定于X射線檢測器校正的改變。在此，這也可以在采集第一圖像和第二圖像之后 就立即由控制裝置來實(shí)現(xiàn)。這種校正還可以通過計(jì)算機(jī)在確定三維再現(xiàn)之前進(jìn)行。
按照本發(fā)明的運(yùn)行方法開啟了很多至今無法實(shí)現(xiàn)的過程。
當(dāng)至少有一個(gè)第一角位置與一個(gè)第二角位置一致時(shí)，例如可以將在該一致的角位 置上采集的圖像相互進(jìn)行比較，并且如果這些圖像相互間的偏差超過一圖像偏差界限，則 發(fā)出報(bào)警通知。在此，進(jìn)行比較和可能的報(bào)警可以可選地由控制裝置或計(jì)算機(jī)來進(jìn)行。[0031]可能的是，第一和第二旋轉(zhuǎn)角小于一個(gè)邊界角，從該邊界角起可以對對象進(jìn)行三 維再現(xiàn)。當(dāng)在這種情況下這些旋轉(zhuǎn)角至少部分不重疊，并且這些旋轉(zhuǎn)角的和至少與該邊界 角一樣大(必要時(shí)要減去一個(gè)重疊角)時(shí)，還是可以進(jìn)行三維再現(xiàn)。在此，所確定的三維再 現(xiàn)是其中包含所述第一和第二圖像的總的三維再現(xiàn)。
當(dāng)然還可以使第一和/或第二旋轉(zhuǎn)角至少與邊界角一樣大。在這種情況下尤其可 以借助第一圖像確定第一三維再現(xiàn)，和/或借助第二圖像確定第二三維再現(xiàn)。有時(shí)也可以 借助第一和第二圖像確定總的三維再現(xiàn)。
角區(qū)域通常是不相同的，這與它們大小的可能的相同無關(guān)。也就是說，第一和第二 旋轉(zhuǎn)角通常至少部分不重疊。因此在極端情況下，第一旋轉(zhuǎn)角和第二旋轉(zhuǎn)角一起甚至覆蓋 圍繞旋轉(zhuǎn)軸的全圓。
通常X射線單元不是相互獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)，而是由控制裝置以第一和第二角速度控制 X射線檢測器和與其相對應(yīng)的X射線源繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其中第二角速度是第一角速度的函 數(shù)。在此，第二角速度尤其可與第一角速度相等。
由兩個(gè)X射線單元覆蓋的角區(qū)域的重疊區(qū)域可以是非常不同的。在一種極端情況 下，兩個(gè)角區(qū)域僅是相接或僅有很少重疊。而在另一種極端情況下，兩個(gè)角區(qū)域則幾乎完全重疊。
特別是在后一種情況下，可以在每兩個(gè)直接相接的第一角位置之間設(shè)置一個(gè)第二 角位置，反之，在每兩個(gè)直接相接的第二角位置之間設(shè)置一個(gè)第一角位置。在此，第一角位 置和與其直接相鄰的第二角位置的差角以及反之優(yōu)選為基本上相等。在這種情況下以及兩 個(gè)X射線單元以相同的角速度同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以得到雙倍的拍攝厚度。
常常會借助X射線設(shè)備來檢查心臟，也就是對運(yùn)動的器官進(jìn)行檢查。在這種檢查 中需要由控制裝置借助于由對象導(dǎo)出的觸發(fā)信號來確定第一和第二角位置。在此，第一和 第二角位置還可以由控制裝置利用對觸發(fā)信號相同的相位基準(zhǔn)或?qū)τ|發(fā)信號相互不同的 相位基準(zhǔn)來確定。
在第一種情況下，可以在盡管不利的圖像采集條件下、如時(shí)間窗可能僅有心臟跳 動周期的20%，也能采集到相對多的心臟的第一和第二圖像。該過程特別是在結(jié)合第一和 第二角位置的交替序列和產(chǎn)生總的三維再現(xiàn)時(shí)具有優(yōu)點(diǎn)。在后一種情況下，可以對心臟的 不同相位調(diào)整(Phasenlage)都產(chǎn)生一個(gè)三維再現(xiàn)。
在確定多于一個(gè)三維再現(xiàn)時(shí)，可由計(jì)算機(jī)將三維再現(xiàn)進(jìn)行相互比較，并且如果這 些三維再現(xiàn)相互間的偏差超過一再現(xiàn)偏差界限，則計(jì)算機(jī)發(fā)出報(bào)警通知。
還可以由控制裝置借助觸發(fā)信號來調(diào)制角速度。由此可以對多個(gè)可采集及可處理 的第一和第二圖像進(jìn)行優(yōu)化。尤其可由控制裝置這樣來調(diào)制角速度，使得它們在觸發(fā)信號 的相位基準(zhǔn)的中值區(qū)域內(nèi)最大。


下面，根據(jù)附圖對實(shí)施例的描述進(jìn)一步給出本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。在此以原理圖 的形式示出
圖1示出X射線設(shè)備的方框圖；
圖2為流程圖；[0044]圖3至圖6示出可能的轉(zhuǎn)動；
圖7為一計(jì)算機(jī)的框圖；以及
圖8和9為流程圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1，X射線設(shè)備具有第一 X射線源1和第一 X射線檢測器2以及第二 X射線 源3和第二 X射線檢測器4。第一 X射線源1和第一 X射線檢測器2構(gòu)成X射線設(shè)備的第 一 X射線單元。它們關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸5相對設(shè)置并可繞旋轉(zhuǎn)軸5共同旋轉(zhuǎn)，因此旋轉(zhuǎn)軸5始 終設(shè)置在它們之間。同樣，第二 X射線源3和第二 X射線檢測器4構(gòu)成X射線設(shè)備的第二 X 射線單元。它們也關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸5相對設(shè)置并可繞旋轉(zhuǎn)軸5共同旋轉(zhuǎn)，因此旋轉(zhuǎn)軸5也始 終設(shè)置在它們之間。
此外，X射線設(shè)備具有控制裝置6?？刂蒲b置6用于控制X射線單元，其具有存有運(yùn) 行程序8的程序存儲器7。運(yùn)行程序8事先通過其上同樣存有運(yùn)行程序8的數(shù)據(jù)載體9 (例 如CD-R0M9)傳送給控制裝置6。但原則上運(yùn)行程序8也可以其它方式、例如通過計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)傳送給控制裝置6。在調(diào)用運(yùn)行程序8時(shí)，控制裝置6將執(zhí)行下面結(jié)合圖2詳細(xì)描述的運(yùn) 行方法。
為實(shí)施運(yùn)行方法首先如圖1在尚未進(jìn)行實(shí)際的程序控制的運(yùn)行方法前將對象10 設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸5的區(qū)域內(nèi)。對象10例如可以是要對其心臟進(jìn)行檢查的人。以下詳細(xì)描述 按照本發(fā)明的方法，但不局限于對人的檢查，也不局限于對心臟的檢查，而是普遍適用的。
根據(jù)圖2，在步驟S1，控制裝置6將第一 X射線單元移動到其開始位置，例如第一 開始角aA。同樣，在步驟SI中控制裝置6還將第二 X射線單元移動到第二開始角3A。
然后，在步驟S2，控制裝置6以第一角速度控制第一 X射線單元，并同時(shí)以第 二角速度《2控制第二X射線單元繞旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)。在此，第二角速度《2是第一角速度
的函數(shù)。通常，這兩個(gè)角速度《1、《2甚至是相等的。旋轉(zhuǎn)進(jìn)行到第一及第二結(jié)束角 a E、0 E結(jié)束。由此，X射線單元由控制裝置6控制同時(shí)繞旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)第一和第二旋轉(zhuǎn)角 5 a、5 旦。
對于很多應(yīng)用來說，除了開始時(shí)的加速和結(jié)束時(shí)的延遲外，第一角速度為常 數(shù)就足夠了。但在本例需要對心臟進(jìn)行檢查的情況下，也就是對運(yùn)動器官進(jìn)行檢查的情況 下，這種方式并不理想。而是在這種情況下，第一角速度《 1由控制裝置6借助觸發(fā)信號P 來調(diào)制。該觸發(fā)信號P在此例如可以是所采集的對象10的脈動。
如步驟S2中公式所示，對第一角速度《 1在時(shí)間上的調(diào)制按照下式進(jìn)行
ol(t) = w0(l+Mcos(3i (2t_tl_t2)/T))/2。
其中，《0是平均角速度。M是位于0和1之間、特別是位于0. 7和0. 9之間的調(diào) 制系數(shù)。該調(diào)制系數(shù)可選地可由控制裝置6自主確定或由操作者11事先提供給控制裝置 6。
T為時(shí)間常數(shù)，其借助于從對象10導(dǎo)出的觸發(fā)信號P來確定，尤其可以是兩次心臟 跳動之間的時(shí)間。tl、t2為相位基準(zhǔn)，對此后面還將詳細(xì)描述。在此相位基準(zhǔn)tl、t2可選 地為相等的值或不同的值。
由上述公式可知，控制裝置6這樣來調(diào)制角速度《1、《 2，使得它們在相位基準(zhǔn)tl、t2的中值區(qū)域內(nèi)最大。在此，這種調(diào)制由于從觸發(fā)信號P導(dǎo)出的時(shí)間常數(shù)T而不僅是 時(shí)間的函數(shù)而且是觸發(fā)信號P的函數(shù)。
在步驟S3，控制裝置6檢查其是否得到對象10的觸發(fā)信號P。如果其得到一個(gè)這 樣的觸發(fā)信號P，則其在步驟S4在第一相位基準(zhǔn)tl之后根據(jù)觸發(fā)信號P在第一角位置a i 利用第一 X射線檢測器2采集第一圖像。同樣，在第二相位基準(zhǔn)t2之后根據(jù)觸發(fā)信號P在 第二角位置0 j利用第二 X射線檢測器4采集第二圖像。
在采集了第一和第二圖像之后，控制裝置6在步驟S5對所采集的第一圖像和所采 集的第二圖像進(jìn)行特定于X射線檢測器的校正。在此之后，控制裝置6才在步驟S6將校正 后的圖像存儲在X射線設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲裝置12中。
接著，控制裝置6在步驟S7檢查當(dāng)前第一角度a是否還小于第一結(jié)束角a E。如 果是，則控制裝置6使該運(yùn)行方法進(jìn)行到步驟S2。否則控制裝置6過渡到步驟S8。
基于上述運(yùn)行方法控制裝置6在X射線源1、3和X射線檢測器2、4旋轉(zhuǎn)時(shí)這樣控 制X射線單元，使得分別在第一 X射線檢測器2的第一角位置a i采集對象10的第一圖像 并將其傳送到數(shù)據(jù)存儲裝置12，和在第二 X射線檢測器4的第二角位置0 j采集對象10 的第二圖像并將其傳送到數(shù)據(jù)存儲裝置12。在此，控制裝置6借助觸發(fā)信號P和相位基準(zhǔn) tl、t2確定角位置a i、旦j。
由于以下情況，即第一角速度以及由此第二角速度《2被調(diào)制，以及角速度 1、《 2的最大值位于相位基準(zhǔn)tl、t2之間，X射線單元在觸發(fā)信號P之后在相位基準(zhǔn)tl、 t2的中值期間覆蓋一個(gè)相對大的角度。如果由此不僅準(zhǔn)確地在由相位基準(zhǔn)tl、t2確定的 時(shí)亥lj、而且還在相位基準(zhǔn)tl、t2周圍的間隔內(nèi)采集圖像，則可借助上述對角速度《1、《2的 調(diào)制尤其使在其中采集第一和第二圖像的角區(qū)域最大化。
在步驟S8控制裝置6首先結(jié)束兩個(gè)X射線單元的旋轉(zhuǎn)。然后在步驟S9控制裝置 6檢查第一角位置a i是否與第二角位置0 j—致。當(dāng)一致時(shí)，控制裝置6在步驟S10比較 在這些一致的角位置a i、0 j上采集的圖像。當(dāng)這些圖像相互間的偏差超過一圖像偏差界 限61時(shí)，控制裝置6在步驟S11發(fā)出報(bào)警通知。該報(bào)警通知可以例如向操作者11發(fā)出，從 而使操作者11利用其感官立即感覺到。但可選地或附加地，還可以僅給出數(shù)字技術(shù)上采用 的報(bào)警信號。例如可將一個(gè)相應(yīng)的通知與第一和第二圖像一起存儲在數(shù)據(jù)存儲裝置12中。 在此，步驟S9至S11當(dāng)然僅在相位基準(zhǔn)tl、t2相同或與相位基準(zhǔn)tl、t2無關(guān)時(shí)才執(zhí)行。
按照圖3的借助采集的第一和第二圖像對對象10的三維再現(xiàn)通常要求有大于邊 界角、的角區(qū)域內(nèi)的圖像可供使用。例如對于所謂的Feldkamp算法的應(yīng)用邊界角、為 180°。但由于在這里采用了多于僅有一個(gè)X射線單元，即兩個(gè)X射線單元，因此也不強(qiáng)制要 求每個(gè)X射線單元都可繞邊界角、旋轉(zhuǎn)。確切地說，例如如圖3所示，當(dāng)?shù)谝恍D(zhuǎn)角S a 和第二旋轉(zhuǎn)角S 0小于邊界角、時(shí)，也可以對對象10進(jìn)行三維再現(xiàn)。其中，從該邊界角 Y起可以對對象10進(jìn)行三維再現(xiàn)。但為此按照圖3要求旋轉(zhuǎn)角S a、S 0至少部分不重 疊，并且這些旋轉(zhuǎn)角S a、S 0、的和至少與該邊界角、一樣大，必要時(shí)要減去一個(gè)重疊角 S。按照圖3，旋轉(zhuǎn)角S a、S日例如可以分別為120°，而重疊角S為30°。在這種情 況下可以確定對象10的總的三維再現(xiàn)，其中引入第一和第二圖像。
當(dāng)然也可如圖4-6所示，使第一旋轉(zhuǎn)角5 a和/或第二旋轉(zhuǎn)角5 &至少與邊界 角Y —樣大。在這種情況下也可以借助第一圖像或第二圖像本身來確定對象10的三維再現(xiàn)。
優(yōu)選由X射線單元覆蓋的角區(qū)域是不同的。因此開始角αΑ、β A和/或結(jié)束 αΕ、βΕ優(yōu)選是不同的。這與覆蓋的角區(qū)域、即旋轉(zhuǎn)角δ α、δ β的大小是否相等無關(guān)。也 就是說，優(yōu)選第一旋轉(zhuǎn)角δ α和第二旋轉(zhuǎn)角6β至少部分不重疊。
按照圖4，例如可以這樣選擇旋轉(zhuǎn)角δ α、δ β，即在每兩個(gè)直接相接的第一角位 置α i之間設(shè)置一個(gè)第二角位置β j，反之，在每兩個(gè)直接相接的第二角位置β j之間設(shè)置 一個(gè)第一角位置α i。第一角位置α i和與其直接相鄰的第二角位置β j的差角基本上相 等，反之，第二角位置β j和與其直接相鄰的第一角位置α i的差角也基本上相等。尤其是 該差角應(yīng)該因此為兩個(gè)直接相鄰的第一或第二角位置ai、β j之間的角的40%至60%。
按照圖5，旋轉(zhuǎn)角δ α、δ β分別為225°。按照圖5，它們相互錯(cuò)開90°。按照 這種設(shè)置第一旋轉(zhuǎn)角δ α和第二旋轉(zhuǎn)角δ β已經(jīng)共同覆蓋了 315°，并由此幾乎繞旋轉(zhuǎn)軸 5旋轉(zhuǎn)了一個(gè)全圓。在適當(dāng)設(shè)置并實(shí)現(xiàn)X射線單元的情況下，按照圖6，甚至可以使旋轉(zhuǎn)角 δ α、δ β —起覆蓋圍繞旋轉(zhuǎn)軸5的全圓。
但與X射線單元的具體實(shí)現(xiàn)及其旋轉(zhuǎn)角δ α、δ β無關(guān)，可以始終這樣確定旋轉(zhuǎn) 角δ α、δ β和角位置α 、β j，即借助由X射線檢測器2、4采集的對象10的第一和第二 圖像可以確定對象10的至少一個(gè)三維再現(xiàn)。
對所采集的圖像的實(shí)際分析由計(jì)算機(jī)13如圖7中所示來完成。在此計(jì)算機(jī)1 3 可與圖1中的X射線設(shè)備的控制裝置6相同。但也可以是與控制裝置6不同的裝置。
計(jì)算機(jī)13除其它外具有存有確定程序15的海量存儲器14。在此，確定程序15事 先通過其上同樣存有確定程序15的數(shù)據(jù)載體16傳送給計(jì)算機(jī)13。一種典型的這種數(shù)據(jù)載 體16的例子是⑶-R0M16。但確定程序15也可以其它方式、例如通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給計(jì) 算機(jī)13。
在調(diào)用確定程序15時(shí)，計(jì)算機(jī)13將執(zhí)行借助對象10的第一和第二圖像確定對象 10的至少一個(gè)三維再現(xiàn)的確定方法，其中，對象10的第一和第二圖像是按照上述X射線設(shè) 備的運(yùn)行方法采集的。下面將結(jié)合圖8詳細(xì)描述該確定方法。
按照圖8，計(jì)算機(jī)13首先在步驟S21從海量存儲器14中調(diào)用第一和第二圖像。如 果控制裝置6尚未對第一和第二圖像進(jìn)行特定于X射線檢測器校正的改變，則計(jì)算機(jī)13在 步驟S22自行執(zhí)行這種改變。因此，步驟S22的實(shí)施完全與圖2中的步驟S5相似。
然后，計(jì)算機(jī)13在步驟S23檢查是否至少有一個(gè)第一角位置α i與一個(gè)第二角位 置β j—致。當(dāng)一致時(shí)，計(jì)算機(jī)13將在步驟S24對在該一致的角位置α i、β j上采集的圖 像相互進(jìn)行比較。當(dāng)兩幅圖像相互間的偏差超過一圖像偏差界限61時(shí)，計(jì)算機(jī)13在步驟 S25發(fā)出報(bào)警通知。因此，步驟S23至S25與圖2中的步驟S9至Sll完全相似。
然后，在步驟S26計(jì)算機(jī)13借助對象10的第一和第二圖像確定對象10的至少一 個(gè)三維再現(xiàn)。該步驟S26以后還將結(jié)合圖9詳述。
在確定了該至少一個(gè)三維再現(xiàn)之后，計(jì)算機(jī)13根據(jù)用戶17的相應(yīng)輸入確定三維 再現(xiàn)的(優(yōu)選為兩維的)數(shù)據(jù)組。該兩維數(shù)據(jù)組例如尤其可以是截面、平行投影或透視投 影。但也可以是其它類型的分析，例如直方圖。
現(xiàn)在結(jié)合圖9對步驟S26的實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)描述。
按照圖9，計(jì)算機(jī)13在步驟S31首先檢查第一旋轉(zhuǎn)角δ α是否大于邊界角Y。如果是，則計(jì)算機(jī)13在步驟S32僅借助第一圖像確定對象10的第一三維再現(xiàn)。
然后，以類似的方式，計(jì)算機(jī)13在步驟S33檢查第二旋轉(zhuǎn)角δ β是否大于邊界角Y。如果是，則計(jì)算機(jī)13在步驟S34僅借助第二圖像確定對象10的第二三維再現(xiàn)。
然后，計(jì)算機(jī)在步驟S35檢查相位基準(zhǔn)tl、t2是否相同。如果是，則計(jì)算機(jī)13在 步驟S36借助第一和第二圖像確定對象10的一個(gè)總的三維再現(xiàn)。尤其是在相位基準(zhǔn)tl、 t2相同時(shí)，這種再現(xiàn)總是可能的，因?yàn)檫@些旋轉(zhuǎn)角δ α、δ β的和在必要時(shí)減去一個(gè)重疊 角δ的情況下至少與邊界角、一樣大。當(dāng)然，當(dāng)?shù)谝缓?或第二旋轉(zhuǎn)角δα、δ β至少 與邊界角Y —樣大時(shí)，這種再現(xiàn)也是可能的。尤其是這也與兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角δ α、δ β是否重 疊或在多大程度上重疊無關(guān)，見圖3-6。
在實(shí)施完步驟S36后，計(jì)算機(jī)13在步驟S37檢查其是否要在執(zhí)行步驟S36之外還 執(zhí)行步驟S32和步驟S34，即確定對象10的多于一個(gè)三維再現(xiàn)。如果是，則計(jì)算機(jī)13在步 驟S38確定由其所確定的三維再現(xiàn)之間的差，并確定這些差中的最大值。在步驟S39計(jì)算 機(jī)13檢查這些差的最大值是否超過再現(xiàn)偏差界限62。如果是，則計(jì)算機(jī)13與在圖2和8 中的步驟Sll和步驟S25類似，在步驟S40中發(fā)出報(bào)警通知。在此，通知可以可選地向用戶 17發(fā)出或以計(jì)算機(jī)的內(nèi)部形式實(shí)現(xiàn)。
以上所述確定多個(gè)三維再現(xiàn)的比較當(dāng)然僅在相位基準(zhǔn)tl、t2相同或(在例外情況 下)不被加以考慮時(shí)才是有意義的。因?yàn)橛绕涫窃谶\(yùn)動器官、如人10的心臟的情況下，僅 借助第一圖像或僅借助第二圖像產(chǎn)生的三維再現(xiàn)當(dāng)然是不一致的。但為此借助本發(fā)明的確 定方法在兩個(gè)不同的狀態(tài)下對心臟進(jìn)行三維再現(xiàn)是可能的。
權(quán)利要求
一種X射線設(shè)備的運(yùn)行方法，該X射線設(shè)備具有控制裝置(6)、數(shù)據(jù)存儲裝置(12)、第一和第二X射線單元，其中，該第一X射線單元具有可繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)并關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸(5)相對設(shè)置的第一X射線源(1)和第一X射線檢測器(2)，該第二X射線單元具有可繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)并關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸(5)相對設(shè)置的第二X射線源(3)和第二X射線檢測器(4)，其中，在該旋轉(zhuǎn)軸(5)的區(qū)域內(nèi)可設(shè)置對象(10)，其中，-所述控制裝置(6)這樣控制第一X射線單元，使得第一X射線源(1)和第一X射線檢測器(2)繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)角(δα)，-所述控制裝置(6)在第一X射線檢測器(2)和第一X射線源(1)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)這樣控制第二X射線單元，使得第二X射線源(3)和第二X射線檢測器(4)繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)第二旋轉(zhuǎn)角(δβ)，-所述控制裝置(6)在X射線源(1，3)和X射線檢測器(2，4)旋轉(zhuǎn)期間這樣控制這些X射線單元，使得分別在第一X射線檢測器(2)的第一角位置(αi)采集對象(10)的第一圖像并將其傳送到數(shù)據(jù)存儲裝置(12)，和在第二X射線檢測器(4)的第二角位置(βj)采集對象(10)的第二圖像并將其傳送到數(shù)據(jù)存儲裝置(12)，-這樣確定所述旋轉(zhuǎn)角(δα，δβ)和角位置(αi，βj)，使得借助由X射線檢測器(2，4)采集的對象(10)的第一和第二圖像可以至少確定對象(10)的一個(gè)三維再現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述控制裝置(6)對所述第一和第二 圖像進(jìn)行特定于X射線檢測器的校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的運(yùn)行方法，其特征在于，至少有一個(gè)第一角位置(ai)與一個(gè) 第二角位置(0 j) —致，所述控制裝置(6)將在該一致的角位置(a i，0 j)上采集的圖像 相互進(jìn)行比較，并且如果這些圖像相互間的偏差超過一圖像偏差界限(S 1)，則該控制裝置(6)發(fā)出報(bào)警通知。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1至3中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述第一和第二旋轉(zhuǎn) 角(S a，6 小于邊界角(Y)，從該邊界角(Y)起可以對對象(10)進(jìn)行三維再現(xiàn)；這 些旋轉(zhuǎn)角(S a，S 至少部分不重疊，并且這些旋轉(zhuǎn)角(S a，S 的和至少與該邊界 角(Y) —樣大。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至3中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述第一和/或第二旋 轉(zhuǎn)角(S a，S 至少與邊界角(Y) —樣大，從該邊界角(Y)起可以對對象(10)進(jìn)行三 維再現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)角(5a)和第二旋轉(zhuǎn) 角(S 至少部分不重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)角(5a)和第二旋轉(zhuǎn) 角(S —起覆蓋圍繞旋轉(zhuǎn)軸(5)的全圓。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1至3中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述控制裝置(6)以第 一和第二角速度(《1， 2)控制所述X射線檢測器(2，4)和與其相對應(yīng)的X射線源(1，3) 繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)，并且第二角速度(《2)是第一角速度(《1)的函數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述第二角速度(《2)與第一角速度 ( 1)相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的運(yùn)行方法，其特征在于，在每兩個(gè)直接相接的第一角位置(ai)之間設(shè)置一個(gè)第二角位置(0j)，反之，在每兩個(gè)直接相接的第二角位置(0 j)之間 設(shè)置一個(gè)第一角位置(ai)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述第一角位置(ai)和與其直接 相鄰的第二角位置(日j)的差角基本上相等。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1至3中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述第一和第二角位 置(a i，3 j)由所述控制裝置(6)借助于由對象(10)導(dǎo)出的觸發(fā)信號⑵來確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述第一和第二角位置(ai，旦j) 由所述控制裝置(6)利用對觸發(fā)信號(P)相同的相位基準(zhǔn)(tl，t2)來確定。
14.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述第一和第二角位置(ai，3j) 由所述控制裝置(6)借助于由對象(10)導(dǎo)出的觸發(fā)信號(P)來確定，并且所述第一和第二 角位置(a i，0 j)由所述控制裝置(6)利用對觸發(fā)信號(P)相互不同的相位基準(zhǔn)(tl，t2) 來確定。
15.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述控制裝置(6)借助觸發(fā)信號 (P)來調(diào)制所述X射線單元繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)的第一和第二角速度(《1，《2)。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述控制裝置(6)這樣來調(diào)制所述 角速度(《1，《 2)，使得它們在對應(yīng)X射線單元的觸發(fā)信號⑵的相位基準(zhǔn)(tl，t2)的中 值區(qū)域內(nèi)最大。
17.—種控制裝置，用于控制X射線設(shè)備，其具有存有運(yùn)行程序(8)的程序存儲器(7)， 當(dāng)該控制裝置(6)調(diào)用該運(yùn)行程序(8)時(shí)，可以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求
1至16中任一項(xiàng)所述的 運(yùn)行方法。
18.—種X射線設(shè)備，具有控制裝置(6)、數(shù)據(jù)存儲裝置(12)、第一和第二 X射線單元， 其中，_該第一 X射線單元具有可繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)并關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸(5)相對設(shè)置的第一 X 射線源(1)和第一 X射線檢測器(2)，_該第二 X射線單元具有可繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)并關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸(5)相對設(shè)置的第二 X 射線源(3)和第二 X射線檢測器(4)，-在該旋轉(zhuǎn)軸(5)的區(qū)域內(nèi)可設(shè)置對象(10)，其特征在于，所述控制裝置(6)是按照權(quán)利要求
18構(gòu)成的。
19.一種計(jì)算機(jī)支持的確定方法，用于借助對象(10)的多幅第一和第二圖像至少確定 對象(10)的一個(gè)三維再現(xiàn)，其中，_為了采集圖像將對象(10)置于X射線設(shè)備的第一和第二 X射線單元的公共旋轉(zhuǎn)軸 (10)的區(qū)域內(nèi)，使第一 X射線單元的第一 X射線檢測器(2)和與該第一 X射線檢測器(2) 關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸(5)相對設(shè)置的第一 X射線源(1)繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)角(S a)，并且 在此由第一 X射線檢測器(2)在第一角位置(ai)采集第一圖像，以及在第一 X射線檢測 器(2)和第一 X射線源(1)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使第二 X射線單元的第二 X射線檢測器(4)和與 該第二 X射線檢測器(4)關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸(5)相對設(shè)置的第二 X射線源(3)繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn) 第二旋轉(zhuǎn)角(S 0)，并且在此由第二X射線檢測器(4)在第二角位置(0 j)采集第二圖像，_計(jì)算機(jī)(13)借助對象(10)的第一和第二圖像至少確定一個(gè)三維再現(xiàn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的確定方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)(13)對所述第一和第二圖像進(jìn)行特定于X射線檢測器的校正。
21.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的確定方法，其特征在于，至少有一個(gè)第一角位置(ai)與 一個(gè)第二角位置(0 j) —致，所述計(jì)算機(jī)(13)將在該一致的角位置(a i，0 j)上采集的圖 像相互進(jìn)行比較，并且如果這些圖像相互間的偏差超過一圖像偏差界限(S 1)，則該計(jì)算機(jī) (13)發(fā)出報(bào)警通知。
22.根據(jù)權(quán)利要求
19至21中任一項(xiàng)所述的確定方法，其特征在于，所述第一和第二旋 轉(zhuǎn)角(S a，6 小于邊界角(Y)，從該邊界角(Y)起可以對對象(10)進(jìn)行三維再現(xiàn)； 這些旋轉(zhuǎn)角(S a，S 至少部分不重疊，并且這些旋轉(zhuǎn)角(S a，S 的和至少與該邊 界角(Y) —樣大，以及由所述計(jì)算機(jī)(13)確定的對象(10)的三維再現(xiàn)是其中包含所述第 一和第二圖像的總的三維再現(xiàn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求
19至21中任一項(xiàng)所述的確定方法，其特征在于，所述第一和/或第 二旋轉(zhuǎn)角(S a，S 至少與邊界角(Y) —樣大，從該邊界角(Y)起可以對對象(10)進(jìn) 行三維再現(xiàn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的確定方法，其特征在于，借助第一圖像確定第一三維再現(xiàn)， 和/或借助第二圖像確定第二三維再現(xiàn)，和/或借助第一和第二圖像確定總的三維再現(xiàn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的確定方法，其特征在于，在確定多于一個(gè)三維再現(xiàn)時(shí)，由計(jì) 算機(jī)(13)將三維再現(xiàn)進(jìn)行相互比較，并且當(dāng)這些三維再現(xiàn)相互間的偏差超過一再現(xiàn)偏差 界限(S2)時(shí)，該計(jì)算機(jī)(13)發(fā)出報(bào)警通知。
26.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的確定方法，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)角(5a)和第二旋 轉(zhuǎn)角(S —起覆蓋圍繞旋轉(zhuǎn)軸(5)的全圓。
27.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的確定方法，其特征在于，所述第一和第二旋轉(zhuǎn)角(5a， 6 至少部分不重疊。
28.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的確定方法，其特征在于，在每兩個(gè)直接相接的第一角位置 (ai)之間設(shè)置一個(gè)第二角位置(0j)，反之，在每兩個(gè)直接相接的第二角位置(0 j)之間 設(shè)置一個(gè)第一角位置(ai)。
29.根據(jù)權(quán)利要求
28所述的確定方法，其特征在于，所述第一角位置(ai)和與其直接 相鄰的第二角位置(0 j)的差角基本上相等。
30.一種計(jì)算機(jī)，具有存有確定程序(15)的海量存儲器(14)，當(dāng)該計(jì)算機(jī)調(diào)用該確定 程序(15)時(shí)，可以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求
20至30中任一項(xiàng)所述的確定方法。
專利摘要
本發(fā)明涉及X射線設(shè)備的運(yùn)行方法、對象三維再現(xiàn)確定方法及相關(guān)裝置。X射線設(shè)備具有控制裝置(6)、數(shù)據(jù)存儲裝置(12)和兩個(gè)X射線單元。每個(gè)X射線單元具有可繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)并關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸(5)相對設(shè)置的X射線源(1，3)和X射線檢測器(2，4)。對象(10)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸(5)的區(qū)域內(nèi)?？刂蒲b置控制X射線單元，使其同時(shí)繞旋轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角(δα，δβ)。在此借助X射線檢測器(2，4)在角位置(αi，βj)采集對象(10)的圖像并傳送到數(shù)據(jù)存儲裝置(12)中。這樣確定旋轉(zhuǎn)角(δα，δβ)和角位置(αi，βj)，使得借助所采集的對象(10)的圖像可以至少確定對象(10)的一個(gè)隨后要進(jìn)行的三維再現(xiàn)。
文檔編號A61B6/00GKCN1684568 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200510065100
公開日2010年10月20日 申請日期2005年4月14日
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