专利名称：用于x射线系统的基于模型的自定位患者台的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在成像设备的视场内定位对象的承载器的系统、探测器、方法和 存储装置。
背景技术：
EP 1092391A1公开了根据用户输入在X射线成像设备的视场内定位人体的承载 器，用户输入指示在产生人体的第一X射线图像之后身体移动的量和方向。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术。这是通过所附独立权利要求中阐述的内容实现 的，而所附的从属权利要求定义了其有利修改。本发明能够在采集用于3D重建的数据之前在C形臂系统上有效地进行三维成像， 被检查器官，例如心脏能够被有效地定位在C形臂的旋转等中心处，使得其在整个旋转扫 描期间保持在视场中。根据本发明的定位在时间和X射线剂量方面是有效的。具体而言，根据权利要求1中所述的本发明第一方面，提供了一种用于在成像单 元的视场内定位对象的承载器的系统，该系统包括-图像接收接口单元，用于从成像单元接收表示对象的图像的图像数据，-对象部位位置确定单元，用于确定表示对象的部位的位置的对象部位位置数据，-解剖模型数据存储器，其中存储有解剖模型数据，解剖模型数据表示解剖模型 (an atomic model)的解剖模型部位的解剖模型部位位置，-匹配单元，所述匹配单元设计用于基于对象部位位置数据和解剖模型数据产生 表示图像的图像数据，所述图像数据经由接口被提供给图像显示单元，-输入接收单元，用于接收表示所选的感兴趣部位的输入数据，-定位规划单元，用于至少根据所述输入数据确定位置移动数据，所述位置移动数 据表示承载器要被移动的方向和距离，-至定位系统的接口，定位系统用于基于位置移动数据来移动承载器。优选地，所述对象为人体，且所述对象的部位是人体的器官和骨骼中的至少一个。优选地，所述承载器为台子。优选地，所述图像数据仅表示所述对象的前视图或后视图中的一幅图像。优选地，对象位置数据表示对象的三维位置。优选地，所述系统还包括显示单元，所述显示单元显示表示解剖模型部位位置和 对象部位位置的图像。优选地，解剖模型部位位置是所述部位在所述对象内的一般位置。优选地，所述成像设备是心脏-血管X射线系统或其他X射线系统。优选地，所述成像设备包括可旋转C形臂。根据本发明的第二方面，提供了一种X射线检查设备，包括
X射线源，用于使要被检查的对象曝露于X射线能量；以及X射线探测器设备，用于产生表示来自成像单元的所述对象的图像的图像数 据，根据前述权利要求中的任何一项所述的系统，以及用于定位承载所述对象的承载器的定位系统。根据本发明的第三方面，提供了一种用于在成像设备的视场内定位对象的承载器 的方法，所述方法包括-提供表示所述对象的图像的图像数据；-确定表示所述对象的部位位置的对象部位位置数据，-基于对象部位位置数据和所存储的解剖模型数据匹配对象部位位置和解剖模型 部位位置，-接收表示感兴趣部位的输入数据，-考虑到输入数据、解剖模型数据和对象部位位置数据确定表示承载器要被移动 的方向和距离的位置移动数据，-基于位置移动数据移动承载器。优选地，对象为人体，且其中对象的部位是人体的器官和骨骼中的至少一个。优选地，承载器为台子。优选地，图像数据表示对象的前视图或后视图。优选地，对象位置数据表示对象的三维位置。优选地，该方法还包括显示表示解剖模型部位位置和对象部位位置的图像。优选地，解剖模型部位位置是所述部位在所述对象内的一般位置。优选地，成像设备是X射线设备。优选地，成像设备包括可旋转C形臂。优选地，该方法用于心脏病检查或神经血管检查中。根据本发明的第四方面，提供了一种包括所存储的代码段的存储装置，在加载到 计算机的存储器中时，所述代码段适于产生该方法的步骤。如果患者仰躺在台面上，产生患者人体的后视图或前视图，在将模型拟合到单一 X 射线投影时发生的通常的不适定(ill-posed) 2D/3D匹配问题就得到简化。这减少了利用 所存储的解剖模型在X射线图像中匹配对象部位(器官、骨骼、肋骨等)位置的自由度。对 于匹配而言最重要的是骨骼和肋骨的位置，因为它们在X射线图像中比软组织要不透明得
^^ ο本发明简化了患者的定位并使得C形臂系统更容易使用。由于全身解剖模型变得 可用，尤其可以将提出的系统用于心脏病学中但也可用于神经血管检查中。如果解剖模型 足够详细，包括血管(例如，冠状动脉或大脑血管)的位置，甚至可以基于血管而不是基于 器官进行定位。从权利要求以及下面结合附图给出的优选实施例的详细描述，本发明的其他方 面、特征和优点将变得更加显而易见。
图1示出了本发明的实施例的工作流程；图2示出了 C形臂探测装置；图3示出了具有用于要被检查的人体的台子的C形臂探测装置；图4示出了具有器官和骨骼的位置的图像；图5示出了具有器官和骨骼一般位置的解剖模型；图6示出了图5的解剖模型，但具有在图4中器官和骨骼的位置处的器官和骨骼 的位置；图7示出了本发明的实施例的部件。
具体实施例方式图1示出了用于本发明实施例的处理流程和其他动作。处理包括来自医生的动作 或输入(1，2，5)、模型知识(3)和自动软件模块(4，6)。根据图1的工作流程如下将诸如人体的对象放置(1)在成像单元7 (例如，C形 臂探测装置中的X射线成像装置)的台子上，其中X射线系统(图2，3)的C形臂在正面 (a. P.)位置。采集(2)以X射线图像(9)表示的图像数据。然后使所存储(16)的人体 (10)的解剖模型(9*)以这样的方式“变形”或适配(17)将模型的虚拟X射线投影拟合到 实际采集的图像(5)。向医生呈现解剖模型的图像(9，——不过在该图像中具有根据X射 线图像的图像数据的器官和骨骼的位置。从医生接收(5，19)输入(4，23)，该输入(23)选 择(例如，通过在触摸屏上触摸或通过输入数字等)感兴趣的对象部位(11，，即要被检查 的器官，例如心脏或骨骼12:系统(24)计算(6)表示移动的位置数据(27)，该移动 是从所存储的解剖模型已知的将给定器官移动到例如C形臂(图2，3)的旋转中心所需的。 根据位置移动数据自动移动(21)对象的承载器(例如台子8)。图2示出了用于根据本发明的系统的C形臂探测装置(7)。图3示出了具有X射线源(7a)、X射线探测器(7b)和用于要被检查的对象的台子 (8)的C形臂探测装置，其中该对象例如为人体(未示出)。图4非常示意性地示出了基于从成像装置(7b)接收的图像数据(22)的图像，该 图像示出了具有器官(11)、骨骼(12)和肋骨等的人体(10)。图5非常示意性地示出了所存储(16)的一般人体(1(f)的解剖模型数据所呈现 的所存储解剖模型(9*)，所述一般人体具有(所存储的)器官(1Γ)和骨骼(12*)以及肋骨
等的一般位置。在图6中，将图5的解剖模型中所示的器官(11，和骨骼(12，移动到图4中的 身体的真实器官(11)和骨骼(12)的位置处。可以向医生显示图6中的图像(9，，医生能 够输入(例如，通过显示的数字)所选的感兴趣部位(11，，并且在摄取下一幅X射线图像 之前，将通过定位系统(21)将载有身体的承载器移动这样的位置，在该位置处身体的所选 部位(11)将例如在期望位置的位置，导致该期望位置(例如在中间)在随后要摄取的下一 X射线图像之内。图7示出了本发明的实施例的部件，S卩(控制器)系统(24)，用于在成像单元(7b) 的视场内定位对象(10)的承载器(9)，该系统包括
-成像接收接口单元(14)，用于从成像单元(7b)接收表示对象(10)的图像(9) 的图像数据(22)，-对象部位位置确定单元(15)，用于确定表示对象(10)的部位(11，12)的位置的 对象部位(11，12)位置数据(25)，-存储器(16)，其中存储有解剖模型数据，解剖模型数据表示解剖模型(10*)的解 剖模型部位(11*，12)的解剖模型(9*)部位位置以及用于产生如图5中所示的解剖模型的 图像9*的图像数据，-匹配单元(17)，所述匹配单元设计用于基于对象部位(11，12)位置数据(25) 和解剖模型数据(3Γ)，产生表示图像(例如像图5中的图像9*那样，但图像9*中的对象部 位或器官/骨骼10、11、12的位置被移动到由图4中的图像9中的对象10、11、12的对象位 置界定的位置，对象的该图像9是由X射线设备在以前产生的)的图像数据(29)，该图像数 据(29)将经由接口(28)被发送到图像显示单元(30)，_输入接收单元(19)，用于接收表示所选的感兴趣部位(11)的输入数据(23)，_输入接收单元(19)，用于接收表示所选的感兴趣部位(11)的输入数据(23)，-定位规划单元(18)，用于考虑到输入数据、解剖模型数据和对象部位位置数据 确定位置移动数据，所述位置移动数据表示承载器(8)要被移动的方向和距离，-至定位系统(21)的接口(20)，定位系统用于基于位置移动数据(27)移动承载 器⑶。上文所述目前被认为是本发明的优选实施例的内容。然而，对于熟悉本领域的技 术人员而言显而易见的是，提供以上内容仅出于说明性目的且决不旨在将本发明限于此。 相反，旨在包括落在所附权利要求精神和范围之内的所有变化和修改。
权利要求
一种用于在成像单元(7b)的视场内定位对象(10)的承载器(8)的系统(24)，所述系统包括 图像接收接口单元(14)，用于从所述成像单元(7b)接收表示所述对象(10)的图像(9)的图像数据(22)， 对象部位位置确定单元(15)，用于确定表示所述对象(10)的部位(11，12)的位置的对象部位(11，12)位置数据(25)， 解剖模型数据存储器(16)，其中存储有解剖模型数据(31*)，所述解剖模型数据(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(图5)， 匹配单元(17)，所述匹配单元(17)设计用于基于对象部位(11，12)位置数据(25)和解剖模型数据(31*)产生表示图像(9**)的图像数据(29)，所述图像数据经由接口(28)要被提供给图像显示单元(30)， 输入接收单元(19)，用于接收表示所选的感兴趣部位(11**，11)的输入数据(23)， 定位规划单元(18)，用于至少根据所述输入数据(23)确定位置移动数据(27)，所述位置移动数据(27)表示承载器(8)要被移动的方向和距离， 至定位系统(21)的接口(20)，所述定位系统(21)用于基于所述位置移动数据(27)移动所述承载器(8)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述对象为人体，且其中，所述对象的所述部位是所述人体的器官和骨骼中的至 少一个。
3.根据前述权利要求中的任何一项所述的系统， 其中，所述承载器为台子。
4.根据前述权利要求中的任何一项所述的系统，其中，所述图像数据仅表示所述对象的前视图或后视图中的一幅图像。
5.根据前述权利要求中的任何一项所述的系统，其中，所述承载器(8)要被移动的方向和距离表示三维矢量。
6.根据前述权利要求中的任何一项所述的系统，其中，所述系统还包括显示单元，所述显示单元显示表示解剖模型部位位置和对象部 位位置的图像。
7.根据前述权利要求中的任何一项所述的系统，其中，解剖模型部位位置是所述部位在这种对象内的一般位置。
8.根据前述权利要求中的任何一项所述的系统，其中，所述成像设备是心脏_血管X射线系统或其他X射线系统。
9.根据前述权利要求中的任何一项所述的系统， 其中，所述成像设备包括可旋转C形臂。
10.一种X射线检查设备，包括X射线源(7a)，用于使要被检查的对象(10)曝露于X射线能量； 以及X射线探测器设备(7b)，用于产生表示来自成像单元(7)的所述对象的图像(9) 的图像数据，根据前述权利要求中的任何一项所述的系统(24)，以及用于定位承载所述对象的承载器的定位系统(21)。
11.一种用于在成像设备的视场内定位对象的承载器的方法， 所述方法包括-接收表示所述对象的图像的图像数据；-确定表示所述对象的部位的位置的对象部位位置数据，-匹配对象部位位置数据和所存储的解剖模型数据以产生图像数据(9，，-接收表示感兴趣部位(11:11)的输入数据(23)，-确定表示所述承载器要被移动的方向和距离的位置移动数据，-促使(20)所述承载器移动其位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述对象为人体，且其中，所述对象的所述部位是所述人体的器官和骨骼中的至 少一个。
13.根据权利要求11-12中的任何一项所述的方法， 其中，所述承载器为台子。
14.根据权利要求11-13中的任何一项所述的方法， 其中，所述图像数据表示所述对象的前视图或后视图。
15.根据权利要求11-14中的任何一项所述的方法， 其中，对象位置数据表示对象的三维位置。
16.根据权利要求11-15中的任何一项所述的方法，其中，所述方法还包括显示表示解剖模型部位位置和对象部位位置的图像。
17.根据权利要求11-16中的任何一项所述的方法，其中，解剖模型部位位置是所述部位在所述对象内的一般位置。
18.根据权利要求11-17中的任何一项所述的方法， 其中，所述成像设备是X射线设备。
19.根据权利要求11-18中的任何一项所述的方法， 其中，所述成像设备包括可旋转C形臂。
20.根据权利要求11-19中的任何一项所述的方法， 其中，所述方法用于心脏病检查或神经血管检查。
21.一种存储装置，其包括所存储的代码段，在被加载到计算机的存储器中时，所述代 码段适于产生根据权利要求11-20之一所述的步骤。
全文摘要
一种用于在成像单元(7b)的视场内定位对象(10)的承载器(9)的系统(24)，该系统包括-成像接收接口单元(14)，用于从成像单元(7b)接收表示对象(10)的图像(9)的图像数据(22)，-对象部位位置确定单元(15)，用于确定表示对象(10)的部位(11，12)的位置的对象部位(11，12)位置数据(25)，-存储器(16)，其中存储有解剖模型数据，解剖模型数据表示解剖模型(10*)的解剖模型部位(11*，12*)的解剖模型(9*)部位位置，-匹配单元(17)，其设计用于基于对象部位位置数据和解剖模型数据匹配对象部位(11，12)位置和解剖模型部位(11*，12*)位置，-输入接收单元(19)，用于接收表示所选的感兴趣部位(11)的输入数据(23)，-定位规划单元(18)，用于考虑到输入数据、解剖模型数据和对象部位位置数据确定位置移动数据，所述位置移动数据表示承载器(8)要被移动的方向和距离，-至定位系统(21)的接口(20)，定位系统用于基于位置移动数据(27)移动承载器(8)。
文档编号A61B6/04GK101969853SQ200980108506
公开日2011年2月9日 申请日期2009年3月9日 优先权日2008年3月12日
发明者H·施米特, M·格拉斯, P·福斯曼, U·范斯特文达勒 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司