专利名称：C形臂ct的智能自旋测试的制作方法
技术领域：
本发明涉及X射线医学成像领域。更特别地，它涉及医学成像X射线装置的控制过程，该医学成像X射线装置包括X射线源和检测器(优选地由C形臂连接)以避免成像装置的环境与源和/或检测器之间的碰撞。
背景技术：
在医学成像中，具有C形臂(更多地称为C-臂)的医学成像装置用于检查患者。事实上，这样的装置产生患者的图像而不必移动患者。图1图示医学成像X射线装置1，其包括C形臂2、在该C形臂2上互相对立设置的X射线源3和检测器4。该C形臂2安装在支架5上。C形臂2可以相对于支架5在不同的方向D、D’上移动。医学成像装置1包括用于接收要成像的对象(例如患者)的台架6。该台架6置于底座7上并且可以相对于该底座7在若干方向A、A’上移动。在从患者采集一些类型的图像(也叫做旋转采集或3D采集)期间，C形臂采用控制单元8设置成围绕患者旋转，并且C形臂的转速可以根据需要而增加。因此，台架6和底座7必需正确安置使得C形臂2不与后者碰撞并且如果需要的话则不与患者以及一般不与装置的环境碰撞。为了实现此，在继续这样采集之前，操作者通过控制C形臂以低速旋转进行所述测试旋转来证实在这样采集期间将没有碰撞。如果测试旋转示出存在碰撞，操作者则必须移动台架6并且重新开始测试旋转。而且，操作者不易知道避免碰撞所必需的台架6的最小位移。如果操作者将台架移得太远，他将肯定避免碰撞，但承受的风险是他想成像的感兴趣区域不再在图像中存在。另一个困难是当偏移台架6以避免与C形臂的元件中的一个(例如X射线源3) 碰撞时，操作者可以引起与另一个元件(例如检测器4)的碰撞。因为这些原因，在实践中操作者必须进行许多测试旋转(两个、三个或四个)直到找到台架能接受的位置为止，这并不罕见。这里的缺点是延迟了采集程序持续时间并且这对于操作者是长的和挑剔的，使得，尽管从采集方面具有优势，但最后这样的医学成像装置没有被广泛使用。
发明内容
本发明的目的是矫正上面的缺点。因此，根据第一方面，本发明涉及采用医学成像装置的反碰撞单元的医学成像装置的控制过程，该医学成像装置包括X射线源、图像检测器、该源和该检测器的控制单元， 该过程包括步骤确定作为控制参数的函数的该源和该检测器中的至少一个轨迹，该控制参数之前采用控制单元而被固定；将可能处于如此被确定的轨迹上的一个或多个对象安置在空间中；定位一个或多个定位的对象来检测在操作期间沿所确定的轨迹而行的源和检测器是否存在与定位的对象碰撞的风险，从而证实确定的轨迹。过程的其他方面如下-如果碰撞的证实是肯定的，则步骤是确定一个或多个定位的对象的安置参数使得沿确定的轨迹而行的源和检测器不与对象碰撞；-如果碰撞的证实是肯定的，则步骤是指示一个或多个对象在轨迹上；步骤是 移动被指示的对象(或多个被指示的对象)并且重复对于被移动的对象(或多个被移动的对象)的位置的定位和证实步骤；-如果碰撞的证实是肯定的，则步骤是指示控制参数是不正确的；-如果碰撞的证实是否定的，则步骤是指示控制参数是正确的；-它包括步骤在与当医学成像装置采集图像时使用的速度不同的速度根据确定的轨迹来控制源和检测器；-C形臂的轨迹从圆柱轨迹模型确定。根据第二方面，本发明涉及医学成像装置，其包括反碰撞单元，该反碰撞单元包括用于执行根据本发明的第一方面的过程的部件。由于根据本发明的第一和第二方面的过程和装置，操作者可以提前知道对象位于环境中接近C形臂的位置是否将导致碰撞而不必实施旋转测试。本发明采用医学成像装置因此减少采集程序的持续时间，该医学成像装置包括C 形臂，这使它更有吸引力，超越了从性能方面它可以获得的优势。最后，根据第三和最后的方面，本发明涉及计算机程序，其包括用于执行根据本发明的第一方面的过程的机器指令。
本发明的其他特性和优势将从纯粹是说明性和非限制性的并且必须结合附图观看的下列说明中显露，附图中，除了图1以外，简要地论述图2图示根据本发明的医学成像装置；图3图示对于根据本发明的医学成像装置的C形臂的三个可能的三维轨迹；图4图示采用根据本发明的医学成像装置用于支撑要成像的对象的台架的二维视图；图5示意地图示根据本发明的过程的步骤。
具体实施例方式医学成像系统图2图示医学成像装置10，除了在图1中图示的它的元件之外，其包括反碰撞单元9，该反碰撞单元9配置成运行该医学成像装置10的控制处理器并且特别地确定C形臂 2的轨迹以及确定至少台架6相对于如此被确定的轨迹的位置。反碰撞单元9连接到医学成像装置10的控制单元8。该连接可以是有线或无线的。反碰撞单元9可以是例如计算机(或多个计算机)、处理器(或多个处理器)、微控制器(或多个微控制器)、微型计算机(或多个微型计算机)、可编程自动机(或多个可编程自动机)、专用集成电路(或多个专用集成电路)、其他的可编程电路或包括例如工作站等计算机的其他装置。检测器4可以是半导体图像传感器，其包括例如在非晶硅中的晶体管/光电二极管阵列上的碘化铯磷(cesium iodide phosphorous)(闪烁体)。其他适合的检测器是CCD 传感器，一种直接将X射线转换成数字信号的直接数字检测器。在图2中图示的检测器4 是平面的并且限定平面图像表面，并且其他几何形状也可以是合适的。如已经提到的，控制单元8尤其通过固定例如要由X射线源3发射的辐射剂量、源 3和检测器4的安置等若干参数而控制采集。其优选地通过有线或无线连接来连接到C形臂2的支架5。控制单元8可以包括读取器(未示出)，例如磁盘读取器、⑶-ROM、DVDROM读取器或用于读取例如磁盘、CD-ROM、DVDROM或USB密钥等指令介质(未示出)的处理过程的指令或更一般地通过任何可移除存储部件或甚至经由网络连接读取指令的连接端口。还提供存储单元11用于记录采集参数。能够确保存储单元11位于控制单元6内部或它外部。存储单元11可以由硬驱动或SSD或任何其他可移除和可重写存储部件(USB密钥、存储器卡等)形成。存储单元11可以是控制单元8的ROM/RAM存储器、USB密钥、存储器卡、中央服务器的存储器。成像装置还包括连接到控制单元8用于显示由成像装置采集的图像以及/或关于采集控制参数和/或关于源于反碰撞单元9的信息的信息的显示单元12。显示单元12可以是例如计算机屏幕、监测器、平面屏幕、等离子屏幕或已知类型的任何其他类型的显示装置。医学成像装置100耦合于处理系统200。该处理系统20包括计算单元13和存储单元14。处理系统20接收采集并且存储在医学成像系统10的存储单元11中的图像，它从这些图像进行某些数量的处理动作，例如从2D图像重建3D图像。数据从医学成像装置10的存储单元11到处理系统20的计算单元13的传送可以在内部或外部数字网络上或通过例如软盘、CD-ROM、DVD-ROM、外部硬驱动、USB密钥、SD卡等任何适合的物理存储器介质来进行。计算单元13是例如计算机(或多个计算机)、处理器(或多个处理器)、微控制器 (或多个微控制器)、微型计算机(或多个微型计算机)、可编程自动机(或多个可编程自动机)、专用集成电路(或多个专用集成电路)、其他的可编程电路或包括例如工作站等计算机的其他装置。通过变化形式，计算器13可以包括读取器(未示出)，例如磁盘读取器、⑶-ROM或 DVD-ROM读取器或用于读取例如软盘、CD-ROM、DVD-ROM或USB密钥等指令介质(未示出) 的处理过程的指令或更一般地通过任何可移除存储介质或甚至经由网络连接来读取指令的连接端口。而且，处理系统20包括用于存储由计算单元9生成的数据的存储单元14。计算单元13可以连接到显示单元12 (如在图2中的)或另外连接到另一个显示单元(未示出)。
而且，处理单元200可以包括在医学成像装置10中；其中它们的相应存储单元 11、14组合。控制过稈医学成像组装置10的控制过程证实，在不必控制源和检测器的旋转的情况下，至少台架6与检测器4和/或台架6与X射线的源3之间将没有碰撞。如已经提到的，源3和检测器4可以由弧2连接，在该情况下认为它是C形臂2的轨迹。医学成像装置的控制过程包括步骤-确定100作为C形臂的控制参数的函数的C形臂的轨迹，所述控制参数之前采用控制单元8被固定；-将可能在C形臂2的轨迹上的一个或多个对象在空间中定位200；-定位一个或多个定位的对象来检测当操作时沿确定的轨迹而行的源和检测器是否存在与定位的对象碰撞的风险，从而证实300确定的轨迹。过程的不同步骤在下文解释。确定轨迹100轨迹优选地确定作为控制单元8的采集图像所必需的装置的参数的函数如果需要的话，源3、检测器4、C形臂2在空间中的位置。很明显，源和检测器相对于台架6的位置受到要成像的对象11的位置约束，该对象11在实践中是躺在台架6上的患者。最简单和最常用的源和检测器的轨迹是当它们由C形臂2连接时并且使得X射线 3的源根据圆的弧来移动，如在图3中图示的，其中表示C形臂2的轨迹Tl、T2、T3。例如下列等其他更复杂的轨迹同样是可行的X射线3的源根据第一平面中的圆的第一弧移动，接着根据第二平面中的圆的第二弧移动，或另外地，X射线3的源根据非圆形的轨迹(例如椭圆轨迹、非平面的轨迹等)移动。定位 200规定，要定位的对象意指位于装置附近的或明显地可以在C形臂2的轨迹上的任何对象。它可以是用于支撑患者的台架6、支撑该患者的底座7、患者自身或甚至是用于辅助医师的监视器、用于支撑控制成像装置的用户界面的台车、用于保持台架上的患者的附件(例如扶手或头靠)和最后例如用于放置医学仪器的台架、麻醉台车等各种装置。图5图示台架6，其包括例如针对患者的手臂的媒介61。专家已知的若干部件用于将已经提到的对象中的至少一个在空间中定位200 (1)机电传感器采用已知的方式通过机电传感器(编码器、电位器等)实施定位台架6。(2)用于检测例如扶手或头靠等附件存在或不存在的传感器。(3)电磁或光学型的位置传感器，其设置在例如监视器、麻醉台车等元件的每个上。(4)电容传感器，其测量传感器和最接近的对象之间的距离。它们检测所有材料， 它们在不与材料接触下起作用，这些材料所处位置与传感器的接近度是要评估的并且它们耐磨损。它们可以特别用于确定患者11在台架6上的确切位置和包围。带着这个目的，这些传感器可以固定在例如检测器4上。它们可以同样用于确定对象在C形臂附近的存在或不存在。证实300证实300包括定位一个或多个定位的对象来检测在操作期间沿确定的轨迹而行的源3和检测器4是否存在与一个或多个定位的对象碰撞的风险，从而证实确定的轨迹。更精确地，在该证实步骤期间，定位的对象(或多个定位的对象)将与由源3和检测器4行走的确定的轨迹一致来证实定位的对象(或多个定位的对象)相对于确定的轨迹在哪里。事实上，从确定的轨迹和定位的对象(或多个定位的对象)的坐标能够实施该证实 300。在证实300是肯定的情况下，即在定位的对象(或多个定位的对象)与X射线的源3和/或检测器4之间的碰撞是可能的情况下，过程包括步骤确定400 —个或多个定位的对象的安置参数使得沿确定的轨迹而行的源和检测器不与对象碰撞。作为变化形式，如果碰撞的证实是肯定的，过程可以包括步骤指示400 —个或多个对象在轨迹上；步骤移动400”被指示的对象(或多个被指示的对象)并且重复对于被移位的对象(或多个被移位的对象)的位置的定位200和证实300步骤。可以自动化执行步骤移动400”被指示的对象(或多个被指示的对象)。在该变化形式中，因此能够实时知道被移位的对象是否将导致碰撞。指示证实步骤300的状态的视觉或听觉警报部件是可行的。当证实300是肯定时，特别地在显示装置上显示500 “碰撞”类型的警报消息，并且当证实300是否定时，显示600 “不碰撞”类型的警报消息，这是可行的。在证实300证明是否定的情况下，即在对象或要定位的多个对象与X射线的源3 和/或检测器4之间可能是没有碰撞的情况下，过程包括步骤显示医学成像装置的控制参数是正确的。最后，过程包括步骤，在该步骤期间C形臂设置成作为证实的参数的函数的旋转 700。部件列表图 11 医学成像系统2 C形臂23 X射线源4 检测器5 支架6 台架7 底座8 控制单元图 21 医学成像系统2 C形臂23 X射线源4 检测器5 支架6 台架7 底座8 控制单元9 反碰撞单元10 医学成像系统
11存储单元12 显示单元13计算单元14 存储单元20处理系统图 3Tl轨迹1T2 轨迹2T3轨迹36台架图 461介质6台架图 5100确定轨迹200 定位步骤300证实步骤400 确定步骤400，确定步骤400”移动步骤500指示步骤600 指示步骤
权利要求
1.一种采用医学成像装置的反碰撞单元的医学成像装置的控制过程，所述医学成像装置包括x射线源(3)、图像检测器(4)、所述源(3)和所述检测器⑷的控制单元(8)，所述过程包括步骤-确定(100)作为控制参数的函数的所述源C3)和所述检测器(4)的至少一个轨迹，所述控制参数之前采用所述控制单元(8)被固定；-将可能处于如此确定的轨迹(2)上的一个或多个对象定位(200)在空间中；-定位一个或多个定位的对象用于检测在操作期间沿所述确定的轨迹而行的所述源和所述检测器是否存在与定位的对象碰撞的风险，从而证实(300)所述确定的轨迹。
2.如权利要求1所述的控制过程，其包括如果碰撞的证实是肯定的，则步骤是确定 (400) 一个或多个定位的对象的安置参数使得沿所述确定的轨迹而行的所述源和所述检测器不与所述对象碰撞。
3.如权利要求1所述的控制过程，其包括如果所述碰撞的证实是肯定的，则步骤是 指示(400’ ) 一个或多个对象在所述轨迹上；步骤是移动000”)被指示的对象或多个被指示的对象并且重复对于被移动的对象或多个被移动的对象的位置的定位和证实步骤。
4.如权利要求2-3中任一项所述的控制过程，其包括如果所述碰撞的证实是肯定的， 则步骤是指示(500)所述控制参数是不正确的。
5.如权利要求2-3中任一项所述的控制过程，其包括如果所述碰撞的证实是否定的， 则步骤是指示(600)所述控制参数是正确的。
6.如权利要求1-5中任一项所述的控制过程，其包括步骤在与当所述医学成像装置采集图像时使用的速度不同的速度根据所述确定的轨迹来控制(700)所述源和所述检测ο
7.如权利要求1-6中任一项所述的控制过程，其中C形臂的轨迹从圆柱轨迹模型确定。
8.—种X射线成像装置，其包括-X射线源⑶；-图像检测器⑷；所述装置包括反碰撞单元(9)，其包括用于执行如在权利要求1至7中任一项所述的过程的部件。
9.如前面的权利要求中任一项所述的装置，其包括C形臂O)，所述检测器(4)和所述 X射线源(3)设置在所述C形臂O)的两个相对端。
10.一种计算机程序，其包括用于执行如在权利要求1至7中任一项所述的过程的机器指令。
全文摘要
本发明名称是C形臂CT的智能自旋测试。X射线成像装置具有C形臂和反碰撞单元。本发明涉及采用医学成像装置的反碰撞单元的医学成像装置的控制过程，该医学成像装置包括X射线源(3)、图像检测器(4)、该源(3)和该检测器(4)的控制单元(8)，该过程包括步骤确定(100)作为控制参数的函数的所述源(3)和所述检测器(4)的至少一个轨迹，所述控制参数之前采用所述控制单元(8)被固定；将可能处于如此确定的轨迹(2)上的一个或多个对象定位(200)在空间中；定位一个或多个定位的对象用于检测在操作期间沿所述确定的轨迹而行的所述源和所述检测器是否存在与定位的对象碰撞的风险，从而证实(300)所述确定的轨迹。
文档编号A61B6/03GK102525530SQ20111035521
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月31日 优先权日2010年10月29日
发明者B·布维耶, Y·L·特鲁塞 申请人:通用电气公司