X射线减少系统的制作方法_2

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的规一化因子可以包括计算双线性校准。
[0070] 所述刷新可以包括对于所述图象的不同区域使用不同的刷新速率。
[0071] 所述读取可以包括顺序地访问所述检测器和从其读取整个帧。
[0072] 所述透射区域可以是与所述准直仪中心同心的圆形孔和与所述准直仪旋转中心 同心并跨一定角度的圆形的一部分的形状的孔的结合;其中所述帧可以包括接收了第一剂 X射线放射的所述圆形孔的象素和接收了第二剂X射线放射的所述圆形孔周围的准直仪区 域的象素,所述第二剂包括所述第一剂的一部分,所述一部分与扇形角度和360度的比值 成正比;所述读取可以包括随机地访问所述检测器和从其读取象素。
[0073] 所述读取可以包括从与当前曝光的扇区相邻的第一完全曝光的扇区读取象素值, 并在读取之后重置所述象素。
[0074] 所述第一扇区的角度跨度可以被选择为使得读取和重置所述第一扇区内的象素 所需的时间不超过所述准直仪旋转相同角度距离所需的时间。
[0075] 所述方法还可以包括重置将要曝光的第二扇区内的象素值,所述第二扇区与当前 曝光的扇区相邻。
[0076] 所述方法还可以包括跟踪操作者的注视,由此确定兴趣区(ROI)并据此控制所述 准直仪。
[0077] 根据本发明第四个方面,提供了一种在X射线系统中增强显示的曝光图象的方 法,该系统包括X射线源、单个大体上为圆形的准直仪、照相机、检测器和显示器、用于将所 述准直仪在大体上与所述准直仪平面平行的平面上移动的装置;其中所述准直仪包括允许 所有放射通过的中心孔径、用于根据材料和材料的厚度减少通过的放射量的外部圆环和在 所述中心孔径和所述外部圆环之间的内部圆环,所述内部圆环的厚度作为距离所述中心的 距离的函数而改变,厚度开始于中心孔径侧的零,并结束于外部圆环侧的外部圆环的厚度, 包括:所述检测器整合由所述照相机捕获的每个帧的信号;从所述检测器读取包括象素的 帧;计算每个帧的增益和每个帧的偏移校正;根据所述准直仪的所述孔径、所述外部圆环 和所述内部圆环中的每一个的不同DPP,计算每个帧的规一化因子。
[0078] 所述读取可以包括在由所述照相机捕获的每个帧的结尾读取帧。
[0079] 所述计算所述内部圆环的归一化因子可以包括将所述内部圆环划分为多个环,并 根据距离所述中心孔径的距离向所述多个环中的每一个分配一个DPP理论值。
[0080] 所述方法还可以包括跟踪操作者的注视,由此确定兴趣区(ROI)并据此控制所述 准直仪。
【附图说明】
[0081] 为了更好地理解本发明,以及显示如何实现本发明,现在纯粹以通过举例的方式 结合附图作为参考。
[0082] 现在详细参考附图,要强调的是所有细节仅以举例的方式来显示,其目的仅仅是 示意性地说明本发明的优选实施方式,以及是为了提供在本发明的原理和概念方面最有用 的最易于理解的说明而提出的。在这方面,没有试图示出比本发明的基本理解所必要的结 构细节更详细的细节。通过参考附图和说明,本发明的多种形式在实际上如何实施对本领 域技术人员来说是显而易见。在附图中:
[0083] 图1A是荧光透视临床环境和系统的布置示例的简化示意图;
[0084] 图1B是图1A的系统的布置示例的说明,其显示了本发明的系统示例的部件的其 它细节;
[0085] 图2是显示在焚光透视系统的显示器上的图象示例的示意图;
[0086] 图3是图1A的系统示例的其它方面的示意图;
[0087] 图4是参考图3的参数的检测器的X射线曝光区域示例的示意图;
[0088] 图5是根据本发明的准直仪示例的示意图;
[0089] 图6是图5的准直仪在某个旋转角度的图象增强器的曝光区域示例的示意图;
[0090] 图7是图5的准直仪在某个旋转角度的传感器的光线曝光图形示例的示意图;
[0091] 图8是传感器象素值的读取过程示例的示意图;
[0092] 图9是传感器象素值的读取过程示例的示意图;
[0093] 图10A是本发明的准直仪示例的顶部视图的示意图;
[0094] 图10B是图10A的准直仪示例的底部视图的示意图;
[0095] 图10C是图10A的准直仪示例的横截面视图的示意图;
[0096] 图11A是本发明的另一个准直仪示例的主要部件的示意图;
[0097] 图11B是图11A的部分在操作配置中的示意图;
[0098] 图11C是图11B的横截面的示意图;
[0099] 图11D是图11B的准直仪示例的部件的示意图;
[0100] 图12A是本发明的另一个准直仪示例的主要模块的示意图;
[0101] 图12B是图12A的模块在操作配置中的示意图;
[0102] 图13A是本发明的另一个准直仪示例的示意图;
[0103] 图13B是本发明的另一个准直仪示例的示意图;
[0104] 图14A是本发明的另一个准直仪示例的主要部件的示意图;
[0105] 图14B是图14A的部件在操作配置中的示意图;
[0106] 图15是本发明的另外4个准直仪示例和准直仪随着与旋转中心的距离的变化所 产生的定性曝光的示意图;
[0107] 图16是本发明的另外4个准直仪示例的示意图;
[0108] 图17A是通常不位于旋转中心周围的ROI示例的示意图;
[0109] 图17B是改变准直仪的旋转速度配置以提高图17A的ROI的图象质量的示例的示 意图;
[0110] 图18是非旋转准直仪的示例和其在显示器上显示的图像产生作用的示意图;
[0111] 图19是图17A的ROI和一准直仪的示例,该准直仪可以将旋转中心转移至ROI的 中心;
[0112] 图20A是与图5的示例的相同的准直仪,在此提供用于与图20B的准直仪进行直 观比较;
[0113] 图20B是图5的准直仪具有更大直径和更长扇区孔径的版本示例,其用于避免在 准直仪转移期间的图象阴影;以及
[0114] 图21是参考图1B的流程图,其说明了使用眼球跟踪器的基本荧光透视过程。
【具体实施方式】
[0115] 现在参考图1A,其表示了荧光透视临床环境的典型布置。
[0116] X射线管100产生X射线放射102,其向上朝向准直仪104占据相对大的立体角。 准直仪104阻挡一部分的射线,允许较小立体角的射线继续向上发射,经过通常是由对X射 线辐射相对透明的材料制成的床108和通过躺在床108上的患者110。射线的一部分由患 者吸收和散射,其余射线到达图象增强器114的典型圆形输入区域112。图象增强器的输入 区域通常具有300_的直径大小,但是对每个型号和技术来说可以不同。图象增强器114产 生的图象由照相机116捕获,由图象处理器117处理,然后在显示器118上显示为图象120。
[0117] 虽然本发明主要参考图象增强器114和照相机116的结合来说明,但是应当理解 这些单元可以由任何技术的数字放射成像传感器来替代,例如CCD或CMOS平板或者其他技 术例如在平面112上的具有闪烁器的非晶硅。一个这种例子是在纽约的LakeSuccess的 美国佳能公司的CXDI-50RF。术语"检测器"将用于包括任何这些技术,包括任何图象增强 器与任何照相机的结合,以及包括任何类型的平板传感器或者将X射线转换为电信号的任 何其它设备。
[0118] 术语"区域"和"地区"在本发明详细说明中任意选择使用,它们含义相同,作为同 义词使用。
[0119] 术语"X射线源"将用于提供对具有X射线点源的设备的宽泛的解释,并不必具有 管的形状。虽然在本发明示例中以本领域通用术语惯例使用术语X射线管,但是在此表示 本发明的示例不局限于X射线管的狭隘解释,任何X射线源(例如,配置作为点源的放射性 材料)可以用于这些示例中。
[0120] 操作者122站在患者身边执行治疗过程同时注视图象120。
[0121] 操作者附近有脚底开关124。当踩下开关时,持续的X射线放射(或者可选地如下 所述的高频脉冲X射线)发射出来,以提供电影图象120。X射线放射的强度通常是以期望 减少对患者和操作者的辐射的低强度放射和期望能得到高质量图象120 (高S/N)的高强度 放射之间的权衡。利用低强度X射线放射并由此得到的低辐射的图象增强器输入区域,图 象120的S/N可能至图象120变得无用。
[0122] 协调系统126是参考笛卡尔坐标系统,其中Y轴指向页面,X-Y是平行于例如准直 仪104和图象增强器输入平板112的平面的平面。
[0123] 本发明的一个目的是在期望的R0I的图象增强器的输入区域提供高曝光,因此提 供高S/N图象同时减少图象增强器区域的其它部分的曝光量,以低图象质量(低S/N)为代 价。利用这个配置,操作者可以在R0I看到清楚的图象,并在剩余的图象区域得到足够好 的用于一般定位的图象。本发明的另一个目的是在图象中提供更复杂的图象部分,其中每 个部分来自于如特定应用期望的不同程度的X射线放射。本发明还有一个目的是提供从图 象传感器读取数据的不同方法。在本发明的详细说明全文中提供的示例的上下文中,当一 个区域的S/N与另一个区域的S/N进行比较时,比较的是具有相同的对象(例如患者和操 作者双手和工具)透射比的象素的S/N。例如,当区域A被描述为具有比区域B更低的S/N 时,则假设两个区域的对象的X射线的传输在该区域时是统一的和相同的。例如,在区域A 的中心,只有到达对象的射线的1/2被发送到达图象增强器,则区域B的S/N与区域A的进 行比较,该区域B也是只有到达对象的射线的1/2被发送到达图象增强器。区域A的S(信 号)是区域A的平均读取值(时间平均或者区域平均(如果在统计意义上包括了足够的象 素))。区域B的S(信号)是区域B的平均读取值(时间平均或者区域平均(如果在统计 意义上包括了足够的象素))。为了简化讨论,在本发明详细说明中不考虑散射放射。散射 放射的影响和减少它的装置是本领域公知的。
[0124] 在下面的示例中,噪声统计假设是高斯分布,其满足实施本发明的大部分实际的 方面,并可很好地作为本发明详细说明示例的清晰的表达。这不是本发明的限制,并且如果 需要的话,与高斯统计相关的数学分析可以用泊松统计(或者其它统计)替换而不会减少 本发明的范围。与每个信号关联的噪声值由那个信号的泊松统计的标准偏差来表示,在本 领域中已知为泊松噪声。
[0125] 另外,在本发明详细说明全文中以相同含义说明每象素剂量DPP,即当象素A的 DPP与象素B的DPP比较时,则假设两个象素的对象传输是相同的。
[0126] 根据本发明的荧光透视临床环境的更详细的布置示例显示于图1B和图21。操作 者122踩下脚底开关124来激活X射线(步骤2724)。眼球跟踪器128 (例如来自加拿大安 大略省卡纳塔的SR研宄有限公司的Eyelink1000)或者任何可选
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