X射线照相装置的制作方法

本发明涉及x射线照相装置、用于为x射线照相装置提供图像的方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术：

1、本发明的总体背景是射线照相。在射线照相检查中，需要相对于x射线探测器准确定位患者并针对患者的解剖结构调整几何结构和系统参数。例如，用于自动曝光控制(aec)的曝光室需要被精确定位在目标解剖结构的后面。类似地，需要调整准直窗口的大小以适配要成像的身体部位的大小。

2、在当前系统上，现有技术是使用视觉标记(例如，在探测器盖上的曝光室的绘图)和直接投射在场景(探测器、患者)上的可见光作为引导操作者的手段。例如，在场景中使用光源和类似幻灯片的设备来投射准直窗口和曝光室，使得操作者能够通过观看患者上的投射形状来检查当前设置。

3、当前技术存在明显的局限性：并不能提供所有需要的信息，并且投射的光场的可见性可能会非常有限——这取决于检查室和患者衣服的光照条件。而且，在理想情况下，操作者需要从与x射线源相等的位置观看患者，以避免任何视觉阻挡，这需要在系统配置面板与观察点之间来回迭代地操作。

4、由于不能将视频相机放置在x射线源的位置处并且捕获的场景视图是斜视的，因此使用常规的视频相机和叠加物的其他方法也会遭受几何不准确和阻挡的影响。

5、wo 2015/081295 a1描述了用于改善投影和断层摄影x射线的质量的系统或方法，该系统或方法包括：深度感测设备，其用于测量来自所述深度感测设备的患者的至少一个身体部位的深度；以及控制单元，其用于使用深度信息来计算所述身体部位的厚度和/或周长。计算出的厚度和周长信息用于确定针对所述身体部位的最优的x射线曝光水平。该系统或方法还包括：相机，其用于识别需要检查的身体部位并检测所识别的身体部位的任何运动。然而，需要改善提供给x射线照相装置的操作者的图像。

6、wo 2016/001130 a1描述了一种用于自动配置用于拍摄对象的x射线图像的x射线成像系统的方法。首先，从覆盖由x射线源的x射线束覆盖的至少一个区的一个或多个深度相机获得一幅或多幅深度图像。然后，根据所述一幅或多幅深度图像来确定所述对象的厚度。然后，通过考虑所述x射线束穿过所述对象的传输长度以及关于被成像的组织类型的知识而将该厚度值转换为所述x射线成像系统的剂量配置。

技术实现思路

1、具有用于向x射线照相装置的操作者提供图像的改进的装置将是有利的。

2、本发明的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中，在从属权利要求中包括了其他实施例。应当注意，本发明的以下描述的方面和示例也适用于x射线照相装置、用于为x射线照相装置提供图像的方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。

3、根据第一方面，提供了一种x射线照相装置，包括：

4、x射线源；

5、x射线探测器；

6、相机；

7、处理单元；以及

8、输出单元。

9、所述x射线源被配置为相对于所述x射线探测器进行放置以形成用于容纳对象的检查区域。基于所述x射线照相装置的几何参数来定义参考空间坐标系。所述相机被配置为被定位在一位置和取向处以查看所述检查区域，并且所述相机被配置为在相机空间坐标系内采集深度图像，其中，在所述深度图像内，像素值表示针对对应像素的距离。已经相对于所述参考空间坐标系校准了所述相机的位置和取向，以产生将所述相机空间坐标系内的空间点映射到所述参考空间坐标系中的对应空间点的映射函数。所述相机被配置为在所述相机空间坐标系内采集所述对象的深度图像并将所述深度图像提供给所述处理单元。所述处理单元被配置为使用所述映射函数将在所述相机空间坐标系内的所述对象的所述深度图像变换到所述参考空间坐标系并在所述参考空间坐标系内生成合成图像。所述输出单元被配置为输出所述合成图像。

10、以这种方式，能够将诸如人类对象之类的对象的图像呈现给操作者，就好像该图像是由被定位在x射线源的位置处的相机采集的，而不是由相机的实际位置处的相机采集的一样。替代地，如果需要的话，能够将对象的图像呈现给操作者，就好像该图像是由被定位在x射线源另一位置处的相机采集的一样。因此，促进了对在检查区域内的对象的最优且有效的定位，其中，视差效应已被减轻。以这种方式，能够相对于x射线探测器准确地定位患者，并且能够针对患者的解剖结构适当调整x射线装置的几何结构和系统参数。因此，由于为操作者提供了如由x射线源所看到的在检查区域内的患者的位置的图像，因此操作者能够确保用于自动曝光控制的曝光室被精确定位在患者的解剖结构的后面。此外，操作者能够最优地调节x射线源准直窗口以适配对象(患者的身体部位)的大小。

11、在第一方面中，所述x射线源具有被配置为限制所述x射线的范围的准直器，并且其中，所述处理单元被配置为在所述参考空间坐标系内生成所述x射线的范围的表示，并且其中，所述处理单元被配置为生成具有所述x射线的范围的表示的合成图像。

12、换句话说，x射线源具有准直窗口，并且合成图像已经在其上叠加有对象处的准直窗口的大小的指示。以这种方式，操作者能够在检查区域内移动对象并且/或者改变准直窗口的大小，以便提供最优的照相检查。

13、在第一方面中，所述处理单元被配置为生成具有在所述对象的位置处的x射线的范围的表示的合成图像。

14、换句话说，x射线源被配置为在角度和空间扩展上发射x射线，并且处理单元被配置为生成具有对象的位置处的x射线的扩展范围的表示的合成图像。因此，不仅从向操作者提供了从x射线源的角度的准直窗口的大小的指示，而且还向操作者提供了在该对象处该窗口的大小情况。这考虑到非常靠近x射线探测器的对象或对象的部分以及距离探测器较远的对象。

15、在示例中，所述x射线探测器具有至少一个曝光室，所述至少一个曝光室被配置为测量x射线的曝光水平，并且其中，所述处理单元被配置为在所述参考空间坐标系内生成所述至少一个曝光室的范围的表示。所述处理单元然后被配置为生成具有所述至少一个曝光室的范围的表示的合成图像。

16、以这种方式，操作者能够确保对象(例如，患者)相对于用于自动曝光控制的曝光室被正确定位，这考虑到x射线从x射线源到探测器的实际路径，这是因为合成图像是从x射线源及其与x射线探测器的关系的角度采集的。

17、在示例中，所述处理单元被配置为生成具有在所述对象的位置处的所述至少一个曝光室的范围的表示的合成图像。

18、在示例中，所述x射线探测器具有被配置为探测x射线的活跃区，并且其中，所述处理单元被配置为在所述参考空间坐标系内生成所述活跃区的范围的表示。所述处理单元然后被配置为生成具有所述活跃区的范围的表示的合成图像。

19、在示例中，所述处理单元被配置为生成具有在所述对象的位置处的所述活跃区的范围的表示的合成图像。

20、在示例中，所述x射线探测器具有横轴和纵轴，并且其中，所述处理单元被配置为在所述参考空间坐标系内生成所述横轴和/或所述纵轴的表示。所述处理单元然后被配置为生成具有所述横轴和/或所述纵轴的表示的合成图像。

21、以这种方式，向操作者提供了帮助实现对对象(例如，患者)与装置的正确对准的另一种手段。

22、换句话说，用于x射线探测器的对称轴能用于检查患者相对于x射线探测器是否得到良好对准。

23、在示例中，所述相机被配置为采集2d图像并将所述图像提供给所述处理单元，并且其中，所述处理单元被配置为生成合成图像，包括利用所述2d图像。

24、以这种方式，能够生成具有真实纹理的合成图像。

25、因此，虽然深度图像能够被认为是2d图像(由于深度图像具有两个维度)，但是这里采集除了深度图像以外的额外图像，该额外图像例如能够是多通道(彩色)图像或单通道(单色)图像，其中，像素值表示场景的除了深度以外的其他属性，例如：给定光谱范围内的反射光量；以及热图像。

26、根据第二方面，提供了一种用于为x射线照相装置提供图像的方法(100)，包括：

27、a)相对于x射线探测器放置x射线源以形成用于容纳对象的检查区域，其中，基于所述x射线照相装置的几何参数来定义参考空间坐标系；

28、b)将相机定位在一位置和取向处以查看所述检查区域；

29、c)利用所述相机在相机空间坐标系内采集所述对象的深度图像，其中，在所述深度图像内，像素值表示针对对应像素的距离；

30、d)利用处理单元使用映射函数将在所述相机空间坐标系内的所述对象的所述深度图像变换到所述参考空间坐标系，其中，已经相对于所述参考空间坐标系校准了所述相机的位置和取向，以产生将所述相机空间坐标系内的空间点映射到所述参考空间坐标系中的对应空间点的映射函数；

31、i)在所述参考空间坐标系内生成合成图像；并且

32、j)利用输出单元来输出所述合成图像。

33、在第二方面中，所述x射线源具有被配置为限制x射线的范围的准直器，并且其中，所述方法包括步骤(e)：利用所述处理单元在所述参考空间坐标系内生成所述x射线的范围的表示，并且其中，步骤i)包括生成具有所述x射线的范围的表示的合成图像。

34、在第二方面中，步骤i)包括生成具有在所述对象的位置处的所述x射线的范围的表示的合成图像。

35、在示例中，所述x射线探测器具有至少一个曝光室，所述至少一个曝光室被配置为测量x射线的曝光水平；并且其中，所述方法包括步骤(f)：利用所述处理单元在所述参考空间坐标系内生成所述至少一个曝光室的范围的表示，并且其中，步骤i)包括生成具有所述至少一个曝光室的范围的表示的合成图像。

36、在示例中，所述x射线探测器具有被配置为探测x射线的活跃区，并且其中，所述方法包括步骤(g)：利用所述处理单元在所述参考空间坐标系内生成所述活跃区的范围的表示，并且其中，步骤i)包括生成具有所述活跃区的范围的表示的合成图像。

37、根据另一方面，提供了一种控制如前所述的装置和/或系统的计算机程序单元，所述计算机程序单元在由处理单元运行时适于执行如前所述的方法的步骤。

38、根据另一方面，提供了一种存储有如前所述的计算机程序单元的计算机可读介质。

39、有利地，由以上任何方面提供的益处同样适用于所有其他方面，反之亦然。

40、参考下文描述的实施例，上述方面和示例将变得明显并且得到阐明。