可移动x射线成像系统的基于相机的视觉调整的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对可移动X射线成像系统的调整，并且具体而言涉及用于使感兴趣对象与X射线成像布置相对于彼此对准的可移动X射线成像系统，用于在X射线成像中的对准的方法，以及计算机程序单元和计算机可读介质。
【背景技术】
[0002]在可移动X射线成像系统中，例如可移动C型臂中，对于优化图像质量而言并且还对于易用性而言，定位是重要的。作为范例，在操作或介入期间，出于不同目的，能够至少部分移动X射线成像系统。例如，荧光透视投影图像被采集，并且之后X射线成像系统移动到不同位置，以便为操作流程提供自由空间。X射线成像系统还可移动到不同位置，以从不同方向采集不同图像。在操作之后或期间，采集相同感兴趣区域的进一步的图像还能够是必须的，优选的在至少相似的观察位置中。因此，可移动X射线布置再一次被移动到初始位置。作为范例，这尤其在较长的操作中可能出现多次。为了能够获得相同或至少近似相同的位置，使用外部位置追踪，例如在US 7766548中所描述。然而，已经示出，外部位置追踪设备意味着额外的装备成本以及手术室中的增加的装备杂乱，并且有时甚至对工作流程具有限制。此外，也使用了集成传感器。然而，集成传感器也意味着额外的成本并且需要操作者的注意力以及针对对准和定位的知识。
【发明内容】
[0003]因此，需要在降低的硬件需要的情况下提供对可移动X射线成像系统的便利的对准和定位，从而允许直观的操作。
[0004]本发明的目的通过独立权利要求的主题解决，其中，从属权利要求中并入了进一步的实施例。
[0005]应当注意，本发明的下述方面也应用于:用于使感兴趣对象与X射线成像布置相对于彼此对准的可移动X射线成像系统、用于对准X射线成像的方法，以及计算机程序单元和计算机可读介质。
[0006]根据本发明的第一方面，提供了一种用于将感兴趣对象与X射线成像布置相对于彼此对准的可移动成像系统，所述可移动成像系统包括:具有X射线源和X射线探测器的X射线成像布置、至少一个相机、数据处理器、以及显示器。所述至少一个相机或者附接到所述X射线成像布置或者能够附接到所述感兴趣对象。所述至少一个相机被配置为提供至少一个参考点的第一图像。所述数据处理器被配置为将所述第一图像与所述感兴趣对象的第一X射线图像的与所述对象有关的第一投影参数相关。所述投影参数涉及不同自由度并且包括以下组中的至少一个:空间投影位置、到所述对象的距离、观察方向或投影角、以及视场。为了以与所述第一 X射线图像的所述第一投影参数符合的投影采集至少一个另外的X射线图像，所述显示器被配置为至少显示至少部分叠加有由所述至少一个相机提供的实际图像的所述第一图像中的所述至少一个参考点的图形表示，以在中间移位之后引导所述X射线源和/或所述X射线探测器与所述对象相对于彼此的对准移动。
[0007]在一个范例中，所述投影参数包括所述观察方向，从而允许沿投影轴及垂直于投影轴的平移移动。在另一个范例中，所述投影参数包括所述观察位置，从而允许绕空间中的点的旋转。在另一个范例中，所述投影参数能够包括五个自由度，其中，能够由用户手动获得或控制围绕所述观察方向的所述旋转。在另一个范例中，所述投影参数覆盖六个自由度，三个平移的以及三个旋转的。
[0008]所述图形表示以与所述第二图像相同的几何关系被显示为所述第一图像中的所述至少一个参考点。换言之，所述图形表示以与所述显示器的显示区相同的几何关系而被显不O
[0009]所述图形表示是被存储为与所述第二图像的组合的显示的参考图像。所述参考图像还能够是所述第一图像本身，其示出所述至少一个参考点。
[0010]对参考点或参考图像的所述显示，通过组合对所述参考点或所述参考图像的所述显示与所述第二图像，以直观的方式示出了所述目标位置与所述实际位置之间的差异。因此，提供了用于对X射线源的精细定位的简单可检索方式，例如用于定位C型臂。
[0011]所述系统因此包括在移动之后需要(重新)对准的两个可移动部分，即，所述X射线成像布置和所述感兴趣对象。所述系统的所述至少一个相机被集成，使得所述至少一个相机或者能够与所述感兴趣对象一起移动，或者能够与所述X射线成像布置一起移动。针对所述对准，所述相机提供所述至少一个参考点的实际图像，所述至少一个参考点在叠加的图像上或者在组合的图像中也是可见的。在所述对准期间，所述相机相对于其他部分进行移动，即，发生相对相机移动。
[0012]能够提供支撑结构，其被配置为提供在感兴趣对象和X射线源和/或所述X射线探测器之间的相对移动。
[0013]根据示范性实施例，所述显示器被配置为显示所述图形表示，所述图形表示:a)采取至少一个手动施加的标记物的形式，其中，所述显示器被配置为显示至少部分地叠加有所述实际图像的所述至少一个标记物；和/或b)采取所述第一图像本身的形式，其中，所述显示器被配置为显示至少部分地叠加有所述实际图像的所述第一图像。
[0014]所述图形表示能够是实现在所显示的第一图像上(例如直接实现在所述屏幕上)的手动施加的轮廓或者标记。所述手动图形元素能够分别被存储以被示出为被叠加到所述第二图像。
[0015]根据示范性实施例，所述至少一个相机与所述X射线源和/或所述X射线探测器保持已知空间关系，并且至少在所述相对移动期间，所述至少一个参考点与所述感兴趣对象保持恒定的空间关系。
[0016]根据备选示范性实施例，所述至少一个相机相对于所述感兴趣对象暂时固定地被安装，并且在所述相对移动期间，所述至少一个参考点保持与所述X射线源和/或所述X射线探测器具有已知空间关系。
[0017]例如，在第一情况下，所述至少一个相机相对于所述X射线源和/或所述X射线探测器固定地被安装。在第二情况下，例如，在所述相对移动期间，所述至少一个参考点与所述X射线源和/或所述X射线探测器保持恒定的空间关系。
[0018]所述可移动X射线成像系统能够被提供为可定位X射线采集设备。在一个范例中，所述可移动X射线成像系统是具有附接到可移动台的可移动支撑结构的可移动X射线系统。所述支撑结构能够是C型臂系统结构。
[0019]例如，备选地或者额外地，所述支撑结构包括对象支撑体，所述对象支撑体被配置为相对于所述X射线源和/或所述X射线探测器移动所述对象。因此，包括所述X射线成像布置的所述系统可以被移动；或者额外地或者备选地，所述对象可以被移动。在任何情况下，出现相对移动。
[0020]根据示范性实施例，针对对另外的X射线图像的所述采集，针对第一接近，支撑结构是可移动的，使得所述X射线源和所述X射线探测器在所述第一投影的位置的预定范围之内。所述支撑结构能够包括具有能够探测到的关节位置的至少一个可移动关节，并且可在第二接近中移动到匹配的关节位置的预定范围。所述显示器能够被配置为将叠加有用于所述对准的所述实际图像的所述第一图像中的所述参考点的至少所述图形表示显示为第三接近。
[0021]所述第一接近是粗糙接近，所述第二接近是中等接近，所述第三接近是精细接近。
[0022]例如，所述第一图像被示出为以半透明的方式叠加有所述第二图像。
[0023]根据示范性实施例，提供至少两个参考点或者至少三个参考点或者多于三个参考点。
[0024]例如，对于与所述相机视野的平移移动有关的重新定位，一个参考点是足够的。此夕卜，当还应当必须对到对象的取向或距离检测并调整时，需要第二参考点。第三参考点允许将所述成像平面倾斜(或扭转)到所述参考点的所述平面。
[0025]根据示范性实施例，所述至少一个参考点被提供在所述感兴趣对象上。此外，所述至少一个参考点还能够被提供在参考场上，所述参考场被提供在检查室中。
[0026]例如，所述一个或多个参考点被提供为在所述对象的表面的指示器。
[0027]根据示范性实施例，所述至少一个参考点被提供为激光投影。
[0028]所述激光投影能够包括激光投影可以包括多于两个的参考点，例如三个或四个点。所述激光投影能够包括框架投影。
[0029]所述图形表示能够是被存储为所述参考图像的部分的所述激光投影的手动施加的外形。
[0030]所述相机能够是在可见光范围中采集图像的摄像机。所述相机还能够是红外相机，所述红外相机采集被转移到可见图像中的红外数据。
[0031]能够在不同位置处提供多个相机，以提供多个第一图像和多个组合的实际图像，例如，成对的。
[0032]所述X射线源和所述X射线探测器被提供为图像采集布置，所述图像采集布置相对于所述对象是可定位的，以从不同方向采集所述对象的所述图像数据。
[0033]根据示范性实施例，针对所述对准移动，所述X射线源和所述X射线探测器相对于所述对象在至少两个移动方向中是可移动的。第一移动方向指示器被提供在对所述用户可见的所述X射线源和/或所述X射线探测器上，以指示相对于所述对象的可能移动方向。在显示器上，相对于所述对象的所显示的图像数据提供第二移动方向指示器，以指示所述图像采集布置相对于所述对象