用于检测和指示超长成像中的不准确度的方法
【专利摘要】通过将不同的计算机实现缝合方法应用于部分辐射图像的相同集合来生成细长体的辐射图像的方法。在所应用的缝合方法之间有重大偏差的情况下生成警告。
【专利说明】用于检测和指示超长成像中的不准确度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于通过生成细长体的多个部分X射线图像并通过缝合这些部分图像来在直接放射摄影术中生成所述细长体的X射线图像的方法。更具体地，本发明涉及发生病人移动或系统偏离校准(miscalibration)的情况。
【背景技术】
[0002]在X射线放射摄影术中，可能必须获得诸如病人的整个脊椎或腿之类的细长体的X射线图像。超长(long length)图像大部分被拍摄以在主体的辐射图像上执行长度和角
度测量。
[0003]在计算机放射摄影术(CR)中，通过使以部分重叠的设置进行组织的诸如光激励磷光板之类的多个成像板(IP)接受细长体的X射线图像，来生成这种超长图像。每个成像板承载细长体的一部分的图像。在曝光之后，读出各个成像板以便获得细长体的部分图像，并且最终，通过缝合这些部分图像来创建超长图像。通过叠加诸如覆盖要成像的区域的网格之类的辐射衰减材料的已知几何结构的对象以及校正和对准部分图像以重构所述网格的几何结构，能够获得准确的对准和测量。这种方法描述于欧洲专利申请EP0919856和EP0866342 中。
[0004]近年来，数字放射摄影术(DR)已经成为CR的有价值的备选方案。用在DR中的平板检测器(FPD)比用于CR的IP更高成本，所以需要CR的单次超长成像技术的备选方案。这通过下述操作实现:在倾斜X射线管或平行于FPD移动X射线管时，通过移动FPD的位置来拍摄细长体的多个部分图像。在此移动期间，病人可能移动，从而引入需要在从部分图像的全图像重组中补偿的伪像。用于校正病人移动的所应用的补偿可能导致不准确的测量。不准确的FPD定位还降低了在合成图像中进行的测量的准确度。
[0005]由Xiaohui Wang 在 2004 年 I 月 I 日发表于 Proceedings ofSPIE 第 5368 卷的第 361-369 页的文章 “Fully automatic and reference-marker-free image stitchingmethod for full-spine and full-leg imaging with computed radiography，，公开了部分图像的图像缝合。
[0006]在由Simon T.Y.Suen 等人在 2007 年 6 月 I 日发表于 Optics Express 第 12 期第 15 卷的文章 “Photographic stitching with optimized object and color matchingbased on image derivatives”中，比较了不同的缝合方法。该文章公开了理论上的比较。
[0007]本发明的目的是克服现有技术的缺点。
【发明内容】
[0008]上面提到的方面由在权利要求1中提出的具有特定特征的方法来实现。
[0009]根据本发明，公开了一种方法，其中不同的计算机实现缝合方法被应用于细长体的所生成的部分辐射图像的集合。确定这些缝合方法之间的偏差(通过计算指示该偏差的测量)，并且如果该偏差超出预设接受值(也称作阈值)，则生成计算机控制的警告(听觉、视觉......)。
[0010]本发明的方法适于检测病人移动并在病人移动已发生于体的部分辐射图像的记录之间的情况下生成警告。权利要求1中提出的警告可以是病人移动的指示。从另一观点来看，该方法能够被看作用于检测在辐射图像记录期间的病人移动并在病人移动的情况下生成警告的方法。
[0011]在本发明的上下文中，细长体是其投影X射线图像不能通过X射线检测器的单次X射线曝光而拍摄的体。这种细长体的辐射图像是通过将计算机实现的缝合方法应用于部分辐射图像的集合来组成的，每个部分辐射图像包括细长体的辐射图像的一部分。细长体例如是完整的腿或完整的脊椎。
[0012]可以设想不同的缝合方法。
[0013]第一种缝合方法是当执行多拍摄照射时基于源自X射线源和检测器的设置(定位、距离、角度)的理论缝合参数的计算机实现缝合方法。
[0014]另一种计算机实现缝合方法基于诸如X射线衰减材料的网格之类的已知几何结构的对象的图像的重构，该图像与细长体的部分图像一起被记录，使得每个部分图像包括细长体的辐射图像的一部分和已知几何结构的对象的辐射图像的一部分。然后，通过计算机实现地重构已知几何结构的对象的图像从而也通过部分图像重构细长体的所组成的图像，能够组成细长体的完整辐射图像。
[0015]又一种缝合方法是基于用户交互(即，由用户定位或对准部分图像)来从部分辐射图像重构细长体的完整图像的方法。用户手动地或者通过自动化系统来定位部分图像以重构细长体的完整图像。用户因此能够校正由多次部分曝光之间的病人移动造成的影响。
[0016]可以设想另外其他的方法。
[0017]本发明的优选实施例的具体特征在从属权利要求中提出。
[0018]本发明的其他优点和实施例将从以下描述和附图中变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是通常用于执行超长成像的系统的图示，
[0020]图2图示了病人移动的自由度，
[0021]图3是具有在5乘5cm的规则网格上放置的X射线衰减十字的无线电半透明板的设计，
[0022]图4是图示了错误校准的系统对长度测量的影响的示意图，
[0023]图5是本发明的用户界面实施方式的图示。
【具体实施方式】
[0024]细长体的超长图像大部分被拍摄以跨越比单个FH)更大的区域在主体上执行长度和角度测量。然后，通过被应用于部分图像的数字信号表示的计算机实现缝合方法来创建和缝合部分图像的集合。
[0025]重要的是，创建超长图像，在该超长图像中，在作为结果的图像中细长体的部分图像的对准是准确的。
[0026]测量不准确度由系统的不准确度和/或病人移动引起。[0027]图1中图示了能够执行超长成像的系统的一些典型配置。系统的不准确度大部分与X射线成像单元(10)或X射线生成单元(20)的不准确定位相关。如果已知几何结构的对象与细长体一起成像，那么通过将用于缝合已知几何结构的对象的部分图像的参数与从系统的位置和几何结构导出的参数进行比较，能够估计位置的不准确度。
[0028]因为部分图像的获取耗费一些时间，所以病人将不能完美地维持原状。存在用于最小化补偿病人移动所需的校正量的一些方法(参见于2011年4月7日提交的名称为“Method ofgenerating a radiation image of an elongate body，，的共同待审专利申请)，但是这些方法都不能够防止病人移动。
[0029]在从系统的位置导出或从已知几何结构的对象导出的缝合参数与由用户给定或从主体在图像中的投影自动提取的缝合参数之间的比较是病人移动量的有价值的指示物。
[0030]系统不准确度的检测
[0031 ] 本发明的方法的一个实施例基于在细长体的辐射图像上叠加的已知几何结构的对象的辐射图像的使用。
[0032]可在本发明中使用的已知几何结构的对象的示例是具有在5乘5cm的规则网格上放置的十字的无线电半透明板，如图3中所示。
[0033]细长体的辐射图像是通过由多拍摄照射和辐射检测器的读出生成部分辐射图像来获得的，由此，每个部分图像包括细长体的辐射图像的一部分和已知几何结构的对象的辐射图像的一部分。部分图像然后被缝合以生成细长体的完整图像。
[0034]细长体和已知几何结构的对象的完整图像然后被用于执行不准确度的估计。
[0035]假定已经获取两个部分图像A和B，并且假定然后通过将图像B的左上角像素放置在图像A中的像素位 置(xs，ys)处并利用已知合并技术合并重叠的像素来创建缝合的图像。清楚地，对于每个位置(xs，ys)，创建不同的缝合图像。
[0036]对覆盖图像A和B两者的缝合图像的测量依赖于(xs，ys)的位置，其进一步被称为缝合参数。
[0037]图像A中的像素(xa，ya)和图像B中的像素(xb，yb)之间的像素长度d由下式给出:
[0038]d =-(Xb + Xs))2 +(ya -(Yb + Ys))2。
[0039]对于没有对放射摄影放大因子的校正且如图4的顶部分中所图不的那样忽略χ轴分量的完美校准系统上的完美缝合图像，点(0，u)和(y2，u)的投影之间的距离是:
「 I】SID
00402 - P2 - Y2 SID 一 u ,
[0041]其中，u是从点到检测器的距离，并且SID是源到图像的距离。
[0042]对于在重叠区域中的参考点上缝合的偏离校准的系统，相同点的投影之间的距离d2'由下式给出
[0043]dr 2 = P1+(pr 2-p, i) ο
[0044]用以下等式表示，
P,V]
「00451--------
L_3」 SIfJ m)-u
[0046]p' x = dy+qi[0047]
【权利要求】
1.一种生成体的辐射图像的方法，每个所述辐射图像是通过使部分辐射图像的相同集合接受不同的计算机实现缝合方法来组成的，每个所述部分辐射图像包括所述体的辐射图像的一部分并通过多拍摄照射和直接放射摄影检测器的读出而生成，其特征在于: 确定指示由于将所述不同的计算机实现缝合方法应用于部分图像的相同集合而得到的辐射图像之间的偏差的至少一个值，以及如果所述值超出预设接受值，则生成计算机控制的警告。
2.根据权利要求1所述的方法，其中照射已知几何结构对象，以使得每个所述部分图像包括所述体的辐射图像的一部分和所述已知几何结构对象的辐射图像的一部分，以及其中所述缝合方法中的一个是基于源自用于所述多拍摄照射的设置的理论缝合参数来执行的，而所述缝合方法中的另一个是基于从所述部分图像对所述已知几何结构对象的辐射图像的重构来执行的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中照射已知几何结构对象，以使得每个所述部分图像包括所述体的辐射图像的一部分和所述已知几何结构对象的辐射图像的一部分，以及其中所述缝合方法中的一个是通过用户交互来执行的，而所述缝个方法中的另一个是基于所述已知几何结构对象的图像的重构来执行的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述缝合方法中的一个是通过用户交互来执行的，而所述缝合方法中的另一个是基于源自用于所述多拍摄照射的设置的理论缝合参数来执行的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述警告是病人移动的指示。
【文档编号】G06T3/40GK103748614SQ201280029671
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2011年6月16日
【发明者】G·贝希埃斯 申请人:爱克发医疗保健公司