在旋转X射线设备(100)上对待检查患者(168)内的感兴趣体积(VOI)(170)进行等中心是通过拍摄两幅不同角度的图片(S210)和对应于各自显示的VOI的定中心(152)更新患者的工作台(112)的位置设置(172)来完成的。或者，操作者为两个显示的图片中的每个识别各自的VOI中心(S410，S450)，并且自动计算对应的工作台移动(S420)。
1.一种定中心装置(116)，用于对待检查对象(168)位于其上的支座(112)进行调节以便对所述对象包含的感兴趣体积(170)进行定中心，所述装置被配置为用于从多个辐射接收部位(128)中的每个处采集各个入射辐射束(129)上携带的相关图像，所采集的相关图像包含所述体积的投影，所述装置包括定中心控制器(148)，其被配置为用于：传送在所述采集中采集的图像和所包含的投影，以在屏幕(152)上显示；
无需进一步的图像采集，通过与所指定的新位置对应地交互地更新所述体积在所述屏幕上的显示，对所述体积的投影关于潜在图像进行定中心(S320)，其中，所述控制器还被配置为用于：
对于所述多个辐射接收部位中的每个，确定各个快门设置以定义图像采集区(S240)；
选择所确定的设置中使得所述图像采集区最大的设置(S260)；以及在移动到所述指定的新位置后(S250)，使用所述最大的设置作为用于所述多个辐射接收部位的共同设置来采集图像(S260)。
2.根据权利要求1所述的装置，其被配置为使得用于所述对投影进行定中心的所述采集只来自两个所述辐射束(S210)。
3.根据权利要求1所述的装置，其被配置为使得所述显示使用所述屏幕和可选的额外屏幕同时显示所采集的图像中的多幅，并且使得所述多幅采集的图像中的每幅可与所述指定的新位置对应地交互地更新，以便相互地和分别地对所述相关投影进行定中心(S320)。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述包含完全含盖所述体积的所述投影(S210)。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器被配置为执行所述更新以修改在所述传送步骤中显示的投影，使得如果所述潜在图像是借助于与采集的所述图像相关的所述部位从处于所述新位置的所述支座上的所述对象采集的，那么当前位于所述屏幕上的所述修改后的投影将在位置上对应于所述潜在图像(S320)。
6.一种包括权利要求1所述的装置的旋转X射线成像设备(100)。
7.一种定中心装置(116)，用于确定如何对待检查对象(168)位于其上的支座(112)进行调节以便对所述对象包含的任意感兴趣体积(170)进行定中心，所述装置被配置为从多个辐射接收部位(128)中的每个处采集各个入射辐射束(129)上携带的相关图像，所采集的相关图像包含所述任意体积的投影，所述装置包括定中心控制器(148)，其被配置为用于：传送在所述采集中采集的图像和所述任意体积的所包含的投影，以在屏幕(152)上显示(S220)；
根据用户在所述屏幕上的指示，识别所显示的所述任意体积的投影的中心在所述屏幕上的位置(S410，S450)；以及基于所识别的位置计算所述支座的移动(S420)，
对于所述多个辐射接收部位中的每个，确定各个快门设置以定义图像采集区(S240)；
选择所确定的设置中使得所述图像采集区最大的设置(S260)；以及在移动到指定的新位置后(S250)，使用所述最大的设置作为用于所述多个辐射接收部位的共同设置来采集图像(S260)。
8.根据权利要求7所述的装置，其被配置为使得用于所述计算的所述相关图像的采集只来自两个所述辐射束(S210)。
9.一种包括权利要求8所述的装置的旋转X射线成像设备，其中，所述两个辐射束处于倾斜的各个角定向处(S210)。
10.根据权利要求7所述的装置，其被配置为使得所述显示使用所述屏幕和可选的额外屏幕显示所采集的图像中的多幅图像，所述计算被配置为相互地考虑针对所述多幅图像识别的多个位置(S420)。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述对多幅图像的显示同时执行(S430)。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述显示反映在无需进一步的图像采集的情况下，基于通过相互地考虑所述多个位置而计算的所述移动来对所述多幅图像的更新(S430)。
13.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器还被配置为用于所述计算，使得如果对于所述移动后的支座，新的图像将从与采集的所述图像相关的所述对象采集，那么所述支座的所述移动使对在所述屏幕上显示的所述新图像内的所述投影进行定中心(S320，S420)。
14.一种计算机实现的方法，用于对待检查对象(168)位于其上的支座(112)进行调节以便对所述对象包含的感兴趣体积进行定中心，所述方法包括下列步骤：从多个辐射接收部位中的每个处采集在各个入射辐射束上携带的相关图像，所采集的相关图像包含所述体积的投影(S210)；
在屏幕上显示在所述采集步骤中采集的图像和所述包含的投影(S220)；
为所述支座指定新的位置(S230；S310)；以及
无需进一步的图像采集，通过与所指定的新位置对应地交互地更新所述体积在所述屏幕上的显示，对所述体积的投影关于潜在图像进行定中心(S320)，其中，所述方法还包括下列步骤：
对于所述多个辐射接收部位中的每个，确定各个快门设置以定义图像采集区(S240)；
选择所确定的设置中使得所述图像采集区最大的设置(S260)；以及在移动到所指定的新位置后(S250)，使用所述最大的设置作为用于所述多个辐射接收部位的共同设置来采集图像(S260)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述显示步骤使用所述屏幕和可选的额外屏幕同时显示所采集的图像中的多幅，所述更新用于与所指定的新位置对应地交互地更新所述多幅采集的图像中的每幅，以便相互地和分别地对所述相关投影进行定中心(S320)。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述更新修改在所述显示中显示的所述投影，使得如果所述潜在图像是借助于与采集的所述图像相关的所述部位从处于所述新位置的所述支座上的所述对象采集的，那么当前位于所述屏幕上的所述修改后的投影将在位置上对应于所述潜在图像(S320)。
17.一种用于确定如何对待检查的对象(168)位于其上的支座(112)进行调节以便对所述对象包含的任意感兴趣体积(170)进行定中心的方法，所述方法包括下列步骤：布置多个辐射接收部位中的每个，用于采集各个入射辐射束上携带的相关图像，所采集的相关图像包含所述任意体积的投影(S210)；
在屏幕上显示由所述采集所采集的图像和所述任意体积的所包含的投影(S220)；
根据用户在所述屏幕上的指示，识别所显示的所述任意体积的投影的中心在所述屏幕上的位置(S410，S450)；以及基于所述位置计算所述支座的移动(S420)，
对于所述多个辐射接收部位中的每个，确定各个快门设置以定义图像采集区(S240)；
选择所确定的设置中使得所述图像采集区最大的设置(S260)；以及在移动到指定的新位置后(S250)，使用所述最大的设置作为用于所述多个辐射接收部位的共同设置来采集图像(S260)。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述显示步骤使用所述屏幕和可选的额外屏幕同时显示所采集的图像中的多幅图像，所述计算被配置为相互地考虑针对所述多幅图像识别的多个位置((S320，S420)。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述计算是关于移动的，如果对于所述移动后的支座，新的图像将从与采集的所述图像相关的所述对象采集，那么所述移动使对在所述屏幕上显示的所述新图像内的所述投影进行定中心(S420)。
低剂量的等中心
[0001] 本发明涉及在旋转X射线设备上对患者内的感兴趣体积进行等中心(isocentering)，尤其涉及以将给予患者的X射线剂量最小化的方式进行等中心。
[0002] 在以角间隔采集X射线数据的同时使波束旋转的旋转X射线成像提供了在血管造影应用中的准确诊断和标准。预备步骤是对感兴趣的解剖体或“感兴趣体积”(VOI)，例如心脏中的结构进行等中心。等中心使得患者下面的工作台移动以使VOI被定中心到C形或O形框架的等中心上。在诊断图像的后续采集期间，该框架假定了除周向旋转以外的特定位置固定。尽管该框架可以倾斜成向前或向后倾斜以采用所述固定位置，但是该位置通常是竖直的。可以用该框架的一种倾斜(tilt)设置来拍摄一些诊断图片，并且可用另一种倾斜设置来拍摄随后的图片。头尾的倾斜设置例如使波束相对于患者身体的长度而倾斜。在一个实施例中，附着于该框架的X射线源在所述框架内在相对侧面向拾取装置。在操作中，当X射线束穿过所述框架的内部时，所述波束通过所述等中心，并且当所述框架环绕其等中心周向旋转时，所述波束仍通过所述等中心。等中心因此对应于波束在其旋转时有角度情况下的中心的交叉点。在一个实施例中，C形框架以枢轴进入支承架并且可在其内周向移动。所述框架的旋转对应地旋转所附着的X射线源。该旋转接着旋转所述波束以在所述支架保持静止时提供来自周期间隔的视角的VOI的多个X射线采集图像。所述框架在预定角度范围内旋转。例如，在四秒的时间间隔上，可以在120度范围内以1度间隔拍摄120幅图像。
在该时间间隔内的旋转构成单个旋转运作。所述运作可在所述框架保持静止时以给定的倾斜或竖直定向重复，使得例如每个视角包括在心跳的不同相位处的多幅图像。各个视角的图像然后可被选择用于分析，这是因为不同视角提供了由于例如脉管重叠和因透视缩减而造成的不同信息。
[0003] 精确的等中心将在整个旋转期间完全覆盖VOI所需要的视场(FOV)最小化。等中心通常涉及以正交水平方向来摇摄(pan)工作台，并且在连续拍摄X射线图片的同时改变工作台的高度。图片典型地从两个正交视角拍摄。基于图像对VOI进行最佳定中心，从而为在角度范围内进行后续的旋转诊断X射线成像确定出工作台的对应的最佳位置。
[0004] 然而，在工作台的位置调节期间，患者和操作者不必暴露于X射线。
[0005] 同样，用于等中心的两个视角通常是AP(前后)位，即，X射线照相机直接向下面对患者的胸部；和侧位。在连续拍摄的图片中查找对VOI最佳定中心的一幅中，操作者通常通过估计相对于视角什么样的工作台运动将使VOI进入最佳视角来从图片对到图片对地进行导航。AP位和侧位的组合允许操作者或技师更轻松地预测工作台调节将对随后图像的影响。该组合因此便于到对应于VOI的等中心的最佳图片对的导航。
[0006] 结果，等中心实际上被限制于AP位和侧位。
[0007] 为了解决现有技术的上述缺点，下文描述的定中心装置调节待检查对象位于其上的支座，以便对所述对象包含的感兴趣体积(VOI)进行定中心。该装置被配置为从每个辐射接收部位采集在各个入射辐射束上携带的相关图像。采集的相关图像包括VOI的投影。该装置包括用于对采集的图像以及所包括的投影进行传送以在屏幕上显示的定中心控制器。该装置还为所述支座指定新的位置。无需进一步的图像采集，该装置对VOI的投影关于潜在图像进行定中心。这是通过与所指定的所述支座的新位置对应地交互地更新屏幕上的VOI显示来完成的。
[0008] 在另一方面，定中心装置确定如何调节待检查对象位于其上的支座，以便对所述对象包含的任何任意感兴趣体积(VOI)进行定中心。该装置从每个辐射接收部位采集在各个入射辐射束上携带的相关图像。所采集的相关图像包括VOI的投影。该装置包括对采集的图像以及所包括的投影进行传送以在屏幕上显示的定中心控制器。该装置还用于根据用户输入装置的输出识别所显示的投影的中心在屏幕上的位置，并且用于基于所识别出的位置计算所述支座的移动。
[0009] 在此公开的本发明的细节将借助于下面的附图进行描述，在附图中：
[0010] 图1是根据本发明的旋转X射线成像设备的示意图；
[0011] 图2是根据本发明的成像初始化过程的流程图；
[0012] 图3是根据本发明的工作台移动确定过程的第一实施例的流程图；以及[0013] 图4是根据本发明的工作台移动确定过程的第二实施例的流程图。
[0014] 图1通过说明性且非限制性示例的方式描绘了根据本发明的旋转X射线成像设备100。该设备100包括可在支架108内移动的C形臂104、支承患者的工作台112和定中心装置116。C形臂104、支架108和工作台112具有各自的驱动器(未示出)并且在电源数据总线120上连接到定中心装置116。
[0015] C形臂104沿着其内圆周具有X射线源124和作为X射线接收部位的X射线拾取装置128。在图1所示的源124和装置128的垂直定向中，X射线束129采集前后(AP)位130的图像数据。AP位是朝z轴131的方向。侧位正交于AP位130并且沿着x轴132。Y轴133是图1的法线。图1中示出了角度范围界限135、136，从而定义了例如波束129可借助于C形臂104的旋转而在其上旋转的120度的角度范围。或者，O形臂可被设计成在所述源和拾取装置沿着所述臂移动时，或在沿着所述臂定间隔的多对源/拾取装置被激活/无效时，在操作期间保持静止。
[0016] 定中心装置116包括控制和图像处理单元137、存储器138、监视器140以及用户输入装置144。控制和图像处理单元137并入了等中心控制器148，其可实现为软件、硬件、固件或者软件、硬件和固件的任何组合。存储器138除了非易失性部件以外，典型地包括用于在进行等中心的过程中计算预期的X射线视角和预期的工作台位置的易失性工作存储器。可使用只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器以及其他类型的存储器。定中心装置116可包括用于在等中心之后进行诊断图像采集的单独的处理器(未示出)，或者其功能可被集成到等中心控制器148中。
[0017] 监视器140的特征在于具有图像采集区156的屏幕152，所述图像采集区156的特征在于定中心方格160。例如，对应于躺在工作台112上的待检查患者168的轮廓，在屏幕上示出了人心脏164的轮廓。心脏164中的特定感兴趣体积(VOI)170在屏幕上非中心处被投影。尤其，在等中心之前，VOI 170的可识别中心171通常从定中心方格160的中心偏移开。屏幕152的底部提供了工作台移动方向分量滑动器172，其包括x分量滑动器174、y分量滑动器176和z分量滑动器178。滑动器172优选地借助于操作者能使用鼠标或其他输入装置144拖动的屏幕光标(未示出)来移位。或者，屏幕152可被实现为允许操作者借助于指尖使滑动器172移位的触摸屏。可代替地，在分量方向的工作台移动的规格可通过其他图形用户界面(GUI)模块或通过控制的手动致动来实现。优选地，在屏幕上进行指定或者其他操作并不能使工作台112自动移动。
[0018] 紧邻每个分量滑动器174、176、178定位有各自的位置读数窗口180、182、184。在图1中，通过另一示例，在图示箭头186、188的方向且由虚线指示的各自的偏移，示出了心脏164的更新轮廓190、VOI 170的更新投影192、和更新的图像采集区194。尽管为了简化示范，图1仅示出了单个图像采集区156，但是屏幕152优选地用于以各自不同的角度同时显示用于VOI 170的两个各自视角的两个图像采集区。或者，两个视角可选择性地交换，且一次一个地进入单个图像采集区156。
[0019] 图2示出了用于旋转X射线成像设备100的示范性成像初始化过程200。为了在C形臂104上对VOI 170进行等中心，只需要两幅图像。因而，在进行等中心过程中，最终给予患者168的X射线剂量远低于现有连续暴露技术的剂量。优选地，尽管所选的两个视角是AP位130和侧位，作为根据本发明的实施例的代替，也可以使用其他视角。
[0020] 患者168躺在工作台112上并接受引导以假定在其处波束129将至少部分覆盖，优选地完全包围VOI 170的位置。为了实现覆盖，可以通过手动控制和/或借助于用户输入装置144来致动用于C形臂104和/或工作台的驱动器。VOI 170已经由临床医生如通过引导患者进入工作台112上的特定位置和/或引导C形臂104进入位置来人工选择。
[0021] 然后激活波束129，以采集两幅X射线图片，从两个视角中的每个采集一幅，每幅都包含VOI 170(步骤S210)。感兴趣的解剖体例如可以包括封堵器球囊(occluder balloon)及其周围组织，所述球囊位于心脏的血管内以在膨胀时用于限制血液流动。因而，期望在封堵器球囊上对将要执行的诊断X射线扫描进行定中心。刚刚拍摄的两个视图中的每个通常示出了有些偏移的封堵器球囊。因而，等中心的一个目的在于操纵VOI 170使得以两个视角中每个得到的后续图片的特征在于具有位于中心的VOI。优选地，两个视角相互正交或几乎相互正交，以相对于沿将要执行的旋转运作的任何其他角度，在C形臂等中心上同样地对VOI进行定中心。一旦经过定中心之后，X射线扫描的视场(FOV)优选地例如通过收缩或扩张拟合到VOI的期望边界上。
[0022] 作为对两个单个X射线视角进行采集之后的预备步骤，两幅图像优选地同时显示在监视器140上(步骤S220)。操作者交互地确定支承患者的工作台112需要朝什么方向移动多大的相应距离以对VOI定中心(步骤S230)。优选地，该交互涉及图像采集区156的自动更新，其与对新位置处的患者168进行的图像采集所产生的显示对应。一旦作出确定，操作者然后提供用于两个视角定向中的每个的扫描FOV(步骤S240)。这可通过在更新的图像采集区194上标记用于定义VOI的期望边界的点并且因此对于两个视角中的每个通过用于X射线拾取装置128的快门设置来完成。在准备诊断图像采集过程中，工作台112被移动到新的位置(步骤S250)。工作台112能够自动移动到在步骤S230中确定的新工作台位置，或者操作者能够基于所显示的新的滑动器设置来致动手动控制。优选地，在滑动器设置之中最大的被选择作为在整个后续图像采集中的共同滑动器设置(步骤S260)。在采集X射线图片过程中的某点处，期望使C形臂104倾斜，或者在继续进行采集之前改变其倾斜。如果涉及VOI 170的改变，或者如果该倾斜改变了C形臂等中心，那么重复整个初始化过程
200。
[0023] 图3示出在第一实施例中根据本发明的对应于步骤S230的工作台移动确定过程300。以在屏幕上显示的VOI 170的两个视角156，操作者使工作台移动方向分量滑动器172移位(步骤S310)。还可能在屏幕上以单个视角156来移位滑动器172。对应地，且优选实际上同时同步地，用滑动器移位来更新VOI 170的屏幕投影，以反映出工作台112移动到新滑动器设置所指示的新位置可采集的图像(步骤S320)。因而，在AP位的情况下，例如，工作台112的垂直平移将投影192放大或缩小。水平平移相应地使由此表现为偏移的投影
192的显示平移。类似地，对于侧位，即，沿着x轴132，沿x轴的水平平移将投影192放大或缩小，并且沿y轴133或z轴131的平移使所述投影平移。以AP位和侧位之间某一精确视角，即以45度，沿着任何给定分量方向移动的AP和侧位对该分量的反应是完全相同的。
因而，例如以这种视点，垂直向上的平移将放大投影192，且使其沿着图1所示的侧面方向朝侧面平移。以其他视角，AP和侧位反应能够相应地被插值以更新投影192。或者，期望角度的视角能够从基于以各个角度的两个或两个以上采集执行的三维重建中导出。
[0024] 如上所述，通过使滑动器172移位以在定中心方格160上对更新的投影192进行定中心，操作者能交互地导出用于等中心所需要的分量方向设置。在任何给定时刻，提供了交互的更新投影192近似于，并且位置上对应于或匹配在潜在图像中VOI的投影，图像是在如果工作台112根据滑动器172的当前设置移动时所采集的。
[0025] 图4示出在第二实施例中根据本发明的对应于步骤S230的工作台移动确定过程400。操作者指示所显示的VOI 170的中心171在屏幕152上的位置。操作者执行对两个视角156中每个的VOI中心171的识别(步骤S410)。优选地，同时显示视角156。可以借助于诸如鼠标或光笔的用户输入装置144，或在触摸屏152上借助于操作者的指尖来作出所述识别。或者，屏幕上的光标能够被设计成根据操作者口头给出的命令来移动。识别出的各个视角156处的中心171优选地但实际上通常并不精确地重合在VOI 170内的单个交叉点处。作为另一备选，代替指示在屏幕上的中心171，操作者可在屏幕上追踪以定义操作者所指定的作为VOI 170的边界。等中心控制器148内的逻辑电路然后能根据任何已知且适当的方法，例如通过查找所述边界所内切的最小圆周来确定边界内的屏幕上投影的中心。
[0026] 接下来，等中心控制器148计算工作台112的移动。所述移动是在X射线束129内，对由操作者直接或间接识别的VOI中心171进行定中心的移动，所述X射线束129已经采集了操作者识别了中心的VOI图像。识别的中心171的屏幕坐标和定中心方格160的中心的屏幕坐标之间的差暗示了工作台112到新位置的对应移动，所述新位置可位于沿着采集图像的X射线束129的中心线的任何位置。因而，例如，对AP位156的更新通常仅涉及沿x-y平面平移，但除此之外还可能包括沿着z轴131平移。相同的原则对任何视角156有效。在单个视角156的情况下，新位置可对应于中心线上最接近当前位置的点。
[0027] 然而，考虑到对于其他视角156而言新的工作台位置线可说明对第一视角的中心线上不同点的选择。
[0028] 该不同点理想情况下被确定为两条中心线之间的交叉点，但是如上所述，所述两条线通常并不精确交叉。因此，优选地选择一条线上最接近另一条线的点。因此，对于一个视角156计算的新的工作台位置稍微不同于对于另一视角156的位置。将这两个新的位置进行平均化以产生在屏幕上使滑动器172更新到的位置。
[0029] 实际上，在执行所述计算过程中，控制器148优选地相互考虑了用于VOI 170的每个识别的中心(步骤S420)。
[0030] 除了更新所显示的滑动器设置172以外，优选地视角156被相应地更新以在更新的图像采集区194中产生心脏164的更新的轮廓190和VOI 170的更新的投影192(步骤S430)。两个视角的轮廓190和投影192优选地在屏幕上同时更新。
[0031] 如上所述，由于基于各个视角对分别计算的新的工作台位置进行平均化得到的在屏幕上对VOI中心171的识别仅仅近似于所述中心，因此更新的投影192可仍然在屏幕152上表现出稍微的偏离中心。如果因此需要进一步定中心(步骤S440)，那么操作者可再次识别用于一个或两个视图192的中心171(步骤S450)，以引发步骤S420中的重新计算。
[0032] 有利地，由于操作者仅仅交互地指出VOI中心171，且不需要估计用于对VOI进行等中心的移动分量的种类，因此两个视角并不限制于AP和侧位。
[0033] 在上述两个等中心实施例中任何一个中，由于给予患者的剂量局限于两幅X射线图片，因此将患者暴露于辐射的潜在伤害降到最低。此外，等中心是快速且精确的。
[0034] 虽然已经示出和描述出和指出如其优选实施例应用的本发明的基本新颖特性，但是应当理解的是，在不脱离本发明的精神的情况下，本领域的技术人员可以作出在所示装置的形式和细节中及在其操作中的各种省略和替代。例如，应当承认的是，与本发明的任何公开形式或实施例有关的所述和/或所示的结构和/或元件和/或方法步骤可并入到任何其他公开或描述或建议的形式或实施例中作为设计选择的通用技术。
