CN101190130B - 通过非晶硅x射线探测器进行电磁辐射探测的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的特定实施例提供一种探测成像系统(100)中的电磁场(160)的方法，所述方法包括：利用电磁发射器(150)发射电磁场(160)，利用成像系统探测器(120，200)探测电磁场(160)，以及至少部分地基于电磁场(160)从探测器(120，200)读取场图像。成像系统探测器(120，200)能够读取物体图像和场图像。探测器(120，200)可以是非晶硅平板x射线探测器。电磁发射器(150)可被用于手术导航。可以部分地基于场图像来确定手术设备、仪器和/或工具的位置。探测器(120，200)在电磁发射器(150)发射电磁场(160)时可以被协调以采集场图像。

Description

通过非晶硅X射线探测器进行电磁辐射探测的系统和方法

技术领域

本发明一般而言涉及非晶硅X射线探测器。特别地，本发明涉及通过用于X射线成像中金属探测的非晶硅X射线探测器进行电磁辐射探测。

背景技术

相关申请

[不适用]

联邦资助的研究或研发

[不适用]

缩微胶片/版权参考

[不适用]

发明背景

数字成像系统可用于捕获图像以帮助医生作出准确的诊断。数字射线照相成像系统典型地包括源和探测器。由源产生的能量例如X射线穿过将被成像的物体，并且由探测器所探测到。相关的图像处理系统从探测器得到图像数据，并且在显示器上准备对应的诊断图像。

探测器例如可以是非晶硅平板探测器。非晶硅是一种在结构上不是结晶体的硅。从连接到平板上的开关的非晶硅光电二极管来形成图像像素。闪烁器被放置在平板探测器前面。例如，闪烁器接收来自x射线源的x射线，并发射与所吸收的x射线量相关的强度的光。所述光激励非晶硅平板探测器中的光电二极管。读出电子设备通过数据线(列)和扫描线(行)从光电二极管得到像素数据。可以从该像素数据形成图像。图像可被实时显示。平板探测器可以提供比图像增强器和照相机组合更详细的图像。平板探测器可允许比图像增强器和照相机组合更快的图像采集，这取决于图像分辨率。

执业医生，例如医生、外科医生和其他医疗专业人员，经常在进行医疗过程时依赖技术，例如图像引导手术(“IGS”)或检查。IGS系统可以提供例如医疗仪器相对于病人或参考坐标系的定位和/或定向(P&O)信息。当相对于病人的解剖体或者相对于与病人有关的非可视信息，医疗仪器不在执业医生的视线内时，该执业医生可以参考IGS系统来确定该医疗仪器的P&O。IGS系统还可有助于术前计划。

IGS或手术导航系统允许执业医生可见病人解剖体和跟踪仪器的P&O。执业医生可以使用跟踪系统来确定何时将仪器定位在期望位置或定向在特定方向。执业医生可定位期望或受伤区域并对其操作，或者对期望或受伤区域提供治疗，同时避免了其他结构。增加在病人体内定位医疗仪器的精度可以通过促进对于更小的对病人具有更少影响的柔性仪器的改进控制，来提供更少侵入性的医疗过程。对于更小、更精密的仪器的改进的控制和精度还可降低与更多侵入性过程例如开放手术相关的风险。

在手术导航系统中使用的跟踪系统可以是例如光学、超声、惯性或电磁的。电磁跟踪系统可以采用线圈作为接收器和发射器。例如可以以工业标准线圈架构(“ISCA”)来配置电磁跟踪系统，尽管还可以使用用于电磁跟踪系统的其他配置。ISCA的特征在于三个同位正交准耦极子发射线圈和三个同位准耦极子接收线圈。其他系统可以使用三个大的、非耦极子、非同位的发射线圈与三个同位准耦极子接收线圈。另一跟踪系统架构使用散布在空间中的六个或更多个发射线圈的阵列和一个或多个准耦极子接收线圈。可选择地，单个准耦极子发射线圈可以与散布在空间中的六个或更多个接收器的阵列一起使用。

ISCA跟踪器架构使用三轴准耦极子线圈发射器和三轴准耦极子线圈接收器。每个三轴发射器或接收器被构造成使得三个线圈显示出相同的有效区，被定向为彼此正交并且以同一点为中心。在制造中测量发射器和接收器三线圈组(coil-trio)的确切尺寸、形状和彼此相对位置。如果所述线圈相比于发射器和接收器之间的距离足够小，则线圈可显示出耦极子特性。由三个发射器线圈产生的磁场可以被三个接收器线圈探测到。可以得到九个发射器-接收器互感测量。从这九个参数测量和在制造中确定的信息，可以相对于发射器三线圈组作出全部六个自由度的接收器三线圈组的位置和方向确定。

在医疗和手术成像例如外科手术时或围手术期成像中，由病人身体的区域形成图像。该图像用于帮助利用手术工具或仪器正在进行的过程，该手术工具或仪器被应用于病人并且相对于从图像形成的参考坐标系进行跟踪。图像引导手术属于在手术过程中的特殊应用，例如脑手术和对膝、手腕、肩或脊椎的关节内窥镜过程，以及某些类型的血管造影术、心脏过程、介入放射学和活组织检查，其中可以采用x射线图像来显示、修正在该过程中所涉及的工具或仪器的P&O或否则对其导航。

手术的若干方面涉及用于将细长探头或其他设备放置于组织或骨中的非常精确的计划和控制，所述组织或骨是内部的或难以直接看到。特别地，对于脑手术，使用限定进入点、探头角度和探头深度的立体定向框架(stereotacticframe)以进入脑中的部位(site)，一般与前面编译的三维诊断图像例如MRI、PET或CT扫描图像相结合，所述图像提供准确的组织图像。对于将椎弓根螺钉置入脊椎中，其中视觉和荧光镜成像不能捕获轴向视图以将插入路径的轮廓居中在骨中，导航系统也是有用的。

然而，能够扭曲在被成像物体中的电磁场的金属或其他材料可能在图像中产生伪影或失真。例如，在病人被x射线照射的区域中的金属，例如脊椎中的椎弓根螺钉，可以引起条纹伪影。这些失真或伪影通常可以降低图像对于执业医生的值。

在三维(3D)图像的情况中，这些失真或伪影可能具有甚至更显著的影响。3D体积成像将新的诊断和临床分析工具提供给医生。通过在沿围绕病人的弧线上的预定位置处采集一系列二维(2D)图像来产生3D图像。通过使用图像内容(例如黑白x射线图像)和位置信息(例如图像沿弧线被定位的地方)，使用复杂数学过程的软件应用从2D图像中提取体积元素或“体素”。然后体素可被组合成三维图像，并且可从任何角度被看到。例如来自被成像物体中金属的2D图像中的伪影或失真可以通过使用2D图像来放大，以产生3D图像。该放大部分地发生，因为在2D图像中由于伪影和失真而有较少数据可用于正确地组合3D图像的体素。金属伪影减少算法可用于降低由被成像物体中金属所引起的失真或伪影的影响。因此，非常期望确定金属何时存在于被成像物体中，以便可以利用例如金属伪影减少算法的技术。

图像中伪影或失真的另一潜在来源是电磁场。影响探测器的电磁场可能部分地源自电磁发射器，举例来说，例如手术导航系统中的电磁发射器。成像系统的探测器的一个或多个部件可能容易受到电磁场的影响。例如，光电二极管、读出电子设备和/或非晶硅平板x射线探测器内的布线可能受到电磁场的影响。这些部件可能例如起到天线的作用。所述电磁场可在从探测器中读取的图像中产生失真或伪影，部分地因为电磁场将寄生信号或噪声引入探测器的一个或多个部件中。这个噪声可以呈现为从探测器中读取的图像中的伪影或失真。因此，期望探测电磁场以便可以补偿由这种场导致的失真和伪影。

因此，需要补偿影响非晶硅x射线探测器的电磁场。此外，需要使用非晶硅x射线探测器来通过电磁辐射对x射线成像中的金属进行探测。

发明内容

本发明的特定实施例提供一种用于探测成像系统中电磁场的方法，所述方法包括：利用电磁发射器来发射电磁场，利用成像系统探测器来检测电磁场，以及至少部分地基于电磁场从探测器读取场图像。该成像系统探测器能够读取物体图像。该成像系统探测器能够读取场图像。在一个实施例中，探测器是平板探测器，例如非晶硅平板x射线探测器。在一个实施例中，物体图像是x射线图像。在一个实施例中，该电磁发射器被用于手术导航。在一个实施例中，所述方法包括至少部分地基于场图像来确定手术设备、仪器和/或工具中至少一个的位置。在特定实施例中，电磁发射器具有发射模式和非发射模式，其中电磁发射器当处于发射模式时发射电磁场，以及当处于非发射模式时不发射电磁场。在一个实施例中，当电磁发射器处于发射模式时协调读取场图像。在一个实施例中，所述方法包括从探测器中读取物体图像。在一个实施例中，当手术导航设备处于非发射模式时协调读取物体图像。在一个实施例中，至少部分地基于场图像和物体图像来调整手术导航系统的电磁模型。

本发明的特定实施例提供一种用于提高成像系统中图像质量的方法，所述方法包括：利用电磁发射器来发射电磁场，至少部分地基于电磁场从成像系统探测器中读取第一场图像，定位将由成像系统成像的物体，至少部分地基于电磁场从探测器中读取第二场图像，以及至少部分地基于第一场图像和第二场图像中的至少一个来探测金属的存在。在一个实施例中，探测器是平板探测器，例如非晶硅平板x射线探测器。在一个实施例中，图像是x射线图像。在一个实施例中，电磁发射器被用于手术导航系统。在特定实施例中，所述方法进一步包括：从探测器中读取物体图像，并且在探测到金属时利用金属伪影减少算法来处理物体图像。在一个实施例中，物体图像是x射线图像。

本发明的特定实施例提供一种用于提高成像系统中图像质量的装置，所述装置包括成像系统探测器和图像处理部件。所述探测器能够采集第一场图像、第二场图像和物体图像。所述图像处理部件与所述探测器进行通信。所述图像处理部件至少部分地基于第一和/或第二场图像来调整物体图像。在一个实施例中，探测器是平板探测器，例如非晶硅平板x射线探测器。在一个实施例中，物体图像是x射线图像。在一个实施例中，第一场图像和第二场图像中的至少一个至少部分地基于由探测器所检测到的电磁场。在一个实施例中，至少部分地由手术导航设备发射电磁场。在一个实施例中，第一场图像与第二场图像不同，这至少部分地基于在由成像系统所成像的物体中金属的存在。在特定实施例中，当通过探测器检测到金属时，图像处理部件利用金属伪影减少算法来处理物体图像。在一个实施例中，当没有放置任何将由成像系统成像的物体时采集第一场图像。在一个实施例中，当放置将由成像系统成像的物体时采集第二场图像。

附图说明

图1说明根据本发明实施例所使用的成像系统。

图2说明根据本发明实施例所使用的成像系统中的探测器。

图3说明根据本发明实施例用于探测成像系统中的电磁场的方法的流程图。

图4说明根据本发明实施例用于提高成像系统中的图像质量的方法的流程图。

图5说明根据本发明实施例所采集的物体图像。

图6说明根据本发明实施例所采集的场图像。

前述的概要以及本发明特定实施例的下列详细说明在结合附图阅读时将被更好地理解。为了说明本发明的目的，在附图中示出了特定实施例。然而应当理解，本发明不限于在附图中所示的布置和手段。

具体实施方式

图1说明根据本发明实施例所使用的成像系统100。为了说明的目的，成像系统100被描述为x射线系统。该成像系统100包括诸如x射线源110、x射线探测器129和图像处理部件130之类的子系统。而且，可存在将被成像的物体140。成像系统100还可包括电子发射器150。

探测器120例如可以是平板探测器，例如非晶硅平板x射线探测器。探测器120可包括和/或被连接到探测器元件的阵列和读出电子设备。读出电子设备可以是数据采集部件的一部分。读出电子设备与探测器元件进行通信。探测器120的部件可以通过例如导线和/或导体来连接。探测器120可以至少部分地基于例如包括探测器元件、读出电子设备、导线和/或导体的上述部件而对电磁信号敏感和/或受到其影响。也就是，探测器的特性可以产生非计划的电流回路。因此，电磁场可在这些回路中感生电压。结果，探测器120可以充当特定电磁场的天线。相比于例如图像增强管探测器，作为平板探测器的探测器120可以对电磁场更敏感。读出电子设备从探测器元件中读取数据。从探测器元件中读取的数据可以表示例如在一个或多个探测器元件处的x射线强度。所采集的该数据可以被表示为图像。例如，该数据可以被表示为2048×2048栅格的像素，每个像素具有16位值。从探测器120读取的数据可以至少部分地基于上述感应电压而改变从探测器120采集的数据和/或图像。

物体140可以是例如病人或校准工具。物体140可以包括例如能够扭曲电磁场的金属或其他材料。例如，物体140可以是在其脊椎中具有金属椎弓根螺钉的病人。作为另一例子，物体140可以是病人的臂，其具有利用金属板和螺钉修复的骨折。

电磁发射器150可以是例如手术导航系统或设备的一部分。手术导航系统可以使用例如电磁跟踪系统。电磁跟踪系统可以根据例如ISCA被配置。电磁手术导航系统或设备可以使用非ISCA导航系统。可以至少部分地使用电磁发射器150以确定例如手术设备、仪器或工具的位置。例如，电磁发射器150可以是用于跟踪探头位置的手术导航系统的一部分。电磁发射器150可以位于探头上，并且可以发射电磁场例如以帮助确定探头位置。作为另一例子，电磁发射器150可以发射受到探头上线圈的影响的电磁场，以确定探头位置。在一个实施例中，电磁发射器150具有发射模式和非发射模式。在发射模式中，电磁发射器150发射电磁场160，以及在非发射模式中，电磁发射器150不发射电磁场160。

还可以存在电磁接收器(未示出)。电磁接收器可以是手术导航系统或设备的一部分。可选择地，在特定实施例中，探测器120可以充当电磁接收器。电磁接收器可以例如从电磁发射器150接收电磁场160。电磁接收器可以被配置成例如确定探头的位置和/或方向。

探测器120可被定位以探测由源110发射的能量例如x射线115。例如x射线115的能量从源110穿过物体140到探测器120。在探测器120处探测到的能量表示物体140的结构。

图像处理部件130与探测器120进行通信。图像处理部件130能够处理从探测器120采集的图像。图像处理部件130可以例如对从探测器120采集的图像运行各种图像处理算法。这种算法可以包括金属伪影减少算法。金属伪影减少算法可以降低物体140中的金属在从探测器120采集的图像中的影响。

物体140可以被定位在成像系统100中以用于成像。物体140可以被定位在探测器120的前面。在一个示例性系统中，x射线源110被定位在物体140上面。探测器120被定位在物体140的下面。

在操作中，x射线源110发射x射线115。x射线115被传送穿过物体140。探测器120然后探测x射线115。所述系统100可以包括放置在物体140和探测器120之间的闪烁器(未示出)。闪烁器响应于从x射线源110传送穿过物体140的x射线而发光。所发射的光被传送至x射线探测器120。例如，由闪烁器发射的光激励或放电在探测器120中的光电二极管。

在探测器120探测到来自源110的能量之后，由探测器120的探测器元件收集的数据被读出以作为物体140的图像。在一个实施例中，该物体图像可以是x射线图像。

电磁发射器150可以发射电磁场160。电磁场160可以是入射电磁场或散射电磁场。散射电磁场可由在被成像系统100成像的物体140中金属的存在而产生。可以通过电磁接收器(未示出)来探测电磁场160。如下所述，电磁场160可以由探测器120所探测。

探测器120可以是对由电磁发射器150发射的电磁场160敏感的。也就是，即使例如在没有x射线的情况下，电磁场160也可以使数据由探测器120记录。这可以是由于探测器120的实施。例如，探测器120的一些部件可以对电磁场是无屏蔽的。因此，在存在电磁场160的情况下，探测器120可以被激励或去激励，从而导致示出数据的探测器的读出。此数据表示关于已由探测器120所探测到的电磁场160的信息。此电磁场数据可被读出以作为图像。例如，场图像的每个像素可以表示每个探测器元件或在探测器120的一部分上的电磁场160的强度(例如平均强度)。在特定实施例中，可以调整由电磁发射器150发射的电磁场160，以便于解释在场图像中包含的数据。在特定实施例中，电磁发射器150可被配置为与从探测器120读取场图像配合而发射。

图5说明根据本发明实施例所采集的物体图像500。更具体地，物体图像500说明当电磁发射器150未在发射电磁场160时采集的物体图像。图6说明根据本发明实施例所采集的场图像600。更具体地，场图像600说明当电磁发射器150正在发射电磁场160时采集的场图像。

场图像既可以在物体140被定位在成像系统100中时被读取，也可以在不存在物体140时被读取。物体140可包含例如金属。物体140中的金属可以影响电磁场160。相比于在成像系统100中不存在物体140时读取的场图像，金属的存在可以导致在物体140存在时不同的场图像被读取。因此，通过将在不存在物体140时获得的场图像与在存在物体140时采集的场图像相比，可以探测到物体140中的金属。此外，甚至在物体140中不存在金属的情况下，在物体140存在时采集的场图像可能不同于在物体140不存在时采集的场图像。

图像处理部件130可以能够对于从探测器120采集的图像运行各种图像处理算法。这种算法可包括金属伪影减少算法。金属伪影减少算法可以减少金属在从探测器120采集的图像中的影响。如果已知金属存在于物体140中，则可以使用金属伪影减少算法。可以部分地基于一个或多个场图像而探测到物体140中的金属。在一个实施例中，场图像可以指示物体图像中受物体140中金属影响的特定区域。在这种情况中，通过例如将金属伪影减少算法仅仅应用于可能受到金属影响的物体图像部分，可以调整物体图像。已经提出了几种方法来减少由于在x射线成像物体中存在金属而引起的伪影。作为例子，一个这种算法设定x射线图像或投影的阈值，以及在超过阈值时应用插值算法以有助于图像或投影的重建。

图2说明根据本发明实施例所使用的成像系统中的探测器200。探测器200可以类似于例如上述的探测器120。探测器200包括探测器元件210和读出电子设备220。此外，探测器200可包括图像处理部件230。可以以各种形式来单独或集成实施该探测器200的部件。可以以硬件、软件和/或固件来实施探测器200的部件。

探测器元件210与读出电子设备220进行通信。读出电子设备220与图像处理部件230进行通信。

图像处理部件230可以与探测器200物理和/或逻辑分离。图像处理部件230可以类似于例如上述的图像处理部件130。

在操作中，探测器元件210能够探测例如来自x射线源的x射线。源110产生例如x射线115的能量。在一个实施例中，x射线115穿过物体140。在特定实施例中，闪烁器(未示出)位于源110和探测器200之间。x射线115撞击闪烁器。闪烁器响应于所吸收的x射线而发光。由闪烁器发射的光激励探测器200的探测器元件210中的光电二极管。读出电子设备220将来自探测器200的数据传送给图像处理部件230。可选择地，图像处理部件230可以从读出电子设备220中采集数据。图像处理部件230可以显示图像。在一个实施例中，图像处理部件230可以在视频监视器上显示x射线图像。可选择地，图像处理部件230可以将x射线图像存储在存储器中。x射线图像可以在计算机上被检查、打印、电子邮件发送、传真或以其他方式传送。

在特定实施例中，探测器200的一个或多个部件可以受到诸如电磁场160之类的电磁场的影响。诸如探测器元件210、读出电子设备220和/或连接这些部件的导线之类的部件可以由电磁场激励或去激励。对存在电磁场的这种响应允许通过图像处理部件230采集场图像。这种场图像可包含关于电磁场160的数据。例如，场图像可以表示在探测器200的一个或多个探测器元件210处电磁场160的强度。

图3说明根据本发明实施例用于探测成像系统中的电磁场的方法300的流程图。该方法300包括下面将更详细地描述的以下步骤。首先，在步骤310发射电磁场。然后，在步骤320，探测器检测电磁场。接着，在步骤330读取场图像。参考上述系统100的元件来描述方法300，但是应当理解，其他实施也是可能的。

首先，在步骤310，电磁发射器150发射电磁场160。电磁发射器150可以是例如手术导航设备。电磁发射器150可以具有发射模式和非发射模式。在发射模式中，电磁发射器150发射电磁场160。在非发射模式中，电磁发射器150不发射电磁场160。

然后，在步骤320，探测器120检测电磁场160。探测器120可以是例如平板探测器，例如如上所述的非晶硅平板x射线探测器和相关读出电子设备。探测器120可以检测电磁场160，因为例如探测器120的一个或多个部件易受到电磁场160的影响。

接着，在步骤330，从探测器120读取场图像。场图像可以部分地基于由探测器120所检测到的电磁场。场图像可以表示例如在步骤310发射的、在探测器120的一个或多个探测器元件处的电磁场强度。在一个实施例中，当电磁发射器150处于发射模式时，协调读取场图像。可选择地，在一个实施例中，当电磁发射器150处于非发射模式时，协调读取场图像。在源110没有发射能量时，场图像可以被读取。例如，在源110没有发射x射线115时，可以读取场图像。在特定实施例中，在物体140被定位在成像系统100中时，可以读取场图像。在特定实施例中，在不存在物体140时，可以读取场图像。在特定实施例中，步骤320和330可以同时发生。也就是，当从探测器120读取场图像时，电磁场160可以由探测器120检测到。

在特定实施例中，确定手术设备、仪器和/或工具中至少一个的位置。至少部分地基于场图像可以确定所述位置。例如，场图像可以指示电磁场中的扭曲或干扰，该扭曲或干扰可被用于得到可以具有附于其上的线圈的手术仪器的位置。作为另一例子，来自场图像的数据可与来自另一源例如电磁接收器的其他数据相结合使用，例如以提高手术导航系统的精度。

在特定实施例中，可以使用物体图像来确定由能够扭曲电磁场的金属和/或其他材料制成的物体的位置。例如，至少部分地基于在物体图像中所指示的x射线的吸收，可以确定金属的存在。然后，可以使用在物体图像中金属的位置来相关和/或校正例如在场图像中探测到的电磁场的扭曲。在一个实施例中，至少部分地基于物体图像和/或场图像，可以调整由手术导航系统所使用的电磁环境的模型。例如，当探测到金属并且使用物体图像确定了例如其位置的特征时，可以使用物体图像来解释场图像，以确定金属在电磁环境上的影响和/或特征。然后可以更新由手术导航系统所使用的电磁模型，以补偿和/或说明在由手术导航系统所利用的电磁场中引起扭曲的物体的存在。

在特定实施例中，从探测器120读取物体图像。物体图像可以部分地基于例如由源110所发射的x射线115。当x射线能量115或电磁场160没有入射在成像系统100上并且从探测器120读取物体图像时，物体图像典型地被称为“暗”图像。在特定实施例中，物体140被定位在成像系统100中。一些x射线115可以穿过物体140并且由探测器120探测到。探测到的x射线可被用于形成物体图像。在一个实施例中，在探测器120处探测到的能量表示物体140的结构。在一个实施例中，当电磁发射器150处于发射模式时，协调读取物体图像。可选择地，在一个实施例中，当电磁发射器150处于非发射模式时，协调读取物体图像。

在特定实施例中调整物体图像。可以部分地基于场图像来调整物体图像。例如，如果场图像指示金属在物体140中存在，那么可以通过算法来调整物体图像以说明金属在将被成像物体140中的存在。所述算法可以是图像处理算法，例如金属伪影减小算法。此外，可以使用场图像来调整物体图像以说明由例如电磁场所导致的失真或伪影。作为另一例子，场图像可以提供可与物体图像融合以产生多模态图像(“图像融合”)的附加数据。作为另一例子，对一个或多个场图像可以应用“逆散射”，以单独基于场图像中的电磁场数据来重建将被成像的物体。

在一个实施例中，可以使用场图像来例如提高手术导航系统的精度。作为例子，场图像可以揭示电磁场中非预期的扭曲，这些扭曲会导致对手术导航接收器数据的错误解释。利用关于由场图像所提供的这些非预期扭曲的数据，可以对手术导航系统的接收器数据进行校正，从而例如提高精度。

如上所述，本发明的特定实施例可以省略这些步骤中的一个或多个和/或以与所列出的顺序不同的顺序来执行所述步骤。例如，一些步骤可以在本发明的特定实施例中不被执行。作为另一例子，可以以与上面列出的不同的时间顺序来执行特定步骤，包括同时地执行特定步骤。

图4说明根据本发明实施例用于提高成像系统中的图像质量的方法400的流程图。所述方法400包括下面将更详细描述的下列步骤。首先，在步骤410发射电磁场。然后，在步骤420读取第一场图像。接着，在步骤430定位物体。在步骤440读取第二场图像。然后，在步骤450探测金属。参考上述的系统100的元件来描述方法400，但是应当理解，其他实施也是可能的。

首先，在步骤410发射电磁场。电磁场160可以由例如电磁发射器150发射。电磁发射器150可以是例如手术导航设备。电磁发射器150可以具有发射模式和非发射模式。在发射模式中，电磁发射器150发射电磁场160。在非发射模式中，电磁发射器150不发射电磁场160。

然后，在步骤420读取第一场图像。第一场图像可以从探测器120中被读取。探测器120可以是例如非晶硅平板x射线探测器。第一场图像可以部分地基于由探测器120检测的电磁场。第一场图像可以表示例如在步骤410发射的、在探测器120的一个或多个探测器元件处电磁场的强度。

接着，在步骤430定位物体。物体140可被定位在探测器120的前面。作为例子，物体可被定位在源110和探测120之间。物体140可以是例如病人或校准工具。物体140可以包含金属。

在步骤440读取第二场图像。第二场图像可以从探测器120中被读取。探测器120可以是例如非晶硅平板x射线探测器。第二场图像可以部分地基于由探测器120检测的电磁场。第二场图像可以表示例如在步骤410发射的、在探测器120的一个或多个探测器元件处电磁场的强度。

然后，在步骤450探测金属。通过例如比较第一场图像和第二场图像，可以探测被成像的物体140中的金属。这可以通过例如取得第一场图像和第二场图像之间的差的技术来实现。作为另一例子，差分算法或其他方法可以被用于探测金属的存在。如这里所用的金属可以包括能够扭曲被成像物体中电磁场的其他材料，该扭曲的电磁场能够导致图像中的伪影或失真。

在一个实施例中，可以从探测器120中读取物体图像。物体图像可以部分地基于例如由源110所发射的x射线115。例如，物体图像可以是x射线图像。一些x射线115可以穿过物体140，并且被探测器120探测到。探测到的x射线可被用于形成物体图像。在一个实施例中，当电磁发射器150处于发射模式时，协调读取物体图像。可选择地，在一个实施例中，当电磁发射器150处于非发射模式时，协调读取物体图像。

在特定实施例中可以处理物体图像。物体图像可以部分地基于场图像而被调整。例如，如果第一和第二场图像之一或二者指示金属在物体140中存在，则可以通过算法来调整物体图像，以说明金属在被成像物体140中的存在。所述算法可以是图像处理算法，例如金属伪影减少算法。通过例如检查第一与第二场图像之间的差可探测到金属。此外，第一和/或第二场图像可被用于调整物体图像以说明由电磁场造成的失真或伪影。例如，通过图形处理部件130可以处理物体图像。作为另一例子，利用金属伪影减少算法可以处理物体图像。在一个实施例中，当在物体140中探测到金属时，对物体图像进行处理。

如上所述，本发明的特定实施例可以省略这些步骤中的一个或多个和/或以与所列出的顺序不同的顺序来执行所述步骤。例如，一些步骤可以在本发明的特定实施例中不被执行。作为另一个例子，可以以与上述列出的不同的时间顺序来执行特定步骤，包括同时地执行特定步骤。

因此，本发明的特定实施例提供一种探测电磁场以便可以补偿由这种场引起的失真和伪影的方法。本发明的特定实施例提供一种确定金属何时存在于被成像物体中以便可以应用诸如金属伪影减少算法之类的技术的方法。

尽管已经参考特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，可以作出各种改变并且可以替换多种等同物而不脱离本发明的范围。此外，可以作出许多修改以使特定的情形或材料适应于本发明的教导而不脱离其范围。因此，打算本发明不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施例。

附图标记列表

 

成像系统	100
		源	110
来自源的能量	115
		探测器	120
图像处理部件	130
		将被成像的物体	140
电磁发射器	150
		电磁场	160
探测器	200
		探测器元件	210
读出电子设备	220
		图像处理部件	230
流程图	图3
		流程图	图4
物体图像	500
		场图像	600

Claims (8)

1.一种用于探测成像系统(100)中的电磁场的方法，所述方法包括下列步骤：

从X射线源发射X射线并穿过物体；

在成像系统探测器处探测X射线；

基于通过成像系统探测器的X射线探测来读取物体的物体图像；

利用电磁发射器(150)来发射电磁场(160)；

利用成像系统探测器(120，200)来检测电磁场(160)，该成像系统探测器(120，200)能够从表示由成像系统探测器检测的电磁场的信息的电磁场数据读取场图像；

至少部分地基于电磁场(160)来从成像系统探测器(120，200)读取场图像；以及

利用场图像来识别物体图像中受物体中的金属影响的特定区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其中成像系统探测器是非晶硅平板X射线探测器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中电磁发射器(150)具有发射模式和非发射模式，电磁发射器(150)当处于发射模式时发射电磁场(160)，以及电磁发射器(150)当处于非发射模式时不发射电磁场(160)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中场图像的读取发生在电磁发射器(150)处于发射模式时。

5.根据权利要求3所述的方法，其中物体图像的读取发生在电磁发射器处于非发射模式时。

6.根据权利要求3所述的方法，进一步包括下列步骤：

至少部分地基于场图像和物体图像来调整手术导航系统的电磁模型。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：

至少部分地基于场图像来确定手术设备的位置。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：

至少部分地基于场图像来确定手术仪器和工具的至少其中之一的位置。

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