CN102316806A - 采用数字射线照相术的大长度成像 - Google Patents

采用数字射线照相术的大长度成像 Download PDF

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Abstract

一种使用数字射线照相装置进行大长度成像的方法。得到图像的设置指令和根据设置指令计算系列曝光的成像位置集。得到操作人员命令以启动成像序列。通过自动重复以下步骤对系列曝光的成像位置集中每个图像执行成像序列：对应成像位置集中的指定位置将放射源和检测器定位在某一位置；从该位置的检测器获得图像，并将图像作为局部图像存储；通过合成两个或多个局部图像生成大长度图像。

Description

采用数字射线照相术的大长度成像
技术领域
本发明总体涉及数字射线照相投影X射线硬件和软件系统的集成，具体涉及用于大长度身体部分成像的系统和方法。
背景技术
作为临床成像工具，数字射线照相(DR)系统因其特殊的价值而被用于医学与工业。如图1简化框图所示的现有技术系统，DR成像装置10中放射源12的辐射穿过对象14并照射到辐射检测器30，该检测器包括闪烁体屏幕16和图像传感阵列20，闪烁体屏幕16用于将来自电离辐射的能量转换至具有不同频率的光辐射(通常在可见光谱内)的。图像传感阵列20通常安装在闪烁体屏幕16的背面板，或者光学耦合到闪烁体屏幕16，从而由受到入射辐射激发的发射光形成数字图像。由此形成的数字图像可通过控制逻辑处理器18的图像处理装置处理和显示，通常由计算机工作站和显示器19提供。
与常规X射线照相装置不同，DR成像装置10不需要单独处理区域、光保护环境或者图像处理易耗品。DR成像技术的优势在于速度，因为图像在X射线曝光后差不多是立即被获得。因此，对于医学应用，医务人员在患者仍未离开成像设备时就可以得到诊断图像。
在常规X射线照相应用中，一直以来都需要足够大尺寸的投影X射线胶片介质来对更大的身体部分成像。大长宽比例的身体部分(例如脊柱或整条腿)是采用一种被称作大长度成像(LLI)的技术进行胶片成像的。对这些胶片的观察和测量在很多情况下是有用的，例如在诊断脊柱侧凸中，此时要测量Cobb角(Cobb Angle)，或者测量腿长、角度和变形。为达到大长度成像的要求，可使用现有胶片屏幕暗盒的尺寸，最大为35cm×130cm。
图2示出现有技术常规胶片成像实施例，其中X射线管101与胶片暗盒103在大长度成像检查中静止不动。来自X射线管101的光束可被准直到所期望的X射线覆盖曝光区域102。单次曝光就可以得到患者100的图像。
如图2所示，胶片针对大长度成像是有优势的，因为在需要时可提供大幅面的胶片。相反，由计算射线照相(CR)系统和数字射线照相(DR)系统提供的数字投影射线照相使用固定尺寸的图像检测器。这使得大长度成像对于CR与DR系统来说显得更有难度。例如，平板DR盘在尺寸较小(最大大约在43cm×43cm)时还是可用的。这种尺寸的检测器一次只能对身体的一部分成像，因此对于大长度身体部分(例如整个脊柱或者整条腿)的成像检查是不足的。
一些CR装置解决了大长度成像的问题。例如，伊士曼柯达(EastmanKodak)公司提供了缝合软件和针对LLI的暗盒定位系统，该系统交付的图像在尺寸上最大可达到17英寸宽×51英寸长(43cm×129cm)。这可利用单个CR暗盒或者多个CR暗盒获得。但是，CR暗盒需要扫描装置来读取曝光图像。所以，使用CR暗盒时虽然没有胶片处理这个步骤，但仍需要扫描步骤和擦除过程。处理和识别未处理(未扫描过)的暗盒数据在一些地方会造成工作流和数据收集的问题。美国专利NO.6744062(Brahm)、美国专利NO.6895106(Wang)和美国专利NO.6273606(Dewaele)中描述了一些CR大长度成像装置。
与基于胶片的CR暗盒系统相比，带有平板检测器的DR系统在工作流上具有优势。但是，DR面板的成本和技术的约束制约了检测器的尺寸并且复杂化了大长度成像的任务。
已经提出过一些与DR系统一起使用的大长度成像技术。通常，这些系统在不同位置获得一系列多个曝光/图像，这需要假定患者在检查过程中保持不动。然后将单独的图像缝合到一起以重建更大的合成图像。
图3示出一种典型技术，其采用了管和检测器平移，该技术例如在授予Wilson的题为“WHOLE-LEG X-RAY IMAGE PROCESSING ANDDISPLAY TECHNIQUES”(整条腿的X射线图像处理和显示技术)的美国专利NO.5123056和授予Yedid等人的题为“METHOD FORPROCESSING X-RAY IMAGES”(处理X射线图像的方法)的美国专利NO.4613983中有描述。采用这种技术，检测器或患者或其两者沿着一条路径平移，从而可以得到一序列的局部图像。通过组合单个局部图像可得到最终的大长度身体局部图像，其超过了检测器的图像获得区域。如图3所示，患者200在X射线管第一位置201和检测器第一位置203所限定的位置处曝光。技术人员调节X射线管的准直仪，这样一来，在保护患者的非成像区域免受不必要的辐射的同时，X曝光区域202可以覆盖检测器。然后，X射线管与检测器分别沿着管移动轴210和检测器移动轴211平行地平移至第二位置，即如X射线管第二位置206和检测器第二位置208所示的位置。在X射线曝光区域207覆盖检测器时，患者在X射线管和检测器第二位置进行第二次曝光。为使图像缝合更容易，在连续的检测器位置的覆盖区域之间可能会有重叠。该获得局部图像的过程一直持续到所检查身体在总长度上都成像为止。
虽然参考图3所描述的序列能从分立的较小图像形成较大图像，但有一些缺点。例如，为检测器和X射线管提供移动的装置可能具有复杂的机械结构。这种配置下，几何变形在一定程度上是内在的，这会使精确的图像缝合变难。随着身体部分厚度的增加，图像缝合问题的严重程度会增加。
图4A和4B示出基于X射线管角向旋转进行范围平移的另一方法，其在共同受让的题为“METHOD FOR ACQUIRING A RADIATIONIMAGE OF A LONG BODY PART USING DIRECT DIGITAL X-RAYDETECTORS”(Wang等人)的美国专利申请公告NO.2002/0159564中有描述。利用定位于第一位置307的检测器303，患者300在具有围绕点310的旋转轴的X射线管301的辐射302下曝光。X射线管301指向检测器303。在每次曝光之间，检测器303沿着检测器移动轴311平移，与此同时，在每次曝光之间，X射线管301绕点310旋转。例如，在检测器303定位于第二位置308时，X射线管(图4B所示的X射线管304)绕点310旋转，患者在X射线305下曝光。得到图像后，单个图像被缝合到一起，就像整个图像是用图2的胶片几何学方式单次X射线曝光得到的一样。
图5A和5B示出了采用安装在X射线管401附近的准直仪快门404进行范围平移的另一种方法，其在共同受让的题为“COLLIMATIONDEVICE AND METHOD FOR ACQUIRING A RADIATION IMAGEOF A LONG BODY PART USING DIRECT DIGITAL X-RAYDETECTORS，”(Wang等人)的美国专利申请NO.2002/0191750中有描述。为使患者400曝光和使用检测器403来获取图像，提供了焦点410。X射线管保持不动，准直仪快门404平移到适当位置以改变发射的X射线的方向。检测器403沿着轴411平移以接收X射线。瞄准仪快门404具有特殊尺寸的开口，并且靠X射线管401附近移动来对邻近检测器的患者进行选择性的曝光。例如，第一位置407接收第一X射线曝光402，然后第二位置408接收第二射线曝光405。
单个图像可以被“缝合到一起”(即合成)以形成大长度身体部分的全尺寸图像。例如，授予Warp等人的题为“IMAGE PASTING USINGGEOMETRY MEASUREMENT AND A FLATPANEL DETECTOR”(使用几何测量方法和平板检测器进行图像裱糊)的美国专利NO.6944265描述了用单个图像片段组合图像的过程。授予Halsmer等人的题为“METHODS AND APPARATUS FOR MULTIPLE IMAGEACQUISITION ON A DIGITAL DETECTOR”(在数字检测器上获取多个图像的方法和装置)的美国专利NO.6895076描述了用于大长度成像的系统，其包括操作人员对上下位置(开始和停止)的辨识、连续图像重叠的计算、控制X射线源操作的成像操作控制器以及用于改变X射线源和感兴趣对象相对位置的位置改变装置。
能够与常规的用于大长度成像胶片系统匹敌一直是对DR系统设计和操作的一种挑战。例如，用常规的DR系统获取大长度图像仍需操作人员深度介入。操作人员监视和控制每次运动或一组运动，这些运动调节着X射线源和检测器机械装置的位置。每一单独图像的曝光设置需要操作人员操心。即便图像可在一定程度下自动缝合，大长度成像仍然需要操作人员花费可观的时间和关注。因此需要一种系统，其能够无缝集成操作人员控制、用户界面、软件功能和硬件运动。这样的系统可以模仿屏幕胶片系统中的操作人员工作流。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种使用数字射线照相装置进行大长度成像的方法，包括：得到图像设置指令；根据设置指令计算曝光系列的一组成像位置；得到操作人员命令以启动曝光系列；通过自动重复以下步骤对曝光系列的成像位置组中的每个成员执行成像序列：
(i)将放射源和检测器定位在对应于成像位置组的指定成员的位置；
(ii)从所述位置的检测器获取图像，并将图像作为局部图像存储；以及
通过合成两个或多个局部图像生成大长度图像。
本发明可提供适用于DR成像装置的大长度成像的自动化方法。
本发明可减少对特大尺寸胶片的需要。本发明的方法简化了DR成像装置用户的大长度成像过程。
本领域的技术人员结合附图中展示和描述的本发明实施例阅读以下具体实施方式，本发明的这些或者其它目的、特征和优势将会更明白。
附图说明
尽管说明书以具体指出和清楚声明本发明主题的权利要求书作为结尾，但是根据以下说明结合相应的附图将更好地理解本发明。
图1为示出现有技术数字射线照相成像装置的关键部件的框图。
图2为示出采用传统胶片数字射线照相系统的大长度成像的框图。
图3为示出采用现有技术DR成像装置的大长度成像的框图。
图4A与4B为示出采用现有技术DR装置进行大长度成像的不同成像操作的框图。
图5A与5B为示出采用快门机构调整曝光范围的现有技术的框图。
图6为逻辑流程图，其示出本发明一实施例的自动成像操作。
图7为示意图，其示出在大范围内平移检测器和X射线光源的尺寸和计算法。
图8为示意图，其示出在大范围内平移另一组检测器和X射线源的尺寸和计算法。
图9为示意图，其示出检测器得到图像的关键尺寸。
图10为示意图，其示出一实施例中X射线成像的角度关系。
图11为示意图，其示出用准直仪快门来定义图像区域。
图12为示出图像缝合的关键参数的视图。
图13为逻辑流程图，其示出一实施例图像缝合的步骤。
图14为示出本发明一实施例用于自动成像的装置的框图。
具体实施方式
本发明提供了一种方法和装置，其采用DR成像装置自动进行大长度成像并在成像序列中最小化了操作人员的交互。本发明提供的大长度成像序列一旦被操作人员设置和启动就可执行，并且在大长度成像期间提供自动调节的曝光控制。可以理解，这里没有具体示出或者描述的单元可以有被本领域人员所熟知的多种形式。
图14所示的成像装置适用于实行本发明的方法。提供的准直仪62可通过与控制逻辑处理器54通讯的致动器改变开口尺寸。传感器64为控制逻辑处理器54指示准直仪62的位置。处理器54可与显示器56通讯。其它传感装置(图14中未示)提供关于X射线发射器70与检测器80之间距离的信息。传输装置72或更上位化地被称为范围平移装置的其它设备控制X射线发射器70的位置，与此同时传输装置82控制检测器80的位置。系统控制面板52上提供了开始按钮58和取消按钮。
图6中的逻辑流程图示出了采用本发明方法进行大长度成像的总体步骤。
在设置步骤500中，放射学方面的技术人员(例如，用户)根据检测要求将患者定位于适当的位置(例如，直立或者仰卧)。采用本发明实施例的系统控制，技术人员确定期望的曝光技术设置。例如，用户设计初始X射线管高度，和使用准直仪孔径的可见光覆盖期望的患者整个身体结构的区域。来自X射线准直仪的可见光(代表了正跟整个实际的X射线曝光覆盖区)辅助技术人员确定患者身上总的曝光区域。该过程与图2中屏幕胶片系统的使用有相似之处。本发明的系统也使用可见光标识的区域作为系统控制曝光的区域。注意，在设置步骤500中，准直仪尺寸超过了全尺寸曝光范围的大小。提供位置和部件距离反馈(包括准直仪尺寸的信息)到成像系统的控制逻辑。这使得可以计算曝光系列中所需的曝光量和实际曝光尺寸，如下步所描述。因此，系统操作的特殊模式(大长度成像)被用于设置步骤500。在该特殊模式中，为了提供大长度成像所需测量，有意让准直仪的开口大于检测器尺寸。
在X射线曝光技术设置步骤502中，技术人员确定并设置所有X射线的技术参数，这些参数为成像提供指令，包括但不限于kVp、mAs、自动曝光控制(AEC)用法、曝光补偿系数(ECF)、光束过滤和反散射栅设置。使用胶片屏幕射线照相对整个脊椎和整条腿作检查时，通常使用特殊构造的光束强度补偿过滤器来预削弱光束强度，这样在胶片上，使得在患者整个身体结构范围内的曝光更为均匀，以达到最佳的胶片亮度和对比度，并且该光束强度补偿过滤器还减弱了对患者身体结构较薄部分的不必要的X射线辐射。借助于本发明的系统，因为患者身体结构一次只有一部分成像，所以通常不采用补偿过滤器。更好地，本发明系统可以采用AEC来自动调节大长度成像过程中X射线输出。在本发明一优选实施例中，当获取曝光系列的每个图像时采用AEC。
在曝光启动/中断步骤504中，技术人员通过单个命令行(例如通过按下系统控制台的曝光按钮)启动整个曝光系列。本发明的系统自动实现曝光系列所需的步骤，包括但不限于对检测器、X射线管和用于系列的第一位置的准直仪进行定位，调节准直仪孔径，使X射线检测器至准备状态，开始X射线曝光和从检测器中读出图像。为获得所有图像，系统可对随后的成像位置重复该过程。当收到设置指令时，系统在移动控制步骤506确定移动控制。连续执行移动控制步骤506和X射线生成器、AEC检测器和图像读取控制步骤508。如图6所示，执行循环509，为了得到在图像存储、缝合和处理步骤510中进行缝合的n个图像组成的组，步骤506和508如此多的重复是需要的。
按照一个实施例中，可选择图像质量保证(QA)步骤512和图像输出步骤514作为大长度图像处理的一部分被执行。
本发明系统优选提供两种操作模式：全自动操作(例如，在自动模式中，按下一个按钮或其它命令行，启动全序列得到所有曝光系列中的所有曝光)和半自动操作(例如，系列中的每次曝光需要操作人员通过按下按钮或其它命令行作单独确认)。如果出于特殊原因，技术人员确定曝光系列应该提早停止(例如，由于患者情况或安全考虑)，操作人员可以再次按下曝光按钮或者输入合适的命令来中断和停止全自动操作模式下的过程。
为使图像缝合更加容易，在本发明一优选实施例中，使用编码器或其它合适类型的传感器以控制和检测系统中各种机械部件的位置和操作情况以及操作参数，包括但不限于检测器位置、管位置、管旋转角度、准直仪孔径尺寸和准直仪快门位置。
机械运动的确定
参考图6，当接收到设置指令后，系统在移动控制步骤506中确定移动控制。例如，系统为成像曝光系列自动计算一组成像位置，确定曝光系列所需的曝光量，确定系列中每个图像的检测器/管/准直仪的停止位置，确定检测器上有效曝光范围尺寸，以及确定每个成像位置的准直仪孔径尺寸。
该方法在图7的示意图中详细展开描述。
在图7的实施例中，成像检测器、X射线管和准直仪硬件形成范围平移装置。该系统适当地定位成像检测器、X射线管(作为放射源)和准直仪硬件。系统包括反馈机制，其使得系统可检测和记录各种装置的物理位置。例如，可以采用光学编码器作为一种反馈传感器类型。
如果总曝光长度600为L(在图6的步骤500中确定)，则每次曝光时的检测器上的有效曝光长度610为Ld，缝合所需的最小曝光重叠620为P。在图7所示例子中，可如下计算曝光量630：
N＝(int)((L-P)/(Ld-P)+1)
其中(int)算符取结果的整数部分。
在步骤500(图6所示)中，X射线学方面的技术人员通过指定至少两个变量来初始确立图像区域高度：
(i)地面至顶部的辐射范围640Htop
(ii)地面至底部的辐射范围650Hbot
为此通过调节准直仪来完成，使得可见准直光照射期望的整个成像范围。准直仪自身上的传感器可向系统逻辑报告准直仪开口的尺寸。该数据可与有关源至检测器距离的其它信息结合使用以确定图像区域的完整程度。
检测器和X射线管的中心的停止位置660通过以下计算确定：
Hn＝Hbot+Ld/2+n×(Ld-P)，当n＝1，2，...，N-1，
其中n指曝光序列中的第n个图像。
对于最后一次的曝光N，单独计算其位置。注意到曝光系列的最后一次曝光的曝光范围会小于Ld以避免指定范围外的患者身体结构受不必要的曝光。
对于最后一次的曝光，检测器和X射线管的中心的停止位置给出如下：
HN＝HN-1+(L-(N-2)Ld+(N-3)P)/2
对于前一次(第N-1次)曝光，检测器上的有效曝光范围尺寸670是一样的Ld，但对于最后一次的曝光可以更小：
En＝Ld当n＝1，2，...N-1
和
EN＝-((N-1)Ld-(N-2)P)
对于每次曝光，系统调节检测器/管的停止位置(假设移动距离不等)和X射线准直仪范围尺寸(假设范围尺寸不等)是有难度的。图8的示意图示出了本发明一系统实施例，在曝光系列期间，其为曝光采用相等的准直范围尺寸和相等的检测器和管的移动距离。
参考图7中例子的描述，计算下列量：所需曝光量700、辐射范围的顶部710和底部720、全身曝光长度730和缝合所需的最小曝光重叠740。曝光范围的尺寸相同并通过设定有效曝光范围尺寸750获得：
Ld’＝(L-P)/N+P
在本方法中，有效曝光范围尺寸En’(n＝1，2...N)对于所有的曝光都一样。
En’＝Ld’
管/检测器停止位置Hn770(n＝1，2...N)计算如下：
Hn＝Hbot+Ld’/2+n×(Ld’-P)
图9示出如何确定合适的孔径尺寸。
有效辐射范围800的尺寸En或En’通过更改设置在X射线管820附近的准直仪孔径810来操作。假定准直仪围绕中心X射线束具有对称的孔径(在常规准直仪设计中较为常见)，合适的准直仪孔径尺寸805可基于有效曝光范围和放大倍数来计算：
An＝En×SIC/SID
或
An’＝En’×SIC/SID
其中SIC830为X射线焦点840到准直仪快门850的距离，SID860为X射线焦点840到检测器成像平面870的距离。
对于参考图4A和4B所描述的用于范围平移的角度调节方法，需要指定管的旋转角度和准直仪孔径尺寸。图10示出该指定的变量。如上所述是停止位置数量N、检测器停止位置、检测器停止位置920Hn、检测器上有效曝光长度Ld、从检查室地面起算的顶部和底部辐射范围距离Htop和Hbot。设置X射线管900以让它的焦点910定位在标记为Htube的高度930，该高度从室内地面距离起算：
Htube＝(Htop+Hbot)/2
具有对称孔径的准直仪有以下函数，对于n＝1，2，...N，可从函数计算管旋转角度940的值θn和准直仪孔径尺寸对中心X射线束970的角向偏移量950的值δn：
(tan(θn+δn)+tan(θn-δn))×SID/2＝Hn-Htube
和
(tan(θn+δn)-tan(θn-δn))×SID＝En(或En’)
曝光范围顶部和底部925由图10所示计算。具体地，准直仪孔径960的尺寸为：
An＝2×SIC×tan(δn).
随着管旋转角度增加，将减少孔径尺寸来补偿逐渐增加的辐射范围尺寸的放大倍率。
图5A和5B所示的方法与图4A和4B所示的方法类似，其中，检测器停止位置和管焦点位置相同。如图11所示，X射线管1030没有移动，而是准直仪快门1040在管前面移动，以使得X射线有选择地在检测器的不同位置曝光。因此，准直仪快门位置和孔径尺寸得到指定。图11示出了相关的信息。假定准直仪快门移动轴1000与检测器移动轴1010平行，准直仪快门孔径1020尺寸通过下列算式给出：
An＝En×SIC/SID或An’＝En’×SIC/SID
快门相对于管焦点的停止位置为：
hn＝(Htop-Htube×SIC/SID).
正如前所述，图14示出的成像装置50可构造进行半自动与/或全自动操作。在X射线曝光技术设置步骤502(图6)中，技术人员输入必要的成像设置数据。然后，操作人员通过在控制面板52输入开始命令(例如使用开始按钮58)开始曝光启动/中断步骤504。启动后，成像过程的控制转移到控制逻辑处理器54(诸如专用的处理器或者特殊配置的工作站)。操作人员可以通过激活取消按钮60来停止该过程；否则，控制逻辑54所控制的移动控制步骤506和X射线生成器、AEC、检测器和图像读出控制步骤508(图6)会持续执行。如果需要获得所需的局部图像来缝合到一起形成最终的全长度图像，可以重复执行步骤506和508。
对于每个成像步骤，传输装置72或更一般地称为范围平移装置的其它设备收到控制以为该部分图像合适地定位X射线发射器70。在图14的实施例中，还控制传输装置82从而将检测器80定位到合适的位置来获得图像。因此如图6所示，可执行循环509，通过重复必要次数的步骤506和508来获得n图像组成的组用于在图像存储、缝合和处理步骤510中的缝合。然后，将所获得局部图像组中的n张图中的每一张缝合成最终的大长度图像。
另一实施例让操作人员经过多次按动开始按钮58或者其它命令行机制完成大长度成像序列。作为替代的令行机制可包括例如声音命令、按动按钮、触摸屏命令或机械开关驱动。采用替代的方法，在启动设置完成之后并且在每次获得一个局部图像的步骤之后，向操作人员提供提示符。在移动成像装置到下一位置的前后，操作人员通过按下开始按钮58来确认继续；这启动了下一位置的移动并且从该位置获取下一局部图像。采用该替代方法，操作人员对成像序列的操作控制稍有加强。
图像缝合
图12示出两张单独的子图像1100和缝合成的最终合成图像1110的实例。重叠区域1120以缝合线1130的方式在子图像1100中示出。
缝合方法的处理步骤在图13的逻辑流程图中大致示出。检测器的停止位置为已知参数，并在计算垂直位移步骤1200中用做两个相邻子图像1100之间的垂直位移。在确认重叠区域步骤1202中，基于垂直位移和传输方向上的检测器(X)的实际物理尺寸为每个子图像计算子图像间的重叠：
Rn＝X/2-(Hn+1-Hn)/2，其中n＝2，2，..N.
执行计算水平位移步骤1204。合并相邻两子图像之间的区域，从而将两子图像缝合到一起以创建更大的合成图像。重叠区域1120(图12)的图像像素可能不适合于缝合。例如，一些像素可能靠近准直范围或位于范围之外，一些可能含有重复的值。为自动移除不合适/不期望的像素并创建无缝的合成缝合图像，在本发明的一个优选实施例中，采用最大强度投影方法为缝合图像选择适当的图像像素值。如果两个重叠区域在X和Y方向充分准确地对齐(也就是，在两个重叠区域所记录的结构特性逐个像素地两两比较是相同的)，那么在图像缝合步骤1206中，最终的缝合图像采用较大值的一个(例如，对应于较高的曝光级别)。
实际上，检测器像素矩阵可能不会沿着检测器传输轴精确对齐。在这种情况下，两个相邻的子图像会出现略微的水平(例如与检测器传输轴垂直)位移。这种位移可在图像缝合之前纠正，这样一来，解剖体在缝合线1130上就不会有不连续(图12)。在一优选实施例中，水平偏移在计算水平位移步骤1204(图13)中通过寻找两重叠区域的最大相关函数来计算。例如在授予Wang等人的题为“METHOD FOR STITCHINGPARTIAL RADIATION IMAGES TO RECONSTRUCT A FULLIMAGE”的美国专利No.6895106中所描述的，该专利通过引用方式纳入本文。
如果子图像多于两张，那么可以采用相同的步骤将由第一和第二子图像得到的合成图像缝合到第三子图像。对每一新增的子图像重复该过程直到缝合最后的子图像，并且在最后图像检查步骤1208(图13)中创建最终完整合成图像。
要注意到，当执行一系列X射线曝光时，缝合可在获取前两张子图像后即开始进行。例如，缝合可与X射线曝光并行发生，这样一来，最后一张子图像获取之后就可马上得到最终缝合的图像。
缝合成的全图可在对比度增强步骤1210(图13)的图像处理中作对比度增强处理，以显示在PACS工作站或者印片机上。对比度增强也可在缝合之前对子图像单个进行。在这种情况下，单个的子图像可被最优化处理，但是在缝合的图像中可能会有一些可见的缝合线。
再次参考图6，需要指出的是，可选的图像质量保证(QA)步骤512和图像输出步骤514可作为大长度图像处理的一部分执行。
期望的做法是最小化对X射线辐射最敏感的内部器官的曝光。例如，对于全身成像，最小化对心脏、生殖系统或其他器官的曝光水平是有利的。在一实施例中，成像装置的自动曝光控制(AEC)功能用于此目的。
本发明的方法和装置采用数字射线照相系统提供全自动操作。它提供了与参考图2所述的全长度胶片成像相似的优点。也就是说，采用本发明的操作人员/技术人员可以容易地提供单个命令来获得全尺寸数字X射线曝光。该系统适当地自动定位X射线源和检测器来获得曝光系列中的每张图像而不需要操作人员的额外命令行。
已经具体参照其中一些优选实施例对本发明作了详细讨论，但是应该理解的是：本领域中的普通技术人员在不脱离本发明的范围的情况下，在上述并且将在所附权利要求书指明的发明范围内作各种变形和修改。例如，参考图14，用于移动X射线发射器70至位置的传输装置72可以是任意类型的为X射线管提供平移和角向移动的设备。用于执行本发明程序的控制逻辑处理部分可以多种不同方式实施，包括采用多个处理器的分布式控制。
因此本发明提供了采用数字射线照相成像装置的大长度成像装置和方法。
部件清单
10   成像装置
12   射线源
14   对象
16   闪烁体屏幕
18   控制逻辑处理器
20   图像传感阵列
30   检测器
50   成像装置
52   控制面板
54   控制逻辑处理器
56   显示器
58   开始按钮
60   取消按钮
62   准直仪
64   传感器
66   致动器
70   X射线发射器
72   传输装置
80   检测器
82   传输装置
100  患者
101  X射线管
102  曝光区域
103  胶片暗盒
200  患者
201  X射线管第一位置
202  曝光区域
203  检测器第一位置
206  X射线管位置
207  曝光区域
208  检测器第二位置
210  移动轴
211  检测器移动轴
300  患者
301  X射线管
302  X射线
303  检测器
304  X射线管第二方向
305  X射线第二覆盖区
307，308  位置
310  点
311  检测器转换轴
400  患者
401  X射线管
402，405  X射线曝光
403  检测器
404  快门
407，408  位置
410  焦点
411  轴
500  设置步骤
502  X射线曝光技术设置步骤
504  曝光开始/中断步骤
506  移动控制步骤
508  X射线生成器、AEC、检测器和图像读取控制步骤
509  循环
510  图像存储、缝合和处理步骤
512  图像质量评价步骤
514  图像输出步骤
600  曝光长度
610  有效曝光长度
620  曝光重叠
630  曝光量
640  地面至顶部辐射范围
650  地面至底部辐射范围
660  停止位置
670  有效曝光范围尺寸
700  曝光量
710  顶部
720  底部
730  总体曝光长度
740  缝合所需曝光重叠
750  有效曝光范围
760  有效辐射范围
770  停止位置
800  有效辐射范围
805  准直仪孔径尺寸
810  准直仪孔径
820  X射线管
830  SIC
840  焦点
850  准直仪快门
860  SID
870  检测器成像平面
900  X射线管
910  焦点
920  检测器停止位置
925  曝光范围顶部与底部
930  高度
940  角度
950  偏移量
960  准直仪孔径
970  中心X射线束
1000 准直仪快门移动轴
1010 检测器移动轴
1020 准直仪快门孔径
1030 X射线管
1040 准直仪快门
1050 焦点
1060 检测器停止位置
1070 曝光范围顶部与底部
1080 管的焦点距地面的高度
1090 快门停止位置
1100 单个图像
1110 缝合图像
1120 重叠区域
1130 缝合线
1200 计算垂直位移步骤
1202 识别重叠区域步骤
1204 计算水平位移步骤
1206 图像缝合步骤
1208 最后图像检查步骤
1210 增强对比度图像处理步骤

Claims (20)

1.一种使用数字射线照相装置进行大长度距离成像的方法，包括：
得到图像设置指令；
根据设置指令确定曝光系列的一组成像位置；
检测操作人员命令；以及
响应操作人员命令，通过自动重复以下步骤，自动获取曝光系列的成像位置组中每个位置上的图像：
(i)将放射源和检测器定位在对应于成像位置组中的指定位置的位置；
(ii)从该位置的检测器获取图像；以及
(iii)将图像作为局部图像存储；以及
通过合成两个或多个局部图像生成大长度距离图像。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，检测操作人员命令包括接收键盘命令。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，检测操作人员命令包括接收声音命令。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，检测操作人员命令包括接收触摸屏命令。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，检测操作人员命令包括接收采用开关输入的命令。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，得到设置指令包括获得关于准直仪设置的数据。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于，定位放射源包括在两个位置之间平移X射线管。
8.如权利要求1所述方法，其特征在于，定位放射源包括调节X射线源的角度取向。
9.如权利要求1所述方法，其特征在于，进一步包括在显示器上显示大长度图像。
10.如权利要求1所述方法，其特征在于，确定成像位置组包括确定至少一个曝光重叠尺寸。
11.如权利要求1所述方法，其特征在于，获取图像包括采用自动曝光控制来最小化对患者的曝光水平。
12.如权利要求1所述方法，其特征在于，定位放射源包括调节准直仪孔径孔径尺寸。
13.如权利要求1所述方法，其特征在于，定位放射源包括调节准直仪快门位置。
14.如权利要求1所述方法，其特征在于，进一步包括在从检测器获取图像之前得到操作人员确认。
15.如权利要求1所述方法，其特征在于，检测操作人员命令包括得到单个命令，该单个命令用于得到患者多个图像的完整组。
16.一种使用数字射线照相装置进行大长度成像的方法，包括：
得到图像设置指令；
根据设置指令确定曝光系列的一组成像位置；
检测操作人员命令；以及
响应操作人员命令，通过自动重复以下步骤自动获取曝光系列的成像位置组中每个位置上的图像：
(i)将放射源和检测器定位在对应于成像位置组中的指定位置的位置；
(ii)得到操作人员确认；
(iii)得到操作人员确认之后，在该位置从检测器获取图像；以及
(iv)将图像作为局部图像存储；以及
通过合成两个或多个局部图像生成大长度图像。
17.一种用于大长度成像的装置，包括：
放射源，具有提供可调节图像范围的准直仪；
范围变换装置，用于改变图像范围的位置；
辐射检测器；
与范围变换装置通讯的控制逻辑处理器，用于向范围变换装置提供移动命令以从辐射检测器得到一系列的局部图像；
通过合成局部图像系列来生成大长度图像的装置；以及
控制面板，包括(a)用于启动自动成像操作的开始控制和(b)用于终止成像操作的取消控制。
18.如权利要求17所述装置，其特征在于，进一步包括显示大长度图像的显示器。
19.如权利要求17所述装置，其特征在于，进一步包括至少一个耦合到准直仪的用于放射源的反馈传感器。
20.如权利要求19所述装置，其特征在于，进一步包括用于改变准直仪位置的致动器致动器。
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