CN103269643A - 用于优化患者模型构建的选择图像获取技术 - Google Patents

Abstract

公开了一种允许基于获取的图像数据来生成对象的模型或者重建对象的模型的系统和方法。可以在基本上可移动的系统中获取图像数据，该基本上可移动的系统能够相对于对象移动，从而允许从相对于对象的多个取向来获取图像。多个取向可以包括第一取向和最终取向以及预定路径，图像数据采集器或者检测器可以沿着该预定路径移动以获取适当的图像数据组，从而允许构建模型。

Description

用于优化患者模型构建的选择图像获取技术

技术领域

本公开内容涉及对对象成像，具体地，涉及确定并执行成像装置相对于对象的最优移动并且构建对象的模型。

背景技术

本小节提供与本公开内容相关的背景信息，所述背景信息不一定是现有技术。

对象（例如人类患者）可以选择或者需要经受外科手术来纠正或者增加（augment）患者的身体构造（anatomy）。增加身体构造可以包括各种手术，例如移动或者增加骨骼、插入植入式装置、或者其他适当的手术。外科医生可以使用患者的图像来对对象进行手术，患者的图像可以使用成像系统来获取，所述成像系统例如为磁共振成像（MRI）系统、计算机断层扫描（CT）系统、荧光镜检查（例如，C型臂成像系统）、或者其他适当的成像系统。

患者的图像可以辅助外科医生进行手术，包括规划手术和实施手术。外科医生可以选择患者的二维图像或者三维图像表示。图像可以辅助外科医生通过下述方式以微创技术来实施手术：当实施手术时，允许外科医生在不去除覆盖组织（包括皮肤和肌肉组织）的情况下查看患者的身体构造。

发明内容

本小节提供了本公开内容的概要总结，而并不是本公开内容的全面范围或所有特征的详尽的公开内容。

根据各个实施方式，公开了一种使用成像系统获取对象的图像数据的方法，包括相对于关注区域来定位成像系统，关注区域可以包括人类对象的至少一部分。成像系统可包括检测器来检测来自源的发射能量，例如X射线。源和检测器通常可以彼此相对或者彼此相反地设置在台架中。转子可以被定位在该台架中，其使得源和检测器在该台架内移动。使检测器移动通常包括以相对于检测器固定的位置来使源移动以保持相反的定位。

该方法还可以包括：基于台架和该台架内的检测器的已知的可能的移动，相对于人类对象以预定的第一取向定位台架，以获取人类对象的选择的图像数据组；以及将台架和检测器中的至少之一相对于人类对象移动到预定的最终取向，同时获取人类对象的图像数据，从而获取人类对象的选择的图像数据组。可以基于图像数据来构建关于其已经获得图像数据的人类对象的部分的三维模型，并且可以显示该三维模型。使用成像系统获得的人类对象的图像数据可以包括该对象的二维投影。这些投影是通过检测来自源的X射线而获取的。该三维模型可以是从所获取的图像数据导出和/或生成的三维体模型。二维投影也可以由作为三维对象或三维模型的线积分的模型来生成。

根据这里提供的描述，更多方面的适用性将变得明显。该发明内容中的描述和具体示例仅意在用于示例的目的，而并非意在限制本公开内容的范围。

附图说明

这里描述的附图仅是为了对选择的实施方式而不是对所有可能的实现方式进行说明的目的，并且并非意在限制本公开内容的范围。

图1是手术室中的成像系统的环境视图；

图2是用于获取对象的图像数据以呈现（render）对象的模型的过程的流程图；

图3是示出了图2中的流程图的扩展部分的流程图；

图4A至图4E示出了成像系统的可能的移动；以及

图5是示出了图2中的流程图的扩展部分的流程图。

贯穿附图中的几个视图，相应的附图标记表示相应的部分。

具体实施方式

现在将参照附图更加全面地描述示例性实施方式。

参照图1，在手术室或者手术间10中，使用者（例如外科医生12）可以对患者14实施手术。在实施手术时，使用者12可以使用成像系统16来获取患者14的图像数据，用于实施手术。所获取的患者14的图像数据可以包括使用X射线成像系统获取的二维（2D）投影，包括这里所公开的二维投影。然而，要理解的是，也如这里所公开的那样，也可以生成体模型（volumetric model）的二维正向投影。

可以使用所获取的图像数据生成模型。也如这里进一步讨论的那样，该模型可以是使用包括代数迭代技术的各种技术、基于所获取的图像数据而生成的三维（3D）体模型。所显示的图像数据18可以被显示在显示装置20上。所显示的图像数据18可以是二维图像、三维图像或者时变的四维图像。所显示的图像数据18还可以包括所获取的图像数据、所生成的图像数据、所获取的图像数据和所生成的图像数据二者、或者这两类图像数据的合并。

要理解的是，例如使用X射线成像系统，所获取的患者14的图像数据可以作为二维投影被获取。然后，该二维投影可以用于重建患者14的三维体图像数据。此外，可以根据该三维体图像数据生成理论二维投影或者正向二维投影。因此，要理解的是，图像数据可以是二维投影或三维体模型中的任一个或二者。

显示装置20可以是处理器系统22的一部分，处理器系统22包括输入装置24（例如键盘）、以及能够与处理系统22结合的一个或更多个处理器26（该一个或更多个处理器可以包括多处理核的处理器、微处理器等）。可以在处理器26与显示装置20之间设置连接28用于数据通信，从而允许驱动显示装置20来示出图像数据18。

成像系统16可以包括在美国科罗拉多州的路易斯维尔具有营业所的Medtronic Navigation公司出售的

成像系统。在2009年5月13日提交的美国专利申请第12/465,206号中也描述了包括

成像系统的成像系统16或者在选择的手术期间使用的其他适当成像系统，上述申请通过引用合并到本文中。

成像系统16包括：移动推车30，移动推车30包括控制面板或系统32；以及成像台架34，源单元36和检测器38被定位在成像台架34中。如这里进一步讨论的那样，移动推车30可以从一个手术室或者手术间移动到另一个手术室或者手术间，并且台架34可以相对于推车30移动。这允许成像系统16移动，从而允许成像系统16在不需要专用于固定成像系统的资本支出或空间的情况下用于多个位置和多个手术。

源单元36可以发射待由检测器38检测的穿过患者14的x射线。如本领域的技术人员所理解的那样，由源36发射的x射线可以以圆锥形被发射并且由检测器38检测。源单元36/检测器单元38大体上在台架34内是直径相对的。检测器38大体上可以在台架34内沿着箭头39的方向以360°运动旋转地绕着患者14移动，其中源36大体上保持与检测器38距离180°并且与检测器38相对。而且，台架34大体上可以沿着箭头40的方向相对于对象14等距地摆动或摇动（在下文中也称为等距摆动），对象14可以置于患者支架或者患者台15上。台架34还可以如箭头42所示相对于患者14倾斜、可以沿着线44相对于患者14和推车30纵向移动、可以大体上沿着线46相对于推车30上下移动并且相对于患者14横向地移动、以及大体上沿着箭头48的方向相对于患者14垂直地移动，从而允许相对于患者14定位源36/检测器38。

成像装置16可以被精确地控制，以相对于患者14来移动源36/检测器38，从而生成患者14的精确的图像数据。成像装置16可以经由连接50连接至处理器26，连接50可以包括从成像系统16到处理器26的有线连接或者无线连接或者物理介质传输。因此，由成像系统16采集的图像数据可以被传输到处理系统22，用于导航、显示、重建等。

简而言之，根据各个实施方式，成像系统16可以与非导航手术或导航手术一起使用。在导航手术中，包括光定位器60和电磁定位器62中的任一个或二者的定位器可以用于生成场，或者接收或发送相对于患者14的导航域内的信号。相对于患者14的导航空间或者导航域可以被配准（register）至图像数据18，从而允许配准在导航域内定义的导航空间以及通过图像数据18定义的图像空间。患者追踪器或者动态参考系64可以连接至患者14，以允许动态配准和维持患者14到图像数据18的配准。

然后，可以相对于患者14来追踪器械66以允许进行导航手术。器械66可以包括光追踪装置68和/或电磁追踪装置70，以允许使用光定位器60或电磁定位器62中的任一个或二者来追踪器械66。如同光定位器60和/或电磁定位器62那样，器械66可以包括与导航接口装置74之间的通信线72。分别使用通信线74和78，于是探针接口74可以使用通信线80与处理器26通信。要理解的是，通信线28、50、76、78或80中的任何一个可以是有线通信、无线通信、物理介质传输或移动通信、或任何其他适当的通信。无论如何，适当的通信系统可以设置有相应定位器，以允许相对于患者14追踪器械66，从而允许示出相对于图像数据18的所追踪的器械66的位置，用于实施手术。

要理解的是，器械66可以是介入器械和/或植入物。植入物可以包括心室或血管支架、脊柱植入物、神经支架等。器械66可以是介入器械，例如脑深部或神经刺激器、切除装置、或者其他适当的器械。对器械66进行追踪允许使用配准的图像数据18来查看器械66相对于患者14的位置，而不是直接查看患者14内的器械66。

另外，成像系统16可以包括追踪装置，例如光追踪装置82或者电磁追踪装置84，以追踪相应的光定位器60或者电磁定位器62。追踪装置可以与源36、检测器38、台架34或者成像系统16的其他适当部分直接关联，以确定检测器相对于选择的参考系的位置或方位。如图所示，追踪装置可以被置于台架36的壳体的外部。因此，如器械66那样，可以相对于患者14追踪成像装置16，从而允许患者14相对于图像数据18的初始配准、自动配准或者连续配准。在以上合并的美国专利申请12/465,206中讨论了配准和导航手术。

参照图2，流程图100示出了使用成像系统16获取图像数据、使用获取的图像数据和选择的重建来实施手术、以及对选择的手术的成功进行验证/确认/确定的示例性过程。流程图100可以在开始块102开始并且进行到块104中的选择待成像的对象的身体构造的区域。选择对象的适当区域可以包括选择用于成像的患者14的区域。例如，如果要将脊柱植入物放置在腰椎区域中，则可以进行选择待成像的患者的腰椎区域。相似地，如果要实施脑手术或者神经手术，则可以对患者14的脑部或者头部进行成像。以相似的方式，可以使对象14的身体构造的骨盆、腿或者任何其他适当部位成像。

当选择了区域时，在块106中可以输入该区域。在输入该区域之后，在块108中，可以自动地确定和/或再调用成像系统16的最优移动。成像系统16的移动可以包括：源36和检测器38绕着患者14的纵轴14L大致360°的移动以及台架34相对于患者14的移动，包括等距摆动角移动40、倾斜移动42、纵向移动44、以及台架34相对于患者14的其他移动。检测器38的单独移动或者与台架34的移动一起的移动可以使检测器38和源36相对于患者14移动，从而在相对于对象14的多个选择的位置和取向处获取图像数据。

在块112中，可以基于最优移动来获取足够的图像数据，以生成初始三维模型。如以下所描述的，可以使用在成像系统沿着最优路径移动期间所获取的图像数据来生成该模型。最优路径可以是允许以最小辐射使用量或曝露进行适当的图像数据采集的路径。可以优化图像数据采集，从而以最小但适当重叠的数据采集来获取图像数据。而且，该优化可以允许在图像数据采集期间进行顺次/阶梯图像采集或者连续图像采集的采集。无论如何，成像系统自动地执行最优路径以在该路径中采集适当量的图像数据。

而且，最优路径与手动路径的不同之处可以在于：只在检测器相对于患者14的预定位置处获取图像数据。这将会允许通过采集最少但是适当的量的患者的图像数据来仅使用最小的辐射剂量获取图像数据。路径可以被设计成在从开始位置或者初始位置到最终位置的路径期间在选择的时间处，并且相对于患者14以非圆形运动而移动来完成图像数据采集。

在块108中自动确定最优移动之后，在块110中，可以根据最优移动来移动成像系统16。当移动源36/检测器38时可以获取患者14的图像数据，可以通过将该图像数据例如传输到处理器26或者存储在任何适当的存储介质中，来用于分析和重建。然后，在块112中可以进行对对象的初始三维模型的自动重建。可以以任何适当的方式进行三维模型的重建，例如使用用于优化的代数技术。

如本领域的技术人员通常理解的那样，适当的代数技术包括期望最大化（EM）、有序子集EM（OS-EM）、同时代数重建技术（SART）和全变分最小化。基于二维投影进行三维体重建的应用允许有效和完整的体重建。通常，代数技术可以包括迭代处理，以对患者14进行重建，用于作为图像数据18来显示。例如，纯粹图像数据投影或者理论图像数据投影（诸如基于或者生成自“理论”患者的图册或者程式化模型的图像数据投影）可以被迭代地改变，直到理论投影图像与所获取的患者14的二维投影图像数据匹配。然后，程式化模型可以被适当地改变成选择的患者14的获取的二维投影图像数据的三维体重建模型，并且可以被用于外科介入手术，例如导航、诊断或者规划。理论模型可以与理论图像数据关联以构建理论模型。以此方式，可以基于使用成像装置16获取的患者14的图像数据，来构建模型或者图像数据18。

由于以最优移动来对绕着患者14移动的源36/检测器38进行定位，所以可以通过源36/检测器38绕着患者14的基本环形或者360°方向移动来获取二维投影图像数据。而且，由于台架34的移动，检测器不需要以纯圆形移动，而是能够以螺旋线移动，或者以关于或相对于患者14的其他旋转移动而移动。而且，基于成像系统16（包括台架34和检测器38一起）的移动，该路径可以是基本非对称的和/或非线性的。换言之，该路径不需要是连续的，因为检测器38和台架34在跟随最优路径中可以停止、从其刚来的方向移动回去（例如振荡）等。因此，检测器38不需要绕着患者14行进完整的360°，因为台架34可以倾斜或者移动，并且检测器38可以停止并且沿着其已经通过的方向移动回去。

然后，在块114中可以在显示装置20上显示重建的模型。如上所述，成像系统16可以基本上在手术室10中用于生成图像数据或者允许重建与在块104中所选择的区域相关的患者14或患者14的一部分的模型。因此，可以紧接在手术过程之前或者在在手术过程期间使用成像装置16。而且，可以使用具有轮子或以其他方式可以移动的推车30，将成像装置16从一个手术室移动到另一个手术室。这可以降低对专用于成像的或者具有固定成像系统的手术间的要求。

因为可以在手术之前或者手术过程中使用成像系统16，所以在块116中可以使用判定块来确定是否待实施手术。如果没有手术待实施，则可以遵循“否”路径来结束块120。要理解的是，所显示的重建的模型可以由使用者12或者任何适当的人或技术人员来查看，用于分析患者14。重建的模型可以根据适当的选择用于分析、诊断或规划。如果待进行手术，则可以遵循“是”路径122来到第二判定块140，以确定该手术是否待导航。

如果该手术待导航，则可以遵循“是”路径142，以在块144中将重建模型配准到与对象关联的适当参考系（例如动态参考系64）。可以以任何适当的方式来进行配准，例如识别患者14上的界标或者基准（fiducial）以及图像数据18中的相关标记。通过将患者14定位在相对于成像装置16的已知位置处，配准实际上可以是自动的且固有的，或者可以是手动的。当完成了配准时，可以通过与患者14连接的动态参考系64来维持该配准，并且通过使用选择的定位器60和62的适当的追踪系统来追踪该配准。当被配准后，在块146中，可以可导航地来进行手术。

如果选择不进行导航手术，则可以遵循“否”路径148，以在块150中进行没有导航的选择手术。如果不需要导航，则不需要使用定位器60和62来追踪器械，并且可以使用重建图像模型来确定具体手术，或者在选择适当的植入物等时用于分析。

当已经实施了手术时，在块160中可以选择以获得确认图像。确认图像根据预定的规划等可以用于确认手术是否令人满意地完成。确认图像在量上可以等于、少于或者多于在块110中所获取的图像数据。在块160中选择以获得确认图像之后，在块162中可以获得鉴别图像。可以在相对于患者14的离散位置处选择患者14的有限图像数量的鉴别图像。

在块162中获取或者获得鉴别图像之后，在块164中，可以自动地确定用于获取比较图像的成像器的最优路径。在此将更详细地描述块162中的获得鉴别图像的过程和块164中的自动确定用于比较图像的最优比较成像器路径的过程。确定最优比较路径可以包括避免冲突区域。这可以包括使用者输入或者系统可以再调用放置器械的位置并且避免在最优路径中与这些位置冲突。可能引起冲突的项目不一定是外科器械，而可以是手术室中的其他项目。无论如何，当确定用于获取比较图像的最优比较路径时，在块166中可以沿着最优比较路径来移动成像器，并且在块168中，在最优比较路径中移动期间可以获取比较图像数据。

在块170中，使用比较图像数据与初始重建模型进行比较，可以进行自动重建术后三维重建模型，术后三维重建模型在此也被称为比较模型。术后模型或者比较模型基于在部分手术或者全部手术已经实施后所获取的患者14的诸如二维投影的图像数据。如在此进一步描述的，仅基于将比较图像数据与初始三维模型进行比较，就可以使用可以用于生成新的或者初始术前三维体重建模型的相似代数迭代技术来重建比较模型。然后，在块172中，可以将比较模型显示在包括显示装置20的适当的显示装置上，然后在块120中可以结束该过程。

因此，要理解的是，流程100可以用于不同的或者多个过程，包括自动确定用于初始患者图像获取的最优路径和能够在块120中结束的模型重建。但是，也可以确定实施手术并且允许使用来自块112的初始重建模型来给手术导航。该手术可以被导航或者不被导航，并且在手术之后，可以使用通过成像装置16所获取的比较图像数据对患者14进行成像以查看实施的手术的结果，来进行确认或验证。然后，在实施了手术并且进行了比较或者利用图像数据生成比较模型之后，该方法可以在块120中结束。

流程图100示出了可以始于获取患者的图像、重建患者的模型、实施手术并且通过附加成像确认或者验证手术的过程或者方法。如上所述，在块108中自动确定成像器的最优移动可以包括各种步骤或者过程。如图3在方法的流程图200中所示，在流程图200中示出了块108中的用于确定成像器的最优移动的过程。流程图200可以被理解成流程图100中的块108和块110的扩展。因此，包括输入选择区域的块106可以开始方法200。然后，方法200可以通过进行到块112中以重建对象14的初始三维模型而结束。因此，流程图200可以被理解成扩展的并且详细示出的流程图100的一部分。

当在块106中选择了区域时，流程图200可以开始于块202，基于输入区域来从存储器装置调用最优路径。调用最优路径可以包括访问存储器系统，该存储器系统可以包含在推车30中，与处理器26关联、或者在任何其他适当的位置处。最优路径202可以基于对象（例如人类患者）的通用或者标准身体构造的预先获取或者预先确定的知识、成像系统16的几何结构、成像系统16的可能的移动、以及其他准则，以便根据块106中的输入区域来获得对象14的选择图像数据或者最优图像数据。例如，最优路径可以包括检测器38相对于患者38的适当的开始位置或者初始位置、检测器38和台架34相对于患者14的移动、以及检测器38相对于患者14的最终位置。该路径可以实现适当的图像数据采集，以允许在块112中进行对患者14的选择区域的初始三维重建。

最优路径可以基于对患者14或者当前患者14之前的患者的图像数据获取的测试和分析。该分析可以基于从不同患者和多个患者获取的测试图像数据。然后，可以对图像数据应用统计和其他分析来确定用于相对于患者来定位检测器38的最优位置，以对选择的区域进行成像。然后可以在成像装置的移动范围内确定检测器38的移动路径，以在确定的位置处获取最优图像数据。通常，最优路径将会允许获取适当量的图像数据，从而允许以对来自源36的辐射的最小曝露来进行患者14的真实的或者适当的三维重建。无论用于确定最优路径的方法如何，在块202中能够调用最优路径以确定或者输入成像系统16相对于患者14的移动。

最优路径可以用于获取足够的图像数据以在块112中形成或者重建患者14的初始三维图像模型，不过是以受限的患者对辐射的曝露或者图像获取时间。最优路径既包括移动路径也包括要获取的图像数据位置的定时和数量。因此，可以指示检测器38在选择的路径中相对于患者14移动，并且停下以获取图像数据或以选择的速率采集图像数据。

因此，最优路径将仅仅以允许重建模型的基本必要的图像位置的重叠来获取适当量的图像数据。这可以限制辐射曝露，并且消除或以控制器或以身体力量对成像系统进行手动移动以获取图像数据。获取用于重建的图像时的最优路径可以用于确保以不同透视的最小的欠采样或者不必要的过采样来获取患者14的足够的图像数据透视，用于重建。而且，成像系统结合最优路径的移动可以确保检测器38能够到达所有的最优成像位置。

在块204中，患者14可以位于相对于成像系统的选择位置处，该位置可以基于块202的所调用的最优路径。相对于成像系统16来定位患者14可以包括将患者定位在手术床或者支架15上，并且还可以包括使用安全带或构件208将患者固定在患者支架15上。另外，相对于选择的成像系统16来定位患者14可以包括将患者14定位在相对于台架34的选择位置处，以使得块106的输入的选择区域被定位在相对于推车30的选择位置处或者成像系统的其他基准位置处。台架34能够由于台架34到推车30的机械连接而相对于推车30移动，并且最优路径可以参考推车30的基准点。因此，可以相对于推车30的基准位置来定位患者或者其他对象，以使得可以相对于该基准位置来实现最优路径。例如，如果要对腰部区域进行成像，则患者可以被定位成使得L1脊椎与推车30的基准点对准并且距离基准点大约15cm。要理解的是，基于不同患者的身体构造的细微差别和对患者14的定位可以使用选择的量的内插来进行重建。

另外，检测器38被放置在台架34内的轨道或者追踪系统上，并且能够绕着相对于环形台架34所定义的中心旋转，因此，检测器38也相对于推车30移动。因此，患者14被移动到相对于成像系统16（包括推车30）的位置，这允许检测器38被定位到相对于患者14的选择位置处，以允许根据块202中调用的最优路径来获取图像数据。再者，可以相对于基准点——相对于该基准点选择了最优路径——来移动患者14，并且当在块204中患者14被定位在选择位置中时，可以指示检测器38遵循最优路径。

当在块204中患者14被定位在相对于成像系统的选择位置中时，在块206中，台架34可以被移动到起始位置，并且在块208中，检测器38可以被移动到起始位置。要理解的是，成像系统16可以具有可以包括标准起始位置或者设定起始位置的停放或者固定的取向，该标准起始位置或者设定起始位置不需要台架34或者检测器38针对每个最优路径移动到具体起始位置，而是标准成像系统起始位置。无论如何，最优路径可以包括选择的最优起始位置，可以通过在块206中将台架34移动到起始位置以及在块208中将检测器38移动到起始位置来实现选择的最优起始位置。

另外，要理解的是，对检测器38进行移动还包括对源36进行移动，源36跨越患者14和台架34与检测器38基本上直径相对。如上所述，并且如本领域的技术人员所理解的那样，源36可以是x射线源。检测器38通常被定位成与在待成像的对象（例如患者14）的对置侧上的源36直接相对。因此，通常这里所论述的检测器38的移动包括源36的固有移动，从而确保一束x射线以适当的方式穿过患者14，以被检测器38检测到。

分别在块206和208中将台架34和检测器38移动到起始位置之后，块210可以包括检测从源36发射的x射线。如本领域的技术人员所理解的那样，当开始了检测时，也就开始图像数据获取。因此，如果检测器38被定位成与源36相对，其中患者14在x射线束中，则检测器检测到患者14的图像数据。在块210中开始发射并检测x射线之后，判定块212允许确定下一个移动是什么。如果块202中的优化路径只需要或者只确定单个图像位置，则可以遵循“无”判定路径214。如果遵循“无”判定路径214，则处理器可以退出流程图200并且行进到流程图100的重建块112。

然而，通常可以选择移动台架34和/或检测器38，以完成检测器38相对于患者14的多个取向，从而允许更完全地或者更好地重建患者14的模型。具体地，当重建三维模型时，可以选择获取检测器38相对于患者14的多个取向或者位置，从而允许进行三维重建。具体地，可以选择将检测器38绕着患者14移动至少360°，从而允许以绕着患者14的完整的360°圆形因而以绕着块106中输入的区域360°来检测x射线并且因此检测到图像数据。尽管如此，检测器38的移动不一定是圆形，而可以是螺旋形等，如下面讨论的。

然而，检测器38的移动通常可以是阶梯式的或者顺次的或者连续的，并且图像数据获取也可以遵循该处理。换言之，当检测器在最优路径中移动时，可以允许检测器38连续地或者基本连续地（例如，大约10毫秒的检测器刷新速率）采集患者14的图像数据。可替选地，或者除了连续采集之外，检测器38可以从一个最优位置移动到另一个最优位置，并且只在选择的位置处采集有限的图像数据来形成更阶梯式的图像数据获取。

因此，下一个移动是什么的判决块212通常可以通向五个移动选择中的至少一个。要理解的是，成像系统16可以以任何适当的方式移动，并且这里所论述的移动方式是成像系统的示例性移动。无论如何，第一类型的移动可以包括在块216中的检测器38绕着患者的旋转移动。如图4A示例性示出的，检测器38的旋转可以包括检测器38通常沿着箭头39的方向在绕着成像系统16的台架34的环形或者圆形路径中的移动。当检测器在环形路径39中移动时，通过检测器38相对于患者14的移动可以使用x射线对在成像系统16中定位的患者14进行成像。机动化部分可以以如在块202中的优化路径所选择的精确步阶或者基本连续的移动，来沿着台架34的轨道移动检测器38。

如图4A所示，选择的移动可以包括在块218中沿着箭头48的方向相对于患者14和推车30垂直地移动台架34。台架34的垂直移动允许以用于手术或者其他器械的足够的空隙，相对于推车30来将患者14定位在患者支架15上。然后，如这里所述，台架34可以移动到选择的位置以在选择的路径中移动检测器38。

如图4B所示，在块220中，台架34还可以通常沿着箭头42的方向相对于患者14或者推车30倾斜。台架34的倾斜允许将由向量XV1所示的x射线束从由向量XV1所示的第一位置倾斜到由向量XV1’所示的第二位置或者取向和在倾斜的台架34a中的检测器38a的第二取向。因此，台架34可以相对于患者14倾斜以提供检测器38相对于患者14的选择取向。要理解的是，台架34可以在检测器的路径中或者在检测器38相对于患者14的移动的期间或者选择的时间处倾斜。因此，检测器可以如图4A所示从起始位置移动到相对于患者14旋转大约90°的位置，然后台架34可以相对于患者14倾斜，并且检测器38还可以返回同一90°，沿着与之前的移动相同的方向移动额外的弧度，或者返回之前所经过的弧度的一部分。还要理解的是，检测器38可以在台架34中旋转完整的360°，然后台架34可以倾斜并且检测器38可以在台架中以相反方向朝向台架中的其初始起始位置、但沿着由相对于患者14倾斜的台架34现在定义的不同路径移动或者返回。

如图4C所示，在块230中，台架34还可以纵向平移。还如图1所示，该平移通常可以沿着箭头44的方向，其通常可以沿着患者的纵轴14L。此外，台架34的移动可以用于将检测器38从第一位置或者选择的位置移动到如虚线38b所示的第二选择位置。因此，台架34可以从第一选择位置34移动到第二选择位置34b，并且因此x射线束的方向或者取向可以从由向量XV2所示的第一位置移动到由向量XV2’所示的第二位置。

如图4D所示，在块240中台架34还可以等距摆动。还如图1所示，台架34的等距摆动通常可以沿着箭头40的方向。等距摆动台架34使台架34沿着围绕与台架34相切的线的弧度的一部分移动。等距摆动台架34可以使检测器38从如图4D的38所示的第一位置移动到如图4D的虚线38c所示的第二位置。台架34的等距摆动可以允许如图4B所示的在块220中仅仅通过倾斜台架34不能够发生的、检测器38相对于患者14的不同取向。因此，台架34还可以如图4D所示相对于患者14等距摆动，来相对于患者14移动检测器38并且相应移动x射线向量。

最后，如图4E所示，在块250中，台架可以上下平移。相对于推车30或者患者14上下移动台架34可以将检测器38从如图4E中的38所示的第一位置移动到如图4E中的虚线38’所示的第二位置。因此，随着台架被移动到第二位置34d’，x射线向量可以从第一位置XV4移动到第二位置XV4。虽然图4E所示的移动示出了x射线向量XV通常仍然是基本垂直于患者14的纵轴，但是要理解的是，成像系统16的移动可以组合。

因此，如沿着箭头46的方向移动所示出或者所定义的上下移动台架34可以与块240中的等距摆动和块220中的倾斜组合，从而相对于患者14移动x射线向量或者束向量，这是通过仅对台架34倾斜或者等距倾斜而不能够发生的。台架34和检测器38的协调移动可以引起相对于患者14的纵向枢转和其他协调移动。该协调移动允许台架34和检测器38在相对于患者14的移动期间，基本同时地或者实际上同时地移动以实现在多个轴上的移动。

当确定了下一个移动时，可以以块216、块218、块220、块230、块240或者块250中的一个块来完成移动。当确定了适当的移动或者在相应移动块中的一个移动块中进行了适当的移动之后，在块260中可以使用另一个判定块来确定是否需要另一个移动。如果不需要另外的移动，则可以遵循“否”路径262到重建块112并且遵循上述的流程图100。

要理解的是，某些最优路径可以只需要从原始位置或者起始位置的单个移动来实现选择的数据组获取。另外，要理解的是，对检测器216进行平移可以包括连续平移或者可以包括特定量的平移。因此，如果在块212中所选择的移动是对检测器38进行平移，则可以对患者14进行单一的360度扫掠或者扫描，并且该移动可以是获得图像数据或者在块112中重建所需要的唯一的移动。

然而，可能需要另外的移动，例如不同移动的组合，因此可以遵循“是”路径264返回到初始判定块212来确定下一个移动是什么。下一个移动可以被包括在块202中所调用的最优路径中，并且可以包括另外的移动，例如选择的倾斜或者平移，或者可以包括在将检测器38平移了选择的量之后移动台架34。例如，如上所述，检测器38可以平移特定的弧长，例如大约90°，然后在块220中台架34可以倾斜了选择的量，例如距上次位置大约5°，由此允许检测器38以相对于患者14的不同取向被平移。因此，在块260中确定是否需要另一个移动可以用于以相当复杂的取向和移动来相对于患者14移动检测器38，从而根据块202中的最优路径来获取最优图像数据组。

成像系统可以以选择的量相对于患者14移动，选择的量可以用于识别或者确定在块202中可以调用的最优路径。成像系统16的移动可以包括检测器38相对于患者14的基本上360°旋转或者平移。而且，台架34的倾斜移动可以是与患者的纵轴14L垂直的线的任一方向的大约30度（°）至大约60°，包括大约40°至大约50°，并且还包括大约45°。台架34还可以具有大约10厘米（cm）至大约30cm的总纵向平移移动，包括大约15cm至大约20cm，并且包括大约17.8cm。台架34可以具有与患者14的纵轴14L基本垂直的线的任一方向的大约5°至大约20°的等距倾斜，并且还有大约10°至大约15°的等距倾斜，并且还具有大约12°的等距倾斜。最后，台架34可以具有大约20cm至大约70cm、大约40cm至大约50cm、以及另外大约45.7cm的总上下移动。

这些可能的移动中的任何移动可以被组合，从而将检测器38移动至最优路径所需要的相对于患者14的任何选择位置处。然而，在块202中调用的最优路径可以基于在块106中输入的区域，并且可以针对选择的对象类型（例如人类患者）被基本标准化。因此，可以针对人类患者基于对在检测器的各个位置处所获取的图像数据进行分析来标准化最优路径。例如，为了允许重建脊椎，最优路径可以包括获得第一平面中的两个正交图像，倾斜台架34在不同位置处采集两个另外的正交图像，然后等距倾斜台架34并且重复。成像系统16的移动可以被用于确保相对于患者14的适当的透视，并且最优路径可以被用于确保针对每个患者获取了最优数量的图像数据位置。

为了获取图像数据而访问最优路径时，最优路径可以用于将用于图像数据采集的辐射和功率使用限制到最小量或者最优量。另外，成像系统16的技术人员或者使用者不需要猜测或者确定针对每个新患者的用于图像数据获取的位置。这可以减少手术时间和培训。换言之，完全手动的系统会要求使用者确保针对每个图像对患者14相对于检测器38的定位是正确的，并且会通过过多获取图像数据而过度补偿对成像系统16的知识的限制，并且因此可能使用更多而不必要的功率和辐射。而且，最优路径可以确保以最小数量的图像数据获取位置和辐射使用来获取用于模型重建的足够的图像数据。因此，可以避免过采样或者欠采样。

在手术期间可以相当快地存储和访问最优路径，从而允许基本上紧接在针对具体类型的对象（例如人类患者14）实施手术之前来获取图像数据组。要理解的是，基本上紧接在实施手术之前可以包括手术室12已经准备好手术并且患者14也准备好手术并且做手术的外科医生在手术室12中或者正准备进入手术室12之后的时间。因此，获取患者14的图像数据基本上紧接在实施手术之前并且通常是在同一房间或者手术室中。

如上简要论述的那样，图2所示的流程图100示出了用于自动获取图像数据、形成患者的初始重建或者模型、实施手术、以及进行确认过程或者验证过程的方法。在图5的流程图300中更加详细地示出了在流程图100中的上述确认过程或者验证过程。要理解的是，流程图300中所示的过程可以包括在上述流程图100中。为了理解确认过程或者验证过程，这里根据各种实施方式来更详细地描述。

实施了选择的手术之后，在块160中可以进行选择以获得用于比较重建的确认图像或者验证图像。当已经进行了该选择以获得验证图像或者重建验证模型或比较模型时，在块302中可以进行输入手术类型或者手术位置。在块302中对手术类型或者手术位置的输入可以是实施手术之后由使用者12手动输入，或者可以是从在块104中初始选择的区域调用或者再调用，或者可以通过在块146中实施导航手术来确定。要理解的是，导航手术可以包括与植入物类型、患者14的身体构造的区域有关的输入，或者可以包括可用于确定针对块302中的输入的手术类型或者手术位置的其他信息。因此，块302中的手术类型或者手术位置的输入可以由使用者12或者任何其他适当个体在选择的时间处手动输入，或者可以基于之前的输入来自动确定或者再调用。

使用或者不使用块302中的手术输入或者位置输入，在块304中都可以确定对象14的变化或者增加的可能位置。在块304中对经受变化或者增加的可能位置的确定可以基于根据块146或者块150中实施的手术患者14的已知移动，或者可以由使用者12或其他适当的个体手动地输入。例如，如果手术是要植入脊柱植入物，则可以知道影响的是哪块脊椎，以及为了比较重建应该对哪块脊椎成像。可以由处理器26或者执行指令的其他适当的处理器基于输入的手术或者基于使用者12或者其他适当个体的手动输入来自动地做出该确定。

而且，如果手术是导航手术，则处理器可以包括与患者14的下述部分相关的输入，对患者14的该部分实施手术和/或初始模型的该部分的面积或者体积会由于相对于配准的图像数据追踪器械而改变。患者14可以被配准到在显示器20上显示的图像数据18。图像数据18可以包括初始三维重建模型。因此，可以对患者14配准初始三维模型并且相对于患者14和图像数据18追踪器械66的位置。这进而允许处理器系统26确定器械66的位置、患者14的可能变化等。这可以被用作块304中的输入以辅助在块312中确定最优比较路径。而且，也可以输入或者知道植入物或者器械的几何结构、身体构造效果等，从而辅助确定患者14的变化的可能区域。

另外，确定对对象变化或者增加的可能位置既可以包括受手术影响的身体构造的直接部分，例如要附加或者放置植入物的脊椎，也可以包括因手术而受影响的其他身体构造。例如，如果脊柱植入物要相对于另一个脊椎复位一个脊椎，则其他软组织或者被直接植入或者与植入物连接的脊椎之外的其他脊椎可能因患者14的身体构造的移动而受到影响。因此，确定对象变化或者增加的位置既可以包括手术的直接区域，也可以包括周围区域，或者可以包括基于使用者12、到系统的预先输入和其他存储数据的确定的对象身体构造的其他区域。

当已经确定了对象变化或者增加时，在块306中，可以在变化或者增加的可能位置附近的鉴别位置处获得鉴别图像数据的获取。鉴别图像或者鉴别图像数据可以是在相对于患者14的间隔开的位置处获得的离散图像。如上所述，检测器38可以根据成像系统16的可能移动而相对于患者移动。然而，为了形成比较重建模型，可以只选择患者14的因手术已经改变的那些部分的图像。因此，可以在离散位置处相对于患者14得到鉴别图像，从而确定应被成像的那些区域以允许重建比较模型。离散图像可以包括少量的图像，例如一个、两个、三个或者十个或者其他适当数量的图像，该数量可以小于形成初始重建模型或者比较重建模型所需要的检测器38的图像或者离散位置的总数量。

当在块306的离散位置处获取鉴别图像数据时，在块308中可以将鉴别图像数据与初始三维模型重建相比较。例如，鉴别图像数据可以是在选择位置处获取的患者的二维投影。这些二维投影可以与来自在相同位置或者基本相同位置处的患者14的初始三维重建模型的正向投影或者理论投影相比较。因此，即使一个或更多个初始投影不是在相对于患者14的与一个或更多个鉴别图像投影相同的位置处所获得的，在相对于患者14的位置处获取的鉴别图像数据也可以与基本上相同的正向投影位置相比较。而且，可以在与块110中的至少一些图像数据采集位置基本相同的位置中选择鉴别图像，以使得可以直接将鉴别图像与来自块110的第一图像直接比较。

根据比较，可以确定鉴别图像数据中发生的变化是否大于来自初始重建模型的阈值量。该阈值可以被设定在任何适当的级别，并且可以针对成像速度、重建速度、图像获取或者辐射剂量等来选择该阈值。然而，通常，该阈值用来确定是否鉴别图像与初始模型不同。该差可以是统计差或者百分比差、或者像素数据或体素数据的变化（例如，亮度、对比度等）。因此，要理解的是，该阈值不需要是针对具体图像的设定值。

在块308中进行的比较可以辅助确定在块306中获取鉴别图像数据的任何离散位置是否包括与初始重建模型的差异。然后，在块310中可以基于鉴别图像数据来确定从初始模型重建变化的对象区域。对块310中的变化的对象区域的确定是基于块308中的比较。例如，如果获取第一鉴别图像数据的第一离散位置示出没有变化或者基本没有变化（即，在阈值水平以下），则可以确定在第一离散位置处没有发生变化的对象区域的确定。要理解的是，变化的量（例如，阈值）可以被设定在特定阈值，例如鉴别图像数据与基于初始模型的投影相比较的大约0.1%至大约10%的变化，包括大约2%的变化，并且还包括大约1%的变化。变化的量可以基于身体构造的各部分的移动或者植入物的内含物的移动、区域中的身体构造的体积或者其他适当的阈值。在块310中可以确定在鉴别图像中是否发现需要附加图像的变化，该变化是在比较中发现的变化的量显示出高于阈值的变化的量的变化。

在块310中确定变化的对象区域之后，在块312中可以确定最优比较路径以对变化的对象区域进行成像。对最优路径的确定可以基于块310中确定的对象变化的区域。例如，如果在块306中获得十个鉴别图像并且确定出区域3、4、5和6显示出高于阈值的变化，则可以确定最优比较路径以对包含所获取的总共十个鉴别图像中的离散区域3至6的区域进行成像。因此，最优路径可以被确定成小于块108中所自动确定的最优路径。如果比较路径更短或者包括更少的获取的投影，则获取比较图像所需要的辐射、时间、移动等的量通常少于获取初始图像数据所需要的辐射、时间、移动等的量。然而，要理解的是，如果变化的量足够大（例如，发生对患者14的身体构造的较大重建），则在块312中确定的最优比较路径可以基本上等于或者相同于块108中所确定的最优路径。

然而，确定的最优比较路径可以基于手术的具体位置和手术期间为患者14做出的可能变化的量。确定的最优比较路径还可以包括或者考虑与手术或者放置到患者14中的植入物相关的知识或信息。例如，如果脊柱椎间盘植入物被放置到患者中或者如果进行脊柱融合术，则知道植入物的几何结构。植入物的几何结构可以用于确定用于获取比较图像数据的适当的比较路径。植入物的几何结构可以帮助基于植入物的尺寸和影响、变化量、患者14受影响的体积等确定身体构造的距离变化。

块306中获取的鉴别图像可以辅助确定变化是否以及在哪里足够大到需要获取附加图像用于形成比较重建模型。最优比较路径也可以包括多个路径。换言之，经过患者14的相似或者相同部分的数个路径可以用于确保检测器38相对于患者14的适当的采样和适当取向用于图像数据获取。因此，如这里进一步论述的那样，比较重建模型可以基于被放大到只示出因手术而引起患者14的变化并且通过比较图像数据所确定的块112中的初始重建模型。

当在块312中确定了所确定的最优比较路径时，在块166中可以在最优比较路径上移动检测器。然后，如上所述，在块168中可以获取比较图像数据。比较图像数据是当检测器在块312中所确定的最优比较路径上移动时所获取的图像数据。而且，可以基于离散图像数据，基本上在外科手术发生时或者基本上紧接在外科手术之后确定所确定的最优比较路径。而且，基于变化的量、使用的植入物的类型、初始重建模型、或者根据被实施手术的特定患者14的其他参数，在块168中获取图像数据可以针对各个和每个被实施手术的患者基本不同。

当在块168中获取比较图像数据时，在块320中可以实施调用或再调用初始模型重建。来自块112的初始模型重建可以被存储在与处理器26关联的或者与处理器26分离的适当存储器系统中，然而可以为了与来自块168的比较图像数据相比较而被再调用。在块322中可以进行块168中的比较图像数据和被调用的初始模型重建之间的比较。比较图像数据可以与块322中的初始模型重建迭代地比较，从而允许形成比较模型。

在块322中形成的比较模型可以基于比较图像数据和初始模型来生成，并且可以包括比形成初始模型更少的处理。降低的处理至少部分地是因为初始模型应该针对患者未受到手术影响的区域而保持不变。而且，器械66的已知移动（即，根据追踪器械）和/或植入物的几何结构可以用于辅助形成比较模型。因此，如果手术不是很强烈的或者过度侵入的手术，则比较重建只需要对患者14的变化的区域进行处理。然而，要理解的是，变化的区域可能是实质性的变化以使得比较模型可能明显不同于来自块112的初始模型。换言之，比较模型可以基本上完全基于在块168中的采集比较图像数据期间所采集的新的图像数据组。

而且，在块306中获取离散图像和在块168中获取比较图像数据可以通过允许确定变化的小区域（如果可以的话）而不是对为了生成初始重建模型而在块112中使用的患者14的整个区域或者体积进行重新成像，来允许减小对患者14和使用者12和手术室10中的其他个体的x射线曝露。因此，基于实施的手术和块312中确定的最优比较路径可以将患者14的辐射曝露最小化。然而，在块322中确定的比较模型可以用于验证或者确认对患者14实施的手术，包括实现了选择的结果或者通过手术解决了患者14的疾病。

可以在172处显示比较模型。然而，在形成比较模型之前或者之后，在判定块326中可以确定比较模型与在块306中所获取的鉴别图像数据或者在块320中所调用的初始模型的差是否超过阈值变化。如上所述，该阈值可以是比较模型与块322中的初始确定模型之间的变化或者是与之前模型或图像数据进行比较的变化的百分比变化、绝对量变化或者其他量的变化。如果确定了没有阈值变化，则可以遵循“否”路径328到块172。然而，如果确定了变化的量大于阈值量，则可以遵循“是”路径330到块312以进一步确定获取比较图像数据的最优路径。变化的量或者阈值变化还可以参考在获取比较图像数据以及在块322中生成或形成比较模型期间所获取的图像数据的变化。

因此，比较模型的生成可以是迭代处理，并且允许在几个步骤中获取图像数据。因此，在块312中可以确定初始最优路径并且在块322中可以基于单个路径或者数据的获取来生成比较图像数据模型。如果在比较模型与初始模型或鉴别图像数据之间确定了变化或改变的量，然而可以确定第二最优比较路径，从而在必要的区域处获取附加的图像数据以从比较图像模型去除变化。获取附加图像数据或者选择以获取附加图像数据的理由可以包括选择区域的采样率、患者的移动、患者的变化、或者在为了生成块322中的适当比较图像数据模型而获取足够图像数据时的其他因素。

为了示例和描述的目的提供了对实施方式的以上描述。该描述并非意在穷举或者限制本发明。具体实施方式中的单个元素或者特征通常不限于此具体实施方式，而是当可适用时是可互换的，并且即使没有特别地示出或者描述也可以用于选择的实施方式中。同一实施方式也可以以多种方式改变。这样的改变不被视为脱离本发明，并且所有这样的修改意在被包括在本发明的范围中。

Claims (30)

1.一种使用成像系统获取对象的图像数据的方法，包括：

确定要获取图像数据的所述对象的区域；

从存储器系统调用图像检测器的起始位置；

从所述存储器系统调用所述图像检测器的结束位置；

从所述存储器系统调用从所述起始位置到所述结束位置的路径；

使所述图像检测器相对于所述确定的对象的区域、沿着所述调用的路径从所述起始位置移动到所述结束位置；

在所述图像检测器沿着所述路径移动时，使用所述图像检测器以选择的速率检测辐射；以及

至少部分地基于所述检测的辐射来形成所述确定的对象的区域的重建。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述存储器系统包括物理存储器系统，在所述物理存储器系统上存储有关于所述图像检测器基于所述确定的区域从所述起始位置移动到所述结束位置的指令；

其中，所述存储的指令包括所述图像检测器的物理移动以及图像数据采集的定时二者。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，从所述存储器系统调用包括：将所述确定的区域输入到处理器系统中，以及使用所述处理系统访问所述存储器系统以检索所述指令并执行所述指令，来驱动所述图像检测器的移动；

其中，使所述图像检测器移动包括基于使用所述处理器系统执行的所述指令来使所述图像检测器移动。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

将所述对象定位在基本环形的台架壳体中以环绕所述对象的至少确定的区域；

其中，使所述图像检测器移动包括使所述图像检测器在所述基本环形的台架壳体中移动。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，使所述图像检测器移动还包括：使所述台架壳体等距摆动，使所述台架壳体相对于所述对象的纵轴倾斜，使所述台架壳体沿着所述对象的纵轴轴向地移动，使所述台架垂直于所述对象的纵轴移动，以及使所述台架壳体相对于所述对象的纵轴横向地移动。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，使所述图像检测器移动包括使所述图像检测器绕着所述对象以基本上非圆形的路径移动基本360°。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，使所述图像检测器移动包括使所述图像检测器绕着所述对象以基本上非圆形的路径移动少于360°。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，使所述图像检测器移动包括：使所述图像检测器基于所述调用的路径自动地移动，以及获取所述确定的对象的区域的图像数据，从而通过使所述图像检测器以基本上非圆形的路径移动来形成所述确定的对象的区域的三维重建；

其中，形成所述确定的对象的区域的重建包括形成所述确定的对象的区域的基本三维重建。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述确定的对象的区域的重建包括基于下述代数迭代处理来形成所述对象的重建：所述代数迭代处理减小根据程式化模型计算的理论投影图像数据与通过在所述图像检测器沿着所述路径移动时所述图像检测器检测到辐射的图像数据之间的误差。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述图像检测器移动包括：当调用所述路径时，在没有使用者的干预的情况下基本上自动地使所述图像检测器移动。

11.一种使用成像系统获取对象的图像数据的方法，包括：

选择要使用具有x射线辐射检测器的x射线成像系统被成像的人类对象的区域；

使所述x射线辐射检测器相对于所述人类对象沿着预定的非圆形路径移动，同时检测来自与所述x射线辐射检测器相结合地移动的x射线源的x射线辐射；以及

使用所述x射线辐射检测器绕着所述人类对象基本360度地检测x射线辐射；

其中，使所述x射线辐射检测器移动包括使所述x射线辐射检测器以基本非圆形的方式移动。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述x射线辐射检测器和所述x射线源容纳在下述台架内：所述台架能够操作以基本环形地围绕所述人类对象。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述台架能够操作以使用所述台架所安装到的轮式结构从第一手术室移动到第二手术室。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述台架相对于所述轮式结构以可移动的方式被安装，其中，所述轮式结构能够操作以在移动所述x射线辐射检测器和检测x射线辐射时相对于所述人类对象是固定的。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述x射线辐射检测器移动包括：使所述台架沿着所述人类对象的纵轴轴向地移动，使所述台架相对于所述轮式结构等距摆动，使所述台架相对于所述轮式结构倾斜，使所述台架相对于所述人类对象的纵轴横向地移动，使所述台架相对于所述人类对象的纵轴垂直地移动，以及上述的组合，从而使所述x射线辐射检测器以基本非圆形且非对称的路径移动。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，使x射线辐射检测器沿着预定路径移动包括使所述x射线辐射检测器沿着下述路径移动：所述路径是通过所述台架内的x射线辐射检测器和所述台架二者相对于所述轮式结构和/或所述人类对象的移动而在三维空间中限定的。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述路径可以是连续的，并且其中，所述x射线辐射检测器相对于所述对象以基本不停顿的方式移动。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述路径包括所述x射线辐射检测器的振荡，并且其中，所述x射线辐射检测器越过所述x射线辐射检测器已经横越的一部分移动而移动回来。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，根据使用所述x射线辐射检测器检测x射线辐射的选择的取向以及多个人类对象的分析以获取当前的人类对象的适当图像数据从而生成所选择的所述当前的人类对象的区域的三维重建，基于所述x射线辐射检测器、所述台架和所述选择的人类对象的区域的已知的移动限制来确定所述预定路径。

20.一种使用成像系统获取对象的图像数据的方法，包括：

将台架定位成完全环绕关注区域；

基于所述台架和所述台架内的检测器的已知的可能的移动，相对于所述关注区域以预定的第一取向来定位所述台架，以获取所述关注区域的一部分的选择的图像数据组；

在没有使用者的干预的情况下，自动地将所述台架和所述检测器中的至少之一相对于所述关注区域的所述部分移动到预定的最终取向，同时获取所述关注区域的所述部分的图像数据以获取所述关注区域的所述部分的所述选择的图像数据组；

利用所述获取的图像数据，使用代数算法构建所述关注区域的所述部分的三维模型；以及

显示所述三维模型。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，移动所述台架和所述检测器中的至少之一包括：以顺序的方式和同时的方式中的至少一种方式来使所述台架和所述检测器二者移动，从而使所述检测器相对于所述关注区域以基本上螺旋的模式移动，以获取所述关注区域的所述选择的图像数据组。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述检测器中的所述台架的已知的可能的移动包括：测试移动和位于所述台架内的所述关注区域的采样量，从而使用所述检测器获取检测到的x射线辐射的适当采样，以获取所述关注区域的所述选择的图像数据组。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，构建所述关注区域的所述部分的所述三维模型包括：使用一个或更多个处理器执行指令，从而使用所述关注区域的所述选择的图像数据组来迭代地形成所述关注区域的所述部分的三维虚拟模型；

其中，所述迭代处理包括减小来自与其相关的理论模型的理论投影与所述关注区域的所述部分的所构建的三维模型的误差。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述台架以可移动的方式安装至轮式推车，并且能够操作以从第一手术室移动到第二手术室，并且相对于所述关注区域移动以环绕所述台架内的所述关注区域；

其中，所述台架能够操作以相对于所述轮式推车从所述预定的第一取向移动到所述预定的最终取向。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，使用存储器装置存储所述预定的第一取向和所述预定的最终取向、连同用于将所述台架和所述检测器从所述预定的第一取向移动到所述预定的最终取向的路径；

其中，处理器访问所述存储的预定的第一取向、所述存储的预定的最终取向和存储的预定路径信息，从而指示所述台架和所述检测器的移动，以获取所述关注区域的所述选择的图像数据组。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，在没有干预的情况下自动地将所述台架和所述检测器中的至少之一移动到预定的最终取向包括：将所述台架和所述检测器中的至少之一移动到预定的最终取向，是基于使所述台架和所述检测器中的至少之一移动从而获取使用所述代数算法构建所述关注区域的所述部分的三维模型所必要的图像数据的预定移动。

27.一种用于获取对象的图像数据的成像系统，包括：

环形台架壳体，所述环形台架壳体被配置成环绕所述对象的区域；

图像检测器，所述图像检测器在所述环形台架壳体内能够移动；

存储器系统，所述存储器系统被配置成存储所述图像检测器的起始位置、结束位置以及从所述起始位置到所述结束位置的非圆形路径，包括所述图像检测器的物理移动以及图像数据采集的定时二者；以及

处理器，所述处理器被配置成执行来自所述存储器系统的指令，从而：

驱动所述图像检测器沿着所述非圆形路径从所述起始位置移动到所述结束位置；

在所述图像检测器沿着所述非圆形路径移动时，使用所述图像检测器以选择的速率检测辐射；以及

至少部分地基于所述检测的辐射来形成患者的所述区域的三维重建。

28.根据权利要求27所述的成像系统，其中，所述处理器还被配置成执行指令，从而基于下述代数迭代处理来形成所述对象的所述三维重建：所述代数迭代处理减小根据程式化模型计算的理论投影图像数据与通过在所述图像检测器沿着所述非圆形路径移动时所述图像检测器检测到辐射的图像数据之间的误差。

29.根据权利要求27所述的成像系统，其中，所述成像系统是具有x射线源的x射线成像系统，并且其中，所述图像检测器是x射线辐射检测器。

30.根据权利要求27所述的成像系统，其中，所述处理器还从所述存储器系统访问所述起始位置、所述结束位置和所述非圆形路径，从而指示并且控制所述台架和所述图像检测器二者的移动，以形成所述患者的所述区域的所述三维重建。

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