CN103391746B - 图像获取优化 - Google Patents

Abstract

提供了一种利用成像系统来获取对象的图像数据的系统和方法。该系统可以包括完全环形地包围对象的至少一部分的托台，同时信源设置在该托台内并且可相对于该托台移动。该信源可以对信号做出响应以输出至少一个脉冲。该系统可以包括设置在该托台内并且可相对于该托台移动以检测由该信源发出的脉冲的检测器。该系统还可以包括基于所检测的脉冲来设置检测器数据的检测器控制模块和设置用于该信源的信号并且接收该检测器数据的图像获取控制模块。该图像获取控制模块可以基于该检测器数据来重构图像数据。该信号可以包括用于该信源输出单个脉冲或者两个脉冲的信号。

Description

图像获取优化

技术领域

本公开涉及对对象进行成像，并且尤其涉及用于成像装置的优化图像获取流程。

背景技术

本节提供未必是现有技术的与本公开有关的背景信息。

诸如患者等对象可以选择或者被要求经历外科手术流程来修正或者增加对该患者的剖析。剖析的增加可以包括各种流程，诸如骨的移动或者增加、可植入装置的插入或者其它合适的流程。外科医生可以利用该患者的图像来在该对象上执行该流程，该患者的图像可以利用诸如磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)系统、计算机断层扫描(computedtomography,CT)系统、荧光透视法(例如C形臂成像系统)或者其它合适的成像系统等成像系统来获取。

患者的图像可以在执行包括设计该流程和执行该流程的流程中辅助外科医生。外科医生可以选择该患者的二维图像或者三维图像表示。该图像可以通过在执行流程时使外科医生在不除去覆盖的组织(包括真皮和肌肉组织)的情形下查看患者的剖析来在执行具有更少侵入的技术的流程中辅助外科医生。

发明内容

本部分提供本公开的总体概要，并且不是它的全部范围或者它的全部特征的全面公开。

根据各个实施例，提供一种利用成像系统来获取对象的图像数据的系统。该系统可以包括完全环状地包围该对象的至少一部分的托台，该系统还可以包括设置在托台内并且可相对于该托台移动的信源。该信源可以对信号做出响应以输出至少一个脉冲。该系统可以包括设置在托台内并且可相对于该托台和信源移动的检测器，以检测由该信源发出的至少一个脉冲。该系统还可以包括基于所检测的至少一个脉冲来设置检测器数据的检测器控制模块和设置用于该信源的信号并且接收该检测器数据的图像获取控制模块。图像获取控制模块可以操作成基于检测器数据来重构图像数据。该信号可以包括用于该信源输出单脉冲的信号或者用于该信源输出两个脉冲的信号。

还提供一种利用成像系统来获取对象的图像数据的方法。该方法可以包括将托台设置为完全环状地包围该对象的至少一部分，并且将信源和检测器设置在托台内并且可相对于该托台移动。该方法还可以包括接收提供用于该信源的输出请求的至少一个用户输入，并且基于该用户输入来确定用于该信源的输出类型。该方法可以包括利用该信源来输出一个脉冲或者利用该信源来大体上同时地输出两个脉冲，并且利用检测器来接收该一个脉冲或者两个脉冲。该方法还可以包括基于通过检测器接收的该一个脉冲或者两个脉冲来重构对象的图像。

还提供一种利用成像系统来获取对象的图像数据的方法。该方法可以包括将托台设置为完全环状地包围该对象的至少一部分，并且将信源和检测器设置在托台内并且可相对于该托台移动。该方法可以包括利用该信源来输出具有第一脉冲率的第一脉冲，并且利用该信源来大体上同时地输出具有第二脉冲率的第二脉冲，该第二脉冲率与第一脉冲率不同。该方法可以包括利用该检测器来接收该第一脉冲和该第二脉冲，并且基于通过该检测器接收的第一脉冲和第二脉冲来重构对象的图像。

根据本文中提供的详细说明，其他可应用领域将变得明显。在本发明内容中的说明和特定的示例仅仅为了说明而非意在限制本公开的范围。

附图说明

本文中描述的附图的目的仅仅在于说明所选择的实施例和不是全部可能的实施，并且不意味着限制本公开的范围。

图1是手术室中的示例性成像系统的环境视图；

图2是用于图1的成像系统的示例性计算系统的示意图；

图3是示出根据各个实施例的用于实施图像获取控制模块的系统的简化框图；

图4是示出通过图3的图像获取控制模块执行的示例性控制系统的数据流框图；

图5是示出通过图像获取控制模块执行的方法的流程图；

图6是在图5的流程图的A处的延续；

图7是在图5的流程图的B处的延续；

图8是在图5的流程图的C处的延续；以及

图9是用于图1的成像系统的双能量输出的示意性时序图。

具体实施方式

以下说明实际上仅仅是示例性的。要理解的是，在该附图各处，对应的附图标记表示相同或者对应的部件和特征。如上所指出，本教示目的在于提供诸如由在美国科罗拉多州路易维尔市（Louisville,CO,USA）具有营业所的美敦力导引（MedtronicNavigation）公司所销售的成像系统等成像装置的优化图像获取。然而，应当注意的是，本教示可以适用于诸如C形臂成像装置等任何合适的成像装置。此外，正如本文中所使用的，术语"模块"可以指的是可以由以下器件访问的计算机可读介质：计算装置、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit,ASIC)、电子电路、执行一个或更多个软件或者固件程序的处理器(共享、专用或者组合)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其它合适的软件、固件程序或者部件。此外，应当注意的是，在本文中提供的千伏的脉冲率和毫秒的宽度的这些值仅仅是示例性，因为脉冲率和宽度可以基于特定患者和临床情形（诸如在儿科患者的情况下）来变化。

参考图1，在手术室或者手术间10中，诸如用户12等用户可以在患者14上执行流程。在执行该流程中，用户12可以使用成像系统16来获取用于执行流程的、患者14的图像数据。所获取的患者14的图像数据可以具有利用X射线成像系统（包括在本文中所公开的那些）所获取的二维(2D)投影。然而，要理解的是，也正如本文中所公开的，还可以生成体积模型的二维正向投影。

在一个示例中，可以利用所获取的图像数据来生成模型。也正如本文中进一步讨论的，该模型可以是利用包括代数迭代法的各种技术基于所获取的图像数据而生成的三维(3D)体积模型。正如本文中更详细地讨论的，所显示的图像数据18可以显示在显示装置20上，并且另外可以显示在与成像计算机系统32关联的显示装置32a上。所显示的图像数据18可以是2D图像、3D图像或者时间变化的四维图像。所显示的图像数据18还可以包括所获取的图像数据、所产生的图像数据、这两者或者两种类型的图像数据的合并。

要理解的是，所获取的患者14的图像数据例如可以利用X射线成像系统作为2D投影来获取。然后，该2D投影可以被用于重构患者14的3D体积图像数据。此外，从3D体积图像数据可以产生理论或者正向2D投影。因此，要理解的是，图像数据可以是2D投影或者3D体积模型中的一个或者两者。

显示装置20可以是计算系统22的一部分。计算系统22可以包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可以由计算系统22访问的任何可获得的介质并且可以包括易失性和非易失性介质两者以及可移动和不可移动介质。作为示例而不是限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或者其它存储技术、CD-ROM、数字通用盘(digitalversatiledisks，DVD)或者其它光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或者其它磁存储装置、或者能够用于存储计算机可读指令、软件、数据结构、程序模块以及其它数据并且可以由计算系统22访问的任何其它介质。计算机可读介质可以直接地或者通过诸如因特网等网络来访问。

在一个示例中，计算系统22可以包括诸如键盘等输入装置24和可以与计算系统22合并的一个或更多个处理器26(一个或更多个处理器可以包括多个处理核处理器、微处理器等)。输入装置24可以包括使用户能够与计算系统22交互的任何合适的装置，诸如触摸板、触摸笔、触摸屏、键盘、鼠标、操纵杆、轨迹球、无线鼠标或者它们的组合。此外，虽然在本文中将计算系统22描述和示出为包括与显示装置20分离的输入装置24，但是计算系统22可以包括触摸板或者平板计算装置，并且进一步地，计算系统22可以集成在与成像系统16关联的成像计算系统32内或者是图像计算系统32的一部分。

为了数据通信，连接28可以设置在计算系统22和显示装置20之间，以允许驱动显示装置20来示出图像数据18。

成像系统16可以包括由在Louisville,CO,USA具有营业场所的MedtronicNavigation公司销售的成像系统。在2009年5月13号提交的名称为"SystemAndMethodForAutomaticRegistrationBetweenAnImageAndASubject(用于在图像和对象之间自动配准的系统和方法)"的美国专利申请No.12/465,206中也描述了在所选择的流程期间使用的、包括成像系统或者其它合适成像系统的成像系统16，上述申请通过引用合并于此。在美国专利No.7,188,998、7,108,421、7,106,825、7,001,045以及6,940,941中可以找到关于O形臂成像系统或者其它合适成像系统的其他的描述，上述专利中的每一个通过引用合并于此。

成像系统16可以包括具有成像计算系统32的可移动推车30以及布置有信源单元36和检测器38的成像托台34。参考图2，提供了示出成像计算系统32的示例性实施例的框图，结合本公开的教示可以使用其中的一些或者所有部件。成像计算系统32可以包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可以由计算机系统32访问的任何可获得的介质并且可以包括易失性和非易失性介质两者以及可移动和不可移动介质。作为示例而不是限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或者其它存储技术、CD-ROM、数字通用盘(digitalversatiledisks，DVD)或者其它光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或者其它磁存储装置、或者能够用于存储计算机可读指令、软件、数据结构、程序模块以及其它数据并且可以由成像计算系统32访问的任何其它介质。计算机可读介质可以直接地或者通过诸如因特网等网络来访问。

在一个示例中，成像计算系统32包括显示装置32a和系统单元32b。如图所示，显示装置32a可以包括计算机视屏或者监视器。成像计算系统32还可以包括至少一个输入装置32c。如分解视图的100处所示，系统单元32b包括处理器102以及可以包括软件106和数据108的存储器104。

在这个示例中，至少一个输入装置32c包括键盘。然而，应该理解的是，至少一个用户输入装置32c可以包括使用户能够与成像计算系统32交互的任何合适的装置，诸如触摸板、触摸笔、触摸屏、键盘、鼠标、操纵杆、轨迹球、无线鼠标或者它们的组合。此外，虽然在本文中将成像计算系统32描述并且示出为包括具有显示装置32a的系统单元32b，但是成像计算系统32可以包括触摸板或者平板计算装置。

正如关于图3-9所讨论的，成像计算系统32可以通过可以存储在存储器104中并且可以由处理器102访问的图像获取控制模块110来控制信源36和检测器38，以优化图像数据获取。为了数据通信，可以在处理器102和显示装置32a之间提供连接，以允许驱动显示装置32a来示出图像数据18。

参考图1，正如本文中进一步讨论的，可移动手推车30可以从一个手术室或者房间移动到另一个手术室或者房间并且托台34相对于可移动手推车30可以移动。这允许成像系统16是可移动的，从而允许它在多个场所中并且多个流程中使用而不需要资金支出或者固定成像系统的专用空间。

信源单元36可以发出穿过要被检测器38检测的患者14的X射线。正如本领域技术人员所理解的，由信源36发出的X射线能够以圆锥体发出和被检测器38检测。信源36/检测器38在托台34内大致地在径向上相对置。检测器38可以在托台34内以大致沿着箭头方向39的围绕患者14的360°运动来旋转地移动，同时信源36仍然与检测器38大致成180°并且与检测器38相对。此外，托台34可以相对于可放置在患者支座或者工作台15上的患者14，大致沿着箭头方向40来等尺度地摇摆或者摆动(在本文中也称为等摇摆)。托台34还可以沿箭头42所示的方向相对于患者14倾斜，相对于患者14和可移动手推车30沿着线44纵向地移动，可以相对于可移动手推车30和与患者14横切地、大致沿着线46来上下移动，以及相对于患者14大致沿着箭头48的方向垂直地移动，以允许相对于患者14将信源36/检测器38定位在任何期望的位置。

成像系统16可以通过成像计算系统32精确地控制为相对于患者14移动信源36/检测器38，以生成精确的患者14的图像数据。此外，成像系统16可以通过可包含有线或者无线连接或者从成像系统16到处理器26的物理介质传输的连接50来与处理器26连接。因此，利用成像系统16，所收集的图像数据还可以从成像计算系统32传输到计算系统22以便导引、显示、重建等。

简要地说，根据各个实施例，成像系统16可以与无导引流程或者导引流程一起使用。在导引流程中，包括光学定位器60和电磁定位器62中的一个或者两者的定位器可被用于在相对于患者14的导引区域内生成场或者接收或者发送信号。相对于患者14的导引空间或者导引区域可以与图像数据18配准，以使在导引区域内限定的导引空间与由图像数据18限定的图像空间相配准。患者跟踪器或者动态参考坐标系64可以连接到患者14，以允许患者14与图像数据18的动态配准和保持患者14与图像数据18的配准。

然后设备66可以相对于患者14被跟踪，以允许进行导引流程。设备66可以包括光学跟踪装置68和/或电磁跟踪装置70，以允许利用光学定位器60或者电磁定位器62中的一个或者两者对设备66进行跟踪。设备66可以包括与导引接口装置74的通信线72，电磁定位器62和/或光学定位器60也可以。分别利用该通信线74、78，则探头接口74可以通过通信线80来与处理器26通信。要理解的是，任何连接或者通信线28、50、76、78或者80可以是有线的、无线的、物理介质传输或者移动或者任何其它合适的通信。然而，合适的通信系统可以设有各自的定位器，以允许相对于患者14跟踪设备66，从而允许相对于图像数据18显示设备66的跟踪位置，以便执行流程。

要理解的是，设备66可以是介入性设备和/或植入件。植入件可以包括心室或者血管支架、脊椎植入件、神经支架等。设备66可以是诸如深层脑部或者神经刺激器、消融装置或者其它合适的设备等介入性设备。跟踪设备66允许使用配准的图像数据18来观看设备66相对于患者14的位置而不用直接观看在患者14内的设备66。

此外，成像系统16可以包括诸如利用各个光学定位器60或者电磁定位器62来跟踪的光学跟踪装置82或者电磁跟踪装置84等跟踪装置。该跟踪装置可以直接地与信源36、检测器38、托台34或者成像系统16的其它合适部分关联，以确定检测器38相对于所选择的参考坐标系的场所或者位置。如图所示，跟踪装置82，84可以设置在托台34的外罩的外部上。因此，成像系统16可以相对于患者14被跟踪，设备66也可以，以允许患者14相对于图像数据18的初始配准、自动配准或者后续配准。在以上合并的美国专利申请No.12/465,206中讨论了配准和导引流程。

此外，继续参考图1，手术室10可选地可包括通过皮肤电极附接到患者14并且与成像计算系统32通信的选通装置或者心电图或者ECG112。呼吸作用和心脏运动可能使得心脏结构相对于成像系统16移动。因此，图像可以基于由生理信号触发的按时选通基理来从成像系统16获取。例如，ECG或者EGM信号可以从皮肤电极或者从包括在设备66上的感测电极或者从分离的参考探头(未示出)来获取。这个信号的特性，诸如分别与心室或者心房的去极化有关的R波峰或者P波峰，可以作为用于成像计算系统32的触发事件来使用，以驱动信源36。正如本文中将更详细地讨论的，通过按时选通图像数据18的获取，图像数据18可以被重构，以在特定的阶段中提供所关心的器官的3D视图。

应当注意的是，在导引流程中，ECG112还可以用于按时选通导引数据。在这点上，该信号的特性，诸如分别与心室或者心房的去极化有关的R波峰或者P波峰，可以作为用于驱动电磁定位器62中的线圈的触发事件来使用。在2002年11月19日提交的名称为"NavigationSystemforCardiactherapies(用于心脏治疗的导引系统)"的美国专利No.7,599,730中可以找到关于导引数据的按时选通的其他细节，该专利通过引用合并于此。

参考图3，简化框图示意性地示出了根据各个实施例的用于实施图像获取控制模块110的示例性系统114。在一个示例中，图像获取控制模块110可以由成像系统16的成像计算系统32来实施。图像获取控制模块110可以从输入装置32c接收用户输入。要注意的是，虽然显示器在本文中被示出和描述为包括显示装置32a，但是成像计算系统32可以将图像数据18输出到显示装置20。

图像获取控制模块110可以将信源输出信号116发送到信源36。正如将讨论的，信源输出信号116可以包括使信源36以特定的脉冲率和脉冲宽度输出或者发出至少一个或更多个X射线脉冲118a...118n的信号。

图像获取控制模块110还可以将移动信号120输出到信源36，以在托台34内移动信源36的位置，并且图像获取控制模块110还可以将移动信号122输出到检测器38，以在托台34内移动检测器38的位置。通常，信源36和检测器38可以在托台34内围绕患者14的纵轴14L移动大约360°。检测器38和信源36相对于患者14的移动可以允许成像系统16在相对于对象14的多个所选择的场所和方向中获取图像数据。

在这点上，由于在最佳移动中信源36/检测器38的位置围绕患者14移动，因此2D投影图像数据可以通过信源36/检测器38围绕患者14以大体上环形或者360°方向移动来获取。同样地，由于托台34的移动，信源36/检测器38决不需要以完全的圆形来移动，而是能够以螺旋形来移动，或者关于或者相对于患者14的其它转动。同样地，该路径可以是基于包括托台34和信源36/检测器38一起的成像系统16的移动而大体上是不对称的和/或非线性的。换句话说，该路径不必是连续的，因为信源36/检测器38和托台34能够在跟随最佳路径时停止、从它刚才过来的方向往后退(例如振荡)等。因此，信源36/检测器38从不需要围绕患者14行进完整的360°，因为托台34可以倾斜或者移动并且信源36/检测器38可以在它已经通过的方向上停止并且往后退。在2003年3月18日提交的名称为"SystemsandMethodsforImagingLargeField-of-ViewObjects(对较大视场物体进行成像的系统和方法)的美国专利No.7,108,421中可以找到关于信源36和检测器38的移动的进一步的细节，该专利通过引用合并于此。

继续参考图3，脉冲118a...118n可以由检测器38接收。检测器38可以将关于所接收的脉冲的信号120发送到图像获取控制模块110。基于从检测器38接收到的信号120，图像获取控制模块110可以在显示装置32a或者显示装置20上生成图像数据18。

在这点上，图像获取控制模块110可以对患者14的关心区域的初始三维模型执行自动重构。三维模型的重构能够以诸如利用用于优化的代数方法等任何合适方式来被执行。正如本领域技术人员大致了解的，合适的代数方法包括期望最大化(Expectationmaximization,EM)、有序子集EM(OrderedSubsetsEM,OS-EM)、同步代数重建法(SimultaneousAlgebraicReconstructiontechnique,SART)以及全变差最小化。基于2D投影来执行3D体积重构的应用允许有效并且完全的体积重构。

通常，代数方法可以包括执行显示为图像数据18的患者14的重构的迭代处理。例如，诸如基于"理论"患者的图册或者程式化模型或者由"理论"患者的图册或者程式化模型所生成的那些的纯的或者理论的图像数据投影，可以被反复地改变直到理论投影图像与所获取的患者14的2D投影图像数据匹配。然后，程式化模型可以适当地改变为所获取的被选择患者14的2D投影图像数据的3D体积重构模型并且可以在诸如导引、诊断或者规划等外科介入中使用。理论模型可以与理论图像数据相关联以构造理论模型。以这种方式，模型或者图像数据18可以基于利用成像系统16所获取的患者14的图像数据来被创建。图像获取控制模块110可以将图像数据18输出至显示装置32a或者显示装置20。

参考图4，数据流框图示出了可以嵌入在图像获取控制模块110内的图像获取控制系统的各个部件。图像获取控制模块110可以控制成像系统16来生成用于显示在显示装置32a和/或显示装置20上的图像数据18。根据本公开的图像获取控制系统的各个实施例可以包括嵌入在图像获取控制模块110内的许多子模块。所示出的子模块可以被合并和/或进一步分割以类似地生成图像数据18。此外，图像获取控制模块110可以包括在处理器108上运行的、以非瞬时、机器可读代码实现的一个或更多个软件模块。对系统的输入可以从输入装置32c、输入装置24接收到，或者甚至从计算系统22或者成像计算系统32内的其它控制模块(未示出)接收，和/或通过图像获取控制模块110的其它子模块(未示出)内来确定(未示出)。

继续参考图4，图像获取控制模块110可以包括图像控制模块130、信源控制模块132以及检测器控制模块134。图像控制模块130可以接收用户输入数据136作为输入。用户输入数据136可以包括从输入装置32c或者输入装置22接收到的输入。用户输入数据136可以包括用于成像系统16执行特定类型的成像的请求。例如，用户输入数据136可以包括用于成像系统16执行选通成像的请求。在另一个示例中，用户输入数据136可以包括用于成像系统16执行双能量成像或者单能量成像的请求。基于用户输入数据136，图像控制模块130可以为信源控制模块132设置信源数据138。信源数据138可以包括启动成像系统16的信号、使成像系统16断电的信号、执行选通成像的信号、执行双能量成像的信号或者执行单能量成像的信号。

图像控制模块130还可以接收检测器数据140作为输入。检测器数据140可以包括来自通过检测器38所接收的脉冲118a-118n的能量。基于检测器数据140，图像控制模块130可以为信源控制模块132设置移动数据142并且为检测器控制模块134设置移动数据144。移动数据142可以包括要被移动到托台34内的预定角度位置来获取患者14的附加的图像数据的信源36的信号。移动数据144可以包括要相对于信源36移动到托台34内的预定角度位置来获取患者14的附加的图像数据的检测器38的信号。图像控制模块130还可以基于检测器数据140来输出图像数据18。图像数据18可以包括重构的患者的3D图像。

继续参考图4，信源控制模块132可以从图像控制模块130接收信源数据138和移动数据142作为输入。基于移动数据142，信源36可以在托台34内移动到期望的位置。基于信源数据138，信源36可以输出脉冲数据146。正如在本文中将更加详细地讨论的，脉冲数据146可以包括至少一个X射线脉冲，并且在有些情况下可以包括多于一个的X射线脉冲。

检测器控制模块134可以接收移动数据144和检测器数据140作为输入。基于移动数据144，检测器38可以在托台34内移动到相对于信源36的位置的期望位置。检测器控制模块134可以为图像控制模块130来设置检测器数据140。

现在参考图5，流程图示出了通过图像获取控制模块110执行的示例性方法。应当注意的是，在本文中关于图5-8所描述的流程图仅仅是示例性的，因为图像获取控制模块110能够以任何期望或者用户请求的顺序来生成图像数据18。继续参考图5，在判定块200中，该方法确定是否已经通过输入装置32c接收到启动请求信号。如果否，则该方法循环。否则，该方法进行到判定块202。

在判定块202中，该方法确定是否已经指定成像系统16的信源36的能量输出类型。如果已经指定用于信源36的输出类型，则该方法进行到判定块204。否则，该方法循环。在判定块204中，该方法确定用于信源36的输出类型是否是选通图像获取。是否用于信源36的输出类型是选通图像获取，则这方法进行到图6上的A。否则，这方法进行到判定块206。

在判定块206中，这方法确定用于信源36的输出类型是否是单能量输出。如果用于信源36的输出是单能量成像输出，则该方法进行到图7上的B。否则、该方法进行到判定块208。在判定块208中，这方法确定用于信源36的输出是否是双能量输出。如果用于信源38的输出是双能量输出，则这方法进行到图8上的C。否则，这方法循环到判定块202。

参考图6，在块300中，该方法获取至少一个生理信号。然后，在判定块302中，该方法确定触发事件是否已经出现。如果触发事件已经出现，则该方法进行到块304。否则，该方法循环直到触发事件已经出现。在块304中，该方法以第一脉冲率输出第一脉冲118a。然后，在块306中，该方法获取用于第一脉冲118a的检测器数据140。在判定块308中，该方法确定另一个触发事件是否已经出现。如果另一个触发事件已经出现，则该方法进行到块310。否则，该方法循环。

在块310中，该方法以可以具有不同的脉冲宽度和高度的第二脉冲率来输出第二脉冲118b。第二脉冲率宽度和/或高度可以是大于、小于或等于第一脉冲率的宽度和/或高度。例如，第二脉冲率可以具有第二千伏(kV)值，并且毫秒(ms)级的第二宽度值和第一脉冲率可以具有第一千伏(kV)值和毫秒(ms)级的第一宽度值，它们可以相等或者可以不相等。在一个示例中，第一千伏(kV)值可以是从大约100kV到大约120kV，诸如大约110kV；并且第二千伏(kV)值可以是从大约70kV到大约90kV。第一宽度值可以是从大约5ms到大约15ms，例如大约10ms；并且第二电流值可以是从大约10ms到大约20ms，例如大约15ms。

在块312中，该方法获取用于第二脉冲118b的检测器数据140。在块314中，该方法移动信源36和检测器38。然后，在判定块316中，该方法确定是否已经为患者14获取足够的图像数据。在这点上，该方法可以确定信源36/检测器38是否已经收集适当帧数的图像数据以能够成功地3D重构所关心的区域。在一个示例中，即使信源36/检测器38不完全围绕患者14周转或者行进360度，信源36/检测器38可以获取大约180到大约240个图像帧，这可以大体上相当于收集360°值的图像数据。基于所收集的图像数据，图像获取控制模块110可以执行关心区域的自动重构。在2010年10月20日提交的名称为"SelectedImageAcquisitiontechniquetoOptimizePatientModelConstruction(优化患者模型构造的被选择图像获取方法)"的美国专利申请No.12/908,186中可以找到关于图像获取方法的进一步的信息，并且该专利申请通过引用合并于此。

如果已经获取足够的用于重构的图像数据，则该方法进行到块318。否则，该方法循环到判定块302。在块318中，该方法编译检测器数据140。在块320中，该方法利用3D重构将检测器数据140重构为图像数据18。在块322中，该方法将图像数据18输出到显示装置32a。在判定块324中，该方法确定是否已经通过输入装置32c接收到断电请求。如果已经接收到断电请求，则该方法结束。否则，该方法进行到图5上的D。

参考图7，在块400中，该方法输出脉冲118。该脉冲118可以包括可以具有千伏(kV)值的单脉冲能量，该千伏值可以是从大约80kV大约125kV，这个脉冲118的脉冲宽度可以从大约5ms变动到大约15ms。因此，脉冲118可以具有可以被用来代替更大幅值的电流脉冲的、电流幅值更小的更宽脉冲。

在块402中，该方法获取用于那个脉冲118的检测器数据140。在块404中，该方法移动信源36和检测器38。在判定块406中，该方法确定是否已经为患者14获取足够的图像数据。如果已经为患者14获取足够的图像数据，则该方法进行到块408。否则，该方法循环到块400。在块408中，该方法编译检测器数据140。在块410中，该方法利用3D重构将检测器数据140重构为图像数据18。在块412中，该方法将图像数据18输出到显示装置32a。在判定块414中，该方法确定是否已经通过输入装置32c接收到断电请求。如果已经接收到断电请求，则该方法结束。否则，该方法进行到图5上的D。

参考图8和9，在块500中，该方法以具有第一宽度和高度的第一脉冲率来输出第一脉冲118a并且以具有第二宽度和高度的第二脉冲率来输出第二脉冲118b。第二脉冲率宽度和/或高度可以是大于、小于或等于第一脉冲率宽度和/或高度。例如，参考图9，第一脉冲118a可以具有第一千伏(kV)值550和毫秒(ms)级的第一宽度值554。第二脉冲118b可以具有第二千伏(kV)值556和毫秒(ms)级的第二宽度值560。

在一个示例中，第一千伏(kV)值550可以是从大约90kV到大约120kV，诸如110kV；并且第二千伏(kV)值556可以是从大约70kV到大约90kV，诸如80KV。第一脉冲宽度554可以从大约5ms变化到大约15ms，例如10ms；而第二脉冲宽度560可以从大约10ms变化到大约20ms，例如15ms。

回到图8，在块502中，该方法可以获取用于第一脉冲118a和第二脉冲118b的检测器数据140。在块504中，该方法可以将信源36和检测器38移动预定量。在判定块506中，该方法可以确定是否已经为患者14获取足够的图像数据。在这点上，正如关于图6讨论的，该方法可以确定信源36/检测器38是否已经收集适当帧数的图像数据以能够成功地3D重构关心区域。

如果已经为患者14获取足够的图像数据，则该方法进行到块508。否则，该方法进行到块510。在块510中，该方法在循环到块500前等待预定的时间段以便余辉退却。

在这点上，由信源36发出的每个脉冲118在脉冲118已经发出后使检测器38发光一段时间("余辉(afterglow)")。在第一脉冲118a和第二脉冲118b具有相同的脉冲率(在相同的一段时间内具有相同的千伏和相同的毫安)的情形下，则与每个脉冲118a、118b关联的余辉是大致相同的，除了第一脉冲118a。因为余辉对于每个图像是相同的，余辉的影响可以在处理时从图像数据18除去，从而产生大体上不失真的图像数据18。然而，在第一脉冲118a和第二脉冲118b具有不同的脉冲率的情形下，与每个脉冲关联的余辉可以改变，并且因此余辉的影响不能轻易地从图像数据18除去。因此，通过在发出另一个第一脉冲118a和第二脉冲118b前等待预定的一段时间，检测器38可以停止发光，从而实质上降低全部的余辉的影响。简要地参考图9，利用附图标记562来示出发射另一个第一脉冲118a和第二脉冲118b之间的预定的时间段。

回到图8，在块508中，该方法可以编译检测器数据140。在块512中，该方法可以利用3D重构将检测器数据140重构为图像数据18。在块514中，该方法可以将图像数据18输出到显示装置32a。在判定块516中，该方法可以确定是否已经通过输入装置32c接收到断电请求。如果已经接收到断电请求，则该方法结束。否则，该方法进行到图5上的D。

因此，图像获取控制模块110可被用于通过成像系统16来优化图像数据18的获取。此外，通过使用户能够在选通图像获取、来自信源36的单个能量输出和双能量输出之间进行选择，图像获取可以适合于特定的患者14。特别地关于选通图像获取，为特定的生理事件选通图像获取的性能可以使用户能够在特定的阶段中查看所选择的关心器官。对于更宽脉冲宽度的低电流的单能量输出的使用使诸如与可移动手推车30关联的低功率生成器能够以与高功率稳定生成器相同的质量和分辨率来获取图像数据18。双能量输出的使用可以通过在不增加由患者14所接收的辐射剂量的情形下提供高分辨率成像来优化图像数据18的获取。此外，图像获取控制模块110可以在不需要独立的信源36、检测器38以及托台34的情形下来控制信源36发出双能量脉冲118。

虽然已经在说明书中描述并且在附图中示出了特定的示例，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离本教示的范围的情形下，可以做出各种改变并且它们的元件可以由等效物代替。此外，在本文中清楚地设想了各个示例之间的特征、元件和/或功能的混合和匹配，从而本领域技术人员根据本教示可以理解，除非以上另外地描述，一个示例的特征、元件和/或功能可以根据需要合并到另一个示例中。此外，不脱离本教示的基本范围的情况下，可以做出许多变型来将使特定的情况或者材料适应于本教示。因此，本教示不意在限于由附图示出的并且在说明书中描述的特定的示例，而且本教示的范围将包括落入上述描述内的任何实施例。

Claims (18)

1.一种用于图像获取优化的系统，包括：

托台，所述托台环状地包围对象的至少一部分；

信源，所述信源设置在所述托台内并且能够相对于所述托台移动，所述信源配置为(i)接收信源输出信号，并且(ii)响应于所述信源输出信号而发出至少一个X射线脉冲；

检测器，所述检测器设置在所述托台内并且能够相对于所述托台和所述信源移动，其中所述检测器配置为检测由所述信源发出的至少一个X射线脉冲；

检测器控制模块，所述检测器控制模块配置为基于所检测的至少一个X射线脉冲来设置检测器数据；以及

图像获取控制模块，所述图像获取控制模块配置为(i)设置用于所述信源的信源输出信号，(ii)接收所述检测器数据，以及(iii)基于所述检测器数据来重构图像数据，

其中所述信源配置为，

响应于指示所述信源提供具有两个脉冲的输出的信源输出信号，从所述信源发出第一脉冲和第二脉冲，以及

响应于指示所述信源提供单能量输出的信源输出信号，从所述信源发出第三脉冲，以及

其中所述至少一个X射线脉冲包括(i)所述第一脉冲和所述第二脉冲，或者(ii)所述第三脉冲。

2.如权利要求1所述的系统，其中：

所述第三脉冲具有在80kV和125kV之间的千伏值的电压幅值；

所述电压幅值在一段时间内从所述信源输出；以及

所述一段时间的长度在5ms和15ms之间。

3.如权利要求1所述的系统，其中：

所述第一脉冲具有第一脉冲率；以及

所述第二脉冲具有与所述第一脉冲率不同的第二脉冲率。

4.如权利要求1所述的系统，其中：

所述第一脉冲具有在100kV和120kV之间的第一电压幅值；

所述信源被配置为在第一时间段内输出所述第一电压幅值；

所述第一时间段的长度在5ms和15ms之间；

所述第二脉冲具有在70KV和90KV之间的第二电压幅值；

所述信源被配置为在第二时间段内输出所述第二电压幅值；以及

所述第二时间段的长度在10ms和20ms之间。

5.如权利要求1所述的系统，其中：

所述第一脉冲具有在90kV和120kV之间的第一电压幅值；

所述信源被配置为在第一时间段内输出所述第一电压幅值；

所述第一时间段的长度在5ms和15ms之间；

所述第二脉冲具有在70kV和90kV之间的第二电压幅值；

所述信源被配置为在第二时间段内输出所述第二电压幅值；以及

所述第二时间段的长度在10ms和20ms之间。

6.如权利要求1所述的系统，还包括配置为接收用户输入数据的至少一个输入装置，

其中所述图像获取控制模块被配置为基于所述用户输入数据来设置指示所述信源提供所述单能量输出和所述具有两个脉冲的输出中的一个的信源输出信号。

7.如权利要求1所述的系统，其中：

所述图像获取控制模块配置为确定所述信源是否提供选通输出、单能量输出或者双能量输出；以及

所述信源配置为，

响应于指示所述信源提供所述选通输出的信源输出信号，从所述信源发出所述第一脉冲和所述第二脉冲，其中所述第二脉冲在所述第一脉冲之后被生成，以及

响应于指示所述信源提供所述双能量输出的信源输出信号，从所述信源发出第四脉冲和第五脉冲，其中所述信源在发出所述第四脉冲的同时发出所述第五脉冲。

8.如权利要求7所述的系统，其中：

所述信源输出信号指示所述信源提供所述双能量输出；

所述第四脉冲在第一时间段内具有第一幅值；

所述第五脉冲在第二时间段内具有第二幅值；以及

所述第一时间段不同于所述第二时间段。

9.如权利要求8所述的系统，其中：

所述信源被配置为发出(i)在所述第四脉冲后的第六脉冲，以及(ii)在所述第五脉冲后的第七脉冲；以及

所述第四脉冲和所述第六脉冲之间的第三时间段的长度与所述第五脉冲和所述第七脉冲之间的第四时间段的长度不同。

10.如权利要求9所述的系统，其中：

所述第二时间段比所述第一时间段更长；以及

所述图像获取控制模块被配置为使所述信源延迟生成所述第六脉冲和所述第七脉冲直到在所述第五脉冲之后的至少预定时间段，以降低由所述第四脉冲和所述第五脉冲导致的所述检测器的余辉。

11.如权利要求9所述的系统，其中：

所述第二时间段比所述第一时间段更长；以及

所述信源被配置为在所述第五脉冲后的预定时间段发出所述第六脉冲和所述第七脉冲，以降低由所述第四脉冲和所述第五脉冲导致的所述检测器的余辉。

12.如权利要求7所述的系统，其中：

所述信源被配置为，响应于指示所述信源提供所述选通输出的信源输出信号，发出(i)在第一时间段内具有第一幅值的第一脉冲，并且(ii)在第二时间段内具有第二幅值的第二脉冲；

所述第一幅值大于所述第二幅值；以及

所述第一时间段小于所述第二时间段。

13.如权利要求7所述的系统，其中：

所述信源被配置为，响应于指示所述信源提供所述双能量输出的信源输出信号，发出(i)在第一时间段内具有第一幅值的第四脉冲，并且(ii)在第二时间段内具有第二幅值的第五脉冲；

所述第一幅值大于所述第二幅值；以及

所述第一时间段小于所述第二时间段。

14.如权利要求7所述的系统，其中：

所述信源被配置为，响应于指示所述信源提供所述选通输出的信源输出信号，发出(i)在第一时间段内具有第一幅值的第一脉冲，并且(ii)在第二时间段内具有第二幅值的第二脉冲；

所述第一幅值大于所述第二幅值；以及

所述第一时间段小于所述第二时间段；

所述信源被配置为，响应于指示所述信源提供所述单能量输出的信源输出信号，发出在第三时间段内具有第三幅值的第三脉冲；

所述信源被配置为，响应于指示所述信源提供所述双能量输出的信源输出信号，发出(i)在第四时间段内具有第四幅值的第四脉冲，并且(ii)在第五时间段内具有第五幅值的第五脉冲；

所述第四幅值大于所述第五幅值；以及

所述第四时间段小于所述第五时间段。

15.一种用于图像获取优化的方法，包括：

根据用户输入数据来确定信源是否提供具有两个脉冲的输出或者单能量输出，其中所述信源被设置在环状地包围对象的至少一部分的托台内并且能够相对于托台移动；

基于所述确定来生成用于所述信源的信源输出信号；

在所述信源处接收所述信源输出信号；

响应于指示所述信源提供所述具有两个脉冲的输出的信源输出信号，从所述信源发出第一X射线脉冲和第二X射线脉冲，以及

响应于指示所述信源提供所述单能量输出的信源输出信号，从所述信源发出第三X射线脉冲，以及

通过检测器来检测(i)所述第一X射线脉冲和所述第二X射线脉冲，或者(ii)所述第三X射线脉冲，其中所述检测器设置在所述托台内并且能够相对于所述托台和所述信源移动；

基于(i)所检测的第一X射线脉冲和所检测的第二X射线脉冲或者(ii)所检测的第三X射线脉冲来生成检测器数据；以及

基于所述检测器数据来重构图像。

16.如权利要求15所述的方法，还包括：

根据用户输入数据来确定所述信源是否提供选通输出、所述单能量输出或者双能量输出；

响应于指示所述信源提供所述选通输出的信源输出信号，从所述信源发出所述第一X射线脉冲和所述第二X射线脉冲，其中所述第二X射线脉冲在所述第一X射线脉冲之后被生成；以及

响应于指示所述信源提供所述双能量输出的信源输出信号，从所述信源发出第四X射线脉冲和第五X射线脉冲，其中所述信源在发出所述第五X射线脉冲的同时发出所述第四X射线脉冲。

17.如权利要求16所述的方法，还包括从所述信源发出(i)在所述第四X射线脉冲后的第六X射线脉冲，并且(ii)在所述第五X射线脉冲后的第七X射线脉冲，其中：

所述信源输出信号指示所述信源提供所述双能量输出；

所述第四X射线脉冲在第一时间段内具有第一幅值；

所述第五X射线脉冲在第二时间段内具有第二幅值；

所述第一时间段不同于所述第二时间段；以及

在所述第四X射线脉冲和所述第六X射线脉冲之间的第三时间段的长度与所述第五X射线脉冲和所述第七X射线脉冲之间的第四时间段的长度不同。

18.如权利要求16所述的方法，还包括：

响应于指示所述信源提供所述选通输出的信源输出信号，从所述信源发出(i)在第一时间段内具有第一幅值的第一脉冲，以及(ii)在第二时间段内具有第二幅值的第二脉冲，其中所述第一幅值大于所述第二幅值，并且其中所述第一时间段小于所述第二时间段；

响应于指示所述信源提供所述单能量输出的信源输出信号，从所述信源发出在第三时间段内具有第三幅值的第三脉冲；以及

响应于指示所述信源提供所述双能量输出的信源输出信号，从所述信源发出(i)在第四时间段内具有第四幅值的第四脉冲，以及(ii)在第五时间段内具有第五幅值的第五脉冲，其中所述第四幅值大于所述第五幅值，并且其中所述第四时间段小于所述第五时间段。