CN103764035B - 混合多行检测器和平板成像系统 - Google Patents

Abstract

提供一种用成像系统捕获受检者的图像数据的系统和方法。该系统可包括完全环形地包围受检者的至少一部分的机架，以及置于机架内的源。该源可响应于信号输出至少一个脉冲。该系统可包括位于机架内的多行检测器。多行检测器可与源对准，并且基于所检测到的至少一个信号来设置该多行检测器。该系统可包括置于该机架内的平板检测器。该平板检测器可与源对准，并且基于所检测到的至少一个信号来设置平板检测器。系统可包括图像捕获控制模块，该模块确定使用多行检测器和平板检测器中的哪一个。

Description

混合多行检测器和平板成像系统

技术领域

本公开涉及对受检者成像，且特定地涉及使用具有多行检测器和平板检测器的成像系统来生成受检者的图像。

背景技术

本部分提供与本公开有关的背景信息，不必定是现有技术。

诸如人类患者之类的受检者(subject)可选择或被要求进行外科手术来修正或加强的患者的解剖构造。解剖构造的增强可包括各种手术，诸如骨的移动或增强、可植入设备的插入、或其它合适的手术。外科医生可使用可由诸如磁共振成像(MRI)系统、计算机断层扫描(CT)系统、透视(如，C型臂成像系统)、或其它合适的成像系统之类的成像系统得到的患者图像，来对受检者执行手术。

患者的图像有助于外科医生执行手术，包括规划手术或执行手术。外科医生可选择表示患者的二维图像或三维图像。当执行手术时，通过允许外科医生在无需移除覆盖的组织(包括皮肤或肌肉组织)的情况下查看患者的解剖构造，这些图像可辅助外科医生用微创技术执行手术。

发明内容

本部分提供本公开的一般概览，且不是本公开的全部范围或所有特征的全面性公开。

根据各个实施例，提供了一种用成像系统来捕获受检者图像数据的系统。系统可包括完全环形地包围受检者的至少一部分的机架，以及置于机架内且相对于机架可移动的源。该源可响应于信号而输出至少一个脉冲。该系统可包括位于机架内和相对于机架可移动的多行检测器。可将该多行检测器放置为与该源对准，以检测由该源发射的至少一个脉冲，并且基于所检测到的至少一个信号来设置该多行检测器数据。该系统可包括置于机架内且相对于机架可移动的平板检测器。可使平板检测器放置为与该源对准，以检测由该源发射的至少一个脉冲，并且基于所检测到的至少一个信号来设置平板检测器数据。该系统可包括图像捕获控制模块，该模块设置该源的信号并确定使用多行检测器和平板检测器中的哪一个来检测由该源发射的至少一个脉冲。

进一步提供一种用成像系统捕获受检者的图像数据的方法。该方法可包括提供可用于完全环形地包围受检者的至少一部分的机架，该成像系统包括置于机架内并耦合到相对机架可移动的转子的源、多行检测器、以及平板检测器。该方法可包括接收至少一个用户输入，该用户输入提供用于捕获受检者的一部分的图像数据的请求，并且基于该用户输入来确定使用多行检测器和平板检测器中的哪一个来捕获图像数据。该方法还可包括移动多行检测器和平板检测器中被选中者与源对准，并且用该源输出至少一个脉冲。该方法可包括用多行检测器和平板检测器中被选中者接收该至少一个脉冲，并且基于检测器接收到的该至少一个脉冲来输出受检者的图像。

还提供了一种用成像系统捕获受检者的图像数据的方法。该方法可包括提供可用于完全环形地包围受检者的至少一部分的机架，该成像系统包括置于机架内并且耦合到相对机架可移动的转子的源、多行检测器、以及平板检测器。该方法可包括接收至少一个用户输入，该用户输入提供捕获受检者的一部分的图像数据的请求，并且基于该用户输入来确定使用高对比度图像捕获还是使用低对比度图像捕获来捕获该图像数据。该方法还可包括移动多行检测器与源对准而执行低对比度图像捕获，以及移动平板检测器与源对准而执行高对比度图像捕获。该方法可包括用该源输出至少一个脉冲，并且用多行检测器和平板检测器中被选中者接收该至少一个脉冲。该方法还可包括基于检测器接收到的至少一个脉冲来重建受检者的图像，并把重建的受检者图像显示在显示器上。

从此处提供的描述中，进一步的应用领域会变得显而易见。本概要中的描述和特定示例示例仅是说明性目的，而并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

此处描述的附图仅作为所选实施例而非全部可能的实现，且不旨在限制本公开的范围。

图1是根据各个实施例的、包括多行检测器和平板检测器的、手术室中的示例性成像系统的环境图；

图2是与图1的成像系统一起使用的示例性计算系统的示意图；

图3A是根据第一示例性配置的、包括多行检测器和平板检测器的、图1的成像系统的机架的示意图；

图3B是根据第二示例性配置的、包括多行检测器和平板检测器的、图1的成像系统的机架的示意图；

图4A是与多行检测器对准的、图1的成像系统的源的示意图；

图4B是与平板检测器对准的、图1的成像系统的源的示意图；

图5是示出用于实现根据各个实施例的图像捕获控制模块的系统的简化框图；

图6是示出由图5的图像捕获控制模块执行的示例性控制系统的数据流图；

图7是示出由图像捕获控制模块执行的示例性方法的流程图；以及

图8是示例性成像系统的示意图，该系统包括与多行检测器对准的第一源以及与平板检测器对准的第二源。

具体实施方式

实质上，下述描述只是示例性的。应该理解，在整个附图中，相应的参考标记表示相似的或相应的部件和特性。如上所述，本教示涉及成像设备，诸如在美国Louisville，CO具有商业地位的MedtronicNavigation有限公司销售的O型臂成像系统。然而，应该注意，本教示可应用于任何合适的成像设备，诸如C型臂成像系统。此外，如这里所使用的，术语“模块”是指计算设备可访问的计算机可读介质、专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或成组的)和存储器、组合的逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其它合适的软件、固件程序、或组件。

参考图1，在手术室或手术房间10中，诸如用户12之类的用户可对患者14进行手术。在进行手术时，用户12可使用成像系统16来捕获患者14的图像数据用于进行手术。所捕获的患者14的图像数据可包括用X-射线成像系统(包括这里所公开的那些)捕获的二-维(2D)投影。然而，要理解，还可生成体积模型的2D正向投影，也如这里所公开的那样。

在一个示例中，可使用所捕获的图像数据来生成模型。该模型可以是基于使用包括代数迭代技术之类的各种技术捕获的图像数据所生成的三-维(3D)体积模型，也如这里进一步讨论的那样。可在显示设备20上显示所显示的图像数据18，且此外，可在与成像计算系统32相关联的显示设备32a上显示图像数据18，如这里下面更详细地讨论。所显示的图像数据18可以是2D图像、3D图像、或时间变化的四维图像。所显示的图像数据18还可包括捕获的图像数据、生成的图像数据、两者、或两种类型图像数据的合并。

要理解，可捕获患者14的所捕获的图像数据作为2D投影，例如，用X-射线成像系统。然后可使用2D投影来重建患者14的3D体积图像数据。同样，可从3D体积图像数据中生成理论的或正向的2D投影。因此，要理解，图像数据可以是2D投影或3D投影的一个或两者。

显示设备20可以是计算系统22的一部分。计算系统22可包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是计算系统22可访问的任何可用的介质，并且可包括易失性和非-易失性介质、以及可移动和不可移动介质两者。作为示例，并非限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。存储介质包括，但是不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存、或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、或其它光盘存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器、或其它磁存储器件、或可用来存储计算机可读指令、软件、数据结构、程序模块与其它数据且计算系统22可访问的任何其它介质。可直接访问计算机可读介质，或通过诸如因特网之类的网络来访问计算机可读介质。

在一个示例中，计算系统22可包括诸如键盘之类的输入设备24、以及可与计算系统22结合在一起的一个或多个处理器26(一个或多个处理器可包括多-处理核处理器、微处理器等)。输入设备24可包括能使用户与计算系统22接口的任何合适设备，诸如触摸垫、触摸笔、触摸屏、键盘、鼠标、摇杆、跟踪球、无线鼠标、音频控制、或它们的组合。此外，尽管这里描述和示出计算系统22为包括与显示设备20分立的输入设备24，但是计算系统22可包括触摸垫、或平板计算设备，且此外，计算系统22可结合在成像计算系统32中或是与成像系统16相关联的成像计算系统32的一部分。可在计算系统22和显示设备20之间提供用于数据通信的连接28，以允许驱动显示设备20来示出图像数据18。

成像系统16可包括在美国Louisville，CO具有商业地位的MedtronicNavigation有限公司销售的O型臂成像系统。在2009年5月13日提交的、题为“SystemAndMethodForAutomaticRegistrationBetweenAnImageAndASubject(用于在图像和受检者之间自动登记的系统与方法)”的美国专利申请12/465,206、美国专利公开号2010-0290690中还描述了在选中手术期间使用的包括O型臂成像系统或其它合适的成像系统的成像系统16，通过引用将该专利结合至此。可在美国专利7,188,988、7,108,421、7,106,825、7,001,045、和6,940,941中找到关于O型臂成像系统或其它合适的成像系统的附加描述，这些专利的每一个通过引用结合至此。

O型臂成像系统16可包括移动推车30，移动推车30包括成像计算系统32和成像机架34，在成像机架34内放置了源36、准直器37、多行检测器38、平板检测器40、以及转子42。参考图1，移动推车30可从一个手术室或房间移动到另一个，且机架34相对于移动推车30可移动，如这里进一步讨论地。这允许成像系统16移动从而可用在多个位置处和多个手术中而无需专用于固定的成像系统的资金或空间。

继续参考图1，机架34可定义成像系统16的等中心。在这个方面，通过机架34的中心线C1可定义成像系统16的等中心或中心。一般而言，可沿机架34的中心线C1放置患者14，以致患者14的纵轴可与成像系统16的等中心对准。

参考图2，提供了示出成像计算系统32的示例性实施例的图，其中一些或所有的组件可结合与本公开的教示一起使用。成像计算系统32可包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是成像计算系统32可访问的任何可用的介质，并且包括易失性和非-易失性介质、可移动和不可移动介质两者。作为示例，而非限制，计算机可读介质可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、闪存、或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、或其它光盘存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器、或其它磁存储器件、或可用来存储计算机可读指令、软件、数据结构、程序模块与其它数据且成像计算系统32可访问的何其它介质。可直接访问计算机可读介质，或通过诸如因特网之类的网络访问计算机可读介质。

在一个示例中，成像计算系统32包括显示设备32a和系统单元32b。如所示，显示设备32a可包括计算机视频屏幕或监视器。成像计算系统32还可包括至少一个输入设备32c。如100处的分解图所示，系统单元32b包括处理器102和可包括软件106和数据108的存储器104。

在这个示例中，至少一个输入设备32c包括键盘。然而，应该理解，至少一个输入设备32c可包括能使用户与成像计算系统32接口的任何合适的设备，诸如触摸垫、触摸笔、触摸屏、键盘、鼠标、摇杆、跟踪球、无线鼠标、音频控制、或它们的组合。此外，尽管这里描述和示出成像计算系统32为包括具有显示设备32a的系统单元32b，成像计算系统32可包括触摸垫或平板计算设备或可使用显示设备20。

如将关于图5-7所讨论地，成像计算系统32可独立地控制多行检测器38、平板检测器40、和转子42的移动、放置、和调节，从而能经由图像捕获控制模块110启动图像数据捕获，可把图像数据的每一个都存储在存储器104中且可由处理器102访问。可在处理器102和显示设备32a之间提供用于数据通信的连接，以允许驱动显示设备32a而示出图像数据18。

简而言之，参考图1和3-4B，源36可发射X-射线通过患者14，这将由多行检测器38或平板检测器40所检测到。本领域技术人员会理解，源36所发射的X-射线可由准直器37成形并发射，以供多行检测器38检测(图4A)或平板检测器40检测(图4B)。如一般已知地，准直器37可使源36发射的X-射线成形。由于可准直器37可商用地获得为美国，CO，CollimateEngineeringOfWheatRidge销售的紧凑型方形场准直器，并且包括有美国Louisville，CO的MedtronicNavigation(美敦力导航)有限公司销售的O型臂成像系统，此处对准直器37不再进行详细讨论。然而，简而言之，准直器37可包括一个或多个叶片，可控制这些叶片来使得源36发射的X-射线成形。如所讨论地，可使用准直器37使由源36发射的X-射线成形为与多行检测器38和平板检测器40中被选中者的形状对应的光束。可选择多行检测器38来捕获解剖结构的低对比度区域(诸如软组织区域)的图像数据。可选择平板检测器40来捕获解剖结构的高对比度区域(诸如骨)的图像数据。源36、准直器37、多行检测器38和平板检测器40可各自耦合至转子42。

一般而言，可把多行检测器38和平板检测器40耦合至转子42，以使与机架34中的源36和准直器37直径相对，且多行检测器38和平板检测器40能相对于彼此独立地移动以与源36和准直器37对准，以便执行期望的成像操作。在一个示例中，可将多行检测器38放置为使得平板检测器40可与多行检测器38相邻(图3A)。在一个可选示例中，当期望用平板检测器40捕获图像时，可挪开多行检测器38使平板检测器40与源36对准。在另一个示例中，可挪开平板检测器40来放置多行检测器38(图3B)。作为进一步的可选示例，多行检测器38和平板检测器40各自可分离地移动，从而对于期望的成像步骤，可使选中的多行检测器38或平板检测器40与源36和准直器37对准。一般而言，当多行检测器38和平板检测器40中被选中者与源36和准直器37基本上相对或与源36和准直器37相差180度时，多行检测器38和平板检测器40中被选中者可与源36和准直器37对准。

参考图1，当使源36、准直器37、多行检测器38、和平板检测器40耦合至转子42时，源36、准直器37、多行检测器38、和平板检测器40在机架34中围绕患者14可移动。因此，通常在箭头39所示的方向上，多行检测器38和平板检测器40可围绕患者14进行360°旋转地移动，且源36和准直器37可与多行检测器38和平板检测器40中的至少一个协同移动，以使源36和准直器37大致间隔180°，并且与多行检测器38和平板检测器40中的至少一个相对。

通常，在箭头41的方向上，相对于被置于患者支持物或桌子15上的患者14，机架34可等轴地摆动(sway)或摇摆(swing)(下文称为等距摆(iso-sway))。机架34还可相对于患者14倾斜，如箭头43所示，沿线44相对于患者14和移动推车30纵向移动，可沿线46相对于移动推车30且横向于患者14一般地向上和向下移动，并且在箭头48的方向上相对于患者14一般垂直地移动，以允许相对于患者14来放置源36、准直器37、多行检测器38、和平板检测器40。

成像计算系统32可精确地控制O型臂成像系统16，来相对于患者14移动源36、准直器37、多行检测器38、和平板检测器40，从而生成患者14的精确的图像数据。此外，成像系统16可经由连接50(可包括从成像系统16到处理器26的有线或无线连接或物理介质传送)与处理器26连接。因此，还可把由成像系统16收集的图像数据从成像计算系统32传送到计算系统22，用于导航、显示、重建等。

简而言之，继续参考图1，根据各个实施例，可与非导航手术或导航手术一起使用成像系统16。在导航手术中，可使用包括光学定位器60或电磁定位器62中之一或两者的定位器，来在相对于患者14的导航域中生成场或接收或发送信号。如果期望，与执行导航手术相关联的部件可结合到成像系统16内。可把相对于患者14的导航空间或导航域注册到图像数据18中，以允许对在导航域中定义的导航空间以及由图像数据18定义的图像空间进行注册。可把患者跟踪器或动态参考框架64连接至患者14，以允许患者14对于图像数据18的动态注册和注册的维护。

然后可相对于患者14跟踪仪器66，以允许导航手术。仪器66可包括光学跟踪设备68和/或电磁跟踪设备70，以允许跟踪具有光学定位器60或电磁定位器62中之一或两者的仪器66。仪器66可包括具有导航接口设备74的通信线72，可与电磁定位器62和/或光学定位器60通信。分别使用通信线72、78，导航接口设备74就可用通信线80与处理器26通信。可理解，任何连接或通信线28、50、76、78、或80可以是有线的、无线的、物理介质传输或移动、或任何其它合适的通信。无论如何，合适的通信系统可配备相应的定位器，允许相对于患者14跟踪仪器66，从而允许相对于图像数据18示出仪器66的跟踪位置，以便执行手术。

可理解，仪器66可以是介入仪器和/或植入物。植入物可包括心室或血管支架、脊柱植入物、神经支架等。仪器66可以是介入仪器，诸如深部脑或神经刺激器、射频消融设备、或其它合适的仪器。跟踪仪器66允许使用注册的图像数据18且在不直接查看患者14中的仪器66的情况下，查看仪器66相对于患者14的位置。例如，可将仪器66图形化地示出为叠加在图像数据18上的图标。

此外，成像系统16可包括用各自的光学定位器60或电磁定位器62进行跟踪的诸如光学跟踪设备82或电磁跟踪设备84之类的跟踪设备。跟踪设备82、84可直接与源36、多行检测器38、平板检测器40、转子42、机架34、或成像系统16的其它合适部件相关联，以确定源36、多行检测器38、平板检测器40、转子42、和/或机架34相对于选中的参考框架的定位或位置。如所示，跟踪设备82、84可位于机架34的外壳的外部。因此，可相对于患者14跟踪成像系统16，因此仪器66可允许患者14相对于图像数据18的初始注册、自动注册、或继续注册。在上文结合的、2009年5月13日提交的、美国专利申请No.12/465,206中讨论了注册和导航手术。

参考图5，简化框图示意性地示出用于实现根据各个实施例的图像捕获控制模块110的示例性系统114。在一个示例中，可由成像系统16的图像计算系统32实现该图像捕获控制模块。图像捕获控制模块110可包括图像控制模块116和移动控制模块118。

图像控制模块116可接收来自输入设备32c的用户输入数据120，并且可把图像数据18输出到显示设备32a。注意，尽管这里示出和描述显示设备为包括显示设备32a时，成像计算系统32可把图像数据18输出到显示设备20。用户输入数据120可包括捕获患者14的图像数据的请求，如此处将讨论的那样。基于用户输入数据120，图像控制模块116可对移动控制模块118设置检测器信号122和运动信号124。检测器信号122可包括用于图像捕获的选中的检测器，而运动信号124可包括转子42移动从而捕获图像数据的运动曲线。图像控制模块116还可向源36发送源信号126。源信号126可包括使源36输出或发射至少一个或多个X-射线脉冲128的信号。图像控制模块116还可把准直信号123发送到准直器37。准直信号123可包括表示一个或多个准直的X-射线脉冲129的所选形状的信号。准直的X-射线脉冲129的所选形状可对应于多行检测器38和平板检测器40中被选中者。在这个方面，如果选中多行检测器38，则由准直器37定形准直X-射线脉冲129与多行检测器38的形状匹配。如果选中平板检测器40，则由准直器37定形准直X-射线脉冲129的形状与平板检测器40的形状匹配。

图像控制模块116还可接收多行检测器信号130作为输入，该信号可包括由多行检测器38检测到的一个或多个准直的X-射线脉冲129。图像控制模块116可接收平板检测器信号132作为输入，该信号可包括由平板检测器40检测到的一个或多个准直的X-射线脉冲129。基于接收到的准直的X-射线脉冲129，图像控制模块116可生成图像数据18。

在一个示例中，图像数据18可包括单个2D图像。在另一个示例中，图像控制模块116可执行患者14的感兴趣区域的初始三维模型的自动重建。可以任何合适的方式执行三维模型的自动重建，诸如使用进行最优化的代数技术。合适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)、和总变差最小化。基于2D投影执行3D体积重建的应用允许有效的和完整的体积重建。

一般而言，代数技术可包括迭代过程，以执行患者14的重建用于显示为图像数据18。例如，可迭代地改变纯粹的或理论的图像数据投影(诸如基于“理论”患者的图谱或程式化模型的、或从中生成的那些)直到理论投影图像与患者14的捕获的2D投影图像数据匹配。然后，可适当地改变程式化模型作为所选择的患者14的捕获的2D投影图像数据的3D体积重建模型，并且可在诸如，导航、诊断、或规划之类的外科干预中使用该程式化模型。在这个方面，程式化模型可提供关于患者14的解剖结构的附加细节，这能使用户更有效地规划外科干预。理论模型可与理论图像数据相关联以重建理论模型。以此方式，可基于用成像系统16捕获的患者14的图像数据来构造模型或图像数据18。图像控制模块116可把图像数据18输出到显示设备32a。

移动控制模块118可接收来自图像控制模块116的检测器信号122和运动信号124作为输入。基于来自图像控制模块116的检测器信号122，移动控制模块118可设置移动信号134以移动多行检测器38或平板检测器40中被选中者使之与源36和准直器37对准。基于运动信号124，移动控制模块118还可设置移动信号136使转子42移动或使转子42相对于患者14在机架34中旋转。一般而言，转子42可移动源36、准直器37、多行检测器38、和平板检测器40使之在机架34中围绕患者14的纵轴转动360°。可使源36、准直器37、多行检测器38、和平板检测器40围绕患者14的移动最优化，以允许成像系统16在相对于患者14的多个所选择位置和取向处捕获图像数据。

在这个方面，通过源36、多行检测器38、和平板检测器40围绕患者14的基本环形或360°取向的移动，可捕获2D投影图像数据。同样，由于机架34的运动，源36、多行检测器38、和平板检测器40永远不需以纯圆移动，而是围绕或相对于患者14按螺旋线或其它旋转移动而移动。这可减少患者暴露于辐射。

同样，基于成像系统16(诸如机架34)的移动，路径实质上可是不对称的和/或非线性的。换言之，在遵循最优路径的情况下，路径不必连续，其中机架34可停止、从机架34刚过来的方向移动回去(例如，振荡)等。因此，源36、准直器37、多行检测器38、和平板检测器40永远不需围绕患者14行进完整的360°，因为机架34可倾斜或移动，并且源36、准直器37、多行检测器38、和平板检测器40可停止和以它已经通过的方向移动回去。

参考图6，数据流图示出可嵌入图像捕获控制模块110中的图像控制系统的各个组件。图像捕获控制模块110可控制成像系统16以生成显示在显示设备32a和/或显示设备20上的图像数据18。根据本公开的图像捕获控制系统的各个实施例可包括嵌入在图像捕获控制模块110内的任何数量的子模块。可组合所示出的子模块和/或进一步划分所示出的子模块而类似地生成图像数据18。此外，图像捕获控制模块110可包括一个或多个软件模块，这些模块以运行在处理器102上的非瞬态、机器可读代码具体化。从输入设备32c、输入设备24、或甚至从计算系统22或成像计算系统32内的其它控制模块(未示出)接收系统输入，和/或由图像捕获控制模块110(未示出)中其它子模块(未示出)可确定接收系统的输入。

继续参考图6，图像捕获控制模块110可包括图像控制模块116、移动控制模块118、源控制模块140、准直器控制模块141、多行控制模块142、平板控制模块144、以及转子控制模块145。图像控制模块116可接收用户输入数据120作为输入。用户输入数据120可包括从输入设备32c或输入设备24接收到的输入。用户输入数据120可包括对于成像系统16捕获患者14的图像数据的请求，并且可包括关于患者14的感兴趣区域是高对比度区域(如，骨组织)还是低对比度区域(如，软组织)的信息。在一个示例中，用户输入数据120可包括在解剖学上感兴趣的区域，并且图像控制模块116可基于感兴趣区域来自动地确定使用多行检测器38还是平板检测器40。例如，用户可采用多行检测器38来捕获软组织的图像，并且采用平板检测器40来捕获骨组织的图像。

基于用户输入数据120，图像控制模块116可设置源控制模块140的源数据148，并且可设置移动控制模块118的检测器类型数据150。图像控制模块116还可设置移动控制模块118的运动曲线数据152以及准直器控制模块141的准直器数据153。源数据148可包括输出X-射线脉冲128的信号，或使成像系统16断电的信号。检测器类型数据150可包括用于捕获数据的多行检测器38和平板检测器40中的被选中者。运动曲线数据152可包括机架34中转子42期望的移动曲线。准直器数据153可包括使X-射线脉冲128定形为准直的X-射线脉冲129的信号，从而与多行检测器38和平板检测器40中被选中者匹配。

图像控制模块116还可接收多行检测器数据154和平板检测器数据156作为输入。多行检测器数据154可包括来自由多行检测器38接收到的准直的X-射线脉冲129的能量。平板检测器数据156可包括来自由平板检测器40接收到的准直的X-射线脉冲129的能量。基于多行检测器数据154和平板检测器数据156，图像控制模块116可生成图像数据18，并且可把图像数据18输出到显示设备32a或显示设备20。

移动控制模块118可接收检测器类型数据150和运动曲线数据152作为输入。基于检测器类型数据150，移动控制模块118可设置平板移动数据158或多行移动数据160。平板移动移动数据158可包括多行检测器38要移动至的期望位置，从而与源36和准直器37对准。多行移动数据160可包括多行检测器38要移动至的期望位置，从而与源36和准直器37对准。应该注意，这个数据流只是示例性的，且如果期望，多行检测器38和平板检测器40中只有一个可相对于另一个移动。

基于运动曲线数据152，移动控制模块118可设置转子控制模块145的转子移动数据162。转子移动数据162可包括转子42在机架34中移动的期望移动曲线，能进行图像数据的捕获。

继续参考图6，源控制模块140可接收来自图像控制模块116的源数据148作为输入。基于源数据148，源36可设置准直器控制模块141的脉冲数据146。脉冲数据146可包括至少一个X-射线脉冲128。

准直器控制模块141可接收来自图像控制模块116的准直器数据153以及来自源控制模块140的脉冲数据146作为输入。基于准直器数据153，准直器37可定形脉冲数据146，并且输出多行检测器38和平板检测器40中被选中者的准直脉冲数据149。准直的脉冲数据149可包括至少一个准直的X-射线脉冲129。

多行控制模块142可接收多行移动数据160和准直的脉冲数据149作为输入。基于多行移动数据160，多行检测器38可移动为与源36对准。基于接收到的脉冲数据146，多行控制模块142可设置图像控制模块116的多行检测器数据154。

平板控制模块144可接收平板移动数据158和准直的脉冲数据149作为输入。基于平板移动数据158，平板检测器40可移动至与源36对准。根据接收到的脉冲数据146，平板控制模块144可设置图像控制模块116的平板检测器数据156。

转子控制模块145可接收转子移动数据162作为输入。根据转子移动数据162，转子42可在机架34中移动到期望位置从而捕获图像数据。

现在参考图7，流程图示出图像捕获控制模块110执行的示例性方法。应该注意，这里描述的流程图只是示例性的，因为成像系统16可处于任何要求的或用户请求的方式。继续参考图7，在判定框200处，该方法确定是否已经经由输入设备32c接收到启动请求信号。如果没有接收到，则该方法循环。否则，该方法转到框202。

在判定框202处，该方法确定是否已经指定要图像捕获的患者区域。例如，用户输入数据120可包括对于收集关于患者脊柱的一部分的图像数据的请求。在另一个示例中，用户输入数据120可包括对于收集关于患者心脏的图像数据的请求。如果指定患者的区域，则该方法进行到框204。否则，该方法进行到判定框206。在框204处，该方法可确定采用多行检测器38和平板检测器40中的哪一个来捕获所请求的图像数据。例如，可采用多行检测器38来捕获软组织的图像，并且可采用平板检测器40来捕获骨组织的图像。然后，该方法进行到框210。

在判定框206处，该方法确定是否已经指定检测器的类型。例如，如果用户输入数据120包括使用多行检测器38或平板检测器40的请求。如果尚未指定检测器的类型，则该方法在框208处标记错误，并且转到判定框202以请求用户输入患者的区域。否则，如果已经指定检测器的类型，则该方法转到框210。

在框210处，该方法使多行检测器38和平板检测器40中被选中者与源36和准直器37对准。例如，如果选中多行检测器38，则可使多行检测器38与源36和准直器37对准，以使多行检测器38与源36和准直器37相对，如图4A所示。如果选中平板检测器40，则可使平板检测器40与源36和准直器37对准，以使平板检测器40与源36和准直器37相对，如图4B所示。

返回参考图7，在框211处，该方法可基于多行检测器38和平板检测器40中被选中者来调节准直器37，以使准直的X-射线脉冲129可与多行检测器38和平板检测器40中被选中者匹配。然后，在框212处，该方法可确定捕获图像数据的运动曲线。运动曲线可包括转子42在机架34中行进以捕获图像数据的路径或图案。例如，为了捕获脊柱的图像，机架34可轴向运动和沿着脊柱移动以便捕获3D重建的脊柱的图像。在框214处，该方法可沿运动曲线捕获图像数据。在框216处，该方法基于捕获的图像数据来重建3D体积图像数据18，并且在框218处可把图像数据18输出到显示设备32a或显示设备20。应该理解，框216只是示例性的，因为如果期望的话，该方法可简单地在显示设备32a或显示设备20上输出作为2D图像的图像数据而无需重建三-维图像。

在判定框220处，该方法可确定用户12是否经由输入设备32c请求附加图像。如果请求附加图像，则该方法可行进到判定框202。否则，该方法行进到判定框222。在判定框222处，该方法可确定是否已经经由输入设备32c接收到断电请求。如果已经接收到断电请求，则该方法可结束。否则，该方法可转到判定框220。

因此，可使用图像捕获控制模块110来使用户能够捕获患者解剖结构的各个部分(包括软组织和硬或骨组织)的图像。在成像系统16的单个机架34内使用多行检测器38和平板检测器40两者，使用单个便携式设备捕获各种图像成为可能。可控制准直器37以使源36发射的X-射线的形状对应于多行检测器38和平板检测器40中被选中者，这可改进图像捕获。通过在单个设备中采用高对比度和低对比度成像能力两者，患者不必在不同的成像设备之间移动，并且可在单次手术中实现成像。

尽管已经在说明书中描述和附图中示出特定示例，本领域普通技术人员会理解，可对其中的元素作出各种改变和可用等效物来替代而不偏离本教示的范围。此外，此处可明确地构想各个示例之间的特征、元素、和/或功能的混合和匹配，以使本领域普通技术人员可从本教示理解到，除非另行描述上述一个示例的特征、元素和/或功能可按需结合到另一个示例中。此外，对本教示可作出许多修改来适应特定情况或材料而不偏离其本质范围。因此，旨在不使本教示受限于附图示出的和说明书描述的特定的示例，而本教示的范围将包括落在上述说明中的任何实施例。

例如，尽管这里已经描述成像系统16具有与多行检测器38和平板检测器40直径相对的单个源36，本领域技术人员会理解，从广义方面来说，可稍微不同地构建本公开。在这个方面，参考图8，成像系统可包括两个源36a、36b，一个源被放置为与多行检测器38直径相对且一个源放置为与平板检测器40直径相对。源36a、36b可被放置为彼此相隔约90°，并且多行检测器38和平板检测器40可被放置为彼此相隔约90°。

Claims (21)

1.一种用成像系统来捕获受检者图像数据的系统，包括：

完全环形地包围受检者的至少一部分的机架；

源，置于所述机架内且相对于所述机架可移动，所述源响应于信号来输出至少一个脉冲；

多行检测器，置于所述机架内且相对于所述机架可移动，所述多行检测器可被放置为与所述源对准，以检测由所述源发射的所述至少一个脉冲，并且基于检测到的至少一个信号来设置多行检测器数据；

平板检测器，置于所述机架内且相对于所述机架可移动，所述平板检测器可被放置为与所述源对准，以检测由所述源发射的所述至少一个脉冲，并且基于检测到的至少一个信号来设置平板检测器数据；以及

图像捕获控制模块，设置所述源的信号且确定使用所述多行检测器和所述平板检测器中的哪一个来检测由所述源发射的所述至少一个脉冲，其中所述多行检测器用于执行低对比度图像捕获，且所述平板检测器用于执行高对比度图像捕获。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像捕获控制模块还包括：

图像控制模块，设置所述源的信号且接收所述多行检测器数据和平板检测器数据，所述图像控制模块用于基于所述多行检测器数据和平板检测器数据来重建图像数据。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像控制模块接收用户输入数据，并且基于所述用户输入数据来确定使用所述多行检测器和所述平板检测器中的哪一个。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述用户输入数据还包括图像捕获的患者区域或用于图像捕获的检测器类型。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像捕获控制模块还包括：

移动控制模块，所述移动控制模块基于所述多行检测器或平板检测器中所确定者来设置移动信号，以将所述多行检测器或平板检测器移动为与所述源对准。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述平板检测器相对于所述多行检测器可移动。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述平板检测器可移动为，挪开所述多行检测器，从而将所述平板检测器放置为与所述源对准。

8.如权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括显示器，其中图像捕获控制模块把重建的图像数据输出到所述显示器。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在移动推车上安装所述机架、源、多行检测器、和平板检测器。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述源、多行检测器、和平板检测器耦合至位于机架内且相对于所述机架可移动的转子。

11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

耦合到所述成像系统的一部分的至少一个跟踪设备；以及

导航系统，跟踪所述跟踪设备以确定所述成像系统的一部分的位置。

12.一种用成像系统捕获受检者的图像数据的方法，包括：

提供一个机架，所述机架用于完全环形地包围受检者的至少一部分，所述成像系统包括位于所述机架内且耦合至相对于所述机架可移动的转子的源、多行检测器、以及平板检测器；

接收至少一个用户输入，所述用户输入提供捕获受检者的一部分的图像数据的请求；

基于所述用户输入，确定使用所述多行检测器和所述平板检测器中的哪一个来捕获图像数据；

移动所述多行检测器和所述平板检测器中被选中者使之与所述源对准，其中所述多行检测器用于执行低对比度图像捕获，且所述平板检测器用于执行高对比度图像捕获；

用所述源输出至少一个脉冲；

用所述多行检测器和所述平板检测器中被选中者接收至少一个脉冲，以及

基于所述检测器接收到的至少一个脉冲来输出受检者的图像。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，输出受检者的图像还包括：

在显示器上显示受检者的图像。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，输出受检者的图像还包括：

基于所述检测器接收到的至少一个脉冲，来重建受检者的图像；以及

在显示器上显示受检者的重建的图像。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，移动所述多行检测器和所述平板检测器中被选中者与所述源对准还包括：

相对于所述多行检测器和所述平板检测器中之一移动所述多行检测器和所述平板检测器中的另一个。

16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，移动所述多行检测器和所述平板检测器中被选中者与所述源对准还包括：

当选中所述平板检测器时，移动所述平板检测器、挪开所述多行检测器。

17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，基于所述用户输入，确定使用所述多行检测器和所述平板检测器中的哪一个来捕获图像数据还包括：

确定使用所述多行检测器来捕获受检者的低对比度区域的图像数据；以及

确定使用所述平板检测器来捕获受检者的高对比度区域的图像数据。

18.一种用成像系统捕获受检者的图像数据的方法，包括：

提供可用于完全环形地包围受检者的至少一部分的机架，所述成像系统包括位于所述机架内且耦合至相对于所述机架可移动的转子的源、多行检测器、以及平板检测器；

接收至少一个用户输入，提供捕获受检者的一部分的图像数据的请求；

基于所述用户输入，来确定使用高对比度图像捕获还是使用低对比度图像捕获来捕获图像数据；

移动所述多行检测器与所述源对准而执行所述低对比度图像捕获；

移动所述平板检测器与所述源对准而执行所述高对比度图像捕获；

用所述源输出至少一个脉冲；

用所述多行检测器和所述平板检测器中被选中者接收所述至少一个脉冲；

基于所述检测器接收到的所述至少一个脉冲来重建受检者的图像；以及

把受检者的重建的图像显示在显示器上。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，提供所述机架还包括：

仅提供一个机架来完全环形地包围位于所述机架内的受检者的至少一部分、所述源、所述多行检测器、和所述平板检测器，所述多行检测器和所述平板检测器相对于彼此可移动为与所述源对准。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，移动所述平板检测器与所述源对准以执行所述高对比度图像捕获还包括：

移动所述平板检测器、挪开所述多行检测器，从而将所述平板检测器放置为与所述源对准。

21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，基于所述用户输入来确定使用所述高对比度图像捕获还是使用所述低对比度图像捕获来捕获图像数据还包括：

基于图像捕获的受检者区域来确定使用高对比度图像捕获还是低对比度图像捕获；或

基于用户输入数据中由用户选择的检测器类型，来确定使用高对比度图像捕获还是低对比度图像捕获。