CN104619254A - 可移动x射线成像系统的基于相机的视觉调整 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及对可移动X射线成像系统的调整。为了在降低的硬件需要的情况下提供对可移动X射线成像系统的便利的对准和定位并且允许直观的操作，提供了一种用于使感兴趣对象与X射线成像布置相对于彼此对准的可移动X射线成像系。所述系统包括：X射线成像布置(12)，所述X射线成像布置具有X射线源(14)和X射线探测器(16)；至少一个相机(18)；数据处理器(20)；以及显示器(22)。所述至少一个相机：i)或者附接到所述X射线成像布置，或者ii)能够附接到所述感兴趣对象。所述至少一个相机被配置为提供至少一个参考点的第一图像。所述数据处理器被配置为将所述第一图像与所述感兴趣对象的第一X射线图像的与所述对象有关的第一投影参数相关。所述投影参数涉及不同自由度并且包括以下组中的至少一个：空间投影位置、到所述对象的距离、观察方向或投影角、以及视场。为了以与所述第一X射线图像的所述第一投影参数符合的投影采集至少一个另外的X射线图像，所述显示器被配置为至少显示至少部分叠加有由所述至少一个相机提供的实际图像的所述第一图像中的所述至少一个参考点的图形表示，以在中间移位之后引导所述X射线源和/或所述X射线探测器与所述对象相对于彼此的对准移动。
Description
技术领域
本发明涉及对可移动X射线成像系统的调整，并且具体而言涉及用于使感兴趣对象与X射线成像布置相对于彼此对准的可移动X射线成像系统，用于在X射线成像中的对准的方法，以及计算机程序单元和计算机可读介质。
背景技术
在可移动X射线成像系统中，例如可移动C型臂中，对于优化图像质量而言并且还对于易用性而言，定位是重要的。作为范例，在操作或介入期间，出于不同目的，能够至少部分移动X射线成像系统。例如，荧光透视投影图像被采集，并且之后X射线成像系统移动到不同位置，以便为操作流程提供自由空间。X射线成像系统还可移动到不同位置，以从不同方向采集不同图像。在操作之后或期间，采集相同感兴趣区域的进一步的图像还能够是必须的，优选的在至少相似的观察位置中。因此，可移动X射线布置再一次被移动到初始位置。作为范例，这尤其在较长的操作中可能出现多次。为了能够获得相同或至少近似相同的位置，使用外部位置追踪，例如在US 7766548中所描述。然而，已经示出，外部位置追踪设备意味着额外的装备成本以及手术室中的增加的装备杂乱，并且有时甚至对工作流程具有限制。此外，也使用了集成传感器。然而，集成传感器也意味着额外的成本并且需要操作者的注意力以及针对对准和定位的知识。
发明内容
因此，需要在降低的硬件需要的情况下提供对可移动X射线成像系统的便利的对准和定位，从而允许直观的操作。
本发明的目的通过独立权利要求的主题解决，其中，从属权利要求中并入了进一步的实施例。
应当注意，本发明的下述方面也应用于：用于使感兴趣对象与X射线成像布置相对于彼此对准的可移动X射线成像系统、用于对准X射线成像的方法，以及计算机程序单元和计算机可读介质。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于将感兴趣对象与X射线成像布置相对于彼此对准的可移动成像系统，所述可移动成像系统包括：具有X射线源和X射线探测器的X射线成像布置、至少一个相机、数据处理器、以及显示器。所述至少一个相机或者附接到所述X射线成像布置或者能够附接到所述感兴趣对象。所述至少一个相机被配置为提供至少一个参考点的第一图像。所述数据处理器被配置为将所述第一图像与所述感兴趣对象的第一X射线图像的与所述对象有关的第一投影参数相关。所述投影参数涉及不同自由度并且包括以下组中的至少一个：空间投影位置、到所述对象的距离、观察方向或投影角、以及视场。为了以与所述第一X射线图像的所述第一投影参数符合的投影采集至少一个另外的X射线图像，所述显示器被配置为至少显示至少部分叠加有由所述至少一个相机提供的实际图像的所述第一图像中的所述至少一个参考点的图形表示，以在中间移位之后引导所述X射线源和/或所述X射线探测器与所述对象相对于彼此的对准移动。
在一个范例中，所述投影参数包括所述观察方向，从而允许沿投影轴及垂直于投影轴的平移移动。在另一个范例中，所述投影参数包括所述观察位置，从而允许绕空间中的点的旋转。在另一个范例中，所述投影参数能够包括五个自由度，其中，能够由用户手动获得或控制围绕所述观察方向的所述旋转。在另一个范例中，所述投影参数覆盖六个自由度，三个平移的以及三个旋转的。
所述图形表示以与所述第二图像相同的几何关系被显示为所述第一图像中的所述至少一个参考点。换言之，所述图形表示以与所述显示器的显示区相同的几何关系而被显示。
所述图形表示是被存储为与所述第二图像的组合的显示的参考图像。所述参考图像还能够是所述第一图像本身，其示出所述至少一个参考点。
对参考点或参考图像的所述显示，通过组合对所述参考点或所述参考图像的所述显示与所述第二图像，以直观的方式示出了所述目标位置与所述实际位置之间的差异。因此，提供了用于对X射线源的精细定位的简单可检索方式，例如用于定位C型臂。
所述系统因此包括在移动之后需要(重新)对准的两个可移动部分，即，所述X射线成像布置和所述感兴趣对象。所述系统的所述至少一个相机被集成，使得所述至少一个相机或者能够与所述感兴趣对象一起移动，或者能够与所述X射线成像布置一起移动。针对所述对准，所述相机提供所述至少一个参考点的实际图像，所述至少一个参考点在叠加的图像上或者在组合的图像中也是可见的。在所述对准期间，所述相机相对于其他部分进行移动，即，发生相对相机移动。
能够提供支撑结构，其被配置为提供在感兴趣对象和X射线源和/或所述X射线探测器之间的相对移动。
根据示范性实施例，所述显示器被配置为显示所述图形表示，所述图形表示：a)采取至少一个手动施加的标记物的形式，其中，所述显示器被配置为显示至少部分地叠加有所述实际图像的所述至少一个标记物；和/或b)采取所述第一图像本身的形式，其中，所述显示器被配置为显示至少部分地叠加有所述实际图像的所述第一图像。
所述图形表示能够是实现在所显示的第一图像上(例如直接实现在所述屏幕上)的手动施加的轮廓或者标记。所述手动图形元素能够分别被存储以被示出为被叠加到所述第二图像。
根据示范性实施例，所述至少一个相机与所述X射线源和/或所述X射线探测器保持已知空间关系，并且至少在所述相对移动期间，所述至少一个参考点与所述感兴趣对象保持恒定的空间关系。
根据备选示范性实施例，所述至少一个相机相对于所述感兴趣对象暂时固定地被安装，并且在所述相对移动期间，所述至少一个参考点保持与所述X射线源和/或所述X射线探测器具有已知空间关系。
例如，在第一情况下，所述至少一个相机相对于所述X射线源和/或所述X射线探测器固定地被安装。在第二情况下，例如，在所述相对移动期间，所述至少一个参考点与所述X射线源和/或所述X射线探测器保持恒定的空间关系。
所述可移动X射线成像系统能够被提供为可定位X射线采集设备。在一个范例中，所述可移动X射线成像系统是具有附接到可移动台的可移动支撑结构的可移动X射线系统。所述支撑结构能够是C型臂系统结构。
例如，备选地或者额外地，所述支撑结构包括对象支撑体，所述对象支撑体被配置为相对于所述X射线源和/或所述X射线探测器移动所述对象。因此，包括所述X射线成像布置的所述系统可以被移动；或者额外地或者备选地，所述对象可以被移动。在任何情况下，出现相对移动。
根据示范性实施例，针对对另外的X射线图像的所述采集，针对第一接近，支撑结构是可移动的，使得所述X射线源和所述X射线探测器在所述第一投影的位置的预定范围之内。所述支撑结构能够包括具有能够探测到的关节位置的至少一个可移动关节，并且可在第二接近中移动到匹配的关节位置的预定范围。所述显示器能够被配置为将叠加有用于所述对准的所述实际图像的所述第一图像中的所述参考点的至少所述图形表示显示为第三接近。
所述第一接近是粗糙接近，所述第二接近是中等接近，所述第三接近是精细接近。
例如，所述第一图像被示出为以半透明的方式叠加有所述第二图像。
根据示范性实施例，提供至少两个参考点或者至少三个参考点或者多于三个参考点。
例如，对于与所述相机视野的平移移动有关的重新定位，一个参考点是足够的。此外，当还应当必须对到对象的取向或距离检测并调整时，需要第二参考点。第三参考点允许将所述成像平面倾斜(或扭转)到所述参考点的所述平面。
根据示范性实施例，所述至少一个参考点被提供在所述感兴趣对象上。此外，所述至少一个参考点还能够被提供在参考场上，所述参考场被提供在检查室中。
例如，所述一个或多个参考点被提供为在所述对象的表面的指示器。
根据示范性实施例，所述至少一个参考点被提供为激光投影。
所述激光投影能够包括激光投影可以包括多于两个的参考点，例如三个或四个点。所述激光投影能够包括框架投影。
所述图形表示能够是被存储为所述参考图像的部分的所述激光投影的手动施加的外形。
所述相机能够是在可见光范围中采集图像的摄像机。所述相机还能够是红外相机，所述红外相机采集被转移到可见图像中的红外数据。
能够在不同位置处提供多个相机，以提供多个第一图像和多个组合的实际图像，例如，成对的。
所述X射线源和所述X射线探测器被提供为图像采集布置，所述图像采集布置相对于所述对象是可定位的，以从不同方向采集所述对象的所述图像数据。
根据示范性实施例，针对所述对准移动，所述X射线源和所述X射线探测器相对于所述对象在至少两个移动方向中是可移动的。第一移动方向指示器被提供在对所述用户可见的所述X射线源和/或所述X射线探测器上，以指示相对于所述对象的可能移动方向。在显示器上，相对于所述对象的所显示的图像数据提供第二移动方向指示器，以指示所述图像采集布置相对于所述对象的所述可能移动方向。
根据示范性实施例，所述第一移动方向指示器能够被提供给移动平面，其中，所述第一移动方向指示器被提供为平面取向编码，所述平面取向编码包括以下的组中的一个a)时钟位置、b)基本方向；和/或c)色环上的颜色。
根据第二方面，提供了一种用于对准X射线成像的方法，所述方法包括以下步骤：
a)利用至少一个相机采集至少一个参考点的第一图像；
b)利用与感兴趣对象有关的第一投影参数采集所述对象的第一X射线图像；其中，所述投影参数涉及不同自由度并且包括以下组中的至少一个：空间投影位置、到对象的距离、观察方向或投影角、以及视场；
c)将所述第一图像与所述第一X射线图像的与相对于所述对象有关的所述第一投影参数相关；
d)利用所述至少一个相机采集实际图像；
e)至少显示至少部分叠加有实际图像的所述第一图像中的所述至少一个参考点的图形表示，以在中间移位之后引导所述X射线源和/或所述X射线探测器与所述对象相对于彼此的对准移动；
f)将所述X射线源和/或所述X射线探测器和所述对象的相对于彼此的移动进行对准，以在中间移位之后，基于所显示的叠加的图像，以与所述第一X射线图像的所述第一投影参数符合的投影采集至少一个另外的X射线图像；
或者：i)所述至少一个相机相对于所述X射线源和/或所述X射线探测器固定地被安装；并且至少在所述相对移动期间，所述至少一个参考点与所述感兴趣对象保持恒定的空间关系；或者：ii)所述至少一个相机相对于所述感兴趣对象暂时固定地被安装；并且在所述相对移动期间，所述至少一个参考点与所述X射线源和/或所述X射线探测器保持恒定的空间关系。
例如，所述图形表示是所述第一图像本身，并且所述第一图像以与在步骤e)中的所述实际图像不同的方式被叠加。例如，所述第一图像被提供为叠加在以颜色提供的所述实际图像上的灰度图像。例如，所述实际图像至少相继地以第一缩放和第二缩放被显示为叠加有所述第一图像，从而提供针对对准的增加的接近的增加的放大系数。
根据本发明的一个方面，在所述第一X射线图像被采集的所述位置采集具有可区分的特征的图像。由于与所述X射线成像系统相对于所述对象的所述移动一起，或者在所述图像中的所述参考位置，或者所述相机被移动，所以能够通过寻找其中能够采集相同或相似的图像的位置，来发现所述第一X射线图像的所述位置。因此，通过显示所述第一图像或者在所述第一图像中示出的至少一些基本的并且能够容易检索的结构，来提供用于对准所述X射线成像系统的视觉引导帮助，从而将直观的并且容易检索的反馈提供到必须移动X射线成像系统以进行合适的对准的位置。因此，代替任何计算的向量或备选的定位，所述对准仅是基于对或多或少保持恒定的任何预定的结构的所述视觉检测的。例如，这能够是操作场的毗邻区或直接周围，以及包括能够充当参考点的特征的所述图像。例如，在进行中的并且较长的介入流程的情况下，被固定地提供的介入工具，例如使操作场保持打开的托架或夹具，能够充当参考点。通过与所述实际图像，即第二图像，一起提供所述第一图像的内容，直接用户交互是可能的，从而允许对准所述X射线成像系统的鲁棒的并且促进的并且因此相当快速的方式。尤其是必须注意，无论如何用于显示所述第二图像和所述第一图形的所述参考点显示器通常是可用的，这也是针对摄像机装备的情况。然而，针对所述相机，例如，能够依赖于能够附接到所述探测器外壳的相当简单并且因此便宜的相机。此外，在X射线成像系统中，具有存储设备的数据处理器通常也是容易得到的。换言之，根据本发明的系统和方法基本上基于被提供在X射线成像布置中并且不涉及任何复杂的成像处理步骤的装备。
必须注意，参考不同主题描述了范例。一些范例是结合所述系统描述的，并且一些范例是结合所述方法描述的。然而，本领域的技术人员理解，除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，也提供了涉及不同主题的特征之间的任何组合。
本发明的这些和其他方面将从下文描述的实施例变得显而易见并将参考下文描述的实施例得到阐述。
附图说明
在下文中，将参考附图描述本发明的示范性实施例：
图1在图1A中的第一个范例和图1B中的第二个范例中以示意性设置示出了可移动X射线成像系统；
图2在图2A中示出了X射线成像布置和对象的第一接近，并且在图2B中示出了第二接近，并且在图2C中示出了第三接近；
图3示出了可移动X射线成像系统的进一步的范例；
图4示意性示出了可移动X射线成像系统的进一步的范例；
图5示出了相对于可移动X射线成像系统的又一个范例的显示表示；
图6示出了显示表示的进一步的范例；
图7示出了包括移动方向指示的可移动X射线成像系统的进一步的范例；
图8示出了与在介入室中的其他装备有关的可移动X射线成像系统的进一步的范例；并且
图9示出了示范性方法的基本步骤。
具体实施方式
图1示出了用于使X射线成像布置与处于其中的感兴趣对象相对于彼此对准的可移动X射线成像系统10。系统包括具有X射线源14和X射线探测器16的X射线成像布置12。此外，至少一个相机18与数据处理器20以及显示器22一起被提供。在图1A中，相机18附接到X射线成像布置。在图1B中，对可移动X射线成像系统10的相同的特征使用相同的附图标记。在图1B中，至少一个相机18可附接到感兴趣对象24。
参考两个范例，至少一个相机18被配置为提供至少一个参考点的第一图像。数据处理器20被配置为将第一图像与感兴趣对象的第一X射线图像的与所述对象有关的第一投影参数相关。所述投影参数涉及不同自由度并且包括以下组中的至少一个：空间投影位置、到对象的距离、观察方向或投影角、以及视场。
为了在与第一X射线图像的第一投影参数符合的投影采集至少一个另外的X射线图像，显示器22被配置为至少显示至少部分叠加有由至少相机18提供的实际图像的第一图像中的至少一个参考点的图形表示，以在中间移位之后引导X射线源和/或X射线探测器与所述对象相对于彼此的对准移动。
仅作为示意性指示，双箭头26指示X射线成像布置12和对象24的相对移动。
例如，X射线成像布置是可移动的，然而对象仍然固定，至少暂时固定(例如)在患者支撑桌上。
根据另外的范例，在可移动支撑体上的感兴趣对象提供相对移动，然而具有X射线源和X射线探测器的X射线成像布置仍然固定。
例如，X射线源14和X射线探测器16安装到C型臂结构28，所述C型臂结构能够可移动地被支撑。
显示器22被配置为显示图形表示，所述显示图形表示例如采取至少一个手动施加的标记物的形式，其中，显示器被配置为显示至少部分叠加有实际图像的至少一个标记物。
在另一个范例中，显示器被配置为以第一图像本身的形式来显示图形表示，其中，显示器被配置为显示第一图像并且部分叠加有实际图像。
图形标记可以是实现在显示的第一图像上的手动施加的轮廓或标记。手动图形元素能够独立地被存储以被示出为叠加到第二图像。
在图1A的范例中，至少一个相机18与X射线源和/或X射线探测器保持已知空间关系。至少在相对移动期间，至少一个参考点与感兴趣对象保持恒定的空间关系。例如，将至少一个参考点提供在对象的表面上。
在图1B的范例中，至少一个相机相对于感兴趣对象暂时固定地被安装，并且在相对移动期间，至少一个参考点与X射线源和/或X射线探测器保持已知空间关系。
在机动C型臂的情况下，也可能固定地提供至少一个相机，同时利用已知参数移动C形臂，并且因此移动X射线源和X射线探测器，这允许确定至少一个相机相对于X射线源和X射线探测器的精确位置，因为它们在空间中的运动是已知的。
可移动X射线成像设备可以被提供为位置X射线采集设备，例如，作为具有附接到可移动台32的可移动支撑结构30的可移动X射线系统，如图2A至2C中所示。
根据进一步的范例，提供了对象支撑体34，其可以被配置为在流程期间保持恒定，即保持不移动，或其可以被配置为相对于X射线源和/或X射线探测器移动对象，例如患者。
对于X射线源14和X射线探测器16相对于对象24的对准移动，显示器22可以被配置为至少先后以第一缩放和第二缩放来显示叠加有第一图像中的至少一个参考点的至少一个图形表示的实际图像，从而提供针对增加的对准接近的增加的放大系数。
例如，相机被提供有广角透镜，以采集在参考点的周围区的图像。此外，相机还可以装备有光源，以在黑暗环境中采集图像。
因此，增加的接近是可能的，这还参考图2A至2C进行描述。
对于第一接近，在图2A中示出，与可移动台32一起的支撑结构30是可移动的，使得X射线源14和X射线探测器16处于第一投影的位置的预定范围之内。例如，在图2A中，如由箭头36指示的，可移动台32朝向右侧移动，以将X射线成像布置带到一个位置，即，近似等于第一位置，其中，事先已经采集了第一X射线图像。第一接近的结果示出在图2B中。支撑结构30可以包括具有可探测到的关节位置的至少一个可移动关节38，例如，C型臂结构的像滑瓦的附件，由缩放结构40指示，并且其中，支撑结构能够在第二接近中移动到匹配的关节位置的预定范围(未进一步示出)。作为第三接近，在图2中示出，显示器被配置为至少将叠加有用于对准的实际图像的第一图像中的参考点的图形表示显示为第三接近(未进一步示出)。
根据进一步的范例，尽管未进一步示出，但是提供了至少两个参考点，并且在进一步的范例中，提供了至少三个参考点，并且在又一个实施例中，提供了甚至多于三个的参考点(未进一步示出)。
根据范例，至少一个参考点被提供在感兴趣对象上，例如，一个或多个参考点被提供为在对象的表面上的指示器。
然而，参考图3，最后一个参考点可以被提供在参考场42上，所述参考场被提供在检查室中，例如，作为附接到天花板表面的参考场。因此，能够由至少一个相机18来采集参考场42，以提供与对准或未对准有关的信息。
如在图4中示出的，至少一个参考点可以被提供为激光投影44，例如用于指示由X射线源14提供的并且由X射线探测器16探测的可能的X射线场。在图4中，利用矩形指示对象24。此外应当注意，未进一步示出用于生成激光投影44的设备。激光投影可以包括多于两个的参考点，例如三个或四个点，例如在框架投影的情况下。
如图4中进一步示出的，在左上角中指示当采集第一X射线图像的情形，并且相应的显示被示为示意性显示设置46。如利用矩形结构48指示的，手动画出采取框架形式的激光投影的轮廓，以提供图形表示。
为了相对于对象24根据第一X射线成像采集的定位，对准X射线源14和X射线探测器16，例如为了采集另外的X射线图像，相机(未进一步示出)提供实际情形的图像，如由在图4的右中部分中的进一步的图像设置50、在图4的右上角中示出的实际情形的示意性设置所指示的。
通过提供实际图形布置50(利用箭头52指示所述提供)，并且还通过提供(利用箭头54指示)手动施加的轮廓48，能够获得叠加图像设置56，从而示出仍然需要进一步地进行对准的未对准，即，对对象24的倾斜的布置的校正。
图5示出了用于对准移动的进一步的示意性设置。图像58指示夹具60将操作场62保持打开。作为手动施加的轮廓，提供手动施加的标记64，同时提供夹具60的角布置，由中心线66表示。这些手动施加的轮廓然后还能够用于例如作为在进一步的图像设置68中的参考点，所述图像设置是图像58的结果的组合，与实际图像70相组合，被提供为图像设置68的组合，如利用第一箭头72和第二箭头74指示的，后者指示对手动施加的轮廓结构的供应。
在图6中示出了进一步的范例，其中，在左上角中示出第一图像74，并且在右上角中示出第二图像，即，实际图像76。在进一步的步骤中，所述两幅图像形成组合的叠加78，例如，用于对C型臂的精细定位。
根据进一步的范例(未进一步示出)，传感器被提供为检测不能由相机检测到的相对移动的程度。
例如，相机是在可见光范围中采集图像的摄像机。
图7示出了进一步的范例，其中，针对对准移动，X射线源和X射线探测器相对于对象在至少两个移动方向中是可移动的。此外，第一移动方向指示器80被提供在对用户可见的X射线探测器上，和/或在X射线源上，以指示相对于对象的可能移动方向，所述对象例如是在帘结构82下的患者。
此外，也在显示器上，相对于对象的所显示的图像数据提供第二移动方向指示器81，以指示图像采集布置相对于对象的可能移动方向。
可以将第一移动方向指示器80提供为可调节移动方向指示器。第一移动方向指示器80可以被提供为使得对互补方向的双射识别是可能的。例如，第一移动方向指示器80被提供为被命名的符号(denominated symbol)，使得可利用清晰的消息访问移动方向。
例如，第一移动方向指示器80被提供给移动平面，其中，第一移动方向指示器80被提供为平面取向编码，例如时钟位置，如示出的。作为进一步的范例，能够使用基本方向，或者色环上的颜色。
移动方向指示器提供治疗医师与移动X射线成像系统的操作人员之间的无错误的以及鲁棒的通信的可能性。
图8示出了X射线成像系统10的进一步的范例，其中，X射线源14和X射线探测器16被安装到具有C型臂28的C型臂结构的末端，所述C型臂结构由可移动支撑结构86安装。此外，还示出了与控制单元92(未进一步说明)结合的患者桌88和显示布置90。
如图9中所示，还提供了用于在X射线成像中的对准的方法100，所述方法包括以下步骤：在步骤a)中，利用至少一个相机采集110至少一个参考点的第一图像。在步骤b)中，利用与对象有关的第一投影参数采集112感兴趣对象的第一X射线图像。投影参数涉及不同自由度并且包括以下组中的至少一个：空间投影位置、到对象的距离、观察方向或投影角、以及视场。接着，在步骤c)中，将第一图像与第一X射线图像的与对象有关的第一投影参数相关114。此外，在步骤d)中，利用至少一个相机采集116实际图像。在随后的步骤e)中，第一图像中的至少一个参考点的至少图形表示被显示118，并且至少部分叠加有实际图像，以在中间移位之后引导X射线源和/或X射线探测器与所述对象相对于彼此的对准移动。在步骤f)中，提供X射线源和/或X射线探测器与所述对象相对于彼此的对准移动120，以在中间移位之后，基于显示的叠加的图像，以与第一X射线图像的第一投影参数符合的投影采集至少一个另外的X射线图像。
在第一情况下，至少一个相机相对于X射线源和/或X射线探测器固定地被安装，并且至少在相对移动期间，至少一个参考点与感兴趣对象保持恒定的空间关系。
在第二情况下，至少一个相机相对于感兴趣对象暂时固定地被安装，并且在相对移动期间，至少一个参考点与X射线源和/或X射线探测器保持恒定的空间关系。
例如，在没有实施为电子地读出并且存储关节位置的功能的情况下，例如当使用常规可移动C型臂时，系统操作者在使用“眼睛捕捉”功能进行精细定位步骤之前，使用附加的缩放来重现关节位置。在另一个变体中，相机的透镜可以是“鱼眼”型的，因为这些提供更宽的视场，并且因此允许更多图像信息，所述更多图像信息潜在地增加使用“眼睛捕捉”功能的精细定位步骤的定位精确性。
在本发明的另一个变体中，C型臂装备有沿C型臂的多个相机(未进一步示出)。通过将这些相机的全部视图与每个相机的针对X射线投影位置的对应的预先存储的照片匹配，或者至少通过将参考点的相对图形表示匹配，能够在没有诸如关节位置的任何其他额外位置信息的情况下重现出C型臂位置。
在本发明的另一个示范性实施例中，提供了计算机程序或计算机程序单元，所述计算机程序或计算机程序单元的特征在于：适于在适合的系统上执行根据前述实施例中的一个的方法的方法步骤。
计算机程序单元因此可以存储在计算机单元上，所述计算机单元也可以是本发明的实施例的部分。这一计算单元可以被适配为执行上述方法的步骤或引起上述的方法的步骤的执行。此外，其可以被适配为操作上述装置的部件。计算单元能够被适配为自动操作和/或执行用户的命令。计算机程序可以被加载到数据处理器的工作存储器中。因此数据处理可以被装备为执行本发明的方法。
本发明的此范例实施例涵盖从一开始就使用本发明的计算机程序以及借助于更新而将现存程序转变为使用本发明的程序的计算机程序二者。
此外，计算机程序单元可能能够提供履行如上所述的方法的示范性实施例的流程的全部必要步骤。
根据本发明的进一步的示范性实施例，呈现了诸如CD-ROM的计算机可读介质，其中，所述计算机可读介质具有存储于其上的计算机程序单元，所述计算机程序单元由上述部分描述。
计算机程序可以存储和/或分布在适合的介质上，例如与其他硬件一起被提供或作为其他硬件的部分被提供的光学存储介质或固态介质，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他的有线或无线的远程通信系统分布。
然而，计算机程序也可以存在于例如万维网的网络上并且能够被从这样的网络下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的进一步的示范性实施例，提供了使得计算机程序单元可用于下载的介质，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发明的先前描述的实施例中的一个的方法。
还必须注意，参考不同主题描述了本发明的实施例。特别是，一些实施例是参考方法类型的权利要求来描述的，而另一些实施例是参考装置类型的权利要求来描述的。然而，本领域技术人员从以上和以下描述将知道，除非另外指明，除了属于一种类型的主题的特征的任何组合外，涉及不同主题的特征之间的任何组合也被视为与此申请一起被公开。然而，能够组合所有特征，以提供超过特征的简单加和的协同效应。
尽管已经在附图和前文描述中详细图示并描述了本发明，但是这样的图示和描述应被视为说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及从属权利要求，在实践要求保护的本发明时，能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。
在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除复数。单个处理器或其他单元可以履行权利要求书中所记载的几个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地组合这些措施。权利要求书中的任何附图标记都不应被解释对范围的限制。
Claims (15)
1.一种用于将感兴趣对象与X射线成像布置相对于彼此对准的可移动X射线成像系统(10)，所述系统包括：
-X射线成像布置(12)，其具有X射线源(14)和X射线探测器(16)；
-至少一个相机(18)；
-数据处理器(20)；以及
-显示器(22)；
其中，所述至少一个相机i)或者附接到所述X射线成像布置，或者ii)能够附接到所述感兴趣对象；
其中，所述至少一个相机被配置为提供至少一个参考点的第一图像；其中，所述数据处理器被配置为将所述第一图像与所述感兴趣对象的第一X射线图像的与所述对象有关的第一投影参数相关；其中，所述投影参数涉及不同自由度并且包括以下组中的至少一个：空间投影位置、到所述对象的距离、观察方向或投影角、以及视场；并且
其中，为了以与所述第一X射线图像的所述第一投影参数符合的投影采集至少一个另外的X射线图像，所述显示器被配置为至少显示至少部分叠加有由所述至少一个相机提供的实际图像的所述第一图像中的所述至少一个参考点的图形表示，以在中间移位之后引导所述X射线源和/或所述X射线探测器与所述对象相对于彼此的对准移动。
2.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中，所述显示器被配置为以如下形式显示所述图形表示：
a)至少一个手动施加的标记物；其中，所述显示器被配置为显示至少部分叠加有所述实际图像的所述至少一个标记物；和/或
b)所述第一图像本身；其中，所述显示器被配置为显示至少部分叠加有所述实际图像的所述第一图像。
3.根据权利要求1或2所述的X射线成像系统，其中：
i)所述至少一个相机与所述X射线源和/或所述X射线探测器保持已知空间关系；并且至少在所述相对移动期间，所述至少一个参考点与所述感兴趣对象保持恒定的空间关系；或者
ii)所述至少一个相机相对于所述感兴趣对象暂时固定地被安装；并且在所述相对移动期间，所述至少一个参考点保持与所述X射线源和/或所述X射线探测器的已知空间关系。
4.根据权利要求1、2或3所述的X射线成像系统，其中，针对所述X射线源和/或所述X射线探测器相对于所述对象的所述对准移动，所述显示器被配置为至少相继地以地第一缩放和第二缩放来显示叠加有所述第一图像中的所述至少一个参考点的所述至少一个图形表示的所述实际图像，从而提供针对对准的增加的接近的增加的放大系数。
5.根据权利要求2、3或4所述的X射线成像系统，其中，针对对另外的X射线图像的所述采集：
-针对第一接近，支撑结构(30)是可移动的，使得所述X射线源和所述X射线探测器处于所述第一投影的位置的预定范围之内；
-其中，所述支撑结构包括具有能够探测到的关节位置的至少一个可移动关节(38)，并且所述支撑结构能够在第二接近中移动到匹配的关节位置的预定范围；并且
-其中，所述显示器被配置为至少将叠加有用于所述对准的所述实际图像的所述第一图像中的所述参考点的所述图形表示显示为第三接近。
6.根据前述权利要求中的一项所述的X射线成像系统，其中，
i)至少两个参考点被提供；或
ii)至少三个参考点被提供。
7.根据前述权利要求中的一项所述的X射线成像系统，其中，所述至少一个参考点被提供于：
-所述感兴趣对象上；和/或
-在检查室中提供的参考场(42)上。
8.根据前述权利要求中的一项所述的X射线成像系统，其中，所述至少一个参考点被提供为激光投影(44)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的X射线成像系统，其中，传感器被提供为检测不能够由所述相机检测到的所述相对移动的程度。
10.根据前述权利要求中的一项所述的X射线成像系统，其中，所述相机被提供有：
-光源，其用于在黑暗环境中采集图像；和/或
-广角透镜，其用于在所述参考点的周围区中采集图像。
11.根据前述权利要求中的一项所述的X射线成像系统，其中，针对所述对准移动，所述X射线源和所述X射线探测器能够相对于所述对象至少在两个移动方向移动；
其中，第一移动方向指示器(80)被提供在对所述用户可见的所述X射线源和/或所述X射线探测器上，以指示相对于所述对象的可能移动方向。
其中，在所述显示器上，第二移动方向指示器(84)相对于所述对象的所显示的图像数据而被提供，以指示所述图像采集布置相对于所述对象的所述可能移动方向。
12.根据权利要求11所述的X射线成像系统，其中，所述第一移动方向指示器能够被提供给移动平面，其中，所述第一移动方向指示器被提供为平面取向编码，例如a)时钟位置、和/或b)基本方向、和/或c)色环上的颜色。
13.一种用于在X射线成像中的对准的方法(100)，包括以下步骤：
a)利用至少一个相机采集(110)至少一个参考点的第一图像；
b)利用与感兴趣对象有关的第一投影参数采集(112)所述对象的第一X射线图像；其中，所述投影参数涉及不同自由度并且包括以下组中的至少一个：空间投影位置、到所述对象的距离、观察方向或投影角、以及视场；
c)将所述第一图像与所述第一X射线图像的与所述对象有关的所述第一投影参数相关(114)；
d)利用所述至少一个相机采集(116)实际图像；
e)至少显示(118)至少部分叠加有所述实际图像的所述第一图像中的所述至少一个参考点的图形表示，以在中间移位之后引导所述X射线源和/或所述X射线探测器与所述对象相对于彼此的对准移动；并且
f)将所述X射线源和/或所述X射线探测器与所述对象相对于彼此进行对准移动(120)，以在中间移位之后，基于所显示的叠加的图像，以与所述第一X射线图像的所述第一投影参数符合的投影采集至少一个另外的X射线图像；
其中，或者：
i)所述至少一个相机相对于所述X射线源和/或所述X射线探测器固定地被安装；并且至少在所述相对移动期间，所述至少一个参考点与所述感兴趣对象保持恒定的空间关系；
或者其中：
ii)所述至少一个相机相对于所述感兴趣对象暂时固定地被安装；并且在所述相对移动期间，所述至少一个参考点与所述X射线源和/或所述X射线探测器保持恒定的空间关系。
14.一种用于控制根据权利要求1至12中的一项所述的装置的计算机程序单元，所述计算机程序单元在由处理单元执行时，适于执行根据权利要求13所述的方法。
15.一种存储有根据权利要求14所述的程序单元的计算机可读介质。
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