CN104644197B - X射线成像设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了X射线成像设备及其控制方法。提供了一种能够进行以下操作的X射线成像设备以及控制该X射线成像设备的方法：使用卡尔曼滤波器追踪感兴趣对象的位置以减少被检体的X射线辐射曝光量；计算指示跟踪的精确度的协方差；控制准直器使得感兴趣对象的位置和计算的协方差可以与被辐射有X射线的区域的位置和面积相关联。所述X射线成像设备包括：X射线源；准直器，调整由X射线源辐射的X射线的辐射区域；处理器，在X射线图像中确定感兴趣区域(ROI)，跟踪ROI中的感兴趣对象的位置，控制准直器使得被辐射有X射线的区域能够与跟踪感兴趣对象的结果互锁。

Description

X射线成像设备及其控制方法

本申请要求于2013年11月18日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0140234号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用全部包含于此。

技术领域

示例实施例涉及一种X射线成像设备和/或其控制方法，所述X射线成像设备被构造为通过将X射线辐射到被检体上以对被检体的内部结构成像。

背景技术

X射线成像设备是一般被构造为通过将X射线辐射到被检体并使用穿透被检体的X射线来获得被检体内部的图像的设备。由于X射线的穿透性根据例如形成被检体的材料的特性而不同，因此可通过检测穿透被检体的X射线的强烈度或强度来对被检体的内部结构进行成像。

目前，已经开发出X射线移动图像技术来观察被检体中的移动，并用于例如介入外科手术(诸如血管造影术或荧光镜检查)期间的X射线成像领域。

通常期望减少辐射到被检体的X射线辐射剂量以确保X射线成像设备的安全性，并且已经进行了研究和开发来减少X射线的辐射剂量。

然而，当减少X射线的辐射剂量的方法影响了手术的工作流程或成为X射线操作员的繁杂工作时，操作员会不期望X射线辐射剂量的减少而是期望更直接或更简单的外科手术。

发明内容

示例实施例涉及一种被构造为进行以下操作的X射线成像设备和/或控制该X射线成像设备的方法：使用卡尔曼滤波器追踪感兴趣对象的位置；计算指示追踪的精确度的协方差；控制准直器使得感兴趣对象的位置和计算的协方差可以与被辐射有X射线的区域的位置和面积相关联。

将在以下的描述中部分地阐述额外示例实施例，并且这部分将在描述中是清楚的，或可以通过示例实施例的实践而被学习。

根据至少一个示例实施例，一种X射线成像设备包括：X射线源；准直器，被构造为调整由X射线源辐射的X射线的辐射区域；处理器，被构造为在X射线图像中确定感兴趣区域(ROI)，跟踪或追踪ROI中的感兴趣对象的位置，控制准直器使得被辐射有X射线的区域与跟踪或追踪感兴趣对象的操作相关联。

根据至少一示例实施例，一种控制X射线成像设备的方法包括：在X射线图像中确定感兴趣区域(ROI)；追踪ROI中的感兴趣对象的位置；控制准直器使得被辐射有X射线的区域与追踪感兴趣对象的操作相关联。

根据另一示例实施例，一种X射线成像设备包括：X射线源；准直器，被构造为调整由X射线源辐射的X射线的辐射区域；处理器，被构造为在X射线图像中确定感兴趣区域(ROI)，追踪ROI中的感兴趣对象的位置，计算指示所述跟踪的精确度的协方差；控制器，被构造为控制准直器的驱动，对辐射有X射线的区域的位置进行关联，将被辐射有X射线的区域的位置跟随跟踪到的感兴趣对象的位置，并且将被辐射有X射线的区域的位置与所述协方差相关联。

示例实施例包括开发用于在不影响X射线操作员的外科手术的情况下减少辐射到被检体上的X射线的辐射剂量的技术。

至少一个示例实施例涉及一种X射线成像的计算机实现的方法，包括：调整经由X射线源辐射的X射线的辐射，确定X射线图像中的感兴趣区域(ROI)，追踪ROI中的感兴趣对象的位置，将辐射有X射线的区域与追踪到的感兴趣对象的位置相关联。

附图说明

从以下结合附图描述中，这些和/或其它示例实施例将变得清楚且更易于理解，在附图中：

图1示出根据至少一示例实施例的X射线成像设备；

图2是在图1中示出的示例X射线成像设备的框图；

图3是示出包括在图1的示例X射线成像设备中的X射线管的内部结构的剖视图；

图4是示出根据被检体体内的各种材料的X射线能量和衰减系数之间的关系的曲线图；

图5示意性地示出根据至少一示例实施例的在时间减影中使用的X射线图像；

图6A示出根据至少一示例实施例的根据时间减影产生X射线的方法；

图6B示出根据至少一示例实施例的根据时间减影获得血管X射线图像的方法；

图7A示出根据至少一示例实施例的根据能量减影产生X射线的方法；

图7B示出根据至少一示例实施例的根据能量减影获得血管X射线图像的方法；

图8是示出使用图1的示例X成像设备来跟踪感兴趣对象并控制准直器的驱动以使X射线辐射区域与跟踪对象的操作互锁(interlock)的操作的概念图；

图9示出根据至少一示例实施例的在血管内支架植入术的情况下的感兴趣区域(ROI)；

图10是示出根据至少一示例实施例的使用扩展卡尔曼滤波器跟踪感兴趣区域的操作的概念图；

图11是示出根据至少一示例实施例的跟踪感兴趣对象的X射线成像方法的流程图；

图12示出根据至少一示例实施例的在与跟踪感兴趣区域的操作互锁的同时X射线辐射区域改变的情况；

图13示出根据至少一示例实施例的准直器的掩罩(mask)根据由跟踪结果形成的椭圆调整X射线辐射区域的情况；

图14是示出根据至少一示例实施例的的控制图1的X射线成像设备的方法的流程图。

具体实施方式

现在将对在附图中示出的示例实施例进行详细参照，其中，相同标号始终表示相同元件。对此，示例实施例可具有不同形式并不应被解释为受限于在此阐述的示例实施例。因此，仅通过参照附图描述示例实施例。当诸如“……的至少一个”的表述位于一列元素之后时，该表述修饰元素的整个列表，而不是修饰所列出的元素中的单个元素。

以下示例实施例不限制本发明的范围。将理解，将理解的是，当元件或层被称为“在另一元件或层上”或者“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件或层可直接在另一元件上或直接连接到或结合到另一元件，或者可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”或者“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，不存在中间元件。如在此所使用的术语“和/或”包括一个或更多个关联列出的项目的任意和所有组合。此外，将理解当层被表示为在另一层“下”时，该层可以直接在另一层下或还可以存在一个或更多个中间层。此外，还将理解，当层被表示为在两个层“之间”，则该层可以是该两个层之间仅有的层，或还可以存在一个或更多个中间层。

将理解，虽然在此可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述多个元件、组件、区域、层和/或区间，但是这些元件、组件、区域、层和/或区间不应被这些术语限制。仅使用这些术语来将一个元件、组件、区域、层或区间与另一元件、组件、区域、层或区间区分开来。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或区间可被命名为第二元件、组件、区域、层或区间。

在附图中，为了清楚地示出，层和区域的维度可被夸大。相同标号始终表示相同元件。贯穿说明书，相同标号指示相同组件。

在此可使用关于空间的术语，诸如“在……下方”、“在……之下”、“下面”、“在……下面”、“在……之上”、“上面”等，以易于描述在附图中示出的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。将理解，关于空间的术语意在包含除了附图中描绘的使用或操作的装置的方位以外的不同方位。例如，如果将附图中的装置翻转，则被描述为“在其它元件或特征之下”或“在其它元件或特征下方”或“在其它元件或特征下面”的元件将“在所述其它元件或特征之上”。因此，示例术语“在……之下”和“在……下面”可包含之上和之下的两个方位。装置可位于其它方位(旋转90度或朝向其它方位)，并且在此使用的关于空间的描述将被相应地解释。

在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是为了限制示例实施例。如这里所使用的，除非上下文清楚地指出，否则单数形式意图包括复数形式。还将理解，在本说明书中使用的术语“包括”指明存在阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在或添加。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个关联列出的项目的任何和所有组合。

在此参照示意性示出理想化示例实施例(和媒介结构)的代表性示例描述示例实施例。如此，期望由于例如制造技术和/或容差所导致的示例的形状的改变。因此，示例实施例不应被解释为限制于在此示出的区域的特定形状，而是包括由例如制造所导致的形状的偏差。例如，被示出为矩形的植入区域通常在其边缘具有圆形或曲线形特征和/或渐变的植入密度，而不是从植入到非植入区域的二态改变。类似地，由植入形成的埋入区域可导致在埋入区域和发生植入的表面之间的区域中的某种程度的植入。因此，在附图中示出的区域在性质上是示意性的，并且它们的形状不意图示出装置的区域的实际形状，并且不意图限制示例实施例的范围。

除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明构思所属领域的普通技术人员所通常理解的意义。还将理解，诸如在通用字典中定义的术语应被解释为具有与在现有技术的背景和/或本说明书中的意义一致的意义，而不应被解释为理想化或过于正式的意义，除非文中如此表述。当诸如“……的至少一个”的表述位于一列元素之后时，该表述修饰全部列出元素表，而不是修饰所列元素的单个元素。

现在将对实施例进行详细参照，实施例的示例在附图中示出，其中，相同标号始终表示相同元件。对此，本实施例可具有不同形式并不应被解释为受限于在此阐述的描述。因此，以下仅通过参照附图描述实施例，以解释本描述的示例实施例。

图1示出根据本至少一示例实施例的X射线成像设备，图2示出图1中示出的X射线成像设备的框图，图3是示出包括在图1的X射线成像设备中的X射线管的内部结构的剖视图。

如图1中所示，用于血管造影术的示例X射线成像设备100可具有C臂101的结构。X射线产生组件107和X射线检测单元120可安装到C臂101的两端。C臂101经由连接轴105连接到主体103，并且可沿轨道方向旋转。

如图2中所示，X射线源110、准直器112、滤波单元(未示出)可设置在图1的X射线产生组件107内部。如果病人载台209被置于X射线产生组件107和X射线检测单元120之间并且被检体被置于病人载台209上，则X射线源110将X射线辐射到被检体，并且X射线检测单元120检测来自被检体的或穿透被检体的辐射的X射线，从而获得被检体的X射线图像。

用于血管造影术的X射线成像设备100可根据各种成像模式执行X射线成像并可获得关于被检体的实时运动图像。用户可在观看显示器172的同时执行外科手术或诊断，其中，显示器172包括例如一个屏幕或多个屏幕并可显示给定外科手术或诊断所需的一个图像或多个图像。

用户可使用在X射线成像设备100上设置的输入单元171来输入必要信息。例如，用户可在输入单元171输入周期或频率从而X射线源110可根据输入的频率重复地辐射X射线。输入周期可被发送到在图2中示出的控制器160，控制器160可根据输入周期控制X射线源110。

图2是示出图1中示出的示例X射线成像设备100的框图。将参照图2更详细的描述X射线成像设备100的构造。参照图2，X射线成像设备100包括：X射线源110，被构造为产生并辐射X射线；准直器112，被构造为调整由X射线源110辐射的X射线的辐射范围；X射线检测单元120，被构造为检测穿透被检体的X射线并获得帧图像；处理器150，被构造为跟踪感兴趣区域(ROI)的感兴趣对象，输出用于控制准直器112的驱动的信号，从而可在X射线辐射区域与跟踪操作互锁或相关联的同时控制X射线辐射区域；控制器160，被构造为设置X射线成像的参数并根据处理器150输出的信号控制准直器112的驱动；显示器172，包括一个屏幕或多个屏幕并可显示用于外科手术或诊断的一个图像或多个图像。根据至少一个示例实施例，处理器150可以在X射线成像设备100中，例如在X射线检测单元120中或在输入单元171处。处理器150还可结合到X射线成像设备100，例如结合到X射线检测单元120或连接到输入单元171。根据至少一个示例实施例，控制器160可以在X射线成像设备100中，例如在X射线产生组件107中。控制器160还可结合到准直器112。

根据至少一个示例实施例，在X射线成像设备的操作期间，X射线源110产生X射线并将X射线辐射到被检体上。X射线源110使用电源单元(未示出)供应的电力产生X射线。X射线的能量可由管电压和滤波器中的至少一个控制，并且X射线的强烈度或辐射剂量可由管电流和X射线曝光时间控制。X射线源110包括如图3所示的产生X射线的X射线管111。

图3示出根据至少一个示例实施例的X射线管111的构造。参照图3，X射线管111可由包括阳极111c和阴极111e的两极真空管实现，其中，管体可以是由硅酸硬玻璃形成的玻璃灯泡111a。

根据至少一个示例实施例，阴极111e包括灯丝111h和聚焦电子的聚焦电极111g。聚焦电机111g还被称为聚焦杯。玻璃灯泡111a的内部处于大概10mmHg的高真空状态，并且阴极灯丝111h被加热到高温，从而产生热电子。

钨(W)丝可被用作灯丝111h，并且可通过将电流施加到连接到灯丝111h的导电线111f来加热灯丝111f。然而，示例实施例不限于在阴极111e中采用灯丝111h，还可以使用可利用高速脉冲驱动的碳纳米管作为阴极111e。

阳极111c可以主要由铜(Cu)形成，可在面对阴极111e的一侧应用或形成目标材料111d。例如，目标材料111d可以是高电阻材料，诸如铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钨(W)和/或钼(Mo)。目标材料111d的熔化温度越高，聚焦点尺寸越小。

当在阴极111e和阳极111c之间施加高电压，在钨丝111h中产生的热电子被加速，与阳极111c的目标材料111d碰撞，从而产生X射线。产生的X射线可通过窗口111i辐射到外部，窗口111i可以例如是铍(Be)薄膜。

可通过转子111b旋转目标材料111d。当目标材料111d旋转时，每单位面积的热积累可增加10倍或更多，并且与目标材料111d固定的情况相比聚焦点尺寸会减小。

在X射线管111的阴极111e和阳极111c之间施加的电压被称为管电压，管电压的大小可由峰值kVp指示。当管电压增加时，热电子的速度增加。如果热电子的速度增加，则在与目标材料111d碰撞时产生的X射线的能量(光子能量)可增加。

此外，可在X射线的辐射方向上布置滤波器以控制放出的X射线的能量。可在窗口111i的前侧或后侧布置对特定波段的X射线进行滤波的滤波器，并且滤波器可对例如特定能带的X射线进行滤波。例如，如果布置了由铝或铜形成的滤波器，则低能带的X射线被过滤，从而辐射的X射线的能量增加，或者仅发出具有高能量的X射线。

流过X射线管111的电流被称为管电流，管电流的大小可由平均值mA指示。如果管电流增加，则X射线的辐射剂量(与目标材料111d碰撞的X射线光子的数量)增加。

可通过调整管电流控制X射线的能带，并可通过调整管电流和X射线曝光时间来控制X射线的强度和辐射剂量。因此，根据至少一个示例实施例，可通过根据被检体的类型或特性调整管电压或管电流来控制辐射的X射线的能带或强度。

示例X射线源110使用上述X射线管111产生X射线并将产生的X射线辐射到被检体上。

当X射线被X射线源110辐射到被检体上时，X射线衰减的程度可根据被检体体内存在的一种或更多种组织或材料并根据辐射的X射线的能带而改变。

例如，X射线衰减的程度的数字表示被称为衰减系数。图4是示出根据被检体体内通常存在的组织的类型的X射线能量和衰减系数之间的关系的曲线图。现在将参照图4描述衰减系数。

衰减系数可根据被检体体内存在的每种材料或组织而改变。

在图4中示出的曲线图中，x轴表示辐射到被检体上的光子能量，y轴表示衰减系数。如图4中所示，指示骨骼的衰减系数的曲线位于指示软组织(肌肉和脂肪)的衰减系数的曲线之上，指示碘(I)的衰减系数的曲线位于指示骨骼的的衰减系数的曲线之上。

具体地说，当相同能带(例如，E1)的X射线被辐射时，骨骼的衰减系数B1大于肌肉的衰减系数M1，肌肉的衰减系数M1大于脂肪的衰减系数F1，碘(I)的衰减系数I1大于骨骼的衰减系数B1。

也就是说，被检体体内的组织或材料具有不同的衰减系数，并且一般而言，材料越硬，材料的衰减系数越大。

衰减系数还根据辐射的X射线的能带而改变。

如图4中所示，当具有能带E1的X射线和具有能带E2的X射线被辐射到被检体体内的骨骼上时，在相对低的能带E1的骨骼的衰减系数B1比在相对高的能带E2的骨骼的衰减系数B2大。

即使当被检体体内的材料是肌肉或脂肪时，在相对低能带E1的X射线被辐射时的衰减系数M1或F1比在相对高能带E2的X射线被辐射时的衰减系数M2或F2大。这也可以应用于碘(I)。

也就是说，被辐射到被检体上的X射线的能带越低，衰减系数越大。

衰减系数可以使用以下的等式1获得：

[等式1]

I＝I₀×e^-μ(E)×T

这里，I0是被辐射到材料上的X射线的强度，I是穿透材料的X射线的强度，μ(E)是针对具有能带E的X射线的材料的衰减系数，并且T是X射线穿透的材料的厚度。

根据等式1，衰减系数越大(例如，材料越硬或者辐射的X射线的能带越低)且材料越厚，穿透的X射线的强度越低。

为了获得动态器官(诸如血管)的X射线图像，通常需要在不同时间进行多次成像处理。因此，一般来说，用户使用输入单元171设置成像周期或频率，并根据设置的成像周期或频率将X射线辐射到被检体上，从而产生指示被检体随时间的改变的X射线图像。

因此，可辐射X射线以根据时间减影或能量减影获得血管X射线图像。具体地说，当根据能量减影辐射X射线时，辐射的X射线的能带会改变。也就是说，当作为造影介质的成分的碘的衰减系数根据辐射的X射线的能带改变时，可从X射线图像中容易地区分出血管的图像。这将在下面进行更详细的描述。

根据至少一个示例实施例，在图1中示出的X射线成像设备100可使用荧光镜检查来产生移动X射线图像，并可用于X射线诊断(诸如血管造影术或心血管造影术)的领域，或用于使用荧光镜检查的各种外科手术的领域。在此情况下，可实时产生和指示移动X射线图像。

X射线成像设备100可连续地执行X射线成像以产生移动X射线图像。连续地执行X射线成像的方法可包括连续曝光方法和脉冲曝光方法。

根据至少一个示例实施例，当使用连续曝光方法时，低管电流被连续供应到X射线管111以连续地产生X射线；当使用脉冲曝光方法时，在发出短脉冲时产生X射线。因此，当使用脉冲曝光方法时，可减少X射线的辐射剂量和运动模糊。两种方法都可应用于X射线成像设备100。X射线源110可以被构造为以期望或者可选的预定或任意时间间隔将X射线多次辐射到被检体区域上。这里，可根据脉冲率或帧率来确定预定、期望或任意时间间隔。可根据帧率确定脉冲率，反之亦然。帧率可被设置为每秒30帧(30fps)、每秒15帧(15fps)、每秒7.5帧(7.5fps)。因此，例如，当帧率被设置为15fps时，脉冲率可被设置为15pps，并且每秒可产生15次X射线。

被检体通常是将被X射线成像的被检体，例如内部将被X射线图像表示的被检体。被检体区域通常是将被成像为X射线图像的包括被检体的期望或可选的预定区域的区域。因此，被检体区域可与成像区域(例如，X射线成像设备100的视场(FOV))一致，或可包括成像区域。准直器112可被布置在X射线源110的前方，例如，在X射线辐射方向上。

准直器112可包括由吸收或阻挡X射线的材料(例如铅或钨或其它)形成的多个掩罩M，从而调整X射线源110的辐射区域(例如，成像区域(例如，FOV)的范围)，并减少X射线的散射。

多个掩罩M可形成为多个层，并且构成多个层中的每个层的掩罩M可根据控制信号而移动并可以各种形式形成被辐射有X射线的区域。

X射线检测单元120检测X射线并获得关于被检体区域的多个帧数据。多个帧数据表示根据X射线成像设备100的帧率获得的多个X射线数据中的每个数据。

X射线单元120可具有包括多个像素的二维阵列结构。当由X射线检测单元120检测到的X射线被转换为根据像素的电信号时，产生关于被检体区域的一条X射线数据。

总体上，X射线检测单元120可根据将检测到的X射线转换为电信号的方法和获得X射线数据的方法被分类。

在下文，将描述使用X射线检测单元120检测X射线、将检测到的X射线转换为电信号、获得X射线数据的各种方法。

可根据将X射线转换为电信号的示例方法将X射线检测单元120分类为直接转换型和间接转换型。

在示例直接转换方法中，当X射线被辐射时，在光接收装置中临时产生电子空穴对，并且由于施加到光接收装置的两端的电场，使得电子移动到阳极，空穴移动到阴极。因此，X射线检测单元120将该移动转换为一个或更多个电信号。在示例直接转换方法中，可使用a-Se、CdZnTe、Hgl₂、Pbl₂等作为光接收装置。

在示例间接转换方法中，在光接收装置和X射线产生装置之间设置闪烁计数器。闪烁计数器与由X射线产生单元辐射的X射线反应并发出具有可见光区域中的波长的光子。光接收装置检测从闪烁计数器发出的光子并将检测到的光子转换为电信号。在示例间接转换方法中，可使用a-Si作为光接收装置，并且可使用具有薄膜形状的硫氧化钆(GADOX)闪烁计数器或微柱型或针型CSI(TI)闪烁计数器作为闪烁计数器。

此外，可根据将X射线数据获得为电荷积分模式或光子计数模式的示例方法来分类X射线检测单元120，其中，在电荷积分模式中，电荷被存储期望或可选的预定量的时间并从电荷获得信号，在光子计数模式中，每当从单个X射线光子产生了信号时就对能量等于或大于阈值能量的光子进行计数。

当X射线被X射线源110辐射并且以由X射线检测单元120设置的帧率获得被检体的帧数据时，处理器150可基于从X射线检测单元120发送的帧数据获得X射线图像。具体地说，当获得血管的X射线图像时，处理器150可从X射线数据中区分出期望的内部组织，从而仅获得血管X射线图像。

在下文，将参照图5至图7描述当使用时间减影或能量减影执行血管造影术时获得血管X射线图像的示例方法。

图5示意性地示出在时间减影中使用的X射线图像。在图5中，“a”表示掩罩图像。掩罩图像是在造影介质被注入被检体之前从被检体获得的X射线图像。“b”表示在造影介质被注入被检体之后从被检体获得的X射线图像。“c”表示通过时间减影最终获得的血管X射线图像。

一般来说，血管不会通过简单的X射线成像出现。然而，当造影介质被注入血管并执行X射线成像时，可通过X射线成像观察血管的形状。该示例方法被称为血管造影术。

时间减影是血管造影术的一个示例方法。图6A和图6B示出根据示例时间减影获得血管X射线图像的操作。当使用时间减影时，将被辐射的X射线具有单个能带。

图6A示出经由处理器150执行的根据时间减影产生X射线的示例方法。X_S0、X_S1、X_S2和X_S3示出辐射时间为t₀、t₁、t₂和t₃的单能X射线。I_S是在时间(t₀+α)注入被检体的造影介质。

图6B示出根据时间减影经由处理器150获得血管X射线图像的示例方法。M_S0是在时间t₀获得的掩罩图像，C_S1、C_S2和C_S3是在造影介质被注入被检体之后的时间t₁、t₂和t₃获得的单能X射线图像。A_S1、A_S2和A_S3是经由处理器150执行的根据时间减影在在造影介质被注入被检体之后的时间t₁、t₂和t₃获得的血管X射线图像。

为了捕捉作为在造影介质被注入被检体之前的图像的掩罩图像，如图6A中所示，在时间t₀辐射单能X射线X_S0。可从辐射的X射X_S0线获得作为图6B的掩罩图像的M_S0。

在获得掩罩图像M_S0的时间t₀之后经过了期望的或可选的预定时间量的时间(t₀+α)，将造影介质I_S注入被检体。为了获得血管图像，在造影介质I_S沿血管扩散的足够时间经过之后，在期望时间t₁辐射单能X射线X_S1。

处理器150可从在造影介质被注入被检体之后的时间t₁以该方式辐射的单能X射线X_S1，获得X射线图像C_S1。在造影介质被注入被检体之后，处理器150将X射线图像C_S1与掩罩图像M_S0进行比较。

由于在被检体没有移动时的X射线图像C_S1与掩罩图像M_S0之间的差指示造影介质的分布，因此可通过获得X射线图像C_S1与掩罩图像M_S0之间的差或差的图像来在时间t₁获得血管X射线图像A_S1。

当使用时间减影时，在掩罩图像的获取时间和X射线图像的获取时间之间存在时间差。如上所述，由于在使得造影介质在某一程度上扩散到血管中的足够时间经过之后获得X射线图像，从而发生该时间差。例如，如图6A和图6B中所示，在掩罩图像M_S0的获取时间t₀和X射线图像C_S1的获取时间t₁之间存在时间差。

时间差会导致获得的血管X射线图像中的误差。当在造影介质被注入被检体之后将X射线图像与掩罩图像进行比较时，如果背景中的结构差和造影剂彼此一致，则可相对精确地提取仅血管区域。然而，当病人(例如，被检体)在造影介质的扩散期间移动时，在X射线图像中可能发生几何变形，或者被检体的移动(诸如收缩或膨胀)会导致在提取血管区域时发生误差。

可使用基于能量减影的血管造影术来减少该误差。图7A和图7B示出经由处理器150执行的根据示例能量造影的血管造影术。与在不同时间使用单能X射线的时间减影不同，在能量减影中，将具有不同能带的X射线辐射到被检体。

图7A和图7B示出低能X射线和高能X射线被辐射到被检体上的示例。这里，高能带和低能带是相对概念并可改变。

图7A示出根据能量减影产生X射线的方法。X_ML1、X_ML2和X_ML3是在辐射时间t₁₁、t₂₁和t₃₁的低能X射线，X_MH1、X_MH2和X_MH3是在辐射时间t₁₂,t₂₂和t₃₂的高能X射线。I_M表示在时间t₀注入被检体的造影介质。

图7B示出根据能量减影获得血管X射线图像的示例方法。C_L1、C_L2和C_L3是在造影介质被注入被检体之后的时间t₁₁、t₂₁和t₃₁获得的低能X射线图像，C_H1、C_H2和C_H3是在造影介质被注入被检体之后的时间t₁₂、t₂₂和t₃₂获得的高能X射线图像。A_M1、A_M2和A_M3是使用在造影介质被注入被检体之后的时间t₁、t₂和t₃获得的血管X射线图像。

如图7A中所示，在辐射X射线之前将造影介质I_M注入被检体。造影介质I_M沿血管扩散足够时间有益于获得血管图像。

X射线源110辐射X射线以获得与两个能带相应的X射线图像。为此，X射线源110可辐射具有高能带的X射线和具有低能带的X射线，或者X射线源110可辐射同时包括两个能带的宽带X射线，并且X射线检测单元120可将检测到的X射线区分为具有高能带的X射线和具有低能带的X射线。

现在将描述X射线成像设备100及其控制方法的示例实施例，其中，X射线源110顺序地辐射具有高能带的X射线和具有低能带的X射线。参照图7A，在使得造影介质I_M扩散到血管中的足够时间经过之后的时间t₁₁和t₁₂辐射低能X射线X_ML1和高能X射线X_MH1。

当在X射线图像中区分两种类型的材料时，将被区分的材料可具有不同的X射线衰减特性，并且可获得与不同能带相应的X射线图像。

为此，处理器150可产生与不同能带相应的X射线图像。例如，如图7B中所示，处理器150可在造影介质被注入被检体之后顺序或相反顺序地产生与低能X射线X_ML1相应的低能X射线图像C_L1和与高能X射线X_MH1相应的高能X射线图像C_H1。

在因此而产生的X射线图像C_L1和C_H1中，在作为被检体内部的将被区分的材料的血管(造影介质)、骨骼和钙化组织之间存在亮度差。这是因为如上所述的材料的衰减特性根据X射线的能带而不同。

根据至少一个示例实施例，处理器150从原始图像中区分出血管图像。处理器150可通过执行算术运算来区分两个材料图像，所述算术运算为：将两个X射线图像C_L1和C_H1中的一个乘以期望的或可选的预定权重值，并从两个X射线图像中的另一X射线图像减去期望的加权后的值，该运算执行两次。这被称为双能X射线吸光测定法。例如，可通过将低能X射线图像C_L1乘以期望或可选的预定权重值并从高能X射线图像C_H1减去加权后的值来获得血管X射线图像，从而将血管从钙化组织和骨骼中区分出来。也就是说，可获得去除了骨骼和碳素材料并且血管清楚地显现的图像。

可选择地，当将被区分的材料是包括血管的三种或更多种类型时，处理器150可产生与三个或更多个能带相应的三个或更多个X射线图像，将每个X射线图像乘以适当或可选的期望的权重值，并从另一X射线图像减去加权后的值，从而区分包括血管的三种或更多种类型的材料图像。

如上所述，X射线成像设备100不限制将被区分的材料的数量，可根据将被区分的材料的数量获得原始图像，并可使用根据每种材料的衰减特性区分每个材料图像。

此外，通过将材料图像乘以权重值并从另一材料图像减去加权后的值来区分材料图像的方法是在处理器150中使用的一种方法，还可使用其它方法进行材料图像区分。

以此方式，处理器150可使用X射线图像C_L1和C_H1产生血管X射线图像A_M1。作为顺序地辐射低能X射线和高能X射线的结果，可获得与低能X射线和高能X射线相应的一个血管X射线图像。

在根据能量减影的示例血管造影术中，作为用于获得血管X射线图像的基础的低能图像和高能图像的获取时间之间的差可以比使用时间减影的掩罩图像的获取时间和在造影介质被注入被检体之后的X射线图像的获取时间之间的时间差小。在时间减影中，不能在造影介质扩散到血管中的同时辐射X射线，但是在能量减影中，即使当造影介质没有完全扩散到血管中时，也可将多能级的X射线顺序地辐射到被检体上。

因此，当使用能量减影时可能发生的被检体移动的时间段比当使用时间减影时可能发生的被检体移动的时间段短。结果，在使用能量减影时的两个图像的获取时间之间的差期间由于被检体的移动而可能发生的误差会比在使用时间减影时的两个图像的获取时间之间的差期间由于被检体的移动而可能发生的误差小。

然而，使用能量减影获得的血管X射线图像的信噪比(SNR)比使用时间减影获得的血管X射线图像的SNR小。

由于SNR越大，获得的图像的质量越清晰，因此当使用时间减影时可获得包括更少噪声的清晰的X射线图像。

因此，在时间减影中，在不考虑高SNR的情况下，由于被检体的移动而发生的误差概率高，然而，在能量减影中，其SNR比时间减影中的SNR更低，但是可减少由于被检体移动而噪声的误差。

根据至少一个示例实施例，控制器160可设置与造影介质的注入相关的参数以及用于控制针对X射线成像的X射线源110、准直器112和X射线检测单元120的成像参数，从而可在基本最佳调条件下执行造影介质的注入或X射线成像。

与造影介质的注入相关的参数可包括造影介质的注入量、注入时间和造影介质的浓度。成像参数还被称为曝光参数，并且使用X射线成像设备100自动地控制成像参数的操作还被称为自动曝光控制、自动亮度控制、自动剂量控制或自动剂量率控制。

根据至少一个示例实施例，成像参数可包括管电压、管电流、曝光时间、滤波器的类型、成像区域(例如，FOV)、帧率、脉冲率和目标材料的类型。

可基于关于由处理器150获得的被检体区域的帧图像确定成像参数，或基于在X射线成像开始之前输入的先前信息确定成像参数。在下文，将详细描述关于前一情况的示例实施例。

控制器160可基于处理器150的分析结果确定成像参数。例如，如果处理器150通过分析帧图像确定诸如被检体的厚度或密度的特性，则控制器160可基于确定结果确定可适合于被检体的特性的成像参数，诸如管电压、管电流、曝光时间、滤波器类型、目标材料类型。

此外，控制器160可基于关于由处理器150获得的感兴趣区域(ROI)的信息确定成像参数。在示例实施例中，控制器160可根据例如出现在ROI中的图像的特性或感兴趣对象移动的尺寸确定成像参数，诸如帧率、管电流、每帧剂量，从而单独地或同时地控制成像参数。

例如，当感兴趣对象移动的尺寸相对大时，控制器160可通过增加帧率来尽可能地获得关于感兴趣对象移动的信息，当感兴趣对象移动的尺寸相对小时，控制器160可通过减小帧率来减少被检体的X射线辐射曝光。

此外，控制器160可根据ROI的噪声水平控制每帧剂量。例如，如果ROI的噪声水平比期望的或可选的预定参考值高，则增加每帧剂量以减小噪声水平，从而ROI可显得更清晰，如果ROI的噪声水平比期望的或可选的预定参考值低，则降低每帧剂量，从而可减少被检体的X射线辐射曝光量。

此外，不论被检体的区域中的ROI由处理器150设置还是由手术人员设置，控制器160可调整准直器112，从而X射线可仅被辐射到ROI上并且成像区域可被限制为ROI。如果成像区域被限制为ROI，则被辐射到被检体上的X射线减少，从而被检体的X射线辐射曝光量可减少。在示例实施例中，描述了这样的方法，其中，建议以下操作：使用跟踪滤波器(诸如扩展卡尔曼滤波器)跟踪ROI的感兴趣对象(例如诸如导管的外科器械)以减少被检体的X射线辐射曝光量，并且将感兴趣对象的跟踪结果与准直器相关联从而可以调整(例如，自动地调整)X射线辐射区域。通常，还被知晓为线性二次估计(LQE)的卡尔曼滤波器，是使用经过时间观察到的一系列测量(包含噪声和其它随机变化和不准确性)、并产生对未知变量的估计(其中，未知变量的估计倾向于比仅基于单个测量的未知变量更精确)的算法。在下文，将详细描述该方法。

图8是示出使用图1的X射线成像设备100控制准直器112以跟踪感兴趣对象并将X射线辐射区域与跟踪结果相关联的示例操作的概念图。图9示出在血管内支架植入术的情况下的ROI。图10和图11是示出使用扩展卡尔曼滤波器跟踪感兴趣对象的示例操作的概念图。图12示出在X射线辐射区域与感兴趣对象的跟踪结果相关联的同时X射线辐射区域改变的示例，图13示出准直器112的掩罩M调整与由跟踪结果形成的椭圆相应的X射线辐射区域的示例。

根据至少一个示例实施例，处理器150基于由X射线检测单元120获得的数据获得X射线图像并在X射线图像中设置ROI。处理器150在关于被检体区域的帧图像中确定ROI。ROI通常是被检体区域中的追踪到感兴趣对象的区域。为了确定ROI，处理器150检测感兴趣对象。为了检测感兴趣对象，处理器150可预先存储感兴趣对象的特征，并可从关于被检体区域的帧图像检测与预先存储的特征相应的对象。例如，可从X射线图像检测的感兴趣对象的特征(诸如感兴趣对象的形状、X射线吸收特性和移动特性)可被预先存储。这里，感兴趣对象的移动特性可包括关于感兴趣对象的移动的信息，而关于感兴趣对象的移动的信息可包括移动方向、移动速度和位置改变。

作为在X射线成像期间将被用户连续观察的对象的感兴趣对象可以是在被检体中使用的外科器械或者将被执行外科手术的被检体的一部分。例如，当在血管造影术中使用X射线成像设备100时，在外科器械(诸如导丝、导管、针头、气球和/或支架)被插入血管时，需要对外科器械进行详细观察。因此，可将外科器械设置为感兴趣对象，并且可预先存储关于外科器械的特征的信息。

此外，当将外科部分设置为感兴趣对象时，狭窄(stenosis)、动脉瘤和病变区域(诸如癌变区域)可以是感兴趣对象。

如果检测到感兴趣对象，则处理器150可将包括检测到的感兴趣区域的期望的或可选的预定区域设置为ROI。因此，可考虑感兴趣对象的位置、尺寸和移动特性来确定ROI的位置和尺寸。

图9示出根据至少一个示例实施例的在血管内支架植入术的情况下的ROI。参照图9中示出的示例，支架13a被插入到血管以减少或阻止血管的阻塞并具有网眼形状。支架13a在折叠状态下被安装在管形的支架设备13的一端，被插入血管并且被展开为网眼形。

为了将支架设备13插入被检体区域的血管中，插入导丝11。将支架设备13沿着导丝插入血管中，并且在将支架设备13插入到血管中时，支架设备13(尤其是在支架设备13的一端的支架13a)可以是感兴趣对象，并且包括支架13a的期望的或可选的预定区域可以是ROI。

在插入导丝11的同时，导丝11或导丝11的顶端可以是感兴趣对象，并且虽然未示出，但是插入导管以将造影介质注入血管，导管或导管的顶端可以是感兴趣对象。

根据至少一个示例实施例，处理器150可使用从外部输入的信息来检测感兴趣对象。例如，如果在处理器150中输入了关于外科器械的类型、外科手术的类型、外科部分的信息和关于是否注入造影介质的信息，则可基于输入信息从帧图像检测感兴趣对象。可选地，可以由手术人员选择和确定ROI。

当确定了ROI时，处理器150跟踪感兴趣对象。这里，可将感兴趣对象设置为外科器械，例如，导管的顶端。处理器150可使用扩展卡尔曼滤波器作为跟踪滤波器来跟踪感兴趣对象的位置。

参照图10，经由处理器150使用扩展卡尔曼滤波器计算感兴趣对象的位置的预测值和指示感兴趣对象将存在于预测位置中的概率的误差协方差的预测值(400)，并可经由处理器150使用扩展卡尔曼滤波器来使用从X射线图像检测到的感兴趣对象的位置的测量值更新感兴趣对象的位置的预测值和误差协方差的预测值(420)，从而经由处理器150计算感兴趣对象的位置的估计值和误差协方差的估计值并跟踪感兴趣对象的位置。以下等式表示扩展卡尔曼滤波器的预测处理和更新处理。

<预测>

<等式2>

<等式3>

<更新>

<等式4>

<等式5>

<等式6>

在等式2中示出感兴趣对象的状态的估计值的预测。X_k是指示将被跟踪的感兴趣对象的状态的变量，是感兴趣对象的状态的估计值，是感兴趣对象的状态的估计值的预测值。指示感兴趣对象的状态的变量可包括感兴趣对象的位置和速度。

在等式3中示出等式2中示出的指示预测值的精确度的误差协方差的估计值的预测。Q是过程协方差，是误差协方差的估计值，是误差协方差的估计值的预测值。F是通过对系统建模获得的矩阵。

通过在等式2和3中示出的预测处理，处理器150能够进行预测且预测感兴趣对象的位置的估计值，并能够进行预测且预测指示感兴趣对象将存在于预测位置中的概率的误差协方差的估计值。

参照等式4至等式6，扩展卡尔曼滤波器使用感兴趣对象的位置的测量值，来更新在预测处理中获得的感兴趣对象的位置的估计值的预测值以及获得的误差协方差的估计值的预测值，从而获得感兴趣对象的位置的估计值和误差协方差的估计值。扩展卡尔曼滤波器在该处理中计算卡尔曼增益并使用卡尔曼增益作为测量值和预测值之间的权重值。

在等式4中，K_k是卡尔曼增益，R是测量协方差。在等式5中，Y_k是从X射线图像检测到的感兴趣对象的位置的测量值。使用测量值和测量协方差(Y_k,R)来更新在预测处理中获得的预测值()，从而获得感兴趣对象的位置的估计值()和指示感兴趣对象将存在于估计位置中的概率的误差协方差的估计值()。

根据至少一个示例实施例，如图11中所示，扩展卡尔曼滤波器重复执行预测处理和更新处理，从而跟踪感兴趣对象的位置，其中，图11是示出根据至少一个示例实施例的跟踪感兴趣对象的X射线成像方法的流程图。如果感兴趣对象停止或沿清晰的移动路径移动且跟踪感兴趣对象的操作被良好地执行(移动到操作410的“是”)，则通过预测处理和更新处理减小误差协方差的值。在此情况下，即使当X射线仅被辐射到包括感兴趣区域的小区域，也可执行跟踪感兴趣对象的操作。然而，当感兴趣对象突然移动时或者当由于造影介质的注入而导致感兴趣对象的位置不清晰时，不能容易地从X射线图像检测到感兴趣对象，并且仅重复执行预测处理而不执行更新处理(移动到操作410的“否”)。因此，误差协方差逐渐增加。在此情况下，需要扩大被辐射有X射线的区域从而可检测到感兴趣对象。

当通过将误差协方差与由准直器112调整的X射线辐射区域相关联，来根据协方差的改变调整X射线辐射区域时，如果跟踪感兴趣对象的操作被良好地执行，则误差协方差减小，从而减小X射线辐射区域。如果跟踪感兴趣对象的操作未被良好地执行(比如丢失感兴趣对象)，则误差协方差增加，从而增加X射线辐射区域。

因此，如果控制准直器112使得X射线辐射区域可以与协方差相关联，则如图12中所示，当正常地执行追踪感兴趣对象(例如，追踪导管)的操作时，X射线被大部分或仅被辐射到包括导管的窄区域，从而可减小被检体的X射线辐射曝光量。如图12中所示，当由于导管的快速移动或遮挡而导致没有追踪或定位到导管时，不执行更新处理，并通过扩展卡尔曼滤波器仅执行预测处理，并且扩大或扩展X射线辐射区域，以追踪导管。也就是说，在导管快速移动的情况下，在宽区域中辐射X射线；在导管的移动停止或速度减慢的情况下，将X射线辐射到窄区域，从而可减少X射线辐射曝光量。

因此，如果X射线辐射区域与误差协方差的改变相关联，则手术人员的工作流程不被影响，并且可例如同时或同步地有效追踪感兴趣对象，并且还可减少被检体的X射线辐射曝光量。

为了使X射线辐射区域与误差协方差的改变相关联，处理器150可使用作为扩展卡尔曼滤波器的输出值的感兴趣对象的位置的估计值和误差协方差的估计值来设置下面的等式7。根据下面的等式7，形成中心为的椭圆。

<等式7>

如图13中所示，处理器150以X射线辐射区域可被形成为包括边长与椭圆的长轴和短轴相应的矩形的方式来控制准直器112的掩罩M，从而X射线辐射区域可以与扩展卡尔曼滤波器的协方差的改变相关联。如果处理器150输出用于控制准直器112的信号，则控制器160根据该信号驱动准直器112的掩罩M。

如上所述，由于感兴趣对象的位置和感兴趣对象的移动速度包括在指示将被跟踪的感兴趣对象的状态的变量中，因此可获得感兴趣对象的速度估计值以及位置。因此，如果感兴趣对象以期望的或可选的预定速度移动并且行进方向被确定，则针对感兴趣对象的行进方向的协方差增加，并且根据等式6形成的椭圆的长轴在行进方向上增长。

图14是示出根据示例实施例的控制图1的X射线成像设备的示例方法的流程图。

参照图14，处理器150在X射线图像中确定感兴趣对象(ROI)(500)并预测存在于ROI中的感兴趣对象的位置和协方差(510)。如果在X射线图像中测量到感兴趣对象的位置(520)，则经由处理器150基于感兴趣对象的位置的测量值更新感兴趣对象的位置和协方差的预测(530)。如果感兴趣对象的位置和协方差被更新，则经由处理器150基于感兴趣对象的更新的位置和协方差，预测感兴趣对象的位置和协方差(560)，从而重复地执行预测和更新处理。

根据至少一个示例实施例，处理器150基于X射线检测单元120获得的数据获得X射线图像并在X射线图像中设置ROI。处理器150在被检体区域的帧图像中确定ROI。ROI表示被检体区域中的存在感兴趣对象的区域。为了确定ROI，处理器150检测感兴趣对象。作为在X射线成像期间被用户连续观察的对象的感兴趣对象可以是在被检体中使用的外科器械或将被执行外科手术的被检体的一部分。例如，当在血管造影术中使用X射线成像设备100时，在外科器械(诸如导丝、导管、针头、气球和/或支架)被插入血管时，需要对外科器械进行详细观察。因此，可将外科器械设置为感兴趣对象，并且可预先存储关于外科器械的特征的信息。此外，当将外科手术部分设置为感兴趣对象时，狭窄(stenosis)、动脉瘤和病变区域(诸如癌变区域)可以是感兴趣对象。

如果检测到感兴趣对象，则处理器150将包括检测到的感兴趣对象的期望或可选的预定区域设置为ROI。因此，可考虑感兴趣对象的位置、尺寸和移动特性来确定ROI的位置和尺寸。

处理器150可使用从外部输入的信息来检测感兴趣对象。例如，如果输入了关于外科器械的类型、外科手术的类型、外科手术部分的信息和关于是否注入造影介质的信息，则可基于输入信息从帧图像检测感兴趣对象。此外，可以由手术人员选择和确定ROI。

如果以上述方式确定了ROI，则处理器150跟踪感兴趣对象。这里，可将感兴趣对象设置为外科器械，例如，导管的顶端。处理器150可使用扩展卡尔曼滤波器作为跟踪滤波器来跟踪感兴趣对象的位置。

可经由处理器150使用扩展卡尔曼滤波器计算感兴趣对象的位置的预测值和指示感兴趣对象将存在于预测位置中的概率的误差协方差的预测值，并可经由处理器150使用扩展卡尔曼滤波器来使用从X射线图像检测到的感兴趣对象的位置的测量值更新感兴趣对象的位置的估计值的预测值和误差协方差的估计值的预测值，从而计算感兴趣对象的位置的估计值和误差协方差的估计值并追踪感兴趣对象的位置。

如果在X射线图像中没有测量到感兴趣对象的位置(520)，则控制准直器112使得X射线辐射区域可以与感兴趣对象的预测的位置和协方差相关联(540)，并且如果感兴趣对象的位置和协方差被更新，则控制准直器112使得X射线辐射区域可以与感兴趣对象的更新后的位置和协方差相关联(550)。

如图11中所示，扩展卡尔曼滤波器重复执行预测处理和更新处理，从而追踪感兴趣对象的位置。如果感兴趣对象停止或沿清晰的移动路径移动且追踪感兴趣对象的操作被良好地执行(移动到操作520的“是”)，则通过预测处理和更新处理减小误差协方差的值。在此情况下，即使当X射线仅被辐射到包括感兴趣区域的小区域时，也可执行追踪感兴趣对象的操作。然而，当感兴趣对象突然移动时或者当由于造影介质的注入而导致感兴趣对象的位置不清晰时，不能从X射线图像检测到感兴趣对象，并且仅重复执行预测处理而不执行更新处理(移动到操作520的“否”)。因此，误差协方差逐渐增加。在此情况下，需要扩大或扩展被辐射有X射线的区域从而可检测到感兴趣对象。

当通过将误差协方差与由准直器112调整的X射线辐射区域相关联，来根据协方差的改变调整X射线辐射区域时，如果跟踪感兴趣对象的操作被良好地执行，则误差协方差减小，从而减小X射线辐射区域。如果跟踪感兴趣对象的操作未被良好地执行(比如丢失感兴趣对象)，则误差协方差增加，从而增加(例如，自动增加)X射线辐射区域。

因此，如果控制准直器112使得X射线辐射区域可以与协方差相关联，则如图12中所示，当正常地执行跟踪感兴趣对象(例如，跟踪导管)的操作时，X射线被大部分辐射或仅被辐射到包括导管的窄区域，从而可减小被检体的X射线辐射曝光量。如图12中所示，当由于导管的快速移动或遮挡而导致没有跟踪到导管时，不执行更新处理，并通过扩展卡尔曼滤波器仅执行预测处理，并且扩大X射线辐射区域。也就是说，在导管快速移动的情况下，在宽区域中辐射X射线；在导管的移动停止或速度减慢的情况下，可将X射线辐射到窄区域，从而可减少X射线辐射曝光量。

因此，如果X射线辐射区域与误差协方差的改变相关联，则手术人员的工作流程不被影响，并且可有效跟踪感兴趣对象，并且还可减少被检体的X射线辐射曝光量。

如上所述，根据至少一个示例实施例，可减少辐射到被检体上的X射线的辐射剂量。

此外，手术人员可专注于外科手术，而不需要采取额外的动作来减少X射线的辐射剂量。

X射线成像设备可包括处理器150和存储器(未示出)。

处理器150可以是算术逻辑单元、数字信号处理器、微计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够以处理器被编程有指令从而处理器基于外部主时钟信号产生多个编程脉冲信号的定义方式响应和执行指令的任何其它装置，其中，所述指令将处理装置构造为用于执行在图11和图14中示出的操作的专用计算机。

指令可被存储在非暂时性计算机可读介质上。非暂时性可读介质的示例可包括磁介质，诸如硬盘、软盘和磁带；光介质，诸如CD ROM盘和DVD；磁光介质，诸如光盘；被专门构造为存储和执行程序指令的硬件装置，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等。非暂时性计算机可读介质还可以是分布网络，从而程序指令以分散方式存储和执行。

虽然已经示出和描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员应理解，在不脱离实施例的原理和精神的情况下，可以对这些示例实施例进行改变，实施例的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种X射线成像设备，包括：

X射线源；

准直器，被构造为调整由X射线源辐射的X射线的辐射区域；

处理器，被构造为在X射线图像中确定感兴趣区域ROI，追踪ROI中的感兴趣对象的位置；

控制器，被构造为控制准直器使得被辐射有X射线的区域与追踪感兴趣对象的结果相关联，

其中，处理器被构造为：预测感兴趣对象的位置，预测指示所述预测位置的精确度的协方差，基于X射线图像中的感兴趣对象的位置的测量值更新感兴趣对象的预测位置和预测协方差。

2.如权利要求1所述的X射线成像设备，其中，控制器被构造为控制准直器使得与感兴趣对象的更新位置和更新协方差相关联地确定被辐射有X射线的区域的位置和面积。

3.如权利要求1所述的X射线成像设备，其中，处理器被构造为基于感兴趣对象的更新位置和更新协方差设置包括有感兴趣对象的位置的椭圆区域，

并且控制器被构造为控制准直器使得X射线辐射区域的面积与所述设置的椭圆区域的面积相应。

4.如权利要求1所述的X射线成像设备，其中，如果在X射线图像中没有测量到感兴趣对象的位置，则处理器被构造为基于感兴趣对象的预测位置和预测协方差重复地执行预测感兴趣对象的位置和协方差的处理。

5.如权利要求4所述的X射线成像设备，其中，控制器被构造为控制准直器使得与感兴趣对象的预测位置和预测协方差相关联地确定被辐射有X射线的区域的位置和面积。

6.如权利要求4所述的X射线成像设备，其中，处理器被构造为基于感兴趣对象的预测位置和预测协方差设置包括有感兴趣对象的位置的椭圆区域，并且控制器被构造为控制准直器使得X射线辐射区域的面积与所述设置的椭圆区域的面积相应。

7.如权利要求1所述的X射线成像设备，其中，处理器被构造为追踪ROI中的感兴趣对象的位置和速度。

8.一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，其中，当所述指令被运行时执行控制X射线成像设备的方法，所述方法包括：

在X射线图像中确定感兴趣区域ROI；

追踪ROI中的感兴趣对象的位置；

控制准直器使得被辐射有X射线的区域与追踪感兴趣对象的结果相关联，

其中，追踪感兴趣对象的位置的操作包括：

预测感兴趣对象的位置并预测指示所述预测位置的精确度的协方差；

基于X射线图像中的感兴趣对象的位置的测量值更新感兴趣对象的预测位置和预测协方差；

追踪感兴趣对象的位置。

9.如权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，控制准直器的操作包括：与感兴趣对象的更新位置和更新协方差相关联地确定被辐射有X射线的区域的位置和面积。

10.如权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，控制准直器的操作包括：

基于感兴趣对象的更新位置和更新协方差设置包括有感兴趣对象的位置的椭圆区域，其中，X射线辐射区域的面积与所述设置的椭圆区域的面积相应。

11.如权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，所述方法还包括：如果在X射线图像中没有测量到感兴趣对象的位置，则通过控制器基于感兴趣对象的预测位置和预测协方差重复地预测感兴趣对象的位置和协方差。

12.如权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，控制准直器的操作包括：将被辐射有X射线的区域的位置和面积与感兴趣对象的预测位置和预测协方差相关联。

13.如权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，控制准直器的操作包括：

基于感兴趣对象的预测位置和预测协方差设置包括有感兴趣对象的位置的椭圆区域，其中，X射线辐射区域的面积与所述设置的椭圆区域的面积相应。

14.如权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，追踪感兴趣对象的位置包括：追踪ROI中的感兴趣对象的位置和速度。

15.一种X射线成像设备，包括：

X射线源；

准直器，被构造为调整由X射线源辐射的X射线的辐射区域；

处理器，被构造为在X射线图像中确定感兴趣区域ROI，追踪ROI中的感兴趣对象的位置，计算指示跟踪位置的精确度的协方差；

控制器，被构造为控制准直器的驱动，使得被辐射有X射线的区域的位置跟随追踪到的感兴趣对象的位置，并且被辐射有X射线的区域的尺寸与所述协方差相关联。