CN104665852A - 一种医学图像的投影方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种医学图像的投影方法、装置和系统。方法包括：检测透过被照射体的X射线，以形成所述被照射体的医学图像信息；将所述医学图像信息投影到所述被照射体上。本发明实施方式可以为检测者提供一个直观而全面的透视投影图像，提高了医学图像的呈现效率，还可以帮助操作者在被照射体外确定介入操作的精确位置。另外，由于以被照射体为投影屏幕，形成投影光线的散射，提高了可视角度，可以减少直观型显示器数量，还可以节约成本，并且避免了显示屏幕物理尺寸的诸多限制。

Description

一种医学图像的投影方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种医学图像的投影方法、装置和系统。

背景技术

医学影像(Medical Imaging)也称医学成像。医学影像泛指通过X射线(X-ray)成像等现代成像技术检查人体无法用非手术手段检查的部位的过程。X射线是波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射。X射线具有穿透性，对不同密度的物质有不同的穿透能力。在医学上一般用X射线投射人体器官及骨骼形成医学图像。

在与X射线成像相关的许多医学应用情景下，通常需要展示直观和全面的医学图像。尤其在介入式操作过程中，更是期待能够全面和直观地呈现被检测者的内部身体结构。在现有技术中，通常在各种显示屏设备上呈现医学图像。然而，这种呈现方式并不直观，而且受限于显示屏大小，图像呈现效率也并不高。

发明内容

本发明实施方式提出一种医学图像的投影方法，以提高医学图像的呈现效率。

本发明实施方式提出一种医学应用的投影装置，以提高医学图像的呈现效率。

本发明实施方式提出一种医学应用的投影系统，以提高医学图像的呈现效率。

本发明实施方式的技术方案如下：

一种医学图像的投影方法，该方法包括：

检测透过被照射体的X射线，以形成所述被照射体的医学图像信息；

利用投影光束将所述医学图像信息投影到所述被照射体上。

所述利用投影光束将医学图像信息投影到所述被照射体上包括：

以与所述X射线的发射角度相同的投影角度，利用所述投影光束将所述医学图像信息投影到所述被照射体上，而且所述投影光束的投影光束源与X射线发射源重合。

所述检测透过被照射体的X射线以形成所述被照射体的医学图像信息包括：检测透过被照射体的X射线，以形成所述被照射体的三维医学图像信息；

所述将所述医学图像信息投影到所述被照射体上：以三维投影方式将所述三维医学图像信息投影到所述被照射体上。

所述将医学图像信息投影到所述被照射体上包括下列中的至少一项：

以数字光处理方式将医学图像信息投影到所述被照射体上；

以3液晶显示器方式将医学图像信息投影到所述被照射体上；

以激光投影方式将医学图像信息投影到所述被照射体上；

以阴极射线管三枪投影方式将医学图像信息投影到所述被照射体上；

以可见光源将医学图像信息投影到所述被照射体上。

一种医学图像的投影装置，包括一X射线发射单元和一投影单元，其中：

X射线发射单元，用于向被照射体发出X射线；

投影单元，用于利用投影光束将由透过被照射体的所述X射线形成的被照射体医学图像信息，投影到所述被照射体上。

投影单元，用于以与所述X射线的发射角度相同的投影角度，利用所述投影光束将所述医学图像信息投影到所述被照射体上，而且所述投影光束的投影光束源与所述X射线发射单元的X射线发射源重合。

所述X射线发射单元与投影单元具有同轴结构。

所述X射线发射单元包括一圆锥形X射线发射管，而且所述圆锥形X射线发射管所产生的X射线圆椎体与投影单元所发出的投影光束圆椎体，在空间上重合。

一种医学图像的投影系统，包括一X射线发射单元、一投影单元和一探测器，其中：

X射线发射单元，用于向被照射体发出X射线；

探测器，用于检测透过被照射体的X射线以形成所述被照射体的医学图像信息，并将所述医学图像信息发送到投影单元；

投影单元，用于利用投影光束将所述医学图像信息投影到所述被照射体上。

所述投影单元包括数字光处理投影仪、3液晶显示器投影仪、激光投影仪、阴极射线管三枪投影仪或可见光投影仪。

所述探测器包括影像增强器、电荷耦合器件型探测器、平板数字放射摄影探测器、电荷耦合元件数字放射摄影探测器或线阵数字放射摄影探测器。

从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，检测透过被照射体的X射线，以形成被照射体的医学图像信息；利用投影光束将医学图像信息投影到所述被照射体上。由此可见，应用本发明实施方式之后，可以通过投影方式为检测者提供一个直观而全面的透视投影图像，从而可以提高医学图像的呈现效率。还可以帮助操作者在被照射体外确定介入操作的精确位置。

另外，由于以被照射体为投影屏幕，形成投影光线的散射，提高了可视角度，还可以减少直观型显示器数量，并且避免了显示屏幕物理尺寸的诸多限制。

附图说明

图1为根据本发明实施方式医学图像的投影方法流程图。

图2为根据本发明实施方式医学图像的投影装置的结构图。

图3为根据本发明实施方式医学图像的投影系统的结构图。

图4为根据本发明实施方式医学图像的成像与投影的俯视图。

图5为根据本发明实施方式医学应用的医学图像的成像与投影的侧视图。

附图中附图标记如下：

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

图1为根据本发明实施方式医学图像的投影方法流程图。

如图1所示，该方法包括：

步骤S101：检测透过被照射体的X射线，以形成被照射体的医学图像信息。

在这里，可以将被测物体(即被照射体)预先布置放在X射线源与X射线探测器之间。X射线源可以包括一控制单元和一X射线管。X射线源的控制单元发出的脉冲信号经功率放大之后发送到X射线管中的灯丝，激励X射线管产生X射线。X射线透过被照射体，从而在X射线探测器上形成被照射体的医学图像信息。

优选地，X射线源可以采用脉冲宽调技术，以保证X射线管电流和管电压保持恒定。X射线源优选还可以具有高压慢启动功能，以使X射线管阳极无高压过冲现象。

而且，X射线源的控制单元可以采用微型贴片器件，并优选以20KHz等频率工作，从而良好消除噪声，以为操作人员提供安静的使用环境。

为确保安全，X射线源还可以加有多种类型的保护装置，本发明实施方式对此并不赘述。

X射线探测器可以基于多种方式检测X射线以形成医学图像信息，比如基于照相底板等传统光学方法。

优选地，X射线探测器还可以基于各种数字化X射线探测技术形成医学图像信息。比如，X射线探测器具体还可以为影像增强器、电荷耦合器件(CCD)型探测器、平板数字放射摄影(DR)探测器、CCD DR探测器、线阵DR探测器，等等。

其中，对于平板DR探测器，按其探测材料可以分为三大类，非晶硅平板探测器、非晶硒平板探测器和CMOS平板探测器。下面分别详细说明。

1、非晶硅平板探测器

主要由闪烁体、以非晶硅为材料的光电二极管电路和底层TFT电荷信号读出电路组成。工作时X射线光子激发闪烁体曾产生荧光，荧光的光谱波段在550nm左右，这正是非晶硅的灵敏度峰值。荧光通过针状晶体传输至非晶硅二极管阵列，后者接受荧光信号并将其转换为电信号，信号送到对应的非晶硅薄膜晶体管并在其电容上形成存储电荷，由信号读出电路并送计算机重建图像。

2、非晶硒平板探测器

非晶硒和非晶硅的主要区别在于没有使用闪烁体，而是通过非晶硒材料直接将X射线转变为电信号，减少了中间环节，因此图像没有几何失真，大大提高了图像质量。不过，非晶硒平板探测器对环境要求高(温度范围小，容易造成不可逆的损坏)，而且存在疵点(区域)。另外，由于探测器暴露在X射线下，其抗射线损坏的能力相对较差。此外，在提高DDR的响应时间时需要克服一定的技术障碍，而且成本较高。

3、CMOS平板探测器

与非晶硅比较，CMOS平板探测器的探测材料为CMOS，由于目前CMOS的像素尺寸可以做到96um或48um，因此相对于非晶硅平板探测器和非晶硒平板探测器两种，其分辨率要好很多，可以达到10lp/mm，可广泛应用于对分辨率要求较高的医学影像领域。

对于CCD DR探测器，其成像方式是先把入射的X射线经闪烁体转换为可见光，然后通过镜头或光纤锥直接耦合到CCD芯片上，由CCD芯片将可见光转换为电信号，并得到图像。闪烁体可以采用针状结构的碘化铯等其他发光晶体物质，能有效吸收X射线，并使发光光谱与CCD得响应光谱接近，提高了X射线的利用率，通过物理和技术手段减少了光散射效应，提高了图像的锐利度和清晰度。而且CCD DR探测器可以采用大面积的CCD芯片，从而使获取的图像分辨率提高。CCD DR探测器还可以采用光纤锥技术的耦合方式，以解决影像畸变的可能性，同时对光通量的采集效率更高。

对于线阵DR探测器，主要由扫描机架、在机架上安装的X射线管、X射线探测器及前端电子学系统、X射线发生装置及电气控制系统、计算机处理系统等组成。目前常用的主要由CCD/CMOS及线阵光电二极管阵列。

以上详细描述了示范性的数字化X射线探测技术，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅用于阐述目的，并不用于对本发明实施方式进行限定。

步骤S102：将所述医学图像信息投影到所述被照射体上。

在这里，可以将X射线探测器所检测到的医学图像信息投影到所述被照射体上。

具体地，可以通过数字光处理方式、3液晶显示器方式、激光投影方式或阴极射线管三枪投影方式将医学图像信息投影到所述被照射体上。

以上详细描述了具体的投影方式，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于对本发明实施方式进行限定。

在一个实施方式中：

以与X射线的发射角度相同的投影角度，利用投影光束将医学图像信息投影到被照射体上，而且投影光束的投影光束源与X射线发射源重合。由于X射线的发射角度与投影光束的投影角度相同，而且投影光束的投影光束源与X射线发射源重合，因此被照射体表处的投影图像可以与该被照射体表的X射线透视图像保持对应，即可以在被照射体的体表处投影出该体表的透视图，从而可以为检测者提供一个直观而全面的透视投影图像。另外，由于不再使用显示透视图像的物理屏幕，还可以节约成本，并且摆脱了显示屏幕物理尺寸的诸多限制。

在一个实施方式中：

在步骤S101中检测透过被照射体的X射线，以形成所述被照射体的三维医学图像信息，而且在步骤S102中以三维投影方式将三维医学图像信息投影到所述被照射体上，从而可以在被照射体上呈现被照射体的三维透视医学图像，从而更加有利于检测者对被照射体的彻底观察。

基于上述详细描述，本发明实施方式还提出了一种医学图像的投影装置。

图2为根据本发明实施方式医学图像的投影装置结构图。

如图2所示，该医学图像的投影装置包括一X射线发射单元201和一投影单元202，其中：

X射线发射单元201，用于向被照射体发出X射线203；

投影单元202，用于利用投影光束204将由透过被照射体的所述X射线形成的被照射体医学图像信息，投影到所述被照射体上。

在一个实施方式中：投影单元201，用于以与所述X射线的发射角度相同的投影角度，利用所述投影光束将所述医学图像信息投影到所述被照射体上，而且所述投影光束的投影光束源与所述X射线发射单元的X射线发射源重合。由于X射线的发射角度与投影光束的投影角度相同，而且投影光束的投影光束源与X射线发射源重合，因此被照射体表处的投影图像可以与该被照射体表的X射线透视图像保持对应，即可以在被照射体的体表处投影出该体表的透视图，从而可以为检测者提供一个直观而全面的透视投影图像。另外，由于不再使用显示透视图像的物理屏幕，还可以节约成本，并且摆脱了显示屏幕物理尺寸的诸多限制。

在一个实施方式中：X射线发射单元201与投影单元202具有同轴结构。比如，X射线发射单元20可以包括圆锥形X射线发射管，而投影单元202位于该管轴向的上部或下部。圆锥形X射线发射管所产生的X射线圆椎体与投影单元202所发出的投影光束圆椎体，在空间上重合，从而可以保证被照射体表处的投影图像与该被照射体表的X射线透视图像保持对应。

基于上述详细描述，本发明实施方式还提出了一种医学图像的投影系统。

图3为根据本发明实施方式医学图像的投影系统结构图。

如图3所示，该系统包括一X射线发射单元301、一探测器302和一投影单元303，其中：被照射体304位于X射线发射单元301和探测器302之间。

X射线发射单元301，用于向被照射体发出X射线305；

探测器302，用于检测透过被照射体的X射线以形成所述被照射体的医学图像信息，并将所述医学图像信息发送到投影单元303；

投影单元303，用于利用投影光束306将所述医学图像信息投影到所述被照射体上。

在一个实施方式中，投影单元303包括数字光处理投影仪、3液晶显示器投影仪、激光投影仪或阴极射线管三枪投影仪，等等。

在一个实施方式中，探测器302包括影像增强器、CCD型探测器、平板DR探测器、CCD DR探测器或线阵DR探测器，等等。

可以将本发明实施方式应用到多种医学应用中，比如可以应用到利用X射线呈现被检测者的内部透视图。

图4为根据本发明实施方式医学图像的成像与投影的俯视图；图5为根据本发明实施方式医学应用的医学图像的成像与投影的侧视图。

如图4所示，当被检测者做X射线透视时，被检测者可以躺在探测器403上。X射线发生管401发出的X射线透404过被检测者病灶位置，并被探测器检测到，从而在探测器上生成病灶位置的医学图像信息。然后，探测器通过有线或无线通信方式将所生成的医学图像信息发送到与X射线发生管同轴的投影仪。投影仪402再利用投影光束404将医学图像信息重叠投射在被检测者病灶位置。

如图5所示，在探测器的检测点A、B、C、D、E点上，分别形成有被照射体503的A’，B’，C’，D’，E’的对应检测图像。同轴投影仪502接收到由检测点A、B、C、D、E所反馈的检测图像信息之后，再将对应于A’，B’，C’，D’，E’的检测图像信息分别投影到被照射体的A’，B’，C’，D’，E’处。此时，对于操作医师，被检测者体内情况在体表上是可见的，因此检测过程非常直观，检测图像的显示效率得以大幅提升，尤其有利于介入式手术操作。

实际上，可以通过多种形式来具体实施本发明实施方式所提出的医学图像的投影方法、装置和系统。

比如，可以遵循一定规范的应用程序接口，将医学图像的投影方法编写为安装到个人电脑、移动终端、医疗器械等中的插件程序，也可以将其封装为应用程序以供用户自行下载使用。当编写为插件程序时，可以将其实施为ocx、dll、cab等多种插件形式。也可以通过Flash插件、RealPlayer插件、MMS插件、MIDI五线谱插件、ActiveX插件等具体技术来实施本发明实施方式所提出的医学图像的投影方法。

可以通过指令或指令集存储的储存方式将本发明实施方式所提出的医学图像的投影方法存储在各种存储介质上。这些存储介质包括但是不局限于：软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存等。

另外，还可以将本发明实施方式所提出的医学图像的投影方法应用到基于闪存(Nand flash)的存储介质中，比如U盘、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、xD卡等。

综上所述，在本发明实施方式中，检测透过被照射体的X射线，以形成被照射体的医学图像信息；利用投影光束将医学图像信息投影到所述被照射体上。由此可见，应用本发明实施方式之后，可以通过投影方式为检测者提供一个直观而全面的透视投影图像，从而可以提高医学图像的呈现效率。还可以帮助操作者在被照射体外确定介入操作的精确位置。

另外，由于以被照射体为投影屏幕，形成投影光线的散射，提高了可视角度，还可以减少直观型显示器数量，并且避免了显示屏幕物理尺寸的诸多限制。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种医学图像的投影方法，其特征在于，该方法包括：

检测透过被照射体的X射线，以形成所述被照射体的医学图像信息；

利用投影光束将所述医学图像信息投影到所述被照射体上。

2.根据权利要求1所述的医学图像的投影方法，其特征在于，所述利用投影光束将医学图像信息投影到所述被照射体上包括：

以与所述X射线的发射角度相同的投影角度，利用所述投影光束将所述医学图像信息投影到所述被照射体上，而且所述投影光束的投影光束源与X射线发射源重合。

3.根据权利要求1所述的医学图像的投影方法，其特征在于，

所述检测透过被照射体的X射线以形成所述被照射体的医学图像信息包括：检测透过被照射体的X射线，以形成所述被照射体的三维医学图像信息；

所述将所述医学图像信息投影到所述被照射体上：以三维投影方式将所述三维医学图像信息投影到所述被照射体上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的医学图像的投影方法，其特征在于，所述将医学图像信息投影到所述被照射体上包括下列中的至少一项：

以数字光处理方式将医学图像信息投影到所述被照射体上；

以3液晶显示器方式将医学图像信息投影到所述被照射体上；

以激光投影方式将医学图像信息投影到所述被照射体上；

以阴极射线管三枪投影方式将医学图像信息投影到所述被照射体上；

以可见光源将医学图像信息投影到所述被照射体上。

5.一种医学图像的投影装置，其特征在于，包括一X射线发射单元和一投影单元，其中：

所述X射线发射单元，用于向被照射体发出X射线；

所述投影单元，用于利用投影光束将由透过被照射体的所述X射线形成的被照射体医学图像信息，投影到所述被照射体上。

6.根据权利要求5所述的医学图像的放射投影装置，其特征在于，

所述投影单元用于以与所述X射线的发射角度相同的投影角度，利用所述投影光束将所述医学图像信息投影到所述被照射体上，而且所述投影光束的投影光束源与所述X射线发射单元的X射线发射源重合。

7.根据权利要求5所述的医学图像的放射投影装置，其特征在于，所述X射线发射单元与投影单元具有同轴结构。

8.根据权利要求7所述的医学图像的放射投影装置，其特征在于，所述X射线发射单元包括一圆锥形X射线发射管，而且所述圆锥形X射线发射管所产生的X射线圆椎体与投影单元所发出的投影光束圆椎体在空间上重合。

9.一种医学图像的投影系统，其特征在于，包括一X射线发射单元、一投影单元和一探测器，其中：

所述X射线发射单元，用于向被照射体发出X射线；

所述探测器，用于检测透过被照射体的X射线以形成所述被照射体的医学图像信息，并将所述医学图像信息发送到投影单元；

所述投影单元，用于利用投影光束将所述医学图像信息投影到所述被照射体上。

10.根据权利要求9所述的医学图像的投影系统，其特征在于，

所述投影单元包括数字光处理投影仪、3液晶显示器投影仪、激光投影仪、阴极射线管三枪投影仪或可见光投影仪。