CN104783820B - 追踪感兴趣区域的方法、放射摄影设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种追踪感兴趣区域的方法、放射摄影设备及其控制方法。所述放射摄影设备可包括射线照射模块和/或处理模块，其中，射线照射模块被配置为将射线照射到对象；处理模块被配置为将射线照射模块能够将射线照射到的区域的一部分设置为感兴趣区域，并且还被配置为基于感兴趣区域确定射线照射模块的射线照射位置和射线照射区域中的至少一个。

Description

追踪感兴趣区域的方法、放射摄影设备及其控制方法
本申请要求于2014年1月20日提交到韩国知识产权局(KIPO)的第10-2014-0006672号韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容合并于此以资参考。
技术领域
本公开的某些示例实施例可总体上涉及追踪感兴趣区域的方法、放射摄影设备、控制放射摄影设备的方法和/或放射摄影方法。
背景技术
放射摄影设备可以是使用射线来获取关于对象的内部结构或组织的图像的成像系统。放射摄影设备可将X射线照射到对象(诸如人体或行李)，并且/或者可接收透射过对象的射线，从而获取关于对象的内部的图像。放射摄影设备可广泛应用于工业领域(诸如医疗工业)，这是因为其可在不必破坏对象的情况下显示对象的内部结构。放射摄影设备的示例可包括数字放射摄影(DR)、荧光透视、计算机断层扫描和乳房X射线摄影。
发明内容
本公开的某些示例实施例可提供能够快速且准确地设置和追踪ROI的追踪感兴趣区域(ROI)的方法、放射摄影设备、控制放射摄影设备的方法和/或放射摄影方法。
在某些示例实施例中，一种放射摄影设备可包括射线照射模块和/或处理模块，其中，射线照射模块被配置为将射线照射到对象；处理模块被配置为将射线照射模块能够将射线照射到的区域的一部分自动设置为感兴趣区域，并且还被配置为基于感兴趣区域确定射线照射模块的射线照射位置和射线照射区域中的至少一个。
在某些示例实施例中，射线照射模块可根据射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个将射线照射到对象。
在某些示例实施例中，放射摄影设备还可包括：射线探测模块，被配置为接收透射过对象的射线。处理模块还可被配置为生成与射线探测模块接收到的射线相应的感兴趣区域的放射摄影图像。
在某些示例实施例中，处理模块还可被配置为将感兴趣区域的放射摄影图像与预先获取的放射摄影图像组合以生成组合的放射摄影图像。
在某些示例实施例中，放射摄影设备还可包括：放射摄影模块驱动器，被配置为移动射线照射模块。
在某些示例实施例中，放射摄影模块驱动器还可被配置为根据射线照射位置移动射线照射模块。
在某些示例实施例中，放射摄影模块驱动器可包括C形臂模块，所述C形臂模块包括射线照射模块。
在某些示例实施例中，射线照射模块可包括照射区域调节器，所述照射区域调节器被配置为阻挡照射的射线的一部分，从而调节射线照射位置和射线照射区域中的至少一个。
在某些示例实施例中，照射区域调节器可根据射线照射位置和射线照射区域中的至少一个被驱动。
在某些示例实施例中，射线照射模块还可被配置为根据射线照射位置和射线照射区域中的至少一个进行移动。照射区域调节器可在射线照射模块移动的同时被驱动，或者可与射线照射模块移动不同时地被驱动。
在某些示例实施例中，照射区域调节器可包括阻挡元件和/或阻挡元件驱动器，其中，阻挡元件被配置为阻挡照射的射线，阻挡元件驱动器被配置为驱动阻挡元件。
在某些示例实施例中，处理模块还可被配置为每当射线照射模块照射射线时自动设置感兴趣区域。处理模块还可被配置为每当感兴趣区域被自动设置时确定射线照射模块的射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个。
在某些示例实施例中，处理模块还可被配置为按照规则的时间间隔确定射线照射模块的射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个。
在某些示例实施例中，处理模块还可被配置为基于预先设置的感兴趣区域估计新的感兴趣区域。处理模块还可被配置为基于新的感兴趣区域确定射线照射模块的射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个。
在某些示例实施例中，处理模块还可被配置为使用Kalman滤波将生成的放射摄影图像的一部分自动设置为感兴趣区域。
在某些示例实施例中，一种放射摄影设备的控制方法可包括：把将被射线照射到的区域的一部分自动设置为感兴趣区域；基于感兴趣区域确定射线照射位置和射线照射区域中的至少一个；和/或根据射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个执行放射摄影以获取感兴趣区域的放射摄影图像。
在某些示例实施例中，控制方法还可包括：将感兴趣区域的放射摄影图像与预先获取的放射摄影图像组合以生成组合的放射摄影图像。
在某些示例实施例中，控制方法还可包括：基于射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个控制射线照射模块照射射线。
在某些示例实施例中，控制射线照射模块可包括以下操作中的至少一个：基于射线照射位置和射线照射区域中的至少一个移动将射线照射到对象的射线照射模块；基于射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个阻挡照射的射线的一部分，以调节射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个。
在某些示例实施例中，可同时或不同时执行移动射线照射模块的操作和调节射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个的操作。
在某些示例实施例中，一种放射摄影设备可包括：射线照射模块，被配置为将射线照射到对象；射线探测模块，被配置为探测从射线照射模块发出经过对象的射线；和/或处理模块，被配置为设置射线的感兴趣区域并基于感兴趣区域确定射线照射位置和射线照射区域中的至少一个。
在某些示例实施例中，射线照射模块可根据射线照射位置和射线照射区域中的所述至少一个将射线照射到对象。
在某些示例实施例中，处理模块还可被配置为生成与射线探测模块接收到的射线对应的感兴趣区域的放射摄影图像。
在某些示例实施例中，处理模块还可被配置为将感兴趣区域的放射摄影图像与预先获取的放射摄影图像组合以生成组合的放射摄影图像。
在某些示例实施例中，放射摄影设备还可包括：放射摄影模块驱动器，被配置为移动射线照射模块。
附图说明
通过下面结合附图对示例实施例进行的详细描述，上述和/或其他方面和优点将会变得更加清楚和更容易理解，其中：
图1是用于描述根据本公开的某些示例实施例的放射摄影设备的示图；
图2是示出根据本公开的某些示例实施例的放射摄影设备的配置的框图；
图3是根据本公开的某些示例实施例的放射摄影模块的透视图；
图4是用于描述根据本公开的某些示例实施例的射线照射器的示图；
图5是根据本公开的某些示例实施例的照射区域调节器的透视图；
图6是本公开的某些示例实施例的照射区域调节器的俯视图；
图7是用于描述感兴趣区域(ROI)的示图；
图8到图12是用于描述根据本公开的某些示例实施例的设置ROI的方法的示图；
图13是根据本公开的某些示例实施例的射线探测器的透视图；
图14和图15是用于描述当ROI改变时显示在屏幕上的图像的各种示例的示图；
图16是用于描述根据本公开的某些示例实施例的使用Kalman滤波来设置ROI的方法的示图；
图17是示出根据本公开的某些示例实施例的追踪ROI的方法的流程图；
图18是示出根据本公开的某些示例实施例的控制放射摄影设备的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来更完整地描述示例实施例。然而，实施例可以按照多种不同形式被实施，并且不应被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些示例实施例使得本公开将会是彻底和完整的，并且会将范围完整地传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清晰度，层和区域的厚度可被夸大。
应理解，当一元件被提到为在另一部件之上、连接到另一部件、电连接到另一部件或者与另一部件结合时，该元件可以是直接在该另一部件之上、直接连接到该另一部件、直接电连接到该另一部件或者与该另一部件直接结合，或者可存在中间部件。相反，当一部件被提到为直接在另一部件之上、直接连接到另一部件、直接电连接到另一部件或者与另一部件直接结合时，不存在中间部件。如在此使用的，术语“和/或”包括关联的列出项中的一项或者多项的任意和所有组合。
应理解，虽然术语第一、第二、第三等可在此用于描述各种元件、部件、区域、层和/或区间，但是这些元件、部件、区域、层和/或区间不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层和/或区间与另一元件、部件、区域、层和/或区间区分。例如，在不脱离示例实施例的教导的情况下，第一元件、第一部件、第一区域、第一层和/或第一区间可被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层和/或第二区间。
空间相关的术语，诸如“在…之下”、“在…的下面”、“下面的”、“在…之上”、“上面的”等可如附图所示在此被使用以便于说明书描述一个部件和/或特征与另一部件和/或特征的关系。应理解空间相关术语旨在涵盖使用或运行中的装置的除了附图中描绘的方位之外的不同方位。
在此使用的专业术语的目的仅在于描述特定示例实施例而不是旨在限制示例实施例。如在此使用的，单数形式旨在还包括复数形式，除非上下文明确地另外指出。还应理解，当在此说明书中使用术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”时，说明提到的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或群组的存在或添加。
除非另外限定，在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例实施例所属领域的普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解，诸如在常用词典中限定的术语应被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非在此明确地这样限定，否则不应以理想化或过于正式的意思被解释。
现在将参照在附图中示出的示例实施例，其中，相同的标号可始终表示相同的部件。
图1是用于描述根据本公开的某些示例实施例的放射摄影设备的示图，图2是示出根据本公开的某些示例实施例的放射摄影设备的配置的框图。
如图1和图2中所示，放射摄影设备1可包括放射摄影模块100。放射摄影模块100可使用期望的能量(可以是预定的或可不是预定的)的射线来拍摄对象ob的内部材料、组织、结构等。被放射摄影模块100扫描的对象ob可以是活物(诸如人体或动物)，或者是非生命体(诸如行李、机器工具或建筑物)。
放射摄影模块100可利用这样的事实来对对象ob的内部组织成像，即，对象ob中的不同组织具有不同的衰减系数，其中，所述衰减系数通过将各个组织吸收或透射射线的程度数字化来获得。不同组织的衰减系数之间的差异可由对象ob的内部组织的属性(例如，密度)引起。同时，当将不同的射线能量谱应用于相同组织时，相同组织可具有不同的衰减系数。
透射过对象ob的期望的组织(可以是预定的或可不是预定的)的射线的强度I可由以下的等式(1)表示：
I＝I0e-μt，(1)
其中，I0表示从放射摄影模块100照射的射线的强度，μ表示根据对象ob的期望的组织(可以是预定的或可不是预定的)的属性的衰减系数，t表示已经被射线透射过的期望的组织(可以是预定的或可不是预定的)的厚度。
当执行放射摄影时，期望的造影剂(可以是预定的或可不是预定的)可被放入对象ob中。造影剂是这样的药剂：在放射摄影期间被放入人体或动物以增加内部材料(例如，特定组织或血管)的对比度，从而使内部材料能够与其它组织区分开来。造影剂的作用在于增加或者减少对象ob的内部材料透射射线的程度，从而增加或减少被放入造影剂的材料的衰减系数，藉此增加被放入造影剂的材料和围绕该材料的其它材料之间的对比度。因此，当使用造影剂时，可更好地认识活体结构，并且可将肿瘤等与其它组织更清楚地区分开来，这使得诊断更容易并且能够准确地诊断病人。根据需要，一种类型的造影剂或多种类型的造影剂可被放入对象ob。造影剂可以是碘酊、碘酊-钆类造影剂或者硫酸钡。另外，造影剂可以是气体，诸如二氧化碳(CO2)。
放射摄影模块100可包括用于放射摄影的射线照射模块110和射线探测模块120，如图1和图2中所示。射线照射模块110可向对象ob照射射线。射线探测模块120可接收从射线照射模块110照射并随后透射过对象ob的射线，并将接收的射线转换为电信号以获取放射摄影图像。
射线照射模块110和射线探测模块120可以是可移动的。例如，射线照射模块110和射线探测模块120可线性移动或可按照曲线的方式移动。另外，射线照射模块110和射线探测模块120可相对于期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)(例如，图1的x轴或z轴)旋转。
如图1中所示，射线照射模块110和射线探测模块120可在相对于躺在托架161上的对象ob的各个方向(r1和r2)上旋转。在这种情况下，如果对象ob是人体，则射线照射模块110和射线探测模块120可相对于从人体的头向人体的脚延伸的x轴旋转(r2)。
另外，射线照射模块110和射线探测模块120可沿着对象ob线性移动。例如，射线照射模块110和射线探测模块120可沿着期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)移动，例如，沿着图1的x轴或z轴移动。如果对象ob是人体，则射线照射模块110和射线探测模块120可在从人体的头到人体的脚的方向上或者在相反的方向上移动。
射线照射模块110和射线探测模块120可由放射摄影模块驱动器140(见图2)驱动在期望的方向(可以是预定的或可不是预定的)上移动或旋转。放射摄影模块驱动器140可包括多个驱动器。所述多个驱动器可旋转射线照射模块110和射线探测模块120，或者水平/垂直地移动射线照射模块110和射线探测模块120。
图3是根据本公开的某些示例实施例的放射摄影模块100的透视图。
根据某些示例实施例，放射摄影模块驱动器140可以是如图1和图3中所示的C形臂模块140a。射线照射模块110和射线探测模块120可安装在C形臂模块140a中。
C形臂模块140a可包括以“C”形弯曲的第一框架142a、与第一框架142a结合的第二框架142b、第一旋转单元141、第三框架143、第二旋转单元145以及与第二旋转单元145结合的水平移动单元144，其中，第一旋转单元141用于在期望的方向(可以是预定的或可不是预定的)上旋转第一框架142a和第二框架142b，第三框架143与第一旋转单元141结合，第二旋转单元145用于相对于期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)旋转第三框架143。射线照射模块110和射线探测模块120可按照这样的方式在第一框架142a的两端与第一框架142a结合：射线照射模块110和射线探测模块120面向彼此。
第二框架142b可将第一框架142a连接到第一旋转单元141，并使第一框架142a能够沿着期望的路径m1(可以是预定的或可不是预定的)移动。例如，第二框架142b可包括滚动元件。滚动元件可以是球或者滚筒。第一旋转单元141可包括与第二框架142b的滚动元件相应的轨道。在这种情况下，第二框架142b的滚动元件可沿着在第一旋转单元141上形成的轨道在期望的方向(可以是预定的或可不是预定的)上移动。如果滚动元件移动，则第二框架142b可移动以对应于滚动元件的移动。由于第二框架142b与第一框架142a结合，因此第一框架142a也可根据第二框架142b的移动而移动。因此，射线照射模块110和射线探测模块120也可沿着期望的路径m1(可以是预定的或可不是预定的)移动。根据某些示例实施例，第二框架142b可包括轨道，第一旋转单元141可包括滚动元件。然而，设计者可应用任何其它装置来沿着相对于第二框架142b和第一旋转单元141的期望的路径m1(可以是预定的或可不是预定的)移动第一框架142a。
第一旋转单元141可相对于期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)来进行旋转(r2)，从而使第一框架142a和第二框架142b相对于期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)进行旋转(r2)。射线照射模块110和射线探测模块120也可根据第一框架142a和第二框架142b的旋转来相对于期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)进行旋转。第一旋转单元141可包括旋转元件或者轴元件。射线照射模块110可通过第一框架142a、第二框架142b和第一旋转单元141以各种角度将射线照射到对象ob。射线探测模块120也可接收以各种角度照射的射线。
第一旋转单元141和第二旋转单元145可以可旋转地连接到第三框架143。第二旋转单元145可相对于期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)旋转(r1)第三框架143。当第三框架143相对于期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)旋转(r1)时，第一框架142a和第二框架142b也可相对于期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)旋转(r1)。由于第三框架143可被第二旋转单元145旋转，因此，无论对象ob的位置如何，射线照射模块110和射线探测模块120都可沿着期望的路径m3(可以是预定的或可不是预定的)移动。第二旋转单元145可连接到水平移动单元144。
水平移动单元144可使射线照射模块110和射线探测模块120能够沿着期望的路径m3(可以是预定的或可不是预定的)移动。水平移动单元144可在轨道144a和144b上滑动。水平移动单元144的外壳144c可包括滚筒(未示出)，从而使水平移动单元144可在滚筒沿着轨道144a和144b移动时移动。因此，通过第三框架143连接到水平移动单元144的第一框架142a和第二框架142b可根据水平移动单元144的移动而沿着期望的路径m3(可以是预定的或可不是预定的)移动，这样的结果是，射线照射模块110和射线探测模块120也可根据水平移动单元144的移动而沿着期望的路径m3(可以是预定的或可不是预定的)移动。
射线照射模块110可通过C形臂模块140a在各种位置和以各种角度将射线照射到对象ob，射线探测模块120可接收在各种位置和以各种角度照射的射线。因此，可获取关于对象ob在各个位置的放射摄影图像。
根据某些示例实施例，如图2中所示，射线照射模块110可包括射线照射器111和照射区域调节器130。射线照射器111可产生期望的能量谱(可以是预定的或可不是预定的)的射线，并将射线照射到对象ob。根据某些示例实施例，射线照射器111可产生多个不同能量谱的射线，并将射线照射到对象ob。另外，射线照射器111可若干次将射线照射到对象ob。根据某些示例实施例，射线照射器111可产生并照射相同能量谱的射线或不同能量谱的射线以用于若干次照射。如果多个造影剂被放入对象ob，则射线照射器111可根据造影剂的数量将多个不同的能量谱的射线照射到对象ob。根据某些示例实施例，射线照射器111可将单色能量谱的射线或多色能量谱的射线照射到对象ob。
图4是用于描述根据本公开的某些示例实施例的射线照射器111的示图。
如图4中所示，射线照射器111可包括：射线管，用于产生射线；电源1120，用于将由期望的电压(可以是预定的或可不是预定的)引发的电流施加到射线管。根据实施例，射线照射器111可包括多个射线管。如果射线照射器111包括多个射线管，则各个射线管可产生不同能量谱的射线。具体地，射线管可包括管体1111、阴极1112和阳极1114。
管体1111可容纳产生射线所需的各种元件(诸如阴极1112和阳极1114)，并稳定地固定阴极1112和阳极1114。另外，管体1111可密封阴极1112以防止从阴极1112产生的电子外泄。管体1111中的真空程度可保持在10mmHg到7mmHg的高水平。管体1111可以是由石英(硬)玻璃制成的玻璃管。
阴极1112可朝向阳极1114照射电子束ELECTRON BEAM，其中，电子束由根据从电源1120施加的期望的电压V(可以是预定的或可不是预定的)引发的电流I的多个电子构成，电源1120电连接到阴极1112。具体地，阴极1112可包括细丝1113，其中，电子在细丝1113上汇聚。阴极1112的细丝1113可根据从电源1120施加的管电压被加热，从而在管体1111内部发射电子。从细丝1113发射的电子可在管体1111的内部被加速以向阳极1114移动。在管体1111的内部发射的电子的能量可取决于管电压。阴极1112的细丝1113可由诸如钨(W)的金属制成。根据某些示例实施例，阴极1112可包括取代细丝1113的碳纳米管。
阳极1114可产生期望的射线(可以是预定的或可不是预定的)。阳极1114可包括标靶1115，其中，电子与标靶1115撞击。朝向阳极1114移动的电子的能量在电子与形成在阳极1114上的标靶1115撞击时会显著减小，此时，根据能量守恒定律，会从阳极1114产生与施加的管电压相应的能量的射线。阳极1114可由诸如铜(Cu)的金属制成，标靶1115可由诸如钨(W)、铬(Cr)、铁(Fe)或镍(Ni)的金属制成。
根据某些示例实施例，阳极1114可以是以期望的切角(可以是预定的或可不是预定的)被切割的固定阳极。在这种情况下，标靶1115可形成在固定阳极1114的切割部分上。根据某些示例实施例，阳极1114可以是具有可旋转的圆盘形状的旋转阳极。旋转阳极的一端可以以期望的角度(可以是预定的或可不是预定的)被切割，并且和固定阳极一样，标靶1115可形成在旋转阳极的一端的切割部分上。由于旋转阳极具有比固定阳极更高的热量累加率和更小的汇聚点尺寸，因此旋转阳极可用于获取更清晰的放射摄影图像。
电源1120可将由期望的电压V(可以是预定的或可不是预定的)引发的电流施加于管体1111中的阳极1114和阴极1112。管体1111中的阳极细丝1113和阳极1114之间的电势差被称为管电压，与阳极1114碰撞的电子形成的电流被称为管电流。随着管电压增加，电子的速度增加，从而导致产生的射线的能量增加。随着电流增加，射线的剂量会增加。因此，通过调节从电源1120施加的电压V和电流I，可调节照射的射线的能量谱和剂量。
从射线照射器111照射的射线可通过照射区域调节器130(见图2)，随后如图1中所示到达对象ob。照射区域调节器130可调节从射线照射器111照射的射线的照射位置和照射区域。更具体地，照射区域调节器130可阻挡照射的射线的全部或部分，藉此调节射线的照射位置或照射区域。因此，照射区域调节器130可调节射线入射到对象ob的位置和入射的区域。
图5是根据本公开的某些示例实施例的照射区域调节器130的透视图，图6是根据本公开的某些示例实施例的照射区域调节器130的俯视图。
参照图5，照射区域调节器130可包括第一准直器131和多个阻挡单元132到135。第一准直器131可过滤从射线照射器111(见图4)照射的射线的全部或部分，从而在期望的区域(可以是预定的或可不是预定的)上并在期望的方向(可以是预定的或可不是预定的)上照射射线。第一准直器131可布置在从射线照射器111照射的射线的照射路径上。第一准直器131可包括阻挡片1311。第一准直器131的阻挡片1311可位于射线的照射方向的右侧角度处。然而，阻挡片1311的位置不限于此。阻挡片1311可由铅(Pb)制成。开口1312可形成于阻挡片1311的一部分之中。从射线照射器111照射的射线之中的入射到阻挡片1311的射线的一部分可被吸收或反射，从而不会到达对象ob。也就是说，通过开口1312的射线可到达对象ob。因此，由于从射线照射器111照射的射线的一部分能够通过第一准直器131，因此可调节入射到对象ob的射线的照射量和照射区域。
另外，第一准直器131还可包括支撑单元1313，其中，在支撑单元1313上可托住阻挡单元132到135。支撑单元1313可形成在阻挡片1311的一侧之上。支撑单元1313可形成在阻挡片1311的上表面之上。如图5中所示，支撑单元1313可以是阻挡片1311的一部分，这与支撑第一阻挡单元132和第二阻挡单元133的部分相同。根据某些示例实施例，如图5中所示，支撑单元1313可从阻挡片1311上突出，这与支撑第三阻挡单元134和第四阻挡单元135的部分相同。根据某些示例实施例，支撑单元1313可以是阻挡片1311上的凹痕。
阻挡单元132到135可吸收或反射射线，从而使从射线照射器111照射的射线的一部分可入射到对象ob。通过使用阻挡单元132到135来阻挡射线，可调节射线的阻挡区域。因此，阻挡单元132到135可调节射线的照射位置和照射区域。
如图5和图6所示，阻挡单元132到135可包括用于移动各个阻挡元件1321、1331、1341和1351的阻挡元件驱动器1322到1326。阻挡元件1321、1331、1341和1351可吸收或反射照射的射线以藉此阻挡射线，或者阻挡元件1321、1331、1341和1351可过滤照射的射线以降低射线的强度。如图5中所示，阻挡元件1321、1331、1341和1351中的每一个可以是平面片的形状。阻挡单元1321、1331、1341和1351可由能够吸收射线的铅(Pb)制成。
阻挡元件驱动器1322到1326可用于移动阻挡元件1321、1331、1341和1351中的每一个。阻挡元件驱动器1322到1326可包括：第一结合部件1322，与第一阻挡元件1321结合；第一链接部1323，与第一结合部1322结合并相对于第一结合部1322旋转；第二结合部1324，将第一链接部1323与第二链接部1325连接，从而使第一链接部1323和第二链接部1325相对于彼此旋转；第二链接部1325，与第二结合部1324结合；致动器1326，与第二链接部1325结合并驱动阻挡元件驱动器1322到1326。致动器1326、第一结合部1322和第二结合部1324可包括诸如电机的传动装置。
如果从控制器210(见图2)接收到控制信号，则致动器1326、第一结合部1322和第二结合部1324的传动装置可开始操作，从而使致动器1326、第一结合部1322和第二结合部1324可旋转或移动。根据致动器1326、第一结合部1322和第二结合部1324的传动装置的操作，第一链接部1323和第二链接部1325可移动，从而使阻挡元件1321相应地移动。然后，被移动的阻挡元件1321可被放置以阻挡第一准直器131的开口1312的区域。因此，阻挡元件1321可阻挡从射线照射器111照射的射线的一部分以使射线的其它部分通过第一准直器131的开口1312，藉此调节射线的照射位置和照射区域。
图7是用于描述ROI的示图。
例如，如图7中所示，阻挡元件1321、1331、1341和1351可阻挡第一准直器131的开口1312的一区域，从而使射线通过开口1312的区域i。在这种情况下，通过区域i的射线可入射到对象ob，从而可获取与区域i相应的放射摄影图像。因此，通过控制阻挡单元132到135，可获取期望的区域(可以是预定的或可不是预定的)(例如，ROI)的放射摄影图像。另外，通过控制阻挡单元132到135来改变没有被阻挡元件1321、1331、1341和1351阻挡的区域，可获取各种放射摄影图像。换言之，可获取针对不同ROI的放射摄影图像。
阻挡单元132到135可被实时控制。因此，可通过在放射摄影期间控制阻挡单元132到135来实时改变ROI并获取针对ROI的放射摄影图像。
图8到图12是用于描述根据本公开的某些示例实施例的设置ROI的方法的示图。
图8到图12中示出的放射摄影图像0是在阻挡单元132到135不阻挡任何照射的射线时可获取的图像。如果控制阻挡单元132到135阻挡除了作为ROI的期望的第一区域i1、第二区域i2和第三区域i3(可以是预定的或可不是预定的)之外的其余区域，则可获取针对第一区域i1、第二区域i2和第三区域i3的放射摄影图像。
在图8中，示出了根据对象ob内的感兴趣目标(例如，诸如导管的手术工具)的移动而移动ROI的示例。如果感兴趣目标位于放射摄影图像的特定区域(例如，第一区域i1)中，则可将第一区域i1设置为ROI，并且可控制阻挡单元132到135(见图5)从而使射线可照射到第一区域i1。如果感兴趣目标从第一区域i1移动到第二区域i2，则可将第二区域i2设置为新ROI，并且可控制阻挡单元132到135从而使射线可照射到第二区域i2。更具体地，阻挡元件1321、1331、1341和1351(见图5)中的一部分可如图8所示在向右方向上移动，阻挡元件1321、1331、1341和1351中的其它部分可如图8所示在向上方向上移动，藉此将ROI从第一区域i1改变为第二区域i2。
在图9中，示出了减小ROI的示例。存在这样的情况：因为对象ob内的感兴趣目标位于ROI的中心，所以不需要将ROI设置为宽泛的区域。在这种情况下，如图9中所示，可控制阻挡单元132到135将ROI从具有相对宽泛的区域的第三区域i3缩小为第四区域i4。此时，通过使阻挡元件1321、1331、1341和1351向相应的放射摄影图像的中心接近，可减小ROI。
在图10中，示出了调节ROI的宽度的示例。当没有显示出对象ob内的感兴趣目标的整体时，或者当仅通过改变ROI的尺寸就可拍摄到感兴趣目标时，如图10中所示，可控制阻挡单元132到135改变被设置为ROI的第五区域i5或第六区域i6的宽度。在这种情况下，通过固定阻挡元件1321、1331、1341和1351中的一部分并在远离相应的放射摄影图像的中心的方向上移动阻挡元件1321、1331、1341和1351中的其它部分，可调节第五区域i5和第六区域i6的宽度。
在图11中，示出了旋转ROI的示例。当需要旋转ROI时，通过相对于期望的轴(可以是预定的或可不是预定的)(例如，相对于相应的放射摄影图像的中心)旋转阻挡元件1321、1331、1341和1351，可旋转ROI。在图11中，第七区域i7是旋转之前的ROI，第八区域i8是旋转之后的ROI。
在图12中，示出了以梯形形状设置ROI的示例。如图12中所示，ROI i9可以是梯形形状，而不是正方形或矩形。在这种情况下，通过固定阻挡元件1321、1331、1341和1351中的一部分并移动其余的阻挡元件使其远离相应图像的中心，可将区域i9改变为梯形形状。也就是说，通过以各种方法控制阻挡单元132到135，可调节ROI的位置、形状和尺寸。
除了与期望的区域(可以是预定的或可不是预定的)(例如，ROI)相应的射线部分，从射线照射器111照射的射线可被射线区域调节器130阻挡。这样，如果仅将射线照射到与ROI相应的期望的区域(可以是预定的或可不是预定的)，则可减少照射到对象ob的射线量，因而减少了对象ob暴露于射线的剂量。如果将射线照射到对象ob，则对象ob的内部组织可根据内部组织的属性吸收射线的一部分，并透射射线的其余部分。可由射线探测模块120探测透射过对象ob的射线。
根据某些示例实施例，如图2中所示，射线探测模块120可包括射线探测器121。射线探测器121可接收透射过对象ob的射线或没有穿过对象ob而直接到达射线探测器121的射线，将射线转换为电信号，并输出电信号。根据某些示例实施例，射线探测器121可直接将射线转换为电信号(直接方法)，或可产生与射线相应的可见光，并随后将可见光转换为电信号(间接方法)。
图13是根据本公开的某些示例实施例的射线探测器121的透视图。
如果射线探测器121根据直接方法将射线转换为电信号，则如图13中所示，射线探测器121可包括第二准直器1211、射线探测面板1212和底板1216。
第二准直器1211可允许透射过对象ob的射线中的沿期望的方向(可以是预定的或可不是预定的)行进的射线到达射线探测面板1212。当射线通过对象ob时，射线可根据对象ob的内部组织的属性和结构被反射或散射。第二准直器1211可对被对象ob的内部组织反射或散射的射线进行过滤，并使射线探测面板1212的各个像素能够接收到适当的射线。
第二准直器1211可包括用于阻挡射线的隔断壁1211a和多个透射孔1211b，其中，射线透射过透射孔1211b。隔断壁1211a可由能够吸收射线的铅(Pb)制成以吸收散射或反射的射线。既没有被散射也没有被反射的射线可透射过透射孔1211b并到达射线探测面板1212。
射线探测面板1212可包括：第一电极1213，其中，射线入射到第一电极1213的一侧；半导体材料层1214，应用于第一电极1213的没有射线入射的另一侧上；平面片1215，应用于与半导体材料层1214的应用了第一电极1213的一侧相对的半导体材料层1214的一侧。应用于半导体材料层1214上的平面片1215可包括多个第二电极1215a和多个薄膜晶体管1215b。第一电极1213可具有正(+)极性或负(-)极性，第二电极1215a可具有与第一电极1213的极性相反的极性。因此，如果第一电极1213是正(+)电极，则第二电极1215的极性可以为负(-)。可将在第一电极1213和第二电极1215a之间施加期望的偏压(可以是预定的或可不是预定的)。
半导体材料层1214可根据射线的透射和吸收建立电子-空穴对。创建的电子-空穴对可根据第一电极1213和第二电极1215a的极性向第一电极1213或第二电极1215a移动。
第二电极1215a可接收从半导体材料层1214发送的空穴或负电荷。发送到第二电极1215a的空穴或负电荷可被存储在期望的存储装置中，例如存储在电容器中。同时，可按照阵列将第二电极1215a排列在平面片1215上。例如，可按照直线或按照多条直线将第二电极1215a排列在平面片1215上。
薄膜晶体管1215b可读取从第二电极1215a发送的电信号或存储在期望的存储装置中的电信号。薄膜晶体管1215b可连接到相应的第二电极1215a以从第二电极1215a接收电信号。与第二电极1215a相应的每个第二电极1215a和薄膜晶体管1215b可安装在互补金属氧化物半导体(CMOS)芯片上。
当射线探测器121根据间接方法将射线转换为电信号时，荧光屏可介于第二准直器1211和射线探测面板1212之间。荧光屏可接收从射线照射器111照射的射线，并输出与接收的射线相应的可见光。在这种情况下，为了接收可见光，可在平面片1215上安装光电二极管来代替第二电极1215a。与第二电极1215a相同，可按照直线或多条直线排列光电二极管。
根据某些示例实施例，射线探测面板1212还可包括：闪烁器，用于接收射线并根据接收的射线输出可见光子；光电二极管，用于感测从闪烁器输出的可见光子。光电二极管可根据可见光子输出电信号，例如，由空穴或负电荷构成的电荷包。电荷包可存储在期望的存储装置中，例如，存储在电容器中。
同时，根据某些示例实施例，射线探测器121可以是光子计数探测器(PCD)。PCD可对射线信号中具有比阈值能量更高的能量的光子进行计数以获取测量数据。PCD可放大接收的射线信号，将放大的电信号与阈值能量进行比较以确定放大的电信号是否具有比阈值能量更高的能量，并根据比较的结果对具有比阈值能量更高的能量的光子进行计数以测量射线的强度。PCD可调节与放大的电信号进行比较的阈值能量以探测期望的能量谱(可以是预定的或可不是预定的)的射线。
底板1216可贴合在射线探测面板1212的另一侧上。底板1216可被配置为控制射线探测面板1212的各种操作。
由射线探测器121获取的电信号可以是用于放射摄影图像的原始数据。电信号可被传送到图2的图像处理器220。图像处理器220可基于由射线探测器121获取的电信号产生放射摄影图像。
如图1中所示，放射摄影设备1还可包括射线照射模块110和射线探测模块120之间的支架161，其中，对象ob可放置在支架161上。支架161可以是在其上可放置对象ob的桌台，然而，支架161的外观不限于此。也就是说就，支架161可具有本领域的普通技术人员能考虑到的各种形状中的一种形状。根据某些示例实施例，支架161可在期望的方向(可以是预定的或可不是预定的)上传送放置于其上的对象ob。在这种情况下，支架161可包括各种传送工具(诸如，电机、轮子或者轨道)以移动放置对象ob的部分。
如图2中所示，放射摄影设备1可包括工作站200。工作站200可包括控制器210和图像处理器220。在图2中，示出了工作站200包括控制器210和图像处理器220的示例。然而，工作站200可不必包括控制器210和图像处理器220。控制器210和图像处理器210可包括在另一装置中，而不是工作站200中。例如，放射摄影模块100可包括控制器210和图像处理器220。
控制器210可控制放射摄影设备1的整体操作。控制器210可控制射线照射模块110和射线探测模块120的操作。例如，控制器210可使射线照射器111开始或者停止期望的能量谱(可以是预定的或可不是预定的)的射线的照射，或者可使照射区域调节器130调节照射区域。另外，控制器210可控制放射摄影模块驱动器140(例如，C形臂模块140a(见图1))的驱动。更具体地，控制器210可产生并发送适当的控制信号以控制放射摄影模块驱动器140(例如，C形臂模块140a)的第一框架142a、第二框架142b、第三框架143、第一旋转单元141、第二旋转单元145和水平移动单元144(见图3)。
控制器210可根据期望的设置(可以是预定的或可不是预定的)产生用于驱动射线放射模块110、射线探测模块120和放射摄影模块驱动器140的控制信号。期望的设置(可以是预定的或可不是预定的)可存储在安装在放射摄影模块100或工作站200中的存储装置中。另外，控制器210可解释通过设置在放射摄影模块100或工作站200中的输入单元300接收的用户的指令或命令，并根据解释的结果产生控制信号以控制射线照射模块110、射线探测模块120和放射摄影模块驱动器140的操作。
根据某些示例实施例，控制器210可自动设置射线照射器111可向ROI照射射线的区域的部分。在这种情况下，根据某些示例实施例，控制器210可按照规则的时间间隔自动设置放射摄影图像的ROI，而不需要用户必须手动设置ROI。另外，每当射线照射模块110将射线照射到对象ob时，控制器210可自动针对每个放射摄影图像设置ROI。
图14和图15是用于描述在ROI改变时显示在屏幕上的图像的各种示例的示图。
如图14中所示，如果期望的ROI i10(可以是预定的或可不是预定的)不包括操作者想要看到的区域(例如，血管分布的区域)，则控制器210可自动扩展ROI i10以设置新的ROI i11。
如图15中所示，如果造影剂沿着血管移动，则控制器210可自动预测造影剂的移动路径，以在期望的方向A(可以是预定的或可不是预定的)上扩展期望的ROI i12(可以是预定的或可不是预定的)，并设置新的ROI i13。这样，如果自动设置了ROI，则可将射线的照射量调节为需要的量，从而减少了对象ob暴露于射线的剂量。
根据某些示例实施例，控制器210可基于期望的ROI(可以是预定的或可不是预定的)估计新的ROI。在这种情况下，期望的ROI(可以是预定的或可不是预定的)可以是ROI的初始值。ROI的初始值可由用户手动设置或根据期望的设置(可以是预定的或可不是预定的)被自动设置。例如，控制器210可使用Kalman滤波(线性二次估计(LQE))，基于期望的ROI(可以是预定的或可不是预定的)估计新的ROI，并自动设置新的ROI。
Kalman滤波器是一种有用的算法，该算法用于基于在先前时间测量或估计的值来估计特定时间的值。Kalman滤波器可根据递归方法从在先前时间测量或估计的值估计在特定时间的值。在先前时间测量或估计的值可能包括误差。因此，Kalman滤波器用于获取比通过测量获取的值更精确的值。更具体地，Kalman滤波器可通过预测和更新来估计在特定时间的值。Kalman滤波器可计算关于ROI的位置的估计值的预测值(以下，称为与ROI的位置相关的预测值)以及关于协方差的估计值的预测值(以下，称为与协方差相关的预测值)，其中，协方差表示ROI的位置的误差(预测)；Kalman滤波器可使用从放射摄影图像检测的ROI的位置的测量值，获得与ROI的位置相关的预测值和与协方差相关的预测值(更新)。如果确定了ROI的位置，则可根据ROI的位置确定将要获取的放射摄影图像的ROI。
图16是用于描述根据本公开的某些示例实施例的使用Kalman滤波追踪ROI的方法的示图。
在图16中，tk-1和tk表示ROI的位置被测量或估计的时刻，xk-1和xk表示在各个时刻tk-1和tk测量或估计的ROI的位置。vk-1和vk表示感兴趣目标在各个时刻tk-1和tk的速度，Mk-1和Mk表示照射区域调节器130在各个时刻tk-1和tk的操作。ik-1和ik表示在各个时刻tk-1和tk的ROI。同时，在字母上的上标表示与该字母字符相应的值是估计值。另外，01和02表示在照射区域调节器130的阻挡单元132到135不阻挡任何照射的射线时可获取的图像区域。在这种情况下，可根据以下等式2计算与ROI的位置相关的估计值，并可根据以下等式(3)计算与表示ROI的位置的误差值的协方差相关的估计值。
Figure GDA0001247051880000181
Figure GDA0001247051880000182
在等式(3)和等式(4)中，X表示ROI的位置，
Figure GDA0001247051880000183
表示与ROI的位置相关的估计值，P表示代表ROI的位置的误差值的协方差，
Figure GDA0001247051880000184
表示代表ROI的位置的误差值的协方差的估计值。同时，X-和P-表示X和P的估计值。F表示基于特定时刻的先前状态的状态转换变换(FT是F的转置)，Q表示处理协方差。如等式(2)和等式(3)所示，可递归地计算与ROI的位置相关的估计值和与协方差相关的估计值。如果计算了与ROI的位置相关的估计值和与协方差相关的估计值，则可使用ROI的位置的测量值来获得与ROI的位置相关的预测值和与协方差相关的预测值。在这种情况下，可首先计算Kalman增益。Kalman增益可用作与测量值和估计值之间的差相应的加权值。
可使用以下的等式(4)计算Kalman增益。
其中，Kk表示Kalman增益，R表示测量的协方差，H表示与特定时间的测量相关的值(HT是H的转置)。
如果通过等式(4)计算出了Kalman增益，则可使用Kalman增益更新与ROI的位置相关的估计值和与协方差相关的估计值。可使用以下的等式(5)计算与ROI的位置相关的估计值的更新值，可使用以下的等式(6)计算与协方差相关的估计值的更新值，其中，协方差表示ROI的位置的误差值。
Figure GDA0001247051880000191
在等式(5)中，Yk表示从放射摄影图像检测到的ROI的位置的测量值。在等式(6)中，I表示单位(恒等)矩阵。其余的符号已经在上面进行了描述。通过等式(5)计算的更新值可以是ROI的位置的预测值，通过等式(6)计算的更新值可以是表示ROI的位置的误差值的协方差的预测值。因此，可以估计ROI的位置并确保估计值的置信界限。
如果估计出了ROI的位置，则控制器210可根据ROI的位置设置新的ROI。根据某些示例实施例，控制器210可计算ROI的位置的估计值和表示ROI的位置的误差值的协方差的估计值，然后用户可输入针对各个估计值的校正值。控制器210可将从用户接收的校正值反映到各个估计值，然后根据反映的结果设置新的ROI。
如果设置了新的ROI，则控制器210可根据新的ROI确定射线照射模块110的射线照射位置和射线照射区域。接下来，控制器210可根据确定的结果产生与射线照射位置和射线照射区域相应的控制信号。例如，控制器210可产生用于移动射线照射模块110和射线探测模块120的控制信号，或产生用于调节照射区域调节器130的控制信号。产生的信号可被传送至射线照射模块110、射线探测模块120和/或放射摄影模块驱动器140。
可根据从控制器210接收到的控制信号来控制射线照射模块110、射线探测模块120和/或放射摄影模块驱动器140。根据某些示例实施例，放射摄影模块驱动器140可基于从控制器210接收到的控制信号，根据由控制器210确定的射线照射位置来移动射线照射模块110和射线探测模块120。根据某些示例实施例，放射摄影模块驱动器140可根据控制器120的确定来驱动射线照射模块110的照射区域调节器130以调节射线照射位置和射线照射区域。可执行射线照射模块110和射线探测模块120的移动以及由照射区域调节器130的照射区域调整中的一个或所有。当射线照射模块110和射线探测模块120的移动以及照射区域调节器130的照射区域调整都被执行时，可同时或不同时执行射线照射模块110和射线探测模块120的移动以及照射区域调节器130的照射区域调整。
射线照射模块110可根据由控制器210确定的射线照射位置和射线照射区域来将射线照射到对象ob。射线探测模块120可接收透射过对象ob的射线，并将射线转换为电信号。图像处理器220可基于电信号产生放射摄影图像。因此，可获取针对设置的ROI的放射摄影图像。
图像处理器220可基于从射线探测器121传送的原始数据来重构和生成放射摄影图像。图像处理器220可针对全部区域或针对ROI生成放射摄影图像。根据某些示例实施例，图像处理器220可将预先获取的放射摄影图像与针对ROI的放射摄影图像组合以生成组合图像。预先获取的放射摄影图像可以是包括ROI的放射摄影图像。更具体地，图像处理器220可从针对ROI的放射摄影图像和预先获取的放射摄影图像检测特征点，并将关于针对ROI的放射摄影图像和预先获取的放射摄影图像的检测的特征点进行匹配，藉此将针对全部区域的放射摄影图像与针对ROI的放射摄影图像组合。根据某些示例实施例，图像处理器220可对重构的放射摄影图像执行后处理。例如，图像处理器220可针对放射摄影图像的全部或部分来校正光度、亮度、对比度和锐利度。图像处理器220可根据通过输入单元300接收的用户的指令或命令或根据期望的设置(可以是预定的或可不是预定的)来校正重构的放射摄影图像。
控制器210和图像处理器220可以是处理器。处理器可包括用于执行各种操作、处理和存储的半导体芯片和各种电路。处理器可以是中央处理器(CPU)或微处理器。控制器210和图像处理器220可实现为单个处理器或实现为分离的多个处理器。如有必要，图像处理器220可实现为图形处理单元(GPU)。处理器和GPU均可包括半导体芯片和各种电路。
如图2中所示，放射摄影设备1还可包括用于从用户接收期望的指令或命令(可以是预定的或可不是预定的)的输入单元300。根据某些示例实施例，输入单元300可接收用于改变由控制器210确定的射线照射位置和射线照射区域的期望的指令(可以是预定的或可不是预定的)。例如，输入单元300可包括例如键盘、鼠标、轨迹球、触摸屏、触摸板、游戏手柄、各种类型的操作杆、手柄、摇杆或各种输入装置。输入单元300可以是上面提到的装置之一，或者是上面提到的装置中的两个或更多个装置的组合。根据某些示例实施例，输入单元300可安装在放射摄影模块100上。例如，输入单元300可设置在射线照射模块110的外壳上。作为另一示例，输入单元300可以以有线或无线的方式连接到工作站200。
如图1和图2中所示，放射摄影设备1还可包括用于显示期望的图像(可以是预定的或可不是预定的)的显示单元400。显示单元400可以以有线或无线的方式连接到放射摄影设备1，或连接到工作站200。
显示单元400可显示生产的放射摄影图像、关于放射摄影图像的各种信息、用于各种信息和放射摄影所需的各种指令或命令的图形用户界面(GUI)、或者可显示的各种信息。根据某些示例实施例，显示单元400可显示放射摄影图像的ROI。在这种情况下，显示单元400可用期望的直线(可以是预定的或可不是预定的)或期望的曲线来(可以是预定的或可不是预定的)划分放射摄影图像以显示ROI。另外，显示单元400可显示针对重新设置ROI之前的ROI的图像、重新设置的ROI、ROI的改变细节、针对重新设置的ROI的放射摄影图像或者组合的放射摄影图像。根据某些示例实施例，显示单元400可以是触摸屏，在这种情况下，显示单元400也可用作输入单元300。
作为能够快速且准确地设置和追踪ROI的设备的示例，已经描述了放射摄影设备，然而，这样的设备不限于放射摄影设备。该设备可应用于需要快速追踪ROI的各种设备。例如，工业机器人可以是能够快速和准确地追踪ROI的设备的示例。
以下，将参照图17描述设置ROI的方法的某些示例实施例。
在以下描述中，将给出使用放射摄影设备1来设置ROI的方法作为示例。然而，设置ROI的方法可按照与放射摄影设备1相同的方式或按照部分修改的方式应用于任何其它成像设备，所述其它成像设备包括能够同时或不同时调节拍摄位置和拍摄区域的装置。
参照图1、图2和图17，首先在操作S500可设置初始ROI。初始ROI可由用户设置或根据期望的设置(可以是预定的或可不是预定的)而设置。初始ROI可取决于过程的类型。例如，在放射摄影设备中，可根据手术操作或诊断的类型自动或手动地设置初始ROI。
如果设置了初始ROI，则可根据初始ROI确定射线照射位置和射线照射区域。如果确定了射线照射位置和射线照射区域，则在S501可控制放射摄影模块100获取放射摄影图像。
为了使放射摄影模块100根据射线照射位置和射线照射区域来执行放射摄影，射线照射模块110和射线探测模块120可移动，并且/或者照射区域调节器130可被调节。射线照射模块110和射线探测模块120的移动以及照射区域调节器130的驱动都可被执行。在这种情况下，可同时或不同时地执行射线照射模块110和射线探测模块120的移动以及照射区域调节器130的驱动。放射摄影模块驱动器140(例如，C形臂模块140a)可按照期望的方向(可以是预定的或可不是预定的)线性地移动或旋转射线照射模块110和射线探测模块120。照射区域调节器130可通过将阻挡单元132到135(见图5)移动到期望的位置(可以是预定的或可不是预定的)来调节射线照射位置和射线照射区域。
如果适当的控制放射摄影模块100，则在操作S502放射摄影模块100可执行放射摄影从而获取放射摄影图像。放射摄影图像可以是针对ROI的放射摄影图像。
在操作S504，可通过显示单元400为用户显示在操作S502获取的放射摄影图像。在这种情况下，放射摄影图像可以是ROI的放射摄影图像，或者是通过将ROI的放射摄影图像与预先获取的放射摄影图像组合而得到的放射摄影图像。
在显示了放射摄影图像之后，可能需要设置新的ROI或者改变ROI。例如，初始ROI可能不是用户想要查看的ROI。另外，由于在放射摄影图像上显示的感兴趣目标的移动，ROI可改变。这样，当需要改变ROI时，在操作S503和S505，放射摄影设备1可自动确定并追踪新的ROI。可基于设置的ROI来确定新的ROI。根据某些示例实施例，可使用Kalman滤波基于设置的ROI来确定新的ROI。如果在操作S503确定了新的ROI，则可重复执行控制放射摄影模块100的操作S501、执行放射摄影的操作S502和显示放射摄影图像的操作S504。在这种情况下，可基于重新确定的ROI来执行控制放射摄影模块100的操作S501。同样地，为了使放射摄影模块100根据重新确定的ROI执行放射摄影，在操作S501，射线照射模块110和射线探测模块120可移动，或者照射区域调节器130可被调节，接下来，可执行操作S502和操作S504，其中，在操作S502执行放射摄影，在操作S504显示放射摄影图像。
图17的方法可在更通用的系统中使用和/或可用作控制这样的系统的方法。例如，该方法可在自动装置中使用和/或可用于控制这样的装置以允许自动装置的操作。
以下，将参照图18描述根据本公开的某些示例实施例的控制放射摄影设备1的方法。
如图18中所示，控制放射摄影设备1的方法涉及一种在导管是感兴趣目标时控制放射摄影设备1追踪ROI的方法。参照图1、图2和图18，在操作S510，可初始化放射摄影模块100的设置(射线照射模块110和射线探测模块120的移动以及照射区域调节器130的驱动)，以拍摄期望的区域(可以是预定的或可不是预定的)，在操作S511，可根据放射摄影模块100的初始化设置来获取针对导管的放射摄影图像。获取的放射摄影图像可以是针对初始化的期望的ROI(可以是预定的或可不是预定的)的放射摄影图像，或者是与ROI无关的针对可执行放射摄影的全部区域的放射摄影图像。针对可执行放射摄影的全部区域的放射摄影图像可与针对ROI的放射摄影图像组合。如有必要，在操作S510和S511，可获取针对初始化的ROI的放射摄影图像和针对全部区域的放射摄影图像两者。
如果获取到放射摄影图像，则可基于放射摄影图像来自动设置ROI。在操作S520，可基于ROI确定射线照射位置和射线照射区域，其中，射线照射位置和射线照射区域决定射线的照射路径。例如，如果导管从放射摄影图像中消失，则可以按照这样的方式来设置ROI：在导管的移动方向上移动ROI的位置，或者扩大ROI的区域。根据某些示例实施例，可使用期望的ROI(可以是预定的或可不是预定的)(例如，ROI的初始值)来设置ROI。更具体地，可使用基于诸如Kalman滤波的递归方法的算法来设置ROI。
如果确定了决定射线的照射路径的射线照射位置和射线照射区域，则可确定是否控制放射摄影模块100。具体地，可在操作S521确定射线照射模块110和/或射线探测模块120的移动以及照射区域调节器130的驱动两者是否都需要被控制。
如果根据决定的射线的照射路径需要在移动射线照射模块110和/或射线探测模块120的同时调节射线照射区域，则在操作S522可控制射线照射模块110、射线探测模块120和/或射线区域调节器130。在这种情况下，放射摄影模块驱动器140可移动射线照射模块110和/或射线探测模块120，并且照射区域调节器130的阻挡单元132到135(见图5)可移动以改变射线照射区域和射线照射位置。
如果在操作S523仅需要调节射线照射区域而不必移动射线照射模块110和/或射线探测模块120，则尽管如图15和图16中所示导管从放射摄影图像中消失，在操作S524，可通过改变照射区域调节器130来改变射线照射区域和射线照射位置。
如果基于决定的射线的照射路径确定不需要控制放射摄影模块100，则不控制放射摄影模块100.
同时，根据某些示例实施例，在放射摄影模块100被控制或不被控制时，在操作S530，可从用户接收用于控制放射摄影模块100的期望的指令或命令(可以是预定的或可不是预定的)。如果从用户接收到用于控制放射摄影模块100的期望的指令或命令(可以是预定的或可不是预定的)，则可根据从用户接收到的指令或命令来控制放射摄影模块100。根据来自于用户的指令或命令，在操作S531，照射区域调节器130可更精细地调节射线照射位置和射线照射区域。还是在操作S531，虽然没有从用户接收到期望的指令(或命令)(可以是预定的或可不是预定的)，但当发生意外的情况(可以是预定的或可不是预定的)时，可自动控制照射区域调节器130。
在基于根据ROI确定的射线照射位置和射线照射区域来控制放射摄影模块100之后，换句话说，在移动或调节了射线照射模块110和照射区域调节器130之后，射线照射模块110可将射线照射到对象ob。然后，在操作S532，射线探测模块120可接收透射过对象ob的射线以再次获取导管的放射摄影图像。
可由放射摄影设备1自动执行操作S520到S532。另外，可重复执行操作S520到S532。在操作S533，可在每个期望的时间段(可以是预定的或可不是预定的)重复操作S520到S532。
图18的方法可在更通用的系统中使用和/或用作控制这样的系统的方法。例如，该方法可在智能机器人中使用和/或用于控制这样的装置以允许智能机器人的安全操作。
因此，根据如上所述的追踪ROI的方法、放射摄影设备、放射摄影设备的控制方法和放射摄影方法，可以快速且准确地设置和追踪ROI。
根据放射摄影设备和控制该放射摄影设备的方法，可以减少在放射摄影期间对象暴露于射线的剂量。
另外，根据如上所述的追踪ROI的方法和放射摄影设备的控制方法，由于可快速或实时地获取针对最佳的ROI的图像，因此可持续不断地执行诸如手术的操作。
此外，当如上所述的追踪ROI的方法、放射摄影设备和放射摄影设备的控制方法应用于脑部手术时，可以实时地为操作者提供关于手术的进程的信息和与手术相关的各种信息。
另外，根据如上所述的追踪ROI的方法，智能机器人等可快速地识别对象以执行期望的操作。
在此申请中讨论的(例如，控制放射摄影设备和方法所需的)算法可在更通用设备和/或控制该设备的方法中使用。例如，算法可在用于处理设备和材料的智能机器人中使用和/或用于控制这样的智能机器人，从而允许安全地移动、包装和/或运输设备和材料。
如上所述的方法可编写为计算机程序并且可在使用计算机可读记录介质运行程序的通用数字计算机中实现。另外，在方法中使用的数据的结构可按照各种方式记录在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质的示例包括诸如磁性存储介质(例如，ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、USB(通用串行总线)、软盘、硬盘等)和光学记录介质(例如，CD-ROM(致密盘只读存储器)或DVD(数字视频盘))的存储介质。
另外，某些示例实施例还可通过介质(例如，计算机可读记录介质)中/上的用于控制至少一个处理元件实现某些示例实施例的计算机可读代码/指令来实现。介质可对应于允许存储和/或传输计算机可读代码的任意的介质/媒介。
可按照多种方式在介质上记录/传送计算机可读代码，介质的示例包括记录介质(诸如磁性存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)和光学记录介质(例如，CD-ROM或DVD))和传输介质，诸如互联网传输介质。因此，介质可以是这样的包括或负载信号或信息的限定和可测量的结构，诸如根据某些实施例的负载比特流的装置。介质还可以是分布式网络，从而按照分布的方式存储/传送和执行计算机可读代码。此外，处理元件可包括处理器或计算机处理器，处理元件可以是分散的和/或包括在单个装置中。
在某些示例实施例中，某些元件可被实现为“模块”。根据某些示例实施例，“模块”可被解释为基于软件的组件或硬件组件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)，并且模块可执行特定功能。然而，模块不限于软件或硬件。模块可被配置为放置在可执行寻址的存储介质中，或者被配置为运行一个或更多个处理器。
例如，模块可包括诸如软件组件、面向对象软件组件、类组件和任务组件的组件、处理、功能、属性、程序、子程序、程序代码段、驱动、固件、伪代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、阵列和变量。从组件和模块提供的功能可组合成更少数量的组件和模块，或者可分离成另外的组件和模块。然而，组件和模块可运行装置中的一个或更多个中央处理器(CPU)。
可通过包括用于控制上述实施例的至少一个处理元件的计算机可读代码/指令的介质(例如，计算机可读介质)来实现某些示例实施例。这样的介质可对应于可存储和/或发送计算机可读代码的介质/媒介。
计算机可读代码可记录在介质中或可通过互联网发送。例如，介质可包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光学记录介质或诸如通过互联网的数据传输的载波。此外，介质可以是非暂时性计算机可读介质。由于介质可以是分布式网络，因此可按照分布的方式存储、发送和执行计算机可读代码。此外，例如，处理元件可包括处理器或计算机处理器，并且分布和/或包括在一个装置中。
虽然已经显示和描述了某些示例实施例，但是本领域的技术人员应理解在不脱离示例实施例的原理和精神的情况下可对这些示例实施例进行改变，示例实施例的范围在权利要求及其等同物中限定。例如，虽然特定操作已经被描述为由给定的元件执行，但是本领域的技术人员应理解，可以按照多种方式在元件之间划分操作。
虽然以上关于放射摄影设备和方法描述了某些示例实施例，但本领域的技术人员应理解，某些实施例可应用于其它类型的系统和方法，诸如不是在医疗领域中使用的系统(例如，航空航天遥控系统和方法、处理有害材料的设备和方法、巡逻设备和方法、军事设备和方法)、人机设备和方法或者更通用的控制系统和方法。本领域的技术人员将理解，在本申请中描述的放射摄影设备和方法具有大量的实践应用。
虽然已经显示和描述了某些示例实施例，但是本领域的技术人员应理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可对这些示例实施例进行改变，示例实施例的范围在权利要求及其等同物中限定。
应理解，在这里描述的示例实施例应被认为仅是描述性质而不是出于限制的目的。每个实施例中的特征或方面的描述应通常被认为是可用于其它实施例中的其它相似特征或方面。

Claims (10)

1.一种放射摄影设备，包括：
射线照射器，被配置为将射线照射到对象；
放射摄影模块驱动器，被配置为移动或旋转射线照射器；
照射区域调节器，被配置为阻挡照射的射线的一部分，其中，照射区域调整器包括多个阻挡元件和被配置为分别移动或旋转所述多个阻挡元件的多个阻挡元件驱动器；
控制器，被配置为：
将射线照射器能够将射线照射到的区域的一部分自动设置为感兴趣区域，
基于期望的感兴趣区域，估计新的感兴趣区域，
自动设置新的感兴趣区域，
根据设置的新的感兴趣区域，自动确定射线照射位置和射线照射区域，
将第一控制信号发送到放射摄影模块驱动器，以根据自动确定的射线照射位置和射线照射区域移动或旋转射线照射器，
将第二控制信号发送到照射区域调节器，以调节所述多个阻挡元件中的一个或多个，其中，多个阻挡元件驱动器中的一个或多个根据自动确定的射线照射位置和射线照射区域，移动或旋转所述多个阻挡元件中的所述一个或多个，以便阻挡照射的射线的所述一部分，
其中，当所述多个阻挡元件驱动器中的所述一个或多个移动或旋转所述多个阻挡元件中的所述一个或多个时，放射摄影模块驱动器同时移动或旋转射线照射器。
2.如权利要求1所述的放射摄影设备，还包括：射线照射模块，被配置为根据自动确定的射线照射位置和射线照射区域将射线照射到对象，
其中，射线照射模块包括射线照射器和照射区域调节器。
3.如权利要求2所述的放射摄影设备，还包括：
射线探测器，被配置为接收透射过对象的射线；
图像处理器，被配置为生成与射线探测器接收到的射线相应的感兴趣区域的放射摄影图像。
4.如权利要求3所述的放射摄影设备，其中，图像处理器还被配置为将感兴趣区域的放射摄影图像与预先获取的另一放射摄影图像组合以生成组合的放射摄影图像。
5.如权利要求1所述的放射摄影设备，其中，放射摄影模块驱动器包括C形臂模块，其中，所述C形臂模块包括射线照射器。
6.如权利要求1所述的放射摄影设备，其中，控制器还被配置为每当射线照射器照射射线时自动设置感兴趣区域，
每当感兴趣区域被自动设置时自动确定射线照射位置和射线照射区域。
7.如权利要求1所述的放射摄影设备，其中，控制器还被配置为按照规则的时间间隔自动确定射线照射位置和射线照射区域。
8.如权利要求3所述的放射摄影设备，其中，控制器还被配置为使用Kalman滤波基于期望的感兴趣区域将生成的放射摄影图像的一部分估计为新的感兴趣区域。
9.一种放射摄影设备的控制方法，包括：
把将被射线照射到的区域的一部分自动设置为感兴趣区域；
基于期望的感兴趣区域，估计新的感兴趣区域；
自动设置新的感兴趣区域；
根据设置的新的感兴趣区域，自动确定射线照射位置和射线照射区域，
基于自动确定的射线照射位置和射线照射区域，控制射线照射器和照射区域调节器，其中，控制的步骤包括：
将第一控制信号发送到放射摄影模块驱动器，以基于自动确定的射线照射位置和射线照射区域控制对射线照射器的移动或旋转，
将第二控制信号发送到照射区域调节器，以控制对多个阻挡元件中的一个或多个的调节，其中，多个阻挡元件驱动器中的一个或多个基于自动确定的射线照射位置和射线照射区域，移动或旋转所述多个阻挡元件中的所述一个或多个，以便阻挡照射的射线的一部分，
其中，当所述多个阻挡元件驱动器中的所述一个或多个移动或旋转所述多个阻挡元件中的所述一个或多个时，放射摄影模块驱动器同时移动或旋转射线照射器；
根据设置的新的感兴趣区域，执行放射摄影，以获取设置的新的感兴趣区域的放射摄影图像。
10.如权利要求9所述的控制方法，还包括：
将感兴趣区域的放射摄影图像与预先获取的另一放射摄影图像组合以生成组合的放射摄影图像。
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