CN105054957A - 用于在医学成像系统的平台上辅助定位器官的方法 - Google Patents

用于在医学成像系统的平台上辅助定位器官的方法 Download PDF

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CN105054957A CN201510390659.7A CN201510390659A CN105054957A CN 105054957 A CN105054957 A CN 105054957A CN 201510390659 A CN201510390659 A CN 201510390659A CN 105054957 A CN105054957 A CN 105054957A
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Abstract

本发明提供了用于在医学成像系统的平台上辅助定位器官的方法。本发明涉及用于在采集系统(1)的平台(25)上辅助定位器官(O)的方法，在该采集系统(1)的平台(25)下面放置检测器(251)用于通过层析摄影合成来采集放射医学图像，在采集放射医学图像期间，用于照射该器官(O)的辐射源从起始位置(SD)到终点位置(SA)在相对于该检测器(251)的不同连续位置(S1-SN)上移动，在该辐射源的每个位置(S1-SN)处采集至少一个医学图像，其特征在于，在该平台(25)上的定位限制(该器官(O)不得超出该限制)由该采集系统(1)的驱动单元(7)基于使该平台(25)和用于压缩该器官(O)的压缩桨板(26)分开的距离和该光源(24)相对于该检测器(251)的位置而确定(E2)。

Description

用于在医学成像系统的平台上辅助定位器官的方法
技术领域
本发明涉及使用层析摄影合成的一般放射领域，特别是乳房层析摄影合成。更具体地，本发明涉及用于辅助定位器官(例如，乳房)用于通过层析摄影合成来进行放射会话的方法的领域。
背景技术
乳腺摄影是常规的二维放射。患者的乳房相对于无害辐射光源安置在乳房平台上，并且然后通过压缩桨板压缩。乳房被安置使得它完全受到X射线源的射线照射，即由光源照亮的成像场与由X射线源照亮的场相同。
为了该目的，当安置乳房时，成像场和乳房由光源照亮。因为光源和X射线源不可能在物理上占有相同的位置，提供镜子来使光源偏转使得它实际上和X射线源合并并且照亮与X射线源相同的成像场。因此要知道是乳房的哪个部分将由X射线源照亮是容易的。
还存在另一种乳腺放射，其允许获得该器官的三维图像：通过层析摄影合成的乳腺放射。
利用通过层析摄影合成的乳腺放射，在采集系统的X射线源相对于检测器的不同位置处采集保持在适当位置的乳房的若干图像。通常，乳房安置在乳房平台上，其中设置该采集系统的检测器。然后通过压缩桨板压缩乳房。然后利用从起始位置向终点位置移动的源采集若干图像；乳房、平台和桨板保持在适当的位置。源描述了相对于检测器的移动。该移动大体上是围绕位于经过乳房的平面上的点(在位于患者对面的检测器的边缘中心)旋转。
乳房的3D图像然后从采集的图像重构。重构的质量取决于射束角(源的两个末端位置之间的角度)和采集的图像的数量。
与常规的2D乳腺摄影相反，利用通过层析摄影合成的乳房放射，在X射线源的不同位置处采取乳房的若干图像。因此要知道是乳房的哪个部分将在X射线源所有位置处都受到X射线源照射，这是不可能的。X射线源在它的位置的每个处有效地照亮源和检测器之间的空间的不同部分。
因此，如果乳房的位置采用与对于常规2D乳腺摄影相同的方式简单地控制，将仅仅可能对于X射线源的一个单一位置正确地安置乳房。
另外，可能照亮整个乳房还取决于乳房厚度。
图1和2图示具有不同厚度的乳房O1和O2当它们由压缩桨板26压缩时的定位，以及由源24在其连续位置S1-S9的每个处照亮的空间部分(这里，作为示例，图示九个位置但可存在不同数量的位置)。
因为与健康安全有关的原因，由源21产生的照明锥不得投射得远超出检测器251而无法避免不必要的患者照射。
图1示出压缩的厚度小的乳房O1，典型地是3cm。注意，不管源21的位置如何，该压缩的乳房O1被完全照亮。因此，采集的图像的每个包含关于整个乳房O1的信息。重构的3D图像从而将具有良好的质量并且将是可靠的。
图2图示压缩的厚度大的乳房O2，例如12cm，该乳房的宽度与图3中压缩的厚度小的乳房O1的宽度相等。在图像采集期间，在一些源位置(实线S1-S3和S7-S9)处，乳房O2的部位PO2投影到检测器251以外。在这些位置处，由检测器251采集的图像不包含关于这些未照射部位PO2的任何信息。在乳房O2的三维重构(3D)期间，这些图像中信息的缺乏形成伪影。乳房的体积重构没有给予其真实的表示。
该问题特别在采用头尾模式(CC-检测器与地面平行)关于乳房的两个侧叶的放射期间和采用两侧斜位模式(MLO-检测器位于垂直方向45°处)关于较低乳房叶的放射期间发生。
目前，没有可用的方法来弥补采集的图像中关于乳房某一部分的信息的缺乏。
发明内容
本发明的一个目的是克服上文提出的现有技术的至少一个缺点。
为了该目的，本发明提出用于在采集系统的平台上辅助定位器官的方法，在该采集系统下面放置用于通过层析摄影合成来采集放射图像的检测器，在采集期间，用于照射器官的辐射源在相对于检测器的不同连续位置上移动(从起始位置到终点位置)，在辐射源的每个位置处采集至少一个图像，
该方法包括通过采集系统的光源来照亮平台以在平台上辅助定位器官；
其特征在于，在平台上的定位限制(器官不得超出该限制)由采集系统的驱动单元基于使平台和压缩桨板(其用于压缩器官)分开的距离和光源相对于检测器的位置而确定。
从而，负责定位患者的操作员和因此要成像的器官被提供有助视器，其容易被解释用于确定检测器上方的哪部分将由X射线源在其全部位置处照亮。
另外，该方法不需要对采集系统进行较大修改。因此易于实现。
该方法的其他可选、非限制性特征是：
-驱动单元控制该源以通过照亮平台来标记定位限制；并且该源通过平台照亮检测器的部分，平台的对应部分限定了在医学图像采集期间将在辐射源的全部位置处照亮器官的区域；
-在照亮检测器来标记定位限制期间，将光源分别安置在辐射源的起始位置和终点位置处；
-辐射源当其从一个位置移到下一个时限定了围绕中心的圆形轨迹；辐射源在起始位置处的第一照明锥在包括辐射源的该轨迹的中心以及起始和终点位置的截面上，且在检测器上限定第一点(FOVA)，其是对于辐射源在终点位置的侧上的照明限制；并且在第一点(FOVA)光源至少在位于第一点和限制点(L)之间的区域中照亮检测器，该限制点(L)在该截面和检测器上由以下来限定：
辐射源在终点位置处的第二照明锥在包括辐射源的该轨迹的中心以及起始和终点位置的截面上，且在检测器上限定第二点(FOVD)，其是对于辐射源在起始位置的侧上的照明限制；并且在第二点(FOVD)光源至少在位于第二点和限制点(L)之间的区域中照亮检测器，该限制点(L)在该截面和检测器上由以下来限定：
-在照亮检测器期间，将光源安置在辐射源的起始位置和终点位置之间，来标记定位限制；
-辐射源当其从一个位置移到另一个时限定了围绕中心的圆形轨迹；
其中辐射源在起始位置处的第一照明锥在包括辐射源的该轨迹的中心以及起始和终点位置的截面上，且在检测器上限定第一点(FOVA)，其是辐射源在终点位置的侧上的照明限制，辐射源在终点位置处的第二照明锥在包括辐射源的该轨迹的中心以及起始和终点位置的截面上，且在检测器上限定第二点(FOVD)，其是辐射源在起始位置的侧上的照明限制；并且
光源至少在位于第一限制点(LD)和第二限制点(LA)之间的区域中照亮检测器，该第一限制点(LD)在截面和起始位置侧上的检测器上由以下来限定：
并且该第二限制点(LA)在截面和终点位置侧上的检测器上由以下来限定：
-光源安置在垂直于检测器的位置处；
-起始位置和终点位置关于包括圆形轨迹的中心和截面的平面对称；
-驱动单元基于确定的定位限制控制准直仪，该准直仪安置在光源下面并且包括由驱动单元致动来界定要照亮的空间部分的四个板；
在上文的方程中，AtD是在截面上圆形轨迹的中心和检测器之间的正交距离；Th是在截面上平台的表面(在其上安置器官)和压缩桨板之间的正交距离；是在截面上在垂直于检测器、经过圆形轨迹的中心的直线和连接圆形轨迹的中心与起始位置的直线之间限定的三角法角度，是在截面上在垂直于检测器、经过圆形轨迹的中心的直线和连接圆形轨迹的中心与终点位置的直线之间限定的三角法角度；是在截面上在垂直于检测器、经过圆形轨迹的中心的直线和连接圆形轨迹的中心与其中安置光源来照亮照明限制的位置的直线之间限定的三角法角度；B是在截面上平台的表面(在其上安置器官)和检测器之间的正交距离。
用于测量点FOVD、FOVA和L的原点是圆形轨迹的中心在检测器上的正交投影。
本发明还涉及医学成像系统，其包括：
-采集单元，其包括：
-光源；
-检测器；
-压缩桨板
-定位器，用于在相对于该检测器的采集位置处相对定位该源；
-驱动单元，其基于使平台和压缩桨板(其用于压缩器官)分开的距离和光源相对于检测器的位置，确定定位极限来标记要成像的器官不得超出的定位表面；
定位限制通过由光源照亮检测器的区域而标记。
本发明还涉及计算机程序，其包括机器指令以在该计算机程序在计算机上运行或由计算机执行时实现上文描述的方法。
附图说明
当参照通过图示给出并且为非限制性的图阅读下列详细说明时，其他目的、特性和优势将变得明显，在图之中：
-图1示出厚度小的乳房在采集系统的源的位置的每个处的3D照明；
-图2图示厚度大的乳房在采集系统的源的位置的每个处的3D照明；
-图3图示在实现用于辅助定位的方法时使用的采集系统；
-图4更具体地图示在图1中的采集系统中使用的准直仪，如从底视图看到的；
-图5图示最大、标称和最佳场的限定；
-图6示意地图示根据本发明的用于乳房辅助定位方法的示例的不同步骤；
-图7图示通过乳房平台照亮采集系统的检测器，该照亮通过放置在辐射源的末端位置处的光源来标记定位限制；
-图8图示通过乳房平台照亮采集系统的检测器，该照亮通过放置在位于两个末端位置之间的辐射源的位置处的光源来标记定位限制；
-图9图示通过乳房平台照亮采集系统的检测器，该照亮通过放置在垂直于辐射源的检测器的位置处的光源来标记定位限制。
具体实施方式
I.医学成像系统
图3和4示意地图示用于采集图像的医学成像系统1，其允许从乳房O的二维图像(2D)进行乳房O三维(3D)重构。该医学成像系统2示出与用于生成证明乳房O可疑区域的图像的模块耦合。
医学成像系统1可以是用于检测和表征放射征象以用于筛选、诊断和治疗乳癌(组织基质)的乳腺摄影设备。
医学成像系统1包括2D图像采集单元2。
采集单元2主要包括在医学图像采集期间位于辐射源对面并且由该辐射源照亮的检测器251。该辐射源可相对于该检测器251移动。可选地，该检测器251还可相对于该辐射源移动。
采集系统1的更详尽的示例在下文给出。
采集单元2例如包括垂直支架21和链接到例如X射线源的辐射源的定位臂22以及可选地当对要成像的乳房O定位时专用于照明的无害光源。该定位臂22绕旋转轴23可旋转地联接到该垂直支架21。该垂直支架21是固定的。因此，通过使该定位臂22旋转，该辐射源可以在确定的取向上安置。
采集单元2还包括提供有阶台的支撑臂28，该阶台包括乳房平台25和压缩桨板26，该压缩桨板26平行于该乳房平台25用于压缩安置在该乳房平台25上的乳房O，如在图3中图示的。该压缩桨板26安置在该乳房平台25上方并且可以沿着平移轨27相对于该乳房平台25平移移动。该乳房平台25包括辐射检测器251来检测由辐射源使用的辐射。该乳房平台25和压缩桨板26使乳房O在医学图像采集期间保持不移动。
乳房平台25和压缩桨板26可以是平面的。它们可平行于地面安置，或可不平行于地面安置，例如在45°支撑臂28可有利地利用与定位臂22相同的旋转轴线可旋转地安装在垂直臂21上。
在后一种情况下，定位臂22和支撑臂28是分开的，使一个能够相对于另一个绕旋转轴23旋转。它们相对于彼此安置使得由辐射源发射的辐射的大部分被检测器251接收。
检测器251可以是半导体图像传感器，其例如包括非晶硅中的晶体管/光电二极管阵列上的碘化铯磷光体(闪烁体)。其他适合的检测器是：CCD传感器，直接将X射线转换成电子信号的直接数字检测器。在图3中图示的检测器251是平面的并且限定平面图像表面，例如形成弯曲图像表面的弯曲形状的数字X射线检测器等其他几何形状的检测器或在采集期间移动的检测器可能是适合的。
采集单元2还包括放置在辐射源下面来界定由辐射源(参见图4，其中标号24指示辐射源和光源两者)照亮的空间部分的准直仪241。该准直仪241包括四个板241a-241d，其可以相对于彼此独立移动。第一板241a(前板)放置在源的辐射中心和患者胸腔之间。该第一板241a挡住来自辐射源、引导朝向患者的部分辐射。第二板241b(后板)放置在该第一板241a的对面。该第二板241b挡住来自辐射源、引导朝向检测器前方的部分辐射。最后，两个侧板241c和241b挡住来自辐射源、被横向引导的部分辐射。
当辐射源在垂直于检测器251的位置时，由准直仪241界定的视场是矩形，其的边平行于检测器251的边缘。当辐射源旋转移动时，后板的投影不再平行于检测器251的对应边缘。
采集单元2还包括可安置在与辐射源相同的位置处的光源24。该光源24允许照亮乳房平台25并因此照亮检测器251。准直仪241的板还允许限制由该光源24照亮的空间部分。
医学成像系统1进一步包括驱动单元7来驱动准直仪241的板。该驱动单元7链接到采集单元2并且从后者接收关于压缩桨板26和检测器251之间的距离的数据和关于例如辐射源的位置的数据。该驱动单元7包括计算板241a-241d的移动的计算机71和致动器72来致动板241a-241d。
医学成像系统1还包括经由有线链路或经由网络连接到采集单元2的控制单元3。该控制单元3发送电控制信号到该采集单元2来设置例如要发射的辐射剂量、定位臂22的角度位置、支撑臂的角度位置、压缩桨板26要施加于乳房O的压缩力等若干参数。
控制单元3可包括例如软盘读取器、CD-ROM、DVD-ROM读取器的读取器装置(未图示)，或从例如软盘、CD-ROM、DVD-ROM或USB条或更一般的任何可移除存储器介质等指令介质(未示出)读取处理方法的指令或经由网络连接读取处理方法的指令的连接端口。
作为变化形式，控制单元3可包括有线或无线网络连接装置(未示出)。作为变化形式，控制单元3实施对于存储在固件中的处理方法的指令。
医学成像系统1进一步包括链接到控制单元3来记录参数和采集的图像的存储器单元4。在控制单元3内部或外部提供存储器单元4，这是可能的。
存储器单元4可以由硬盘或SSD或任何其他可移除重写存储工具(USB条、存储卡等)构成。
存储器单元4可以是控制单元3的ROM/RAM存储器、USB条、存储器卡、中央服务器的存储器。
医学成像系统1包括链接到控制单元3来显示采集的图像和/或关于控制单元3必须传送到采集单元2的参数的数据的显示单元5。
显示单元5可以集成在采集单元2或控制单元3中或集成在下文描述的3D计算器61中，或像例如在由放射科医生用来从数字医学图像确定诊断的观察站的情况那样，它可以是单独的。
显示单元5是例如计算机屏幕、监视器、平面屏幕、等离子屏幕或任何类型的商业上已知的显示装置。
显示单元5使从业者能够控制采集的2D图像的重构和/或显示。
医学成像系统1与包括3D计算器61的计算系统6耦合，该3D计算器61接收存储在医学成像系统1的存储器单元4中的采集的图像，它通过数字层析摄影合成从该采集的图像构建乳房的3D图像。用于乳房数字层析摄影合成的方法的示例在文件FR2872659中更详细地描述。
计算器61例如可以是一个或多个计算机、一个或多个处理器、一个或多个微控制器、一个或多个微计算机、一个或多个可编程逻辑控制器、一个或多个专用集成电路、其他可编程电路或包括例如工作站等计算机的其他装置。
计算系统6还包括存储器单元62来存储由3D计算器61生成的数据。
下文参照X射线乳腺摄影给出说明。组织基质因此是乳房。该选择决不反映本发明对乳腺摄影的单独应用的任何限制。本领域内技术人员将能够使下文给出的教导适应于允许该乳腺摄影的任何类型的图像采集技术，以及适应于任何类型的组织基质。
II.乳房的辅助定位
为了下列说明的需要，限定检测器上方的空间的三个照明场(图5)。
最大场ChpM是由辐射源至少在图像采集位置Si中的一个处照亮的空间部分，为了说明需要，该图像采集位置Si在这里总共是九个。
标称场ChpN是由辐射源至少在其一半位置处照亮的空间部分。例如，在图示的示例中，一半位置是4.5，因此标称场ChpN由辐射源至少在其五个位置处照亮。一般，如果辐射源接连安置在图像采集的N个位置处，标称场ChpN是由辐射源在M个位置处照亮的空间部分，M至少等于：
如果N是奇数；
如果N是偶数；
E是对应用于其的数字取整数部分的值的函数。
更一般地，标称场ChpN可以限定为由源至少在K个位置处照亮的空间部分，K不同于1(最大场ChpM)并且不同于N(最佳场ChpO)。
最佳场ChpO是由辐射源在所有图像采集位置S1-N处照亮的空间部分，例如在图示的情况下，是在九个位置S1-9。最佳场ChpO总是由辐射源在末端位置(起始位置SD＝S1并且终点位置SA＝SN)处界定。
下文，参照图6至9给出用于在医学成像系统中的乳房平台上辅助定位乳房的方法的说明，在该乳房平台下面放置检测器用于使用层析摄影合成来采集放射医学图像。
II.1.一般方法
在通过层析摄影合成来采集医学图像的会话期间，辐射源在从用于照射乳房O的起始位置SD到终点位置SA的不同连续位置S1-SN上相对于检测器251移动。在每个位置处，辐射源照射乳房O并且检测器251采集至少一个医学图像。
如在前面解释的，在使用常规的层析摄影合成的医学图像采集会话期间，辐射源不照射整个乳房O。特别地，例如叶等一些部位在辐射源的一些位置处可不受源的照射，从而当从采集的医学图像重构三维图像时引起伪影。
这由方法在前期弥补，即，甚至在采集医学图像之前。
方法首先包括由驱动单元7检索E1参数用于定位使用的采集单元2的部件。
接着，定位限制由驱动单元7的计算机71确定，来向操作者指示乳房O正确地安置，即在医学图像的随后采集期间并且在从这些医学图像构建三维图像期间，生成的伪影被最小化(即乳房O被安置使得它位于标称场ChpN中)或消除(即乳房O被安置使得它位于最佳场ChpO中)。
该定位限制标记一旦乳房被安置则乳房O不得超出的区域，来限制并且甚至消除伪影。该定位限制取决于采集单元2的元件的定位参数。这在先前由驱动单元7检索的这些参数的基础上确定。
因为标称ChpN和最佳ChpO场是当其移动远离检测器251时其的尺寸减小的空间部分，采集医学图像所需要的乳房O的压缩是重要的数据项。定位限制因此由驱动单元7确定，该驱动单元7包括计算机71用于该目的，该确定至少基于使乳房平台25与用于压缩乳房O的采集单元2的压缩桨板26分开的距离B，以及基于光源24相对于检测器251的位置。例如，距离B由采集单元2发送至驱动单元7的计算机71。
可以确定定位限制使得乳房O一旦被压缩桨板26压缩，该乳房O完全位于标称场ChpN中，或甚至更好地位于最佳场ChpO中。
方法包括通过采集单元2的光源24照亮E3乳房平台25。该光源24对于组织是无害的并因此对于患者是无害的。
由光源24照亮乳房平台25辅助操作者在乳房平台25上通过提高光度来定位乳房O。
最后，方法包括指示E4乳房O超出定位限制，该指示可能采用若干方式做出。例如，该指示可以是声音或视觉指示。
在一个有利的实施例中，驱动单元7控制光源24通过部分照亮乳房平台25来标记定位限制，由此提供视觉指示。在该实施例中，照亮步骤E3和指示步骤E4可合并。
通过照亮乳房平台25，光源24还在对应于乳房平台25的照亮区域的区域中照亮放置在乳房平台25下面的检测器251。
在该步骤期间，驱动单元7的致动器72使设置在光源24下方的准直仪241的板241a-241d相对于压缩桨板26与乳房平台25或检测器251之间的距离合适地并且动态地移动E41。然后实行照亮步骤E42本身。
因此，在定位患者并因此定位乳房O期间，操作者能够使位于最佳场ChpO(或如可适用的话则是标称场ChpN中)中的乳房的部位可视化。检测器251的照亮区域将是可见的(经由乳房平台25的照亮的部分)。准直仪241由驱动单元7的致动器72自动驱动，同时压缩桨板26沿着平移轨27平移。
下文更详细地描述实现方法的若干示例。
II.3.在末端位置处的光源
在图6中图示的实现的第一示例中，光源24安置在辐射源的末端位置处。该末端位置可以是辐射源的起始位置SD或终点位置SA，用于从该位置SD或SA照亮乳房平台25。例如，如果辐射源的9个位置用于采集医学图像，并且采用辐射源定位的顺序来编号，第一位置是起始位置SD并且第九位置S9是终点位置SA。
II.3.a.特定变化形式
在通过层析摄影合成来采集医学图像的一个特定实施例中，当辐射源从一个位置移到下一个时，其限定了围绕中心C、半径为R的圆形轨迹T。
在该情况下，在下文使用的参数在经过圆形轨迹T的中心C(包括该中心C)、起始位置SD和终点位置SA的截面P中限定。
辐射源在截面P中的第一照明锥(或起始侧上的锥)CD限定检测器251上的第一点(或终点侧上的点)FOVA。当辐射源置于起始位置SD中时，终点侧上的该点FOVA是照明源在终点位置SA的侧上的辐射限制。
辐射源在该截面P中的第二照明锥(或终点侧上的锥)CA限定检测器251上的第二点(或起始侧上的点)FOVD。当辐射源置于终点位置SA中时，起始侧上的该点FOVD是照明源在起始位置SD的侧上的辐射限制。
连接起始侧上的点FOVD与终点位置的直线和连接终点侧上的点FOVA与起始位置SD的直线限定了最佳场ChpO的限制。
起始位置SD和终点位置SA可以关于包括圆形轨迹T的中心C和截面P的平面不对称。该情形特别用于通过层析摄影合成采用MLO模式的乳腺放射。在MLO模式中，检测器251的表面关于地面倾斜±45°角。为了避免患者不舒适并且尤其为了避免碰到患者，辐射源的连续位置(空间增量大体上是恒定的)分布在自由侧上，即如果使左(分别地，右)乳房成像，在患者的右(分别地，左)侧上将存在更多的位置。
起始位置SD和终点位置SA可关于包括圆形轨迹T的中心C和截面P的平面对称。该情形对于采用CC模式通过层析摄影合成的乳腺放射是有利的。在CC模式中，检测器251的表面平行于地面。辐射源的连续位置(空间增量大体上是恒定的)的分布幅度可以是对称的并且可以是均等地分布在患者的右侧和左侧之间的位置。
-起始位置处的光源
如果当光源24(通过乳房平台25)照亮检测器251时其在起始位置SD中，它至少在位于终点侧上的点FOVA与由下列方程限定的截面P和检测器215上的限制点L之间的区域中照亮检测器215：
AtD是在截面P上圆形轨迹T的中心C和检测器251之间的正交距离。Th是在截面P上在乳房平台25的表面(在其上乳房O安置)和压缩桨板26之间的正交距离。参数是在截面P上在垂直于检测器251、经过圆形轨迹T的中心C的直线DP和联接圆形轨迹T的中心C与起始位置SD的直线DD之间限定的三角法角度，参数是在截面P上在垂直于检测器251、经过圆形轨迹T的中心C的直线DP和联接圆形轨迹T的中心C与终点位置SA的直线DA之间限定的三角法角度；B是在截面P上乳房平台25的表面(在其上安置乳房O)和检测器251之间的正交距离。
用于测量点FOVD、FOVA和L的原点是圆形轨迹T的中心C在检测器251上的正交投影K。
首先通过确定高度等于距离Th、放置在乳房平台25的表面上并且示意地代表乳房O的平行六面体来计算该限制点L。平行六面体在截面P上限定矩形。从该矩形确定起始侧上的中点MD。起始侧上的该中点MD在截面P上是不平行于检测器251并且位于最靠近起始位置SD的矩形的一边的中间。然后通过使直线经过该起始侧上的中点MD和起始位置SD，该限制点L确定为在截面P上经过该起始侧上的中点MD和起始位置SD的直线与检测器251的交点。
-在中点位置处的光源
如果当光源24(通过乳房平台25)照亮检测器251时其在终点位置SA中，它至少在位于起始侧上的点FOVD与由下列方程限定的截面P和检测器215上的限制点L之间的区域中照亮检测器215：
其中参数与前面部分中的相同。
该限制点L实际上通过首先确定高度等于距离Th、放置在乳房平台25的表面上并且示意地代表乳房O的平行六面体来计算。平行六面体在截面P上限定矩形。从该矩形确定终点侧上的中点MA。终点侧上的该中点MA在截面P上是不平行于检测器251并且位于最靠近终点位置SA的矩形的一边的中间。然后通过使直线经过该终点侧上的中点MA和终点位置SA，该限制点L确定为在截面P上经过该终点侧上的中点MA和终点位置SA的直线与检测器251的交点。
II.4.在位于两个末端位置之间的位置处的光源
在实现的第二示例中，在图8中图示，光源24在照亮检测器251期间安置在辐射源的起始位置SD和终点位置SA之间来标记定位限制。例如，如果辐射源的九个位置用于医学图像采集并且采用辐射源定位的顺序来编号，可以安置光源24的位置是位置S2-SN-1，例如光源24占据起始位置SD和终点位置SA之间的中心位置(如果N是偶数，选择两个最中心位置中的一个)。
起始位置SD和终点位置SA可以关于包括圆形轨迹T的中心C和截面P的平面不对称。该情形特别用于通过层析摄影合成采用MLO模式的乳房放射。在MLO模式中，检测器251的表面关于地面倾斜±45°角。为了避免患者不舒适并且尤其为了避免碰到患者，辐射源的连续位置(空间增量大体上是恒定的)分布在自由侧上，即如果使左(分别地，右)乳房成像，在患者的右(分别地，左)侧上将存在更多的位置。
起始位置SD和终点位置SA可关于包括圆形轨迹T的中心C和截面P的平面对称。该情形对于通过层析摄影合成采用CC模式的乳房放射是有利的。在CC模式中，检测器251的表面平行于地面。辐射源的连续位置(空间增量大体上是恒定的)的分布幅度可以是对称的并且可以是均等地分布在患者的右侧和左侧之间的位置。
II.4.a.特定变化形式
在已经在段落II.3.a中描述的医学图像采集的特定模式中，光源24通过乳房平台25在位于第一限制点(或起始侧上的限制点)LD和第二限制点(或终点侧上的限制点)LA之间限定的区域中照亮检测器251。
起始侧上的限制点LD和终点侧上的限制点LA分别在起始位置SD的侧上和在终点位置SA的侧上在截面P和检测器251上限定。
起始侧上的限制点LD由下列方程限定：
终点侧上的限制点LA由下列方程限定：
在这两个方程中，参数是在部分II.3.a中描述的那些。
另外，是在截面P上在垂直于检测器251、经过圆形轨迹T的中心C的直线Dp和联接圆形轨迹T的中心C与位置Si(在该位置Si处安置光源24来照亮照明限制)的直线Di之间限定的三角法角度。
起始侧上的限制点LD实际上通过首先确定高度等于距离Th、放置在乳房平台25的表面上并且示意地代表乳房O的平行六面体来计算。平行六面体在截面P上限定矩形。从该矩形确定起始侧上的中点MD。起始侧上的该中点MD在截面P上是不平行于检测器251并且位于最靠近起始位置SD的矩形的一边的中间。然后通过使直线经过该起始侧上的中点MD和起始位置SD，该起始侧上的该限制点LD确定为经过该起始侧上的中点MD和起始位置SD的直线与检测器251在截面P上的交点。
相似地，终点侧上的限制点LA实际上通过首先确定高度等于距离Th、放置在乳房平台25的表面上并且示意地代表乳房O的平行六面体来计算。平行六面体在截面P上限定矩形。从该矩形确定起始侧上的中点MA。终点侧上的该中点MA在截面P上是不平行于检测器251并且位于最靠近终点位置SA的矩形的一边的中间。然后通过使直线经过该终点侧上的中点MA和终点位置SA，该终点侧上的该限制点LA确定为经过该终点侧上的中点MA和终点位置SA的直线与检测器251在截面P上的交点。
在图9中图示的一个特定子变化形式中，光源24安置在垂直于检测器251的位置SP处，即在光源Si的位置处的直线Di垂直于检测器251。在该情况下，角度是零并且给出起始和终点侧上的限制点的方程简化为：
并且
在更特定的情况下，其中起始位置SD和终点位置SA关于截面P中垂直于检测器251并且经过检测器251的中心的直线对称，并且如果FOVD＝FOVA，我们得到：
LD＝LA因为
起始侧上的限制点FOVD和终点侧上的限制点FOVA可从一个截面P到另一个而不同。然而，它们可以容易地由计算单元7从关于采集单元2并且特别是关于准直仪241的制造商数据确定。
一般，对于上文描述的所有变化形式，起始侧上的限制点FOVD和终点侧上的限制点FOVA可能关于在截面P上确定的检测器251的中心不对称。所述的偏心对于更小的乳房是有利的；它为操作者提供更好的可见度和更大的定位幅度。另外，所述偏心对于采用MLO模式的层析摄影合成放射是必须的。偏心允许乳房O更容易的定位，特别是更小的乳房，使得也可能使朝肩膀延伸的乳房O上方的胸肌成像。
相反，起始侧上的限制点FOVD和终点侧上的限制点FOVA的定中心对于通过层析摄影合成采用CC模式的放射是有利的。
另外，距离B和R是已知的；这些是制造商数据。
距离AtD也是已知的，它也是制造商数据。如果距离AtD不是由制造商设置，它或由采集单元2确定并且由计算单元7检索，或直接由计算单元7确定。
距离Th或由采集单元2确定并且由计算单元7检索，或由计算单元7从乳房平台25的位置和由采集单元2确定的压缩桨板26的位置确定。这对于角度和也是如此并且更一般地对于允许确定光源24或辐射源的位置的任何参数是都是如此。
实时实行限制定位的确定。也就是说，当修改距离Th时，再次确定定位限制来为操作者提供对该限制的修改的了解。
在前面描述方法的实施例的整体中，检测器251考虑为具有平面的检测表面。如果该检测表面不是平面的，关于检测器251的平均平面来取距离。
计算机程序
用于辅助定位的方法可以由计算机程序实现。该计算机程序包括机器指令以在该计算机程序在计算机上运行或由计算机执行时实现方法。
对乳腺断层摄影的示例给出详细说明，但本领域内技术人员容易力所能及地使本说明适用于通过层析摄影合成的任何放射摄影，例如用于标准放射。
部件列表
图1
O1乳房定位25乳房平台
251检测器26压缩桨板
S1-S9图像采集位置
图2
O2乳房定位PO2乳房O2的部位
图3
1医学成像系统22D图像采集单元
21垂直支撑22定位臂
23旋转轴24光源
25乳房平台251检测器
26压缩桨板27平移轨
28支撑臂3控制单元
4存储器单元5显示单元
6计算系统613D计算机
62计算系统的存储器7驱动单元单元
71计算机72致动器
图4
24辐射源和光源241准直仪
241a-241d可以相对于彼此独立移动的四个板
图5
ChpM最大场ChpN标称场
ChpO最佳场
图6
E1之前(被要求保护但未被引用)：定位光源
E1检索采集单元的部件的位置参数
E2确定平台上的定位E3通过光源照亮平台限制
E4指示器官超出定位E41移动准直仪板限制
E42照亮定位限制
图7
AtD圆形轨迹的中心与检测器之间的在截面上的正交距离
B平台的表面(在其上安置器官)和检测器之间的在截面上的正交距离
C圆形轨迹T的中心
DA、DD联接圆形轨迹T的中心C与起始位置SD的直线
DP垂直于检测器251的直线
FOVD、测量点
FOVA
K圆形轨迹T的中心C在检测器251上的正交投影
L限制点
LA终点侧LD起始侧
MA终点侧上的中点MD起始侧上的中点
P截面R辐射源的半径
SA终点位置SD起始位置
SP垂直于检测器251T圆形轨迹的位置
Th在乳房平台25的表面(在其上安置乳房O)和压缩桨板26之间的在截面P上的正交距离
截面P上的三角法角度

Claims (11)

1.用于在采集系统(1)的平台(25)上辅助定位器官(O)的方法，在该采集系统(1)的平台(25)下面放置检测器(251)用于通过层析摄影合成来采集放射医学图像，在采集放射医学图像期间，用于照射所述器官(O)的辐射源从起始位置(SD)到终点位置(SA)在相对于所述检测器(251)的不同连续位置(S1-SN)上移动，在所述辐射源的每个位置(S1-SN)处采集至少一个医学图像，
所述方法包括通过所述采集系统(1)的光源(24)照亮(E3)所述平台(25)以在所述平台(25)上辅助定位所述器官(O)；
其特征在于，在所述平台(O)上的定位限制由所述采集系统(1)的驱动单元(7)基于使所述平台(25)和用于压缩所述器官(O)的压缩桨板(26)分开的距离和所述光源(24)相对于所述检测器(251)的位置而确定(E2)，所述器官(O)不得超出所述定位限制。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述驱动单元(7)控制所述光源(24)通过照亮所述平台(25)来标记所述定位限制；
并且其中所述光源(24)通过所述平台(25)照亮所述检测器(251)的部分，所述平台(25)的对应部分限定了在所述医学图像采集期间在所述辐射源的所有位置(S1-SN)处都照亮所述器官(O)的区域。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述光源(24)在所述检测器(251)的照亮期间分别安置在所述辐射源的所述起始位置(SD)和所述终点位置(SA)处来标记所述定位限制。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述辐射源当其从一个位置(Si)移到下一个(Si+1)时限定了围绕中心(C)、半径为R的圆形轨迹(T)；
其中所述辐射源在所述起始位置(SD)处的第一照明锥(CD)在包括所述辐射源的所述圆形轨迹(T)的所述中心(C)以及所述起始(SD)位置和终点位置(SA)的截面(P)上，且在所述检测器(251)上，限定第一点(FOVA)，其是对于所述辐射源在所述终点位置(SA)的侧上的照明限制；
所述辐射源在所述终点位置(SA)处的第二照明锥(CA)在包括所述辐射源的所述圆形轨迹(T)的所述中心(C)以及所述起始(SD)位置和终点位置(SA)的截面(P)上，且在所述检测器(251)上，限定第二点(FOVD)，其是对于所述辐射源在所述起始位置(SD)的侧上的照明限制，并且
其中在所述起始位置(SD)处的所述光源(24)至少在位于所述第一点(FOVA)和限制点(L)之间的区域中照亮所述检测器(251)，所述限制点(L)在所述截面(P)和所述检测器(251)上由以下来限定：
在所述终点位置(SA)处的所述光源(24)至少在位于所述第二点(FOVD)和限制点(L)之间的区域中照亮所述检测器(251)，所述限制点(L)在所述截面(P)和所述检测器(251)上由以下来限定：
其中
AtD是所述圆形轨迹的所述中心和所述检测器(251)之间的在所述截面(P)上的正交距离；
Th是其上安置所述器官的所述平台的表面和所述压缩桨板之间的在所述截面(P)上的正交距离；
是在所述截面(P)上在垂直于所述检测器、经过所述圆形轨迹的中心的直线和连接所述轨迹的所述中心与所述辐射源的起始位置的直线之间限定的几何角度，是在所述截面(P)上在垂直于所述检测器、经过所述圆形轨迹的中心的直线和连接所述轨迹的所述中心与所述辐射源的终点位置的直线之间限定的几何角度；
B是其上安置所述器官的所述平台的表面和所述检测器(251)之间的在所述截面(P)上的正交距离；以及
用于测量点(FOVD、FOVA和L)的原点是所述圆形轨迹的所述中心在所述检测器上的正交投影。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述光源(24)在所述检测器(251)的照亮期间安置在所述辐射源的所述起始位置(SD)和所述终点位置(SA)之间来标记所述定位限制。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述辐射源当其从一个位置移到另一个时限定了围绕中心(C)、半径为R的圆形轨迹(T)；
其中所述辐射源在所述起始位置(SD)处的第一照明锥(CD)在包括所述辐射源的所述轨迹的中心以及所述起始(SD)位置和终点位置(SA)的截面(P)上，且在所述检测器(251)上限定第一点(FOVA)，其是对于所述辐射源在所述终点位置(SA)的侧上的照明限制，所述辐射源在所述终点位置(SA)处的第二照明锥(CA)在包括所述辐射源的所述轨迹的中心以及所述起始(SD)位置和终点位置(SA)的截面(P)上，且在所述检测器(251)上限定第二点(FOVD)，其是对于所述辐射源在所述起始位置(SD)的侧上的照明限制；并且
其中，所述光源(24)至少在位于所述第一限制点(LD)和所述第二限制点(LA)之间的区域中照亮所述检测器(251)，所述第一限制点(LD)在所述起始位置(SD)的侧上在所述截面(P)和所述检测器(251)上由以下来限定：
并且所述第二限制点(LA)在所述终点位置(SA)的侧上在所述截面(P)和所述检测器(251)上由以下来限定：
其中
AtD是所述圆形轨迹的所述中心和所述检测器(251)之间的在所述截面(P)上的正交距离；
Th是其上安置所述器官的所述平台的表面和所述压缩桨板之间的在所述截面(P)上正交距离；
是在所述截面(P)上在垂直于所述检测器、经过所述圆形轨迹的中心的直线和连接所述轨迹的所述中心与所述辐射源的起始位置的直线之间限定的几何角度，是在所述截面(P)上在垂直于所述检测器、经过所述圆形轨迹的中心的直线和连接所述轨迹的所述中心与所述辐射源的终点位置的直线之间限定的几何角度；
是在所述截面(P)上在垂直于所述检测器、经过所述圆形轨迹的所述中心的直线和连接所述轨迹的所述中心与其中安置所述光源来照亮照明限制的位置的直线之间限定的几何角度；
B是其上安置所述器官的所述平台的表面和所述检测器(251)之间的在所述截面(P)上的正交距离；以及
用于测量点(FOVD、FOVA和L)的原点是所述圆形轨迹的所述中心在所述检测器上的正交投影。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述光源(24)安置在垂直于所述检测器(251)的位置(SP)处。
8.如权利要求3至6中任一项所述的方法，其中所述起始位置(SD)和所述终点位置(SA)关于包括所述圆形轨迹的所述中心和所述截面(P)的平面(Q)对称。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述驱动单元(7)控制准直仪(241)，其安置在所述光源(24)下方并且包括由所述驱动单元(7)致动的四个板(241a-241b)来基于确定的定位限制界定要照亮的空间部分。
10.医学成像系统(1)，其包括：
-采集单元(2)，其包括：
-光源(24)；
-检测器(251)；
-压缩桨板(26)；
-定位器，用于在相对于所述检测器的采集位置(S1-S9)处相对定位所述源(24)；
-驱动单元(7)，其基于使所述平台(25)和用于压缩所述器官(O)的所述压缩桨板(26)分开的距离和所述光源(24)相对于所述检测器(251)的位置，确定定位限制来标记要成像的所述器官(O)不得超出的定位表面；
所述定位限制通过由所述光源(24)照亮所述检测器(251)的区域而标记。
11.计算机程序，其包括机器指令，用于在所述计算机程序在计算机上运行或由计算机执行时实现根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
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