CN106333698A - 运行用于检查对象的x射线系统 - Google Patents

Abstract

运行用于检查对象的X射线系统。本发明涉及用于运行用于检查对象的X射线系统的方法。此外，本发明涉及这种X射线系统。为了优化X射线系统的运行、尤其剂量调节和/或图像处理提出一种方法，所述方法具有以下步骤：透射（21）要检查的对象（2）并且产生（22）所述对象（2）的多个透视图像（5），由X射线系统（1）的用户来选择（23）透视图像（5）的相关的图像区域（13），在使用所选择的图像区域（13）的情况下执行（24）被用于透射（21）所述对象（2）的辐射剂量的基于图像的剂量调节和/或在使用所选择的图像区域（13）的情况下执行（24）图像处理。

Description

运行用于检查对象的X射线系统

技术领域

本发明涉及用于运行用于检查对象的X射线系统的方法。此外，本发明涉及这种X射线系统。

背景技术

从DE 10 2013 226 242 A1和DE 10 2006 044 783 A1中已知用于运行X射线系统的方法，在所述方法中在使用概要记录的情况下调整医学X射线记录的实际的记录区域、例如CT成像时的开始位置和结束位置。该记录区域的调整在那里例如在使用触摸屏和/或摄像机的情况下借助于使用者的手势来进行，或者也可以通过手动地或自动地在概要记录中设定标明记录区域的标记来进行。在记录区域的调整之后然后进行实际的X射线记录。

在借助于X射线系统通过产生透视图像来检查对象时由于不同的原因需要在相关的和不相关的图像内容之间进行区分。这种区分一方面对于被用于透射对象的辐射剂量的适配来说有意义。另一方面，这种区分在透视图像的图像处理（图像后处理）中是重要的。

如下信噪比与所传送的辐射剂量成比例，处于光路中的对象以所述信噪比被成像到探测器上。在图像接收器（X射线探测器）处所测量的剂量因此是图像质量的间接的量度并且经常作为用于剂量调节的额定参量被预给定。在没有探测器侧的电离室的系统中通常直接由所记录的图像数据（灰度值）来计算辐射剂量。这是可能的，因为在数字X射线系统中未被处理的图像数据与所吸收的辐射剂量直接成比例。

因为图像数据经常除了解剖信息之外也包含没有临床相关性的区域、例如直接辐射或金属对象，所以必须决定哪些图像区域应当被用于计算辐射剂量。有利地，仅仅这种具有相关的图像内容的图像区域被考虑用于剂量计算以及随后用于调节辐射剂量。剂量调节于是基于所规定的ROI（region of interest（感兴趣区域））中的灰度值的测定。在这种情况下，X射线辐射的强度被控制，使得得出恒定的平均值。

透视图像的图像数据也必须不依赖于于剂量计算被准备，使得相关的信息（在医学X射线系统的情况下例如临床相关的信息）针对用户最优地被示出。在此，一个经常的问题是，解剖的、潜在临床相关的数据也覆盖大的灰度值区域，所述灰度值区域不能作为整体最优地被呈现给用户。因此即使在图像处理的情况下也必须在透视图像中进行相关图像区域的选择，所述图像区域在此之后针对用户最优地被准备。

现代数字X射线系统采用下列自动图像评估方法中的一种或多种，以便在相关的图像内容（例如临床相关的解剖结构）和其它图像内容之间进行区分。

在第一种方法中采用固定的测量场。在此关于图像矩阵规定被分析用于确定辐射剂量的静止的图像区域。用户可以通过如下方式来负责正确的剂量调节以及图像处理：所述用户调整射束几何形状，使得对象的感兴趣的部分被成像到该图像区域上。该方法的主要缺点在于：用户在其工作流程中尤其关于对象和X射线系统的定位被限制。

除了该依赖于位置的对象评估之外，直方图调节作为第二种方法被应用。在这种情况下，在使用所记录的图像数据的直方图的情况下动态地以及借助于事先所定义的规则来测定相关的以及不相关的灰度值区域。目的是保证不依赖于位置的对象评估。直方图调节在特殊的临床应用、例如横向颈椎或对象、例如非常大的金属植入物的情况下不能保证图像的正确评估。于是存在如下风险：错误的图像内容被归入相关的并且因此剂量调节和/或图像处理不正确地被实施。

作为第三种方法可以设置手动调节。在此给用户提供操作元件，用户借助于所述操作元件可以直接影响X射线装置的参数（电流、电压），以便在自动图像评估方面纠正照射过度和照射不足。该方法的缺点是在用户的错误解释的情况下的易错性、差的可操作性以及与图像处理的经常不最优的耦合。

作为结果还得理解的是，由于可能的临床的应用和对象的大范围，不能排除借助于包括可能的手动的纠正在内的上面所描述的方法的自动化的图像评估失败。这不仅可能在针对剂量调节测定相关的图像内容的情况下发生而且可能针对图像处理发生。

错误评估的可能的后果尤其是对象以及操作人员的增加的剂量负担以及由于相关的结构的照射不足或照射过度或者由于图像数据通过图像处理的非最优的准备的差的图像质量。

发明内容

因此，本发明的任务是优化X射线系统的运行、尤其剂量调节和/或图像处理。该任务通过根据权利要求1所述的方法以及通过根据权利要求6所述的X射线系统被解决。本发明的有利的实施方案在从属权利要求中加以说明。

下面结合所述方法所解释的优点和设计方案按意义也适用于根据本发明的X射线系统并且反之亦然。

根据本发明的用于运行用于检查对象的X射线系统的方法包括以下步骤：透射要检查的对象并且产生所述对象的多个透视图像，选择透视图像的至少一个相关的图像区域，以及在使用所选择的图像区域的情况下执行被用于透射所述对象的辐射剂量的基于图像的剂量调节和/或在使用所选择的图像区域的情况下执行图像处理。所述方法的特征在于：透视图像的至少一个相关的图像区域的选择由所述X射线系统的用户来进行。

根据本发明的用于检查对象的X射线系统因此包括用于透射要检查的对象的X射线辐射源、用于产生所述对象的多个透视图像的X射线探测器、用于选择透视图像的至少一个相关的图像区域的选择单元以及用于执行基于图像的剂量调节的剂量调节单元和/或图像处理单元，并且其特征在于，所述选择单元被构造用于由所述X射线系统的用户来选择所述透视图像的至少一个相关的图像区域。

哪些图像区域被视为相关的依赖于检查目的。在临床诊断系统的情况下例如作为相关的图像区域考虑如下这种图像区域，临床相关的解剖结构被成像在所述图像区域中。

如果一般谈到由用户来选择相关的图像区域，则该选择可以在最简单的情况下通过标记图像区域边界来进行。确定的图像区域（ROI）因此例如可以借助于多边形导线由用户标记。在本发明的一种优选的实施方式中，选择图像区域通过在将局部结构标明、标记或者确定为ROI的意义上在被显示在图像再现设备上的透视图像中选择图像内容来进行。

在本发明的一种特别优选的实施方式中，必须为此选择感兴趣的图像内容、尤其在透视图像中所成像的局部结构的仅仅一个点。该点于是形成由X射线系统自动地产生的预定义的图像区域的中心，所述图像区域在形状以及大小上是能够确定的。

所述点的选择可以通过接触对接触敏感的图像再现设备或者以其它的合适的方式通过接触来进行。在本发明的一种优选的实施方式中，所述点的无接触的选择优选地在使用眼睛跟踪方法的情况下进行。

通过借助于多边形导线或以相似方式定义图像区域来标记感兴趣的图像内容优选地应用在检查结果（Befundung）的范围中，而在更动态的应用中、诸如在手术（OP）范围中触摸系统是有利的或者也可以直接由外科医生借助于眼睛跟踪方法来进行操作。

为了产生理想的图像数据、尤其关于对比度和亮度执行剂量调节。为了产生对象的要显示给X射线系统的用户的、优化的图像执行图像处理。为此进行多个透视图像中的至少一个透视图像的至少一个区域的图像处理。

根据本发明，在使用所选择的图像区域的情况下执行剂量调节或者图像处理意味着：剂量调节或者图像处理鉴于所选择的图像区域被优化。换言之，在选择确定的相关的图像区域之后进行鉴于该图像区域被优化的剂量调节和/或图像处理。这种优化例如可以通过略去其它图像区域来进行或者也可以通过不同的图像区域的不同的加权来进行，以便确定一个图像区域对剂量调节或者图像处理的结果有何影响。

辐射剂量的适配或者图像处理的确定的方式随后自动地对具有可比较的或者相似的图像内容的另外的图像区域产生影响。

根据本发明的一种优选的实施方式，剂量调节或者图像处理的优化的影响根据所选择的图像区域的多个确定的特性或者换言之根据所定义的相似度准则被延伸到具有可比较的或相似的图像内容的另外的图像区域上。为此，在局部结构的确定的特性的基础上在整个图像中搜索以及紧接着一起优化可比较的结构。

这些特性例如可以是灰度值的局部分布。搜索准则于是例如是最小/最大值、平均值、标准偏差等，其中基于直方图的比较也是可能的。可比较的结构也可以根据其二维结构、例如通过所包含的空间频率的2D频谱的比较被确定。可比较的结构的搜索也可以根据所示出的形状来进行，因此例如可以区分解剖形状（相似的肋骨、脊椎骨等）或者人工形状（例如植入物）。其它的结构特性涉及局部结构的大小（其以像素为单位的延伸）、其属于作为主要结构的骨骼的归属性、或者使用其它的从图像中可见的特性、如轮廓以及优选方向。同样可能的是，例如在采用频谱的3D分析、每时间单位的灰度值的变化、或移动方向的情况下根据时间上的改变确定可比较的结构。

利用本发明给X射线系统的用户提供如下基于图像的可能性：鉴于感兴趣区域来优化剂量调节和/或图像处理。优选地进行相关的区域的通过本发明所提出的手动的选择，而不是利用基于规则的图像区域选择的用机器的图像评估。然而，所提出的手动的选择也可以在这种自动化的图像评估之后进行，以便可以尽可能简单地纠正失败的图像评估。

换言之，相关的图像区域的由本发明所提出的手动的选择可以代替从现有技术中已知的例如借助于三种上面所描述的方法的自动的图像评估或者也可以通过相关的图像区域的手动的预先选择来补充所述自动的图像评估。在后一情况中，紧接着的自动控制不再必须涉及整个透视图像、即透视图像的全部的图像区域。替代于此，通过手动的预先选择来取消选择前面在此不感兴趣的、不相关的区域。自动的图像评估仅还针对手动地被选择的图像区域、必要时连同自动地被一起选择的具有相似的图像内容的图像区域来进行。

相对于从现有技术中已知的方法得出多个优点。特别有利的是，本发明的应用不导致（临床）工作流程的限制，因为所述方法补充已经存在的自动的图像评估方法，即可以与其它方法并行地被提供和/或执行。另一主要优点在于在其功能上关于剂量调节和/或关于图像处理被补充的X射线系统的简单的、直观的可操作性。尤其当通过感兴趣的结构的中心的标记以及预定义的ROI来进行选择时，图像中的已知的图像内容的选择可以直观地以及快速地被执行。

另一主要优点在于避免对象（患者）和操作人员和/或临床人员的不必要的辐射负担。相关的对象的一次性的选择可以防止连续的辐射序列中的图像的重复的错误分析并且因此避免不必要的辐射（例如由于照射不足或照射过度）。

用于借助于从现有技术中已知的以及上面所描述的方法来找到相关的图像区域的完全自动化的解决方案尤其在动态成像的情况下、诸如在手术期间是困难的。在不利的情况下，自动化的剂量调节于是基于临床不相关的图像区域，使得具有例如特别高的骨密度的身体部分非最优地被示出。同时，图像处理可能基于不相关的图像区域，使得用户最感兴趣的解剖结构仅以非常弱的对比度被显示。通过本发明的应用可以以特别简单的方式例如通过轻击屏幕或者也可以在应用眼睛跟踪方法的情况下通过仅仅看特别感兴趣的局部结构来实现优化的剂量调节和/或优化的图像处理。在所使用的示例中，非常密实的骨复合体更清楚地被成像或者感兴趣的结构最优地对比度增强地被显示。

根据本发明的方法可以以计算机辅助的方式被执行。适于执行根据本发明的方法的设备能够基本上通过提供合适的计算机程序来实现。为此不一定需要硬件的成本昂贵的变化。

本发明能够应用在不同类型的X射线系统中，然而优选地能够应用在数字X射线系统、尤其针对临床诊断或干预的数字2D X射线系统中。

附图说明

本发明的上面所描述的特性、特征和优点以及如何实现这些特性、特征和优点的方式结合实施例的以下描述变得能够更明白以及更清楚地理解，所述实施例结合附图进一步被解释。在此：

图1示出根据本发明的X射线系统的大大简化的示意图，

图2示出根据本发明的方法的流程图，

图3示出具有透视图像的成像和图像区域的选择的显示器。

具体实施方式

全部的图仅仅示意性地以及以本发明的主要的组成部分示出本发明。相同的附图标记在此对应于具有相同的或可比较的功能的元件。

如能够在本发明中被采用的用作X射线诊断系统的用于检查患者2的数字2D X射线系统1以已知的方式包括用于透射（步骤21）患者2的X射线辐射源（X射线管）3和用于产生（步骤22）患者2的多个透视图像5的X射线探测器4。患者2在记录期间处于患者支承台6上。

X射线探测器4与分析装置7连接。分析装置7处理由X射线探测器4所检测的测量数据，以便在与分析装置7连接的显示器8上获得合适的图像表示。

分析装置7包括用于由X射线系统的用户选择（步骤23）透视图像5的相关的图像区域的选择单元9。

本发明提出：使X射线系统1的用户能够间接地控制基于图像的剂量调节和/或图像后处理，其方式是：所述用户标记有代表性的图像5中的对于所述用户来说感兴趣的图像内容（ROI），所述有代表性的图在显示器8或者其它的合适的数字图像再现设备上被显示给所述用户。

这可以以不同的方式、例如如在当前情况下借助于在显示器8上按压手指来进行，所述显示器为了该目的被构造为触摸屏显示器。但是，标记相关的图像内容例如也可以通过鼠标点击或者通过借助于所安装的眼睛跟踪系统的视觉选择来进行。

为了更简单地操作，不应强制性地要求用户通过多边形导线来标记整个ROI。替代于此，标记具有能够调整的大小和形状的预定义的ROI的中心也足够了。换言之，相关的图像区域、例如感兴趣的局部解剖结构的选择可以通过选择确定的图像内容、这里例如通过标记表示骨骼11的像点12来进行。

在图3中由用户在所示出的结构11之内标记这种点12。紧接着由选择单元9自动地进行预定义的这里为圆形形状的ROI 13的产生。

进行选择所借助的有代表性的图像优选地是来自目前的透视序列的实况图像5。但是，所述有代表性的图像在此例如也可以是来自先前的透视序列的LIH（Last ImageHold（最后图像保持）；最后的透视图像）。

图像内容13一被选择，就鉴于该区域优化剂量调节和/或图像后处理。优化意味着：例如仅利用处于所标记的ROI 13中的这种图像数据来执行直方图调节。

在ROI 13的选择之后关于确定的图像区域的优化可以或者针对剂量调节和图像处理来进行，或者也可以仅关于这两个应用中的一个来进行。

剂量调节的优化针对接着的所记录的图像才开始生效。图像处理的优化可以立即、尤其还以追溯既往的方式被应用于已经记录的图像5。用户可以决定：他是想还是不想为另外的辐射序列保持被优化的参数。

在使用（步骤24）所选择的图像区域的情况下紧接着进行基于图像的剂量调节和/或图像后处理。分析装置7相应地包括与X射线辐射源3连接的用于执行基于图像的剂量调节以适配X射线辐射源3的辐射剂量的剂量调节单元14以及用于执行透视图像5的图像后处理以在显示器8上产生最优表示的图像处理单元15。

剂量调节在此可以根据预给定的程序在所选择的相关的图像区域13的灰度值分析的基础上、例如通过管电压的变化或者通过将被布置在X射线管之前的可变的衰减元件偏转到光路16中来进行。

分析装置7被设立，使得所述分析装置可以实施上面所解释的类型的方法。特别有利的是，根据本发明的X射线系统1包括计算机并且用于由X射线系统1的用户选择透视图像5的相关的图像区域13的装置作为计算机程序被实施或借助于计算机程序被实现。

尽管通过优选的实施例详细地进一步说明以及描述了本发明，但是本发明不限于所公开的示例并且其它的变型方案可以由本领域技术人员在不离开本发明的保护范围的情况下从中导出。

附图标记列表

1 X射线系统

2 患者

3 X射线辐射源

4 X射线辐射探测器

5 透视图像

6 患者支承台

7 分析装置

8 显示器

9 选择单元

10 （空闲）

11 骨骼、局部结构

12 像点

13 ROI、所选择的图像区域

14 剂量调节单元

15 图像处理单元

16 光路

Claims (6)

1.用于运行用于检查对象（2）的X射线系统（1）的方法，所述方法具有下列步骤：

- 透射（21）要检查的对象（2）并且产生（22）所述对象（2）的多个透视图像（5），

- 选择（23）有代表性的透视图像（5）的相关的图像区域（13），

- 在使用所选择的图像区域（13）的情况下执行（24）被用于透射（21）所述对象（2）的辐射剂量的基于图像的剂量调节和/或在使用所选择的图像区域（13）的情况下执行（24）图像处理，

其特征在于，所述剂量调节和/或所述图像处理鉴于所选择的相关的图像区域（13）被优化并且所述透视图像（5）的相关的图像区域（13）的选择（23）由所述X射线系统（1）的用户来进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述透视图像（5）的相关的图像区域（13）的选择（23）包括在被显示在图像再现设备（8）上的透视图像（5）中的图像内容的选择。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述图像内容通过选择被成像在所述透视图像（5）中的局部结构（11）的一个点（12）被选择，所述点（12）形成预定义的相关的图像区域（13）的中心。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述点（12）的选择通过眼睛跟踪方法来进行。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于根据所选择的图像区域（13）的多个确定的特性来自动地一起选择另外的图像区域。

6.用于检查对象（2）的X射线系统（1），

- 具有用于透射要检查的对象（2）的X射线辐射源（2），

- 具有用于产生所述对象（2）的多个透视图像（5）的X射线探测器（4），

- 具有用于选择有代表性的透视图像（5）的相关的图像区域（13）的选择单元（9），

- 具有用于执行基于图像的剂量调节的剂量调节单元（14）和/或用于执行图像处理的图像处理单元（15），

其特征在于，所述剂量调节单元（14）被构造用于鉴于所选择的相关的图像区域（13）来优化所述剂量调节和/或所述图像处理单元（15）被构造用于鉴于所选择的相关的图像区域（13）来优化所述图像处理以及所述分析单元（9）被构造用于由所述X射线系统（1）的用户来选择所述透视图像（5）的相关的图像区域（13）。