CN106456101A - 用于配置x射线成像系统的方法和系统 - Google Patents

Abstract

根据实施例，本发明涉及一种用于拍摄对象的X射线图像的X射线系统（800）。所述系统包括X射线源（808）、X射线检测器（811）、至少覆盖被X射线束覆盖的区域并被配置成获得深度图像（852）的（一个或多个）深度相机（801）和包括被适配成向用户显示印象图像（854）的显示器的客户端设备（851）。所述系统还包括控制器（850），其被配置成从深度图像导出包括此区域的表示的印象图像；以及从客户端设备获得X射线成像系统相对于此印象图像的第一几何位置修正；以及用所述一个或多个深度相机与所述X射线成像系统之间的已知关系将所述第一几何位置修正（855）转换成X射线成像系统的实际几何位置配置（853）。

Description

用于配置X射线成像系统的方法和系统

技术领域

本发明涉及X射线成像系统领域，并且更特别地涉及X射线成像系统的几何配置。此类几何配置包括将X射线源和X射线检测器面板相对于将拍摄其X射线的对象进行放置。此放置可以是X射线源和检测器组件的平移或者围绕对象的旋转以从不同的角度辐射障碍。此类配置还可以包括调整光阑或准直器和改变对象与X射线源之间的距离以便获得X射线图像的缩放或变焦的效果。

背景技术

医疗成像系统通常包括某些用户控件以调整成像参数。用一系列输入来确定所需配置值，所述一系列输入包括所执行的研究的类型和被成像的受试者的特性。在给定某个受试者和期望研究的情况下选择正确配置的过程是关键性的，因为这直接地影响图像质量和受试者的健康。在X射线成像的情况下，例如，由于X射线辐射对受试者的有害性质，由错误配置引起的图像重摄是尤其不期望的。

在传统安置中，操作者手动地控制所述配置。辐射剂量通常从医学研究和受试者的尺寸导出。系统的位置配置通常是凭目测手动地完成的，即，准直器安置和X射线源和检测器面板的位置由操作者确定。然而，此过程是耗时的且易于产生误差，因为操作者不具有对所应用的调整的清楚视野。这导致X射线系统的低效使用和不得不捕捉多个X射线的风险。

已经提出了使得成像过程更加高效且不那么易于产生误差的解决方案。

在WO2006024622A1中，提出了一种X射线成像系统，其中，使用相机来捕捉要成像的受试者的图像。或者从2D图像数据获得体积参数，或者从2D图像获得3D模型。根据体积参数，以自动化方式导出X射线成像系统的配置。此系统的缺点是从2D图像进行的参数提取并不总是准确的，尤其是当相机处于与X射线发射器大大不同的角度时不准确。另一缺点是从2D图像进行的3D模型拟合是处理器密集的操作。另一缺点是操作者不能在不检查实际拍摄的X射线图像的情况下验证自动导出的改变。

US20140016750A1公开了一种X射线成像系统，其中，使用深度相机来获得受试者的位置信息并将X射线发射器自动地放置于修正位置中。同样，在这里操作者不能验证自动导出的改变。

本发明旨在克服上述缺点并减少对X射线成像系统进行配置和微调所需的时间和努力而同时仍向操作者提供验证。

发明内容

根据第一方面，用一种用于配置X射线成像系统以便拍摄对象的X射线图像的方法来达到此目标，所述方法包括以下步骤：

- 从一个或多个深度相机获得所述对象的一个或多个第一深度图像。所述一个或多个深度相机至少覆盖在X射线成像系统的当前配置中被此X射线成像系统的X射线源的X射线束覆盖的区域。

- 在客户端设备的显示器上向用户显示从所述一个或多个深度图像导出的印象图像（impression image）。所述印象图像包括被X射线束覆盖的区域的表示。

- 从客户端设备获得X射线成像系统相对于此印象图像的第一几何位置修正。

- 用所述一个或多个深度相机与X射线成像系统之间的已知关系将此第一几何位置修正转换成X射线成像系统的实际几何位置配置。

- 将所述实际几何位置配置应用于X射线成像系统。

在深度图像中，像素表示深度相机与在相机前面的最近对象之间的距离。换言之，在应用镜头修正之后，其可被变换成以相机的位置为坐标系原点的点云。这些像素还可通过与来自不同传感器的输入的组合而被分配其它属性。可以将此类像素可视化为三维或3D空间中的点并使用来自不同传感器的信息进行着色。印象图像然后给出至少将被处于其当前配置的X射线系统成像的区域的视图，即，像是从某个角度拍摄的所述区域的图片。只要深度相机配准被X射线束覆盖的区域，就可以用X射线源与深度相机之间的已知关系将深度图像变换成印象图像。

这样，用户或操作者在显示器上看到将被照射的区域，并且可以提供修正，即第一几何位置修正。例如，如果将拍摄腿的X射线，则操作者可以注意到腿并未完全在X射线源的照射区域内部，并且因此指定需要应用平移修正。由于所述修正是根据所显示印象图像而定义的，所以所述修正是相对于所显示的印象图像并且仍需要被转换成X射线系统的实际配置，这是在转换步骤中完成的。在所述转换之后，所述配置被应用于所述X射线系统。

可选地，可以重复地执行这种方法，即在应用之后，拍摄新的一组深度图像以生成新的印象图像以便验证所述配置是正确的。

优点是印象图像是从深度图像导出的，因为其允许生成被照射区域的视场而不是相机的视场。其甚至允许生成不能通过直接地用相机拍摄图像来实现的视场。深度图像还允许在没有3D模型或表面的拟合的情况下生成印象图像。改变隐含地存在于深度图像中的点云的视点就足够了。为了避免遗漏点云或深度图像中的某些点，可以使用多个深度相机。

另一优点是操作者不必为了所述配置而出现在X射线系统本身处。当对象已被放在X射线源前面或下面时，操作者可以从同一客户端设备执行所述配置和图像拍摄。这允许X射线图像的更快速获取和X射线系统的更经济的使用。

根据实施例，从客户端设备的获得还包括：

- 接收用户与显示器的交互作为第一几何位置修正。

如果显示器是触摸显示器，则用户可以因此直接地与显示器相交互，导致愉快且交互式的体验。用户还可以间接地与显示器相交互，例如通过使用诸如鼠标之类的接口设备。

有利地，印象图像的视场包括X射线源的视场。

这样，印象图像提供了X射线图像将看起来如何的好的想象，因为就好像是用处于与X射线源相同的位置中的相机拍摄了印象图像。优选地，印象图像的视角大于X射线的视角，从而向用户提供落在所述区域外面的东西的视图。

另一优点是允许以容易且简单的方式执行转换，因为显示器上的移动直接对应于X射线源在与X射线源的光轴正交的平面中的移动。

根据实施例，所述显示包括在印象图像上显示指示被X射线束覆盖的区域的目标区域。所述获得然后包括接收目标区域相对于印象图像的重新放置作为第一几何位置修正。

显示器因此不仅显示将被当前配置照射的区域的图像，即印象图像，而且将目标区域显示为在已应用所述配置之后应被照射的区域。这可以例如通过在印象图像上叠加矩形来完成。然后通过将此叠加重新放置在印象图像上来定义重新放置和因此的修正。这还可以以相反方向完成，即通过相对于叠加和因此的目标区域在显示器上重新放置印象图像。如果在印象图像内表示对象，则可以相对于目标区域重新放置对象以实现重新放置。

这样，以容易且交互式的方式定义了修正，由此，修正的效果在其被应用之前直接在显示器上可见。

根据实施例，第一几何位置修正包括X射线系统的第一平移位置修正。所述实际几何位置配置然后包括X射线系统的实际平移位置配置，并且所述转换包括将此第一平移位置修正转换成X射线成像系统的此实际平移位置配置。

换言之，用户因此执行纯平移修正，即在由印象图像定义的平面中的修正。这例如可以通过在显示器上移位印象图像或目标区域来完成。有利地，该交互是通过在显示器上作为此第一平移位置修正而执行的摇摄操作来完成的。在触摸显示器的情况下，这可以通过在显示器上用手指进行的摇摄操作来完成。替换地，这可以通过用诸如鼠标之类的接口元件来执行摇摄而完成。

平移修正还将导致X射线源的平移，优选地连同检测器面板一起。

第一几何位置修正还可以包括X射线系统的第一旋转位置修正，并且实际几何位置配置包括X射线系统的实际旋转位置配置。所述转换然后包括将此第一旋转位置修正转换成X射线成像系统的此实际旋转位置配置。

换言之，即使对象处于用于照射的正确位置上，仍可能期望从另一角度照射对象。角度的改变然后由旋转位置修正来定义。实际旋转位置配置然后将包括X射线源的平移和旋转以便获得旋转修正。

有利地，所述交互然后包括作为第一旋转位置修正在显示器上执行的旋转操作，即，通过与屏幕的直接或间接交互。

可以通过印象图像的实际旋转、即通过如同应用了修正一样生成新的印象图像来进一步向用户可视化所述修正。这在应用实际旋转位置配置之前为用户提供了修正结果的良好视图。

第一几何位置修正还可以包括第一缩放位置修正，并且实际几何位置配置可以包括X射线系统的光阑配置。所述转换然后包括将此第一缩放位置修正转换成X射线成像系统的此光阑配置。

因此用户指示应照射更小或更大的区域，其类似于被X射线束覆盖的区域的缩放。因此这将导致最终X射线图像上的变焦效果。在数字术语中，这将称为数字变焦。为了实现这点，改变X射线源的光阑或准直器以便照射已缩放区域。

替换地或补充地，第一几何位置修正包括第一缩放位置修正，并且实际几何位置配置包括对象相对于X射线系统的X射线源和检测器面板的距离配置。所述转换然后包括将所述第一缩放位置修正转换成所述距离配置。

因此通过沿着X射线源的光轴调整对象相对于X射线源和检测器面板的位置来实现照射区域的类似缩放。这还导致更大或更小的部分将被照射的效果，并且因此实现了最终X射线图像的变焦效果。

在两种情况下，所述交互可以包括作为第一缩放位置配置而在显示器上执行的印象图像或目标区域的缩放操作。有利地，此缩放操作是在显示器上执行的捏操作。

用户因此通过与显示器的交互来定义缩放位置修正。或者缩放印象图像而同时目标区域保持相同，或者缩放目标区域而同时印象图像保持相同。印象图像或目标区域的尺寸中的改变然后是对于第一缩放位置修正的度量。

优点是可以由用户通过基于印象图像的与显示器的交互来容易地定义所有类型的修正，即平移、旋转和缩放。通过各种实施例，修正的结果也是通过印象图像的改变或目标区域的改变而在显示器上已经直接可见的。

对象可以是较大对象的一部分。在这种情况下，所述方法还可以包括：

- 确定印象图像中的较大对象的几何位置。

- 在印象图像上呈现较大对象的叠加。

接收目标区域相对于印象图像的重新放置然后包括接收较大对象的此叠加相对于目标区域的重新放置。

可能是如下情况，即要拍摄其X射线图像的对象或对象的一部分落在深度相机的视场之外。例如，要拍摄腿的X射线图像，但是深度相机仅捕捉到身体的上部。在这种情况下，识别身体的上部并以叠加的形式在印象图像之上显示身体的其余部分的估计。该估计本身是从对较大对象中的对象的先验知识获得的。用户然后可以相对于印象区域或目标区域重新放置叠加，直至在目标区域中显示了在叠加中示出其估计的对象为止。叠加的重新放置然后是对于要应用的修正的度量。

这可以在X射线系统仍处于其先前配置（其中拍摄另一对象（例如前一患者的身体部分）的图像）时发生。用较大对象（例如，当要拍摄腿的图像时的患者的整个身体）的叠加，用户可以执行X射线系统的第一粗略配置以便使腿在（一个或多个）深度相机的视图内且因此在印象图像内。

根据实施例，对象或较大对象还可以包括骨骼和关节。所述方法然后还包括：

- 根据印象图像或深度图像来确定这些关节的位置。

- 通过这些关节与所述对象之间的已知位置关系用所述对象的估计图像叠加印象图像。

这在对象不可见时（在其中例如对象是骨结构或器官的X射线成像中情况常常如此）特别有用。可以通过图像识别算法直接地从印象图像或从深度图像识别关节。估计图像然后是对象在正确位置中的再现，从而给出X射线图像的印象并因此提供最终结果的好的想象。

根据第二方面，本发明涉及一种用于拍摄对象的X射线图像的X射线系统，所述系统包括：

- X射线源和X射线检测器。

- 一个或多个深度相机，其至少覆盖被X射线源的X射线束覆盖的区域并被配置成获得一个或多个第一深度图像。

- 客户端设备，其包括被适配成向用户显示印象图像的显示器。

- 控制器，其被配置成：

○ 从一个或多个第一深度图像导出此印象图像，所述印象图像包括被X射线束覆盖的区域的表示。

○ 从客户端设备获得X射线成像系统相对于印象图像的第一几何位置修正；

○ 通过所述一个或多个深度相机与所述X射线成像系统之间的已知关系将第一几何位置修正转换成X射线成像系统的实际几何位置配置；

○ 将所述实际几何位置配置应用于X射线成像系统。

附图说明

图1图示出根据本发明的实施例的X射线成像系统的各部分。

图2图示出根据本发明的实施例的X射线成像系统的各部分。

图3图示出根据实施例的在客户端设备上执行以便获得X射线成像系统的几何位置修正的步骤；以及

图4图示出根据实施例的在客户端设备上执行以便获得X射线成像系统的旋转位置修正的步骤；以及

图5图示出根据实施例的在客户端设备上执行以便获得X射线成像系统的几何位置修正的步骤；以及

图6图示出根据实施例的用以用骨结构或骨骼叠加印象图像的步骤；以及

图7图示出根据实施例的在客户端设备上执行以便推断印象图像的步骤。

图8图示出根据本发明的实施例的X射线成像系统的示意图。

具体实施方式

图1图示出根据实施例的X射线成像系统的各部分。该系统包括用以照射受试者105的X射线源108或X射线管108。阵列103图示出所示设置中的将被来自X射线源108的X射线束辐射的区域。该束是从X射线源108沿着其光轴104发出的。目的是配置X射线成像系统，使得受试者105上的适当区域被辐射并因此被成像。在下面的实施例中将针对其中要对对象107（即受试者105（即，人）的膝盖）成像的情况图示出X射线设备100的配置。根据本示例，因此目的是使对象107在X射线束内，即在区域103内。该X射线束然后被受试者105后面的X射线检测器面板111检测到。此类检测器面板可以例如是用于直接地捕捉图像的数字版本的数字平板检测器。

X射线成像系统包括若干配置方式，以便操纵或改变被辐射区域103和因此的X射线图像的视场。定义受试者105上的被辐射阵列的X射线成像系统的配置还被称为X射线成像系统的几何配置或几何位置配置。目的是定义几何位置配置，使得对象107被正确地成像且因此被X射线成像系统辐射。

系统的第一种几何位置配置是X射线源108相对于受试者且更具体地在平行于检测器111的平面中的平移移动135，即X射线成像系统的平移配置。在图1的系统中，可以通过X射线源108支撑组件130沿着引导件131至134的移动来实现此类平移移动或平移位置配置。引导件131和132允许在第一方向120上的移动且引导件133和134允许在第二方向121上的移动。沿着这两个方向120和121的移动的任何组合然后定义X射线源108的平移位置修正。还可以用受试者105位于其上面的支撑台110的移动来完成平移位置配置。还可以通过X射线源108的移动与支撑台110的移动的组合来完成平移移动。X射线源相对于受试者105的平移移动将导致受试者上的辐射区域103的重新放置。

系统的第二种几何位置配置是旋转位置配置，由此，X射线源108相对于受试者105旋转以便从不同的角度对对象107成像。优选地，X射线源然后绕着在该处光轴104穿过受试者105的表面的点进行旋转，导致纯粹的观察角的改变而不改变视场本身。这可以通过X射线源围绕其本身的旋转与X射线源沿着三个方向120、121和122的移动相组合而实现。这还可以通过支撑台110的小的旋转或通过支撑台110与X射线源108的组合移动来实现。

第三种几何位置配置是准直器或光阑的配置。通常此类准直器在X射线源的前面且使X射线束局限于一定形状。这允许对受试者105上的辐射区域103进行缩放并因此限制到受试者的接收辐射的量。

第四种几何位置配置是X射线源108到受试者105和因此到对象107的距离的配置，即X射线成像系统的距离配置。X射线源越是靠近受试者105，被辐射区域103变得越小。此距离配置可以通过使X射线源、支撑台111或两者沿着轴122移动来实现。

根据本实施例的X射线成像系统还包括深度相机101和102。深度相机被放置和配置成使得其视场包括由X射线源108捕捉的区域103。根据另外的实施例，深度相机被用于配置X射线系统。

图2图示出根据替换实施例的X射线成像系统的各部分。X射线检测器面板211处于垂直位置，并且受试者抵靠着检测器面板以竖直位置站立。针对平移移动，X射线源208连同检测器面板211一起沿着方向222和221移动。针对距离配置，X射线源沿着方向222更远离或更靠近受试者205和因此的对象207移动。同样，在这里，在受试者205上示出在X射线系统的当前设置中被X射线束覆盖的区域203。X射线系统还可以进一步允许配置X射线源208中的准直器或光阑。被附着到X射线源208的是至少覆盖区域203的深度相机201。优选地，X射线源208的光轴与深度相机201的光轴对准或基本上平行。

图8给出了根据本发明的实施例的包括如图1和图2中所示的X射线成像部分的X射线成像系统800的示意性概览。其包括对应于X射线源201或101的X射线源808、对应于检测器面板111或211的检测器面板811和可选地根据图1的情况下的工作台810。如果要拍摄对象107或207的X射线图像，则需要适当地配置部件810、811和/或808，即需要定义然后应用于这些部件的几何配置853。此几何配置853是由控制器850计算的。为了这样做，控制器850从（一个或多个）深度相机801接收一个或多个深度图像852。根据这些深度图像852，控制器导出印象图像854。此印象图像进而被发送到客户端设备851。通过与用户的交互，客户端设备然后获得相对于印象图像854的几何修正855并将其发送到控制器850。控制器然后从接收到的修正855和部件810、811和/或808与（一个或多个）深度相机801之间的已知关系来导出适当的几何配置853。也可以在客户端设备851中实现控制器850的功能和逻辑资源。

深度图像852是其中图像中的每个点表示深度相机801与在其前面的受试者之间的距离值的2D图像。可以将深度图像852与彩色或红外传感器信息组合。还可以将该深度图像变换成其中用3D坐标来表示图像的每个点的点云。

印象图像是如从某个视角看的受试者105、107的常规彩色或灰阶图像，并且是由控制器850从一个或多个深度图像852获得的。印象图像优选地至少具有X射线源808以其当前设置的视角，即，就好像是印象图像是用相机用与X射线源808相同的光轴且至少用相同观察角拍摄的。这样，印象图像给出如果在当前配置中拍摄则X射线图像将包含什么信息的印象。

在其中深度相机与X射线源的光轴（诸如用图2的深度相机201）对准的情况下，可以直接地从深度图像获得印象图像，只要区域203在深度相机201的视场内即可。如果在深度图像中存在彩色属性，则这些可以被用于印象图像，否则可以将图像中的深度距离值转换成灰阶或彩色值。

在其中使用超过一个相机的情况下或者当相机并未与X射线源的光轴对准（诸如图1所示）时，不能直接地从深度图像获得印象图像。在这种情况下，通过将每个点表示为被固定到各深度相机的坐标系中的三维坐标而将深度图像转换成点云。可选地，每个点还可以包括彩色或灰阶值。在下一步中，然后将从每个深度图像获得的点云合并成单个点云。这可以通过将每个点云的坐标系变换成相对于X射线成像源的单个固定坐标系来完成。针对该变换，考虑深度相机与X射线源之间的已知位置关系。根据该单个点云图像，然后通过生成源自X射线源位于该处的点云且沿着X射线源的光轴的视图来导出印象图像。

还可以通过利用解剖模型和/或X射线成像系统的模型间接地从（一个或多个）深度图像852导出印象图像854。在这种情况下，控制器具有所存储的标准受试者三维解剖模型。根据（一个或多个）深度图像或点云，其检索受试者的位置、尺寸和取向且然后变换解剖模型，使得其拟合受试者的导出参数。然后，控制器将图像再现为源自此解剖模型的某个观察角的视图，从而获得再现印象图像。换言之，控制器854获得受试者的三维模型且然后根据此模型再现印象图像。由于深度数据可能是不完整的，这具有优点，即其提供印象图像生成方面的更大灵活性，但是另一方面，印象图像可能看起来不那么逼真。

当使用解剖模型时，还可以将X射线成像系统的模型用于再现印象图像的生成。在这种情况下，X射线成像系统的三维模型在控制器854中可用。控制器然后将处于其当前配置的X射线成像系统放置于此模型中，并且还将受试者的已变换解剖模型置于X射线成像系统的模型内。与深度图像组合，处于其当前配置的X射线成像系统和受试者的完整三维模型然后可用。然后，控制器将来自此完整模型的受试者的视图再现为再现印象图像。这提供甚至更加逼真的视图。

图3根据实施例图示出如何在客户端设备301上定义几何修正855。客户端设备301是具有触摸屏或显示器306（例如电容触摸屏）的触摸设备。在屏幕上，将从控制器850获得的印象图像854向用户显示为印象图像302。还在此印象图像302之上或之内显示目标区域303。此目标区域303定义被X射线成像系统覆盖的受试者305上的当前区域，即如果将在当前配置中拍摄X射线图像，则该区域将被辐射。根据深度图像，X射线源与受试者305之间的距离是已知的。根据此距离，可以导出受试者305上的X射线束的实际尺寸并将其示为目标区域303。这样，印象图像302包括被X射线束覆盖的区域（类似于相应的图1和图2中的区域103和203）的表示。目标区域303还可以是印象图像的一部分。例如，如果印象图像是再现印象图像，则目标区域的生成可以是再现过程的一部分。这可以例如通过当再现印象图像时在X射线成像系统的模型内的X射线管的位置处引入照明源来完成。由于作为模型的一部分的几何配置，印象图像还将包括目标区域303作为受试者上的被照明表面。

客户端设备301的用户然后以这样的方式对目标区域303进行重新放置和缩放，即目标区域303对应于期望区域323（即实际上应被X射线源辐射的区域和因此的要拍摄其X射线图像的区域）。期望区域323应至少覆盖要拍摄其X射线图像的对象。在图3的示例中，所述对象是人的膝盖307。

图3-a)图示出由用户进行以便使感兴趣对象（即，膝盖307）在目标区域303内的目标区域303的平移。目标的平移可以由在触摸设备301的显示器306上执行的触摸和拖曳操作（也称为摇摄操作）来完成。为此，用户可以例如使用一个或多个手指或触笔。拖曳操作的结果是目标区域303的平移修正304，并且因此表示X射线成像系统的期望修正。在图3-b)中示出了平移修正304的结果，其中，目标区域303现在处于其新位置。

然后，用户执行也如图3-b)中所示的目标区域303的缩放位置修正324。在本示例中，这是通过使得目标区域303更小以便限制受试者305的X射线辐射来完成的。这样，用户指示X射线辐射应局限于由已缩放目标区域323定义的受试者305上的区域。由于设备301是触摸设备，所以此缩放位置修正324可以通过用户与触摸屏306的交互来完成。当使得目标区域303更大时，可以使用拉（zooming）操作，并且当使得目标区域303更小时，可以使用捏操作。在图3-c)中示出了缩放位置修正324的结果。

可以借助于客户端设备来执行的X射线成像系统的第三几何位置修正是如图4所示的旋转位置修正404。在图4-a)中，印象图像302上的目标区域413被示为在图3-c)中获得的。用户然后定义目标区域413围绕受试者305且因此围绕要被成像的对象307的旋转。旋转修正因此定义要从其对区域413中的对象307进行成像的不同角度。可以用用户在触摸屏301上的旋转操作来定义此修正。响应于此旋转操作，客户端设备301然后旋转印象图像302。为了这样做，从一个或多个深度图像导出新的印象图像402以便获得图像402，如同其是在应用旋转操作之后从一定角度拍摄的一样。图4-b)图示出触摸设备301的显示器306上的旋转位置修正404的结果。

根据图3和4的实施例，客户端设备301获得包括平移位置修正304、缩放位置修正324以及旋转位置修正404的几何位置修正。还可以替换地用在触摸设备301的屏幕302上显示的按钮来获得为了定义修正的用户输入。这在图5中图示出。垫（pad）510可以用于平移位置修正304、缩放按钮511和512用于缩放位置修正以及旋转按钮513至516用于旋转位置修正。客户端设备还可以具有键盘或鼠标，并且然后可以用来自键盘或鼠标的输入来获得修正。

图5还示出了用以在客户端设备301的显示器306上将修正可视化的替换方式。在图5-a)中，连同目标区域503一起显示初始印象图像502。目标区域现在在屏幕上具有固定位置，但是印象图像502将基于用户输入而被移动或修改。图5-b)示出了平移修正的结果。印象图像502已通过视觉平移而被更新成图像522以反映由用户应用的平移修正。通过此平移，对象307（即，膝盖）现在在目标区域503内。图5-c)然后示出了由用户通过缩放操作执行的另一缩放位置修正的结果。此缩放操作可以例如通过在触摸屏306上的捏或拉操作或者用缩放按钮511和512来执行。在这种情况下，印象图像522被放大，以便反映由用户定义、导致已放大印象图像542的变焦操作。用缩放位置修正，对应于目标区域503的成像区域现在被约束为对象307，从而限制对X射线的曝光量。

根据另一实施例，当客户端设备正在使用再现印象图像时，印象图像在用户执行修正的同时连同目标503区域一起被重新再现。在这种情况下，在客户端设备301上执行的修正被变换成X射线成像系统的几何配置。此配置然后被应用于X射线成像系统的模型，并且从已更新模型再现包括目标区域的新印象图像。可以进一步实时地执行印象图像的此重新再现，从而提供流畅的用户体验。

几何位置修正定义对象与表示X射线成像系统的当前配置的目标区域之间的期望的相对移动。此期望相对移动因此定义X射线成像系统的期望几何重新配置。由于X射线成像系统与深度相机之间的预定义位置关系，可以用对印象图像或目标区域执行的几何位置修正来导出X射线成像系统的几何重新配置。

根据平移修正304，计算X射线成像系统的平移配置。平移然后是X射线源相对于对象307的三维移动。这可以通过相对于对象移动X射线源和检测器、通过相对于X射线源移动对象或通过两者的组合来实现。当执行平移配置时，被固定到X射线源的坐标系并不相对于被固定到对象307的坐标系旋转。有利地，导出的印象图像至少具有X射线源的视场或视角。在这种情况下，印象图像的虚拟光轴与X射线源的光轴基本上相同。换言之，印象图像中的目标区域提供与当重新配置的X射线系统将会拍摄图像时相同的视场。在这种情况下，在同一平面（即，与X射线源的光轴正交的平面）中定义X射线成像系统的平移配置和平移修正之间的平移。

根据旋转修正404，导出X射线源的旋转配置。为了执行旋转修正404，X射线源需要围绕对象307且因此围绕目标区域303旋转。在此旋转之后，X射线源仍需要处于距对象307的如在修正之前相同的距离。旋转配置将导致X射线源的平移和旋转的组合。替换地，可以用受试者或受试者位于其上面的表面的俯仰和/或滚转和/或偏航移动来实现相同的效果。

可以用X射线成像系统的两个配置可能性来应用缩放修正324。第一可能性是通过适配X射线源的准直器尺寸或孔径。通过使得准直器的孔径更小，被辐射区域将更小；并且通过使得其更大，被辐射区域将更大。准直器的开度和因此的准直器的配置与目标区域的尺寸和X射线源与对象之间的距离直接相关。目标区域的尺寸由用户在客户端设备301上定义，并且距离可以从深度图像导出。这样，准直器配置是从缩放修正324导出的。

用以应用缩放操作324的第二配置可能性是通过改变X射线源与对象307之间的距离。通过减小该距离，目标区域将变小，并且通过增加该距离，目标区域将变大。因此，X射线源与对象307之间的距离配置是从当前距离和缩放操作324导出的，即目标区域相对于对象307的尺寸变化。

还可以将两个上述配置可能性组合以便实现期望的缩放修正324。优选地，通过改变准直器的开度来实现修正。然后只有当准直器已经处于其最宽设置时才应用距离配置。

一般地，拍摄X射线图像以获得关于人的内部对象（诸如例如骨或器官）的信息。在这种情况下，该对象本身在印象图像上将不是可见的。图6图示出在客户端设备上用印象图像执行以便更准确地定义期望目标区域的另外的步骤。当获得人605的深度图像时，在深度图像中识别关节608的位置。这可以例如用如在市场上可获得的传感器中间件软件（诸如Microsoft Kinect软件开发工具包或SDK）来完成。根据关节608的位置，变换解剖模型以匹配受试者的（即，已识别关节608）的姿势。此模型可以包括骨、器官及其它组织类型的对象607。根据该模型，然后已知对象607的位置，并且然后在印象图像上叠加再现609。图6的示例中，在印象图像602上叠加或者在其内部再现包括对象607的骨骼或骨骼的一部分609。这允许用户或操作者更准确地定义目标区域603并因此照射更少的健康组织。如果要拍摄器官的图像，也可以使用骨609的叠加。一般地，器官相对于骨的位置比其相对于人的图像的位置被更好地了解。客户端可以通过从图像数据库检索器官相对于骨结构的位置来进一步指示器官的位置。

图7-a)图示出其中印象图像702不覆盖对象707的情况。用户因此将不能在目标区域中移动对象。当X射线成像系统仍在针对先前的受试者定义的位置上时情况可能如此。为了避免粗糙的手动修正和因此的配置，根据图7-b)和-c)的步骤。在第一步骤b)中，图像识别算法识别在印象图像内的受试者705的部分并推断受试者705的其余部分708作为附加图像709。当用户然后如步骤c)中所示且根据图5的实施例将印象图像702移动到目标区域703中时，客户端将在其显示器上示出完整的附加图像709或其一部分。印象图像连同附加图像709一起的移动704然后定义X射线成像系统的平移修正。

根据上述实施例，当基于用户在客户端设备上的修正来计算X射线成像系统的几何位置配置时，然后将该配置应用于X射线成像系统。系统然后移动至适当的位置。然后可以重复根据上述实施例的程序以便对修正进行微调。

还可以实时地完成配置的计算及其应用，即在用户改变印象图像或目标区域的位置的同时：

• 计算并应用配置

• 拍摄新深度图像

• 在显示器上示出新印象图像。

同样，例如可以每100ms执行这些步骤，从而为用户提供X射线成像系统的实时且流畅的视图。

虽然通过参考具体实施例例证了本发明，但对于本领域技术人员而言将显而易见的是，本发明不限于前述例证性实施例的细节，并且可以用各种改变和修改来具现化本发明而不脱离本发明的范围。因此本实施例应在所有方面上被视为例证性的而非限制性的，由所附权利要求而不是由前文的描述来指示本发明的范围，并且因此意图在其中涵盖落在权利要求的等价的意义和范围内的所有改变。换言之，可设想其覆盖落在基本底层原理的范围内且在本专利申请中要求保护其本质属性的任何和所有修改、变化或等价物。此外本专利申请的读者将理解的是，单词“包括”或“包含”不排除其它元件或步骤，单词“一”或“一个”不排除复数，并且诸如计算机系统、处理器或另一集成单元之类的单个元件可履行在权利要求中叙述的若干手段的功能。不应将权利要求中的任何参考标号理解为限制相关的各权利要求。当在本描述中或权利要求中使用时，引入术语“第一”、“第二”、“第三”、“a”、“b”、“c”等以将类似的元件或步骤区别开而不必然地描述连续或按时间的顺序。同样地，出于描述性目的引入了术语“顶部”、“底部”、“上”、“下”等而不必然地用来指示相对位置。要理解的是，这样使用的术语在适当情况下是可互换的，并且本发明的实施例能够按照其它序列或者以不同于上文所述或图示的那些的取向而根据本发明进行操作。

Claims (15)

1.一种用于配置用于拍摄对象（107、207、307、607、707）的X射线图像的X射线成像系统（800）的方法，包括以下步骤：

- 从一个或多个深度相机（801、101、102、201）获得一个或多个第一深度图像（852）；所述一个或多个深度相机至少覆盖被所述X射线成像系统的X射线源（108、208、808）的X射线束覆盖的区域（103、203）和对象；

- 在客户端设备（301、851）的显示器（306）上向用户显示从所述一个或多个深度图像（852）导出的印象图像（302、402、502、602、702、854）；所述印象图像包括被所述X射线束覆盖的所述区域的表示；

- 从所述客户端设备获得所述X射线成像系统相对于所述印象图像的第一几何位置修正（855）；

- 用所述一个或多个深度相机与所述X射线成像系统之间的已知关系将所述第一几何位置修正（855）转换成所述X射线成像系统的实际几何位置配置（853）；

- 将所述实际几何位置配置（853）应用于所述X射线成像系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述客户端设备（301、851）进行的所述获得还包括：

- 接收用户与所述显示器（306）的交互作为所述第一几何位置修正（855）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述印象图像（302、402、502、602、702、854）的视场包括所述X射线源（108、208、808）的视场。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述显示包括在所述印象图像上显示指示被所述X射线束覆盖的所述区域（103、203）的目标区域（303、323、413、503、603、703）；以及其中，所述获得包括接收所述目标区域相对于所述印象图像的重新放置（307、324、404、704）作为所述第一几何位置修正（855）。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述印象图像（302、402、502、602）内表示所述对象（307、607），并且其中，所述重新放置表示所述对象相对于所述目标区域（303、323、413、503）的重新放置。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一几何位置修正包括所述X射线系统的第一平移位置修正（307、704）；并且所述实际几何位置配置包括所述X射线系统的实际平移位置配置（135）；并且其中，所述转换包括将所述第一平移位置修正（307）转换成所述X射线成像系统的所述实际平移位置配置（135）。

7.根据权利要求2和权利要求6所述的方法，其中，所述交互包括在所述显示器上执行的作为所述第一平移位置修正的摇摄操作。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一几何位置修正包括所述X射线系统的第一旋转位置修正（404）；并且所述实际几何位置配置包括所述X射线系统的实际旋转位置配置；并且其中，所述转换包括将所述第一旋转位置修正（404）转换成所述X射线成像系统的所述实际旋转位置配置。

9.根据权利要求2和权利要求8所述的方法，其中，所述交互包括在所述显示器上执行的作为所述第一旋转位置配置的旋转操作。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一几何位置修正包括第一缩放位置修正（324）；并且所述实际几何位置配置包括所述X射线系统的光阑配置；并且其中，所述转换包括将所述第一缩放位置修正（324）转换成所述X射线成像系统的所述光阑配置。

11.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其中，所述第一几何位置修正包括第一缩放位置修正（324）；并且所述实际几何位置配置包括所述X射线源与所述X射线系统的检测器面板之间的所述对象的距离配置；并且其中，所述转换包括将所述第一缩放位置修正（324）转换成所述距离配置。

12.根据权利要求2和权利要求10或11所述的方法，其中，所述交互包括作为所述第一缩放位置修正的在所述显示器（306）上执行的所述目标区域（303）或所述印象图像（522）的缩放操作。

13.根据权利要求4所述的方法，其中，所述对象（107、207、307、607、707）是较大对象（105、205、305、605、705）的一部分；并且其中，所述方法还包括：

- 确定所述印象图像中的所述较大对象的几何位置；

- 在所述印象图像上呈现所述较大对象（705）的叠加（708）；

并且其中，所述接收所述目标区域相对于所述印象图像的重新放置（307、324、404、704）包括接收所述较大对象的所述叠加（708）相对于所述目标区域（703）的重新放置（704）。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述对象（607）是包括骨骼（609）和关节（608）的较大对象（605）的一部分；并且其中，所述方法还包括：

- 根据所述印象图像（602）或根据所述一个或多个深度图像（852）来确定所述骨骼（609）的所述关节（608）的位置；

- 通过这些关节与所述对象之间的已知位置关系用所述对象的估计图像叠加所述印象图像。

15.一种用于拍摄对象（107、207、307、607、707）的X射线图像的系统（800），包括：

- X射线源（108、208、808）和X射线检测器（111、211、811）；

- 一个或多个深度相机（101、102、201、801），其至少覆盖被所述X射线源的X射线束覆盖的区域（103、203）并被配置成获得一个或多个第一深度图像（852）；

- 客户端设备（301、851），其包括被适配成向用户显示印象图像（302、402、502、602、702、854）的显示器（306）；

- 控制器（850），其被配置成：

○ 从所述一个或多个第一深度图像导出所述印象图像，所述印象图像包括被所述X射线束覆盖的所述区域的表示；

○ 从所述客户端设备获得所述X射线成像系统相对于所述印象图像的第一几何位置修正；

○ 用所述一个或多个深度相机与所述X射线成像系统之间的已知关系将所述第一几何位置修正（855）转换成所述X射线成像系统的实际几何位置配置（853）；

○ 将所述实际几何位置配置应用于所述X射线成像系统。