CN106535766B - 用于辐射器定位的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及辐射器（Q）相对于检测器（D）的定位。在此确定所述检测器（D）相对于辐射器（Q）的相对位置，改变所述检测器（D）的位置并且借助于被布置在检测器（D）中的测量件（M）测量该位置改变。在此，为用于定位所述辐射器的装置（V）提供关于检测器（D）的位置改变的信息，并且按照所述信息的给定量改变所述辐射器（Q）的位置。

Description

用于辐射器定位的方法和装置

本发明涉及用于将辐射器相对于检测器进行定位的方法和装置。

在伦琴技术中，在穿透物体时使用由伦琴射线进行的弱化，以便推断出经透射的织物的特性（通常确定密度）。在此，每个伦琴设备的两个中央的组件是伦琴辐射器（或伦琴源）和伦琴检测器。这两个如此地彼此定向以用于伦琴拍摄，即由伦琴辐射器所发射的伦琴射线能够被所述检测器检测到。存在一系列的伦琴系统，该伦琴系统具有关于伦琴辐射器的或伦琴检测器的定位的多个自由度，以便从而实现不同的研究类型和对相应的病人的人体结构的匹配。恰好当伦琴辐射器和伦琴检测器能够独立地运动、也即因而不是正如在C型拱臂或计算机断层扫描仪那样刚性地彼此相连时，这两个组件的对于相应的研究的最佳的定位是复杂的任务。在此，还要考虑效率要求，也即辐射器和检测器的定位应该尽可能快速地进行，以便实现高效的工作流。

在DE 10216857 Al中建议的是，为了定位伦琴辐射器和伦琴检测器，这些设有标识，该标识利用被定位在研究室中的CCD相机进行光学地识别。于是，所述定位借助于通过CCD相机拍摄的标识来进行。但是，此解决方案具有的缺点是，位于组件和CCD相机之间的物体能够阻碍所述标识的正确的测定。

这样的情况能够例如在所谓的上表器件（Obertischgeräten）中给定，在其中，检测器典型地直接定位在病人台以下并且由此所述病人台能够表现为对于标识测定的障碍物。此外，对于所提到的解决方案，将CCD相机（由于所提到的问题则也许其中的多个）安装在处理室中是必要的，这与并非微不足道的花费相联系。

参照形成上位概念的公开文件DE 10 2009 013 572 B4和公开文件DE 85 02 255Ul。

本发明的任务是，实现所述辐射器的低花费的和高效的定位。

此任务通过根据权利要求1的方法和根据权利要求9的拍摄装置解决。

根据本发明，辐射器相对于检测器进行定位（典型地如此地进行，即辐射器和检测器能够为了拍摄物体而配合作用）。在此，首先实现所述检测器相对于辐射器的相对位置的确定。额外于确定所述相对位置，也能够实现确定所述检测器的取向或定向（优选地参照所述辐射器的对称轴线）。为了确定相对位置或取向，能够将至少一个（例如光学的）标识设置在检测器处并且设置了至少一个为了检测所述至少一个标识而被安装在辐射器处的传感器（例如相机）。此初始的步骤在下文中也称为（辐射器在检测器中的）记录。

在记录后，进行所述检测器的位置的改变。典型地，该检测器被带入这样的姿态中，在该姿态中，能够制作拍摄（例如在病人台以下）。在所述位置改变前，按照一个实施方式能够实现将检测器的取向按照与额定取向的偏差的给定量进行匹配（该额定取向例如是借助于相应于标识的辐射器在所述记录期间进行的定向），从而在所述检测器的位置改变后不必再进行取向匹配。在所述检测器的位置改变期间，所述位置改变（和也许以及检测器取向的改变）借助于被布置在检测器中的测量件进行测量或确定。在此，“布置在检测器中”指的是：所述测量件与检测器稳固相连并且一同运动，也即，尤其也包括将所述测量件（也许也能够解除地）安装在所述检测器处。所述测量件能够例如指的是陀螺仪、加速度传感器、指南针或前述的器件的组合。所述位置改变的测量至少关于所述检测器的一个自由度并且优选地关于所有的自由度。

在本发明的过程中，为用于定位辐射器的装置提供了关于所述位置改变（并且也许关于取向改变）的信息。此信息优选地涉及所有的对于所述检测器相关的自由度。所述提供能够通过借助于被安装在检测器处的发送器将信息（一般无线地）传输至用于定位所述辐射器的装置的控制部来实现。在此，被所述发送器传达的信息的接收器也能够独立于用于定位所述辐射器的装置被布置（例如在所述辐射器处）并且实现从所述接收器向着用于定位的装置的继续传导。后者情况被理解为所述信息的传输的根据本发明的变体方案。

最后，按照经传输的信息的给定量，通过用于定位所述辐射器的装置来实现所述辐射器的位置的改变。这点能够在检测器的位置的改变期间也即同时进行地执行或紧接着执行。

在后者情况中，实现经传达的关于所述检测器的位置改变的信息的相加或集成，从而一方面进行合成的信息存在用于所述辐射器的位置或取向的总改变，并且相应于此（也许通过由操作人员进行的许可来触发）来运动所述辐射器。所述第一变体方案（辐射器的直接的一同运动）是较示意的，而在第二变体方案中，也许能够更好地排除碰撞。按照本发明主题的一个设计方案，预先给定在辐射器和检测器之间的额定间距（例如在经优化的拍摄几何特征的意义中）并且按照所述信息的给定量如此地执行所述辐射器的位置的改变，使得在辐射器和检测器之间的间距对应于所述额定间距。

按照本发明主题的改型方案，被安装在辐射器处的传感器被构造用于测量所述检测器的位置改变。于是，例如通过被布置在检测器中的测量件所测量的位置改变（也许仅当在以下情况中时才）被用于改变所述辐射器的位置（并且所述测量件也许也仅在以下情况中被激活），即当被安装在所述辐射器处的传感器不被提供用于测量所述检测器的位置改变时。首先，当相比于利用被布置在所述检测器中的测量件，所述位置改变的测定通过被安装在辐射器处的传感器更加准确地或更加可靠地被实现时，这种改型方案才是有意义的。例如，这能够是所述情况，当被安装在辐射器处的传感器直接朝向所述检测器时。被布置在所述检测器中的测量件于是会被采用，当由于在辐射器和检测器之间的物体（例如病人卧榻）而使得通过被安装在所述辐射器处的传感器进行的对所述检测器的朝向不（再）可能时。在此构造方案的过程中，检测器的位置改变的测量的监控通过被安装在辐射器处的传感器和自动的转接到通过被布置在所述检测器中的测量件进行的位置改变的测量（或转接到使用相应的测量结果）来进行，当被安装在辐射器处的传感器不提供对于所述检测器的位置改变的测量结果时（例如是因为：为所述测量所发射的在辐射器和检测器之间的射线由于位于其间的物体（病人卧榻、配件...）而不能够不被干扰地传播）。

按照本发明主题的改型方案，在所述辐射器的位置的改变后，借助于至少一个被安装在检测器处的（例如光学的）标识和至少一个用于检测所述至少一个标识而被安装在辐射器处的传感器（例如相机），实现在辐射器和检测器之间的间距的和/或取向的精设。为此，所述检测器能够包含能够移出的元件，该元件包括通过所述辐射器的传感器能够检测（例如光学地能够检测）的标识。

本发明也包括带有辐射器、检测器和用于将辐射器相对于检测器进行定位的器件的拍摄装置。该拍摄装置还包括用于确定所述检测器相对于辐射器的相对位置的器件（例如标识和检测器）、用于改变所述检测器的位置的器件（例如相应的驱动装置）和用于测量所述位置改变的被布置在所述检测器中的测量件。此外，所述拍摄装置设有用于为用于定位所述辐射器的装置提供关于所述检测器的位置改变的信息的器件（例如发送器/接收器-配对）并且拥有用于按照所述信息的给定量来改变所述辐射器的位置的器件（例如驱动装置和能够运动的支臂，辐射器紧固在该支臂处）。

在下文中在实施例的框架中借助附图更加详细地说明本发明。图示：

图1是盖部支架，

图2是根据本发明所实现的工作流，

图3是用于传达在检测器中所确定的关于检测器的位置改变的信息的装置元件，

图4是用于根据本发明的方法的流程图，以及

图5是用于根据本发明的方法的其它的示意图。

在图1中示出了对于伦琴研究所采用的盖部支架。在盖部轨道DS处安装了两个滑座S1和S2，所述盖部轨道分别承载一个伸缩臂T1或T2。在伸缩臂T1处紧固有源Q，在伸缩臂T2处紧固有检测器D。通过所述盖部轨道DS分别实现了在水平方向上的平移，通过该伸缩臂实现了在竖直方向上的平移。为了支承病人设置了台部T。该台部能够同样被构造用于在水平方向上的平移。正如在所述图中所示那样，所述检测器能够定位在台板以下。所述源以及所述检测器设有倾翻自由度，该倾翻自由度在与回转自由度的配合作用中实现了源或检测器的任意的角位。

图2分为分图2a、2b、2c、2d和2e。在图2a中示出了带有滑座S2的盖部支架，该盖部支架承载伦琴源Q。此伦琴源Q配有相机K。相机K（例如CCD相机）被构造用于：测定检测器D的标识M1、M2、M3。在此，选择三个标识，因为这些标识允许：求取所述检测器D的完全的位置信息和取向信息。（三个自由度，三个用于位置和三个用于取向）。换而言之：三个点足以确定通过所述检测器所定义的平面。在第一步骤中，执行所述检测器在伦琴源Q中的记录，也即位置和取向在用于所述源的坐标系中得到确定。在此，在定位的过程中，使用绝对的坐标以及相对坐标或空间固定的坐标系或与所述源一同运动的坐标系。

分图2b图解的是，在所述记录中，测定位置坐标和角度（尤其是在辐射器和检测器之间的原本的间距（初始深度））。接下来的图2c示出了在三个位置P1、P2和P3中的源并且由此表明的是，所述辐射器Q遵循经执行的检测器运动。只要在源Q和检测器D之间存在视接触，则为此使用所述相机K。但是，在视接触中断时不再能够使用该相机。

因此，所述检测器D额外地配有用于计算对于该检测器的运动相关的信息（位置的改变和取向的改变）的器件。平移的运动的识别和分析能够借助于多轴加速度测量器来进行，正如它例如也在DE 112010003260 T5中所说明。倾翻和转动能够利用陀螺仪来测定。陀螺仪能够与加速度传感器进行组合，以便以这种方式能够确定高达六个自由度（三个用于旋转和三个用于平移）。这点例如也在文献US 2011/0199298 Al中被公开。这样的元件能够例如在所谓的微电动机械系统（MEMS）中得到制造，正如US 20110288805 Al所说明的那样。

由在所述检测器D中为此所设置的测量件所测定的用于改变位置和取向的信息为了追踪所述源而被传达至该源。这点能够例如无线地借助于被布置在检测器中的发送器来进行，其中，所述经传达的信息通过与所述源Q的控制部处于接触中的发送器来接收。在图3中在上部示出了用于辐射器定位的装置V的截取部分，该装置配有三个接收器E1、E2和E3（图3a）。在下部的分图3b中示出了检测器，该检测器相应地具有三个发送器S1、S2和S3。利用被安装在检测器处的测量件M所获取的信息的传达借助于此接收器E1、E2和E3以及发送器S1、S2和S3来进行，其中，发送器和接收器也选择性地能够按照需要来使用。

在图2d中最后示出了躺着的病人PT。在所述病人的下方定位有检测器D。根据本发明，所述辐射器Q（在图2d中未示出）跟随所述检测器D并且基本上已经位于拍摄位置中。对于所述拍摄，额外还执行所述位置的检查和必要时执行所述源Q的精定位。在图2e中实施了相应的过程。检测器D包括伸缩式的标识装置M4，该标识装置为了精定位而被移动出去。在此标识装置M4的末端处如此地布置有三个标识点M41、M42和M43，使得再次能够实现所有的相关的自由度的光学的确定（所述精定位能够涉及所有的自由度或者当然例如也仅限于所述检测器的取向）。在所述精定位后，所述标识装置M4能够再次被拉进并且被检测器D容纳。

图4示出了根据本发明的过程的流程图。首先，所述检测器在辐射器的附近为所述记录进行定位（步骤a）并且执行记录（步骤b）。此后，实现检测器和辐射器的同时的运动，其中，所述辐射器瞬时地跟踪所述检测器运动。在检测器运动（步骤c）时，通过由在检测器中的测量件进行的测量来确定所执行的运动（步骤d）并且将相应的运动信息传达给用于使所述辐射器运动的装置（步骤e）。然后，所述辐射器相应地运动（步骤f）。（步骤d和e能够例如在在辐射器和检测器之间的视接触时通过由被布置在辐射器处的传感器进行的运动信息的测量来取代）。在分立的步骤c至f的相应精度中，在经历环S时获得所述辐射器的对于所述观察者或操作者连续的运动，该辐射器跟随所述检测器。在到达终端位置时（询问E，通过用于所述检测器的运动的定时器的经过，例如识别终端位置）执行精定位或精修正。伸缩式的标识被移动出去（步骤g），该标识执行精定位或精修正（步骤h）并且所述伸缩式的标识再次被移动进入（步骤i）。

根据本发明的实现方式还一次地在图5中得到展示。示出了源Q，该源配有两个相机K1和K2。同样地，示出了（例如无线地进行操作的）检测器，该检测器测定标识M1、M2和M3。首先在第一步骤中，将所述检测器如此地带入所述源Q的附近，使得能够实现所述记录。这点借助于识别光学的标识M1、M2和M3来进行。接下来，为了拍摄而定位所述检测器。这点通过利用附图标记MOVE所绘出的线来图解。所述源Q基于在检测器中所求取的用于改变位置和取向的信息跟随所述检测器。这种跟随能够直接产生或只有在达到检测器D的终端位置和紧接着对于定位所述源允许操作人员之后才产生。绘出了轮椅R并且在那里将检测器在其终端位置D’中标明。在源Q执行了相应的位置改变后，正如借助图2e所示那样，还能够发生精定位。在所述图中也还额外地展示了病人台T，从而标明的是，为此也能够使用所述独创性的方法，也即，为了装在不同的位置（例如轮椅或病人台）处，能够实现优选地无线地经实施的检测器D的灵活的定位。

本发明不限于上文所说明的实施例。本领域技术人员常规地能够找到大量的其它的使用可行方案和构造变体方案，其使用本发明想法并且不离开权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.用于将辐射器（Q）相对于检测器（D）进行定位的方法，该方法包括步骤：

-借助于至少一个被安装在检测器（D）处的标识（M1、M2、M3）和至少一个为了检测所述至少一个标识（M1、M2、M3）而被安装在辐射器处的传感器（K）来确定检测器（D）相对于辐射器（Q）的相对位置，

-改变所述检测器（D）的位置并且借助于被布置在检测器（D）中的测量件（M）来测量该位置改变，

-为用于定位所述辐射器的装置（V）提供关于所述检测器（D）的位置改变的信息，并且

-按照所述信息的给定量来改变所述辐射器（Q）的位置，

其特征在于，

-将这样的传感器（K）使用作为被安装在所述辐射器处的传感器（K），该传感器被构造用于测量所述检测器（D）的位置改变，以及

-使用通过被布置在所述检测器（D）中的测量件（M）所测量的位置改变，以用于所述辐射器（Q）的位置的改变，当被安装在辐射器处的传感器（K）不被提供用于测量所述检测器（D）的位置改变时，

其中所述检测器能够被阻止用于标识测定

其中所述检测器（D）包括伸缩式的标识装置（M4），该标识装置为了精定位而被移动出去，其中在此标识装置（M4）的末端处如此地布置有三个标识点（M41、M42、M43），使得再次能够实现所有的相关的自由度的光学的确定，其中在所述精定位后，所述标识装置（M4）能够再次被拉进并且被检测器（D）容纳。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，检测器（D）的位置改变的测量的监控是通过被安装在辐射器处的传感器（K）来进行的，并且

当被安装在辐射器处的传感器（K）不提供对于所述检测器（D）的位置改变的测量结果时，实现自动地转接到通过被布置在所述检测器（D）中的测量件（M）进行的所述位置改变的测量或使用通过所述测量件（M）所获得的测量结果。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，除了检测器（D）的相对位置，也确定该检测器的取向。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，在改变检测器（D）的位置前，按照所述取向与额定取向的偏差的给定量来执行所述取向的匹配。

5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述检测器（D）的位置改变时，也借助于被布置在所述检测器中的测量件（M）来测定所述检测器（D）的取向的改变。

6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于测量所述位置改变或取向改变的测量件（M）指的是陀螺仪、加速度传感器、指南针或前述的器件的组合。

7.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，关于检测器（D）的所述位置改变或取向改变的信息借助于被安装在检测器（D）处的发送器（E1、E2、E3）传输至用于定位所述辐射器的装置（V）的控制部。

8.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预先给定在辐射器（Q）和检测器（D）之间的额定间距，并且

按照所述信息的给定量如此地执行所述辐射器（Q）的位置的改变，使得在辐射器（Q）和检测器（D）之间的间距对应于额定间距。

9.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述辐射器（Q）的位置的改变后，借助于至少一个被安装在检测器（D）处的标识（M1、M2、M3）和至少一个为了检测所述至少一个标识（M1、M2、M3）而被安装在辐射器（Q）处的传感器（K）实现在辐射器（Q）和检测器（D）之间的间距的和/或取向的精设。

10.被构造用于执行按照权利要求1至9中任一项所述的方法的拍摄装置，

-带有辐射器（Q），

-带有检测器（D），

-带有用于将辐射器（S）相对于检测器（D）进行定位的器件，该器件包括：

--用于借助于至少一个被安装在检测器（D）处的标识（M1、M2、M3）和至少一个为了检测所述至少一个标识（M1、M2、M3）而被安装在辐射器处的传感器（K）来确定所述检测器（D）相对于辐射器（Q）的相对位置的器件，

--用于改变所述检测器（D）的位置的器件（T2），

--用于测量所述位置改变的、被布置在所述检测器（D）中的测量件（M），以及

--为用于定位所述辐射器（Q）的装置（V）提供关于所述检测器（D）的位置改变的信息的器件，以及

--用于按照所述信息的给定量来改变所述辐射器（Q）的位置的器件（T1），其中：

---在所述辐射器处安装有传感器（K），该传感器被构造用于测量所述检测器（D）的位置改变，以及

---使用通过被布置在所述检测器（D）中的测量件（M）所测量的位置改变，以用于所述辐射器（Q）的位置的改变，当被安装在辐射器处的传感器（K）不被提供用于测量所述检测器（D）的位置改变时。

11.按照权利要求10所述的拍摄装置，其特征在于，检测器（D）包含能够移出的元件（M4），该元件包括至少一个通过所述辐射器（Q）的传感器（K）能够检测到的标识（M41、M42、M43）。

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