CN106725556A - X光机、x光机旋转中心调整方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种X光机、X光机旋转中心调整方法及装置。X光机包括：旋转臂、设置于所述旋转臂上的X射线发生器以及轮廓确定部件、处理器、显示设备以及位置移动部件。本发明实施例的X光机可以实现对X光机旋转臂的旋转中心在目标部位的轮廓中所在位置的精准定位，只需要一次X射线扫描就可以准确获得对准目标部位中感兴趣位置旋转生成的X射线图，避免多次X射线扫描，减少辐射剂量，简化操作。

Description

X光机、X光机旋转中心调整方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及信号处理技术，尤其涉及一种X光机、X光机旋转中心调整方法及装置。

背景技术

随着科技的进步和医学的发展，对患者病灶位置的确定的要求也越来越高，患者病灶位置对于进行针对性检查和治疗至关重要。

目前，C型臂X光机在对患者病灶检查中得到广泛应用。C型臂X光机主要应用透视成像原理，对患者的病灶进行成像分析。

然而，C型臂X光机在三维透视成像过程中，为了将C型臂旋转中心点对准目标物体(如患者的某部位)内感兴趣的位置，需要多次调整C型臂空间位置，多次曝光成像，才能获得所需要部位的X射线三维透视图像，不仅操作繁琐，而且会使患者受到过多不必要的X射线辐射。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种X光机、X光机旋转中心调整方法及装置，以优化现有的X光机，简化将X光机对准感兴趣部位所需的操作。

第一方面，本发明实施例提供了一种X光机，包括：旋转臂、设置于所述旋转臂上的X射线发生器以及轮廓确定部件、处理器、显示设备以及位置移动部件；

所述旋转臂，用于根据所述处理器发送的旋转控制指令，带动所述X射线发生器以及轮廓确定部件进行旋转；

所述轮廓确定部件用于根据所述处理器发送的信号控制指令，发送替代X光信号进行扫描，并将扫描结果发送至所述处理器；

所述处理器，用于控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转；在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果；根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心；根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心；

所述显示设备，用于将所述处理器生成的所述目标部位的表面轮廓曲线提供给用户，并将用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心发送至所述处理器；

所述位置移动部件，用于根据所述处理器发送的位置移动指令，对所述旋转臂的空间位置进行调整。

第二方面，本发明实施例还提供了一种X光机旋转中心调整方法，应用于本发明实施例所述的X光机的处理器中，所述方法包括：

控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转；

在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果；

根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心；

根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心及所述旋转臂的基准旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心。

第三方面，本发明实施例还提供了一种X光机旋转中心调整装置，所述装置包括：

旋转控制模块，用于控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转；

旋转扫描结果获取模块，用于在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果；

基准旋转中心确定模块，用于根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心；

旋转中心调整模块，用于根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心及所述旋转臂的基准旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心。

本发明实施例提供的X光机、X光机旋转中心调整方法及装置，通过X光机中的处理器控制X光机的旋转臂与轮廓确定部件围绕目标部位进行扫描，得到目标部位的表面轮廓曲线并确定旋转臂的基准旋转中心，根据基准旋转中心和目标旋转中心，确定位置调整策略，将旋转臂的旋转中心调整至目标旋转中心，优化了现有的X光机，实现对X光机旋转臂的旋转中心在目标部位的轮廓中所在位置的精准定位，只需要一次X射线扫描就可以准确获得对准目标部位中感兴趣位置旋转生成的X射线图，避免多次X射线扫描，减少辐射剂量，简化操作。

附图说明

图1a是本发明实施例一提供的一种X光机的结构图；

图1b是本发明实施例一提供的一种轮廓确定部件的结构图；

图1c是本发明实施例一提供的一种轮廓确定部件的结构图；

图1d是本发明实施例一提供的一种轮廓确定部件的结构图；

图1e是本发明实施例一提供的一种位置移动部件的结构图；

图1f是本发明实施例一提供的一种C型臂X光机的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种X光机旋转中心调整方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种X光机旋转中心调整方法的流程图；

图4a是本发明实施例四提供的一种X光机旋转中心调整方法的流程图；

图4b是本发明实施例四提供的一种X射线发生器的X光出光口到达目标部位轮廓表面的距离值的计算方法的示意图；

图4c是本发明实施例四提供的一种X光机的旋转臂中的各个参数的示意图；

图4d是本发明实施例四提供的一种获取表面轮廓曲线的原理图；

图4e是本发明实施例四提供的一种X光机的位置调整策略示意图；

图4f是本发明实施例四提供的一种X射线扫描三维成像的原理图；

图4g是本发明实施例四提供的一种X射线扫描的终止角度示意图；

图5是本发明实施例五提供的一种X光机旋转中心调整装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

为了后文便于描述，首先将本发明实施例所使用的技术以及核心发明点进行说明：

首先，本发明实施例主要应用于配置有旋转臂的X光机中。它的基本工作过程为：先将需要成像的的待扫描对象的目标部位放置于X射线视野内，并调整目标部位与X光源之间的距离，然后以目标部位中的某个感兴趣位置为旋转中心点，控制旋转臂在空间作圆周运动，同时每当旋转臂转动至一个固定角度后，使用X光源曝光一次，X射线探测器采集一幅X射线二维图，连续转动旋转臂将获得一系列二维图，最后计算机将这些连续的二维图按照三维重建算法构造一幅三维图。

发明人通过研究发现：在将X光源对准目标部位中感兴趣的位置之前，需要进行多次X光扫描的原因是：在扫描之前，无法准确获取当前X光机旋转臂的旋转中心在所述目标部位的轮廓中的准确位置，进而也无法直接将旋转中心调整至感兴趣的位置。因此，在进行X光扫描之前，如果能够首先确定X光机旋转臂的旋转中心在所述目标部位的轮廓中的准确位置，即可实现该旋转臂的围绕目标部位中感兴趣的位置进行旋转的目的，即：将旋转臂的旋转中心调整至所述感兴趣的位置。

相应的，发明人创造性的提出在使用X光机发送X光信号之前，先模拟X光出光口发送没有辐射的替代X光信号对目标部位进行旋转扫描，并通过该替代X光信号获取X光出光口到达所述目标部位表面的距离，进而可以在一次旋转扫描过程中，获取该目标部位的表面轮廓，并同时确定旋转臂基准旋转中心在所述目标部位表面轮廓中的位置，之后可以根据用户在该目标部位表面轮廓上选择的目标旋转中心，准确的将X光机对准上述实际感兴趣的位置。只需要一次X射线扫描就可以获得以目标部位中感兴趣的位置为旋转中心的X射线图，避免多次X射线扫描，减少辐射剂量，简化操作。

实施例一

图1a是本发明实施例一提供的一种X光机的结构图。如图1a所示，所述X光机，包括：旋转臂11、设置于所述旋转臂上的X射线发生器12以及轮廓确定部件13、处理器14、显示设备15以及位置移动部件16。

所述旋转臂11，用于根据所述处理器14发送的旋转控制指令，带动所述X射线发生器12以及轮廓确定部件13进行旋转；

待扫描对象放在旋转臂11开口的适当位置，X射线发生器12和轮廓确定部件13可以围绕待扫描对象旋转。

所述轮廓确定部件13用于根据所述处理器14发送的信号控制指令，发送替代X光信号进行扫描，并将扫描结果发送至所述处理器14；

轮廓确定部件13发送替代X光信号对待扫描对象进行扫描。

所述处理器14，用于控制X光机的旋转臂11带动轮廓确定部件13围绕待扫描对象的目标部位进行旋转；在所述旋转臂11的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件13发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果；根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂11的基准旋转中心；根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心，确定所述旋转臂11的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂11进行位置调整，以将所述旋转臂11的旋转中心调整至所述目标旋转中心。

所述显示设备15，用于将所述处理器14生成的所述目标部位的表面轮廓曲线提供给用户，并将用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心发送至所述处理器14；

所述位置移动部件16，用于根据所述处理器14发送的位置移动指令，对所述旋转臂的空间位置进行调整。

其中，在图1b中示出了一种轮廓确定部件的可选结构图，如图1b所示，所述轮廓确定部件包括：至少一个贴近所述X射线发生器12的X光出光口121设置的测距传感器130，以及设置在所述X射线发生器侧边的水平角度仪17。

通过该测距传感器130发送的测距信号，可以近似模拟所述X光出光口121发送的X光信号，并将目标部位轮廓表面到达所述测距传感器130的距离，作为目标部位轮廓表面到达所述X光出光口121的距离。上述设置的优点是设计简单，计算量小，但是缺点是测距传感器130与所述X光出光口121之间具有一定的位移误差，因此，最终确定的旋转臂的基准旋转中心在所述目标部位表面轮廓中所在的位置具有一定的误差。

进一步的，在图1c中示出了另一种轮廓确定部件的可选结构图，如图1c所示，所述轮廓确定部件具体包括：对应设置于所述旋转臂11上X射线发生器12的X光出光口121的左右两侧的测距传感器131。其中，左侧测距传感器到达所述X射线发生器的X光出光口中心位置的距离，与右侧测距传感器到达所述X射线发生器的X光出光口中心位置的距离相同。

通过上述设置，虽然多引入了一个测距传感器，但是可以通过上述两个传感器131到达目标部位的表面的距离，模拟出上述两个传感器131之间的中点到达所述目标部位的表面的距离，进而可以提高基准旋转中心所在位置的计算精度。

进一步的，考虑到各种测距传感器的测距精度，所述测距传感器可选为激光测距传感器，所述替代X光信号为激光测距信号。

进一步的，考虑到激光测距信号为可视信号，在图1d中示出了另一种轮廓确定部件的可选结构图。如图1d所示，所述轮廓确定部件包括：设置于所述旋转臂11上X射线发生器12的X光出光口121的左右两侧的测距传感器131、上下两端的测距传感器132以及设置在所述X射线发生器12侧边的水平角度仪17。

所述处理器还用于：在控制旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转之前，控制上下左右四个方位的所述测距传感器发送激光测距信号，以使用户根据所述待扫描对象上显示的四个激光点，将所述目标部位调整至所述X射线发生器的视野范围内。

这样设置的好处是，在将待扫描对象放置于旋转臂11的开口内之后，并不能准确保证目标部位能够准确位于X射线发生器12的视野内。因此，通过上述上下左右四个方位的所述测距传感器发送激光测距信号在所述待扫描对象上显示的四个激光点，可以将所述目标部位准确调整至所述X射线发生器的视野范围内，以进一步简化扫描操作。

进一步的，在图1e中示出了一种位置移动部件的可选结构图，如图1e所示，所述位置移动部件包括：与所述旋转臂11相连的水平移动座161，以及位于所述水平移动座底部的升降柱162；

其中，所述水平移动座161用于对所述旋转臂的水平位置进行调整，所述升降柱用于对所述旋转臂的竖直位置进行调整。

进一步的，所述旋转臂可以为C型臂或者O型臂。

示例性的，图1f中示出了一种C型臂X光机的结构示意图，如图1f所示，所述C型臂X光机包括C型臂101，X射线发生器102，轮廓确定部件103，C臂床104，X射线探测器105，底座106，升降柱107，水平移动座108和C型臂支撑座109。

本发明实施例提供的X光机，通过轮廓确定部件发送替代X光信号，利用旋转臂对待扫描对象的目标部位进行旋转扫描，绘制目标部位的表面轮廓曲线，确定基准旋转中心，结合目标旋转中心，位置移动部件将旋转臂的旋转中心调整至目标旋转中心，实现了对X光机旋转臂的旋转中心在目标部位的轮廓中所在位置的精确定位，替代X光信号对待扫描对象没有辐射，只需要一次X射线扫描就可以准确获得对准目标部位中感兴趣位置旋转生成的X射线图，避免多次X射线扫描，减少辐射剂量，简化操作。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种X光机旋转中心调整方法的流程图，该方法可以由X光机旋转中心调整装置执行，该装置可由软件和/或硬件实现，并一般可集成于如实施例一所述的X光机的处理器中。如图2所示，本实施例的方法具体包括：

S210、控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转。

S220、在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果。

轮廓确定部件通过对待扫描对象的目标部位的扫描，获取到旋转扫描结果。替代X光信号可以是任何一种辐射较低的可以用来定位的信号，例如可以是激光信号或者超声波信号等。

S230、根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心。根据旋转扫描结果，绘制目标部位的表面轮廓曲线，可以用光滑的曲线，或者样条曲线等。表面轮廓曲线的坐标原点可以作为旋转臂的基准旋转中心。

S240、根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心及所述旋转臂的基准旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心。

用户在表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心可以是患者的病灶位置。示例性的，由基准旋转中心移动到目标旋转中心的策略为旋转臂的位置调整策略。旋转臂的旋转中心调整至目标旋转中心可以实现对目标部位进行准确的扫描，所述扫描可以是X射线扫描。

本发明实施例通过轮廓确定部件对待扫描对象的目标部位进行扫描，得到目标部位的轮廓曲线，确定旋转臂的基准旋转中心，根据基准旋转中心和目标旋转中心的位置关系将旋转臂的旋转中心调整至目标旋转中心，实现了对X光机旋转臂的旋转中心在目标部位的轮廓中所在位置的精确定位，只需要一次X射线扫描就可以准确获得对准目标部位中感兴趣位置旋转生成的X射线图，避免多次X射线扫描，减少辐射剂量，简化操作。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种X光机旋转中心调整方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，在本实施例中，进一步对轮廓确定部件进行了优化，并将在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果优化为：在所述旋转臂旋转至预设旋转位置时，控制左右两侧的所述测距传感器发送测距信号作为所述替代X光信号，以获取不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值；将所述水平角度仪在不同旋转位置处测量的水平角度值，以及不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值，作为所述旋转扫描结果。相应的，本实施例的方法具体包括：

S310、控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转，所述轮廓确定部件包括设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的左右两侧的测距传感器，以及设置在所述X射线发生器的侧边的水平角度仪。

设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的左右两侧的测距传感器，到X光出光口的距离可以相等，也可以不等，优选相等的情况。通过左右两侧的测距传感器到目标部位的距离和梯形几何关系，可以得到X光出光口到目标部位的距离。

S320、在所述旋转臂旋转至预设旋转位置时，控制左右两侧的所述测距传感器发送测距信号作为所述替代X光信号，以获取不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值。

在预设旋转位置中确定旋转臂到轮廓确定部件的初始角度即水平角度仪的水平角度值。不同旋转位置可以用角度值表征。

S330、将所述水平角度仪在不同旋转位置处测量的水平角度值，以及不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值，作为所述旋转扫描结果。

S340、根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心。

X光出光口到目标部位轮廓的距离可以由左右两侧的所述测距传感器到达目标部位轮廓表面的距离值表示，利用X光出光口到目标部位轮廓的距离和不同旋转位置处测量的水平角度值，绘制目标部位的表面轮廓曲线，曲线所在坐标的原点即旋转臂的基准选准中心。

S350、根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心及所述旋转臂的基准旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心。

本发明实施例通过获取不同位置处的水平角度值和左右两侧的测距传感器到达目标部位轮廓表面的距离值，绘制目标部位的表面轮廓曲线，进而确定旋转臂的基准选准中心，根据基准旋转中心和目标旋转中心的位置关系，调整旋转臂的旋转中心至目标旋转中心，保证获得的表面轮廓曲线比较准确，从而实现对X光机旋转臂的旋转中心在目标部位的轮廓中所在位置的精确定位。

在本实施例的另一个优选实施方式中，所述测距传感器为激光测距传感器，所述测距信号为激光测距信号。

激光测距信号对人体没有辐射，而且人眼可以辨识，方便用户观察。

所述轮廓确定部件还包括：设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的上下两端的测距传感器；

在控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转之前，还包括：

控制上下左右四个方位的所述测距传感器发送激光测距信号，以使用户根据所述待扫描对象上显示的四个激光点，将所述目标部位调整至所述X射线发生器的视野范围内。

上下左右四个方位的测距传感器可以等距离的设置在X射线发生器的X光出光口，也可以不等距离设置，优选等距离设置，且贴近X射线发生器的X光出光口设置。

上下左右四个方位的测距传感器发送激光测距信号在待扫描对象上显示四个激光点，用户可以根据四个激光点的位置判断目标部位是否在四个激光点确定的区域内，实现将所述目标部位准确调整至所述X射线发生器的视野范围内，以进一步简化扫描操作。

实施例四

图4a是本发明实施例四提供的一种X光机旋转中心调整方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，在本实施例中，进一步将根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心优化为：分别获取第i个旋转角度下，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值Li以及Ri，其中，i∈[1,N]，N为所述旋转臂一个旋转扫描周期经过的旋转角度总数；根据Li、Ri以及梯形几何关系，模拟所述X射线发生器的X光出光口到达所述目标部位轮廓表面的距离值Di；根据Di、所述旋转臂半径以及所述X射线发生器在所述旋转臂半径上的高度，计算所述旋转臂基准旋转中心达到所述目标部位轮廓表面的距离值di；将ai与di组合为位置坐标(ai，di)，其中，ai为第i个旋转角度下，所述水平角度仪测量的水平角度值；以水平方向为X轴，竖直方向为Y轴，建立标准坐标系，根据位置坐标(ai，di)，i∈[1,N]，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并将所述标准坐标系的原点确定为所述旋转臂基准旋转中心。相应的，本实施例的方法包括：

S410、控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转，所述轮廓确定部件包括设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的左右两侧的测距传感器，以及设置在所述X射线发生器的侧边的水平角度仪。

S420、在所述旋转臂旋转至预设旋转位置时，控制左右两侧的所述测距传感器发送测距信号作为所述替代X光信号，以获取不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值。

S430、将所述水平角度仪在不同旋转位置处测量的水平角度值，以及不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值，作为所述旋转扫描结果。

S440、分别获取第i个旋转角度下，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值Li以及Ri，其中，i∈[1,N]，N为所述旋转臂一个旋转扫描周期经过的旋转角度总数。

S450、根据Li、Ri以及梯形几何关系，模拟所述X射线发生器的X光出光口到达所述目标部位轮廓表面的距离值Di。

示例性的，在左、右激光测距传感器的中间位置设置一个激光中心点，该激光中心点即X射线发生器的X光出光口。根据梯形几何关系计算出X射线发生器的X光出光口到达所述目标部位轮廓表面的距离值Di，其值等于Li与Ri和的一半，如图4b中示出了一种X射线发生器的X光出光口到达目标部位轮廓表面的距离值的计算方法示意图，其中包括：左激光测距传感器41，右激光测距传感器42，X射线发生器的X光出光口43。

相应的，根据梯形几何关系，Di＝(Li+Ri)/2。

S460、根据Di、所述旋转臂半径以及所述X射线发生器在所述旋转臂半径上的高度，计算所述旋转臂基准旋转中心到达所述目标部位轮廓表面的距离值di。

示例性的，旋转臂半径记为r，X射线发生器在旋转臂半径上的高度记为hx，则旋转臂基准旋转中心到达目标部位轮廓表面的距离值di的计算公式为：di＝r-hx-Di。

S470、将ai与di组合为位置坐标(ai，di)，其中，ai为第i个旋转角度下，所述水平角度仪测量的水平角度值。

示例性的，旋转臂中的各个参数如图4c所示，a1为旋转臂的初始旋转角度值。

S480、以水平方向为X轴，竖直方向为Y轴，建立标准坐标系，根据位置坐标(ai，di)，i∈[1,N]，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并将所述标准坐标系的原点确定为所述旋转臂基准旋转中心。

示例性的，图4d示出了获取表面轮廓曲线的原理图，激光扫描中心点即旋转臂的基准旋转中心，首先采集水平角度仪和左右激光传感器的激光测距值，计算激光中心点测距值，计算得到激光中心点测距值即X射线发生器的X光出光口到达所述目标部位轮廓表面的距离值Di，将Di转换为激光扫描中心点到轮廓距离即旋转臂基准旋转中心到达目标部位轮廓表面的距离值di，根据水平角度值ai和di绘制轮廓曲线。

S490、根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心及所述旋转臂的基准旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心。

根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整包括：

在所述标准坐标系中，计算用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心在X轴上的投影值Δy，以及在Y轴上的投影值Δx；

以(Δx,Δy)为位置调整策略，将所述X光机的旋转臂在水平方向上移动Δx，在竖直方向上移动Δy。

示例性的，图4e示出了一种X光机的位置调整策略，如图4e所示，Δx为基准旋转中心到目标旋转中心的水平偏移值，Δy为基准旋转中心到目标旋转中心的竖直偏移值，(Δx,Δy)可以作为位置调整策略，使得X光机的旋转臂的旋转中心由基准旋转中心调整至目标旋转中心，从而实现对目标部位的精确定位。

本发明实施例通过旋转角度和旋转臂基准旋转中心到达目标部位轮廓表面的距离值绘制目标部位的表面轮廓曲线，并将表面轮廓曲线所在的标准坐标系的原点确定为旋转臂基准旋转中心，并根据目标旋转中心将旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心，保证获得比较准确的表面轮廓曲线，从而实现对X光机旋转臂的旋转中心在目标部位的轮廓中所在位置的精确定位。

在本实施例的另一个优选实施方式中，在将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心之后，还包括：

以目标旋转中心为旋转臂的旋转中心点，进行X射线扫描三维成像。图4f示出了一种X射线扫描三维成像的原理图。首先，如图4f，旋转旋转臂到X射线扫描的起始角度β1，X射线发生器曝光，X射线探测器采集X射线二维图。按旋转臂旋转方向，每隔一个固定小角度X光源曝光一次，X射线探测器采集一幅X射线二维图，直到X射线扫描的终止角度βn为止，如图4g。计算机将获得一系列X射线二维图，最后按照三维重建算法构造一幅三维图。以此获得以目标部位即病灶位置为中心的X射线三维图。

需要说明的是，本发明任意实施例提供的X光机旋转中心调整方法不仅适用于等中心旋转臂的三维成像，而且也适用于可变等中心旋转臂的三维成像，并且可以获得待扫描对象的部分轮廓，也可以获得待扫描对象的完整轮廓。

实施例五

图5为本发明实施例五提供的一种X光机旋转中心调整装置的结构图。本发明实施例提供的X光机旋转中心调整装置可以应用于本发明实施例所述的X光机中。如图5所示，所述装置包括：

旋转控制模块510，用于控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转；

旋转扫描结果获取模块520，用于在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果；

基准旋转中心确定模块530，用于根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心；

旋转中心调整模块540，用于根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心及所述旋转臂的基准旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心。

本发明实施例提供的X光机旋转中心调整装置，通过X光机中的处理器控制X光机的旋转臂与轮廓确定部件围绕目标部位进行扫描，得到目标部位的表面轮廓曲线并确定旋转臂的基准旋转中心，根据基准旋转中心和目标旋转中心，确定位置调整策略，将旋转臂的旋转中心调整至目标旋转中心，优化现有的X光机，实现了对X光机旋转臂的旋转中心在目标部位的轮廓中所在位置的精确定位，只需要一次X射线扫描就可以准确获得对准目标部位中感兴趣位置旋转生成的X射线图，避免多次X射线扫描，减少辐射剂量，简化操作。

在上述各实施例的基础上，所述轮廓确定部件可以包括设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的左右两侧的测距传感器，以及设置在所述X射线发生器的侧边的水平角度仪；

所述旋转扫描结果获取模块具体用于：

在所述旋转臂旋转至预设旋转位置时，控制左右两侧的所述测距传感器发送测距信号作为所述替代X光信号，以获取不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值；

将所述水平角度仪在不同旋转位置处测量的水平角度值，以及不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值，作为所述旋转扫描结果。

在上述各实施例的基础上，所述测距传感器为激光测距传感器，所述测距信号为激光测距信号。

在上述各实施例的基础上，所述轮廓确定部件还包括：设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的上下两端的测距传感器；

所述X光机旋转中心调整装置还可以包括：目标部位调整模块，用于在控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转之前，控制上下左右四个方位的所述测距传感器发送激光测距信号，以使用户根据所述待扫描对象上显示的四个激光点，将所述目标部位调整至所述X射线发生器的视野范围内。

在上述各实施例的基础上，所述基准旋转中心确定模块具体用于：

分别获取第i个旋转角度下，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值Li以及Ri，其中，i∈[1,N]，N为所述旋转臂一个旋转扫描周期经过的旋转角度总数；

根据Li、Ri以及梯形几何关系，模拟所述X射线发生器的X光出光口到达所述目标部位轮廓表面的距离值Di；

根据Di、所述旋转臂半径以及所述X射线发生器在所述旋转臂半径上的高度，计算所述旋转臂基准旋转中心到达所述目标部位轮廓表面的距离值di；

将ai与di组合为位置坐标(ai，di)，其中，ai为第i个旋转角度下，所述水平角度仪测量的水平角度值；

以水平方向为X轴，竖直方向为Y轴，建立标准坐标系，根据位置坐标(ai，di)，i∈[1,N]，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并将所述标准坐标系的原点确定为所述旋转臂基准旋转中心。

在上述各实施例的基础上，所述旋转中心调整模块具体用于：

在所述标准坐标系中，计算用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心在X轴上的投影值Δy，以及在Y轴上的投影值Δx；

以(Δx,Δy)为位置调整策略，将所述X光机的旋转臂在水平方向上移动Δx，在竖直方向上移动Δy。

本发明实施例所提供的X光机旋转中心调整装置可用于执行本发明任意实施例提供的X光机旋转中心调整方法，具备相应的功能模块，实现相同的有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (15)

1.一种X光机，其特征在于，包括：旋转臂、设置于所述旋转臂上的X射线发生器以及轮廓确定部件、处理器、显示设备以及位置移动部件；

所述旋转臂，用于根据所述处理器发送的旋转控制指令，带动所述X射线发生器以及轮廓确定部件进行旋转；

所述轮廓确定部件用于根据所述处理器发送的信号控制指令，发送替代X光信号进行扫描，并将扫描结果发送至所述处理器；

所述处理器，用于控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转；在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果；根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心；根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心；

所述显示设备，用于将所述处理器生成的所述目标部位的表面轮廓曲线提供给用户，并将用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心发送至所述处理器；

所述位置移动部件，用于根据所述处理器发送的位置移动指令，对所述旋转臂的空间位置进行调整。

2.根据权利要求1所述的X光机，其特征在于，所述轮廓确定部件包括：至少一个贴近所述X射线发生器的X光出光口设置的测距传感器，以及设置在所述X射线发生器侧边的水平角度仪。

3.根据权利要求2所述的X光机，其特征在于，所述轮廓确定部件具体包括：对应设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的左右两侧的测距传感器。

4.根据权利要求3所述的X光机，其特征在于，左侧测距传感器到达所述X射线发生器的X光出光口中心位置的距离，与右侧测距传感器到达所述X射线发生器的X光出光口中心位置的距离相同。

5.根据权利要求3所述的X光机，其特征在于，所述测距传感器为激光测距传感器，所述替代X光信号为激光测距信号。

6.根据权利要求5所述的X光机，其特征在于，所述轮廓确定部件还包括：设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的上下两端的测距传感器；

所述处理器还用于：在控制旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转之前，控制上下左右四个方位的所述测距传感器发送激光测距信号，以使用户根据所述待扫描对象上显示的四个激光点，将所述目标部位调整至所述X射线发生器的视野范围内。

7.根据权利要求1所述的X光机，其特征在于，所述位置移动部件包括：与所述旋转臂相连的水平移动座，以及位于所述水平移动座底部的升降柱；

其中，所述水平移动座用于对所述旋转臂的水平位置进行调整，所述升降柱用于对所述旋转臂的竖直位置进行调整。

8.根据权利要求1-7任一项所述的X光机，其特征在于，所述旋转臂为C型臂或者O型臂。

9.一种X光机旋转中心调整方法，其特征在于，包括：

控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转；

在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果；

根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心；

根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心及所述旋转臂的基准旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述轮廓确定部件包括设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的左右两侧的测距传感器，以及设置在所述X射线发生器的侧边的水平角度仪；

在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果包括：

在所述旋转臂旋转至预设旋转位置时，控制左右两侧的所述测距传感器发送测距信号作为所述替代X光信号，以获取不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值；

将所述水平角度仪在不同旋转位置处测量的水平角度值，以及不同旋转位置处，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值，作为所述旋转扫描结果。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述测距传感器为激光测距传感器，所述测距信号为激光测距信号。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述轮廓确定部件还包括：设置于所述旋转臂上X射线发生器的X光出光口的上下两端的测距传感器；

在控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转之前，还包括：

控制上下左右四个方位的所述测距传感器发送激光测距信号，以使用户根据所述待扫描对象上显示的四个激光点，将所述目标部位调整至所述X射线发生器的视野范围内。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心包括：

分别获取第i个旋转角度下，左右两侧的所述测距传感器到达所述目标部位轮廓表面的距离值Li以及Ri，其中，i∈[1,N]，N为所述旋转臂一个旋转扫描周期经过的旋转角度总数；

根据Li、Ri以及梯形几何关系，模拟所述X射线发生器的X光出光口到达所述目标部位轮廓表面的距离值Di；

根据Di、所述旋转臂半径以及所述X射线发生器在所述旋转臂半径上的高度，计算所述旋转臂基准旋转中心到达所述目标部位轮廓表面的距离值di；

将ai与di组合为位置坐标(ai，di)，其中，ai为第i个旋转角度下，所述水平角度仪测量的水平角度值；

以水平方向为X轴，竖直方向为Y轴，建立标准坐标系，根据位置坐标(ai，di)，i∈[1,N]，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并将所述标准坐标系的原点确定为所述旋转臂基准旋转中心。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心及所述旋转臂的基准旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整包括：

在所述标准坐标系中，计算用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心在X轴上的投影值Δy，以及在Y轴上的投影值Δx；

以(Δx,Δy)为位置调整策略，将所述X光机的旋转臂在水平方向上移动Δx，在竖直方向上移动Δy。

15.一种X光机旋转中心调整装置，其特征在于，包括：

旋转控制模块，用于控制X光机的旋转臂带动轮廓确定部件围绕待扫描对象的目标部位进行旋转；

旋转扫描结果获取模块，用于在所述旋转臂的旋转过程中，控制所述轮廓确定部件发送替代X光信号对所述目标部位进行旋转扫描，并获取旋转扫描结果；

基准旋转中心确定模块，用于根据所述旋转扫描结果，绘制所述目标部位的表面轮廓曲线，并在所述表面轮廓曲线中确定所述旋转臂的基准旋转中心；

旋转中心调整模块，用于根据用户在所述表面轮廓曲线中选择的目标旋转中心及所述旋转臂的基准旋转中心，确定所述旋转臂的位置调整策略，并根据所述位置调整策略对所述旋转臂进行位置调整，以将所述旋转臂的旋转中心调整至所述目标旋转中心。