CN107205707A - 用于室内x射线照相设备的自动定位 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于x射线成像系统的自动定位设备，所述自动定位设备具有运输设备，所述运输设备被配置为相对于检测器来定位x射线源。处理器被配置为接收指示检查类型的检查数据和指示患者高度的患者数据。所述处理器确定所述第一运输设备的目前位置并且根据所述检查数据和所述患者数据来确定成像位置。所述处理器将定位信号提供给所述运输设备以将所述x射线源移动到所述成像位置。

Description

用于室内x射线照相设备的自动定位
技术领域
本公开大体上涉及x射线照相领域，并且更具体地涉及用于基于检查类型和患者特性来自动地定位x射线源和检测器的方法和设备。
发明背景
室内x射线照相设备用于获取各种体型、年龄和状况的患者的许多类型x射线照相图像，这些类型x射线照相图像是从患者解剖结构的各种部分拍摄的。在典型室内x射线照相环境中，技术员日常地在超过50个检查类型中的任何检查类型之间进行切换来为每个患者重新配置成像设备。由于定位患者，并且由于为每个患者和每个检查类型而适当地调整x射线源和接收器的放置，因此每个检查需要某个量的设备设置时间。
在常规实践中，可以提供某个量的自动定位或预先定位，使得向操作员或技术员提供进行需要的每个检查类型的合理起点。通过手动地将x射线源和检测器定位到位进行检查并记录这些位置的耗时过程，执行对每种检查类型的设置。然后，当请求特定检查时，可根据操作员或技术员的指令将设备自动地移动到编程位置。许多变量需要为常规设置而存储，具有相对于x射线室中的原点位置的值。
用于设备定位、设备设置和编程的使用常规设置并且进行记录方法是特定于场所的。即使两个x射线照相场所可能具有相同房间大小和其它常见特征，在如何将设备定位在每个场所的方面也典型地存在微小差异。参考原点(笛卡尔坐标中的0,0,0)通常是放有x射线照相设备的房间的一个角落。各种设备中的任何设备在房间中的移动以用于进行后续定位的参考原点为参考。对每个检查的坐标必须在每个场所处单独编程，因为参考位置位于x射线照相设备本身外部。
虽然常规实践提供可使得初始设备定位实现一定程度的自动化的解决方案，但是这些现有技术已经被证明是相对麻烦并且昂贵的。每个检查的进行设置和记录位置的所需序列是耗时的，并且维修工程师和操作工作员可能需要花费若干小时才能完成预期检查列表，而且为每种检查类型配置设备并且对各种高度和各种体形的患者成像。如前指出，无法从先前设施的设置获益；必须单独设置每个场所并且将其结果编程。此外，现有设置实践无法适应患者群体的不同高度和总体体格。编程设置参数可能不太匹配矮于平均或高于平均的患者。在x射线源和检测器被移动到它们原始位置后，通常需要附加设置工作进一步地调整设备定位以适合于患者的体型和位置。
因此，可以了解，需要一种辅助x射线照相场所的设置和配置的自动定位用具。
发明概要
本公开的目标在于改进x射线照相领域。本公开的相关目标在于解决对无需对每个可能检查类型的设置程序并且还适应于患者高度和体型特性的自动定位用具的需要。由本公开的方法提供的优点是基于对本地人群或区域人群的解剖而针对患者高度来直接定制x射线照相系统。
这些目标仅以说明性的实例给出，并且此类目标可以是本发明的一个或多个实施方案的示例。对于本领域的技术人员来说可想到或清楚本公开固有地实现的其它期望的目标和优点。本发明由随附权利要求限定。
根据本公开的一个方面，提供一种用于x射线成像系统的自动定位设备，所述自动定位设备包括：
第一运输设备，所述第一运输设备被配置为相对于检测器来定位x射线源；以及
计算机处理器，所述计算机处理器被配置为：
(i)接受指示患者的检查类型的检查数据；
(ii)获取指示患者高度的患者数据；
(iii)确定所述运输设备的目前位置并且根据所述所接受的检查数据和所述所获取的患者数据来确定预期成像位置；以及
(iv)提供定位信号，以将所述运输设备从其目前位置移动到所述预期成像位置。
附图简述
如附图中示出，本发明的前述和其它目标、特征和优点将从以下对本发明的实施方案的更具体的描述变得显而易见。
附图的要素不一定相对于彼此成比例。
图1是示出x射线照相设备的透视图的示意图，x射线照相设备使用处理器和存储的信息或数据，以便为每个检查类型和患者类型来适当地定位x射线源和检测器。
图2是示出指向在垂直定向上的壁架滤线栅的辐射的透视图。
图3是示出指向在水平定向上的壁架滤线栅的辐射的透视图。
图4是示出指向台滤线栅的辐射的透视图。
图5是示出根据本公开的实施方案的处于初始参考位置的辐射源和图像检测器的透视图。
图6是示出用于特定成像实例的成像部件的定位的侧视图。
图7是示出用于检查设置的成像部件的示意图。
图8是示出根据本公开的实施方案的用于获取图像的序列的逻辑流程图。
详细描述
本申请要求以Michael C.Lalena等人的名义提交于2015年2月2日的名称为“用于室内x射线照相设备的自动定位(AUTO-POSITIONING FOR IN-ROOM RADIOGRAPHYAPPARATUS)”的美国申请美国序列号14/611,298的权益，所述申请全文以引用的方式并入本文。
以下是优选实施方案的详细描述，将要参考附图，其中相同参考数字标识若干附图中的每者中的相同结构要素。
在本公开中可使用诸如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”、“高度”、“深度”、“宽度”和“长度”等的各种相关术语以便于描述各种实施方案。相关术语是相对于对结构的常规定向而定义的，并且并不一定标识在制造或使用中该结构的实际定向。因此，以下详细描述不被视为限制性的意义。
在使用它们的情况下，术语“第一”、“第二”等等并不一定指示任何序数或优先关系，但是可以用于更清楚地区分各个要素或时间间隔。
如本文所使用，术语“可激励的”涉及在接收电力时和任选地在接收启用信号时执行指示功能的装置或部件集合。“可激励的”的相反状态是“被禁用的”。
术语“可致动的”具有其常规的含义，例如，涉及能够响应于刺激(诸如响应于电信号)而影响动作的装置或部件。
术语“模态”是指成像类型的术语。成像系统模态可以是常规x射线、荧光透视、层析合成、层析成像、超声、MMR或其它类型成像。术语“对象”是指正在被成像的患者，并且在光学术语中，可以被认为是与相应成像系统的“对象”等同。
在本公开上下文中，术语“耦合”旨在指示在两个或更多个部件之间的机械或电关联、连接、关系或链接，使得一个部件的状态对其耦合到的部件的空间安置造成影响。对于机械耦合，两个部件无需直接接触，但是可通过一个或多个中间部件或场来链接。
将会理解，当元件称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可直接地连接、通信地连接或耦合到另一元件，或者可以存在居间元件或磁场。相比之下，当元件称为“直接地连接”或“直接地耦合耦合”到另一元件时，就不存在居间元件。用于描述元件之间的关系的其它字词应当以相似的方式解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等等)。
术语“示例性的”指示以描述用作实例，而非暗示它是理想情况。
如在申请中使用的术语“在信号通信中”表示两个或更多个装置和/或部件能够经由跨信号路径行进的信号在至少一个方向上彼此通信。信号通信可以是有线或无线的。信号可以是通信、电力、数据或能量信号，这些信号可以将信息、数据、电力和/或能量从第一装置和/或部件沿着在第一装置和/或部件与第二装置和/或部件之间的信号路径而传达到第二装置和/或部件。信号路径可以包括第一装置和/或部件与第二装置和/或部件之间的物理、电、磁、电磁、光学、有线和/或无线连接。信号路径还可在第一装置和/或部件与第二装置和/或部件之间包括附加装置和/或部件。
统计学的术语“患者群体”涉及一组多个患者，可从这些患者获得统计信息。患者群体相关数据(诸如平均患者高度)可从已经在某个场所检查过的患者集合或患者子集计算，或者可从关于最有可能在特定成像场所处服务的患者的信息获得。
术语“检查类型”与要成像的身体部分相关联。
图1的透视图示出x射线照相设备10，x射线照相设备使用处理器12和电子存储的信息，以便为每个检查类型和患者类型来适当地定位x射线源和检测器。诸如数字x射线照相(DR)检测器或胶片暗盒或计算x射线照相(CR)暗盒的检测器16提供用于从x射线源20获得的入射辐射的接收介质。检测器16安装在具有滤线栅14的壁架50上，或者可放置在躺在台架30上的患者后方。壁架50可以安装在地板上，或者从顶板或其它合适结构悬挂下来。滤线栅14固持检测器16，并且典型地还固持栅格。X射线源20安装在包括图1中的顶板支座设备28的运输设备22上以移动到房间内的不同位置。顶板支座设备28可以沿着单个线路移动，或者可以沿着基本上平行于顶板的平面移动。
图1中的运输设备22具有任选伸缩臂段38，用于适当地升高或降低x射线源20。运输设备22与处理器12信号通信，并且具有控制设备22移动的致动器26和指示设备22位置的传感器24。滤线栅14也具有传感器48和致动器46，致动器会报告和控制作为检测器运输设备32的一部分的检测器16的位置。处理器12具有显示器18，显示器用作用于指令输入、数据输入、控制数据输入和监控的操作员接口。处理器12针对x射线源20和检测器16或滤线栅14两者被耦合到致动器26和46并与它们信号通信，并且被耦合到各种传感器24和48并与它们信号通信，并且跟踪和存储用于生成每种类型图像的位置设置。处理器12还与患者数据库40(诸如DICOM数据库)进行信号通信以检索和存储患者数据和图像数据。
在常规实践中，x射线照相设备10具有原点O，原点O在初始设置程序中建立并且典型地被视为在x射线照相室的一个角落处。然后，可以参考原点O来表达和存储设备10的部件的任何设置位置。通过识别关于原点O的处于特定位置中的部件的空间坐标，计算机处理器12可以识别将那个部件移动到具有其自己识别空间坐标的另一期望位置所需要的距离。对于许多检查类型中的每者，系统的每个元件的部件定位必须被单独识别和电子存储，从而需要数小时的费力定位、测试和存储程序。
图2、图3和图4示出了用于成像的x射线源20的不同布置。图2示出了在安装在地板上的壁架50中的常规滤线栅安装设备，其中滤线栅14用作检测器16的安装和运输机构。在图2配置中，滤线栅14的致动器46上下移动检测器16。传感器48报告滤线栅14以及因此检测器16相对于壁架50高度的位置。
应当注意，传感器48可以具有用于提供关于滤线栅14运动的信息的各种布置，其中根据致动器46类型可用不同配置，诸如当致动器46是步进电机时，因为步进电机可固有地存储原点位置并且使用步进致动实现相对于原点位置的受控增量移动。可使用多个传感器48来检测绝对位置或相对位置和位置改变。根据本公开的实施方案，x射线照相设备10使用编码器对感测滤线栅14位置。光学编码器监控致动器电机的驱动轴运动，并且在电机已被致动时提供相对运动信息。例如，另一传感器提供绝对位置信息，诸如电位计、霍尔传感器或磁性传感器。绝对位置信息在功率损耗后或在对于建立或重新建立“原始”参考位置必要或有用的其它时间上建立基线参考。可以了解，许多编码器布置中的任何一者是可能的，并且可由运动控制感测领域中的技术人员实现。其它编码器和传感器例如可以用于检测旋转角度。
图3示出了使用滤线栅14对手、肩、伸出的臂或放置在检测器16上的其它四肢成像的替代配置，检测器安置在水平定向上。在这种类型配置中，可以调节滤线栅14以及因此检测器16的高度。也可使用一个或多个旋转编码器跟踪滤线栅14的旋转角度。
图4示出了另一替代配置，其中x射线源20指向台架30。X射线检测器16被放置在患者下方，如图4中的虚线轮廓指示的。利用台架布置，检测器16是相对于患者水平地可变定位的；可以使用台滤线栅14，同样如虚线轮廓指示的。移动台架30，以便定位将相关解剖结构定位在x射线源20下方，进行成像。
如从图1-4清楚，例如，每个成像布置需要x射线源20相对于检测器16移动到某个位置，检测器也可以移动到不同位置，诸如会移动到在滤线栅中或在台架下方的垂直位置或水平位置。运输设备22和32两者都可使用。对于每个位置，可以使用对某些类型原点的参考。在常规实践中，参考x射线照相室中的某个固定原点O，诸如如前所述的房间的角落。本发明的一些实施方案可以或可以不使用房间本身空间位置作为参考，而是建立不同原点作为参考点，其中原点与检测器16和/或源20相对于患者高度的位置有关，并且用于测量x射线源20相对于x射线照相检测器16的运动。
与常规定位方法不同，本公开的实施方案使用检测器16的位置作为x射线源20的相应移动的原点。这种替代方法简化在特定场所处x射线系统的安装设置的过程，并且允许使用与患者解剖结构相关的电子存储表格信息，以便提供自动定位。
图5是示出根据本公开的实施方案的处于初始参考位置的辐射源和图像检测器的透视图。处理器12提供参考图1实施方案描述的相同的基本致动控制和跟踪功能，以及与患者医疗数据库40的连接。利用这种布置，原点O'被建立为检测器16上的点。检测器16是平面的，在x-y平面中，如图5表示的。正交矢量z被示出为在原点O'处从x-y平面延伸。使用直接变换矩阵，可沿着三维x、y和z参考轴参考原点O'来计算X射线源20位置和角度。在运输设备沿着顶板的平面P移动时，使用一个或多个参考轴，可使运输设备22参考相同原点O'。在x射线源20的辐射点源与检测器16上的原点O'之间限定源到图像距离(SID)。
图6从侧视图示出当源20以某个角度指向检测器16时x射线源20如何可相对于检测器16定位。在此，需要72英寸SID，其中x射线循着15度角度指向检测器16。
可使原点O'参考检测器16，因为x射线照相设备10的处理器12能够跟踪检测器16和源20相对于致动器26、46和传感器24、48的移动，致动器被激励以移动检测器和源，传感器将反馈提供给处理器，反馈指示基于使用一个或多个参考轴的空间坐标的空间位置或角度。
校准程序
为了校准x射线照相设备10以使得其各种传感器24、48和致动器26、46具有共同参考，单个定位过程可以是作为安装的部分所需的所有位置校准设置。图5的布置示出如何为标准x射线系统设置而建立这个参考。例如，除其它变量外，这个设置还标识了在可存在x射线源的移动的障碍(诸如壁架和台)的场所处的房间边界和部件位置。操作员将检测器16调整到合适高度，然后将x射线源20从预定SID直接地对准向检测器16。操作员指令序列一旦在设备10的初始安装期间输入，就使处理器12将所建立的参考位置以电子方式存储在处理器可访问存储位置中。对于图5的示例性实施方案，在x射线源20被对准成与检测器16正交的情况下，这意味着存储以下示例性数据：
(i)运输设备22和顶板支座设备28沿着顶板的位置；
(ii)x射线源20从运输设备22向下的延度；
(iii)源20的角度；以及
(iv)检测器16的沿着滤线栅14的高度。
对于C形臂安装，所需信息简单一些，并且可不需要校准房间尺寸。位置信息可易于从成像设备本身获得，诸如源的旋转轴线的高度，这涉及了患者高度，以及检测器和将源与检测器分离的距离(SID)。
一旦正确地输入和存储参考位置，相对于参考位置的移动就会被自动化，使得对于每个检查类型来说，可以实现对检测器16和其相关联的滤线栅14和源20的合适重新定位。重要的是，这种重新定位可适应于患者尺寸，如随后更详细地描述的。例如，还可存储少量附加定位数据，包括与可能物理障碍位置相关的参数、台架30的位置、优选管头定向和支持成像部件(诸如用于对四肢成像)的布置的其它数据。
根据本公开的实施方案，存储额外校准设置可能是有用或必要的。确定此情况的因素包括在特定场所处使用的部件布置的变量。例如，台架30(图1)可平行于或垂直于壁架50；它的相对位置可能必需在不同位置处(诸如在台架30的头部和脚部处)重复壁校准。也可用于获得用于台架高度的附加校准数据。附加校准可有助于沿着地板或其它表面上的轨道而移动的壁架50。例如，壁架50可能并不是完全垂直的，从而需要微小校准调节。台架30可能并不是完全水平的；顶板安装运输设备22可以不平行于台架30的表面。
在参考位置建立时，处理器12就可使用表格信息调整x射线照相设备10部件的位置设置或空间坐标。两种类型表格信息具有特定的值：检查相关数据和患者相关数据。
检查相关数据
在常规x射线照相工作流程中，所获取的大多数的图像来自不同检查类型的标准图像集合。这些标准检查类型中的每者具有标准设置实践。举例来说，表1列出了针对颈椎视图的多个标准检查类型以及针对每个检查类型的典型地使用于进行定位的一些参数。
表1中提供的信息类型是可用于对其它检查类型的标准实践的典型信息。本公开的实施方案利用这种标准化信息，使得在知道x射线室内的x射线系统部件的起始位置和患者体型的情况下，确定用于使设备设置自动化来进行成像的从每个部件的起始位置到成像位置的所需移动可能是可能的。
表1.颈椎视图的示例性常规设置参数
患者相关数据
已知人体解剖结构的特定的骨骼和器官的分布通常与患者高度成比例，并且在一定程度上还考虑到年龄、重量、性别和其它因素。本公开的实施方案利用这种成比例性并且使用患者数据(在可用时)或使用来自患者群体的默认统计数据来更准确地估计从x射线设备部件的当前位置到成像位置的所需移动或所需调整以进行自动定位。
举例来说，而非限制，表2列出了关于具有平均体型的成人的人体框架的许多特征和它们高度。这些示例性值基于美国群体的平均值。
例如，为了对上肢(诸如手、手指、拇指、腕、肘和前臂)的像，会典型地使用桌面成像，从而采用图3的布置。
患者高度和重量数据在地理上和文化上有所变化，使得在世界范围内使用单个标准默认值集合是不切实际的。举例来说，典型70英寸高成人的不同解剖区域的高度在表3中列出，其中重量标准在表4中举例给出。举例来说，各国平均患者高度在表5中列出。另外，举例来说，表6中示出了一些示例性标准SID值。
表2.平均高度(美国：70英寸)的成人的解剖高度
表3.患者高度标准(美国)
患者体型 患者高度
极低出生重量 16”
较极低出生重量 18”
婴儿 20”
幼儿 30”
儿童 42”
青春期前儿童 48”
青少年 66”
青年人 66”
中年人 70”
老年人 72”
表4.患者高度标准
患者体型 年龄/重量
极低出生重量 ＜1.5kg
较极低出生重量 ＜2.5kg
婴儿 ＜1个月
幼儿 ＜2年
儿童 ＜11年
青春期前儿童 ＜13年
青少年 ＜21年
青年人 ＜50kg
中年人 ＜80kg
老年人 ＞80kg
表5.国家平均患者高度
国家 平均患者高度
美国 70”
德国 69”
日本 67”
中国 68”
瑞典 71”
表6.示例性标准SID值
SID 距离
短(美国) 40”
短(欧洲) 100cm
长(美国) 72”
长(欧洲) 180cm
应当注意，电子存储值(诸如表1-6中列出的那些)是示例性的，并且可以存储许多其它值，包括在特定场所处添加或编辑的值。例如，可能会需要基于顶板高度限制来调整在特定场所处的台或台面SID。水平墙架SID可能需要基于墙架高度与顶板距离的关系进行调整。患者的床30(图1)与顶板之间的距离也可以是限制，从而需要在特定场所处对SID的调整。
本公开的实施方案使得能够使用关于检查类型的所存储的信息和关于患者高度和体形的所存储的信息、以及相关数据(诸如表1至5中列出的数据)还有来自表6的SID信息来自动地发起对x射线照相设备10部件的定位。图7的示意图示出了呈现在显示器18上的允许输入或检索与自动定位相关的患者信息的操作员接口。患者信息字段42可由操作员直接输入，或者可从数据库40(诸如DICOM(医学数字成像和通信))数据库或一些其它患者数据库中的患者记录获得。可使用全球或区域(国家/地区)默认值或使用由系统管理员输入的值来获得默认平均患者高度信息。在医疗记录或用户没有提供医疗记录的情况下，将会使用这个患者高度。或者，可以使用操作员接口来直接地输入默认患者高度信息，诸如其中默认高度信息已单独地计算。
根据本公开的替代实施方案，基于手动调整频率和在调整数据中检测到的趋势，统计值(诸如针对特定场所的平均患者高度数据)随时间而调整。例如，在适当数量案例中需要与患者高度相关的手动调整的情况下和在手动调整是主要向下的情况下，由处理器12(图5)执行的软件会相应地调整其存储的默认高度值。这种任选统计调整能力可以是特别有用的，例如，以便减少在关于由特定成像场所服务的患者群体的数据可能不可用或不完整的情况下对手动调整的需要。
仍然参考图7，例如，另一字段44诸如从下拉菜单接受指定检查类型的指令或命令输入。响应于这个信息，处理器12向x射线照相设备10(图5)发送自动定位命令序列以控制用于定位x射线源20和检测器16的运输机构和致动器的移动。
图8的逻辑流程图示出了根据本公开的实施方案的用于图像获取和显示的步骤序列，这个步骤序列使得能够进行自动的移动和定位以及对x射线照相设备10部件的替代最终手动定位调整。在检查识别步骤S800中，指定x射线照相检查类型，并且将相应指令发送到处理器12。如图7所示，这种识别可通过经由用户接口的菜单选择或其它操作员输入或指令来提供；或者，检查类型可从某些其它系统或使用不同工作流程安排提供。然后获得患者数据步骤S810如所描述那样获取用于自动定位的所需信息，包括解剖信息，诸如结合表1-5所使用的那些。例如，患者信息可从操作员接口处的操作员输入或从所存储的电子患者记录数据(诸如来自医院信息系统(HIS)或x射线照相信息系统(RIS)数据库)获得。
应当注意，患者数据可以包括与该患者的特定解剖特征相关的患者高度、重量、年龄和其它信息。在这种类型的患者数据可用的情况下，患者高度的值可直接地用于如本文所述的自动定位计算。在患者数据不可用或不完整、不一致或不明确的情况下，默认统计值可以用于以下自动定位计算。
继续图8的序列，一旦识别检查并且获取患者数据，就可执行计算步骤S820。在计算步骤S820中，从处理器12可访问的存储器电路检索针对给定检查的所先前存储的定位信息。这个所存储的信息指示对于检测器16和x射线源20的初始默认位置使用什么设备设置(例如，诸如图2的基本布置)。然后使用来自步骤S810的患者特定信息获得针对特定患者的期望设备定位。可根据所选择的成像类型的可用选项来提示操作员请求不同处理。然后，这个信息转到处理器12进行计算步骤S820，计算步骤返回每个成像部件的空间坐标。
尤其是在患者数据不易获得的情况下，图8中的步骤S820可以使用从患者群体获得的默认统计数据，以及来自先前步骤的关于患者和检查类型的数据，以便计算自动定位的所需值。举例来说，而非限制，所标识的检查类型可以是12岁患者的颈椎LAO检查。对这个成像类型尤其重要的值和位置参数中的一些先前参考图6示出。颈椎LAO的默认位置是如图2所示的壁视图，具有长SID和向上15度的X光角度。必须使用实际患者高度数据(在可用使)或使用默认统计数据来计算进行自动定位的检测器高度。
对于这个实例，在实际患者高度未知的情况下，使用以下计算将患者的检测器16高度从默认成人设置调整某个高度因子：
60英寸×(高度因子)＝41英寸。
从表2中获取颈椎成像的60英寸的值。根据统计表3值将高度因子计算为青少年高度与中年人高度的比率：48英寸/70英寸。
因此，这个计算将检测器16的中心设置在41英寸处。15度角度和长SID会相应地将X射线源20距地板的管头高度设置为：
41英寸－(SID×sin(15))＝(41－18.63)英寸＝22.36英寸。
应当注意，可根据区域来调整默认高度值，诸如通过根据特定患者群体特性的高度值而成比例地调整值。例如，表3值将适用于某个区域或其它患者群体。
对于自动定位计算，当患者高度小于或大于70英寸时，可以成比例地缩放在患者高度为70英寸的情况下合适的表2值。因此，对于62英寸高度的患者，可以将缩放因子(62/70)应用于定位计算。.缩放因子也可根据患者年龄、性别、重量和其它因素(诸如关节炎或其它状况)变化。因此，指示患者高度并可由处理器12获取的数据因此包括实际测量或存储的患者高度值、来自区域患者群体或全球患者群体的统计高度值、以及患者年龄、性别、重量和其它因素(诸如关节炎或其它状况)中的任何一者。当指示患者高度的患者数据不可用或不充足时，就会使用默认值。例如，如果可获取的唯一患者数据指示患者性别，那么将会使用来自该性别的成人的存储统计数据的所使用的高度。
返回参考图5，在图8序列的定位步骤S830中，传输到致动器26和46的命令信号影响x射线源20和检测器16以及它们与所识别的检查类型和患者的支持部件的运输机构到计算位置的所需移动。为了生成致动自动定位移动的定位信号，处理器12可以使用两个位置数据点：(i)当前位置，或替代地原始位置，以及(ii)成像位置，并且随后确定将x射线源和检测器从当前位置到成像位置的移动或重新定位。步骤S830可以包括归位步骤，其中一个或两个源和检测器的运输设备初始在重新定位到所计算的成像位置坐标之前会返回到默认“原始”位置。然后，在最终调整步骤S840中提供对成像位置的操作员微调，并且对成像部件的实际最终坐标进行记录。然后，可以将最终坐标与患者识别数据或患者图像数据相关联地存储或作为参考，并且将其用于定位x射线照相设备，以便在未来时间为患者重复相同类型检查。根据本公开的替代实施方案，例如，实际存储坐标可以用于训练定位软件(诸如调整默认值)，以便更好地适应于本地患者群体。
图像获取步骤S850完成图8中的成像序列。然后，射线照相设备10就位以获取和显示该患者的x射线照相图像，以及将所获取的图像存储在数据库40中。
虽然本公开的实施方案示出采用了顶板支座的示例性系统，但是其它设备安装布置是可能的，并且符合本公开的实施方案。因此，例如，x射线源可安装到可围绕多个轴线旋转的枢转臂或其它装置。例如，x射线源可以被安装为地板安装系统或C形臂或U形臂系统的一部分。对于C形臂或U形臂系统，x射线源和检测器可相对于彼此维持固定位置，并且只需单个运输设备。
根据重新定位是否表明应当应用不同的值，可以在初始自动定位之后约束特定自动定位移动。例如，如果操作员调整将x射线源移动到较低高度，从而指示较矮患者，那么后续移动就会得以防止或者可以使用较低的高度值。可以向操作员显示错误消息以指示对所计算的空间位置的覆盖将应用于后续图像。可以应用对部件移动进行限制的其它规则，诸如在患者就位并且移动可能受阻或可能不方便或危及患者的情况下。
例如，考虑先前描述的颈椎-LAO暴露实例，自动定位初始将检测器居中于约22.36英寸高度处。然而，如果12岁患者高度高于平均，那么需要后续手动调整；技术员将x射线源移动到更高位置，诸如25英寸，以便实现颈椎-LAO暴露。如果对这个患者的检查中需要的下一图像是颈椎-RAO图像，那么处理器12(图5)根据手动调整的值进行调整，使得25英寸高度用作特定患者的自动定位值，除非另有手动调整。根据本公开的实施方案，根据手动调整，这个患者的其它解剖结构的后续图像也类似地成比例地缩放。继续同样高的12岁患者的实例，例如，颅骨成像的调整后的自动定位值可以被重新计算为比通常计算的值高3英寸。
也可存储技术员调整用于台面暴露和不使用滤线栅的其它暴露。在自动定位之后的调整可由系统保存用于对特定患者设置的后续图像。
关于高度来描述的相同类型调整也应用于其中检测器和x射线源成角度的设置。考虑到以上实例中的高的12岁患者，在检测器将倾斜的情况下，将在施加倾斜之前计算检测器的高度的替代值。
例如，使用表格统计数据建立用于进行成像的各种起始参数，诸如用于对一般成人成像的初始位置。这个数据被存储为出厂默认数据，并且可由处于x射线场所处的人员进行修改，诸如针对不同群体做出调整，其中诸如平均高度和任选地重量和年龄的值可从出厂默认值有所变化。实践(诸如优选入射辐射角度)也可以在这个场所进行修改以考虑到本地偏好。可以修改对于不同检查的默认视图类型、以及SID的值和优选滤线栅位置。
本发明的实施方案可以包括基于一维、二维或三维的空间坐标的机器计算。本领域的技术人员将认识到，这些计算可由被提供有用于图像数据处理的指令的数据处理硬件执行。由于此类图像操纵系统是众所周知的，因此本说明书更具体地涉及执行本发明的方法的程序、算法和系统。此类算法和系统的其它方面、以及用于产生和以其它方式处理图像信号的数据处理硬件和/或软件可从本领域已知的此类系统、算法、部件和元件进行选择。如果描述如以下本说明书中阐述那样，那么软件实现方案是编程领域的普通技术人员已知的。
这种软件程序的所存储的指令可以存储在计算机可读存储介质中，计算机可读存储介质可以包括例如：磁性存储介质，诸如磁盘或磁带；光学存储介质，诸如光盘、光带或机器可读条形码；固态电子存储装置，诸如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)；或者用于存储计算机程序的任何其它物理装置或物理介质。使用这种软件，本发明可用于数据处理硬件设备(诸如计算机系统或个人计算机)或采用专用数据处理部件的嵌入式系统(诸如数字信号处理芯片)上。
根据一个实施方案，本发明利用了具有在计算机处理器12上执行所存储的指令的计算机程序，计算机程序被配置为(i)接受指示患者的检查类型的指令或数据；(ii)获取指示患者高度的患者数据；(iii)根据所接受的指令和所获取的患者数据来确定第一运输设备的目前位置和预期成像位置；以及(iv)提供第一定位信号，以将第一运输设备从其当前位置移动到预期成像位置。计算机处理器12还可被配置为处理从检测器16存储并从电子存储器访问的图像数据。如图像处理领域中的技术人员可了解，本发明的实施方案的计算机程序可由合适通用计算机系统(诸如充当控制处理器或其它类型数据处理硬件的个人计算机或工作站)利用。然而，可使用许多其它类型的计算机系统来执行本发明的计算机程序，例如，包括联网处理器布置。用于执行本发明的方法的计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。这种介质可以包括例如：磁性存储介质，诸如磁盘(诸如硬驱动器或移动装置)或磁带；光学存储介质，诸如光盘、光带或机器可读光学编码；固态电子存储装置，诸如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)；或者用于存储计算机程序的任何其它物理装置或物理介质。用于执行本发明的方法的计算机程序还可存储在通过互联网或其它网络或通信介质连接到处理器的计算机可读存储介质上。本领域的技术人员还将容易地认识到，这种计算机程序产品的等同物也可以硬件的形式构造。
应当注意，在本公开上下文中，等同于“处理器可访问存储器”的术语“存储器”可指用于存储和操作所存储的数据并能够访问处理或计算机系统(包括数据库)的任何类型临时或更持久数据存储工作空间。存储器可以是非易失性的，例如，在使用长期存储介质(诸如电子、磁性或光学存储装置)的情况下。或者，在使用电子电路(诸如由微处理器或其它控制逻辑处理器装置用作临时缓冲器或工作空间的随机存取存储器(RAM))的情况下，存储器可以具有更易失性。例如，显示数据典型地被存储在临时存储缓冲器中，临时存储缓冲器是直接地与显示设备相关联，并且根据需要周期性地刷新，以便提供所显示的数据。这个临时存储缓冲器也可被认为是存储器，如这个术语在本公开中使用的那样。存储器也会用作数据工作空间，用于执行和存储计算和其它处理的中间结果和最终结果。计算机可访问存储器可以是易失性的、非易失性的，或者是易失性和非易失性类型的混合组合。
应当理解，本发明的计算机程序产品可以利用众所周知的各种运动控制和/或图像操纵算法和过程。还将理解，本发明的计算机程序产品实施方案可以实施在本文中未具体地示出或描述的对实现方案有用的算法和过程。此类算法和过程可以包括在运动控制和图像获取与处理领域中的普通技术内的常规效用。此类算法和系统的附加方面、以及用于产生和以其它方式处理图像或与本发明的计算机程序产品合作的数据处理硬件和/或软件在本文中未具体地示出或描述，并且可从本领域已知的此类算法、系统、硬件、部件和元件进行选择。
已详细地描述了本发明，并且可能已经特别参考合适或目前优选的实施方案来描述本发明，但是应当理解，在本发明的精神和范围内可以实现变化和修改。因此，目前所公开的实施方案在所有方面上被认为是说明性的，而非限制性的。本发明的范围是由随附权利要求指示，并且在其等同物的含义和范围内的所有改变预期都将被包含在其中。

Claims (20)

1.一种用于x射线成像系统的自动定位设备，所述自动定位设备包括：
第一运输设备，所述第一运输设备被配置为相对于检测器来自动地移动和定位x射线源；以及
处理器，所述处理器通信地耦合到所述第一运输设备，所述处理器被编程为：
检索标识检查类型的电子存储数据；
检索电子存储患者数据，包括标识要成像的患者的高度的数据；
确定所述x射线源的当前位置并且根据标识所述检查类型的所述检索到的数据和所述患者数据来确定源成像位置；以及
将第一定位信号提供给所述第一运输设备，以将所述x射线源从其当前位置移动到所述源成像位置。
2.如权利要求1所述的设备，其还包括第二运输设备，所述第二运输设备被配置为自动地移动和定位所述检测器，
其中所述处理器通信地耦合到所述第二运输设备，并且其中所述处理器还被编程为：
确定所述检测器的当前位置并且根据所述检索到的标识所述检查类型的数据和所述患者数据来确定检测器成像位置；以及
将第二定位信号提供给所述第二运输设备以将所述检测器从其当前位置移动到所述检测器成像位置。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述第二运输设备还被配置为定位滤线栅装置。
4.如权利要求1所述的设备，其还包括操作员接口，所述操作员接口被配置为接收对所述患者数据的输入。
5.如权利要求4所述的设备，其中所述操作员接口还被配置为接收对表示要通过所述成像系统成像的患者群体的默认高度数据的输入。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述第一定位信号既标识了三维空间平移，也标识了角度。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述源成像位置包括所述x射线源的高度位置，并且其中所述第一运输设备还包括耦合到所述x射线源的伸缩臂，用于将所述x射线源移动到所述高度位置。
8.如权利要求1所述的设备，其中所述第一运输设备还被配置为自动地移动和定位所述检测器。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述处理器还被编程为自动地以电子方式存储标识所述x射线源的新位置的数据，所述新位置与由所述设备的操作员对所述x射线源的所述位置做出的一个或多个手动调整相对应。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述处理器还被编程为检索电子存储位置数据以确定所述源成像位置。
11.如权利要求2所述的设备，其中所述处理器还被编程为检索电子存储位置数据以确定所述源成像位置、所述检测器成像位置或其组合。
12.一种由机器实现的用于获取患者的x射线照片的方法，所述方法包括：
获得标识来自一组电子存储检查类型的某个检查类型的电子指令；
获得表示患者群体的电子存储高度值；
根据所述所标识的检查类型和所述所获得的高度值来确定源空间坐标以定位x射线源；
根据所述所确定的源空间坐标将第一信号提供给第一致动器以自动地移动和定位所述x射线源；以及
显示利用定位在所述所确定的源空间坐标处的所述x射线源获取的x射线图像。
13.如权利要求12所述的方法，其还包括：
根据所述所标识的检查类型和所述所获得的高度值来确定检测器空间坐标以定位x射线检测器；以及
根据所述所确定的检测器空间坐标将第二信号提供给第二致动器以自动地移动和定位所述x射线检测器。
14.如权利要求12所述的方法，其中自动地定位所述x射线源包括将所述x射线源归位于参考原始位置。
15.如权利要求12所述的方法，其还包括在电子存储器中记录对所述所确定的空间坐标的操作员调整。
16.如权利要求12所述的方法，其还包括记录可阻止所述x射线源移动的一个或多个物理障碍物的空间位置。
17.如权利要求16所述的方法，其中确定空间坐标还包括确定用于移动所述x射线源以避开所述一个或多个物理障碍物的坐标。
18.如权利要求12所述的方法，其中确定空间坐标还包括根据所述患者的年龄来缩放所述空间坐标。
19.一种用于定位x射线源的方法，所述方法包括：
获得标识来自多个可用检查类型的一个检查类型的数据；
获得与要通过所述x射线源成像的患者相关联的高度值；
根据所述所标识的检查类型和所述所获得的高度值来确定与所述x射线源的成像位置相关联的空间坐标；
将信号提供给致动器，所述致动器被配置为解释所述信号并且将所述x射线源移动到所述成像位置；
存储从对所述成像位置的操作员调整获得的调整后的空间坐标；以及
显示利用定位在所述调整后的空间坐标处的所述x射线源获取的所述患者的x射线图像。
20.如权利要求19所述的方法，其还包括与标识所述患者的数据相关联地以电子方式存储所述调整后的空间坐标。
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