CN109890291A - 在考虑到患者移动的情况下调整放射图像记录系统的设置的方法 - Google Patents
在考虑到患者移动的情况下调整放射图像记录系统的设置的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109890291A CN109890291A CN201780063241.2A CN201780063241A CN109890291A CN 109890291 A CN109890291 A CN 109890291A CN 201780063241 A CN201780063241 A CN 201780063241A CN 109890291 A CN109890291 A CN 109890291A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- patient
- operator
- method described
- tracking
- mobile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 2
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 10
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 5
- 241001269238 Data Species 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 4
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012014 optical coherence tomography Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241001479434 Agfa Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/545—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving automatic set-up of acquisition parameters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/04—Positioning of patients; Tiltable beds or the like
- A61B6/0487—Motor-assisted positioning
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/06—Diaphragms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
- A61B6/4405—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis the apparatus being movable or portable, e.g. handheld or mounted on a trolley
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/46—Arrangements for interfacing with the operator or the patient
- A61B6/467—Arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5258—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
- A61B6/5264—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise due to motion
- A61B6/527—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise due to motion using data from a motion artifact sensor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/541—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving acquisition triggered by a physiological signal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
- A61B6/589—Setting distance between source unit and patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/08—Auxiliary means for directing the radiation beam to a particular spot, e.g. using light beams
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/12—Arrangements for detecting or locating foreign bodies
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
- A61B6/4476—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to motor-assisted motion of the source unit
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physiology (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
跟踪患者移动并调整放射图像记录系统的组件的设置,使得保持患者和组件的相对位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在考虑到患者移动的情况下调整放射图像记录系统的设置的方法。
背景技术
在用在例如医学应用中的传统的模拟射线照相术中,借助于结合了磷光体层的光敏照相胶片进行成像,该磷光体层将入射的X射线转换成可见光。通过胶片来捕获磷光体所发出的光,对该胶片进行显影以在胶片上获得图像。在日常实践中使用可以被构思为片匣或胶片包装的不同尺寸的组件。基于胶片的系统的缺点在于它们要求必须对照相胶片进行化学处理,导致化学废品和时间损耗。
最近,使用现在称为计算射线照相(CR)系统的数字X射线系统。这些系统使用可激发磷光体,使可激发磷光体曝光于放射图像。可激发磷光体在曝光时存储放射图像。接下来,通过借助于激发放射来扫描磷光体来读出所存储的图像。在激发时,以图像方式存储的能量作为光发出。然后检测所发出的光并将其转换成数字化的电子图像。
数字射线照相术(DR)是X射线成像的另一种形式,其中使用数字X射线传感器来代替基于照相胶片或片匣的传统CR系统。优点包括通过绕过化学处理(与传统的基于胶片的系统相比)和通过立即从传感器读出图像数据(与基于片匣的CR系统相比,在此类系统中检测器的读出是借助于专用数字化仪系统进行的)而获得的时间效率。
在所有这些系统中,用于生成对象或患者的放射图像的设备包括:X射线源;X射线准直器,其将由放射源发出的X射线准直成照射患者或对象上的感兴趣区的锥形放射;支撑体,其支撑包括准直器的放射源并且其使得能够相对于待照射的患者或对象定位放射源;支撑台,其用于支撑患者或对象并且容纳成像捕获装置;用于控制X射线源、准直器、患者或对象支撑体的操作的装置;以及用于在控制装置的控制下操作这些项目的装置。
传统上,X射线管布置在壳体中,该壳体还包括准直器,以将由X射线源生成的X射线准直到感兴趣区上。
包括X射线源和准直器的壳体可以借助于定位系统来在两个垂直方向(x方向和y方向)上移动,并且还允许在z方向上的竖直移动和围绕至少两个轴的旋转。
准直器由许多不透X射线的准直器叶片组成,这些准直器叶片可以相对于彼此移动,以便扩大或减小X射线源发出的X射线可以穿过的区域,从而将照射的范围限定至患者或对象上的感兴趣区。
存在不同类型的准直器。
准直器可以是对称型的,使得准直器叶片总是一起移动,以使在准直器叶片之间形成的孔的形状不变,而仅有X射线被允许穿过其去往患者或对象的开口的尺寸可能会变化。
另一种类型的准直器是不对称型的。在这样的准直器中,准直器叶片可以彼此独立地移动,这相当于所照射的感兴趣域相对于患者的移位。该移位可以仅通过移动准直器的相对叶片来实现。
准直器叶片的移动可以是全自动、半自动或手动。在手动实施例中,X射线设备包括机械致动装置,以手动地实现和控制准直器叶片的运动。
在半自动实施例中,用户通过操作例如用户控制台上的按钮来控制马达或其他装置的操作,以便移动准直器叶片。
在全自动实施例中,叶片响应于准直器控制器,该准直器控制器在接收到准直器控制信息时发布控制命令而无需用户交互。
然而,在所有描述的情况中,准确地知道感兴趣区的位置并操纵准直器使得由放射源发出的X射线指向感兴趣区较为繁琐。
特别是在使用移动X射线照射设备而检测器或患者处于固定位置的情况下,精确地限定感兴趣区并相应地摆好准直器叶片是繁琐的。
此外,即使当准直器被最佳定位时,情况也可能改变,因为患者会在准直器的最终设置与实际曝光之间在支撑台或壁架上移动。
尽管已经察觉了关于准直器叶片的设置的问题,但是对于X射线记录系统的所有其他可设置组件来说都可能存在类似的问题。
最佳地定位系统组件是繁琐的,并且通常需要不止一次尝试来获得所设想的位置。
将操作者预期的位置匹配至患者的实际位置需要时间,尤其是当患者移动时。由于患者移动而导致的这需要时间并且需要重复动作的事实对于患者以及操作者来说可能非常令人厌烦。
发明内容
本发明的一个方面是要提供一种克服上述不利情况的方法。
根据本发明,在跟踪患者移动时调整用于图像记录的放射图像记录系统的第一设置。以如下方式调整所述设置:使得与所述设置相关的组件保持相同的与患者的相对位置。
在从属权利要求中阐述了本发明的特定和/或优选实施例。
从以下描述中,本发明的其他优点和实施例将变得显而易见。
所述设置可以是记录系统的组件的设置或与在这样的系统上执行的应用有关的设置或与在这样的系统上执行的工作流程有关的放射图像记录系统的设置。
可以从对象、人类患者或动物拍摄放射图像。无论在下文中何时对患者进行参考,都应理解的是,患者可以替换为对象或动物。
可以通过应用不同种类的放射之一来生成放射图像。在这些不同种类的放射中,有X射线、超声波、磁共振成像(MRI)、光学相干断层扫描(OCT)等。本发明可应用于使用这些不同类型的放射之一的放射图像记录系统。
除非另有说明,否则在下面的描述中可以将X射线改为另一种放射。
本发明同样可应用于在其上执行不同种类的放射图像记录方法的放射图像记录系统。
在这些类型的记录方法中,最常见的是投影射线照相术,其中由放射源发出的X射线被投影到待成像的患者上的二维区域上。
另一种类型的X射线成像方法是计算断层扫描(CT),其中从不同角度拍摄多个X射线图像以产生横截面切片图像。通过将重建算法应用于切片图像来计算重建图像。
一种特定的断层扫描类型是锥形束计算断层扫描,其中X射线是发散的,从而形成锥形。
还存在其他放射成像技术,诸如生成身体的实时图像的荧光透视。
本发明同样可应用于在其上执行不同应用的放射图像记录系统,所述应用诸如全腿、全脊柱成像。
放射图像记录系统可以是在X射线室中的固定位置中,诸如在X射线布凯(bucky)设备或X射线壁架的情况下。
替换地,这些系统可以是移动的,以便它们可以移动到患者所在的位置,例如,在重症监护病房的病床上。这种系统的示例是爱克发医疗保健公司的DX-D 100移动X射线装置。
本发明可应用于这些类型中的任一者。
类似的系统包括需要某些设置的若干组件。这些系统的组件的调整可以完全机械化或半机械化地进行,或者完全通过手动力量来操作。要明确的是,只有机械化组件能够被自动调整。
第一组件是放射源,例如X射线源,其可移动以便定位在待照射的感兴趣区上方或成角度地定位并指向待照射的感兴趣区。需要执行X射线源本身或X射线源支撑装置的设置,该X射线源支撑装置支撑X射线源和/或将其从一个位置移动到另一个位置。
为了对由X射线源发出的X射线进行准直,在X射线源的X射线发出面的前方提供准直器设备。准直器由用X射线阻挡材料制成的多个准直器叶片组成,这些准直器叶片被布置成限定X射线透过其而指向患者的隔板。准直器叶片可以移动,以便扩大或减小孔的面积。
在本发明的上下文中,可以设想其他组件。
在特定应用或工作流程(诸如全腿/全脊柱图像记录)的情况下,将执行某些设置。例如,需要设置记录区域的开始和停止位置。
根据本发明,当患者在设置和实际曝光之间移动时,适配X射线成像系统的组件的设置。为了能够这样做,必须跟踪患者的移动。这可以通过几种方式来执行。
在第一实施例中,在通过例如获取在操作者的最终调整之后的准直区域的深度测量数据来正确设置X射线源和准直区域之后跟踪患者的移动。
这些深度数据可以与新获得的深度测量值进行配准。如果配准与初始位置不同,则系统可以更新X射线源和准直区域,使得以相同方式对最初的感兴趣对象成像。如果这不可能,则可以生成给操作者的警告。
在第二实施例中,当操作者移动离开患者时、当操作者和患者之间不再有接触时或者当操作者将目光从患者身上移开时,跟踪患者的移动。
在第三实施例中,当操作者向系统发信号通知要跟踪患者时,跟踪患者的移动。可以用按钮、脚踏开关或在可穿戴设备上给出该信号。该信号可以是语音命令、手势或在软件程序中的用户界面上给出。
在第四实施例中,当准直器灯关闭时跟踪患者的移动。
显然,上述实施例的组合是可能的。也可能始终进行跟踪,除非满足任何前述条件或其相反。
在另一实施例中,如果系统处于跟踪模式则给出通知。此通知可以是视觉指示、可听通知或触觉通知。
可以以如更早描述的传统方式来执行放射图像记录系统的组件的设置。
一般而言,包括X射线源和准直器的壳体可以借助于定位系统来在两个垂直方向(x方向和y方向)上移动,并且还允许在z方向上的竖直移动和围绕至少两个轴的旋转。
准直器叶片的移动可以是全自动、半自动或手动。在手动实施例中,X射线设备包括机械致动装置,以手动地实现和控制准直器叶片的运动。
在半自动实施例中,用户通过操作例如用户控制台上的按钮来控制马达或其他装置的操作,以便移动准直器叶片。
在全自动实施例中,叶片响应于准直器控制器,该准直器控制器在接收到准直器控制信息时发布控制命令而无需用户交互。
然而,在所有描述的情况中,准确地知道感兴趣区的位置并操纵准直器使得由放射源发出的X射线指向感兴趣区较为繁琐。
特别是在使用移动X射线照射设备而检测器或患者处于固定位置的情况下,精确地限定感兴趣区并相应地摆好准直器叶片是繁琐的。
最佳地定位系统组件是繁琐的,并且通常需要不止一次尝试来获得所设想的位置。
将操作者预期的位置匹配至实际位置需要时间。这需要时间并且需要重复动作的事实对于患者以及操作者来说可能非常令人厌烦。
另外,如果照射方向需要成角度,则精确定位涉及两个操作,其中一个操作影响另一个操作的调整。直接指示感兴趣区并相应地调整所有组件的设置将会更为简单。
此外,操作者不必触摸该设备以便最小化医疗环境中感染的机会是高度合期望的。
为了克服上述问题,可以通过跟踪操作者的身体部位的移动来控制组件的设置或应用的设置或X射线成像系统的工作流程中的步骤。
操作者在自开始跟踪时刻开始并持续直到停止跟踪时刻的一定时间量期间执行诸如手之类的身体部位(操作者的身体部位)的移动。
该移动可以是非接触移动,即不接触患者或任何医疗器械(modality)组件。移动也可以是接触移动,其中接触可以是物理接触或虚拟接触,在物理接触下操作者用定义的手势触摸任何医疗器械组件,在虚拟接触下操作者触摸例如准直域的照明区域的光锥边界。
取决于被所跟踪的身体部位移动控制的动作类型,该移动在患者附近执行,或者可以在其他地方执行。例如,当跟踪手部移动以勾画感兴趣区时,优选地在患者上的实际感兴趣区附近执行该移动。对于诸如X射线源输送装置的移动之类的其他动作,这不太重要。
身体部位可以例如是一只手或双手(例如,用双手限定区域,其手指勾画该区域)。然而,可以设想其他身体部位,诸如脚(双脚)、操作者的头部等。可以想到各种实施例。
从开始跟踪时刻跟踪身体部位的移动直到停止跟踪时刻。
可以通过多种方式指示跟踪的开始和停止。
在第一示例中,跟踪的开始和停止通过操作者或操作者的身体部位的位置来控制。
例如,当操作者站在预定义的位置(例如,放射室中的标记位置)并且检测到该位置时,执行对他的一只手的移动的跟踪。
当操作者处于第二预定义位置或移动离开第一预定义区域时,此时刻被识别为跟踪结束时刻。
在特定实施例中,第一和第二位置甚至可以是相同的位置,但是在这种情况下,操作者必须在跟踪期间移动离开该位置并且当他想要停止跟踪和测量时再次移动到该位置。
在另一示例中,可以借助于所登记和辨识的手势来指示开始和停止跟踪。例如,操作者可以执行“拇指向上”手势以开始跟踪和停止,或例如“拇指向下”手势以停止跟踪。
在另一替换实施例中,可以借助于音频信号或借助于语音命令来控制开始和停止跟踪。
启动和停止动作或信号的另外的替换实施例和替换组合是可能的。
为了避免检测和跟踪处于放射室中的其他人的身体部位,首先向跟踪身体部位的移动的装置识别操作者。
可以以不同方式执行操作者识别。
在一个示例中,通过面部辨识或通过登记和检查操作者的生物计量数据来识别操作者。
在另一实施例中,通过操作者的位置来识别操作者,例如,如果一个人站在放射室中的某个位置,则该人被识别为操作者。
可以通过借助于至少一个相机记录身体部位移动来执行操作者的识别以及该移动的跟踪。
可以使用多个相机或3D相机来获得关于身体部位的瞬时位置的3D深度信息,使得可以执行对该身体部位的位置的跟踪。
可以通过确定一组预定义特征并计算这些特征之间的相似性度量来实现面部辨识。定义操作者的特征集合被存储在工作站或任何其他存储设备上。对于相机图像中识别和跟踪的每个人计算相似性度量。具有与存储在工作站上的任何操作者的最高相似性度量的人被定义为可以操作该医疗器械的人。可选地,可以定义对相似性度量的其他约束条件以约束医疗器械的操作。
最后,测量在跟踪的开始和停止之间的身体部位的移动变化,并且放射图像记录系统的至少一个组件或应用或工作流程的设置或步骤被改变等于或成比例于所跟踪和测量到的身体部位的位置变化的量。
在移动变化的方向是有关系的的情况下,例如在要定位在特定位置的记录设备的组件的设置被改变的情况下,移动量优选地包括移动变化的方向。
例如,当按照操作者的手的位置的所跟踪和测量到的变化根据本发明来设置X射线源相对于患者的位置时,则手移动的方向是也即X射线源将要移动的方向。然后,X射线源将移动的距离或量将与所跟踪和测量到的身体部位的移动量相同或成比例。
比例因子优选地是预先确定的并且由控制装置临时存储,该控制装置耦合到跟踪身体部位的移动的设备,以便基于所测量的身体部位的空间变化来执行所需设置的计算。
空间变化量可以显示在操作者的工作站上。
作为该程序的结果,必须从其拍摄X射线图像的区域的输入更准确且更高效。到目前为止,放射技师不得不操作X射线管和准直器来选择该区域。此操作涉及到触摸所述设备。由于输入的特定性质,X射线管可能没有完美地居于该区域中央,这导致稍宽的准直区域和偏离中心的曝光。
因此,通过让放射技师直接在患者身上指出他想要成像的区域而解决了这个问题。然后,医疗器械位置和准直器被自动设置为对该区域成像。当操作者改变准直区域时,准直器设置会遵循操作者做出的改变。
避免了操纵按钮或控件,操作者在不使用任何物体的情况下执行手势。这样的程序要直观得多。
作为交叉检验,医疗器械可以将来自准直器的可见光投影到所选择的感兴趣区上。放射技师可以通过额外的手势或如所有医疗器械目前实现的标准输入来细化该区域。
此外,根据本发明,避免了由于在放射图像记录系统的组件的设置和实际记录之间的患者移动导致的放射源的不准确定位或不准确准直,因为跟踪这些移动并且调整组件设置使得放射源和准直器相对于患者的相对位置保持不变。
具体实施方式
现在将针对如下具体情况详细描述本发明:其中设置放射源的位置,并且其中感兴趣区借助于X射线准直器来确定并且根据患者的移动来偶尔(occasionally)改变。
当要拍摄患者身体部位的X射线图像时,在操作者的帮助下将患者定位在用于X射线图像记录的合适位置。取决于检查的类型,将患者以竖直位置定位在所谓的壁架上,或者可选地,将他以水平位置定位在支撑台上。
然后执行智能患者分析。首先识别患者。可以在耦合到X射线记录设备的工作站中输入患者数据,或者可以从放射信息系统(RIS)检索所述数据。
接下来,测量患者的体重和体长并计算患者的体重指数。可以从该体重指数导出患者的体型。根据患者的体型,导出适于进行图像记录的放射剂量。另外,可以从来自相机的深度测量值导出患者的指定身体部位的厚度。
可以用壁架前方或支撑台中的传感器来测量患者的体重。可以从深度测量值导出患者的身高。可以在识别患者之后并且基于深度测量的骨架化来直接或间接地进行身高测量。
在一个实施例中,将患者数据(诸如姓名、患者照片、体长、体重、体重指数)投影到X射线记录室的墙壁上和/或投影在附加监视器或显示设备上,所述附加监视器或显示设备附接到该医疗器械或可从该医疗器械拆开,使得操作者以及患者自己可以验证数据。以这种方式可以避免错误。
接下来,确定并设置X射线源的设置:如果患者的身体部位已知并且已用相机成功跟踪到,则将此身体部位的位置从相机的坐标系映射到医疗器械的坐标系,并且将医疗器械尽可能最好地定位到对于所请求的采集协议来说最佳的位置。另外,基于患者的尺寸测量和位置来调整准直区域的尺寸和位置。另外,可以对诸如kV和mAs之类的剂量采集参数进行适配以尽可能最好地适合患者的生理情况。由此,可以考虑患者身体部位的厚度、患者的体型和待照射的身体部位的组织类型。
然后,要设置或微调包括准直器的X射线源的位置,使得由放射源发出的X射线照射感兴趣区。
在该特定实施例中,借助于操作者手部的手势(可能是非接触的:不与患者接触,也不与记录设备接触)并跟踪这些手的位置变化来控制放射源相对于患者的位置以及准直器叶片的设置。也可以用如目前实现的标准输入来定位放射源和准直区域。
为了避免在跟踪操作者的手部移动时出现错误,首先要识别操作者,以便仅跟踪他的手部移动而不是处于房间中的另一个人(例如患者)的手部移动,并将其用于设置X射线源和准直器的位置。
为此目的,在该特定实施例中,借助于在X射线室中提供的相机中的至少一个拍摄操作者的图片。具有包含操作者和患者的视野的一个相机就足够了,但也可以使用多个相机。如果已知相机相对于彼此或相对于医疗器械的定位,则可以合并多个相机的信息以创建房间的更详细的图像或表示。
诸如微软的Kinect和英特尔的RealSense之类的系统可以识别和跟踪视频序列中的人。因此,一旦用面部辨识识别出了人,因此就可以利用由人物跟踪软件生成的相关联的识别标签来跟踪该人。可以将深度感测相机或常规相机定位成面向医疗器械室的入口或者定位在患者和操作者保证会通过的地方。如果这样的相机的帧好到足以用于面部辨识,则将来自面部辨识的人物识别与来自人物跟踪软件的人物识别进行链接。
可以通过面部辨识和人物跟踪链接来识别操作者。替换方案是可能的,例如,可以基于操作者站立的位置来区分操作者与患者(患者是躺在支撑台上或站在壁架上的人,操作者是房间里的没在支撑台或壁架上的人)。如果房间中还有更多的人,则可以将操作者识别和跟踪为辅助支撑台上或壁架上的人的第一人。
在特定实施例中,当在给定区域中检测到两个或更多个人时,阻止生成放射。
一旦一个人被识别为操作者,则考虑由该人做出的指定身体部位的移动来控制X射线记录设备的组件的操作。将测量身体部位的移动,并将使用移动变化量或与测量量成比例的量来控制X射线源的定位以及调整准直器设置。
为了不考虑不打算用于控制上述组件之一的身体部位移动(在这种情况下,手部移动),仅在生成并检测到跟踪开始指示时才发起移动跟踪。
同样,一旦给出并检测到停止跟踪指示,就停止跟踪。
该指示可以具有不同的形式。然而,作为所描述的实施例之一,跟踪开始指示是这样的手势:其中每只手将拇指和食指摆出大约90度的角度同时合拢其他手指,并且跟踪停止指示是解除摆出该手势。
为了勾画感兴趣区,操作者用双手手指在用于对患者进行X射线成像的感兴趣区上方形成矩形。
在另一描述的实施例中,跟踪开始指示是这样的手势:其中双手被平行地定位为在竖直或水平平面上的伸开的手掌(flat hand),并且跟踪停止指示是一只手或两只手合拢。
为了调整准直区域的宽度,操作者竖直平行地摆放他的双手。此手势开始之间的距离定义了准直器的当前宽度。如果手之间的距离增大,则准直器的宽度也成比例增大。例如,该宽度按照开始指示时刻时准直器的宽度与双手之间的宽度之比成比例地增大。另一种实施方式可以是与平行的双手之间的距离增大等同地增大准直器的宽度。
为了调整准直区域的高度,对水平平行放置的双手实施类似的方法。
在X射线室中提供的深度相机记录手的图像并测量该区域。将该信息应用于X射线源和准直器的控制器,并调整准直器叶片,使得它们勾画出由X射线源发出的X射线穿过的开口,该开口与所记录的区域成比例。比例因子可以是开始跟踪区域处的准直区域的面积与用双手指示的区域的面积之比。另一种可能性是,如果所指示的区域的宽度或高度增大或减小1cm,则对应的宽度或高度增大或减小1cm或其因数。
从检测到开始跟踪信号到检测到停止跟踪信号,通过深度相机记录和测量手的移动,并且手的位置的空间变化(以及因此的由手勾画出的区域的空间变化)被应用于X射线源和准直器的控制器。根据所检测和测量到的手位置的空间变化来调整准直器开口。
一旦生成并检测到停止跟踪信号,就不再执行对手位置的空间变化的跟踪,并且不对X射线源和准直器应用对应的进一步变化。
操作者的视觉控制可以通过在操作者工作站的显示设备上显示手部移动来获得。
为了额外检查将在其上投影X射线的感兴趣区的位置,可见光从准直器位置投影到患者身上,所述可见光的范围限定了感兴趣区。
作为替换方案,可以通过考虑3D相机的位置、X射线源的位置和测量的深度数据来计算准直区域。基于已知几何形状计算的估计出的准直区域可以被呈现为来自另一相机的(彩色)图像或来自同一3D相机系统中的视觉相机的(彩色)图像上的叠加。
一旦将X射线源和准直区域的位置设置为操作者满意的情况,就可以拍摄患者的放射图像。
根据本发明,在正确设置X射线源和准直区域之后跟踪患者的移动。例如,可以在操作者的最终调整之后获取准直区域的深度测量数据。该深度数据可以与新获得的深度测量值进行配准。如果配准与初始位置不同,则系统可以更新X射线源和准直区域,使得以相同方式对最初的感兴趣对象成像。如果这不可能,则可以生成给操作者的警告。
为了检测患者的移动,可以使用运动传感器。如果检测到运动,则系统可以跟踪存在于准直区域中的对象。
如果稳健地完成对象的跟踪,则不需要运动传感器。如果患者静止不动,则跟踪将检测到没有移动,并且将不会调整组件的设置。
对于这种方法,必要的是确定触发准直区域中的对象的跟踪的条件。
在第一实施例中,在通过例如获取在操作者的最终调整之后的准直区域的深度测量数据来正确设置X射线源和准直区域之后跟踪患者的移动。一完成最后一次调整就开始跟踪。如果在此之后进行了新的调整,则完全重置跟踪并在最终调整之后开始跟踪。
在第二实施例中,当操作者移动离开患者时、当操作者和患者之间不再有接触时或者当操作者将目光从患者身上移开时,跟踪患者的移动。该实施例可以通过使用深度相机和人物跟踪软件来实现。如上所述,最靠近壁架或躺在台子上的人是病人。如果检测到第二个人,则当该人距离患者超过给定距离时开始跟踪。如果没有检测到第二个人,则应该已经开始了跟踪或者否则立即开始跟踪。从例如微软的Kinect的骨架化软件,也可以确定操作者双手的位置。如果操作者帮助患者正确定位,则他的手正在触摸或几乎正在触摸患者,从而引导或指示患者要将某些身体部位放在哪里。如果操作者的手离开患者给定的距离,则患者的定位已完成。跟踪患者可以从这一刻开始。如果骨架化数据指示操作者的脸部正将目光从患者身上移开,则可以使用相同的原理。
在第三实施例中,当操作者向系统发信号通知要跟踪患者时,跟踪患者的移动。可以用按钮、脚踏开关或在可穿戴设备上给出该信号。该信号可以是语音命令、手势或在软件程序中的用户界面上给出。在该场景中,操作者定位患者并用任何输入设备通知系统开始跟踪。输入设备的示例是按钮、脚踏开关、可穿戴设备、平板电脑、智能手机、计算机、在语音命令的情况下是麦克风、在手势的情况下是相机、游戏控制器、指示器等。显然,该输入设备列表并不广泛。
在第四实施例中,当准直器灯关闭时跟踪患者的移动。在正常场景中,操作者打开准直器灯以获得精确的准直区域将在何处的视觉反馈。为了避免X射线管过热,在给定的时间段后关闭该准直器灯。如果操作者对患者的位置感到满意,则他将不会重新打开此灯。如果他不满意,则他将打开准直器灯以进行进一步定位。在这样的场景中,如果灯被手动或自动关闭,则系统将开始跟踪准直区域中的身体部位。如果灯被打开,则跟踪将停止,并将在再次关闭时针对新的区域重新发起跟踪。
显然,上述实施例的组合是可能的。也可能始终进行跟踪,除非满足任何前述条件或其相反。
在另一实施例中,如果系统处于跟踪模式则给出通知。此通知可以是视觉指示、可听通知或触觉通知。视觉指示例如可以被投影在墙上、壁架或台子中的LED指示器、工作站的用户界面中突出显示的图标。可听通知可以是峰鸣或可与其他可听通知区分开的给定的可听信号。触觉通知可以是比如电话之类的设备上的振动或例如Apple Watch上的触觉警报。
本发明的目标是以这样的方式跟踪准直区域中的对象:在患者移动之后,如同移动之前那样生成同一对象的类似图像。为了实现该目标,采集关于对象的数据,并配准关于该对象的新获得的数据,并比较空间差异,并适配记录系统设置(医疗器械设置)以补偿这些空间差异。
在此过程中采集的数据可以是从各种来源获取的。可以使用一个或多个相机来获得这些数据。例如,可以使用一个或多个深度相机,并且使用深度数据用于配准。可以使用这些深度数据的任何衍生物(例如,检测到的人的骨架化)用于配准。如果使用多个相机,则可以在单个点云中合并深度数据,其中对这些合并数据执行所有的进一步分析。
也可以使用捕获可见光、超声波、红外线、用于该目的的X射线或这些技术的组合的相机。
被跟踪的对象可以是存在于准直区域中的所有数据。也可以使用来自比准直区域更大或更小区域的数据,或者对准直区域中的数据进行一些分析。分析形式例如是与准直区域重叠的骨架化过程的身体部位。另一种形式可以是对完整捕获数据进行分区,其中跟踪与准直区域重叠的所有分区。
所捕获的数据的任何衍生物都可以用于执行跟踪或配准。可以使用过滤器来检测不变特征。但也可以使用简单的通用图像处理过滤器,比如梯度过滤器。
还可以将所捕获的数据转换为另一表示。例如,深度数据可以转换为曲面的网格表示。以类似的方式,深度数据被转换为类似骨架的模型。数据简化将允许更快的处理。
在另一实施例中,可以将标记置于患者上或患者附近,用相机检测该标记并针对其计算位移。这些标记可以是可见标记、可以用X射线成像的铅标记、可以跟踪其位置的磁性标记或可穿戴物。
可以使用几种配准技术来配准两个数据集。可以取决于配准结果来更新系统的设置。还可以更新系统的设置、捕获新数据并验证在跟踪开始时捕获的数据集与在系统更新之后捕获的数据集之间的差异是最小的。
两种方法的组合也是可能的。因此,第一配准预测更新,并且在系统调整其设置时,检查数据集之间的差异。
在Zinsser、Timo和Schmidt、Jochen和Niemann、Heinrich的A refined ICPalgorithm for robust3-D correspondence estimation(用于鲁棒的3D对应性估计的精细ICP算法,Image Processing(图像处理),2003,ICIP 2003,会议记录,2003年国际图像处理会议,IEEE)中给出了配准技术的示例。
两个数据集之间的度量的示例是Haussdorf距离(https://en.wikipedia.org/wiki/Hausdorff_distance)。也可以应用其他措施。
此外,医疗器械还可以检查是否正确设置了所有采集参数。例如,基于深度测量值和X射线源的位置,系统可以计算患者是否覆盖了所有活动的AEC腔室。如果不是这种情况,则可以去激活未被覆盖的AEC腔室,或者可以例如通过显示器来生成给操作者的警告。
在一个实施例中,记录X射线室中物品的当前位置,并且在考虑到所记录的位置的情况下控制放射室中各部分(例如,X射线源)的移动,以避免与放射室中的所述物品发生碰撞。
在另一实施例中,跟踪患者相对于患者支撑设备的移动,并在考虑到所述移动的情况下适配例如X射线准直器的设置,使得准直区域保持相同的与患者的相对位置。
在又一实施例中,当在给定区域中检测到两个或更多个人时,阻止生成放射。
Claims (11)
1.一种调整用于生成患者的放射图像的放射图像记录系统的组件的设置的方法,其特征在于,从跟踪触发条件开始跟踪患者移动,并且在考虑到患者移动的情况下适配组件的设置,使得患者和组件的相对位置保持相同。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述组件是准直区域限定装置。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,借助于至少一个运动传感器来跟踪所述患者移动。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,通过以下方式来跟踪所述患者移动:通过在偶然患者移动之后执行准直区域的测量,并且通过配准所述测量与在偶然移动之前的初始测量,并且通过更新所述准直区域的设置以生成更新的准直区域使得所述更新的准直区域相对于所述患者的相对位置与在患者的偶然移动之前的准直区域的相对位置相同。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述测量是深度测量。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,在生成发起信号时发起患者移动跟踪。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,在被识别为最终调整的所述准直区域限定装置的调整之后发起所述患者移动跟踪。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,当操作者远离患者时发起所述患者移动跟踪。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,当操作者将其视线从患者身上移开时发起所述患者移动跟踪。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,当给出准直区域的视觉指示的准直灯熄灭时发起所述患者移动跟踪。
11.根据权利要求1所述的方法,其中,借助于位于患者上或附近的标记来执行所述患者移动跟踪。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16193901 | 2016-10-14 | ||
EP16193901.2 | 2016-10-14 | ||
EP16198642.7 | 2016-11-14 | ||
EP16198642 | 2016-11-14 | ||
PCT/EP2017/075141 WO2018069095A2 (en) | 2016-10-14 | 2017-10-04 | Method of adjusting settings of a radiation image recording system taking into account patient movement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109890291A true CN109890291A (zh) | 2019-06-14 |
Family
ID=60080770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780063241.2A Pending CN109890291A (zh) | 2016-10-14 | 2017-10-04 | 在考虑到患者移动的情况下调整放射图像记录系统的设置的方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190239845A1 (zh) |
EP (1) | EP3525677A2 (zh) |
CN (1) | CN109890291A (zh) |
WO (1) | WO2018069095A2 (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014033614A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Koninklijke Philips N.V. | Patient-specific and automatic x-ray system adjustment based on optical 3d scene detection and interpretation |
CN103945767A (zh) * | 2011-11-18 | 2014-07-23 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于定位患者的x射线成像引导系统 |
CN105455830A (zh) * | 2014-09-29 | 2016-04-06 | 西门子股份公司 | 用于选择记录区域的方法以及用于选择记录区域的系统 |
DE102015214369A1 (de) * | 2015-07-29 | 2016-08-18 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Röntgenbildgebungsanlage und Anordnung mit einer Röntgenbildgebungsanlage |
WO2016156150A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 3Shape A/S | A method of reducing the x-ray dose in an x-ray system |
-
2017
- 2017-10-04 EP EP17783430.6A patent/EP3525677A2/en not_active Withdrawn
- 2017-10-04 CN CN201780063241.2A patent/CN109890291A/zh active Pending
- 2017-10-04 WO PCT/EP2017/075141 patent/WO2018069095A2/en unknown
- 2017-10-04 US US16/340,167 patent/US20190239845A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103945767A (zh) * | 2011-11-18 | 2014-07-23 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于定位患者的x射线成像引导系统 |
WO2014033614A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Koninklijke Philips N.V. | Patient-specific and automatic x-ray system adjustment based on optical 3d scene detection and interpretation |
US20150228071A1 (en) * | 2012-08-27 | 2015-08-13 | Koninklijke Philips N.V. | Patient-specific and automatic x-ray system adjustment based on optical 3d scene detection and interpretation |
CN105455830A (zh) * | 2014-09-29 | 2016-04-06 | 西门子股份公司 | 用于选择记录区域的方法以及用于选择记录区域的系统 |
WO2016156150A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 3Shape A/S | A method of reducing the x-ray dose in an x-ray system |
DE102015214369A1 (de) * | 2015-07-29 | 2016-08-18 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Röntgenbildgebungsanlage und Anordnung mit einer Röntgenbildgebungsanlage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3525677A2 (en) | 2019-08-21 |
WO2018069095A3 (en) | 2018-05-24 |
US20190239845A1 (en) | 2019-08-08 |
WO2018069095A2 (en) | 2018-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11382591B2 (en) | Automated apparatus to improve image quality in x-ray and associated method of use | |
KR101651959B1 (ko) | 해부학적 랜드마크로 기록 파라미터의 값을 판정 | |
CN109452947B (zh) | 用于生成定位图像和对患者成像的方法、x射线成像系统 | |
KR101934836B1 (ko) | 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 | |
US20190001155A1 (en) | Radiotherapy system and treatment support apparatus | |
CN104337536B (zh) | 放射线治疗系统 | |
KR101695267B1 (ko) | 환자를 위치결정하기 위한 위치결정 유닛, 영상 획득 장치, 및 위치결정 보조물을 광학적으로 생성하기 위한 방법 | |
CN104619254B (zh) | 可移动x射线成像系统的基于相机的视觉调整 | |
JPWO2020036225A1 (ja) | 放射線撮影装置 | |
JP2014236798A (ja) | X線診断装置、被曝管理装置、散乱線線量分布形成方法、および散乱線線量分布形成プログラム | |
KR20170072633A (ko) | 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 장치의 제어 방법 | |
CN103505237B (zh) | 经由计算机断层摄影的定量二维荧光透视 | |
CN104869904B (zh) | 介入系统 | |
CN109890292A (zh) | 调整放射图像记录系统的设置的方法 | |
CN108778135A (zh) | 多模态x射线成像中的光学相机选择 | |
CN108882912A (zh) | 用于生成物体的受关注区域的辐射图像的方法 | |
CN109890291A (zh) | 在考虑到患者移动的情况下调整放射图像记录系统的设置的方法 | |
US11380006B2 (en) | Size measurement using angle-constrained radiographic imaging | |
JP2004254933A (ja) | X線ct装置 | |
WO2008139374A1 (en) | Method for planning 2d x-ray examinations | |
CN112568919B (zh) | 拍摄断层合成照片的方法、图像生成单元和x射线系统 | |
US10115485B2 (en) | Method of planning an examination, method of positioning an examination instrument, tomosynthesis system and computer program product | |
KR20190004244A (ko) | 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 | |
JP2021115074A (ja) | 放射線撮影装置及び放射線撮影システム | |
CN112515689A (zh) | X射线摄影装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190614 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |