CN112568922A - 自动安置x射线源的方法、x射线系统、程序产品和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动安置X射线源的方法、X射线系统、程序产品和介质。用于自动安置具有移动式X射线探测器(5)的医学X射线系统的X射线源(3)的方法(100)具有如下步骤：a.确定(101)检查对象(20)的检查区(7)，b.借助于光学位置确定系统来检测(102)检查对象和检查区的位置和方位，c.定位(103)检查区，d.基于已定位的检查区来求取(104)X射线源的中央射线(4)的扫描场点(9)和X射线源的光圈大小，和e.基于扫描场点和光圈大小来自动安置(105)X射线源。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助于分区自动安置X射线源的方法。
背景技术
在例如在用于拍摄肺部的检查床中借助可自由安置的X射线探测器进行拍摄时，迄今为止需要的是，用户为了设定或安置X射线辐射器或X射线源而必须尤其根据目测来估计中央射线的取向和X射线探测器的空间方位。此外，直接看到患者和渐显的光场仅是受限可能的，因为用户通常站在患者和/或X射线源侧面。通过所述估计可能出现不精确性，所述不精确性可能引起图像质量的损失。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于借助于分区自动安置X射线源的方法，一种X射线系统，一种计算机程序产品和一种计算机可读介质，其能够实现将X射线源更精确地对准X射线探测器。
所述目的根据本发明通过借助于分区来自动安置X射线源的方法、X射线系统、计算机程序产品和计算机可读介质来实现。
本发明涉及一种用于自动安置具有移动式X射线探测器的医学X射线系统的X射线源的方法，所述方法具有步骤：确定、检测、定位、求取和自动安置。在确定的步骤中，确定检查对象的检查区。在检测的步骤中，借助于光学位置确定系统来检测检查对象和检查区的位置或安置和方位。在定位的步骤中，定位检查区。在求取的步骤中，基于已定位的检查区来求取X射线源的中央射线的扫描场点和X射线源的光圈大小。在自动安置的步骤中，基于扫描场点和光圈大小来安置X射线源。
本发明涉及结合具有移动式X射线探测器的X射线系统、尤其X射线摄影系统的应用。移动式X射线探测器也能够称作为可自由安置的X射线探测器。X射线源尤其能够是可移动的或可调节的。X射线源能够安装在可移动的滑块单元上。在X射线源和滑块单元之间的连接例如能够借助于所谓的关节臂与滑块单元连接，所述关节臂具有至少一个关节。X射线源包括中央射线。X射线源能够发出X射线射束，所述X射线射束能够借助于光圈限界。渐显的X射线射束的大小能够借助于光圈大小来选择。渐显的X射线射束于是能够在X射线拍摄时入射到检查区上。理想地，X射线射束在检查对象的入射面上的扩展基本上对应于检查区的扩展。有利地，X射线源的安置能够自动化。有利地，能够实现改进的安置。有利地，能够实现改进的图像质量。
在确定的步骤中，尤其基于检查类型来确定检查对象的检查区。尤其地，用户可以预设或输入检查类型或/和检查区。输入例如能够借助于X射线系统的输入单元进行。替选地，X射线源能够朝向检查区的方向至少粗略地定向并且“注视”检查区。检查区尤其能够由用户预设或确定。检查区能够称作为检查区域。
在检测的步骤中，借助于光学位置确定系统来检测检查对象的位置和方位和检查区。检测的步骤也能够借助两个步骤来描述，第一和第二检测。在第一检测的步骤中，借助于光学位置确定系统来检测检查对象的位置和方位。方位在此尤其能够表示在空间中的设置，例如地点或空间坐标。从方位中例如能够推导出X射线源距检查对象或检查区的间距。位置例如能够说明，患者是否躺着、坐着或站着。尤其地，检查对象的位置能够结合安置辅助的使用来检测。位置例如能够说明，检查区域如何支承或相对于X射线源定向。位置能够包括对检查对象的姿势的说明。在第二检测的步骤中，检查区能够借助于光学位置确定系统来检测。检测尤其能够包括：基本上三维地拍摄检查对象或检查区。光学位置确定系统尤其能够构成为3D相机。光学确定系统尤其能够在可见的或不可见的、尤其红外的范围中工作。在定位的步骤中，定位检查区。定位尤其能够包括检查区的位置和检查区的扩展。定位的步骤尤其能够基于作为检查对象的子区域检测检查区。在求取的步骤中，尤其基于已定位的检查区来求取X射线源的中央射线的扫描场点和X射线源的光圈大小。扫描场点能够表示中央射线在患者表面的入射点。在自动安置的步骤中，基于扫描场点和光圈大小来安置X射线源。X射线源借此能够有利地尽可能理想地相对于检查区和/或X射线探测器定向。接着，能够拍摄检查区的X射线照片。
在X射线要求或检查任务或检查类型中，指定要进行X射线透视的或要检查的身体部分或检查区。基于说明的身体部分能够利用预设的器官程序。
借助于安放在X射线源上的相机或光学位置确定系统，记录或检测图像，尤其RGB和深度图像，或者图像数据。从所述图像中能够计算患者或检查对象的化身。化身也能称作为尤其虚拟的患者模型。所述化身能够根据X射线要求或检查类型或检查区来分区。在定位的步骤中进行图像分区。替选地或附加地，在求取的步骤中能够进行图像分区。在图像分区的过程中，能够将区段与身体区和由此也与检查区相关联。从区段、尤其检查区的区段的空间方位中，能够确定或求取中央射线的入射点的位置。X射线源的辐射场的大小，尤其光圈大小同样能够从分区中确定或求取。在此，在X射线源和对象(SOD)之间的间距从测量深度图像或关于检查区评估深度信息中已知。X射线探测器的方位能够从检查对象或检查区的方位中确定或求取。为了检查X射线探测器的角度位置，能够使用出自角度传感器的信息，所述角度传感器能够由X射线探测器所包括。X射线源能够自动地移动到在正确位置中，使得中央射线相对于X射线探测器根据预设来设定。在此假设，用户已经将X射线探测器在要进行X射线透视的身体部分下方或在检查区后方安置(参见图8)。
根据本发明的一个方面，在定位的步骤中，包括产生、分区和定位的步骤。在产生的步骤中，基于借助于光学位置确定系统检测检查对象或检查区来产生检查对象的患者模型。检测也能够称作为拍摄。在分区的步骤中，基于确定的检查区将患者模型分区。在定位的步骤中，能够在患者模型中定位检查区。
患者模型尤其能够包括检查区。患者模型能够包括整个检查对象或检查对象的一部分。患者模型尤其能够包括位置确定系统的视场的区域。借助于尤其由3D相机记录的图像数据，能够产生患者或检查对象的化身。通过将化身根据X射线要求或检查类型中的预设来分区，能够从检查对象的外推的轮廓中求取X射线探测器的方位。可选地，通过出自可能由X射线探测器包括的角度感测器或传感器的信息可以求取X射线探测器的方位。X射线源于是能够自动地根据X射线探测器的方位来安置。光圈能够自动地针对要进行X射线透视的身体部分或检查区设定。
尤其地，3D相机能够作为光学位置确定系统安装或设置在X射线源上。理想地，光学位置确定系统的光学轴线对应于中央射线。如果光学位置确定系统的光学轴线不与中央射线一致。那么能够执行校准测量，以便能够实现X射线源的准确的方位确定或最优的位置。有利地，能够改进在检查时的工作进程。有利地，能够实现改进的图像质量。有利地，能够将检查对象的化身用于确定X射线探测器的方位。
根据本发明的一个方面，在定位的步骤中，包括产生和定位的步骤。在产生的步骤中，基于借助于光学位置确定系统对检查对象的检测，可以产生检查对象的患者模型或检查对象的图像数据集。在定位的步骤中，检查区能够借助于基于机器学习方法训练的评估方法定位。训练的评估方法也能够称作为训练的算法。
首先，能够借助于位置确定系统、尤其一个相机或多个相机，尤其在检测的步骤中，首先寻找检查空间中的检查对象或者确定其位置。检查对象能够躺在检查床或检查台上，或者站在网隔壁设备之前或者坐在轮椅中或者坐在检查床旁边。
尤其在确定的步骤中，从检查类型或检查程序或检查任务和在其中包含的检查数据中能够外推关于要进行X射线透视的身体部分或器官即检查区的信息。身体部分或身体区现在能够借助于训练的算法寻找并且确定其方位。借此，能够确定中央射线在所述身体部分或器官或检查区上的扫描场点(参见图1和2)。此外，能够确定光圈大小。在另一实施方式中，能够由X射线系统自动找到检查区并且“移近”，使得检查区由光学位置确定系统的视场所包括。此外，借助于光学位置确定系统能够确定在X射线源和X射线探测器之间的间距，所谓的SID，以及检查对象的厚度。
在本发明的意义上的机器学习包括计算机实施的技术，其中算法基于现有数据来识别模式或规律，并且通过将其针对未知的新数据的应用独立地推导出解。独立求解的前提条件是训练阶段，在所述训练阶段中，机器学习的算法应用于已知的、限定的并且通常非常大的数据量，以便找到实现期望的输出或期望的结果的规则或预测。训练能够构成为受监控的或不受监控的训练，其中在第一变型形式中，为算法提供呈输入值和属于其的正确的输出值的形式的值对，而在第二变型形式中，算法必须基于输入值独立地自调整，使得其提供正确的输出值。
特别有利地，机器学习的算法构成为人工神经网络。人工神经网络面向生物神经网、如例如人类大脑的构造。人工神经网络在输入层和输出层之间优选地包括多个其他层，所述其他层分别包括至少一个节点。每个节点在此对应于处理单元，类似于生物神经元。在网络的一个层之内的节点能够经由有向连接(边缘)与其他层的节点连接。连接限定网络之内的数据流。每个节点因此代表应用于输入数据的运算。此外，每个节点或其连接中的每个连接具有加权参数(权重)。经由所述加权参数，将一个节点的输出的影响或重要性定义成用于接收节点的输入值。在优选构成为监控学习的训练阶段中，人工神经网络根据训练数据“学习”用于全部节点或连接的加权参数并且对其进行调整，直至网络的输出层提供正确的输出值。
根据本发明的一个方面，所述方式还基于如下知识，机器学习的经训练的算法在其训练的过程中在输入值和输出值之间建立关联关系，所述输入值在此呈检查对象或化身、检查类型的位置或坐标和特性等的形式，所述输出值例如呈扫描场点和光圈大小的形式。
特别优选地，定位的步骤能够借助于算法执行。在用于找到检查对象或检查区本身的步骤中，能够使用经训练的算法。对此特别适合的是所谓的深度学习算法，例如呈“卷积神经网络”的形式，也称为convolutional neural networks。换言之，根据该实施方案，借助于机器学习的算法首先执行特征提取，并且随后进行所谓的分类，其中所辨识的特征与检查对象的位置或方位等相关联。对卷积神经网络替选地，也能够使用长短记忆(LSTMlong short-term memory)网络或递归神经网络(RNN)，其与在上文中提到的内容相反地在隐藏网层中具有向后定向的反馈回路。
根据本发明的一个方面，能够使用在下文中描述的人工神经网络。神经网络对在多个输入节点处的输入值做出响应，所述输入节点被应用，以产生一个或多个输出。神经网络在该实施例中通过如下方式学习，即所述神经网络基于训练数据来调整各个节点的权重因数(权重)。输入节点的可能的输入值例如能够是特定的位置或特性作为之前输出的注释，所述之前输出事先从现有的数据集中提取。替选地，神经网络能够构成为，也执行特征提取。能够使用任意其他输入值。神经网络基于学习过程对输入值加权。神经网络的输出值优选地对应于所求取的扫描场点、光圈大小和/或X射线源的位置。输出能够经由个别或多个输出节点进行。
人工神经网络优选地包括隐藏层，所述隐藏层包括多个节点。能够设有多个隐藏层，其中一个隐藏层将另一隐藏层的输出值用作为输入值。隐藏层的节点完成数学运算。节点hj的输出值在此对应于其输入值xi和加权因数wi的非线性函数f。在获得输入值xi之后，节点hj将每个输入值xi的以加权因数wi加权的乘数相加，如通过如下函数确定：
hj＝f(∑ixi·wij)。
尤其地，节点hj的输出值作为节点激活的函数f、例如S型函数或线性斜坡函数形成。输出值hj传递给一个或多个输出节点oj。作为节点激活的函数f重新计算每个输出值hj的加权的乘数的相加：
oj＝f(∑ihi·w′ij)。
神经网络能够是前馈神经网络，其中全部节点对之前的层的输出值以其加权和的形式作为输入值进行处理。当然，根据本发明也能够使用其他的神经网络类型，例如反馈网络，其中节点hj的输入值同时也能够是输出值。
神经网络能够借助于监控学习的方法来训练，以便识别模式。已知的方式是反向传播，所述反向传播能够用于本发明的所有实施例。在训练期间，将神经网络用于训练输入值，并且必须产生相应的、事先已知的输出值。迭代地计算在计算的和预期的输出值之间的均方差(mean square error-“MSE”)，并且调整各个加权因数，直至在计算的和预期的输出值之间的偏差位于预定的阈值之下。
借此，能够确定中央射线的取向，并且借助于在X射线源和检查区或对象之间的(预设的)间距和基于深度学习训练，能够确定X射线源相对于身体部分或器官或检查区的位置。此外，能够将所谓的骨骼跟踪用作为训练的评估方法。
中央射线现在能够对扫描场点并且以正确的或最优的角度在空间中、在图1中例如以15度或相对于患者的取向或方位安置。光圈能够设定到正确的或最优的大小。
根据本发明的一个方面，基于检查对象、患者模型或已定位的检查区的方位来求取X射线探测器的方位。
在随后的步骤中，能够寻找或确定X射线探测器的准确的方位。X射线探测器预期处于中央射线的“目标区域”中。X射线探测器的可能的角度传感器能够提供或求取空间中的第一平面的取向，X射线探测器处于所述第一平面中。第一平面的方位能够与第二平面比较，所述第二平面通过拟合于或接近化身的“后侧”或朝向X射线探测器的侧的平面得出。X射线探测器的角度位置在此应基本上对应于由中央射线预设的取向和由相应的检查或检查类型预设的角度。
为了找到X射线探测器或为了X射线探测器的方位确定，例如能够使用光学方法。例如，能够使用在可见光中的简单模式。替选地或附加地，能够使用基于超声波或雷达的测位方法或电磁测位方法，用于X射线探测器的方位确定。
根据本发明的一个方面，X射线探测器的方位借助于X射线探测器的角度传感器来求取。对其他方法、例如光学方法附加地，必要时也能够借助于角度传感器或其他传感器来更好地求取X射线探测器的方位。替选地或附加地能够将光学标记例如与红外光一起使用地用于X射线探测器的位置确定。
在一个实施方式中，也能够使用探测方法的组合，例如能够首先光学地找到X射线探测器或求取其方位。如果X射线探测器随后运动并且随后可能完全移动到患者或检查区域之后，那么能够借助于附加装入的传感器、例如加速度传感器来求取所述位置或方位改变。X射线传感器的这样求取的方位能够与假设的方位比较，以便必要时优化X射线探测器相对于中央射线的定向。
根据本发明的一个方面，将已定位的检查区域在显示单元上或借助于投影到检查对象上的光场示出。
只要已知X射线探测器在空间中的基本上准确的方位，就能够显示，X射线射束的渐显的区域是否完全在X射线探测器的有源区域上成像。优选地，(仅)与有源区域相交的成像区域能够在虚拟光场中、例如在屏幕或触摸用户界面上或借助于投影的光场标记和示出(参见图3至5)。此外或替选地能够突出如下区域，所述区域不能够在X射线探测器的有源区域上成像。
根据本发明的一个方面，输出用于检查对象的位置校正的建议。
在另一实施方式中，在安置患者或检查对象之后，尤其在特定的拍摄或检查类型的情况下，附加地或替选地能够检查患者的或检查对象的或检查区的设置的位置。例如，在肩膀轴线和X射线探测器之间的角度能够借助于3D信息测量、显示并且与期望值、所谓的教科书值比较(参见图6和7)。能够示出期望-实际视图。能够进行补偿以最优地定向检查对象。此外，能够设有尤其虚拟的或借助于投影引导的、用于患者安置的用户引导。
检查工作流程有利地能够最大程度地维持。检查工作流程有利地能够在检查或拍摄的各个阶段中逐步受支持。
X射线源的位置能够聚焦到要进行X射线透视的区域或检查区上，而不是聚焦到X射线探测器的中部。有利地，X射线射束的渐显能够优化。有利地，能够降低患者剂量。有利地，能够实现患者位置的优化。
由于假设：X射线探测器能够预期处于基本上已知的区域中，对X射线探测器测位系统的要求至少对于远程区域降低。有利地，系统能够成本适宜地构成。
根据本发明的一个方面，借助于光学位置确定系统来检测检查对象的运动。在运动逐渐消失之后，能够再修正X射线源的安置，其方式为：重新计算并且调整或设定X射线源的方向矢量和扫描场点。在一个实施方式中，能够迭代地确定扫描场点和光圈大小，尤其在患者运动的影响下。通过扫描场点和可能通过由检查类型或检查区预设的或预定的角度，能够将X射线源的中央射线沿着方向矢量定向。在另一实施方式中，运动的检测能够用于呼吸触发器，其中检测和评估多个呼吸周期，使得能够基于所评估的呼吸周期来拍摄在随后的呼吸周期中在静止阶段或少运动阶段中的X射线照片。例如，在肺部拍摄中典型地在整个吸气中触发X射线辐射并且执行X射线拍摄。有利地，能够改进图像质量。
根据本发明的一个方面，对检查区执行重新检测和重新定位，并且基于重新定位来修正X射线源的安置。
在另一实施方式中，能够对检查对象的小的运动，例如晃动、喘息或咳嗽在运动逐渐消失之后进行再修正，其中能够重新计算和调整X射线源的扫描场点和可能从中重新计算和调整方向矢量。随后，能够进行显示，以便向用户通知校正。有利地，校正能够在患者运动之后进行，使得能够改进图像质量。
根据本发明的一个方面，X射线源的中央射线基于检查区或检查类型以预定的角度相对于检查区定向。根据检查类型或检查区，能够预先确定中央射线相对于检查区的角度。在求取扫描场点和随后自动安置时，能够考虑所述角度。
根据本发明的一个方面，X射线源的中央射线能够基本上垂直于X射线探测器定向。中央射线的尤其常见的定向能够沿着X射线探测器的面法线构成。有利地，能够实现良好的图像质量。
根据本发明的一个方面，X射线源的中央射线偏离相对于X射线探测器的基本上垂直的定向，并且关于偏离执行X射线照片的图像校正。如果中央射线偏离X射线探测器的面法线，则能够执行图像校正，以便有利地改进图像质量。
在另一实施方式中，能够考虑两个要求，即X射线源以最优的角度相对于(自由的)X射线探测器、即通常垂直地定向，和X射线源以最优的角度相对于解剖学结构或检查区被观察。相对于解剖学结构的最优的角度尤其能够在例如关节间隙的整形外科检查中是有意义的。这两个要求不能够在所有情况下同时和同样好地满足，例如因为患者不匹配于此地支承在检查床或软垫上。例如，(自由的)X射线探测器不能够设置成，使得X射线源最优地或者理想地相对于解剖学结构和同时相对于X射线探测器定向。在这些情况下，至少当不在X射线探测器上使用栅格时，能够将X射线源优选最优地相对于解破学结构定向。有利地，即使处于检查对象后方的X射线探测器不可见，X射线源相对于检查区的定向也能够可靠地确定。相对于X射线探测器的能够以照片的失真的形式可见的可能不准确的定向能够数字地并且事后修正。校正能够基于X射线源的设定的位置参数即方位和角度和X射线探测器的设定的位置参数，基于方位传感器的或陀螺仪传感器的测量进行。解剖学结构的方位能够通过光学位置确定系统、例如3D相机来确定。身体部分或检查区的角度偏差能够从中计算。偏差能够用于校正或矫正二维(X射线)照片。
此外，本发明涉及一种具有用于执行根据本发明的方法的机构的X射线系统。X射线系统尤其能够是(移动式)X射线摄影系统。X射线系统具有带有光学位置确定系统的X射线源和移动式X射线探测器。位置确定系统的光学轴线能够理想地对应于X射线源的中央射线。在其他情况下，能够在求取时考虑中央射线的偏差。
此外，本发明涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品具有计算机程序，所述计算机程序能够直接加载到X射线系统的控制装置的存储器装置中，所述计算机程序具有程序部段，以便当计算机程序在X射线系统的控制装置中执行时，执行根据本发明的方法的所有步骤。
此外，本发明还涉及一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有由计算单元可读入和执行的程序部段，以便当由X射线系统执行程序部段时，执行根据本发明的方法的所有步骤。
附图说明
下面根据附图详细阐述本发明的实施例。在此示出：
图1示出第一实施方式中的根据本发明求取的扫描场点和渐显的检查区的示意图；
图2示出第二实施方式中的根据本发明求取的扫描场点和渐显的检查区的示意图；
图3示出第一实施方式中的渐显的检查区域相对于检查对象和X射线探测器的根据本发明的显示的示意图；
图4示出第二实施方式中的渐显的检查区域相对于检查对象和X射线探测器的根据本发明的显示的示意图；
图5示出第三实施方式中的渐显的检查区域相对于检查对象和X射线探测器的根据本发明的显示的示意图；
图6示出第一实施方式中的检查对象的方位或位置的根据本发明的检查的示意图；
图7示出第二实施方式中的检查对象的方位或位置的根据本发明的检查的示意图；
图8示出根据本发明的X射线系统的示意图；和
图9示出根据本发明的方法的示意图。
具体实施方式
图1示出第一实施方式中的根据本发明求取的扫描场点9和渐显的检查区7的示例性的实施方案。首先示出侧视图A。检查对象20坐在台旁边，并且具有检查区7的手臂借助于支承辅助机构在台上支承。X射线探测器5在检查区7下方支承在台上。检查区7位于肩膀的区域中。在空间垂线和中央射线之间预设角度15，所述角度例如为15度。此外，示出借助于设定的光圈大小渐显的作为检查区7的区域和扫描场点9。在俯视图B中，同样示出检查区。俯视图B例如能够由显示单元示出。俯视图B尤其能够是沿着光学轴线或中央射线观察的俯视图。
图2示出第二实施方式中的根据本发明求取的扫描场点9和渐显的检查区7的一个示例性的实施方案。首先示出了侧视图A。检查对象20仰卧连带头部过度伸展。检查区7位于面部的区域中。X射线探测器5借助于保持辅助机构相对于台表面以角度17在台上支承。在空间水平线和中央射线之间预设角度15，所述角度例如为45度。此外，示出借助于设定的光圈大小渐显的作为检查区7的区域和扫描场点9。在俯视图B中，同样示出检查区。俯视图B例如能够由显示单元示出。
图3示出第一实施方式中的渐显的检查区域7相对于检查对象20和X射线探测器5的显示的一个示例性的实施方案。显示例如能够借助于可能虚拟的光场13进行。光场13能够投影到检查对象20上。替选地，虚拟的光场13能够在显示单元上叠加在相机图像上。只要X射线探测器5在空间中的基本上准确的方位是已知的，那么能够示出，X射线射束的渐显的区域是否完全在X射线探测器的有源区域上成像。优选地，仅与有源区域相交的成像区域能够在虚拟光场13中、例如在屏幕或触摸用户界面上或借助于投影的光场标记并且示出。示出检查区域7的渐显的区域，所述渐显的区域在X射线探测器的有源区域上成像。
图4示出第二实施方式中的渐显的检查区域7相对于检查对象20和X射线探测器5的显示的一个示例性的实施方案。示出区域11，所述区域位于X射线探测器的有源区域之外。
图5示出在第三实施方式中的渐显的检查区域7相对于检查对象20和X射线探测器5的显示的一个示例性的实施方案。示出检查区域7的渐显的区域和区域11，所述渐显的区域在X射线探测器的有源区域上成像，所述区域11位于X射线探测器的有源区域之外。区域7和11可区分地示出，例如借助于不同的颜色。
图6示出第一实施方式中的对检查对象20的方位或位置进行检查的一个示例性的实施方案。在安置检查对象之后，尤其在特定的拍摄或检查类型的情况下，对检查对象或检查区的设置的方位或位置进行检查。检查对象20在X射线探测器5之前站立地以角度安置。检查区域7渐显。在俯视图中，例如在显示单元上示出期望位置。检查对象20’在预定的显示的角度范围中理想地安置在X射线探测器5’之前。中央射线4同样示出。
图7示出在第二实施方式中的对检查对象20的方位或位置进行检查的一个示例性的实施方案。例如在显示单元上输出用于检查对象20的位置校正的建议。例如，肩膀轴线和X射线探测器之间的角度借助于3D信息测量、显示并且与期望值、所谓的教科书值进行比较。示出期望-实际视图。能够执行补偿，以最优地定向检查对象20。此外，能够设有尤其虚拟的或借助于投影引导的、用于患者安置的用户引导。模型化的检查对象20’的期望位置可能以角度说明显示。检查对象20的实际位置叠加地示出。检查对象的视图的彩色编码能够示出检查对象20的正确的(绿色的)或不正确的(红色的)安置。附加地，中央射线4能够为了取向而示出。
图8示出用于执行根据本发明的方法的根据本发明的X射线系统的一个示例性的构成方案。X射线系统具有X射线源3，所述X射线源具有光学位置确定系统和移动式X射线探测器5。检查对象20例如借助于软垫31支承在检查床30中。X射线源3借助中央射线4例如入射到检查对象20的躯干上。X射线探测器5例如沿着后背处于检查对象20后方。X射线探测器5设置在软垫31和检查对象20之间。检查对象借助覆盖物32覆盖。X射线系统此外具有计算单元40。
图9示出根据本发明的方法100的一个示例性的实施方案。用于自动安置具有移动式X射线探测器5的医学X射线系统的X射线源3的方法100具有步骤：确定101、检测102、定位103、求取104和自动安置105。
在确定101的步骤中，确定检查对象的检查区。在检测102的步骤中，借助于光学位置确定系统来检测检查对象的位置和方位和检查区。在定位103的步骤中，定位检查区。在求取104的步骤中，基于已定位的检查区求取X射线源的中央射线的扫描场点和X射线源的光圈大小。在自动安置105的步骤中，基于扫描场点和光圈大小安置X射线源。另外的步骤显示106在显示单元上进行。此外，拍摄X射线照片能够借助安置的X射线源进行。
定位103的步骤能够包括如下步骤：基于借助于光学位置确定系统对检查对象的检测来产生检查对象的患者模型的步骤，基于确定的检查区将患者模型分区的步骤，和在患者模型中定位检查区的步骤。
在另一实施方式中，定位103的步骤能够包括如下步骤：基于借助于光学位置确定系统对检查对象的检测来产生检查对象的患者模型或检查对象的图像数据集的步骤，和基于机器学习方法借助于经训练的评估方法来定位检查区的步骤。图像数据集尤其能够借助于光学位置确定系统产生。为了评估图像数据集，能够使用已知的图像识别方法。
基于检查对象、患者模型或已定位的检查区域来求取X射线探测器的方位。X射线探测器的方位必要时能够附加地借助于X射线探测器的角度传感器来求取。
检查对象的运动能够借助于光学位置确定系统来检测。能够执行检查区的重新检测和重新定位，并且X射线源的安置能够基于重新定位来修正。
在显示106的步骤中，将已定位的检查区域在显示单元上或者借助于投影到检查对象上的光场显示。
X射线源的中央射线基于检查区或检查类型以预定的角度相对于检查区定向。X射线源的中央射线能够基本上垂直于X射线探测器定向。替选地，X射线源的中央射线能够偏离相对于X射线探测器的基本上垂直的定向，并且能够关于偏离执行X射线照片的图像校正。此外，尤其在显示单元上输出用于检查对象的位置校正的建议。
尽管本发明的细节通过优选的实施例详细说明，本发明并不受公开的实例限制而是能够由本领域技术人员从中推导出其他变型形式，而不脱离本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种用于自动安置医学X射线系统的X射线源(3)的方法(100)，所述医学X射线系统具有移动式X射线探测器(5)，所述方法具有如下步骤：
a.确定(101)所述检查对象(20)的检查区(7)，
b.借助于光学位置确定系统来检测(102)所述检查区和所述检查对象的位置和方位，
c.定位(103)所述检查区，
d.基于已定位的检查区来求取(104)所述X射线源的中央射线(4)的扫描场点(9)和所述X射线源的光圈大小，和
e.基于所述扫描场点和所述光圈大小来自动安置(105)所述X射线源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在定位的步骤中包括如下步骤：
i.基于借助于所述光学位置确定系统检测所述检查对象，产生所述检查对象的患者模型，
ii.基于所述确定的检查区，将所述患者模型分区，
iii.在所述检查模型中定位所述检查区。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在定位的步骤中包括如下步骤：
i.基于借助于所述光学位置确定系统检测所述检查对象，产生所述检查对象的患者模型或所述检查对象的图像数据集，
ii.借助于基于机器学习方法训练的评估方法来定位所述检查区。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中基于所述检查对象的、所述患者模型的或所述已定位的检查区域的方位，求取所述X射线探测器的方位。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中借助于所述X射线探测器的角度传感器来求取所述X射线探测器的方位。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中借助于所述光学位置确定系统来检测所述检查对象的运动。
7.根据权利要求6所述的方法，
其中对所述检查区执行重新检测和重新定位，并且基于所述重新定位来修正所述X射线源的安置。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中将已定位的检查区域在显示单元上进行显示或者借助于投影到所述检查对象上的光场进行显示。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中基于所述检查区或检查类型，将所述X射线源的所述中央射线以预定的角度相对于所述检查区定向。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中将所述X射线源的所述中央射线基本上垂直于所述X射线探测器定向。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，
其中所述X射线源的所述中央射线与相对于所述X射线探测器基本上垂直的定向偏离，并且关于偏离执行X射线照片的图像校正。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中输出用于所述检查对象的位置校正的建议。
13.一种用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法的X射线系统，所述X射线系统具有：
a.具有光学位置确定系统的X射线源，和
b.移动式X射线探测器。
14.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品具有计算机程序，所述计算机程序能够直接加载到X射线系统的控制装置的存储器装置中，所述计算机程序具有程序部段，以便当所述计算机程序在所述X射线系统的所述控制装置中执行时，执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的全部步骤。
15.一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有由计算单元可读和可执行的程序部段，以便当所述程序部段由所述X射线系统执行时，执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的全部步骤。
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101516267A (zh) * | 2006-09-25 | 2009-08-26 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 在旋转x射线成像中使对象移位以实现完整轨迹 |
| DE102009019204A1 (de) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Sequenz-CT mit iterativer Bildrekonstruktion |
| CN102743183A (zh) * | 2011-04-20 | 2012-10-24 | 西门子公司 | 用于患者的动态ct检查的方法和ct设备以及数据载体 |
| CN103654809A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 西门子公司 | 用于自动定位x射线设备的拍摄系统的方法和x射线设备 |
| WO2015018566A1 (de) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgengerät und verfahren zum steuern eines röntgengeräts |
| CN106170249A (zh) * | 2014-02-26 | 2016-11-30 | 西门子保健有限责任公司 | 设定x射线放射单元 |
| CN109419523A (zh) * | 2017-08-29 | 2019-03-05 | 西门子保健有限责任公司 | 运行x射线装置的方法、x射线装置和计算机程序产品 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009013572B4 (de) * | 2009-03-17 | 2013-02-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur automatischen Positionierung einer Röntgenquelle eines Röntgensystems und Röntgensystem |
| DE102013219137A1 (de) * | 2013-09-24 | 2015-03-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Röntgenvorrichtung zur Relativpositionierung und gegenseitigen Ausrichtung einer Röntgenröhre zu einem mobilen Flachdetektor |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101516267A (zh) * | 2006-09-25 | 2009-08-26 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 在旋转x射线成像中使对象移位以实现完整轨迹 |
| US20100027742A1 (en) * | 2006-09-25 | 2010-02-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Shifting an object for complete trajectories in rotational x-ray imaging |
| DE102009019204A1 (de) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Sequenz-CT mit iterativer Bildrekonstruktion |
| CN102743183A (zh) * | 2011-04-20 | 2012-10-24 | 西门子公司 | 用于患者的动态ct检查的方法和ct设备以及数据载体 |
| CN103654809A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 西门子公司 | 用于自动定位x射线设备的拍摄系统的方法和x射线设备 |
| WO2015018566A1 (de) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgengerät und verfahren zum steuern eines röntgengeräts |
| CN106170249A (zh) * | 2014-02-26 | 2016-11-30 | 西门子保健有限责任公司 | 设定x射线放射单元 |
| CN109419523A (zh) * | 2017-08-29 | 2019-03-05 | 西门子保健有限责任公司 | 运行x射线装置的方法、x射线装置和计算机程序产品 |
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