RU2622367C2 - Трехмерный рентгеновский просмотр в режиме реального времени - Google Patents

Трехмерный рентгеновский просмотр в режиме реального времени Download PDF

Info

Publication number
RU2622367C2
RU2622367C2 RU2014114941A RU2014114941A RU2622367C2 RU 2622367 C2 RU2622367 C2 RU 2622367C2 RU 2014114941 A RU2014114941 A RU 2014114941A RU 2014114941 A RU2014114941 A RU 2014114941A RU 2622367 C2 RU2622367 C2 RU 2622367C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
eyes
dimensional
ray
observer
distance
Prior art date
Application number
RU2014114941A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014114941A (ru
Inventor
Хайдрун ШТАЙНХАУЗЕР
Майкл Джон МЕРДОК
Петер ПРИНСЕН
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2014114941A publication Critical patent/RU2014114941A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2622367C2 publication Critical patent/RU2622367C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/461—Displaying means of special interest
    • A61B6/466—Displaying means of special interest adapted to display 3D data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/022—Stereoscopic imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computerised tomographs
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A61B6/035—Mechanical aspects of CT
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4021—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4021—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot
    • A61B6/4028—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot resulting in acquisition of views from substantially different positions, e.g. EBCT
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
    • A61B6/4441—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/467—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • A61B6/469—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means for selecting a region of interest [ROI]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. 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
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00216—Electrical control of surgical instruments with eye tracking or head position tracking control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A61B2090/368—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body changing the image on a display according to the operator's position
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/12—Devices for detecting or locating foreign bodies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/467—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with special 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 for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/589—Setting distance between source unit and patient

Abstract

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для трехмерной рентгенографии. Система для трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени содержит источник рентгеновских лучей, детектор рентгеновских лучей, блок обработки, монитор и средство для обнаружения положения трехмерных очков для обнаружения положения глаз наблюдателя, выполненное с возможностью определения расстояния между монитором и глазами наблюдателя. Источник рентгеновских лучей и детектор расположены на С-дуге, источник рентгеновских лучей содержит два фокусных пятна, интервал между которыми является регулируемым. Блок обработки выполнен с возможностью вычисления интервала (А) между двумя фокусными пятнами, расстояния (D) между монитором и глазами наблюдателя, расстояния (С) между глазами наблюдателя и обеспечения команды для регулирования интервала (А) между двумя фокусными пятнами, соответствующего вычисленному интервалу. Способ трехмерного рентгеновского просмотра обеспечивается системой, включающей машиночитаемый носитель системы для трехмерного рентгеновского просмотра. Использование изобретений позволяет повысить комфортность трехмерного просмотра рентгеновского изображения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к трехмерной рентгенографии. В частности, изобретение относится к системе и способу трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени. Кроме того, изобретение относится к компьютерной программе, которая реализует этот способ.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известная возможность достижения трехмерного объемного изображения показана на фиг. 1. Система 100 на фиг. 1 содержит С-дугу 2 с источником 3 рентгеновских лучей и детектором 4 рентгеновских лучей, монитор 5 и стол 6. С-дугу 2, т.е. одно фокусное пятно 8 источника 3 рентгеновских лучей вместе с детектором 4 рентгеновских лучей, вращают вблизи интересующего объекта (указанного изогнутыми стрелками) и получают ряд двухмерных изображений под разными углами. Ссылочная позиция 10 обозначает веерный пучок рентгеновских лучей, испускаемых из фокусного пятна 8 на аноде источника 3 рентгеновских лучей и обнаруживаемых посредством детектора 4 рентгеновских лучей. Впоследствии трехмерная реконструкция предоставляет трехмерное объемное изображение. Однако такое трехмерное изображение не может быть обеспечено в режиме реального времени.
US 2010/0040196 A1 раскрывает генератор рентгеновских лучей для достижения эффекта стереоскопического изображения и рентгеновское устройство, использующее генератор рентгеновских лучей в качестве источника рентгеновских лучей. Генератор рентгеновских лучей с трубкой может испускать рентгеновские лучи попеременно из двух положений, пространство между которыми соответствует требованиям для достижения эффекта стереоскопического изображения человека.
Однако трехмерный стереопросмотр может вызвать усталость и головную боль из-за различных обстоятельств, включая неправильную или неестественную перспективу, конфликт вергентности/аккомодации, визуальные артефакты, такие как мерцание или потеря разрешающей способности, и ношение трехмерных очков. Например, дискомфорт может быть обусловлен несоответствием между расстоянием до плоскости (экрана), на которой сфокусированы глаза, и расстоянием до точки, в которой они сходятся.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Стереорентгенографию можно использовать для двух основных целей: просмотра и извлечения информации о положении/направлении. Для извлечения информации (например, отслеживания или совмещения катетера) полезно иметь большое расстояние между двумя рентгеновскими пятнами, которое делает возможной хорошую глубину резкости. Для трехмерного стереопросмотра, который может дать наблюдателя информацию о глубине удобным способом (простота использования), важно обеспечить оптимальную комфортность трехмерного просмотра, чтобы предотвратить усталость.
В качестве задачи изобретения можно рассматривать создание системы и способа трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени с повышенной комфортностью просмотра.
Эта задача решается объектом изобретения каждого из независимых пунктов формулы изобретения. Другие варианты осуществления изобретения описаны в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Основная идея изобретения состоит в том, что расстояние между двумя фокусными пятнами рентгеновских лучей должно соответствовать фактическим условиям трехмерного просмотра для обеспечения правильной трехмерной перспективы для глаз наблюдателя, что ведет к повышенной комфортности просмотра.
Другими словами, перед началом и/или во время трехмерной стереовизуализации в режиме реального времени расстояние между двумя фокусными стереопятнами рентгеновских лучей должно быть скорректировано таким образом, что угол регистрации соответствует углу обзора и таким образом дает правильную трехмерную перспективу для глаз наблюдателя для того, чтобы оптимизировать удобство просмотра и предотвращать усталость.
В общем, система трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени в соответствии с аспектом по изобретения содержит источник рентгеновских лучей, детектор рентгеновских лучей, блок обработки, монитор и средство для обнаружения глаз наблюдателя, где источник рентгеновских лучей и детектор рентгеновских лучей расположены на перемещаемой С-дуге. Источник рентгеновских лучей содержит два фокусных пятна, интервал между которыми является регулируемым. Два фокусных пятна можно реализовать посредством двух катодов, которые можно перемещать относительно друг друга или посредством только одного катода с электрическим, магнитным или механическим отклонением излучения на анод.
Блок обработки выполнен с возможностью вычисления интервала между двумя фокусными пятнами на основании расстояния между интересующим объектом и двумя фокусными пятнами, расстояния между монитором и глазами наблюдателя и интервала между двумя глазами и выполнен с возможностью обеспечения команд для регулирования интервала между двумя фокусными пятнами, соответствующего вычисленному интервалу.
Следует отметить, что средство обработки можно реализовать посредством только одного процессора, выполняющего все аспекты по изобретению, или посредством группы или множества процессоров, например системного процессора для управления рентгенографией и обработки данных рентгенограммы, отдельного процессора, который специализируется на вычислении интервала, и еще одного процессора для управления монитором для визуализации результата.
Трехмерную визуализацию можно реализовать на мониторе с автостереоскопическим дисплеем, таким как лентикулярный дисплей или дисплей с барьерным параллаксом, или посредством комбинации монитора и трехмерных очков на основании соответствующих способов, например, используя средства для отделения изображения для правого глаза от изображения для левого глаза посредством затворного способа, цветового кодирования или поляризации. Следует отметить, что термин «трехмерные очки» включает в себя не только комплект очков с наушниками, но также дополнительные элементы, например насадочные элементы, для использования с обычными очками или рентгенозащитными просвинцованными очками или защитными антикровоподтечными очками.
Понятно, что блок обработки соединен как с источником рентгеновских лучей, так и с детектором рентгеновских лучей, а также с монитором. Кроме того, расстояние между источником рентгеновских лучей и интересующим предметом, расположенным между источником рентгеновских лучей и детектором рентгеновских лучей, а также расстояние между двумя линзами трехмерных очков, т.е. приблизительно между центрами линз, или между глазами человека, использующего систему, можно считать как известное. Среднее значение упомянутого последним расстояния, может представлять собой средний интервал между глазами в 6,5 см. Также возможно однократно измерять эти расстояния и вводить соответствующие значения, прежде чем начать использовать систему.
Расстояние между монитором и глазами можно также определять посредством средств для обнаружения положения глаз наблюдателя, т.е., например, положения глаз наблюдателя по отношению к отображаемому трехмерному объекту. Например, можно использовать пригодные для ношения элементы, такие как отслеживаемые очки. Отслеживаемые очки можно реализовать посредством установки на очки отслеживаемых светодиодов или отражателей.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения система дополнительно содержит средство для регулирования высоты изображения на мониторе по отношению к высоте глаз наблюдателя. Таким образом, положение высоты трехмерного изображения можно согласовывать с высотой глаз наблюдателя, чтобы избежать отклонения фактического направления наблюдения от оптимального направления наблюдения, которое перпендикулярно к плоскости установленного монитора. Соответственно, оптимальным направлением просмотра является горизонтальное, когда экран монитора расположен вертикально.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения система дополнительно содержит средство для автоматического обнаружения положения и ориентации глаз и средство для отслеживания положения и ориентации глаз. Блок обработки может быть дополнительно выполнен с возможностью управления движениями С-дуги таким образом, что ориентация С-дуги соответствует ориентации глаз наблюдателя. В случае использования трехмерных очков средство для обнаружения положения и/или ориентации глаз наблюдателя можно расположить в трехмерных очках таким образом, что расстояние между экраном монитора и глазами является суммой определяемого расстояния между экраном и трехмерными очками и постоянным значением, представляющим расстояние между трехмерными очками и глазами наблюдателя.
Кроме того, система в соответствии с изобретением может дополнительно содержать средства для запуска управления движениями С-дуги, чтобы синхронизировать по времени С-дугу с легкими движениями головы наблюдателя вблизи отображаемого трехмерного объекта, чтобы предоставить еще более естественное трехмерное стереоизображение.
Согласно другому варианту осуществления изобретения блок обработки системы дополнительно выполнен с возможностью регулирования диспаратности, т.е. положения изображения для правого глаза на мониторе относительно изображения для левого глаза, и наоборот. Это позволяет осуществлять отображение интересующего объекта с минимальной диспаратностью и, таким образом, осуществлять просмотр с максимальной резкостью.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ просмотра трехмерной рентгенограммы в режиме реального времени, причем способ содержит этапы вычисления интервала между двумя фокусными пятнами источника рентгеновских лучей на основании расстояния между интересующим объектом и двумя фокусными пятнами, расстояния между монитором и трехмерными очками, т.е. глазами наблюдателя, и расстояния между двумя линзами трехмерных очков, т.е. интервала между глазами, регулирования интервала между двумя фокусными пятнами согласно вычисленному интервалу, формирования изображения рентгеновских лучей на основании излучения одного из двух фокусных пятен, формирования рентгенограммы на основании излучения второго из двух фокусных пятен, визуализации одновременно обоих изображений на мониторе, доступных для просмотра, например, посредством трехмерных очков.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит этапы приема ввода данных, связанных с высотой изображения, и регулирования высоты изображений по отношению к высоте трехмерных очков.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения способ дополнительно содержит этапы приема ввода данных, связанных с диспаратностью, т.е. положением изображений относительно друг друга, т.е. совпадения изображений и регулирования диспаратности изображений.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит этапы определения изменения ориентации трехмерных очков и перемещения С-дуги, соответствующее изменению ориентации стерео очков. Определение изменения ориентации трехмерных очков можно осуществлять автоматически. Однако перемещением С-дуги можно также управлять вручную.
Следует отметить, что ввод можно обеспечивать посредством ручных средств ввода, таких как клавиатура, переключатель, или других видов кнопок или можно обеспечивать посредством приема акустических команд, например голосовых команд.
Совпадение положения высоты отображаемого трехмерного изображения и высоты глаз и предоставление возможности временно перемещать С-дугу легким движением головы вблизи отображаемого трехмерного объекта могут сделать восприятие еще более удобным и естественным.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставлена компьютерная программа, которая при выполнении на блоке обработки системы, как описано выше, побуждает систему к осуществлению этапов способа, как также описано выше.
Соответствующую компьютерную программу предпочтительно загружают в рабочую память процессора данных. Процессор данных или блок обработки оборудованы таким образом для того, чтобы осуществлять способ по изобретению. Кроме того, изобретение относится к машиночитаемым носителям, таким как компакт-диск, на котором можно хранить компьютерную программу. Однако компьютерную программу можно также представлять через сеть, такую как Всемирная паутина, и можно загружать в рабочую память процессора данных из такой сети.
Следует отметить, что варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на различные объекты изобретения. В частности, некоторые варианты осуществления описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения о способе, тогда как другие варианты осуществления описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения на устройство (систему). Однако специалисту в данной области техники понятно из вышеизложенного и последующего описания, что если не указано иное в дополнение к какому-либо сочетанию признаков, относящихся к одному типу объектов изобретения, какое-либо сочетание признаков, относящихся к другим объектам изобретения, также считается раскрытым в этой заявке.
Аспекты, определенные выше, и дополнительные аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения также можно получать из примеров вариантов осуществления, которые описаны далее в настоящем документе и которые объясняют со ссылкой на примеры вариантов осуществления, которые также показаны на чертежах, но которыми изобретение не ограничено.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 представлена иллюстрация рентгеновской системы для трехмерной объемной рентгенографии.
На фиг. 2 представлена иллюстрация системы для трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени в соответствии с изобретением.
На фиг. 3 представлена еще одна иллюстрация системы трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени в соответствии с изобретением.
На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая этапы способа в соответствии с изобретением.
Следует отметить, что иллюстрации на чертежах являются лишь схематическими и не выполнены в масштабе. На разных чертежах для схожих элементов предусмотрены одинаковые ссылочные позиции.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 2 представлена система 1 для трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени в соответствии с изобретением. Понятно, что система 1 похожа на систему 100, показанную на фиг. 1, тем, что система 1 содержит С-дугу 2 с источником 3 рентгеновских лучей и детектором 4 рентгеновских лучей, монитор 5 и стол 6. Система 1 отличается от системы 100 тем, что источник 3 рентгеновских лучей содержит два фокусных пятна 8 вместо только одного. Кроме того, на фиг. 2 представлены блок 7 обработки, средство 18 ввода и трехмерные очки 9 со средством (17) для обнаружения положения трехмерных очков в форме отслеживаемых элементов.
Чтобы добиться трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени в соответствии с изобретением, можно располагать средство (17) для обнаружения положения трехмерных очков в форме отслеживаемых светодиодов или отражателей на трехмерных очках 9 и, например, можно использовать средний интервал С между глазами или можно измерять межзрачковое расстояние у наблюдателя (или можно использовать отслеживание глаз). Кроме того, параметры трехмерной регистрации/просмотра в режиме реального времени согласно положению головы наблюдателя можно регулировать относительно экрана монитора 5.
В частности, повышенную комфортность рентгеновского трехмерного просмотра обеспечивают посредством регулирования угла регистрации (определяют посредством интересующего предмета (например, кончика катетера) и двух фокусных пятен) по отношению к углу обзора (определяют посредством отображаемого объекта и глаз).
Как указано на фиг. 2, определяют расстояние D просмотра (которое зависит от сферы применения и фактического клинического комплекта). На основании измеренного интервала С между глаз можно вычислять угол α, где разумное усреднение заключается в использовании среднего межзрачкового расстояния, чтобы вычислять угол зрения. Для получения оптимальных условий просмотра этот угол α должен быть одинаковым для излучения из двух фокусных пятен 8, которое направлено к интересующему объекту 20. На основании угла α и расстояния В между двумя фокусными пятнами 8 и интересующим объектом 20 можно определить интервал между двумя фокусными пятнами. Впоследствии интервал между фокусными пятнами можно регулировать, чтобы угол регистрации соответствовал углу обзора. Пользователь может выбирать интересующий объект (20), например, посредством сенсорного экрана, мыши и т.д. Кроме того, интересующий объект исходя из того, что это катетер, можно определять автоматически, на основании, например, его пограничного контраста или совпадения с паттерном.
Отклонения от точного соответствия могут быть предпочтительными в некоторых случаях. Например, меньший угол может обеспечивать дополнительный визуальный комфорт, тогда как больший угол может быть предпочтительным, чтобы увеличить глубину (для большей точности, в ущерб комфортности). Эти отклонения можно точно определять в качестве масштабного коэффициента для общего совпадения, и их можно последовательно применять, по мере того, как движется голова наблюдателя.
Если, например, расстояние между источником рентгеновских лучей и интересующим объектом составляет 1 м, расстояние глаз от монитора составляет 2 м, и расстояние между глазами составляет 6,5 см, интервал между двумя фокусными пятнами должен быть отрегулирован до 3,25 см.
Следует отметить, что интересующий трехмерный объект (например, кончик катетера) в идеальном случае представлен с нулевой диспаратностью на экране (спроецирован на плоскость экрана) таким образом, что фокусирование глаз на экране означает также фокусирование на отображаемом трехмерном объекте, что повышает комфортность трехмерного просмотра.
На фиг. 3 указаны аспекты регулирования трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени. Первый вид регулирования можно предоставить посредством сдвига отображаемого изображения 13 относительно отображаемого изображения 15, указанного двойной стрелкой Ε (вызывая неполное совпадение 16 между двумя изображениями) так, что можно изменять положение глубины объекта, т.е. видимое положение объекта относительно плоскости экрана.
Второй вид регулирования может быть таким, что объект можно отображать с некоторым увеличением (также связано с размером экрана).
Третий вид регулирования может представлять собой изменение высоты изображения (как указано посредством стрелкой F). Например, можно использовать дисплей с высотой экрана больше, чем трехмерная высота стереоизображения, так что положение высоты отображаемого трехмерного изображения можно сдвигать для оптимального просмотра в соответствии с высотой глаз наблюдателя. Альтернативно, можно изменять высоту монитора, т.е. монитор можно перемещать вверх или вниз.
Четвертый вид регулирования может быть таким, чтобы изменить перспективу относительно интересующего объекта (как показано стрелками G). Во время сложного трехмерного задания, такого как протягивание проволоки через игольное ушко, используют человека для того, чтобы адаптировать ориентацию объекта (иглы) относительно головы человека для улучшения перспективы. Чем более естественным является восприятие трехмерной рентгенографии в режиме реального времени, тем больше наблюдателя склонен поворачивать его/ее голову вблизи визуализированного трехмерного объекта для улучшения перспективы.
Изменение перспективы может быть вызвано посредством какого-либо вида ввода, включая также голосовое управление. После вызова, например синхронизация, С-дуга следует (синхронно) за легкими движениями головы наблюдателя вблизи отображаемого объекта: после вызова, например, «стоп», синхронизация останавливается и наблюдатель может вернуться к более удобному положению тела и продолжить свою работу с новой перспективой.
Следует отметить, что синхронизированная С-дуга идеально вращается вблизи интересующего объекта, например кончика катетера, который визуализируют с глубиной на экране при нулевой диспаратности. Таким образом, интересующий объект центрирован относительно С-дуги во время стандартного трехмерного сканирования. Посредством использования аналогичной конфигурации можно обеспечить перемещение синхронизированной С-дуги естественным способом.
На блок-схеме на фиг. 4 проиллюстрирован принцип этапов, выполняемых в соответствии с настоящим изобретением. Понятно, что описанные этапы являются основными этапами, причем эти основные этапы можно дифференцировать или разделить на несколько подэтапов. Кроме того, также между этими основными этапами могут быть отдельные подэтапы. Таким образом, подэтап упоминается только если этот этап может быть важным для понимания принципов способа в соответствии с изобретением.
На этапе S1 определяют положение глаз наблюдателя, в частности расстояние от глаз до монитора.
На этапе S2 интервал между фокусными пятнами источника рентгеновских лучей вычисляют, как описано выше.
На этапе S3 регулируют фактический интервал между фокусных пятен.
На этапе S4 первое изображение, например, для правого глаза, формируют посредством излучения, исходящего из одного из двух фокусных пятен.
На этапе S5 второе изображение, например, для левого глаза, формируют посредством излучения, исходящего из другого из двух фокусных пятен.
На этапе S6 оба изображения визуализируют на трехмерном мониторе с визуальной диспаратностью, для того чтобы сделать возможным эффект трехмерного изображения при просмотре.
Вместо этапа S4, непосредственно следующего за этапом S3, можно осуществить три альтернативы, как указано на Фиг. 4.
В качестве первой альтернативы, принимают ввод на этапе S7, инициируя регулирование высоты изображений по отношению к высоте глаз наблюдателя на этапе S8. В случае если автоматически определяют не только расстояние, но также высоту глаз относительно экрана монитора, регулирование высоты изображений также можно выполнять автоматически.
В качестве второй альтернативы принимают ввод данных на этапе S9, вызывая корректирование диспаратности изображений, таким образом изменяя положение глубины объекта на трехмерных изображениях.
В качестве третьей альтернативы ввод принимают на этапе S11, вызывая определение движения (изменение ориентации и положения) от глаз наблюдателя на этапе S12 с последующим движением С-дуги, соответствующей определенному движению трехмерных очков.
Несмотря на то что изобретение проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и в вышеприведенном описании, такие иллюстрации и описания следует рассматривать как иллюстративные или примерные и неограничивающие, настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления.
Другие вариации раскрытых вариантов осуществления настоящего изобретения будут ясны и осуществлены специалистами в данной области техники при практическом осуществлении описываемого в заявке изобретения, при изучении чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержит» не исключает другие элементы или этапы, а формы единственного числа не исключают множества. Один процессор или другое устройство может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения.
Сам факт того, что определенные средства перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована с пользой. Компьютерную программу можно хранить/размещать на подходящем носителе, таком как оптический запоминающий носитель или твердотельный носитель, поставляемом вместе с другим аппаратным обеспечением или в качестве его части, но также можно размещать в других формах, например, через Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы. Какие-либо ссылочные позиции в формуле изобретения не следует толковать в качестве ограничивающих объем.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ:
1 система по изобретению
100 система согласно современному уровню развития техники
2 C-arm
3 источник рентгеновских лучей
4 детектор рентгеновских лучей
5 монитор
6 стол пациента
7 блок обработки
8 фокусное пятно
9 трехмерные очки
10 рентгеновский пучок
12 рентгеновский пучок для левого глаза
13 изображение для правого глаза
14 рентгеновский пучок для правого глаза
15 изображение для левого глаза
16 наложение изображений
17 средства для обнаружения положения трехмерных очков
18 средство ввода
20 интересующий объект
А интервал между двумя фокусными пятнами
В расстояние между интересующим объектом и фокусными пятнами
С расстояние между глазами наблюдателя D расстояние между монитором и трехмерными очками
Ε изменение наложения
F изменение высоты изображения
G изменение ориентации трехмерных очков
α угол обзора/угол регистрации

Claims (31)

1. Система (1) для трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени, содержащая:
источник (3) рентгеновских лучей,
детектор (4) рентгеновских лучей,
блок (7) обработки,
монитор (5) и
средство (17) для обнаружения положения трехмерных очков для обнаружения положения глаз наблюдателя, для определения расстояния между монитором (5) и глазами наблюдателя,
причем источник (3) рентгеновских лучей и детектор (4) рентгеновских лучей расположены на С-дуге (2),
причем источник (3) рентгеновских лучей содержит два фокусных пятна (8),
причем интервал (А) между двумя фокусными пятнами (8) является регулируемым,
причем блок (7) обработки выполнен с возможностью вычисления интервала (А) между двумя фокусными пятнами (8) на основании расстояния (В) между интересующим объектом (20) и фокусными пятнами (8), расстояния (D) между монитором (5) и глазами наблюдателя и расстояния (С) между глазами наблюдателя, и
при этом блок (7) обработки выполнен с возможностью обеспечения команды для регулирования интервала (А) между двумя фокусными пятнами (8), соответствующего вычисленному интервалу.
2. Система (1) по п. 1, дополнительно содержащая трехмерные очки (9).
3. Система (1) по п. 1, дополнительно содержащая средство (18) ввода, выполненное с возможностью регулирования высоты изображения на мониторе (5) по отношению к высоте глаз.
4. Система (1) по п. 1, при этом средство (17) для обнаружения положения трехмерных очков дополнительно выполнено с возможностью автоматического определения положения и ориентации глаз, причем блок (7) обработки дополнительно выполнен с возможностью управления движением С-дуги (2) таким образом, что ориентация источника (3) рентгеновских лучей и детектора (4) рентгеновских лучей соответствует ориентации глаз.
5. Система (1) по п. 4, при этом средство (18) ввода дополнительно выполнено с возможностью инициирования управления движениями С-дуги (2).
6. Система (1) по п. 1, в которой блок (7) обработки дополнительно выполнен с возможностью изменения области (16) совпадения изображения для правого глаза (13) и изображения для левого глаза (15) на мониторе (5).
7. Способ трехмерного рентгеновского просмотра в режиме реального времени, причем способ содержит этапы, на которых:
вычисляют интервал (А) между двумя фокусными пятнами (8) источника (3) рентгеновских лучей на основании расстояния (В) между интересующим объектом (20) и фокусными пятнами (8), расстояния (D) между монитором (5) и глазами наблюдателя и расстояния (С) между глазами наблюдателя,
регулируют интервал (А) согласно вычисленному интервалу, формируют рентгеновское изображение (13, 15) на основании излучения одного из двух фокусных пятен (8),
формируют рентгеновское изображение (15, 13) на основании излучения второго из двух фокусных пятен (8),
одновременно отображают оба изображения на мониторе (5).
8. Способ по п. 7, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают ввод посредством средства (18) ввода, и
регулируют высоту изображений по отношению к высоте глаз.
9. Способ по п. 7, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают ввод посредством средства (18) ввода, и
регулируют совпадение изображений.
10. Способ по п. 7, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют изменение ориентации глаз, и
перемещают С-дугу в соответствии с изменением ориентации глаз.
11. Машиночитаемый носитель системы для трехмерного рентгеновского просмотра, на котором сохранена компьютерная программа, которая при выполнении блоком (7) обработки системы (1) по п. 1 побуждает упомянутый блок (7) обработки выполнять способ по любому из пп. 7-10.
RU2014114941A 2011-09-16 2012-09-13 Трехмерный рентгеновский просмотр в режиме реального времени RU2622367C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161535506P 2011-09-16 2011-09-16
US61/535,506 2011-09-16
PCT/IB2012/054759 WO2013038355A1 (en) 2011-09-16 2012-09-13 Live 3d x-ray viewing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014114941A RU2014114941A (ru) 2015-10-27
RU2622367C2 true RU2622367C2 (ru) 2017-06-14

Family

ID=47143979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014114941A RU2622367C2 (ru) 2011-09-16 2012-09-13 Трехмерный рентгеновский просмотр в режиме реального времени

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9427198B2 (ru)
EP (1) EP2750607B1 (ru)
JP (1) JP6491477B2 (ru)
CN (1) CN103930033B (ru)
RU (1) RU2622367C2 (ru)
WO (1) WO2013038355A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8445878B2 (en) * 2011-03-16 2013-05-21 Controlrad Systems, Inc. Radiation control and minimization system and method
US9967961B2 (en) * 2012-03-26 2018-05-08 Koninklijke Philips N.V. Simulated spatial live viewing of an object from variable view-points
EP3551144B1 (de) * 2016-12-07 2023-08-02 Woermann, Bernd Apparatur zum strahlungsschutz der augen
US10610179B2 (en) * 2017-06-05 2020-04-07 Biosense Webster (Israel) Ltd. Augmented reality goggles having X-ray protection
CN107862736B (zh) * 2017-10-25 2021-08-03 广东核电合营有限公司 辐射场的三维动态显示方法和装置
DE102018217221A1 (de) * 2018-10-09 2020-04-09 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Dosisreduzierung bei einem Röntgengerät unter Berücksichtigung einer späteren Darstellung; Bildgebungsanlage; Computerprogramm sowie Datenträger
DE102019202359A1 (de) * 2019-02-21 2020-08-27 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Relativposition eines Objekts bezüglich einer Röntgenaufnahmevorrichtung
CN112104880A (zh) * 2020-08-31 2020-12-18 广州华多网络科技有限公司 网络连线直播控制、显示方法及装置、设备、存储介质
EP4125110A1 (de) 2021-07-30 2023-02-01 Siemens Healthcare GmbH Röntgenröhre für eine stereoskopische bildgebung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE463914C (de) * 1926-12-28 1928-08-08 Fritz Bornhardt Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen und Betrachten von stereoskopischen Roentgenschattenbildern
DE501802C (de) * 1927-12-04 1930-07-08 Joachim V Reckow Dr Vorrichtung zur Erzeugung von stereoskopischen Roentgenbildern der Zaehne
US5583345A (en) * 1993-09-20 1996-12-10 Hitachi, Ltd. Method of and apparatus for picking up and displaying a stereoscopic image from an object permeated with radioactive rays
US5777720A (en) * 1995-10-18 1998-07-07 Sharp Kabushiki Kaisha Method of calibrating an observer tracking display and observer tracking display
RU2298887C2 (ru) * 2004-04-12 2007-05-10 Автономная некоммерческая организация "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт "Центр перспективных исследований" (АНО ЦНИОКИ ЦПИ) Способ получения трехмерных рентгеновских изображений
US20090238334A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 C-Rad Innovation Ab Phase-contrast x-ray imaging
US20100040196A1 (en) * 2007-03-14 2010-02-18 Yingguang Zhang X-ray generator for achieving stereoscopic imaging effect and medical x-ray device using the x-ray generator
RU92595U1 (ru) * 2009-12-24 2010-03-20 Михаил Михайлович Слепко Устройство для формирования 3d стереоскопического изображения из 2d моноскопического изображения

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58152542A (ja) 1982-03-05 1983-09-10 株式会社東芝 Ｘ線診断装置
JP2662252B2 (ja) * 1988-08-12 1997-10-08 日本電信電話株式会社 立体像表示装置
JPH0669449B2 (ja) 1989-10-30 1994-09-07 株式会社東芝 ステレオ視観察のためのｘ線画像取得表示方法及びその装置
US5233639A (en) * 1990-11-29 1993-08-03 Marks Lloyd A Stereoscopic fluoroscopy apparatus and method of producing stereoscopic X-ray images
IL109939A (en) * 1993-06-21 1997-09-30 Gen Electric Display system for enhancing visualization of body structures during medical procedures
JPH09187447A (ja) * 1996-01-09 1997-07-22 Toshiba Corp ステレオｘ線管
JPH105206A (ja) * 1996-06-25 1998-01-13 Shimadzu Corp ディジタルｘ線撮影装置
AUPP048097A0 (en) * 1997-11-21 1997-12-18 Xenotech Research Pty Ltd Eye tracking apparatus
JP2005168601A (ja) * 2003-12-08 2005-06-30 Canon Inc 撮影装置及び方法
US20060227936A1 (en) 2005-01-18 2006-10-12 Zegang Dong Stereo x-ray system with two grid-controlled x-ray tubes
JP4709600B2 (ja) * 2005-07-15 2011-06-22 株式会社東芝 Ｘ線診断装置、撮影角度最適化支援装置及びプログラム
DE102006036281B4 (de) 2006-08-03 2014-12-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung von Stereobildpaaren eines Untersuchungsobjektes mit einem Röntgensystem und Röntgensystem
WO2010062481A1 (en) * 2008-11-02 2010-06-03 David Chaum Near to eye display system and appliance
DE102009010263B4 (de) * 2009-02-24 2011-01-20 Reiner Kunz Verfahren zur Navigation eines endoskopischen Instruments bei der technischen Endoskopie und zugehörige Vorrichtung
JP5550355B2 (ja) * 2010-01-12 2014-07-16 株式会社東芝 Ｘ線画像診断装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE463914C (de) * 1926-12-28 1928-08-08 Fritz Bornhardt Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen und Betrachten von stereoskopischen Roentgenschattenbildern
DE501802C (de) * 1927-12-04 1930-07-08 Joachim V Reckow Dr Vorrichtung zur Erzeugung von stereoskopischen Roentgenbildern der Zaehne
US5583345A (en) * 1993-09-20 1996-12-10 Hitachi, Ltd. Method of and apparatus for picking up and displaying a stereoscopic image from an object permeated with radioactive rays
US5777720A (en) * 1995-10-18 1998-07-07 Sharp Kabushiki Kaisha Method of calibrating an observer tracking display and observer tracking display
RU2298887C2 (ru) * 2004-04-12 2007-05-10 Автономная некоммерческая организация "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт "Центр перспективных исследований" (АНО ЦНИОКИ ЦПИ) Способ получения трехмерных рентгеновских изображений
US20100040196A1 (en) * 2007-03-14 2010-02-18 Yingguang Zhang X-ray generator for achieving stereoscopic imaging effect and medical x-ray device using the x-ray generator
US20090238334A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 C-Rad Innovation Ab Phase-contrast x-ray imaging
RU92595U1 (ru) * 2009-12-24 2010-03-20 Михаил Михайлович Слепко Устройство для формирования 3d стереоскопического изображения из 2d моноскопического изображения

Also Published As

Publication number Publication date
EP2750607A1 (en) 2014-07-09
JP2014526335A (ja) 2014-10-06
US20150146843A1 (en) 2015-05-28
CN103930033B (zh) 2017-05-10
WO2013038355A1 (en) 2013-03-21
JP6491477B2 (ja) 2019-03-27
CN103930033A (zh) 2014-07-16
EP2750607B1 (en) 2019-05-01
US9427198B2 (en) 2016-08-30
RU2014114941A (ru) 2015-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2622367C2 (ru) Трехмерный рентгеновский просмотр в режиме реального времени
JP6808320B2 (ja) 三次元物体上の注視点を決定するシステム
EP3117770B1 (en) Medical imaging system and operation method therefor
JP2010187916A (ja) 画像処理装置、画像処理システム及びプログラム
US9615802B2 (en) Direct control of X-ray focal spot movement
JP6279341B2 (ja) Ｘ線診断装置
KR102097390B1 (ko) 시선 검출 기반의 스마트 안경 표시 장치
US10863960B2 (en) X-ray diagnosis apparatus
US11822089B2 (en) Head wearable virtual image module for superimposing virtual image on real-time image
JP2020524546A (ja) Ｘ線撮影装置
US9968320B2 (en) X-ray diagnostic apparatus
JP5366590B2 (ja) 放射線画像表示装置
US20110218425A1 (en) Medical image generating apparatus, medical image display apparatus, medical image generating method and program
JP6425884B2 (ja) Ｘ線診断装置
KR20130019582A (ko) 초점 가변 액체 렌즈를 이용한 3차원 이미지 촬영장치 및 방법
WO2019065700A1 (ja) 歯科用観察装置及び歯科用画像の表示方法
JP6548360B2 (ja) Ｘ線診断装置
JP6245801B2 (ja) 画像表示装置及び医用画像診断装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180914