用于防止高剂量C型拱几何位置的实时反馈制造技术

本发明专利技术涉及用于在图像采集期间辅助对介入X射线成像器的操作的装置，涉及介入X射线成像器，涉及计算机程序单元以及计算机可读介质。所述X射线成像器能够根据跨要被成像的感兴趣对象X射线衰减水平的差异来改变X射线剂量，并且能够在采集图像时，采取多个成像几何位置中的任一个。当从当前投影视图改变到更新的投影视图时，为X射线成像器的操作者提供关于所发生的X射线剂量的变化的视觉、听觉或触觉指示，条件是须遍及所述不同视图维持给定的恒定图像质量。

Real time feedback for preventing geometric location of high-dose C arch

The invention relates to an apparatus for assisting the operation of an interventional X ray imager during an image acquisition, involving an interventional X ray imager, involving a computer program unit and a computer readable medium. The X ray imager can change the dose of the X ray according to the difference in the X ray attenuation level of the object to be imaging, and can take any of the multiple imaging geometric positions when the image is collected. When the projected view is changed from the current projection view to the updated projection view, the operator of the X ray imager provides a visual, auditory or tactile indication of changes in the dose of the X ray, provided that the given constant image quality must be maintained throughout the different views.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于防止高剂量C型拱几何位置的实时反馈
本专利技术涉及用于在图像采集期间辅助对介入X射线成像器的操作的装置，涉及辅助对X射线成像器的操作的方法，涉及介入X射线成像器，涉及计算机程序单元，并且涉及计算机可读介质。
技术介绍
X射线成像装备广泛地被医务人员使用，用于获得有关患者的病况的线索，或被用于医学介入期间。WO2011/042834公开了一种X射线成像装备。在使用X射线装备时，患者不可避免地被暴露于一些X射线辐射，这带来健康风险。现代X射线装备允许操作者根据即将发生的医学需要，来改变X射线剂量。然而，该自由可能变成医务人员的负担，他们渴望找到在给定图像采集中使用的对患者的X射线暴露的水平与在该采集期间获得的图像材料的医学相关度之间的正确平衡。
技术实现思路
因此可能存在对在操作X射线成像器时支持执业医师的需要。本专利技术的对象通过独立权利要求的主题得以解决，其中，在从属权利要求中并入了另外的实施例。应注意，下文描述的本专利技术的各方面等同地可应用于在图像采集期间辅助对介入X射线成像器的操作的方法，X射线成像器，计算机程序单元，以及计算机可读介质。根据本专利技术的一个方面，提供用于在图像采集程序期间辅助X射线成像器的操作的装置。所述X射线成像器能够根据跨要被成像的感兴趣对象的X射线衰减水平差异来改变X射线剂量，并且能够在采集图像时，呈现多个成像几何位置中的任一个。所述装置包括：输入单元，其被配置为接收请求，以将当前成像几何位置变化为更新的成像几何位置以在图像采集中使用；存储器单元，其被配置为存储所述成像几何位置与所述X射线剂量之间的函数关系，所述函数关系基于所述感兴趣对象中的预期X射线衰减水平；输出单元，其被配置为使用所存储的函数关系，来为所述介入X射线成像器的人类操作者提供指示，所述指示为对在所述更新的成像几何位置需要的X射线剂量相对于在参考位置需要的X射线剂量的变化的指示。一种成像采集程序，包括一个或多个“运转期(run)”，在所述运转期中的每一个中，针对暴露使用各自的成像几何位置，以“拍摄”或采集例如X射线投影图像。根据一个实施例，所述X射线成像器为介入C型臂类型的，具有手动控制以改变所述成像几何位置。成像几何位置为针对所述成像器的可移动的一个或多个零件的坐标或其他设置参数。那些零件与要被成像的对象的位置之间的结合相互空间关系定义被用于所述图像采集的入射角。所述成像器包括X射线源和探测器，所述探测器用于探测由所述源发射并被要被成像的对象衰减的X射线。“临床”入射角或投影视图定义3D空间中的角度，所述X射线以所述角度入射在所述对象上。根据一个实施例，所述成像几何位置由一参数给出，所述参数包括以下中的任一个或多个：C型臂的旋转角度和成角角度，以及可选择的X射线源到图像探测器距离(SID)。在介入C型拱X射线成像中，一些成像几何位置或角度要比其他的更为患者“X射线剂量友好”得多，从而要求较少的剂量。所要求用于维持期望图像质量的该剂量与所述X射线在组织中的距离行进直接相关。例如在心脏应用中，“高角度”蜘蛛视图比针对正常前(AP——前后)图像要求高达6倍的X射线剂量。所述装置利用如下事实，即几何角度的相对较小的变化对解剖学的可见性几乎没有影响，却可以对剂量的减少有大的影响。在临床意义上的最优视图可能要求相对高的剂量，但偏离该最优视角的略不同的角度可以在图像质量和解剖学视图方面一样好，但仍要求低得多的X射线剂量。根据一个实施例，要跨不同位置维持的所述图像质量是可变的。在存储器中保留的所述数据值则被重新计算。这为临床医师在选择合适的视图时提供了更多的控制。所述函数关系为描述所需要的剂量如何随着成像几何位置的变化而改变的数据值的集。所述值描述相对于在可选择的参考成像几何位置处所需要的X射线剂量的该变化。每个可能的成像几何位置坐标均与一比率相关联，所述比率描述在该坐标位置处的要求剂量的相对变化。在一个实施例中，其仅为所有可能的成像几何位置坐标(“相空间”)中被分配有那些比例的可选择的子集。然后可以根据需要通过插值例程，来产生针对中间位置的所述比例。所述装置辅助医师选择在视角与患者剂量之间的最佳折衷。没有意识到所述当前几何角度和所述SID设置两者的医师，可以使用比可能需要的更高的角度/SID用于观看。当所述操作者在使用所述成像器的手动成像几何位置控制超出所期望的几何位置并且未对此做校正时，尤其如此。由所述装置(实时)生成的所述指示信号直观地允许所述临床医师，即使在非常繁忙的环境中(例如在介入期间)，也可快速查明所述剂量要求将如何随改变的成像几何位置变化。他或她可以快速辨别在设想位置处所需要的剂量是否为高剂量，以及所述剂量如何在该设想位置周围附近变化，以如此找到附近足够近的但具有可能较低剂量需要的位置。根据一个实施例，所述指示为视觉的并且可以作为图形显示显示在屏幕上，所述图形显示在被如此显示时，包括多个几何位置对X射线剂量指示元素，每个指示元素均表示所述几何位置之一，以及在该成像几何位置处需要的X射线剂量的所述相对变化。根据一个实施例，X射线剂量的所述变化按指示元素被颜色编码，所述颜色编码直接随着X射线剂量要求跨所述指示元素的所述相对变化而改变。根据一个实施例，所述指示元素形成多个轮廓线中的一个的点，所述轮廓线为所存储的成像几何位置与X射线剂量之间的函数关系的轮廓线。直观地，所述轮廓线GUI形成需要的剂量水平与成像几何位置之间的所述函数关系的“虚拟地形”。根据一个实施例，所述图形显示为图形用户界面，包括指针，所述指针在所述图形显示中的位置——其表示所述当前成像几何位置，所述指针位置随着所述X射线成像器从所述当前位置改变到所述更新的成像几何位置而改变。仍由操作者控制所述几何位置，但所述装置提升并维持对该视图-剂量权衡的意识，并通过所述GUI的方式提供直观的视觉线索，以更好地通过该函数关系的“虚拟地形”。以此方式，可以甚至在紧张的介入期间，观察ALRA指引。根据一个实施例，所述指示为视觉的并且能够作为图形显示显示在屏幕上，所述图形显示在被如此显示时包括带有表示不同成像几何位置的不同网格位置指示符的网格结构。所述网格位置指示符被视觉编码，所述编码随需要的X射线剂量的所述变化而跨所述网格位置指示符改变，当所述各自成像几何位置被用于所述对象的图像采集时，所述变化用预期的X射线衰减的水平表达。所述图形显示还包括至少一个剂量使用指示符，所述剂量使用指示符具有一尺寸并且被定位于所述网格点中的任一个处。所述尺寸随着在当前成像程序中使用的或在一系列先前成像程序中在所述各自成像几何位置处使用的所述X射线剂量而变化。根据一个实施例，所述图形显示包括另外的剂量使用指示符，所述另外的剂量使用指示符包括一尺寸，所述输出单元操作为使所述两个尺寸相对于彼此调节大小，使得所述两个尺寸中较大的一个不超过预定义的最大尺寸，所述最大尺寸是关于所显示的网格结构的尺寸预设的。这防止所述剂量使用指示符的所述尺寸增长超出相对于另一指示符的比例，其否则可能挡住所述网格上的所述视图。这在与其他相比，不成比例地更为频繁地使用一个特定几何位置时，是尤其有用的。根据一个实施例，所述衰减水平用以下中的任一个的可视化：i)平均水当量患者厚度，ii)平均或峰值空气比释动能率，或者iii)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在图像采集程序期间辅助对X射线成像器的操作的装置，所述成像器能够根据跨要被成像的感兴趣对象的X射线衰减水平的差异，来改变X射线剂量，所述成像器还能够在采集图像时呈现多个成像几何位置中的任一个，所述装置包括：输入单元(201)，其被配置为接收请求以将当前成像几何位置改变为更新的成像几何位置以在图像采集中使用；存储器单元(205)，其被配置为存储所述成像几何位置与所述X射线剂量之间的函数关系，所述函数关系基于所述感兴趣对象中的预期X射线衰减水平；输出单元(210)，其被配置为使用所存储的函数关系，来为介入X射线成像器的人类操作者提供在所述更新的成像几何位置需要的X射线剂量相对于在参考位置需要的所述X射线剂量的变化的指示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.14 US 61/570,356;2012.06.19 US 61/661,4041.一种用于在图像采集程序期间辅助对X射线成像器的操作的装置，所述成像器能够根据跨要被成像的感兴趣对象的X射线衰减水平的差异，来改变X射线剂量，所述成像器还能够在采集图像时呈现多个成像几何位置中的任一个，所述装置包括：输入单元(201)，其被配置为接收请求以将当前成像几何位置改变为更新的成像几何位置以在图像采集中使用；存储器单元(205)，其被配置为存储所述成像几何位置与所述X射线剂量之间的函数关系，所述函数关系基于所述感兴趣对象中的预期X射线衰减水平；输出单元(210)，其被配置为使用所存储的函数关系，来为介入X射线成像器的人类操作者提供在所述更新的成像几何位置需要的X射线剂量相对于在参考位置需要的所述X射线剂量的变化的指示。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述指示为视觉的并且能够作为图形显示在屏幕上显示，所述图形显示在被如此显示时，包括与X射线剂量指示元素(301a-301c)相对的多个几何位置，每个指示元素表示所述几何位置中的一个以及在该成像几何位置处需要的X射线剂量的相对变化。3.如权利要求2所述的装置，其中，X射线剂量的所述变化通过所述指示元素被视觉编码，所述视觉编码直接随着跨所述指示元素(301a-301c)的X射线剂量需要的相对变化而改变。4.如权利要求2所述的装置，其中，所述图形显示还包括至少一个剂量使用指示符，所述至少一个剂量使用指示符具有一尺寸并且被定位于所述指示元素(301a-301c)中的任一个处，所述尺寸随着在当前成像程序中使用的X射线剂量而变化，或者所述尺寸表示在一个先前成像程序中或在一系列先前成像程序中在各自成像几何位置处使用的剂量。5.如权利要求2所述的装置，其中，所述指示元素构成所存储的成像几何位置与X射线剂量之间的函数关系的多个轮廓线中的一个的点。6.如权利要求2所述的装置，其中，所述图形显示为图形用户界面，所述图形用户界面包括指针，所述指针在所述图形显示中的位置表示所述当前成像几何位置，所述指针位置随着所述X射线成像器从所述当前成像几何位置改变到所述更新的成像几何位置而变化。7.如权利要求1-2中的任一项所述的装置，通过听觉信号提供的所述指示具有一音高，所述音高直接随跨所述多个成像几何位置的X射线剂量需要的相对变化而改变，所述音高随着所述成像几何位置从所述当前成像几何位置改变到所述更新的成像几何位置而如此变化。8.如权利要求1-2中的任一项所述的装置，所述指示为机械的、以负反馈信号的形式，所述负反馈信号作用于由所述操作者使用的机械控制设备上，以请求成像几何位置的所述变化。9.如权利要求8所述的装置，其中，所述负反馈信号为赋予所述机械控制设备的振动，所述负反馈的强度或所述振动的频率直接随所述多个成像几何位置处和跨所述多个成像几何位置的X射线剂量需要的相对变化而改变，所述负反馈的强度或所述频率随着所述成像几何位置从所述当前成像几何位置变化到所述更新的成像几何位置而如此改变。10.如权利要求1所述的装置，其中，所述指示为视觉的并且能够作为图形显示显示在屏幕上，所述图形显示在被如此显示时包括带有表示不同成像几何位置的不同网格位置指示符(605)的网格结构，所述网格位置指示符(605)被视觉编码，所述编码随需要的X射线剂量的所述变化而跨所述网格位置指示符(605)改变，当各自成像几何位置被用于所述对象的图像采集时，所述变化用预期的X射线衰减的水平表达，所述图形显示还包括至少一个剂量使用指示符(610a-610c)，所述剂量使用指示符具有一尺寸并且被定位于所述网格位置指示符(605)中的任一个处，所述尺寸随着当前成像程序中使用的所述X射线剂量而变化，或者所述尺寸表示在一个先前图像采集程序中或一系列先前成像采集程序中在各自成像几何位置处使用的所述X射线剂量。11.如权利要求10所述的装置，其中，所述图形显示包括另外的剂量使用指示符，所述另外的剂量使用指示符具有一尺寸，所述输出单元(210)操作为使所述至少一个剂量使用指示符的尺寸和所述另外的剂量使用指示符的尺寸相对于彼此调节大小，使得这两个尺寸中较大的一个不超过预定义的最大尺寸，所述最大尺寸是关于所显示的网格结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·维塔根，M·J·H·登哈尔托赫，B·P·A·J·霍恩阿尔特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL