用于床旁动态成像的软件同步制造技术

一种通过由射线照相成像系统的第一和第二组件执行的无线同步步骤来捕获射线照相图像的方法。在第一和第二组件之间发送数字消息，并记录发送和接收时间，使得可以确定传输延迟时间和时钟漂移率。基于发送和接收时间、传输延迟时间和时钟漂移率，生成第一组件步骤的时间表和第二组件步骤的时间表。

Software synchronization for bedside dynamic imaging

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于床旁动态成像的软件同步
本文中公开的主题涉及作为在数字射线照相（DR）检测器与x射线生成器或x射线源之间使检查操作同步的射线照相图像捕获系统和方法。
技术介绍
荧光检查（fluoroscopy）和断层照相组合（tomosynthesis）应用要求DR检测器与x射线源之间的同步以及高帧率数据捕获两者。同步允许x射线源在检测器处于积分（积分窗口）时发射。当前，期望的是，无线地控制DR检测器和x射线源的定时操作以供床旁应用所使用。在某些应用中，通过触发检测器以利用x射线源的曝光周期与检测器的积分周期之间的定时不确定性开始积分，从而发生无线射线照相图像捕获。不确定性是由不可控制的因素引起的，其诸如检测器与控制系统之间的延迟以及WiFi传输延迟。为了补偿，将积分窗口预设为比x射线脉冲宽度更长的时间窗口。然而，大的积分窗口会降低最大帧率（如按每秒捕获的射线照相图像（帧）（fps）为单位所测量的），并且可能限制荧光检查和断层照相组合应用的功能性。对于床旁动态成像应用（诸如荧光检查和断层照相组合），重要的是保持DR检测器的积分窗口小，同时确保仅在积分窗口期间发射x射线源。可期望的是使检测器和x射线源同步，使得x射线源的周期射线脉冲始终落在DR检测器的积分窗口内。此外，可期望的是，最小化用户启动获取（即，射线照相检查开始）与x射线源发射之间的等待时间。期望同步方法具有以下特性。期望DR检测器与x射线源之间的最小定时误差以使DR检测器的积分窗口最小化；在任何环境（包括温度偏差和繁忙的无线网络）中随着时间维持同步的能力；在整个检查周期之内维持同步的能力，使得用户在检查期间不必多次物理地重新同步；以及以最小等待时间来开始、暂停和恢复捕获的能力，以避免未预期的额外曝光。可期望的是在一天的过程之内或在检测器电池更换之间维持同步。荧光检查应用应当具有在任何时间开始获取图像的能力，并且用户期望以最小的等待时间显示图像。用于对DR检测器与x射线源之间的操作定时的先前方法包括连续波束检测方法。这种波束检测方法已经在检测器上进行了编程，其中针对曝光的图像数据分析每个图像帧，并将具有曝光数据的每个帧传递到控制系统。此方法仅能与连续曝光一起使用。在波束检测锁相（phaselock）方法中，并使用已经在检测器上编程的波束检测方法，检测到初始波束的上升沿，并调整后续的帧捕获定时，使得x射线开启时间发生在积分窗口期间。波束检测继续利用所有图像帧发生，并且如果捕获的图像帧包含曝光数据，则将它们发送到控制系统。在具有拴系式（tethered）同步的同步时钟的方法中，使用硬件信号、DR检测器和x射线源在1到2秒的过程之内来同步。在移除拴系（线缆）后，同步被维持达有限的时间量。此方法可以与时间表一起使用，或可以与波束检测一起使用以导出曝光的帧。以上讨论仅仅是为了一般的背景信息而提供的，并且不旨在被用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
技术实现思路
公开了使x射线源的发射与DR检测器的捕获（积分）窗口同步的方法。可以在打开积分窗口之后开始发射，并且可以在关闭积分窗口之前停止发射，以避免患者徒然地曝光于x射线。一种通过由射线照相成像系统的第一和第二组件执行的无线同步步骤来执行捕获射线照相图像的方法。在第一和第二组件之间发送数字消息，并记录发送和接收时间，使得可以确定传输延迟时间和时钟漂移率。基于发送和接收时间、传输延迟时间和时钟漂移率，生成第一组件步骤的时间表和第二组件步骤的时间表。在一个实施例中，x射线源和检测器通过Wi-Fi网络来连接。x射线源和检测器交换带时间戳（timestamped）的数据包，其中发送者（x射线源或者检测器）记录其传送和接收时间，以及读取记录在带时间戳的响应数据包中的时间。基于使用记录的时间和时间戳的计算，发送者确定相对于发送者的本地时间和/或时钟的响应者的本地时间和/或本地时钟，并构建要发送到响应者并由其使用的检查时间表。因此，图像捕获序列根据预定时间表进行。在一个实施例中，公开了使用射线照相成像系统捕获受治疗者（subject）的射线照相图像的方法。射线照相成像系统包括要同步操作的第一组件和第二组件。参考用于第一组件的时钟为第一组件生成步骤的时间表。类似地，参考用于第二组件的时钟为第二组件生成步骤的时间表。时钟被用于为对应第一或第二时间表中的步骤中的每个步骤定时开始或停止。在通过数字网络从第一组件向第二组件发送第一数字消息并且通过数字网络从第二组件向第一组件发送第二数字消息之后，生成时间表。第一组件时钟的时间tA1定义由第一组件何时发送了第一数字消息。第二组件时钟的时间tB1定义在第二组件处何时接收了第一数字消息。第一组件时钟的时间tA2确定由第一组件何时接收了第二数字消息。基于定义的时间tA1、tB1和tA2来生成步骤的时间表，使得第一组件步骤和第二组件步骤以同步来执行。本公开的此简要描述仅旨在提供根据一个或多个说明性实施例的本文中公开的主题的简要概览，并且不用作解释权利要求或限定或限制本专利技术的范围的指引，本专利技术的范围仅由所附权利要求所限定。提供此简要描述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的概念的说明性选择。此简要描述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在被用作帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决
技术介绍
中指出的任何或所有缺点的实现方式。附图说明因此，以可以理解本专利技术的特征的方式，可以通过参考某些实施例来获得本专利技术的详细描述，所述实施例的一些在附图中被图示。然而，应当指出的是，附图仅图示了此专利技术的某些实施例，并且因此不应视为限制其范围，因为本专利技术的范围涵盖其他同等有效的实施例。附图不一定按比例绘制，重点通常在于图示本专利技术的某些实施例的特征。在附图中，贯穿各个视图，相同的数字用于表示相同的部分。因此，为了进一步理解本专利技术，可以参考结合附图阅读的以下详细描述，在所述附图中：图1是示例性射线照相成像系统的示意性透视图；图2是数字射线照相（DR）检测器中的光电传感器阵列的示意图；图3是示例性DR检测器的透视图；图4是示例性DR检测器的横截面图；图5是为确定ASYM的示例性定时计算的流程图；图6是为确定SYM的示例性定时计算的流程图；图7是为确定漂移率（DR）并为生成用于射线照相成像系统的第一和第二组件的步骤的时间表的示例性定时计算的流程图；图8是为在不使用漂移率的情况下生成用于射线照相成像系统的第一和第二组件的步骤的时间表的流程图；以及图9是为在不使用ASYM或漂移率的情况下生成用于射线照相成像系统的第一和第二组件的步骤的时间表的流程图。具体实施方式此申请要求以Scott等人的名义于2017年5月11日提交的并标为“SOFTWARESYNCHRONIZATIONFORBEDSIDEDYNAMICIMAGING”的美国专利申请序列号62/504,790的优先权，所述申请通过引用在本文中以其整体并入于此。图1是数字射线照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种使用射线照相成像系统捕获受治疗者的射线照相图像的方法，所述射线照相成像系统包括第一组件和第二组件，所述方法包括：/n生成要由所述第一组件执行的第一组件步骤的时间表，第一组件步骤的所述时间表各自对应于由所述第一组件参考的第一组件时钟，以开始或停止所述第一组件步骤中的每个；以及/n生成要由所述第二组件执行的第二组件步骤的时间表，第二组件步骤的所述时间表各自对应于由所述第二组件参考的第二组件时钟，以开始或停止所述第二组件步骤中的每个；/n其中，生成第一组件步骤的所述时间表和生成第二组件步骤的所述时间表的所述步骤包括：/n通过数字网络从所述第一组件向所述第二组件发送第一数字消息，以及通过所述数字网络从所述第二组件向所述第一组件发送第二数字消息；/n确定在由所述第一组件发送了所述第一数字消息时所述第一组件时钟的时间tAl；/n确定在所述第二组件处接收了所述第一数字消息时所述第二组件时钟的时间tB1；/n确定在由所述第一组件接收了所述第二数字消息时所述第一组件时钟的时间tA2；以及/n基于所述确定的时间tA1、tB1和tA2中的一项或多项，生成第一组件步骤的所述时间表并且生成第二组件步骤的所述时间表，使得所述第一组件步骤和所述第二组件步骤以同步来执行。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170511 US 62/5047901.一种使用射线照相成像系统捕获受治疗者的射线照相图像的方法，所述射线照相成像系统包括第一组件和第二组件，所述方法包括：
生成要由所述第一组件执行的第一组件步骤的时间表，第一组件步骤的所述时间表各自对应于由所述第一组件参考的第一组件时钟，以开始或停止所述第一组件步骤中的每个；以及
生成要由所述第二组件执行的第二组件步骤的时间表，第二组件步骤的所述时间表各自对应于由所述第二组件参考的第二组件时钟，以开始或停止所述第二组件步骤中的每个；
其中，生成第一组件步骤的所述时间表和生成第二组件步骤的所述时间表的所述步骤包括：
通过数字网络从所述第一组件向所述第二组件发送第一数字消息，以及通过所述数字网络从所述第二组件向所述第一组件发送第二数字消息；
确定在由所述第一组件发送了所述第一数字消息时所述第一组件时钟的时间tAl；
确定在所述第二组件处接收了所述第一数字消息时所述第二组件时钟的时间tB1；
确定在由所述第一组件接收了所述第二数字消息时所述第一组件时钟的时间tA2；以及
基于所述确定的时间tA1、tB1和tA2中的一项或多项，生成第一组件步骤的所述时间表并且生成第二组件步骤的所述时间表，使得所述第一组件步骤和所述第二组件步骤以同步来执行。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于重复发送所述第一数字消息和发送所述第二数字消息的所述步骤来统计地确定作为所述第一组件时钟和所述第二组件时钟之间的通信延迟，并确定多个所述时间tA11→n、tB11→n和tA21→n。


3.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于重复发送所述第一数字消息和发送所述第二数字消息的所述步骤来统计地确定作为所述第一组件时钟和所述第二组件时钟之间的相对时钟差，并确定所述多个所述时间tA11→n、tB11→n和tA21→n。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括：重复发送所述第一数字消息和发送所述第二数字消息的所述步骤，并且在由所述第二组件发送了所述第二数字消息时，确定所述第二组件时钟的多个时间tB21→n。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，生成第一组件步骤的所述时间表tA（事件1..n）以及生成第二组件步骤的所述时间表tB（事件1..n）的所述步骤包括使用所述公式tB（事件1..n）=tA（事件1..n）-tA1+tB1-（（tA2-tA1）/2）-（tB2-（tA1+tA2）/2）。


6.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述第一组件和所述第二组件连接到公共监视系统，其中，所述公共监视系统执行以下步骤：
当由所述第一组件发送了所述第一数字消息时，确定所述第一组件时钟的时间tCl；
当由所述第二组件发送了所述第二数字消息时，确定所述第二组件时钟的时间tC2；以及
当由所述第一组件接收了所述第二数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：RT斯科特，SA罗杰森，
申请(专利权)人：卡尔斯特里姆保健公司，
类型：发明
国别省市：美国;US