校准用于头影测量成像的X射线医学成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于操作成像系统以执行头影测量成像的系统和方法。所述成像系统包括柱子、可枢转地联接到所述柱子的上部搁架、联接到所述上部搁架并且可在所述柱子的径向方向上沿所述上部搁架的长度线性平移的旋转部分、联接到所述旋转部分的第一x射线源，以及在第一成像体积的与所述第一x射线源相对的一侧上联接到所述旋转部分的x射线检测器。通过在调节所述上部搁架的枢转角度时扫描所述成像体积并且通过在调节所述旋转部分沿所述上部搁架的线性位置时扫描所述成像体积，在至少二维上相对于所述成像系统确定所述头影测量患者支撑件的中心位置。

Calibration of X-ray medical imaging device for cephalometric imaging

【技术实现步骤摘要】
校准用于头影测量成像的X射线医学成像装置
实施方案整体涉及用于x射线医学成像的系统和方法。
技术介绍
利用高能辐射(例如X射线辐射)来检查目标的内部结构的系统是已知的。这些系统可以用于产生身体部位的图像。检测系统(特别是医疗应用中所使用的那些)引导X射线穿过感兴趣的身体部位射向X射线检测器。在某些种类的X射线成像中，图像是在X射线发生器和成像装置根据预定的几何路径和速度曲线在患者头部周围移动的过程期间捕获的。X射线发生器和成像装置的移动在传统上是同步的，使得成像装置表面垂直于感兴趣的层。在其他种类的X射线成像中，X射线发生器和成像装置以预定方式对准。
技术实现思路
一些实施方案的一个目的是提供用于校准成像系统的机构。例如，一些实施方案提供了通过确定患者支撑件相对于x射线成像系统的已知坐标系的位置，来校准与该患者支撑件一起使用的成像系统的机构。所描述的技术和系统可以在组合成像系统(例如，全景成像模态、头影测量成像模态和/或计算机断层扫描成像模态的组合)中使用。在一个实例中，所描述的技术和系统有助于减少全景/头影测量/计算机断层扫描(CT)组合成像系统的与校准同这些成像系统相关联的关键部件有关的缺点。例如，当对成像系统进行改造或补充以允许拍摄多种类型的图像(例如，全景图像、头影测量图像和/或计算机断层扫描(CT)图像)时，需要准确地校准该X射线成像系统，以便例如确保准确成像并防止图像被多次重拍，从而防止患者重复接受X射线和不必要地暴露于X射线辐射。在一些情况下，头影测量成像部件是作为被设计用于全景成像的系统的附件或配件提供的。本文所描述的系统和方法提供了对能够捕获患者的全景图像、头影测量图像和/或计算机断层扫描(CT)图像的成像系统的校准。在一些(但不是全部)系统中，存在用于全景成像和计算机断层扫描成像的第一X射线源，和用于头影测量成像的第二X射线源。本文所描述的系统和方法尤其提供了通过确定一个或多个部件相对于该成像系统的坐标系的位置和/或取向，来确定附件部件或配件部件相对于该成像系统的原始部件或先前校准部件的位置。在一些情况下，该x射线成像系统包括柱子、联接到该柱子的上部搁架，以及联接到该上部搁架的旋转部分。该x射线成像系统被配置成相对于柱子可控制地枢转上部搁架(例如，枢转移动)。此外，该x射线成像系统被配置成相对于上部搁架可控制地旋转所述旋转部分，并且提供该旋转部分在柱子的径向方向上沿上部搁架的长度的可控制的线性移动。一个实施方案包括用于医学成像的X射线成像系统。该X射线成像单元包括柱子。该X射线成像系统还包括联接到柱子的上部搁架。该X射线成像系统包括旋转部分，该旋转部分可旋转地联接到上部搁架并具有相对于上部搁架的旋转轴线。该旋转部分包括X射线源。该X射线成像系统的旋转部分或另一部件包括可见光源，例如激光器、LED或其他光源，以及X射线成像检测器。X射线源和X射线成像检测器被配置成至少借助于旋转部分的旋转移动(R)来提供图像。该X射线成像系统还包括被配置成支撑待成像的患者的头影测量患者支撑件。该头影测量患者支撑件可以通过第一臂选择性地附接到柱子，并且包括一对可调节的耳杆，其中每个耳杆都具有耳塞。该光源被配置成产生光束并将该光束投射到X射线成像检测器上的固定位置。在一个实例中，该固定位置与患者的法兰克福平面(Frankfurtplane)相关联。该头影测量患者支撑件可调节，以使耳塞与光束对准。一些实施方案提供了操作成像系统以执行头影测量成像的方法。该成像系统包括柱子、联接到该柱子的上部搁架、联接到该上部搁架并且可在该柱子的径向方向上沿该上部搁架的长度线性平移的旋转部分、联接到该旋转部分的第一x射线源，以及在第一成像体积的与该第一x射线源相对的一侧上联接到该旋转部分的x射线检测器。通过可控制地调节x射线检测器相对于头影测量患者支撑件的位置来执行至少一次校准扫掠。图像数据在执行至少一次校准扫掠时被x射线检测器捕获。该头影测量患者支撑件的中心位置是基于在执行所述至少一次校准扫掠时所捕获的图像数据，在至少二维上相对于成像系统确定的。另一实施方案提供了这样的成像系统：该成像系统包括柱子、联接到该柱子的上部搁架、联接到该上部搁架并且可在该柱子的径向方向上沿该上部搁架的长度线性平移的旋转部分、联接到该旋转部分的第一x射线源、在第一成像体积的与该第一x射线源相对的一侧上联接到该旋转部分的x射线检测器，以及控制器。该控制器被配置成通过可控制地调节x射线检测器相对于头影测量患者支撑件的位置来执行至少一次校准扫掠。图像数据在执行至少一次校准扫掠时被x射线检测器捕获。该控制器然后基于在执行所述至少一次校准扫掠时所捕获的图像数据，在至少二维上相对于成像系统确定该头影测量患者支撑件的中心位置。在一些实施方案中，该成像系统还包括可选择性地联接到柱子的头影测量患者支撑臂。该头影测量患者支撑件联接到该头影测量患者支撑臂的远侧端部，并且该成像系统确定该头影测量患者支撑件的未知位置，并使用该确定的位置信息来执行头影测量成像。在一些实施方案中，该成像系统还包括也可选择性地联接到柱子的头影测量x射线源臂。第二x射线源联接到该头影测量x射线源臂的远侧端部，并且由成像系统执行进一步的校准，以确定该第二x射线源相对于该头影测量患者支撑件的中间角度。头影测量成像通过从第二x射线源朝头影测量患者支撑件发射x射线并使用x射线检测器捕获图像数据来执行。术语“医学成像”是指例如牙齿、口腔外、口腔、颌面部、腕骨或耳朵、鼻子和喉咙的成像。另外的实施方案在从属权利要求中限定。除非另外明确指出，否则从属权利要求中列举的特征可相互自由组合。除非在权利要求中或本说明书中的其他地方给出了不同的定义，否则应当采用以下定义的动词和术语的定义。动词“包括”在本文档中用作开放式限制，既不排除也不要求存在未列举的特征。动词“包含”和“具有”以与动词“包括”相同的方式进行定义。如本文所用，术语“一个”、“一种”和“至少一个/种”被定义为一个/种或多于一个/种，并且术语“多个/种”被定义为两个/种或多于两个/种。如本文所用，术语“另一”被定义为至少第二个/种或更多个/种。除非上下文清楚地另外指出，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的意义使用。附图说明图1A展示了用于医学成像的X射线成像系统及其主要部分和移动。图1B展示了被定位用于全景/CT成像的图1A的X射线成像系统。图1C展示了在成像期间处于头影测量成像位置的图1A的X射线成像系统和患者。图1D是在成像期间当处于图1C的头影测量成像位置时相对于头影测量患者支撑件定位的患者的侧视图。图1E是用于图1A的X射线成像系统的控制系统的框图。图1F展示了两个检测器X射线成像单元的一个示例性实施方案，其示例性地配置在全景成像位置。图2A是具有用于对用于头影测量成像的x射线成像系统进行校准的校准体模的第一实例的头影测量患者支撑件的透视图。图2B是具有用于对用于头影测量成像的x射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作成像系统以执行头影测量成像的方法，所述成像系统包括/n柱子，/n联接到所述柱子的上部搁架，/n旋转部分，所述旋转部分联接到所述上部搁架并且可在所述柱子的径向方向上沿所述上部搁架的长度线性平移，/n联接到所述旋转部分的第一x射线源，以及/nx射线检测器，所述x射线检测器在第一成像体积的与所述第一x射线源相对的一侧上联接到所述旋转部分，/n所述方法包括：/n通过可控制地调节所述x射线检测器相对于头影测量患者支撑件的位置来执行至少一次校准扫掠；/n在执行所述至少一次校准扫掠时，通过所述x射线检测器捕获图像数据；以及/n基于在执行所述至少一次校准扫掠时所捕获的所述图像数据，在至少二维上相对于所述成像系统确定所述头影测量患者支撑件的中心位置。/n

【技术特征摘要】
20181109 US 16/185,6701.一种操作成像系统以执行头影测量成像的方法，所述成像系统包括
柱子，
联接到所述柱子的上部搁架，
旋转部分，所述旋转部分联接到所述上部搁架并且可在所述柱子的径向方向上沿所述上部搁架的长度线性平移，
联接到所述旋转部分的第一x射线源，以及
x射线检测器，所述x射线检测器在第一成像体积的与所述第一x射线源相对的一侧上联接到所述旋转部分，
所述方法包括：
通过可控制地调节所述x射线检测器相对于头影测量患者支撑件的位置来执行至少一次校准扫掠；
在执行所述至少一次校准扫掠时，通过所述x射线检测器捕获图像数据；以及
基于在执行所述至少一次校准扫掠时所捕获的所述图像数据，在至少二维上相对于所述成像系统确定所述头影测量患者支撑件的中心位置。


2.如权利要求1所述的方法，还包括通过以下方式执行头影测量成像：操作第二x射线源向患者的头部发射x射线，以及基于所述头影测量患者支撑件的所述确定的中心位置可控制地调节所述x射线检测器在所述患者的头部的与所述第二x射线源相对的一侧上的位置。


3.如权利要求1所述的方法，还包括将头影测量支撑臂选择性地联接到所述柱子，其中所述头影测量患者支撑件联接到所述头影测量支撑臂的远侧端部。


4.如权利要求3所述的方法，还包括选择性地
将头影测量x射线源臂联接到所述柱子，其中第二x射线源可旋转地联接到所述头影测量x射线源臂的远侧端部；并且
通过以下方式执行头影测量成像
基于所述头影测量患者支撑件的所述确定的中心位置定位所述x射线检测器，以及
在通过可控制地调节所述第二x射线源相对于所述头影测量x射线源臂的旋转角度进行扫描时，操作所述第二x射线源向所述x射线检测器发射x射线。


5.如权利要求1所述的方法，还包括将校准体模联接到所述头影测量患者支撑件，其中所述校准体模包括从所述头影测量患者支撑件的中心位置竖直定位的线状主体，并且
其中确定所述头影测量患者支撑件的中心位置包括识别所述校准体模在所述枢转扫掠校准图像数据和所述线性扫掠校准图像数据中的位置。


6.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述头影测量患者支撑件的所述确定的中心位置，将所述x射线检测器定位在与第二x射线源相对的位置；
在通过可控制地调节所述第二x射线源的旋转角度进行扫描时，操作所述第二x射线源向所述x射线检测器投射x射线；以及
通过在用所述第二x射线源扫描时根据图像数据收集来识别所述第二x射线源的对应于由所述x射线检测器捕获的所述图像数据中的最大强度的旋转角度，确定所述第二x射线源相对于所述头影测量患者支撑件的中间角度。


7.如权利要求6所述的方法，还包括
在捕获用于确定所述第二x射线源的所述中间角度的所述图像数据之前，可控制地调节所述旋转部分的位置，以将联接到所述旋转部分的准直器定位于所述第二x射线源与所述x射线检测器之间的成像体积之外；以及
在所述准直器定位于所述第二x射线源与所述x射线检测器之间的成像体积之外时，捕获用于确定所述第二x射线源的所述中间角度的所述图像数据。


8.如权利要求7所述的方法，还包括：
可控制地调节所述旋转部分的位置，以将联接到所述旋转部分的所述准直器定位在所述第二x射线源与所述x射线检测器之间的所述成像体积内部；
在操作所述第二x射线源发射x射线时，在通过所述x射线检测器捕获图像数据时，以及在所述第二x射线源的所述旋转角度和所述x射线检测器的所述位置保持静止时，可控制地调节所述准直器的取向；以及
通过以下方式确定所述准直器的中间姿态
在可控制地调节所述准直器的所述取向时检测由所述x射线检测器捕获的所述图像数据中的准直边缘，以及
识别与所述图像数据中的所述准直边缘内的最大图像强度相对应的准直器姿态。


9.如权利要求8所述的方法，还包括通过以下方式执行头影测量成像
将联接到所述旋转部分的所述准直器定位在所述第二x射线源与所述x射线检测器之间的所述成像体积内部，使得由所述第二x射线源发射的x射线在到达所述x射线检测器之前被准直，
通过在从所述第二x射线源发射x射线时基于所述确定的中间角度可控制地调节所述第二x射线源的所述旋转角度，来用所述第二x射线源进行扫描，以及
在至少部分地基于所述头影测量患者支撑件的所述确定的中心位置和所述准直器的所述确定的中间姿态扫描时，对所述x射线检测器和所述准直器的移动与所述第二x射线源的移动进行协调。


10.如权利要求1所述的方法，其中所述上部搁架可枢转地联接到所述柱子，并且其中执行所述至少一次校准扫掠包括
通过在从所述第一x射线源发射x射线时可控制地调节所述上部搁架的枢转角度，来执行枢转扫掠校准；以及
通过在从所述第一x射线源发射x射线时可控制地调节所述旋转部分沿所述上部搁架的线性位置，来执行线性扫掠校准。


11.如权利要求1所述的方法，其中执行所述至少一次校准扫掠包括可控制地调节选自下列中的至少两者：所述上部搁架相对于所述柱子的枢转角度、所述旋转部分沿所述上部搁架的线性位置，以及所述旋转部分相对于所述上部搁架的旋转角度，
所述方法还包括：
将校准体模联接到所述头影测量患者支撑件，所述校准体模包括至少一个具有已知大小和已知尺寸的主体；以及
在执行所述至少一次校准扫掠时，用来自联接到所述柱子的第二x射线源的x射线照射所述校准体模，并且
其中相对于所述成像系统确定所述头影测量患者支撑件的所述中心位置包括
确定所述校准体模的所述至少一个主体在多个检测器位置中的每个位置处的放大率，
至少部分地基于所述确定的放大率来确定在所述多个检测器位置中的每个位置处，所述x射线检测器与所述校准体模之间的距离，以及
基于在所述多个检测器位置中的每个位置处，所述x射线检测器与所述校准体模之间的距离，相对于所述成像系统确定所述头影测量患者支撑件的所述中心位置。


12.一种成像系统，包括：
柱子；
联接到所述柱子的上部搁架；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰罗·伊索阿霍，伊尔波·塞雷莱，埃萨·苏罗宁，安德烈亚斯·梅林，马库·奥亚拉，亨利·塞泰莱，
申请(专利权)人：帕罗德克斯集团公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI