监视对对象的处理制造技术

为了减少到对象或观察者的辐射剂量，用于监视对对象(4)的处理的设备(1)具有光学单元(2)，该光学单元被配置为将电离辐射(3)集中到对象(4)上；以及具有过滤器元件(5)，以便衰减一部分电离辐射(3)。成像单元(6)可以检测穿过对象(4)的电离辐射(3)的分量，以便生成对象(4)的影像(8)。视线采集系统(26)可以采集视线运动，并且控制单元(10)被配置为在第一运行模式期间依据视线运动来控制过滤器元件(5)的位置。控制单元(10)被配置为识别预定义的视线运动过程并且据此切换到第二运行模式。在第二运行模式期间依据图像分析来控制过滤器元件(5)的位置。

【技术实现步骤摘要】
监视对对象的处理
本专利技术涉及一种用于监视对对象的处理的设备，该设备具有光学单元，该光学单元被配置为将电离辐射集中到对象上；以及过滤器元件，该过滤器元件可以布置在电离辐射的射束路径中，并且被配置为衰减一部分电离辐射；成像单元，该成像单元被配置为检测穿过对象的电离辐射的分量，以便生成对象的部分的影像；视线采集系统，该视线采集系统被配置为采集观察者的视线运动；以及控制单元，该控制单元被配置为在第一运行模式期间依据视线运动来控制过滤器元件的位置。此外，本专利技术涉及一种针对用于在监视对对象的处理时进行图像分析的模型的训练设备、一种用于训练用于在监视对对象的处理时进行图像分析的模型的方法、以及一种用于监视对对象的处理的方法、一种计算机程序和一种计算机可读的存储介质。
技术介绍
在通过电离辐射支持地处理对象时，例如在对患者的治疗性干预或者对其他对象的非医学干预中进行X射线支持的导管引导时，可以有利的是，观察者(例如医生)和/或对象经受的电离辐射的剂量尽可能地小。为此，可以将过滤器元件引入到电离辐射的射束路径中，该过滤器元件定义优先区域，在该优先区域之内不对电离辐射进行衰减，以便实现尽可能好的图像结果，并且在该优先区域之外对电离辐射进行衰减。由于应当以尽可能高的图像质量进行成像的感兴趣区域(英语：regionofinterest，ROI)的位置在处理期间可能发生变化，因此可以对应地控制过滤器元件的位置。如果依据观察者的视线运动通过视线采集系统来控制过滤器元件的位置，则可能发生视线采集系统丢失了使用者或观察者的当前的视线位置，即，没有或不能正确地采集视线运动，或者由于其他的原因而无法正确地定位过滤器元件。在这种情况下，例如可以从射束路径中完全去除过滤器元件，以确保以良好的图像质量继续对ROI进行成像。不利的是，由此失去了过滤器元件的实际功能，即失去了对于观察者和/或对象的剂量降低。另外的缺点是，通过从射束路径中取出过滤器元件以及将过滤器元件再次插入到射束路径中，可能导致成像中的破坏性伪影。在文件US5,278,887中，描述了一种用于在透射支持的方法期间减少X射线剂量的设备和方法。在此，使用允许X射线辐射不衰减地通过的过滤器元件，以便以高的X射线强度和对应地高的图像质量成像感兴趣区域。在文件US8,754,388B2中，描述了一种用于控制辐射的系统，以便使到患者上的或到系统的使用者上的辐射最小化。为此，使用注意力监视系统，该注意力监视系统例如可以被构建为大脑传感器系统或构建为眼睛传感器系统。自动地根据注意力监视系统来确定感兴趣区域。
技术实现思路
在该背景下，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于在使用电离辐射的情况下监视对对象的处理的改进的设计，其中可以减少用于对象和/或观察者的电离辐射的剂量。根据本专利技术，该技术问题通过根据本专利技术的用于监视对对象的处理的设备、针对用于在监视对对象的处理时进行图像分析的模型的训练设备、用于训练用于在监视对对象的处理时进行图像分析的模型的方法、用于监视对对象的处理的方法、计算机程序和计算机可读的存储介质来解决。有利的扩展方案和进一步的实施方案是本专利技术的主题。改进的设计基于以下思路：在运行模式期间依据观察者的视线运动来控制优先区域的位置，并且如果识别出经定义的观察者的视线运动过程，则依据图像分析来控制优先区域的位置或使其保持不变。根据改进的设计的第一独立方面，提出了一种用于监视对对象的处理的设备。该设备具有光学单元，该光学单元被配置为将电离辐射(例如X射线辐射)集中到对象上。此外，该设备具有过滤器元件、成像单元、视线采集系统和控制单元。特别是布置在光学单元中或光学单元上的过滤器元件可以被引入电离辐射的射束路径中，或者被布置在射束路径中，以便衰减一部分电离辐射、特别是该部分电离辐射的强度，特别地以便定义优先区域。成像单元被配置为检测穿过对象的电离辐射的分量，以便生成对象的部分或区域的影像。视线采集系统被配置为采集观察者的视线运动、特别是例如图像显示设备上的影像或影像示图的观察者的视线运动。例如，为了获得由视线采集系统基于对视线运动的采集而生成的视线运动数据，尤其与视线采集系统耦合的控制单元被配置为，在第一运行模式期间、特别是在设备和/或控制单元的第一运行模式期间，依据视线运动、特别是依据视线运动数据来控制过滤器元件的位置，尤其是以便控制优先区域的位置。控制单元被配置为，依据视线运动来识别预定义的视线运动过程、特别是预定义的观察者的视线运动过程，并且如果已经识别出视线运动过程，则从第一运行模式切换到第二运行模式、特别是设备或控制单元的第二运行模式。控制单元被配置为，在第二运行模式期间依据对影像的图像分析、特别是图像分析的结果来控制过滤器元件的位置，或者在第二运行模式期间使过滤器元件的位置保持不变。对对象的处理例如可以是借助工具的处理。在对患者进行医学处理的情况下，工具尤其可以是导管。通过成像单元生成其影像的对象的部分例如包含工具或工具的标记区域、例如导管的导管尖端。在第一运行模式或第二运行模式期间对过滤器元件的位置的控制例如可以用于在处理期间跟随工具或工具的标记区域，由此观察者可以获得关于(特别是在对象内部、例如在患者的身体内部的)工具的位置的准确图像。光学单元例如可以接收来自辐射源的电离辐射，该辐射源可选地包含在设备中。当过滤器元件布置在射束路径中时，该过滤器元件将一部分电离辐射衰减，以便将到观察者和/或对象上的电离辐射的剂量保持得尽可能低。通过过滤器元件，电离辐射的另外的部分不会衰减，或者与电离辐射的被衰减的那部分相比仅很小地衰减。由此，辐射的另外的部分可以基本上未衰减地击中对象，使得可以生成具有尽可能高的图像质量、特别是具有低的噪声分量的对象的部分的影像。优先区域尤其是对象或对象上的被电离辐射的另外的部分基本上未衰减地击中的那个区域。工具、工具的标记区域或者对象的区域(工具或工具的标记区域位于所述对象的区域内)例如与感兴趣区域ROI相对应，因为工具的标记区域(例如导管尖端)是观察者必须尽可能准确地留意的那个部分，以便能够借助工具执行对对象的处理，特别地以便能够尽可能精确地引导工具。由于ROI可以在利用工具进行处理期间运动，例如由于工具和/或对象的相对应的运动，因此，优先区域例如被控制为，使得该优先区域尽可能与ROI相一致或位于ROI内，或ROI位于优先区域内，使得可以尽可能始终以尽可能高的质量对ROI进行成像。控制单元相应地与视线采集系统并且例如与成像单元相耦合，以及特别地与过滤器元件和/或光学单元相耦合。特别地，该设备(例如光学单元)可以包含用于运动过滤器元件的驱动系统，以便依据由用于控制过滤器元件的控制单元所产生的控制信号来运动过滤器元件的位置。特别地，观察者可以是借助工具执行对对象的处理的人员、例如是医生。因此特别地，观察者可以因此是设备的使用者。但是，观察者也可以是观察对对象的处理而不必自己执行的另外的人员。例如，观察者可以是医务人员或技术人员。视线采集系统例如可以包含“眼球追踪器”或被构建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监视对对象(4)的处理的设备，所述设备(1)具有：/n-光学单元(2)，所述光学单元被配置为将电离辐射(3)集中到所述对象(4)上；/n-过滤器元件(5)，所述过滤器元件能够布置在电离辐射(3)的射束路径中，以便衰减一部分电离辐射(3)；/n-成像单元(6)，所述成像单元被配置为检测穿过对象(4)的电离辐射(3)的分量，以便生成对象(4)的部分的影像(8)；/n-视线采集系统(26)，所述视线采集系统被配置为采集观察者(25)的视线运动；以及/n-控制单元(10)，所述控制单元被配置为在第一运行模式期间依据所述视线运动来控制过滤器元件(5)的位置；/n其特征在于，/n所述控制单元(10)被配置为：/n-依据所述视线运动来识别预定义的视线运动过程；/n-当已经识别出视线运动过程时，从所述第一运行模式切换到第二运行模式；以及/n-在所述第二运行模式期间依据对影像(8)的图像分析来控制过滤器元件(5)的位置。/n

【技术特征摘要】
20190514 DE 102019206960.61.一种用于监视对对象(4)的处理的设备，所述设备(1)具有：
-光学单元(2)，所述光学单元被配置为将电离辐射(3)集中到所述对象(4)上；
-过滤器元件(5)，所述过滤器元件能够布置在电离辐射(3)的射束路径中，以便衰减一部分电离辐射(3)；
-成像单元(6)，所述成像单元被配置为检测穿过对象(4)的电离辐射(3)的分量，以便生成对象(4)的部分的影像(8)；
-视线采集系统(26)，所述视线采集系统被配置为采集观察者(25)的视线运动；以及
-控制单元(10)，所述控制单元被配置为在第一运行模式期间依据所述视线运动来控制过滤器元件(5)的位置；
其特征在于，
所述控制单元(10)被配置为：
-依据所述视线运动来识别预定义的视线运动过程；
-当已经识别出视线运动过程时，从所述第一运行模式切换到第二运行模式；以及
-在所述第二运行模式期间依据对影像(8)的图像分析来控制过滤器元件(5)的位置。


2.根据权利要求1所述的设备，
其特征在于，
所述控制单元(10)被配置为：
-依据所述视线运动来识别观察者(25)的视线方向是否位于预给定的视线方向区域内；以及
-当所述视线方向位于所述视线方向区域内时，维持所述第一运行模式或从所述第二运行模式切换到所述第一运行模式。


3.根据权利要求1或2所述的设备，
其特征在于，
通过对所述视线运动过程的识别，识别出观察者(25)的视线方向位于预给定的另外的视线方向区域内。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，
其特征在于，
所述控制单元(10)被配置为，当所述视线采集系统(26)不能采集到观察者(25)的视线运动时，从所述第一运行模式切换到所述第二运行模式。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，
其特征在于，
所述设备(1)包含计算单元(11)，所述计算单元被配置为执行图像分析，以确定感兴趣区域(12)的位置；以及
所述控制单元(10)被配置为在所述第二运行模式期间依据感兴趣区域(12)的位置来控制过滤器元件(5)的位置。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，
其特征在于，
所述控制单元(10)被配置为：
-重复地采集所述视线运动，并且将重复地采集到的视线运动与所述预定义的视线运动过程进行比较；以及
-基于比较结果识别所述预定义的视线运动过程。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，
其特征在于，
所述控制单元(10)被配置为：
-依据所述视线运动来识别预定义的另外的视线运动过程；
-确定设备(1)的至少一个状态参量或者至少一个状态参量的改变；
-当已经识别出另外的视线运动过程时，依据至少一个状态参量或者依据至少一个状态参量的改变，从所述第一运行模式切换到第二运行模式。


8.一种针对用于在监视对对象(4)的处理时进行图像分析的模型的训练设备，
其特征在于，
所述训练设备(1)具有：
光学单元(2)，所述光学单元被配置为将电离辐射(3)集中到所述对象(4)上；
过滤器元件(5)，所述过滤器元件能够布置在电离辐射(3)的射束路径中，以便衰减一部分电离辐射(3)并且由此定义优先区域(13)；
成像单元(6)，所述成像单元被配置为检测穿过对象(4)的电离辐射(3)的分量，以便生成对象(4)的部分的影像(8)；
视线采集系统(26)，所述视线采集系统被配置为采集观察者(25)的视线运动；
控制单元(10)，所述控制单元被配置为依据所述视线运动来确定优先区域(13)的目标位置；以及
计算单元，所述计算单元被配置为根据所述影像(8)与所述目标位置的相关性来确定所述模型的参数组。

【专利技术属性】
技术研发人员：A内科瓦，M沙里菲，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE