【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于生成训练数据以训练用来估计x光成像系统的成像设备的定位偏差的算法的计算机执行的方法。此外，本专利技术还涉及一种相应的计算机执行的方法，其用于训练用来估计x光成像系统的成像设备的定位偏差的算法；一种用于x光成像的方法；一种数据处理设备和计算机程序产品。
技术介绍
1、在x光图像生成中，当x光成像系统的成像设备、也即成像部件(例如x光源或x光辐射器和x光探测器)相对于待成像物体的定位出现偏差时，会降低诊断数据的可达到的分辨率和/或会形成造成干扰的伪影。
2、这在建立并进一步处理多个x光图像、尤其二维x光图像中、例如在减法图像计算中是尤为重要的，其中，在具有和不具有造影剂使用的情况下生成多个图片并将其相互清算。在此，在各个图像中定位的偏差会导致伪影和模糊或者说降低的分辨率。而且在用于三维图片重建的方法(其中在成像设备相对于待成像物体的不同位置处生成多个二维x光图像并随后为了三维重建而相互组合)中，当成像设备的实际轨迹与额定轨迹存在偏差时，会形成模糊和干扰伪影。
3、所述偏差可能归咎于例如x光成像系统的运动轴线的误差或游隙，或者归咎于在达到位置后的晃动，或者甚至归咎于物体的运动等。
4、为了克服这种问题，在相应敏感的用于x光成像的方法中使用具有极高强度的台座和具有极低误差的驱动部件或导引系统，以便实现高定位准确度。这导致的结果在于，台座在制造中非常复杂且昂贵并且具有极高重量。
5、基本上、然而尤其当这种台座不应被使用时，就有必要能够尽可能准确地估计出已形成的定位偏差，
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，能够以尽可能高的准确度估计x光成像系统的成像设备的定位偏差。
2、该技术问题通过独立权利要求的技术方案解决。有利的扩展设计和优选实施方式是从属权利要求的技术方案。
3、本专利技术所基于的思路在于，提供训练数据，利用所述训练数据能够训练用于估计x光成像系统的成像设备的定位偏差的算法。为此，生成带注释的训练数据集，所述训练数据集包含两个或更多个模拟的x光图像，所述x光图像根据与额定定位数据具有预定定位偏差的干扰定位数据模拟而成。定位偏差用作模拟x光图像的注释。由此生成的训练数据能够用于训练相应的算法，并且经训练的算法可以在实际生成x光图像中用于定位偏差的估计。
4、根据本专利技术的一个方面，规定了一种计算机执行的方法，其用于训练用来估计x光成像系统的成像设备的定位偏差的算法。在此，预先规定了用于成像设备的额定定位数据，并且根据上述额定定位数据计算干扰定位数据，所述干扰定位数据与额定定位数据具有至少一个预定的定位偏差。模拟成像方法，以便生成两个或更多个模拟的x光图像、尤其二维的x光图像，其中，根据干扰定位数据模拟成像设备的定位。生成并存储带注释的训练数据集。带注释的训练数据集包含两个或更多个模拟的x光图像，并且包含至少一个定位偏差作为两个或更多个模拟的x光图像的注释。
5、只要未另作说明，所述计算机执行的方法的所有步骤都可以通过至少一个计算单元实施，所述计算单元也可以被称作数据处理设备。所述数据处理设备尤其包括至少一个处理电路，其设计或者适合用于实施计算机执行的方法的步骤。为此，在数据处理设备中尤其可以存储计算机程序，所述计算机程序包括指令，所述指令在通过数据处理设备、尤其至少一个处理电路实施时允许数据处理设备实施所述计算机执行的方法。
6、成像设备尤其包括x光探测器或x光传感器以及x光辐射源或x光辐射器。例如x光辐射源相对于x光探测器是固定的，因此在成像设备的定位变化中，x光探测器相对于x光辐射源的位置和定向不发生改变。例如成像设备可以固定在支架或者说台座上，所述台座可以被称作机器人台座，并且成像设备能够相对于待成像物体参照一个或多个平移和/或旋转自由度、也称作运动轴、尤其平移轴或旋转轴运动并定位。台座可以是移动式的台座或可安装在壁或壳体盖上的台座。例如可以涉及c形臂台座。
7、x光成像设备也可以包括病床或手术台等，患者或其他待成像物体能够安置在所述病床或手术台上。
8、x光成像设备可以尤其包括驱动设备，以便控制台座的不同的运动轴，并且由此使成像设备相应地在参比坐标系中运动并定位。参比坐标系可以例如与病床或手术台或者与台座所处的地面固定地关联。只要未另作说明，成像设备的位置或定位尤其可以始终被理解为在参比坐标系中、也即例如相对于病床的位置或定位。
9、在此并在以下将“定位”的概念理解为：其并非仅仅是指狭义上的位置，而且还涉及定向或位置和定向的组合，也就是说成像设备在参比坐标系中的姿态或方位。也就是说定位可以被理解为位置和/或定向的设置。定位数据可以例如包括台座的各个运动轴的位置。在不同的实施方式中，x光成像系统可以具有另外的用于病床的驱动设备。由此可以与台座的定位无关地影响病床的位置和/或定向。由此还可以影响成像设备的定位。
10、通过表明台座的所有运动轴和(如果存在的话)病床的运动轴的相应的轴位置，可以单义地确定成像设备的定位，其中，这并不排除轴位置的不同组合能够导致成像设备的同一定位。
11、例如用于x光成像系统的每个运动轴的额定定位数据可以包括用于相应轴位置的相应的额定值。所述额定值可以在两个或更多个时刻给出，其中，两个或更多个模拟的x光图像中的每个都与两个或更多个时刻中的一个相匹配。在真实的x光成像中会针对两个或更多个时刻中的每一个都拍摄相应的x光图像。当不同时刻的额定值相互不同时，这可以理解为在通过各个轴的轴位置形成的空间中、必要情况下多维空间中的轨迹。然而作为备选，额定定位数据也可以直接包含成像设备在参比坐标系中的位置和/或定向。
12、相应地，至少一个定位偏差包含例如有关x光成像系统的一个或多个轴位置与一个或多个时刻的相应额定值或相应额定位置的偏差，额定定位数据针对所述一个或多个时刻给出。作为备选，通过至少一个预定的定位偏差必要时还可以直接表明成像设备在参比坐标系中的定向和/或位置的偏差。
13、“预定了额定定位数据”可以被理解为例如额定定位数据以计算机可读的形式存储在x光成像系统中的数据载体中。至少一个定位偏差同样可以预先存储或根据预定规则在实施所述方法时被确定。预定的偏差可以例如随机地或以统计方式或根据预定的统计学分布被确定，从而使定位偏差的实际值不必一定是事先已知的，只要用于确定所述至少一个定位偏差的规则是已知且预定的即可。
14、也就是说额定定位数据针对两个或更多个时刻分别定义了成像设备的额定定位。根据应用场景的不同，额定定位可以在不同时刻是相互不同的，例如当额定定位数据描述轨迹以实现三维图片重建时，或者也可以不是相互不同的，例如当应在同一额定定位生成不同的x光图像，例如用于减法血管造影。
15、通过类似方式，针对两个或更多个时刻的每一个的干扰的定位数据定义成像设备的定位。通过干扰的定位数据所定义的定位可以与额定定位部分匹配。然而至少针本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于生成训练数据的计算机执行的方法，所述训练数据用来训练用于估计X光成像系统(1)的成像设备(2、3)的定位偏差的算法(18)，其中，
2.根据权利要求1所述的计算机执行的方法，其特征在于，额定定位数据设定针对成像设备(2、3)的额定轨迹，并且干扰定位数据(15)设定针对成像设备(2、3)的干扰轨迹。
3.根据权利要求2所述的计算机执行的方法，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的计算机执行的方法，其特征在于，
5.根据前述权利要求中任一项所述的计算机执行的方法，其特征在于，
6.根据前述权利要求中任一项所述的计算机执行的方法，其特征在于，至少一个定位偏差根据用于成像设备(2、3)定位的预定的模型确定。
7.根据权利要求6所述的计算机执行的方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的计算机执行的方法，其特征在于，干扰定位数据(15)的计算、成像方法的模拟和带注释训练数据集(17)的生成和存储被多次重复，其中，在每次重复时至少一个定位偏差根据位置分布被重新确定。
9.根据权利
10.根据前述权利要求中任一项所述的计算机执行的方法，其特征在于，
11.一种用于训练算法(18)的计算机执行的方法，所述算法用于估计X光成像系统(1)的成像设备(2、3)的定位偏差，其中，
12.一种用于X光成像的方法，其中，
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
14.一种数据处理设备(14)，其包括至少一个处理电路，所述处理电路适用于实施根据权利要求1至11中任一项所述的计算机执行的方法。
15.一种包括指令的计算机程序产品，所述指令在通过数据处理设备(14)执行时允许数据处理设备(14)实施根据权利要求1至11中任一项所述的计算机执行的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于生成训练数据的计算机执行的方法，所述训练数据用来训练用于估计x光成像系统(1)的成像设备(2、3)的定位偏差的算法(18)，其中，
2.根据权利要求1所述的计算机执行的方法，其特征在于，额定定位数据设定针对成像设备(2、3)的额定轨迹，并且干扰定位数据(15)设定针对成像设备(2、3)的干扰轨迹。
3.根据权利要求2所述的计算机执行的方法，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的计算机执行的方法，其特征在于，
5.根据前述权利要求中任一项所述的计算机执行的方法，其特征在于，
6.根据前述权利要求中任一项所述的计算机执行的方法，其特征在于，至少一个定位偏差根据用于成像设备(2、3)定位的预定的模型确定。
7.根据权利要求6所述的计算机执行的方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的计算机执行的方法，其特征在于，干扰定位数据(15)的计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·蔡德勒，A·克雷默，G·伍尔泽，B·鲍曼，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：
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