公开一种用于生成所关注的区域（ＲＯＩ）的全景图像的方法，ＲＯＩ大于基于辐射的成像设备的视场，所述方法包括：沿着ＲＯＩ设置标记，沿着ＲＯＩ获取一组图像，其中获取的图像具有至少部分地重叠的部分，通过对准在两个图像中找到的共同标记并补偿在从辐射源到标记元件的距离和从辐射源到所关注的平面的距离之间的差异，对准至少两个分立的图像。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于医学放射的成像的领域。更具体地，本专利技术涉及将几个图像拼接 或组合成一个全景图像。
技术介绍
χ射线透视图像(Fluoroscopic χ-ray image)在多种手术过程中起关键作用，例 如，骨折复位、椎弓根螺钉的插入和用于治疗髋骨折的植入物。外科医生在手术室(OR)中 使用移动式χ射线透视机(C臂)，以确定骨骼、植入物和手术器具的位置和方向。χ射线透 视器具具有几个局限性，其中一个是窄视场(FOV)，这阻碍成像大的所关注的区域(ROI)， 例如，在长植入物放置的情况下。一种处理该问题的方式为，获取ROI的几个单独的重叠图 像并通过找到单个图像之间的足够的相关性组成单个χ射线图像的等价物。因此最终全景 的(或拼成的)图像可以是装置的原始视场的几倍宽。全景χ射线视图在许多整形外科手术过程的不同阶段期间可以是有用的。手术 前，它们用作诊断和测量。手术进行时，此时它们是特别有用的，它们帮助避免定位错误并 使外科医生能够有全面、无装饰的ROI视野。手术后，它们还可以提供关于手术结果的有用 的信息。全景χ射线成像同样在医学成像的其他领域是有用的，包括长血管的心血管造影 和例如脊骨或腿的骨架部分的数字放射成像(DR)。现代DR基于一般被限制在43cm的作用 范围的数字χ射线检测器。较长的解剖学结构通过取样几个重叠图像并将它们拼接在一起 来成像。从单独的图像中创建全景视图在现有技术中是已知的，并且构成在图形计算领域 的非常活跃的研究领域。组成全景图像的技术例如在US5，262, 856中被公开，并且用于单 独的重叠图片的自动对准的方法可以在US 5，649，032中找到。简言之，全景图像的产生需 要三个不同的步骤1)校正通常由光学系统引起的每单个图像的失真，2)对准并拼接单独 的图像，以及3)组成最终的全景图像。几个公布涉及用于校正χ射线数字成像的光学失真， 例如US 4，736，399或US 6，618，494。然而，最困难的步骤仍然是对准并拼接单独的图片。为了说明产生全景图像的几何困难，我们考虑如附图说明图1中示意性所示的χ射线成像 系统100，χ射线源102发射锥形光束104，该锥形光束104被平面检测器接收。系统100 用于在第一位置产生一个χ射线图像，并且然后源102和检测器106都被横向平移距离X 并用于在第二位置产生第二图像。对象A、B、C和D代表在成像范围内所关注的特征。在 平面108中的对象A是在两个图像的重叠区域，所以其在两个图像中都出现。为了拼接图 像，可在两个图像中的每一个中识别对象A并且相对于彼此平移图像直到该对象在两个图 像中准确地重叠为止。这种情况下，平面108中的其他特征将聚焦出现在被拼接的全景图 像中。然而，在平面110中的对象B将模糊或双双出现在被拼接的图像中，并且在平面110 中的对象C和D(其不是在重叠区域)将聚焦出现，但处于错误的它们之间的距离。通常，图像对准仅可以在离χ射线源的某一距离处来实现，被称为所关注的平面 (POI)的表面。不管它的名字，POI不限于单个空间平面，例如在整条腿的全景图像中，沿着(可能不同的)股骨平面和胫骨平面拼接有时是有用的。实际上，POI可以是χ射线源和检 测器之间的任何连续的空间表面。根据某一POI的图像的拼接使在该POI范围外的对象是 “模糊的”，这一现象普遍被叫做视差。在图像之间的物理重叠、关于成像系统位置的几何约束以及图像之间的映射类型 被认为是影响拼接过程的主要参数(Ziv et Josckowicz，IEEE Trans, on Med. Im.，23(1) 1-9)。有关成像系统平移的信息由运动控制系统在自动化运动中提供，或通过图像分析方 法来提供。早期的现有技术的、基于图像分析的拼接方法依赖连续图片中的具体特征的识 别。然而，χ射线透视成像中显著的解剖结构特征的检测和对准被认为是不可靠的且偶尔 不准确的。因此，发展了使用具体放置在FOV内的人工标记的其他方法，如例如在EP 1 632 181中所描述的。当被精确定位在平面中的一个或几个标记出现在两个连续图像中时，相应 地可以计算确切的平移。可选择地，Ziv和Joskowicz主张用于使用手动状态关于真实的ROI聚焦全 景图像的方法，在手动状态中用户指示要“焦点对准”的边缘且相应地设置P0I.商业上被叫做“智能拼接(SmartStitch) ”的软件和硬件封装由^qne’ ham, Israel的CMT医学技术有限公司来配销。封装允许几个数字χ射线图像的获取，其中χ射 线源和检测器相对于患者在快照(shot)之间平行移动，且患者被保持静止。操作来产生χ 射线图像上的标尺标记的χ射线标尺被放置在患者的旁边。为了使拼接成功，标尺必须被 定位在与例如脊骨或腿的所关注的解剖结构特征离源相同的距离处。拼接操作包括连续图 像之间的重叠区域中标尺标记的对准。合成的全景图像提供对于标尺平面中而非其他平面 中的特征的聚焦的准确图像。“智能拼接”不提供对于POI及其中的解剖结构特征相对于成 像系统及其运动倾斜的事例的解决方案。类似的封装由DR和CR系统的其他卖方来提供。对通过拼接多个χ射线图像获取全景视图的一些其他解决方案可以在下述专利 中找到-EP O 655 861和相应的美国专利6，097，833通过重叠由χ射线源和沿着患者的 长度平移的图像增强器获得的一系列连续的子图像，提供图像组成方法。为了在拼接处理 中准确地匹配连续的子图像，在成像器的两个位置之间的移位通过找到重叠部分中的像素 值之间的最大相关性来确定。上面的参考还提出嵌入在患者躺的工作台上的χ射线标尺的 使用。然而，他们没有提出如何在任何POI重建聚焦的图像的解决方案。-EP 1 255 403涉及用于在数字χ射线成像中使用的图像组成方法。装置由移动 检测器组成，该移动检测器可以沿着在静态的X射线源前面的轴平移，该静态X射线源具有 使锥形光束能够与检测器位置同步方位的具体的准直器。相同的效果可以通过当检测器移 动时不定地倾斜X射线源而不改变焦点位置来获得。该方法消除类似立体视觉的几何失 真，但因为在C臂上源和检测器一起移动，该方法不可以在标准的C臂装备上来实现。-Wilson的US 5，123，056提供用于外围血管造影设置中整条腿的全景图像的处 理和显示技术，其基于高分辨率图像和低分辨率图像的处理和显示，其中重叠图像的对准 由POI中特征的视觉外观的手动或自动最优化来实现。-均转让给德国西门子AG的Chou 等人的US 5，833，607和Murthy等人的US 6，101，238描述了用于在外围血管造影中使用 的其他图像组成方法。χ射线检查装置由通过χ射线源和图像增强器的同步平移获取重叠7图像的机动化C臂组成。图像被处理以强调某些特征并且通过检测并匹配重建平面上的有 意义的特征来对准。对现有技术的该调查显示，大多数用于基于多个χ射线创建全景视图的方法基于 不可以在手术进行时使用的昂贵且体积大的系统。此外，对于X射线透视全景成像具体开 发的一些方法优选地使用装置的X射线源的位置作为参考来拼接连续的图像。全部这些系 统至少部分地校正具体平面处的视差，但是POI难于操作。同样，这些系统不能够提供可以 使外本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于获得所关注的区域ＲＯＩ的ｘ射线全景图像的方法，所述ｘ射线全景图像聚焦在所选的所关注的平面ＰＯＩ中，所述方法包括：ａ）沿着所述ＲＯＩ设置拼接标记；ｂ）使用包括ｘ射线源和检测器的ｘ射线系统，以获取覆盖大于所述ｘ射线系统的视场ＦＯＶ的ＲＯＩ的多个ｘ射线图像；ｃ）检测分立的ｘ射线图像中的所述标记元件；ｄ）根据所述标记元件对准所述分立的ｘ射线图像；ｅ）重新调节所述分立的ｘ射线图像和／或其对准，以解决在从所述ｘ射线源到所述标记元件的表面的距离和从所述ｘ射线源到所述ＰＯＩ的距离之间的差异；以及ｆ）通过对于在作为结果的全景图像中的每个像素，从适当的分立的ｘ射线图像中的适当的像素中选择或构成一值，来构造所述作为结果的全景图像；所述方法特征在于，设置所述拼接标记，使得所述拼接标记不一定被设置在所述所选的ＰＯＩ内；然而，所述拼接标记显示在所有相关的图像中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：拉姆·纳撒尼尔，
申请(专利权)人：苏尔吉克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：IL
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