快速幀率無(wú)線(xiàn)成像的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及醫(yī)療成像領(lǐng)域；更具體地說(shuō)，涉及一種控制具有可拆卸X射線(xiàn)探測(cè)器的便攜式X射線(xiàn)熒光透視成像裝置的方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]熒光透視提供患者內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的近實(shí)時(shí)可視化，其具有監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的能力，包括跟蹤各種類(lèi)型的特征如探針或其它設(shè)備、流體和結(jié)構(gòu)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。熒光透視被用來(lái)例如幫助診斷和定位患者用于隨后的圖像記錄或定位和操縱用于介入程序的各種類(lèi)型的設(shè)備。
[0004]圖1的方框圖示出了在用于獲得患者14或其它對(duì)象的圖像的傳統(tǒng)熒光透視系統(tǒng)10的成像路徑中的組件。來(lái)自通常使用準(zhǔn)直器22和過(guò)濾器24的X射線(xiàn)源20的放射被通過(guò)患者14定向到圖像增強(qiáng)器30。通常提供了柵格32。照相機(jī)40然后從X射線(xiàn)曝光捕獲連續(xù)視頻幀并生成顯示在顯示監(jiān)視器44上的圖像。
[0005]為了減少患者在電離輻射下的曝光，傳統(tǒng)熒光透視實(shí)踐使用準(zhǔn)直器22來(lái)盡可能限制曝光場(chǎng)的大小。調(diào)整準(zhǔn)直器22是使用初始“偵察圖像”來(lái)確定放射束的居中程度和準(zhǔn)直器的可允許調(diào)節(jié)量而進(jìn)行，以將放射定向至特定患者14的感興趣區(qū)域(ROI)。從業(yè)人員觀察偵察圖像并作出相應(yīng)的調(diào)整，然后開(kāi)始用于熒光透視的主動(dòng)成像序列。此程序是耗時(shí)且粗略的，有時(shí)需要重復(fù)調(diào)整以校正錯(cuò)誤。此外，患者移動(dòng)或造影劑或探針或其它設(shè)備的正在進(jìn)行的進(jìn)展可以引起ROI轉(zhuǎn)移，從而需要重復(fù)暫停成像會(huì)話(huà)以允許重新調(diào)整準(zhǔn)直器。
[0006]隨著射線(xiàn)照相(DR)成像接收器在圖像質(zhì)量和采集速度方面穩(wěn)步提高，預(yù)期這些設(shè)備可以被越來(lái)越多地利用，不僅可用于傳統(tǒng)的射線(xiàn)照相成像，同時(shí)還可用于熒光透視應(yīng)用，從而有效地消除了對(duì)用于傳統(tǒng)熒光透視系統(tǒng)(如圖1中所示出的熒光透視系統(tǒng))的專(zhuān)門(mén)圖像增強(qiáng)器硬件的需求。
發(fā)明概要
[0007]本申請(qǐng)的一個(gè)方面是促進(jìn)醫(yī)療快速幀率無(wú)線(xiàn)成像(例如，熒光透視)技術(shù)。
[0008]本申請(qǐng)的另一個(gè)方面是全部或部分解決相關(guān)技術(shù)中的至少上述和其它缺陷。
[0009]本申請(qǐng)的另一個(gè)方面是全部或部分提供至少本文所描述的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]本申請(qǐng)的另一個(gè)方面是提供方法和/或裝置，通過(guò)所述方法和/或裝置可以提供醫(yī)療快速幀率無(wú)線(xiàn)成像。
[0011]本申請(qǐng)的另一個(gè)方面是解決對(duì)改善在從便攜式系統(tǒng)提供快速幀率成像的需求。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種便攜式射線(xiàn)照相成像裝置，其包括:
[0013]輪式運(yùn)輸框架；和
[0014]支撐臂，其安裝在框架上且具有連接到放射源的固定端和與固定端相對(duì)的可伸縮端，其中當(dāng)可伸縮端從框架向外伸出并收縮到支撐臂內(nèi)的縮回位置時(shí)，可伸縮端安置成像探測(cè)器；
[0015]其中成像探測(cè)器可從可伸縮端移除以進(jìn)行獨(dú)立操作，且支撐臂處于縮回位置。
[0016]根據(jù)一個(gè)替代方面，提供了一種限定指向受試者并到達(dá)獨(dú)立成像探測(cè)器的放射束的形狀的方法，所述方法包括:
[0017]a)檢測(cè)成像探測(cè)器相對(duì)于放射源的位置和定向；
[0018]b)根據(jù)檢測(cè)到的成像探測(cè)器位置調(diào)節(jié)位于放射束路徑中的孔門(mén)，以使入射在探測(cè)器的預(yù)定區(qū)域上的光束成形；
[0019]c)激勵(lì)放射源以發(fā)射成形放射束；和
[0020]d)從成像探測(cè)器采集有關(guān)受試者的圖像數(shù)據(jù)。
[0021]根據(jù)一個(gè)替代方面，提供了一種便攜式射線(xiàn)照相成像裝置，其包括:
[0022]支撐臂，其安裝在框架上且具有連接到放射源陣列的固定端，放射源陣列具有可以個(gè)別地激勵(lì)以向探測(cè)器發(fā)射放射束的兩個(gè)或更多個(gè)放射源；
[0023]切換致動(dòng)器，其可激勵(lì)用來(lái)使來(lái)自?xún)蓚€(gè)或更多個(gè)放射源中每一個(gè)的放射束沿相同光路對(duì)齊；
[0024]至少一個(gè)放射源溫度傳感器元件，其提供指示激勵(lì)放射源附近的溫度的信號(hào)；和
[0025]處理器，其監(jiān)測(cè)至少一個(gè)放射源傳感器元件的信號(hào)并根據(jù)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)控制兩個(gè)或更多個(gè)放射源的至少激勵(lì)。
[0026]這些目的只是作為說(shuō)明性實(shí)例而給出，且這些目的可以例示本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案。由公開(kāi)的發(fā)明內(nèi)在實(shí)現(xiàn)的其它所期望的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員想到或?qū)Ρ绢I(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)變得明顯。本發(fā)明由附加的權(quán)利要求書(shū)限定。
[0027]附圖簡(jiǎn)述
[0028]本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以下如附圖中所說(shuō)明的本發(fā)明實(shí)施方案的更具體描述將顯而易見(jiàn)。附圖的元件不一定按相對(duì)于彼此的比例繪制。
[0029]圖1是示出了傳統(tǒng)熒光透視成像裝置的組件的示意方框圖。
[0030]圖2A是示出了使用有線(xiàn)圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒晒馔敢暢上裱b置的組件的示意方框圖。
[0031]圖2B是示出了使用無(wú)線(xiàn)圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒晒馔敢暢上裱b置的組件的示意方框圖。
[0032]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的熒光透視捕獲和顯示裝置的功能組件的示意方框圖。
[0033]圖4A是示出了患者頭部的熒光透視圖像的平面圖。
[0034]圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案限定的感興趣矩形區(qū)域的圖4A圖像的視圖。
[0035]圖5是示出了熒光透視成像序列中的連續(xù)圖像幀的圖解。
[0036]圖6A是用于利用矩形限定熒光透視成像序列的感興趣區(qū)域的操作員界面的視圖。
[0037]圖6B是用于利用遮罩限定熒光透視成像序列的感興趣區(qū)域的操作員界面的視圖。
[0038]圖6C是用于利用設(shè)備或物體限定熒光透視成像序列的感興趣區(qū)域的操作員界面的視圖。
[0039]圖6D是用于利用準(zhǔn)直器設(shè)置限定熒光透視成像序列的感興趣區(qū)域的操作員界面的視圖。
[0040]圖7是示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施方案的能夠進(jìn)行熒光透視的移動(dòng)式射線(xiàn)照相單元的透視圖的圖解。
[0041]圖8是示出了處于運(yùn)輸位置的圖7移動(dòng)式射線(xiàn)照相單元的透視圖的圖解。
[0042]圖9是示出了采集數(shù)字射線(xiàn)照相成像裝置(例如，移動(dòng)式DR成像裝置、X射線(xiàn)成像室)、回看射線(xiàn)照相成像裝置、存儲(chǔ)射線(xiàn)照相成像裝置和/或圖像采集服務(wù)器的例示性關(guān)系的圖解。
[0043]圖10至14是示出了根據(jù)本申請(qǐng)的熒光透視成像裝置實(shí)施方案的圖解。
[0044]圖15是示出了熒光透視成像裝置的例示性應(yīng)用的圖解。
[0045]圖16是示出了根據(jù)本申請(qǐng)的某些例示性實(shí)施方案的數(shù)字便攜式平板型射線(xiàn)照相探測(cè)器(例如，與熒光透視成像裝置聯(lián)用)的例示性能力的圖解。
[0046]圖17是示出了針對(duì)測(cè)定相對(duì)于放射源正交的成像探測(cè)器的位置所感興趣的一些基本的空間和角度關(guān)系的示意方框圖。
[0047]圖18示出了針對(duì)測(cè)定相對(duì)于放射源呈某些傾斜角的成像探測(cè)器的位置所感興趣的空間和角度關(guān)系。
[0048]圖19示出了數(shù)字X射線(xiàn)探測(cè)器相對(duì)于在原點(diǎn)的放射源的三維坐標(biāo)的示意圖。
[0049]圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的初始測(cè)量束使用。
[0050]圖21示出了用于獲得具有矩形橫截面的放射束的傳統(tǒng)準(zhǔn)直器的配置。
[0051]圖22示出了用于獲得具有矩形或非矩形橫截面的放射束的準(zhǔn)直器的配置。
[0052]圖23示出了限制在探測(cè)器表面尺寸的正光束限制。
[0053]圖24示出了限制在探測(cè)器內(nèi)的ROI的正光束限制。
[0054]圖25示出了用于利用成傾斜角的放射使完整探測(cè)器成像的正光束限制。
[0055]圖26示出了具有C形臂且其可伸縮臂處于伸展位置的便攜式成像裝置。
[0056]圖27示出了 C形臂處于縮回位置且成像探測(cè)器被分開(kāi)的便攜式成像裝置。
[0057]圖28示出了具有顯示器和處理器的便攜式成像裝置。
[0058]圖29示出了具有處在伸展位置的可伸縮端的支撐臂。
[0059]圖30示出了具有處在縮回位置的可伸縮端的支撐臂。
[0060]圖31是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的溫度傳感器的成像裝置的透視圖。
[0061]圖32是示出了用于在兩個(gè)放射源之間切換的轉(zhuǎn)臺(tái)的成像裝置的透視圖。
[0062]圖33示出了其中提供可切換頭的本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施方案。
[0063]圖34示出了其中提供可切換頭的本發(fā)明的另一個(gè)替代實(shí)施方案。
[0064]圖35是示出了由根據(jù)本申請(qǐng)的例示性圖像采集管理控制器系統(tǒng)和/或方法實(shí)施方案全部或部分實(shí)施的例示性操作的圖解。
【具體實(shí)施方式】
[0065]以下是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述，參照附圖，其中在幾個(gè)圖式的每一個(gè)中，相同的參考數(shù)字指示相同的結(jié)構(gòu)元件。
[0066]除非另有特定說(shuō)明，否則術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等等在使用時(shí)不一定表示任何次序、順序或優(yōu)先關(guān)系，而是簡(jiǎn)單地用來(lái)更清楚地區(qū)別一個(gè)元件或一組元件與另一個(gè)元件或一組元件。術(shù)語(yǔ)“像素”的標(biāo)準(zhǔn)定義參照?qǐng)D像元素被表示為圖像數(shù)據(jù)的單元。
[0067]在本公開(kāi)的上下文中，術(shù)語(yǔ)“觀察人員”、“操作員”和“用戶(hù)”被視為等同于和指的是查看和操縱顯示監(jiān)視器上的X射線(xiàn)圖像如熒光透視圖像的查看從業(yè)人員或其它人?！坝^察人員指令”可以從觀察人員在顯示器表面上輸入的明確命令獲得，或可以基于一些其它用戶(hù)動(dòng)作例如設(shè)置或開(kāi)始曝光或作出準(zhǔn)直器調(diào)整來(lái)隱含地獲得或衍生。
[0068]在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)“近視頻速率”和“近實(shí)時(shí)”涉及圖像數(shù)據(jù)顯示的反應(yīng)時(shí)間。對(duì)熒光透視來(lái)說(shuō)，由于探測(cè)器反應(yīng)限制且因?yàn)橛欣趲椭档头派渌?，被視為?shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)視頻呈現(xiàn)的內(nèi)容通常具有比傳統(tǒng)視頻成像所用的速率低的幀更新速率。因此，在熒光透視成像的情況下，例如，可用的“近實(shí)時(shí)”更新速率是每秒至少約I幀或更多幀。
[0069]針對(duì)顯示特征的術(shù)語(yǔ)“突出顯示”具有如信息和圖像顯示領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的傳統(tǒng)定義。通常，突出顯示使用某些形式的局部顯示增強(qiáng)來(lái)吸引觀察人員的注意。突出顯示圖像的一部分例如個(gè)別器官、骨頭或結(jié)構(gòu)或從一個(gè)室到下個(gè)室的路徑可以用許多方式中的任一個(gè)加以實(shí)現(xiàn)，包括但不限于:注釋?zhuān)伙@示鄰近或覆蓋符號(hào)；顯示輪廓或追蹤；以不同顏色或明顯不同于其它圖像或信息內(nèi)容的強(qiáng)度或灰度值顯示；使顯示器的一部分閃爍或呈動(dòng)畫(huà)效果；或以更高解析度、銳度或?qū)Ρ榷蕊@示。
[0070]本申請(qǐng)的例示性實(shí)施方案可以使得能夠使用數(shù)字射線(xiàn)照相(DR)接收器作為數(shù)字圖像接收器來(lái)接收熒光透視系統(tǒng)中的放射以及產(chǎn)生、處理接收到的圖像數(shù)據(jù)并作為圖像像素(圖像元素)傳輸給用于熒光透視顯示的顯示裝置。圖2A和2B分別示出了使用互連電纜56進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒晒馔敢曄到y(tǒng)100和采用圖像數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臒晒馔敢曄到y(tǒng)110的系統(tǒng)組件的兩種一般配置。
[0071]圖2A示出了熒光透視系統(tǒng)100，它具有包括DR接收器50的熒光透視捕獲裝置104以及獲取和處理來(lái)自探測(cè)器50的圖像數(shù)據(jù)并通過(guò)互連電纜56將經(jīng)過(guò)處理的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)街魈幚砥?2的圖像處理單元58，以將圖像數(shù)據(jù)提供至包括顯示監(jiān)視器44的熒光透視顯示裝置102。主處理器52是獲取經(jīng)過(guò)處理的熒光透視圖像數(shù)據(jù)并以近視頻速率顯示獲取的圖像給從業(yè)人員或其它觀察人員的計(jì)算機(jī)或工作站或其它邏輯和控制處理器。成像控制器90產(chǎn)生控制熒光透視捕獲裝置104的操作的各個(gè)方面(包括準(zhǔn)直器22開(kāi)口的尺寸和布置，隨后有更詳細(xì)的描述)的信號(hào)。
[0072]圖2B示出了具有熒光透視捕獲裝置114的熒光透視系統(tǒng)110，其中圖像處理單元58將受試者的經(jīng)處理圖像數(shù)據(jù)以無(wú)線(xiàn)形式提供至熒光透視顯示裝置112。主處理器52具有無(wú)線(xiàn)接收器元件54，用來(lái)將圖像數(shù)據(jù)提供至熒光透視顯示裝置112，以在顯示監(jiān)視器44上觀看。
[0073]對(duì)圖2A和圖2B實(shí)施方案來(lái)說(shuō)，圖像處理單元58可以整合到DR接收器50中，或者可以是單獨(dú)的處理器裝置。圖像處理單元58可以是專(zhuān)用微處理器、主處理器或其它類(lèi)型的計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括執(zhí)行已被編碼在硬件中的邏輯指令的裝置。
[0074]以近視頻速率獲取受試者的已處理圖像數(shù)據(jù)的方面涉及對(duì)DR接收器50與圖像處理單元58之間的高速數(shù)據(jù)存取以及從圖像處理單元58到主處理器52的高數(shù)據(jù)傳輸速率(圖2A、2B)的需求。應(yīng)該注意，這個(gè)方面就圖2B中熒光透視系統(tǒng)110的無(wú)線(xiàn)傳輸來(lái)說(shuō)更加明顯，因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)速率一般低于使用硬接線(xiàn)連接的數(shù)據(jù)速率，且因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)傳輸會(huì)進(jìn)一步受間歇噪聲和干擾阻礙。因此，用于盡可能壓縮圖像數(shù)據(jù)的方法提供一種有助于緩解可以伴隨有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臐撛跀?shù)據(jù)傳輸瓶頸的方式。
[0075]一種減