介入x射線系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種介入系統(tǒng)、一種介入方法、一種計算機程序單元、以及一種計算機可讀介質(zhì)。
【背景技術】
[0002]W0 2005/009243 A1公開了一種用于生成身體的圖像的X射線單元，其中，該X射線單元包括：X射線源；自動可調(diào)節(jié)準直器，其用于對X射線射束進行限制、局部衰減和/或濾波；X射線探測器；以及數(shù)據(jù)處理單元，其被耦合到準直器和X射線探測器。該數(shù)據(jù)處理單元適于在由X射線探測器發(fā)射的身體的至少第一X射線圖像上對身體內(nèi)部的感興趣區(qū)域進行局部化，并且適于調(diào)節(jié)準直器以使得后續(xù)的X射線圖像被集中在感興趣區(qū)域上。
[0003]然而，已經(jīng)觀察到，這樣的或類似的X射線單元的操作有時仍然吸引相對大的輻射劑量，即使使用了用于對X射線射束進行約束的準直器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，可以存在對改進輻射劑量平衡的裝置的需要。本發(fā)明的目標通過獨立權利要求的主題得以解決，其中，另外的實施例被并入從屬權利要求。應當注意，以下描述的本發(fā)明的方面等同地應用于介入方法、計算機程序單元以及計算機可讀介質(zhì)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種介入系統(tǒng)，包括：
[0006]-弓丨入元件，其用于被引入到目標中，
[0007]-移動單元，其用于在所述目標內(nèi)移動所述引入元件，
[0008]-跟蹤圖像生成單元（在本文中也被稱為“成像器”)，其用于使用輻射射束生成所述引入元件在所述目標內(nèi)的跟蹤圖像，以及
[0009]-控制器，其用于控制所述跟蹤圖像生成單元，
[0010]其中，所述移動單元適于將移動參數(shù)提供到所述跟蹤圖像生成單元，其中，所述移動參數(shù)持有關于由所述移動單元引起的所述弓I入元件在所述目標內(nèi)的所述移動的信息，并且其中，所述控制器被配置為取決于所提供的移動參數(shù)滿足移動條件而控制對所述跟蹤圖像生成單元的操作。
[0011 ] 在一個實施例中，所述控制操作涉及所述輻射射束。更具體地，控制操作涉及對所述成像器的輻射射束的生成或修改。又更具體地，根據(jù)一個實施例，所述控制器進行的所述控制包括以下中的任一種或組合：i)接通或斷開所述跟蹤圖像生成單元的輻射源，所述輻射源能夠生成輻射射束，所述輻射射束在穿過所述目標之后能被所述跟蹤圖像生成單元的探測器探測到；或ii)增大或減小所述跟蹤圖像生成單元的幀率；或iii)增大或減小所述射束的強度；或iv)增大或減小所述跟蹤圖像生成單元的準直器的孔徑。
[0012]簡言之，所述控制器允許（自動地）i)在需要時生成所述X射線射束并允許在需要時修改所述射束使得其能夠被使用。由所述移動單元生成的所述移動參數(shù)被利用以用于控制操作，并且所述控制操作在所述移動參數(shù)滿足所述（用戶可定義的）移動條件時被實現(xiàn)。所述控制操作在某個實施例中在不要求用戶-成像器交互的意義上是自動的，盡管在一些實施例中存在設想的“撤銷”功能，使得用戶仍然能夠控制所述成像器。
[0013]更具體地，并且根據(jù)一個實施例，所述控制器操作為在所提供的移動參數(shù)指示以下的情況下接通所述輻射源：i)所述引入元件移動了至少預定義的距離；和/或ii)所述引入元件的速度超過預定義的速度閾值。在該實施例中，所述移動條件被表達為所述預定義的距離和/或預定義的速度閾值的方面。在一些實施例中，所述移動參數(shù)記錄所述移動的取向（向左、向右、向前、向后）。換言之，所述移動參數(shù)記錄所述引入元件隨著其被移動通過所述目標所經(jīng)歷的“運動學事件”。在一個實施例中，所述引入元件為導管，并且所述目標為人類或動物患者。所提出的系統(tǒng)能夠被付諸使用于其中的介入為PCI或類似的介入?？傊鱿到y(tǒng)為用戶提供了所述導管以非常低的劑量成本通過所述患者的安全導航，這是因為例如所述射束僅被使用在需要詳細圖像的環(huán)境中。
[0014]根據(jù)一個實施例，用戶輸入設備被配置為在用戶交互后發(fā)出要改變所述跟蹤圖像生成單元的操作的請求，其中，所述控制器阻止所述請求直到所提供的移動參數(shù)指示所述移動參數(shù)滿足所述移動條件。
[0015]根據(jù)一個實施例，所述控制器被配置為響應于撤銷請求而終止阻止操作，即使所述移動參數(shù)不滿足所述移動條件。
[0016]在一個示范性實施例中，所述控制器阻止要接通所述X射線源的請求直到所提供的移動參數(shù)指示所述移動參數(shù)滿足所述移動條件。這允許保護所述患者例如在經(jīng)驗不足的用戶操作所述系統(tǒng)時免于過多劑量的輻射。
[0017]根據(jù)一個實施例，所述介入系統(tǒng)還包括位置確定單元，所述位置確定單元用于基于所述移動參數(shù)來確定所述引入元件在所述目標內(nèi)的位置，其中，對所述跟蹤圖像生成單元的操作的控制取決于所述引入元件的所確定的位置。
[0018]更具體地，并且根據(jù)一個示范性實施例，對所述跟蹤圖像生成單元的操作的控制包括接通所述輻射源或增大所述準直器孔徑，其中，接通所述輻射源或增大所述準直器孔徑僅在所述引入元件的所確定的位置超過距離閾值時發(fā)生。該操作允許“冷跟蹤”。在該實施例中，設想由被示出在屏幕上的（如將在下面更詳細地解釋的）路標圖像來支持所述用戶，其中，根據(jù)接收到的移動參數(shù)在所述屏幕上更新合適的指示符。在所述冷跟蹤期間沒有采集到實況暴露。換言之，在所述路標圖像上勾畫出輪廓的路徑是僅基于對接收到的移動參數(shù)的估計。然而，如果所述移動參數(shù)滿足所述移動條件，例如，如果所述移動參數(shù)指示所述導管已行進超過某個距離閾值或以高速度行進，則暴露被觸發(fā)以采集新的更新的實況圖像。換言之，所估計的路標路徑能夠被“現(xiàn)實核查”。
[0019]根據(jù)一個實施例，所述控制器控制所述輻射源的幀率。根據(jù)一個實施例，所述幀率取決于所述引入元件的所確定的位置而被增大或被減小。具體地，并且根據(jù)示范性實施例，所述移動參數(shù)記錄速度和/或行進的距離，其中，所述幀率為較高較低的所述速度或為較低的行進的距離。
[0020]根據(jù)一個實施例，所述引入元件通過進入點被引入到所述目標中并且沿循通過所述目標的路徑，其中，對所述跟蹤圖像生成單元的操作的所述控制取決于所述位置確定單元標示所述引入元件在關于所述進入點沿所述路徑的向前運動中被移動，和/或其中，對所述跟蹤圖像生成單元的操作的所述控制取決于所述位置確定單元標示所述引入元件在關于所述進入點沿所述路徑的向后運動中被移動。
[0021]根據(jù)一個示范性實施例，所述幀率在所述位置確定單元標示所述引入元件在關于所述進入點沿所述路徑的向前運動中被移動的情況下被增大，和/或其中，所述幀率在所述位置確定單元標示所述引入元件在關于所述進入點沿所述路徑的向后運動中被移動的情況下被減小。
[0022]根據(jù)一個實施例，對所述跟蹤圖像生成單元的操作的所述控制取決于所述位置確定單元標示所述引入元件在所述目標中的靶的預定義的距離以內(nèi)或以外。
[0023]根據(jù)一個實施例，所述幀率在所述位置確定單元標示所述引入元件在所述目標中的所述靶的預定義的距離以內(nèi)或以外時被增大或被減小。
[0024]在先前的實施例中，代替或除了改變所述幀率，所述控制器在一些實施例中操作為改變所述輻射射束的強度，或者所述輻射源在適當時并且如由一個或一組移動條件所定義的被接通或斷開。這允許針對所述介入的不同期或針對不同類型的設備（例如，導管或?qū)Ыz）或針對在所述目標內(nèi)部的不同的（解剖或其他）環(huán)境制定對所述輻射射束的修改或生成。
[0025]增大或減小所述輻射強度能夠通過增大或減小所述輻射源的電壓和/或安培數(shù)來實現(xiàn)。優(yōu)選地是被改變的是安培數(shù)而非電壓。在一個實施例中，代替接通或斷開所述輻射源，受控制的是所述準直器，以便打開孔徑或關閉孔徑。換言之，在該實施例中，所述準直器的阻擋功能允許或防止所述輻射射束撞擊在所述成像器的探測器上。
[0026]根據(jù)一個實施例，所述跟蹤圖像生成單元包括用于對所述輻射射束進行準直的所述準直器，其中，對所述跟蹤圖像生成單元的操作的所述控制引起所述射束穿過所述目標中包括所述引入元件的區(qū)域。
[0027]由于所述移動單元適于將移動參數(shù)或移動參數(shù)的流（其定義所述引入元件在所述目標內(nèi)的移動）提供到所述跟蹤圖像生成單元，因此所述跟蹤圖像生成單元知曉所述引入元件的現(xiàn)實物理移動，其能夠被所述控制器用于控制所述跟蹤圖像生成單元，使得所述輻射射束穿過所述目標中包括所述引入元件的區(qū)域。對所述輻射射束的該控制能夠基于所述引入元件的已知的現(xiàn)實物理移動得以非常準確地執(zhí)行，使得不必輻照所述目標的相對大的區(qū)以用于確保所述引入元件被所述跟蹤圖像現(xiàn)實地捕獲到，從而允許減少施加到所述目標的福射劑量。
[0028]優(yōu)選地，所述移動參數(shù)定義所述引入元件的端部在所述目標內(nèi)的移動，其中，所述控制器適于取決于所提供的移動參數(shù)而控制所述跟蹤圖像生成單元，使得所述輻射射束穿過所述目標中包括所述弓I入元件的所述端部的區(qū)域。
[0029]所述引入元件優(yōu)選為導管、針或要被引入到所述目標中的另一介入器械，所述目標優(yōu)選為活的目標，如人或動物。所述移動單元優(yōu)選為機器人（robot)以用于以機器人方式在所述目標內(nèi)移動所述引入元件，其中，該機器人方式的移動能夠被自動控制（亦即，沒有用戶交互）或由如醫(yī)生的用戶控制，所述用戶可以經(jīng)由輸入單元（遠程）控制所述移動單元，所述輸入單元如鍵盤、操縱桿、觸摸屏、鼠標等。所述跟蹤圖像生成單元優(yōu)選適于在其在所述目標內(nèi)移動的同時生成示出所述引入元件的跟蹤圖像的序列。優(yōu)選地，所述跟蹤圖像生成單元適于生成示出所述引入元件在所述目標內(nèi)的X射線圖像。所述跟蹤圖像生成單元例如為X射線C型臂單元。
[0030]根據(jù)一個實施例，所述跟蹤圖像生成單元包括用于對所述輻射射束進行準直的準直器，其中，所述控制器適于控制所述準直器，使得所述輻射射束取決于所提供的移動參數(shù)而被準直，使得所述輻射射束穿過所述目標中包括所述引入元件的區(qū)域。所述控制器可以適于取決于如由所述移動參數(shù)定義的所述移動的速度和/或所述介入系統(tǒng)的響應時間而控制所述準直器。尤其地，所述控制器能夠適于取決于如由所述移動參數(shù)定義的所述移動的所述速度和/或所述介入系統(tǒng)的所述響應時間而控制所述準直器，使得所述輻射射束中相對于由所述移動參數(shù)定義的移動方向在所述引入元件前方的部分隨著增大的速度和/或隨著增大的響應時間而增大。
[0031]因此，所述控制器能夠適于通過控制所述跟蹤圖像生成單元的所述準直器來控制所述輻射射束。然而，所述控制器也能夠適于控制所述跟蹤圖像生成單元的其他部件以用于控制所述輻射射束，所述其他部件如所述跟蹤圖像生成單元的所述輻射源和所述輻射探測器。例如，所述控制器能夠適于控制這些部件的位置以用于提供期望方向的輻射射束。
[0032]在優(yōu)選實施例中，所述介入系統(tǒng)還包括識別單元，所述識別單元用于在所生成的跟蹤圖像中識別所述引入元件，其中，所述控制器適于取決于在所生成的跟蹤圖像中對所述引入元件的所述識別而控制所述跟蹤圖像生成單元。因此，所述移動參數(shù)不僅可以用于控制所述跟蹤圖像生成單元，而且還可以用于在所生成的跟蹤圖像中對所述引入元件的所述識別。在所生成的跟蹤圖像中對所述引入元件的所述識別指示所述引入元件在所述目標內(nèi)的現(xiàn)實物理位置。將從所述跟蹤圖像獲得的關于所述引入元件在所述目標內(nèi)的所述現(xiàn)實物理位置的該信息連同由所述移動單元提供的所述移動參數(shù)用于控制所述跟蹤圖像生成單元，尤其是用于控制所述輻射射束，進一步改進了通過使用所述跟蹤圖像跟蹤所述引入元件的質(zhì)量。例如，在