[發(fā)明專利]自動視野尺寸計算約束

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410050215.4
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN103976751A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 理查德·H·埃爾文;愛德華·S·沃爾什;大衛(wèi)·A·謝伯克
• 申請（專利權(quán)）人: 登塔爾圖像科技公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 夏東棟;陸錦華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，諸如牙科成像系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于優(yōu)化準(zhǔn)直性以提供最大視野的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

x射線圖像是通過經(jīng)由感興趣對象將X射線的源投射到二維檢測器上而獲取的。由于對象將具有空間變化密度，所以檢測器上結(jié)果得到的強(qiáng)度圖案將直接與各種x射線已穿過的對象中的材料的密度有關(guān)。因此，結(jié)果生成的x射線圖像是對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表示。x射線成像具有醫(yī)學(xué)成像的特定應(yīng)用。能夠使用x射線成像來創(chuàng)建二維圖像或多個二維圖像。通過使x射線源和檢測器繞著位于對象內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn)來創(chuàng)建多個二維圖像。處理結(jié)果得到的圖像以創(chuàng)建計算機(jī)斷層成像（“CT”）圖像數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組提供關(guān)于對象的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的三維信息。

發(fā)明內(nèi)容

當(dāng)檢測器適當(dāng)?shù)乇粁射線照射時，發(fā)生最佳成像特性?？刂普彰鞣矫娴闹匾考俏挥趚射線源與正被成像對象之間的x射線準(zhǔn)直儀。準(zhǔn)直儀通過阻擋落在期望視野（“FOV”）之外的檢測器上的那些x射線來限制x射線束到達(dá)被成像對象的范圍。如果期望FOV是整個檢測器，則目的將是在使穿過對象但并未到達(dá)檢測器的x射線的數(shù)目最小化的同時完全照射檢測器。

由于檢測器能夠具有顯著的成本，所以目標(biāo)通常將是使用且因此照射盡可能多的檢測器。然而，輻射在檢測器之外的顯著區(qū)域以確保其完全照射則增加對象對輻射線的暴露。

特別地，常規(guī)成像系統(tǒng)使用“協(xié)議文件”，該協(xié)議文件以固定形式來限定特定FOV所需的所有掃描和重建參數(shù)。這些參數(shù)包括用于完全照射用來創(chuàng)建圖像的檢測器面板的特定部分的準(zhǔn)直儀電動機(jī)設(shè)置。協(xié)議文件還包括面板的幾何結(jié)構(gòu)和重建最終體積的幾何結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，存在手工制作以優(yōu)化圖像質(zhì)量的有限數(shù)目的協(xié)議。然而，所述協(xié)議對于所有機(jī)器而言是相同的，并且并未考慮機(jī)器之間的變化，諸如面板尺寸和準(zhǔn)直儀運(yùn)動限度。為了解決此缺陷，所述協(xié)議是保守的，因為它們用比請求的FOV所需的更多的x射線來照射病人以確保面板被適當(dāng)?shù)卣丈洹?!-- SIPO -->

存在與x射線準(zhǔn)直相關(guān)聯(lián)的附加實(shí)際問題。首先，雖然期望FOV和已準(zhǔn)直x射線束兩者一般地都是矩形的，但如果在準(zhǔn)直儀組件中存在任何傾斜，則由能夠完全適配在傾斜已準(zhǔn)直x射線矩形內(nèi)的水平矩形來限定有用FOV。此問題只能通過以下各項來修正（1）增加已準(zhǔn)直x射線束尺寸并對病人進(jìn)行過輻射或（2）通過收縮所利用FOV，這浪費(fèi)昂貴的檢測器空間。第二問題是x射線源的有限直徑意味著與準(zhǔn)直邊緣相關(guān)聯(lián)的x射線束邊緣并不是銳利的，而是逐漸地從零增加至全強(qiáng)度。準(zhǔn)直儀的有限厚度還引起模糊陰影效應(yīng)。

準(zhǔn)直儀傾斜程度和邊緣模糊程度兩者都基于逐個系統(tǒng)而變化。如上所述，常規(guī)成像系統(tǒng)通過假定最壞情況下并對病人進(jìn)行欠準(zhǔn)直（即，增加x射線束尺寸）來應(yīng)對這些變化。然而，這種方法對病人進(jìn)行過輻射且并未有效地解決落在更壞情況期望之外的系統(tǒng)變化。

相應(yīng)地，本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于優(yōu)化準(zhǔn)直的系統(tǒng)和方法。特別地，提出的系統(tǒng)和方法從期望圖像FOV開始且基于用于總體成像系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)直儀組件兩者的準(zhǔn)直測量來執(zhí)行自動FOV尺寸計算約束。該約束被用來對準(zhǔn)直儀組件進(jìn)行微調(diào)，或者如果在系統(tǒng)約束內(nèi)不能獲得期望FOV，則指示需要修正后的FOV。為了執(zhí)行準(zhǔn)直儀組件的微調(diào)，通過移動準(zhǔn)直儀更接近于或更加遠(yuǎn)離x射線源，或通過移動準(zhǔn)直儀邊緣中的一個或多個來改變準(zhǔn)直儀孔徑的尺寸，來調(diào)整準(zhǔn)直程度。因此，所述系統(tǒng)和方法使得可以在使病人輻射暴露最小化的同時使用最大量的檢測器面板來獲得基于逐個系統(tǒng)的最佳圖像質(zhì)量。

特別地，本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種用于生成圖像的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括處理器。所述處理器被配置成接收所請求的對象視野并基于成像系統(tǒng)的約束來確定對象視野是否是可能的，其中，該約束包括檢測器面板的維度和準(zhǔn)直儀組件的運(yùn)動限度。如果對象視野是可能的，則將處理器配置成基于對象視野、準(zhǔn)直儀組件的校準(zhǔn)參數(shù)、以及成像系統(tǒng)的幾何校準(zhǔn)參數(shù)而動態(tài)地生成一組準(zhǔn)直儀電動機(jī)命令和重建參數(shù)。處理器還被配置成將所述一組準(zhǔn)直儀電動機(jī)命令提供給準(zhǔn)直儀組件以對準(zhǔn)直儀組件的遮擋件進(jìn)行定位以照射對象視野。