СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕМ КЛИНЬЕВ Российский патент 2015 года по МПК A61B6/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения рентгеновского изображения интересующей области объекта посредством облучения объекта рентгеновским излучением и обнаружения рентгеновского излучения, прошедшего через объект на поверхность детектора. Дополнительно, настоящее изобретение относится к устройству получения рентгеновского изображения и компьютерному программному элементу, выполненному с возможностью осуществления такого способа получения изображения.

Уровень техники изобретения

При получении рентгеновского изображения рентгеновское излучение, испускаемое рентгеновским источником, обычно направляется на объект, подлежащий исследованию, и рентгеновское излучение, прошедшее через объект и частично поглощенное внутри него, затем обнаруживается на поверхности детектирования рентгеновского детектора.

Традиционно устройство получения рентгеновского изображения содержит коллиматор. Коллиматор может содержать непрозрачные закрывающие части, чтобы полностью блокировать участки пучка рентгеновского излучения, поступающего от рентгеновского источника. Дополнительно может обеспечиваться полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения, например, в форме полупрозрачных диафрагменных клиньев. Непрозрачные закрывающие части и полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения могут дать возможность создать рентгеновский пучок, поступающий от рентгеновского источника, таким способом, что только части тела пациента, представляющие интересующие области, облучаются с желаемой интенсивностью излучения. Дополнительно, коллиматор может содержать элементы фильтра, чтобы желаемым образом изменять спектр пучка.

Использование коллиматора может привести к нескольким преимуществам, таким как улучшение качества изображения, снижение риска радиационного поражения пациента и ослабление рассеянного излучения, действию которого подвергается, например, персонал во время записи изображения. В этом контексте уменьшение экспозиции радиоактивного облучения может быть важным, в частности, с точки зрения длительных диагностических и терапевтических вмешательств, сопровождающихся наблюдениями на рентгеновском флуороскопе, который получает все большее распространение.

Традиционно коллиматор и, в частности, полупрозрачные клинья преимущественно регулируются вручную обслуживающим персоналом. Однако это не только тяжело, но и может также отвлекать, например, от реальной хирургической деятельности.

Чтобы упростить использование возможностей регулировки коллиматора устройства получения рентгеновского изображения, патент US 7 340 033 того же заявителя, что и настоящая заявка, раскрывает рентгеновский блок для создания изображения тела, содержащий автоматически регулируемый коллиматор, содержащий диафрагму и элементы фильтра для сужения, локального ослабления и/или фильтрации рентгеновского пучка рентгеновского источника. Здесь рентгеновский блок дополнительно содержит блок обработки данных, соединенный с коллиматором и предназначенный для определения местоположения интересующей области внутри тела и передачи команд на коллиматор для регулировки диафрагмы и элементов фильтра коллиматора в соответствии с сужением последовательных рентгеновских пучков до интересующей области в определенном месте.

Автоматическая регулировка коллиматора и, в частности, автоматическое позиционирование полупрозрачных клиньев обычно требует определения оптимального положения клиньев, основываясь на некоторой обнаруженной интересующей области, которая должна быть исследована и в которую может коллимироваться рентгеновский пучок. Чтобы иметь возможность автоматически обнаруживать интересующую область, может понадобиться использование алгоритма автоматического обнаружения признаков. Предварительное рентгеновское изображение может быть получено, например, с широким рентгеновским пучком и алгоритм автоматического обнаружения признаков может обнаружить интересующую область в пределах полученного изображения. Зная местоположение интересующей области, оптимальное положение клиньев может быть вычислено и передано в коллиматор. Таким образом, клинья могут располагаться таким образом, что участки пучка рентгеновского источника, который должен пройти через исследуемый объект, попадающие вне интересующей области, по меньшей мере частично, ослабляются. Таким образом, например, полная рентгеновская доза, получаемая пациентом, может быть уменьшена.

Однако после расположения клиньев система автоматического обнаружения признаков может оказаться неспособной дополнительно обнаружить признаки интересующей области. Может случиться, что объект, который должен исследоваться, изменяет свое положение относительно устройства получения рентгеновского изображения после такой начальной установки клиньев. Например, пациент, который должен исследоваться, может двигаться или стол, на котором лежит пациент, может быть сдвинут относительно устройства получения рентгеновского изображения. Соответственно, даже при том, что коллиматор и клинья были первоначально установлены правильно, такое положение может быть непригодным впоследствии во время фактического наблюдения, например во время длительного диагностического или терапевтического вмешательства. Соответственно, рентгеновский пучок не может быть всегда коллимирован в интересующую область, что таким образом, например, препятствует получению правильного изображения или ухудшает качество изображения.

Сущность изобретения

Соответственно, может иметься потребность в способе получения рентгеновского изображения и устройстве получения рентгеновского изображения, которые могут улучшить коллимацию рентгеновского пучка во время процедуры рентгеновского обследования. Дополнительно, может иметься потребность в элементе компьютерной программы, выполненном с возможностью управления таким способом получения изображения, а также в машиночитаемом носителе, содержащем такой элемент компьютерной программы.

Такая потребность может быть удовлетворена с помощью объекта независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления содержатся в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с первым вариантом настоящего изобретения предлагается способ получения рентгеновского изображения интересующей области объекта посредством облучения объекта рентгеновских излучением и обнаружения на поверхности детектора рентгеновского излучения, прошедшего через объект. Способ содержит этап расположения полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения в пучке облучающего рентгеновского излучения. Таким образом, области на поверхности детектора, по меньшей мере частично, экранируются от рентгеновского излучения. Затем получают рентгеновское изображение путем обнаружения рентгеновского излучения, прошедшего через объект на поверхность детектора. Затем положение полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения автоматически регулируют, основываясь на информации об изображении, содержащейся, по меньшей мере частично, в экранированных областях на поверхности детектора.

В соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения предлагается устройство получения рентгеновского изображения. Устройство содержит рентгеновский источник для создания рентгеновского пучка, регулируемое полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения, помещенное на пути прохождения рентгеновского пучка, рентгеновский детектор и управляющее устройство для регулировки положения полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения. Здесь устройство получения рентгеновского изображения выполнено с возможностью осуществления способа, соответствующего упомянутому выше первому варианту изобретения. Другими словами, управляющее устройство может быть выполнено с возможностью автоматической регулировки положения полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения, основываясь на информации об изображении, содержащейся в ранее полученном рентгеновском изображении в областях, которые, по меньшей мере частично, экранируются заранее установленным в определенное место полупрозрачным устройством передачи рентгеновского излучения.

В соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения обеспечивается элемент компьютерной программы, который при исполнении на процессоре выполнен с возможностью управления способом в соответствии с упомянутым выше первым вариантом изобретения. Другими словами, элемент компьютерной программы может выдавать команды на процессор с тем, чтобы регулируемое положение полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения можно было автоматически вычислять, основываясь на информации, содержащейся в областях на поверхности детектора, по меньшей мере частично, экранированной заранее установленным в определенном месте полупрозрачным устройством передачи рентгеновского излучения.

В соответствии с четвертым вариантом настоящего изобретения обеспечивается машиночитаемый носитель, содержащий элемент компьютерной программы, соответствующий третьему варианту изобретения.

В последующем описании полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения может пониматься как устройство, обладающее определенными свойствами поглощения рентгеновского излучения. Свойства поглощения рентгеновского излучения могут локально меняться вдоль устройства и могут, например, зависеть от материала и от толщины полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения в конкретном месте. В одном конкретном примере полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения обеспечивается как клин, изготовленный из материала, поглощающего рентгеновское излучение так, что свойства поглощения рентгеновского излучения увеличиваются с увеличением толщины клина. В последующем описании полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения иногда будет просто упоминаться как "клин" или "полупрозрачное устройство". Однако следует заметить, что такой "клин" является только лишь определенным типом полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения и альтернативно может использоваться любой другой тип, содержащий другие материалы или геометрию.

Идеи настоящего изобретения можно представить как основанные на признании следующего:

Традиционно автоматическое позиционирование клиньев, также иногда упоминаемое как AWP, является способом определения оптимального положения клиньев, основываясь на некоторой обнаруженной интересующей области. При таком способе оптимальное положение может быть, например, вычислено таким образом, что клинья закрывают максимальную площадь облучаемой области за пределами интересующей области. Им может быть позволено даже закрыть часть интересующей области.

Интересующая область может обнаруживаться автоматически с помощью алгоритма обнаружения определенного признака, который может быть выполнен с возможностью извлечения интересующей области из полученного рентгеновского изображения. Обнаружение признака может зависеть от применения и может быть основано, например, на обнаружении прямого излучения или на областях легочного поля на рентгеновском изображении. Клинья могут позиционироваться автоматически, основываясь на обнаруженной интересующей области.

Как указано выше, автоматическое обнаружение признаков может оказаться невозможным после начального размещения клиньев. Это может иметь место, например, при обнаружении прямого излучения или на легочном поле, поскольку, когда клинья первоначально позиционированы, области, соответствующие прямому излучению или областям легочного поля, по меньшей мере частично, экранируются от приходящего рентгеновского излучения, так что эти области уже не могут обнаруживаться на последующих рентгеновских изображениях. Соответственно, после начальной установки положения клиньев оптимальным способом с помощью традиционных способов получения изображения может оказаться невозможным дополнительно обнаруживать интересующую область в последующих изображениях.

Идея настоящего изобретения может состоять в том, чтобы регулировать положение клиньев автоматически, основываясь на информации об изображении, содержащейся в областях на поверхности детектора, частично экранированных первоначально позиционированными клиньями. Другими словами, возможна информация об изображении, обеспечиваемая рентгеновским детектором в области, которую обнаруженное рентгеновское излучение должно пройти прежде, чем пройти через клин, причем такая информация об изображении может использоваться для автоматического определения регулируемого положения клиньев. Как дополнительно описано ниже в отношении конкретных вариантов осуществления изобретения, информация об изображении, содержащемся в экранированной области, может использоваться вместе с информацией о свойствах поглощения рентгеновского излучения клиньев, положении клиньев, характеристиках излучаемого рентгеновского пучка или характеристиках объекта, который должен обследоваться, чтобы вычислить искусственное или виртуальное изображение, соответствующее рентгеновскому изображению, как если бы никакие клинья не помещались. Другими словами, полученный рентгеновский снимок может быть обработан таким образом, чтобы искусственно удалять в изображении поглощение рентгеновского излучения клиньев. Это виртуальное изображение может затем использоваться для дополнительного автоматического обнаружения признаков.

При такой обработке для автоматической коррекции клиньев автоматическое позиционирование клиньев может делаться "динамически" в том смысле, что оно реагирует на изменения местоположения интересующей области внутри рентгеновского изображения. Клинья могут автоматически следовать за интересующей областью. Может быть необязательным обеспечивать другую информацию рентгеновской системы, такую как контролируемые извне движения пациента или контролируемое перемещение стола для пациента, чтобы обнаруживать и непрерывно наблюдать движение интересующей области.

Далее возможные признаки и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно.

Чтобы получить рентгеновское изображение интересующей области объекта, полупрозрачное устройство передачи может быть частью коллиматора, помещенного внутри пучка облучающего рентгеновского излучения. Полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения может вводиться поперечно в пучок и может двигаться так, чтобы больше или меньше входить в пучок, тем самым блокируя или ослабляя часть облучения рентгеновским излучением. Полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения может иметь любую произвольную форму, может быть выполнено из любого материала, такого как CuZn37, и может иметь любое распределение материала. Может быть предпочтительным обеспечивать полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения в виде клина с линейно увеличивающейся толщиной и с материалом, равномерно поглощающим рентгеновское излучение. Полупрозрачное устройство может содержать одну или более частей. Например, могут обеспечиваться два или более клиньев, где каждый из клиньев может перемещаться в разных направлениях, перпендикулярных рентгеновскому пучку.

Поглощение рентгеновского излучения полупрозрачным устройством передачи рентгеновского излучения может изменяться в пределах диапазона 1-99%, предпочтительно в пределах диапазона 20-95%. Другими словами, при уровне поглощения 20% 80% интенсивности излученного рентгеновского излучения проходит через полупрозрачное устройство. Предпочтительно, свойства поглощения полупрозрачного устройства выполняются с возможностью наилучшего возможного отображения интересующей области и блокирования большей части исследуемого объекта, не принадлежащей интересующей области. Дополнительно, переход между этими двумя крайними точками может, как правило, осуществляться плавно. Благодаря тому что устройство является полупрозрачным и неполностью блокирует падающее рентгеновское излучение, определенная остаточная информация остается пригодной для обнаружения в областях, экранированных полупрозрачным устройством. Остаточная информация может использоваться для получения соответствующей информации, чтобы автоматически регулировать положение полупрозрачного устройства.

Может быть важным иметь точную информацию о свойствах поглощения рентгеновского излучения и, в частности, о локальном изменении таких свойств поглощения рентгеновского излучения полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения. Например, полупрозрачное устройство может быть выполнено с возможностью минимального поглощения рентгеновского излучения на краю устройства, то есть непосредственно по соседству с интересующей областью, тогда как по мере дальнейшего удаления от края поглощение рентгеновского излучения увеличивается. Знание локальных свойств поглощения рентгеновского излучения может использоваться, чтобы предпочтительно извлекать информацию об изображении, содержащуюся, по меньшей мере, в частично экранированных областях полученного рентгеновского изображения, так чтобы для полученного частично экранированного рентгеновского изображения могло выполняться автоматическое обнаружение признаков, несмотря то, что в частично экранированных областях информация об изображении теряется. Используя это автоматическое обнаружение признаков, можно автоматически измерять регулировку положения полупрозрачного устройства.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, информацию об изображении содержащуюся, по меньшей мере, в частично экранированных областях на поверхности детектора, извлекают, учитывая информацию о заданном положении полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения, характеристиках облучающего рентгеновского пучка и/или характеристиках объекта, который должен быть обследован. Чтобы иметь возможность определить соответствующую информацию об изображении, содержащуюся, по меньшей мере, в частично экранированных областях, для автоматической регулировки положения полупрозрачного устройства, информация об этих конкретных характеристиках может использоваться, чтобы, по меньшей мере частично, компенсировать потерю информации об изображении за счет поглощения рентгеновского излучения внутри полупрозрачного устройства.

Например, в одном подходе могут быть применены способы гомогенизации изображения в пределах полученного изображения, например, используя некоторые начальные положения клиньев, чтобы скорректировать различия яркости между ослабленными областями изображения и неослабленной областью изображения (например: Rudin, S., Bednarek, D. R., Yang, C-Y. J., Real-time equalization of region-of-interest fluoroscopic images using binary masks, Medical Physics 26:(7), стр. 1359-1364, 1999, например: Robert, N., Komljenovic, P.T., Rowlands, J.A., A filtering method for signal equalization in region-of-interest fluoroscopy, Medical Physics 29:(5), стр. 736-747, 2002).

Другой подход использует модель поглощения клином, которая может зависеть от такой информации, как напряжение и ток (в мА) рентгеновского источника (определяющий интенсивность рентгеновского источника) и/или тип предварительного фильтра и/или других системных конфигураций, которые влияют на рентгеновскую дозу на детекторе. Такая модель поглощения клином может быть основана на результатах измерений воды плюс материал клина как функция воды и толщины клина при всех возможных системных установках. Такая произвольно калиброванная модель поглощения клином может вычислить первоначальное значение пиксела, содержащегося, по меньшей мере, в частично экранированной области на поверхности детектора, основываясь на фактической величине пиксела и толщине клина в месте расположения пиксела. Качество виртуального изображения, как оно построено на этапе обработки для коррекции клиньев, должно быть достаточным для алгоритма обнаружения признаков, чтобы снова обнаружить интересующую область в этом виртуальном изображении. Необходимое качество этапа обработки для коррекции клиньев может зависеть от качества алгоритма обнаружения признаков, а также от типа признака, который должен быть обнаружен, и может сильно зависеть от применения.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения предложенный способ получения изображения дополнительно содержит этап обнаружения интересующей области (ROI), на котором положение полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения регулируют в соответствии с обнаруженной интересующей областью. Интересующей областью может быть, например, конкретный орган или конкретная сосудистая структура внутри пациента. Интересующая область может быть зоной, облучаемой рентгеновским излучением и поэтому содержащейся внутри полученного рентгеновского изображения, в котором зона интересующего объекта содержится во время процесса наблюдения с использованием рентгеновского облучения. В случае когда интересующий объект движется во время процедуры наблюдения, как, например, в случае бьющегося сердца, интересующая область может быть принята как охватывающая все возможные положения, в которых интересующий объект может быть обнаружен во время наблюдения. В случае если интересующий объект неподвижен или движется только медленно, интересующая область может соответствовать контуру интересующего объекта и положение интересующей области может следовать за движением интересующего объекта. Соответственно, полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения может автоматически позиционироваться, чтобы, например, следовать за положением обнаруженной интересующей области.

Чтобы обнаружить интересующую область, может использоваться алгоритм обнаружения для обнаружения конкретных признаков интересующего объекта. Такое обнаружение признаков может очень сильно зависеть от конкретного применения. Обнаружение признаков может основываться на полуавтоматическом или даже полностью автоматическом анализе изображения. Например, конкретные визуальные признаки могут обнаруживаться внутри рентгеновского изображения.

В конкретном примере кардиальных вмешательств обнаружение интересующей области может содержать оценку движения во время сердечного цикла и/или дыхательного цикла, чтобы гарантировать, что сердце всегда остается в неэкранированной области полученного рентгеновского изображения. Дополнительно, движение может непрерывно обнаруживаться и оцениваться после начального позиционирования полупрозрачных клиньев и положение полупрозрачных клиньев может автоматически регулироваться, приспосабливаясь к движению сердца.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения виртуальное изображение создается из полученного рентгеновского изображения, в котором информация об изображении внутри области, частично экранированной полупрозрачным устройством передачи рентгеновского излучения, устанавливается заново, так чтобы соответствовать информации об изображении при отсутствующем полупрозрачном устройстве передачи рентгеновского излучения. Другими словами, принимая во внимание, например, свойства поглощения рентгеновского излучения полупрозрачного устройства, положение полупрозрачного устройства, характеристики облучающего рентгеновского излучения и/или характеристики наблюдаемого объекта, может быть вычислено виртуальное изображение, которое показывает полное содержимое результата обнаружения рентгеновского детектора таким образом, как если бы никакое полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения не было помещено внутри рентгеновского пучка. Такое виртуальное изображение может затем использоваться для последующего выявления признаков, чтобы обнаружить интересующую область.

Альтернативно, интересующая область, обнаруженная другими системными компонентами или программами, может использоваться для обнаружения признаков и подаваться на блок, вычисляющий оптимальные положения клиньев. Например, блок управления дозой может определять область пациента и исключать зоны прямого излучения. Эта область пациента может передаваться на блок автоматического позиционирования клиньев. В этом случае может существовать прямая связь между блоком управления дозой и блоком автоматического позиционирования клиньев. Другим примером является обнаружение иглы на рентгеновском изображении при некоторых применениях. Область вокруг этой иглы может быть передана на блок автоматического позиционирования клиньев. Чтобы этапы обнаружения признаков следовали за интересующей областью, может оказаться необходимым ввести этап обработки коррекции клиньев перед блоком обнаружения признаков, как упомянуто выше.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения этапы получения рентгеновского изображения и адаптации расположения полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения повторяются. Таким образом, положение полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения может динамически регулироваться, приспосабливаясь к движущейся интересующей области. Получение изображения и адаптация положения полупрозрачного устройства могут периодически повторяться. Частота повторения может лежать в диапазоне нескольких секунд или быть меньше секунды. Альтернативно, частота повторения может соответствовать скорости получения изображения во время процедуры рентгеновского наблюдения.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения содержит локально изменяющиеся свойства поглощения рентгеновского излучения. Этап адаптации расположения полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения может затем содержать перемещение полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения в поперечном направлении, например, перпендикулярно рентгеновскому пучку. Другими словами, например, полупрозрачное устройство в форме клина может иметь поглощение рентгеновского излучения, увеличивающееся с увеличением толщины клина. Соответственно, такой клин может располагаться вблизи интересующей области, так что поглощение рентгеновского излучения в непосредственной близости к интересующей области минимально, так как поглощение рентгеновского излучения с удалением от нее дополнительно увеличивается.

Подводя итог и выражаясь другими словами, признаки изобретения и его вариантов осуществления могут быть описаны следующим образом: Автоматическое позиционирование клиньев является способом определения оптимального положения полупрозрачных клиньев, основываясь на некоторой обнаруженной интересующей области для устройства получения рентгеновского изображения. Алгоритмы автоматического обнаружения признаков могут найти соответствующую интересующую область, вычислить оптимальное расположение клиньев и переместить коллиматоры в соответствующие положения. Однако после расположения клиньев способ обнаружения признаков, возможно, не сможет больше обнаружить признак. Примерами являются случаи обнаружения при прямом излучении или легочном поле. Поэтому предлагается добавить этап коррекции клиньев, чтобы скорректировать локальное поглощение клином в изображении. Это может привести в результате к такому изображению, как если бы не было никаких клиньев. Это скорректированное изображение может затем быть введено для работы алгоритма обнаружения признаков. Таким образом, автоматическое расположение клиньев может осуществляться динамически в том смысле, что оно может следовать за интересующей областью и поэтому может также следовать за перемещениями признака или изменениями.

Следует заметить, что признаки и преимущества настоящего изобретения были описаны со ссылкой на различные варианты осуществления изобретения. В частности, признаки и преимущества настоящего изобретения описываются здесь посредством вариантов осуществления, связанных со способом получения рентгеновского изображения, или в отношении устройства получения рентгеновского изображения. Однако специалист в данной области техники из вышесказанного и из последующего описания, если не сообщается что-либо другое, в дополнение к любой комбинации или признакам, принадлежащим одному варианту осуществления, должен извлечь также любые комбинации признаков, относящиеся к различным вариантам осуществления, которые считаются раскрытыми здесь.

Краткое описание чертежей

Признаки и преимущества настоящего изобретения будут дополнительно описаны в отношении конкретных вариантов осуществления, как показано на сопроводительных чертежах, но которыми изобретение не должно ограничиваться.

Фиг. 1 - устройство получения рентгеновского изображения, содержащее автоматическое позиционирование клиньев в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Чертеж является только схематическим и представлен не в масштабе.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Чтобы создать рентгеновское изображение тела пациента 13, помещенного на стол 33, устройство 1 получения рентгеновского изображения содержит рентгеновский источник 3, имеющий рентгеновскую трубку, генерирующую рентгеновский пучок 35, направленный к телу пациента. Устройство 1 получения изображения дополнительно содержит рентгеновский детектор 5, выполненный с возможностью измерения с позиционной разрешающей способностью рентгеновского излучения, проходящего через тело пациента 13.

Чтобы сузить излучаемый рентгеновский пучок 35 до областей тела пациента 13, которые содержат интересующий объект, таких как, например, кардиальные сосуды сердца, устройство 1 получения рентгеновского изображения дополнительно содержит коллиматор 9 с полупрозрачным устройством 11 передачи рентгеновского излучения, выполненным в форме клиновидной диафрагмы. Клинья коллиматора 9 могут вводиться в рентгеновский пучок 35. Поскольку клинья являются полупрозрачными для облучающего рентгеновского пучка, интенсивность рентгеновского пучка 35 на участке 37 ослабляется, тогда как другой участок 39 рентгеновского пучка 35 проходит с полной интенсивностью.

Рентгеновский пучок 35 проходит через тело пациента и интенсивность прошедшего рентгеновского излучения затем определяется детектором 5. Из результата определения может быть получена информация о свойствах тела пациента поглощать рентгеновское излучение. В то время как неослабленный участок 39 рентгеновского пучка 35 содержит максимальную информацию о свойствах поглощения тела, ослабленный участок 37 рентгеновского пучка 35 предоставляет только уменьшенную информацию. Соответственно, в то время как результат определения внутри области детектора 5, в котором рентгеновский пучок 35 не был экранирован коллиматором 9, содержит максимальную интенсивность и зависит, главным образом, от свойств поглощения рентгеновского излучения телом пациента, результат определения, по меньшей мере частично, для экранированных областей 17 на поверхности 15 детектора имеет только сильно уменьшенный результат определения, который дополнительно также зависит от свойств поглощения рентгеновского излучения полупрозрачного устройства 11 передачи рентгеновского излучения.

Результаты определения рентгеновского детектора 5 передаются на управляющее устройство 7. Управляющее устройство 7 может, с одной стороны, передавать сигналы изображения на дисплей 27 таким образом, что изображение органа 31 пациента, такого как сердце, может отображаться с особым вниманием к интересующей области 29, такой как кардиальные сосуды.

Дополнительно, управляющее устройство 7 выполнено с возможностью определения и управления отрегулированным оптимальным положением полупрозрачного устройства 11 передачи рентгеновского излучения. С этой целью результат определения детектором 5 и, как вариант, установки системы (такие, как кВ, мА, тип предварительного фильтра, расстояние между источником излучения и детектором), полученные, например, от контроллера, входящего в состав рентгеновского источника 3 или детектора или в отдельное устройство контроллера, могут быть переданы на устройство 21 определения, выполненное с возможностью обнаружения признака, определяющего интересующую область 29 внутри изображения, полученного детектором 5.

На начальном этапе обработки определенное положение интересующей области может использоваться для определения оптимального расположения клиньев внутри коллиматора 9, так чтобы участки 37 рентгеновского пучка 35 за пределами интересующей области были существенно ослаблены.

На более поздних этапах обработки при рентгеновских наблюдениях результаты обнаружения, полученные детектором 5, и, как вариант, системные установки могут сначала быть переданы на блок 23 анализа. Этот блок 23 анализа выполнен с возможностью создания виртуального изображения из обнаруженного рентгеновского изображения. В этом виртуальном изображении информация об изображении, обнаруженная в областях 17 поверхности 15 детектора, частично экранированных коллиматором 9, вычисляется повторно, учитывая свойства поглощения коллиматором 9 рентгеновского излучения, так что результирующее виртуальное изображение соответствует рентгеновскому изображению, как если бы не было никакого ослабления рентгеновского излучения внутри коллиматора 9. Это виртуальное изображение затем передается на блок 21 обнаружения признаков для обнаружения в нем интересующей области.

Когда обнаружена эта интересующая область, которая, между тем, могла изменить свое положение, блок 25 автоматического позиционирования клиньев способен произвести повторное регулирование положения полупрозрачного устройства 11 передачи рентгеновского излучения.

Для вычисления, выполняемого блоком 23 анализа и/или блоком 25 позиционирования клиньев, может быть полезно также предоставить системные установки (такие, как кВ, мА, тип предварительного фильтра, расстояние между источником излучения и детектором), получаемые этим блоком, например, от контроллера, входящего в состав рентгеновского источника 3 или детектора или отдельного устройства контроллера.

Изображение с выхода управляющего устройства 7 может быть входящим изображением от детектора или, альтернативно, может быть виртуальным изображением, создаваемым блоком 23 коррекции клиньев.

Наконец, следует заметить, что термины "содержащий", "включающий" и т. д. не исключают другие элементы или этапы и единственное число не исключает множество элементов. Кроме того, элементы, описанные в связи с различными вариантами осуществления, могут объединяться вместе. Следует также заметить, что ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения не должны истолковываться как ограничение объема формулы изобретения.

Перечень ссылочных позиций

1. Устройство получения рентгеновского изображения

3. Рентгеновский источник

5. Рентгеновский детектор

7. Управляющее устройство

9. Коллиматор

11. Полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения

13. Пациент

15. Поверхность детектора

17. Частично экранированные области на поверхности детектора

21. Устройство обнаружения признаков

23. Блок анализа

25. Блок автоматического позиционирования клиньев

27. Дисплей

29. Отображаемая интересующая область

31. Отображаемый орган

33. Стол

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам получения рентгеновского изображения. Способ осуществляют посредством облучения объекта рентгеновским излучением и обнаружения на поверхности детектора рентгеновского излучения, прошедшего через объект, при этом располагают коллиматор, включающий полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения, в пучке облучающего рентгеновского излучения, тем самым экранируя, по меньшей мере частично, области на поверхности детектора от рентгеновского излучения, получают рентгеновское изображение и автоматически регулируют положение полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения, основываясь на информации об изображении, содержащейся в, по меньшей мере частично, экранированных областях на поверхности детектора. Устройство содержит рентгеновский источник, коллиматор, включающий в себя регулируемое полупрозрачное устройство передачи рентгеновского излучения, помещенное на пути прохождения рентгеновского пучка, рентгеновский детектор и управляющее устройство для регулировки положения полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения. Машиночитаемый носитель содержит компьютерную программу, выполненную с возможностью при исполнении на процессоре управлять способом. Использование изобретения позволяет улучшить коллимацию рентгеновского пучка. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения рентгеновского изображения интересующей области (29) объекта посредством облучения объекта (13) рентгеновским излучением и обнаружения на поверхности (15) детектора рентгеновского излучения, прошедшего через объект, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:
располагают коллиматор (9), включающий в себя полупрозрачное устройство (11) передачи рентгеновского излучения, в пучке (35) облучающего рентгеновского излучения, тем самым экранируя, по меньшей мере частично, области (17) на поверхности (15) детектора от рентгеновского излучения;
получают рентгеновское изображение путем обнаружения рентгеновского излучения, прошедшего через объект (13) на поверхность (15) детектора;
автоматически регулируют положение полупрозрачного устройства (11) передачи рентгеновского излучения, основываясь на информации об изображении, содержащейся в, по меньшей мере, частично экранированных областях (17) на поверхности (15) детектора.

2. Способ по п. 1,
в котором информацию об изображении, содержащуюся в, по меньшей мере частично, экранированных областях (17) на поверхности (15) детектора, извлекают, учитывая свойства поглощения рентгеновского излучения полупрозрачного устройства (11) передачи рентгеновского излучения.

3. Способ по п. 1, в котором информацию об изображении, содержащуюся в, по меньшей мере частично, экранированных областях (17) на поверхности (15) детектора, извлекают, учитывая информацию, по меньшей мере, об одном заданном положении полупрозрачного устройства (11) передачи рентгеновского излучения, характеристики облучающего рентгеновского излучения (35) и характеристики объекта (13).

4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
обнаруживают интересующую область (29);
причем положение полупрозрачного устройства (11) передачи рентгеновского излучения регулируют в соответствии с обнаруженной интересующей областью (29).

5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
создают виртуальное изображение из полученного рентгеновского изображения, в котором информация об изображении внутри областей, частично экранированных полупрозрачным устройством передачи рентгеновского излучения, устанавливается заново, так, чтобы соответствовать информации об изображении при отсутствующем полупрозрачном устройстве передачи рентгеновского излучения.

6. Способ по п. 4, в котором этапы получения рентгеновского изображения и адаптации положения полупрозрачного устройства (11) передачи рентгеновского излучения повторяют так, чтобы динамически регулировать положение полупрозрачного устройства (11) передачи рентгеновского излучения в соответствии с интересующей областью (29).

7. Способ по одному из пп. 1-6, в котором дополнительно:
полупрозрачное устройство (11) передачи рентгеновского излучения имеет локально изменяющиеся свойства поглощения рентгеновского излучения и в котором адаптация положения полупрозрачного устройства передачи рентгеновского излучения содержит перемещение полупрозрачного устройства (11) передачи рентгеновского излучения.

8. Устройство получения рентгеновского изображения, содержащее:
рентгеновский источник (3) для создания рентгеновского пучка (35);
коллиматор (9), включающий в себя регулируемое полупрозрачное устройство (11) передачи рентгеновского излучения, помещенное на пути прохождения рентгеновского пучка (35);
рентгеновский детектор (5);
управляющее устройство (7) для регулировки положения полупрозрачного устройства (11) передачи рентгеновского излучения;
причем устройство (1) получения рентгеновского изображения выполнено с возможностью осуществления способа по одному из пп. 1-7.

9. Устройство получения рентгеновского изображения по п. 8, дополнительно содержащее устройство (21) обнаружения признака для обнаружения признака, определяющего интересующую область (29).

10. Машиночитаемый носитель, содержащий сохраненную на нем компьютерную программу, выполненную с возможностью при исполнении на процессоре управлять способом по одному из пп. 1-7.