[发明专利]确定射线照相系统中便携式图像检测器组装件相对于X射线源的发射点的定位的方法和系统

说明书

一种用于在射线照相术系统中精确定位无线射线照相检测器的方法和系统，其基于精确确定生成器阵列与传感器阵列的集合之间的距离的方法。生成器阵列和传感器阵列优选是正交布置的磁场生成器和传感器，其允许测量距离，而不受生成器和传感器阵列之间的人类组织的存在所影响。

技术领域

本发明一般涉及射线照相术系统中射线照相检测器位置的定位，并且更具体地涉及移动射线照相术系统，其中优选的无线图像检测器被定位在待成像的对象后方，但是其确切定位不总是精确已知的。图像检测器关于X射线源的定位的精确确定对于确定成像参数、管和患者定位而言是重要的。

背景技术

精确确定被应用于特定曝光设置的特定射线照相术系统的获取几何结构的所有参数已经是常规射线照相术中长期存在的问题。在常规射线照相术中，X射线源（在大多数情况中是X射线管）的射束被修改或成形，以最优地使经受检查的患者组织暴露，以提供最优图像品质结果，而同时最小化患者对于辐射的暴露。暴露患者感兴趣的区的X射线射束的部分被射束在其去往成像检测器的路径上所遇到的组织部分地衰减，并且形成潜像，所述潜像在对于X射线灵敏的检测器中积累（CR-图像）或集成（DR图像）。所谓的曝光设置完全地确定X射线射束的品质并且对结果得到的图像有重要影响。曝光设置基本上由将被实施的检查的类型确定，并且取决于以下：检查的类型（软组织检查需要与骨结构检查相比不同的设置）、患者年龄（儿科或非儿科）、特定的获取几何结构SDD（源检测器距离）、ODD（对象检测器距离）以及射束的入射角和患者厚度。曝光设置在以下各项的方面中被限定：mA（通过X射线管的阳极的电流）、s（以秒为单位的曝光持续时间）以及kV（以千伏为单位的管电压）。

在固定的射线照相术装置中，获取几何结构相对容易确定，因为不同模态组件的移动的自由度由模态设计来限定，并且单独组件的移动可以容易地通过测量其位移来被追踪。用于获取几何结构（即X射线源、图像检测器和桌台表面）的主要确定组件在空间中的确切位置可以相对容易地通过追踪或测量那些组件相对于参考定位的移动来被计算。C臂台架的位移或旋转的数字读数可以不含糊地限定例如X射线射束的发射点和倾斜角。在典型的固定射线照相术装置中，图像检测器的位置也可以被不含糊地定位，这是由于以下事实：即它驻留在所谓的检测器“布凯氏（bucky）”中，所述检测器“布凯氏”在桌台中的位置被预定或可以被容易地测量。

对于没有关于所有组件的数字定位读数的较老旧的射线照相术装备、以及还对于移动射线照相术设备或对于需要检测器在所述布凯氏外部的检查类型而言，情形是不同的。移动X射线设备被用作在如下境况下获取射线照相术图像的通用解决方案：在所述境况中，患者不能被容易地输送到专用X射线室，或不能被容易地定位。在急救室中、在介入性设置中或在其中患者在他医院病床上需要检查的情况中使用移动X射线设备。清楚的是，在这些境况下，当在不同组件、诸如X射线源与图像检测器之间的相对定位信息不可用的时候，精确地确定获取几何结构不明显得多。

特别地，图像检测器相对于X射线源的确切定位和定向的确定是有挑战性的，因为这两个对象通常没有机械关系，并且甚至可能不在彼此的视线中。必须假定当从源视角查看的时候，待成像的对象或患者遮蔽图像检测器。因此，不能应用需要清楚视线的距离测量技术。在本领域中，依赖于各种效应的不同距离测量技术已经作为解决方案被提出。一些解决方案部分或完全地依赖于动力学传感器的集成，所述动力学传感器可以基于加速度测量或相对于例如重力的成角来记录并且计算位移。这些解决方案需要所记录的移动的复杂计算，并且对于此处被描述的应用而言不足够精确，因为传感器可能随时间而漂移。基于此原理的解决方案还总是需要校准步骤，在所述校准步骤中，待追踪的对象必须在参考定位中被配准。另外，在这种应用中所使用的类型的动力学传感器具有某些固有限制，其不允许测量某些参数。例如，加速度传感器不能检测被定向在与地表面平行（与重力垂直）的平面中的对象的旋转。作为示例，美国专利US2014376700（Samsung Electronics（三星电子）有限公司）提出了一种解决方案，其用于至少对准X射线管与使用这样的角度测量传感器的检测器的定向。