CN1684629A - 放射图像记录装置 - Google Patents

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Abstract

一种放射图像记录装置，具有射线源和射线接收器，它们可为了相对于站立的患者定位而垂直移动；以及图像处理装置，用于利用所拍摄的图像数据产生可输出的图像。其中，为了拍摄高度超过数字射线接收器(3)的有效面积的检查区域，通过控制装置(10)控制射线源(2)和射线接收器(3)在前后连续的图像拍摄位置(I，II，III)上移动，其中，在各位置上分别拍摄一幅放射图像(B1，B2，B3)。其中，位置(I，II，III)是这样定义的，使得所拍摄的放射图像(B1，B2，B3)覆盖检查区域。图像处理装置(11)利用各放射图像(B1，B2，B3)的图像数据产生显示整个检查区域的总图像(G)。

Description

放射图像记录装置
技术领域
本发明涉及一种放射图像记录装置，其具有射线源和数字射线接收器，它们可为相对于站立的患者定位而垂直移动，以及具有图像处理装置，用于利用所拍摄的图像数据产生可输出的图像。
背景技术
在现代X射线支持的诊断中，经常会遇到需要检查大检查区域、如整个脊柱或腿部，以诊断骨骼位置的情况。在此，利用放射图像记录装置对站立的患者进行扫描。放射图像记录装置通常是包含X射线管和X射线接收装置的X射线装置。通常，接收器具有一40×120cm大小的胶片盒，只要该胶片盒足够大，就可以对整个检查区域进行成像。公知的还有，采用较小的胶片盒，拍摄多个对检查区域成像的存储薄膜图像，然后将它们粘接在一起，从而构成一幅总图像。这些方法很繁琐且复杂，此外还需将存储薄膜进行冲洗，这需要相对长的时间，所以不能在拍摄后及时进行诊断。
在DE 4231583 A1中描述了一种血管造影X射线诊断装置，其中，对躺着的患者通过步进移动产生多个单独图像。这些单独图像被存储在激光图像再现装置的图像存储器中，其中，在图像边沿的图像行被去除，从而使一幅总检查区域的图像可在激光图像再现装置上无重叠地表示出来。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题是，提供一种对此提供帮助的放射图像记录装置。
为了解决该问题，根据本发明的本文开始所述类型的放射图像记录装置包括一个数字射线接收器，即公知的半导体平面检测器。为了拍摄高度超过该数字射线接收器的有效面积的检查区域，通过一控制装置控制射线源和射线接收器在前后连续的图像拍摄位置上移动，其中，在各位置上分别拍摄一幅放射图像。其中，所述位置是这样定义的，使得所拍摄的放射图像覆盖检查区域，以及其中，图像处理装置构造成利用各放射图像的图像数据来产生显示整个检查区域的总图像。
本发明优选地对检查区域进行步进扫描，其中，在每个定义的图像拍摄位置上拍摄一幅放射图像。一台中央控制装置在各定义的位置上控制射线源和射线接收器。在图像拍摄之后，将图像从射线接收器读出并传送给图像处理装置。如果对整个检查区域是通过拍摄多幅图像进行扫描的，则在图像处理装置中利用各放射图像的数据通过计算产生显示整个检查区域的总图像。然后，可以将该总图像输出以及建立诊断。
根据本发明的放射图像记录装置相对于现有技术具有一系列的优点。其一在于能够很快地产生总图像，因为图像处理装置在具有足够的配备的情况下可以在产生最后一幅单幅图像后立即计算总图像。因此，几乎在拍摄完最后一幅单幅图像的同时就可以进行诊断。此外，具有优点的还有，图像处理装置能在产生总图像后立即输出该单幅的总图像，不再需要繁琐的费时的冲洗或在冲洗之后还要将单幅图像粘接在一起。另一值得注意的优点在于，可以通过存储在适当的数据载体上而容易地将总图像归档在适当的患者数据管理机制中，这比迄今为止常见的存储薄膜图像要简单得多。
此外，另一值得注意的优点在于，可以采用通常的胸部拍摄装置或骨骼拍摄装置作为实现上述定义的拍摄技术的装置，而不必为此作太多更改，除了主要必须相应地配备图像处理装置以外。
总之，按照本发明的放射图像记录装置能够快速而不复杂、并立即有表现力地产生明显大于射线接收器的有效面积的大检查区域的总图像。
在本发明的扩展中，设置了用于根据检查区域的高度和射线检测器有效面积的高度来自动确定各位置的控制装置。医生在进行实际图像拍摄以前确定他想扫描的区域，例如要检查左腿从脚踵至股骨径的区域。他将患者参数输入控制装置，控制装置依据其已知的射线接收器的有效面积、即有效地用于图像拍摄的、X射线在此被转换为图像数据的检测器面积，来计算射线源和射线接收器须自动地移动到的位置。该过程既可以应用于射线检测器的有效面积不变的情况，也可以用于有效面积可变的检测器，即医生可以选择其想用于实际图像拍摄的特定的检测器区域的情况。该面积如上所述对控制装置是已知的，因此与垂直移动相关的该面积的高度也是已知的，从而可以容易地自动确定重要的拍摄位置，并自动移动到该位置。
在此适当的是使射线源和射线接收器同步移动，即它们同时从一个位置移动到下一个位置。当然当首先移动一个组件然后移动另一组件时，也要求异步移动运行。移动始终是对称进行的，即总是移动相同的路段，从而使射线源和射线接收器在拍摄类型为对站立的患者进行扫描时总是相对地处于一个水平平面内，即它们总是处于同一平面内。
优选地，从一个拍摄位置移动到下一个拍摄位置以及在各位置上的图像拍摄自动进行。因此，在图像拍摄开始时，在确定了各拍摄位置后，控制装置使射线源和射线接收器(例如为40×40cm的图像接收器)从起始位置移动到第一拍摄位置，这两个组件总是将该起始位置作为基准位置而移动到其上。到达该位置后，自动进行图像拍摄，其中，在读出所拍摄的单幅图像后，两个组件移动到下一个拍摄位置，并在那里进行新的拍摄，等等。该过程一直进行到拍摄完最后一幅图像为止，然后两个组件例如又移动到起始位置。与此同时，图像处理装置立即开始处理各图像数据以产生总图像。这相宜地也是自动进行的，因此医生在按下开始按钮后直到最终的图像输出实际都无需介入。
如上所述，图像处理装置是这样构成的，即其利用单幅图像来准确地构成用于诊断整个检查区域的总图像，并精确分辨地示出。因此，图像处理装置必须能够将检查区域的两幅相邻的图像这样相互定位和衔接，使得不产生边沿或错位，并使检查区域、例如小腿相对于所拍摄的结构准确地构成。在此，按照本发明的第一种实施方式，合适的是，这样定义在其上进行拍摄的位置，使得两幅相继拍摄的图像在边沿相互重叠。因此，在两幅相继拍摄的图像的边沿可以看到相同的结构，图像处理装置借助该结构例如通过采用采集图像中共性的适当的边沿检测算法或类似的算法，可以确定两幅图像相互间的准确对准并将它们进行确切地重叠。这当然是这样实现的，即在所产生的总图像中看不到重叠的边沿、亮度的差别，等等。在此，重叠不可过大，在40×40cm的图像接收器的情况下，可以考虑例如3-5cm的重叠。在这样的相对窄的区域内已有足够的结构上的共性，可使图像处理装置将两幅图像准确地对准并重叠。
本发明的另一种实施方式是，这样定义位置，使得两幅相继拍摄的图像基本上相互直接衔接。因此，这里的重叠仅有几毫米。在此总图像的产生主要基于射线源和射线接收器能准确地在预定义的位置上移动，以及患者在此不动。两幅图像相互几乎直接衔接。当然，在此图像处理装置也可以就一致的结构进行边沿区域分析，只要该结构出现在该仅有几毫米的重叠区域内。与分析两个边沿区域不同的，还可以考虑采用适当的算法查找在第一和第二图像中连续的结构。例如当在在先拍摄的图像中检测到骨骼边沿时，则在随后拍摄的图像中同样确定该边沿，通过使两幅图像中边沿重合定位或准确连续来使两幅图像相互定位。
总图像可以按照在必要时缩小的形式作为硬拷贝输出或者在显示器上进行显示，其中作为硬拷贝输出例如为写在存储薄膜上、在胶片上曝光。为了快速诊断当然要在显示器上输出。在此，总图像可以在显示器上以所拍摄的形式或较大的形式输出。由于显示器当然小于所拍摄的检查区域，对明显大的总图像的观察可以通过简单地在显示器上移动总图像来实现，这可以通过滚动做到。当然还可以将总图像相对于实际的拍摄形式放大显示，以便更大地显示可能的结构。
射线源和射线接收器可以相宜的方式安装在必要时可伸缩的盖板支架或地面支架上，这些支架使得可以简单地自动移动。为此设置了一种适当的机械装置，其尤其使得可以将两个组件精确定位在各个定义的拍摄位置上，以便拍摄由控制装置事先定义的单幅图像。
由于构造的原因首先是射线接收器、即固体检测器不能直接移动直至地面，即有效面积始终位于高于地面一定的距离。但对于腿的拍摄要求至少能对踝骨进行成像。在此为了提供辅助手段，按照本发明设置了接受患者的平台，其具有用于患者的保持装置。该患者站立于其上的平台弥补了这种构造上的偏差，从而能够轻易地连同踝骨一起拍摄。保持装置设置用于使患者稳固且不动地站立，因为在拍摄多幅单独图像期间当然不允许患者改变其位置。
在此保持装置可以实现为高度可变的扶手，从而可以使不同身高的人员保持最佳的固定。还可以考虑用相应的带子等作为保持装置，将患者固定绑在其位置上。
此外合适的是，在平台朝向射线接收器的一侧设置一个射线可穿过的板，以防患者触及到射线接收器。
附图说明
下面对照附图所示实施方式对本发明的其它优点、特征和细节进行描述。其中：
图1示出按照本发明的放射图像记录装置的原理图；
图2示出“融合”三幅单幅图像以产生一幅总图像的原理图。
具体实施方式
图1示出按照本发明的放射图像记录装置1。该放射图像记录装置1包括一个射线源2，在此为X射线放射器，以及射线接收器3，在此为数字固体图像检测器。射线源2安装在具有伸缩杆5的支架4上，因此可以如箭头A所示垂直移动。相应地，射线接收器3也安装在支架6上，并如箭头B所示同样垂直移动。支架4是盖板支持，而支架6是地面支架。
在射线接收器附近设置了平台7，为了进行拍摄患者P须站于其上。在该平台7上，在两侧安装了可垂直移动(见箭头C)的扶手形式的保持装置8。患者可以抓牢扶手，因为为了拍摄图像其必须非常安静地站立。此外，设置了一背侧可穿透射线的板9，以防患者触及到射线接收器3。
此外，按照本发明的放射图像记录装置还包括配有图像处理装置11和显示器12的中央控制装置10。控制装置10用于精确控制射线源2和射线接收器3在垂直方向上的移动，以移动到不同的拍摄位置，以及控制图像拍摄操作。图像处理装置11用于从所拍摄的单幅图像中计算出一幅总图像，然后将其显示在显示器12上。
在所示出的实施例中，要拍摄患者P的右腿并为医生输出总图像。为此医生通过适当的、在此未详细示出的输入装置(例如键盘等等)向控制装置10输入检查区域的几何数据，在此即为右腿。医生必须定义从检查区域的哪里到哪里在垂直方向上移动。在此检查区域明显大于射线接收器3的有效面积。为了将检查区域准确地成像在总图像中，要求在不同的拍摄位置产生单幅图像，并由此计算出总图像。如果现在检查区域的垂直位置和长度已被定义，则控制装置10计算射线源2和射线接收器3须移动到的位置，以便拍摄对整个检查区域成像的单幅图像。这在控制装置10一侧可以容易地实现，因为一方面其根据医生输入的相应数据已准确地了解了检查区域，另一方面对控制装置10来说射线接收器3的有效面积、即在其中产生实际对检查区域成像的图像数据的面积是已知的。由此可以容易地确定须将射线源2和射线接收器3移动到的各拍摄位置，以对检查区域进行成像。在所示实施例中，设置了三个拍摄位置。控制装置使射线源和射线接收器从图中未示出的起始位置出发移动到图中最底下的拍摄位置I，由此位置I开始，在此进行显示患者腿从踝骨至例如膝盖以下的第一图像拍摄。在同样由控制装置10控制的成功拍摄之后，读出该第一图像的图像数据并传送给图像处理装置11。然后，射线源2和射线接收器3移动到拍摄位置II，在此，通过适当的位置采集装置分别精确地确定各位置。在该位置上拍摄显示患者腿从膝盖下到大腿中部的第二单幅图像。在成功拍摄和读出图像数据之后进行到第三拍摄位置III的第三次移动，在该位置上进行显示检查区域从大腿中部至髋骨的第三图像拍摄。在该图像拍摄之后，读出图像数据并传送给图像处理装置11，此时在该图像处理装置11中已有三幅单幅图像。借助这三幅单幅图像经计算产生总图像，然后将其在显示器12上输出。
在此拍摄位置是这样定义的，即例如两幅前后相继拍摄的单幅图像有一定的重叠部分。从大约40×40cm的图像接收器出发，即其有效面积例如为40×40，则重叠的部分例如可为3或5cm。这是合适的，由此图像处理装置11可以通过采用适当的算法对两幅相继拍摄的图像中重合的区域进行检测，并将两幅图像相对于其中一幅准确定位，从而得到一幅没有边沿和亮度差别等的一致的总图像。对此还可以这样选择拍摄位置，使图像近乎无缝地相互衔接，然后图像处理装置11采用适当的算法在两幅相继拍摄的图像中寻找连续的结构，以便将两幅图像相互对准。
在每种情况下，总的运行都通过控制装置10自动进行。如果如开始所述的关于检查区域的参数对控制装置10已知，则根据所选择的图像处理模式(即边沿重叠或直接衔接)来自动确定拍摄位置，图像处理模式例如可由医生自己选择。当所有这些都定义了之后，则医生仅需按压控制装置10上的开始按钮，此后整个图像拍摄、移动以及图像分析过程都自动地运行。
与输入关于检查区域的可能参数不同地，当然还可以考虑由医生来这样定义检查区域，即其使射线检测器移动到近似为第一图像拍摄和最后图像拍摄定义的第一位置和第二位置上。在此，检查区域的确定几乎直接在射线接收器运动模仿(Bewegungsmimik)的坐标系中进行。由该两个位置出发可以分别确定位于其间的各拍摄位置。在此，当然可以在考虑可能的重叠的情况下不以接收器有效面积高度的确切倍数来显示检查区域的总长。为此可以考虑，在最后一次拍摄时通过放射源上的相应光阑仅照射部分区域等。因此可以考虑定义位置和检查区域长度的不同方式。
图2以原理图的形式示出如何借助三幅单幅图像产生一幅总图像。在所示例子中，拍摄三幅单幅图像B1、B2、B3。首先拍摄显示至接近膝盖以下的小腿的大部分的单幅图像B1。然后拍摄显示膝盖和部分大腿的单幅图像B2。最后拍摄显示大腿其余部分至股骨径的单幅图像B3。
为了简单地将单幅图像相互排列使它们部分重叠地拍摄这些图像。在每幅图像中都有一与在前拍摄图像重叠的区域，即所拍摄的结构就此而言重合的区域。这在图像B1中为上部的狭窄边沿区域1，单幅图像B2在下部边沿同样具有该重叠区域1，在其上部边沿具有重叠区域2，该重叠区域2同样也出现在随后拍摄的单幅图像B3中。借助这些重叠区域图像处理装置11可以通过采用适当的分析算法，将两幅相继的图像准确地相互对准，并在重叠区域中进行重叠，从而产生一幅显示从脚至股骨径的整个检查区域的总图像G。在此图像是这样融合的，使得在从一幅单幅图像到另一幅图像的过渡区域中没有边沿和亮度差别等。
以这种方式产生的总图像将适当地在显示器12上输出。由于其图像平面小于以1∶1比例显示检查区域的总图像G，在显示器12上只能部分地显示总图像G。通过适当的滚动装置可以容易地在显示器12上移动图像，如箭头D所示。
除了在显示器上显示数字总图像G外，还可以将其归档和存储在数据载体上，本例中为CD-ROM 13。由于这样的数据载体的巨大存储空间，当然也可以在其上存储其它多个总图像(当然也可以存储单幅图像)，从而可以实现比在现有技术中须采用存储薄膜更便当的归档。

Claims (13)

1.一种放射图像记录装置，其具有射线源和射线接收器，它们可为了相对于站立的患者定位而垂直移动；以及图像处理装置，用于利用所拍摄的图像数据产生可输出的图像，其特征在于，为了拍摄高度超过所述数字射线接收器(3)的有效面积的检查区域，通过一控制装置(10)控制该射线源(2)和射线接收器(3)在前后连续的图像拍摄位置(I，II，III)上移动，其中，在各位置上分别拍摄一幅放射图像(B1，B2，B3)，其中，所述位置(I，II，III)是这样定义的，使得所拍摄的放射图像(B1，B2，B3)覆盖检查区域，以及其中，所述图像处理装置(11)构造成利用各放射图像(B1，B2，B3)的图像数据来产生显示整个检查区域的总图像(G)。
2.根据权利要求1所述的放射图像记录装置，其特征在于，所述控制装置(10)构造成用于根据所述检查区域的高度和所述射线检测器(3)的有效面积的高度来自动确定各所述位置(I，II，III)。
3.根据权利要求1或2所述的放射图像记录装置，其特征在于，所述射线源(2)和射线接收器(3)可同步移动。
4.根据权利要求1至3之一所述的放射图像记录装置，其特征在于，从一个拍摄位置(I，II，III)到下一个的移动以及在各拍摄位置(I，II，III)上的图像拍摄是自动进行的。
5.根据权利要求1至4之一所述的放射图像记录装置，其特征在于，所述位置(I，II，III)是这样定义的，使得两幅相继拍摄的放射图像(B1，B2，B3)在边沿上重叠。
6.根据权利要求1至4之一所述的放射图像记录装置，其特征在于，所述位置(I，II，III)是这样定义的，使得两幅相继拍摄的放射图像(B1，B2，B3)基本上直接相互衔接。
7.根据权利要求5或6所述的放射图像记录装置，其特征在于，所述图像处理装置(11)构造成，通过分析重叠区域(1，2)或通过分析在相互衔接的边沿区域的图像(B1，B2，B3)，以及通过随后将图像(B1，B2，B3)对齐来将两幅相继拍摄的图像(B1，B2，B3)相互排列。
8.根据权利要求1至7之一所述的放射图像记录装置，其特征在于，所述总图像(G)在必要时可以按照缩小的形式作为硬拷贝输出或在显示器(12)上进行显示。
9.根据权利要求1至8之一所述的放射图像记录装置，其特征在于，所述总图像(G)可以在显示器(12)上以所拍摄的形式或较大的形式输出，并可以通过滚动在显示器(12)上移动。
10.根据权利要求1至9之一所述的放射图像记录装置，其特征在于，所述射线源(2)和射线接收器(3)安装在必要时可伸缩的盖板支架或地面支架(4，6)上。
11.根据权利要求1至10之一所述的放射图像记录装置，其特征在于，设置有接受患者(P)的平台(7)，其具有用于患者的保持装置(8)。
12.根据权利要求11所述的放射图像记录装置，其特征在于，所述保持装置(8)构造为扶手(8)。
13.根据权利要求11或12所述的放射图像记录装置，其特征在于，在所述平台(7)朝向所述射线接收器(3)的一侧安装有一个射线可穿过的板(9)。
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