[发明专利]X射线减少系统

说明书

技术领域

本发明涉及多帧X射线成像的技术领域，且更具体地涉及在多帧X射线成像期间控制X射线辐射量的技术领域。

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求于2013年1月1日申请的美国临时专利申请号61/748,091的优先权并与其有关，该美国临时专利申请的全部内容以引用的方式结合于此。

背景技术

在典型的多帧X射线成像系统中，X射线管在相对宽的立体角产生X射线辐射。为了避免对患者和医疗团队不必要的曝光，诸如铅的X射线吸收材料的准直仪被用于阻挡多余的辐射。这样，只有必要的立体角的有用辐射离开X射线管来照射必要的单元。

这种准直仪通常用于静态模式，但其可以具有不同的设计和X射线辐射几何形状。可以利用输入来手动或者自动设置准直仪，该输入包括例如在所涉及的环境中的器官的尺寸。

在多帧X射线成像中，情况比单一辐射X射线更为动态。X射线辐射在相对长的时间段辐射，而医护人员通常需要站在患者旁边，因此靠近X射线辐射。因此，理想的是提供方法来最小化对医疗团队的照射。已经提出了减少X射线辐射强度的方法，其中X射线图象的信噪比(S/N)的减少由数字图象增强来补偿。其它方法提议准直仪将X射线辐射的立体角限制为图象增强器区域的一部分，并移动准直仪来调换图象增强器的整个输入区域，其中兴趣区(ROI)比其余区域被照射更多。这样，ROI得到足够高的X射线辐射来产生高S/N的图象，而图象的其余部分被低X射线强度照射，提供相对低S/N的图象。ROI的尺寸和位置可以以多种方法来确定。例如，其可以是图象中心的固定区域，或者可以自动地围绕在图象的最活跃区域的中心，这个活跃性可以由从多帧X射线成像系统的视频摄像机接收的一系列摄影图象的实时图象分析来确定。

发明内容

根据本发明第一个方面，提供了一种X射线系统，包括X射线源、检测器、用于显示X射线成像视场的显示器和眼球跟踪器，其中所述眼球跟踪器被配置成在图像区域内提供用户的凝视坐标；所述系统被配置为确定感兴趣区域(ROI)以使以使凝视点包含在所述ROI；以及根据包含在所述ROI内的图像部分优化在所述显示器上显示的图像。

可以通过控制一下中的任意一个参数来进行图像优化：X射线管电流(连续模式或脉冲模式)；X射线管峰值千伏电压(PKV)；X射线脉宽；AGC(自动增益控制)，模拟或数字的；在亮度函数中实施的图像的色调再现；在对比度函数中实施的图像的色调再现；在伽马函数中实施的图像的色调再现；在补偿函数中实施的图像的色调再现；在n次线性函数中实施的图像的色调再现；以及在非线性函数中实施的图像的色调再现。

X射线系统还可以包括准直仪，该准直仪可以被配置为在视场中根据凝视点来修改X射线的每像素辐射剂量(DPP)。

X射线系统还可以包括准直仪，该准直仪可以被配置为在视场中根据凝视点来修改每像素辐射剂量(DPP)。

根据本发明的第二方面，提供了一种X射线系统，包括X射线源、检测器、用于显示X射线成像视场的显示器和准直仪；所述准直仪被配置为将第一区域曝光至第一辐射级以及将第二区域曝光至第二辐射级；以及所述系统被配置成使用色调校正函数将所述第二区域处理为与所述第一区域相同。

色调校正函数可以是至少两个色调校正函数中的一者，色调校正函数中的每一者与特定的PKV相关联。

所述系统还被配置成通过两个其他色调校正函数的插值法来创建色调校正函数，所述两个其他色调校正函数中的每一者与特定的PKV相关联。

所述系统还被配置成针对第三区域从用于所述第二区域的色调校正函数中估计色调校正函数。

所述估计可以使用指数计算。

所述系统还被配置成调整色调校正函数的输入范围以适合X射线电流的变化。

可以使用与X射线电流的相对变化量相等的因子来进行所述调整。

根据本发明的第三方面，提供一种计算色调校正函数的方法，该方法包括：将第一区域曝光至第一X射线辐射并且将第二区域曝光至第二X射线辐射，其中至少部分所述第一和第二辐射穿过可变吸收幻象以使针对所述幻象的每一个指定的传输电平，存在至少一个由所述第一射线曝光的区域以及至少一个由所述第二射线曝光的区域；针对每个这种指定传输电平计算平均像素值；针对所有指定的吸收电平计算所述两个平均像素值的比值；为所述所计算的比值拟合函数以被用作色调校正函数。

所述可变吸收幻象可以是步进式光楔。

所述可变吸收幻象可以是连续的斜率函数的可变厚度幻象。