CN103648389A - 偏心成像的***和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用成像***捕获对象的图像数据的***和方法。该***可以包括一构台，该构台完全环状地封围对象的至少一部分，该对象可沿成像***的等角点被放置。该***可包括被置于构台中和相对于位于转子上的构台可移动的源和检测器。该***可包括移动控制模块，该模块设置源、检测器和转子中每一个的移动数据，使源、检测器和转子以期望的运动曲线移动，以捕获偏离成像***等角点的对象的一部分的图像数据。

Description

偏心成像的***和方法

技术领域

本公开涉及使对象成像，且特定地涉及产生与成像设备的等角点偏心的患者的一部分的图像。

背景技术

本节提供与本公开有关的背景信息，不必定是现有技术。

诸如人类患者之类的对象，可选择或被要求接受外科手术以纠正或扩增人的解剖（anatomy）。解剖的扩增可包括各种手术，诸如骨头的移动或扩增、***可植入设备、或其他适当的手术。外科医师可用患者的图像对对象执行该手术，可使用成像***（诸如磁共振成像（MRI）***、计算机断层扫描（CT）***、透视（例如，C型臂成像***）、或其它合适的成像***）来捕获这些患者的图像。

患者的图像可在进行手术时帮助外科医生，包括规划手术以及执行手术。外科医生可选择患者的二维图像或三维图像表示。通过在执行手术时，允许外科医师在不移除覆盖的组织（包括皮肤和肌肉组织）的情况下查看患者的解剖，图像可帮助外科医生以较小侵入性的技术来执行手术。

发明内容

本节提供本公开的一般概括，并非是其完整范围的或所有其特征的全面的公开。

根据各个实施例，提供了一种用成像***捕获对象的图像数据的***。该***可包括一构台（gantry），该构台完全环状地封围对象的至少一部分。可沿成像***的等角点放置该对象。该***可以包括一个位于构台中且相对于构台可移动的源。该源可响应于信号而输出至少一个脉冲。该***可包括位于构台中且相对于构台和源可移动的检测器，以检测由该源发射的至少一个脉冲。该***可包括检测器控制模块以及转子，该检测器控制模块基于检测到的至少一个脉冲来设置检测器数据，该转子位于构台中且在构台中可移动。源和检测器可耦合至转子，从而基本上彼此相对。源和检测器相对于转子可移动。该***可包括设置源的信号以及接收检测器数据的图像控制模块。该图像控制模块可用于基于检测器数据来重建图像数据。该***可包括设置源、检测器、和转子中每一个的移动数据的移动控制模块，该模块使源、检测器、和转子按期望的运动曲线移动，以捕获偏离成像***等角点的对象的一部分的图像数据。

进一步提供的是一种用成像***捕获对象的图像数据的方法。该方法可以包括提供一构台，可操作该构台完全环状地封围对象的至少一部分，沿成像***的等角点放置该对象。该成像***可包括位于构台中且耦合至相对于构台可移动的转子的源和检测器。该方法还可包括接收至少一个用户输入，该用户输入提供捕获与成像***等角点偏心的对象的一部分的图像数据的请求，且基于该用户输入来确定源、检测器、和转子在构台内的移动数据，以捕获该偏心的图像数据。该方法可包括基于该移动数据来相对于该转子移动该源，并且基于该移动数据相对于该转子移动该检测器。该方法还可包括基于该移动数据相对于构台移动该转子，并且用该源输出至少一个脉冲。该方法可包括用检测器接收该至少一个脉冲，并且基于该检测器接收到的该至少一个脉冲来重建对象的图像。

还提供一种用于用成像***中捕获对象的图像数据的方法。该方法可以包括提供一个构台，可用于完全环状地封围对象的至少一部分。可沿成像***的等角点放置该对象，并且成像***可包括位于构台中且耦合至相对于构台可移动的转子的源和检测器。该方法可以包括接收第一用户输入，该第一用户输入提供捕获沿成像***的等角点的对象的一部分的图像数据且捕获对象的一部分的初始图像数据的请求。该方法还可包括在显示器上显示对象的一部分的初始图像数据，并且基于所显示的初始图像数据来接收第二用户输入，该第二用户输入包括收集与成像设备的等角点的偏心的对象的一部分的偏心图像数据。该方法可包括基于该第二用户输入来确定源、检测器、和转子在构台中的移动数据来捕获偏心图像数据，以及基于该移动数据相对于该转子枢转该源。该方法可包括基于该移动数据相对于该转子枢转该检测器，以及基于该移动数据相对于该构台转动该转子。

从此处提供的描述中，其它应用领域将变得显而易见。这个概要中的描述和特定示例意在仅作为示意，并不意在限制本公开的范围。

附图说明

此处描述的附图仅为了说明选中实施例而非所有可能的实现，并不意在限制本公开的范围。

图1是手术室中示例性成像***的环境图，且该成像***的源和检测器位于第一位置；

图2是图1的成像***的示意图，且该成像***的源和检测器位于第二位置；

图3是与图1的成像***一起使用的示例性计算***的示意图；

图4是简化框图，示出用于实施根据各个实施例的偏心图像控制模块的***；

图5是数据流图，示出图4的偏心图像控制模块执行的示例性控制***；

图6是流程图，示出由偏心图像控制模块执行的方法；

图7是图1的成像***的示意图，该成像***的源和检测器位于第三位置；

图8是图1的成像***的示意图，该成像***的源和检测器位于第四位置；

图9是图1的成像***的示意图，该成像***的源和检测器位于第五位置；

图10A是图1的成像***捕获的前-后图像的示例性表示；

图10B是图1的成像***捕获的横向图像的示例性表示；

图11A是在图10A的前-后图像上选中的所选的感兴趣的位置的示例性图形表示；

图11B是在图10B的横向图像上选中的所选的感兴趣的位置的示例性图形表示；

图12是图1的成像***的示例性运动曲线；

图13A是基于图10A的所选的感兴趣的位置重建的图像的示例性图形表示；以及

图13B是在没有特定感兴趣的选中位置的情况下重建的图像的示例性图形表示。

具体实施方式

下面的说明在本质上只是示例性的。应该理解，在所有附图中，相应的标号表示相同的或对应的部件或特征。如上所述，本教示涉及成像设备（诸如美敦力导航有限公司（Medtronic Navigation）公司销售的O-Arm

成像***，该公司在美国的Louisville，CO，有营业处）的偏心成像。然而，应该注意，本教示可应用于任何合适的成像设备，诸如C形臂成像设备。此外，如这里所使用的，术语“模块”可指计算设备可访问的计算机可读介质、专用集成电路（ASIC）、电子电路、处理器（共享的、专用的、或成群的）以及执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路、和／或提供所述功能的其它合适的软件、固件程序、或组件。

参看图1，在手术室或手术房10中，诸如用户12之类的用户可对患者14进行手术。在进行手术时，用户12可使用成像***16来捕获患者14的图像数据用于进行手术。所捕获的患者14的图像数据可包括用X光成像***（包括此处公开的那些）捕获的二维（2D）投影。然而，可理解，还可产生体积模型的2D正向投影，也是此处所公开的。

在一个示例中，可使用捕获的图像数据来产生模型。也如此处下文所讨论的那样，模型可以是基于所捕获的图像数据使用包括代数迭代技术之类的各种技术产生的三维（3D）体积模型。如此处下文更详细地讨论地，可在显示设备20上显示所显示的图像数据18，且此外，可在与成像计算***32相关联的显示设备32a上显示。所显示的图像数据18可以是2D图像、3D图像、或时间变化的四维图像。所显示的图像数据18还可包括捕获的图像数据、生成的图像数据、上述两者、或上述两种类型的图像数据的合并。

可理解，例如，用X射线成像***可将所捕获的患者14的图像数据捕获为2D投影。然后可使用该2D投影来重建患者14的3D体积图像数据。也可从该3D体积图像数据生成理论的或正向的2D投影。因此，可理解，图像数据可以是2D投影或3D体积模型或上述两者。

显示设备20可以是计算***22的一部分。计算***22可以包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由计算***22访问的任何可用介质，并且可包括易失性或非易失性介质、以及可移除或不可移除介质两者。以示例的方式而非限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存、或其它存储技术、CD-ROM、数字通用光盘（DVD）、或其它光盘存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器、或其它磁存储器件、或可以用来存储计算机可读指令、软件、数据结构、程序模块、以及其它数据并且可由计算***22访问的任何其它介质。该计算机宽度介质可被直接访问或通过诸如互联网之类的网络访问。

在一个示例中，计算***22可包括可与计算***22结合的、诸如键盘之类的输入设备24以及一个或多个处理器26（一个或多个处理器可包括多处理核处理器、微处理器等）。输入设备24可包括使用户能够与计算***22接口的任何合适的设备，诸如触摸垫、触控笔、触摸屏、键盘、鼠标、摇杆、跟踪球、无线鼠标、音频控件、或其组合。此外，尽管这里描述和示出计算***22包括与显示设备20分立的输入设备24，计算***22可包括触摸垫或平板计算设备，且此外，计算***22可被集成在与成像***16相关联的成像计算***32中或作为成像计算***32的一部分。

可在计算***22和显示设备20之间提供连接28用于数据通信，以允许驱动显示设备20来示出图像数据18。

成像***16可包括在美国Louisville，CO有营业处的美敦力导航（Medtronic Navigation）有限公司销售的O-Arm

成像***。在2009年5月13日提交的、题为“System And Method For Automatic Registration Between AnImage And A Subject（用于在图像和对象之间自动登记的***与方法）”的美国专利申请12/465,206中也描述了在选择过程期间使用的、包括O-Arm

成像***或其它合适的成像***的成像***16，该专利通过引用结合在此。可在美国专利7,188,998、7,108,421、7,106,825、7,001,045、和6,940,941中找到有关O-Arm

成像***或其它合适的成像***的附加描述，这些专利每一个均通过引用结合至此。

O-Arm

成像***16可包括移动推车30，移动推车30包括成像计算***32以及其中放置了源单元36和检测器38的成像构台34。参看图1，如此处进一步讨论地，可将移动推车30从一个手术室或房移动到另一个，并且可相对于移动推车30来移动构台34。这允许成像***16移动，从而在不需要固定成像***专用的资本开支或空间的情况下，可在多个位置处且由多台手术使用成像***。

参看图2，构台34可定义成像***16的等角点。在这方面，通过构台34的中心线C1可定义成像***16的等角点或中心，并且可将通过构台34的任何其它线（诸如L1）认为是偏离等角点或偏心的。一般而言，参看图1，可沿构台34的中心线C1来放置患者14，以使患者14的纵轴14L可与成像装置16的等角点对齐。如此处所讨论地，可认为沿成像装置16的中心线C1捕获的图像数据是等角点或中心的图像数据，并且可认为偏离等角点或偏心地捕获的图像数据是偏离等角点或偏心的图像数据。

参看图3，提供示出成像计算***32的示例性实施例的图，该***的组件中的一些或全部可结合本公开的教示一起使用。成像计算***32可包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由成像计算***32访问的任何可用的介质，并且包括易失性和非易失性介质和可移除和不可移除介质两者。以示例的方式而非限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储技术、CD-ROM、数字通用光盘（DVD）、或其它光盘存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器、或其它磁存储器件、或可用来存储计算机可读指令、软件、数据结构、程序模块、以及其它数据并且可由成像计算***32访问的任何其它介质。计算机可读介质可被直接访问或通过诸如互联网之类的网络访问。

在一个示例中，成像计算***32包括显示设备32a和***单元32b。如图所示，显示设备32a可包括计算机视频屏幕或监视器。成像计算***32还可包括至少一个输入设备32c。如100处的分解图中所示，***单元32b包括处理器102和可包括软件106和数据108的存储器104。

在这个示例中，至少一个输入设备32c包括键盘。然而，应该理解，该至少一个输入设备32c可包括任何合适的设备以使用户与成像计算***32接口，该合适的设备诸如触摸垫、触控笔、触摸屏、键盘、鼠标、摇杆、跟踪球、无线鼠标、音频控件、或其组合。此外，尽管这里描述和示出成像计算***32包括***单元32b带有显示设备32a，成像计算***32可包括触摸垫或平板计算设备或使用显示器20。

如关于图4-9所讨论的那样，成像计算***32可独立地控制源36、检测器38、和转子40的运动、定位、和调节以启动经由偏心图像控制模块110进行的偏心图像数据捕获，其每一个都可存储在存储器104中并且处理器102访问。在处理器102和显示设备32a之间可提供用于数据通信的连接，以允许驱动显示设备耦合至转子40从而基本在构台34中对角地相对，并且可在构台34中相对于患者14移动。因此，检测器38可基本以箭头39所示方向在构台34中围绕患者14以360°运动地旋转地移动，并且源36可与检测器38相呼应地移动以使源36一般距离离检测器38180°并且与检测器相对。

此外，参看图2，源36棵树转地安装至转子40且由致动器控制，以使源36可相对于转子40和检测器38而围绕其焦点P可控制地枢转。通过可控制地枢转源36，在不需要将患者14相对于构台34重新放置的情况下，可转动X射线相对于患者14的轨迹的角度或改变该轨迹。此外，检测器38可相对于转子40在箭头T1和T2的方向以弧形移动。在一个示例中，检测器38可围绕源36的焦点P枢转，以使源36和检测器38可以相同角度枢转。当检测器38和源36可以相同角度枢转时，检测器38可在任何期望的旋转角处检测由源36发射的X射线，如这里进一步讨论的那样，这可进行偏心图像数据的捕获。转子40可按需围绕构台34旋转以捕获期望的图像数据（在中心上的或偏心的）。在美国专利7,108,421中公开了关于源36、检测器38、和转子40的运动机制的附加细节，该专利通过应用结合至此。

参看图1，构台34总是相对于患者14，在箭头41的方向上等距地摆动或摇摆（这里称之为等距-摆动），患者可被放置在患者支撑件上或桌子15上。构台34还相对于患者14按箭头42所示地倾斜，相对于患者14和移动推车30沿线44纵向地移动，并且一般相对于移动推车30沿线46向上和向下移动、向患者14横向地移动，一般相对于患者14以箭头48的方向垂直地移动，以允许相对于患者14来放置源36／检测器38。

成像计算***32可精确地由O-Arm

成像***16所控制，相对于患者14移动源36和检测器38，以生成患者14的精确的图像数据。此外，成像***16可经由连接50与处理器26连接，连接50可包括从成像***16到处理器26的有线或无线连接或物理介质传输。因此，也可把成像***16收集的图像数据从成像计算***32传输转移到计算***22，以进行导航、显示、重建等。

简而言之，继续参看图1，根据各个实施例，可与未导航的或导航的手术一起使用成像***16。在导航的手术中，可使用包括光学***60或电磁***62中之一或两者的***，在相对于患者14的导航域中生成场或接收或发送信号。如果期望，可把与执行导航手术相关联的组件集成在成像设备16中。可把相对于患者14的导航空间或导航域登记到图像数据18中，以允许登记导航域中定义的导航空间和由图像数据18定义的图像空间。可将患者***或动态参考框架64连接至患者14，以允许患者14到图像数据18中的动态登记和登记的维护。

然后可相对于患者14来跟踪仪器66，以允许导航的手术。仪器66可包括光学跟踪设备68和／或电磁跟踪设备70，以允许用光学***60或电磁***62中之一或两者来跟踪仪器66。仪器66可包括具有导航接口设备74的通信线72，这可以与电磁***62和／或光学***60进行通信。分别使用通信线72、78，导航接口设备74可用通信线80与处理器26通信。可以理解，连接或通信线28、50、76、78或80中的任何一个可以是有线的、无线的、物理介质传输或移动，或任何其它合适的通信。但是，合适的通信***可配备有各自的***，以允许相对于患者14来跟踪仪器66，以允许相对于图像数据18示出所跟踪的仪器66的位置，用于执行手术。

应该理解，仪器66可以是介入仪器和／或植入物。植入物可包括心室或血管支架、脊柱植入物、神经支架等。仪器66可以是介入仪器，诸如深部脑或神经***刺激器、消融设备、或其它合适的仪器。跟踪仪器66允许使用登记的图像数据18来查看仪器66相对于患者14的位置，而不是直接查看患者14中的仪器66。例如，可将仪器66图形地显示成叠加在图像数据18上的一个图标。

此外，成像***16可包括跟踪设备，诸如光学跟踪设备82或电磁跟踪设备84，用各自的光学***60或电磁***62进行跟踪。跟踪设备82、84可直接与源36、检测器38、转子40、构台34、或成像***16的其它合适的部件相关联，以确定源36、检测器38、转子40和／或构台34相对于所选参考框架的定位或位置。如图所示，可把跟踪设备82、84放置在构台34外壳的外部。因此，可相对于患者14跟踪成像***16，这样能使仪器66允许相对于图像数据18的患者14的初始登记、自动登记、或继续登记。在上述结合的美国专利申请12/465,206中讨论了登记和导航手术。

参看图4，简化的框图示意性地示出根据各个实施例的示例性***114，用于体现偏心图像控制模块110。在一个示例中，可由成像***16的成像计算***32来体现偏心图像控制模块110。偏心图像控制模块110可包括图像控制模块116和移动控制模块118。

图像控制模块116可从输入设备32c接收用户输入数据117，并且可向显示器32a输出图像数据18。注意，尽管在这里示出和描述的显示器包括显示设备32a，成像计算***32可把图像数据18输出到显示设备20。用户输入数据117可包括捕获患者14的初始图像的请求，还可包括选中的感兴趣区域用于附加成像，如此处将讨论的那样。基于用户输入数据117，图像控制模块116可向移动控制模块118设置信号119。信号119可包括用于捕获图像数据的患者14的所选位置。

图像控制模块116还可向源36发送源信号120。源信号120可包括使源36输出或发射至少一个或多个X射线脉冲122a…122n的信号。图像控制模块116还可接收检测器信号124作为输入，这可包括检测器38检测到的X射线脉冲122a…122n。基于所接收到的X射线脉冲122a…122n，图像控制模块116可生成图像数据18。

在这方面，图像控制模块116可执行对于患者14的感兴趣区域的初始三维模型的自动重建。可按任何合适的方式执行三维模型的重建，诸如使用代数技术进行优化。合适的代数技术包括最大期望（EM）、有序子集最大期望（OS-EM）、联合代数重建技术（SART）、以及总变分最小化（total variationminimization）。基于2D投影进行3D体积重建的应用允许有效的和完整的体积重建。

一般而言，代数技术可执行患者14的重建的迭代过程来显示为图像数据18。例如，可迭代地改变纯或理论性的图像数据投影（诸如基于“理论患者”的舆图（atlas）或程式化模型或从“理论患者”的舆图或程式化模型中生成的那些），直到理论投影图像与捕获的患者14的2D投影图像数据匹配。然后，可适当地将程式化模型改变为所选患者14的捕获的2D投影图像数据的3D体积重建模型，并且可在诸如导航、诊断、或、规划之类的手术介入中使用。在这方面，程式化模型可提供关于患者14的解剖的附加细节，这可使用户更有效地规划手术介入。可将理论模型与理论图像数据相关联以建立理论模型。以此方式，使用成像***16，可基于患者14的捕获的图像数据来建立模型或图像数据18。图像控制模块116可将图像数据18输出到显示设备32a。

移动控制模块118可接收来自图像控制模块116的信号119作为输入。基于来自图像控制模块116的信号，移动控制模块118可对源36设置移动信号126，使源36相对于转子40和患者14移动或枢转，并且偏心图像控制模块110也可将移动信号128输出到检测器38，使检测器38相对于转子40和患者14移动或平移，以捕捉来自源36的X射线束。在一个示例中，运动信号126可以包括0度和15度之间的一个角度，以使源36旋转。类似地，移动信号128可包括0度和15度之间的一个角度，以使检测器38相对于源36移动、平移、或枢转。移动控制模块118还可设置转子40的移动信号130使转子40移动，或使转子40相对于患者14在构台34中旋转。换言之，偏心图像控制模块110可控制源36和检测器38相对于转子40的位置，能使转子40围绕构台34旋转时进行偏心图像数据的捕获。一般而言，转子40可使源36和检测器38在构台34中围绕患者14的纵轴14L移动360°。可将围绕患者14的检测器38和源36的移动优化，以允许成像***16在相对于患者14的多个所选位置和取向处捕获图像数据。

在这方面，通过源36和检测器38围绕患者14的实质上环形的或360°取向的移动来捕获2D投影图像数据，如图1、2和7-9所示的图像捕获的源36和检测器38的运动曲线所示。例如，相对于转子40的源36和检测器38的运动曲线可以是转子角度的正弦函数。同样，由于构台34的移动，要求源36和检测器38从不在一个纯圆周上运动，而是可围绕或相对于患者14按螺旋或其它旋转移动而移动。同样，基于包括构台34、源36、和检测器38在一起的成像***16的移动，路径基本上可以是不对称的和／或非线性的。换言之，在遵循最优路径时，路径不必定是连续的，其中源36、检测器38、和构台34可停止、从刚过来的方向上返回（例如，振荡）等。因此，源36和检测器38从来不围绕患者14进行完整的360°行进，因为构台34可倾斜或运动，且源36和检测器38可停止且在已经经过的方向上返回移动。此外，在2003年3月18日提交的、题为“Systems and Methods for Imaging Large Field-of-View Objects（成像较大景深对象的***与方法）”的美国专利7,108,421号中可找到关于源36和检测器38的移动的进一步细节，该专利通过引用结合至此。

因此，移动控制模块118可生成源36、检测器38、和转子40中每一个的运动曲线，这允许在不需要患者14相对于成像设备16移动的情况下，在患者14的特定解剖位置进行图像数据的捕获。对于期望3D体积图像的情况，患者14的位置可以是在构台34中的患者14上的任何所选位置，不管所选位置是否沿成像***16的等角点（或沿患者14的纵轴14L）。这允许在多个位置处捕获患者14的多个图像而无需每次将患者14重新放置在成像设备等角点处。

参看图5，数据流图示出可在偏心图像控制模块110中体现的图像控制***的各个组件。偏心图像控制模块110可控制成像***16来生成图像数据18，用于在显示设备32a和／或显示设备20上显示。根据本公开的偏心图像控制***的各个实施例可包括在偏心图像控制模块110中体现的任何数量的子模块。可组合和／或进一步分解图示子模块来类似地生成图像数据18。此外，偏心图像控制模块110可包括在处理器102上运行的、以非瞬态、机器可读码体现的一个或多个软件模块。可从输入设备32c、输入设备24接收对于***的输入，或甚至从计算***22或成像计算***32内的其它控制模块（未示出）处接收，和／或由偏心图像控制模块110（未示出）中其它子模块（未示出）来确定。

继续参看图5，偏心图像控制模块110可包括图像控制模块116、移动控制模块118、源控制模块132、检测器控制模块134、以及转子控制模块136。图像控制模块116可接收用户输入数据117作为输入。用户输入数据117可包括从输入设备32c或输入设备24接收到的输入。用户输入数据117可包括成像***16的收集患者14的初始图像数据的请求和／或产生患者14的特定位置的3D体积图像的请求，该患者14可偏心或偏离纵轴14L地被放置。基于该用户输入数据117，图像控制模块116可设置源控制模块132的源数据140，并且可设置运动控制模块118的位置数据142。源数据140可以包括输出X射线脉冲122的信号，或使成像***16断电的信号。位置数据142可包括患者14上用于3D体积重建的所选位置，这相对于成像设备16的等角点可以是偏心的。

图像控制模块116还可接收检测器数据144作为输入。检测器数据144可包括检测器38接收的来自X射线脉冲的能量。基于该检测器数据144，图像控制模块116可生成图像数据18，并且可将该图像数据18输出到显示设备32a或显示设备20。

移动控制模块118可接收位置数据142作为输入。基于该位置数据142，移动控制模块118可设置源控制模块132的源移动数据150、检测器控制模块134的检测器移动数据152、以及转子控制模块136的转子移动数据154。源移动数据150可包括相对于转子40枢转源36以捕获患者14的期望位置处的图像数据所期望的角度或度数。检测器移动数据152可包括相对于源36和转子40移动或枢转检测器38以捕获患者14期望位置处的图像数据所期望的角度或度数。转子移动数据154可包括在构台34中移动使源36和检测器38捕获图像数据的转子40的期望的运动曲线。

继续参看图5，源控制模块132可以接收来自图像控制模块116的源数据140以及来自移动控制模块118的源移动数据150作为输入。基于源移动数据150，源36可相对于转子40枢转到要求的角度。基于源数据140，源36可输出脉冲数据146。脉冲数据146可包括至少一个X射线脉冲122。

检测器控制模块134可接收检测器移动数据152和检测器数据144作为输入。基于该检测器移动数据152，检测器38可相对于转子40和源38移动、平移、或枢转以检测脉冲数据146。检测器控制模块134可设置图像控制模块116的检测器数据144。

转子控制模块136可接收转子移动数据154作为输入。根据转子移动数据154，转子40可在构台34中移动到期望位置以便捕获期望位置处的图像数据。

现在参看图6，流程图示出由偏心图像控制模块110执行的示例性方法。应该注意，这里描述的流程图只是示例性的，因为偏心图像控制模块110可按任何期望的或用户请求的顺序来生成图像数据18。继续参看图5，在判定框200处，该方法确定是否已经经由输入设备32c接收到启动请求信号。如果没有，该方法循环。否则，方法进行到框202。

在框202处，该方法捕获患者14的初始图像数据。如图10A和10B所示，该初始图像数据可包括患者14的初始2D图像，诸如前后（AP）视图300和侧视图302。返回而参看图6，在框204处，该方法可在显示设备32a或显示设备20上输出捕获的初始图像数据作为图像数据18。在判定框206处，该方法确定是否已经从输入设备32c接收到用户输入数据117，该数据指定患者14上用于产生3D体积图像数据的感兴趣的特定位置。可从初始图像数据中选择感兴趣的位置，且例如可用输入设备32c通过圈住或点击初始图像数据的一部分进行选择。例如，参看图11A和11B，可用叠加在图像数据上的图标304示出感兴趣的位置。如果已经选中了感兴趣的位置，返回而参看图6，该方法进行到框280。否则，该方法进行到框204。

在框208处，该方法确定转子40、源36、和检测器38的运动曲线。在一个例子中，参看图12，运动曲线可包括检测器角度306相对转子角度308的图。返回而参看图6，在框210处，该方法沿该运动曲线来捕获图像数据。换言之，该方法控制源36、检测器38、和转子40的运动从而使得源36输出和检测器38检测到的X射线脉冲122提供合适的图像数据，用于重建患者14上所选感兴趣位置处的3D体积图像。

在图1、2和7-9中示出进行图像捕获时沿运动曲线的源36、检测器38、和转子40的移动的示例性图示。例如，如图1所示，源36和检测器38可位于起始或第一位置处。图2、7和8示出相对于构台34的源36和检测器38的示例性中间位置，用于产生偏心图像数据。图9示出用于捕获偏心图像数据的示例性第五或最终位置。

在框212处，该方法基于沿运动曲线捕获的图像数据重建3D体积图像数据18。在图13A中示出基于所选感兴趣位置重建的示例性图像310。参看图13B进行比较，示出没有选择感兴趣位置而重建的图像312。在框214处，该方法把图像数据18输出到显示设备32a或显示设备20。在判定框216处，该方法确定用户是否经由输入设备32c请求附加图像。如果请求附加图像，则该方法可进行到判定框217。在判定框217处，该方法可确定，是否已经接收到捕获患者18的新图像数据的请求。如果已经接收到新图像数据的请求，则该方法进行到框202。否则，该方法进行到判定框206。在判定框218处，该方法确定是否已经经由输入设备32c接收到断电请求。如果已经接收到断电请求，则该方法可结束。否则，该方法可以循环到判定框206。

因此，在不需要相对于成像***16重新放置患者14的情况下，可使用偏心图像控制模块110使用户能捕获患者14的图像，该图像可能是偏离成像***16的等角点的。这可使用户捕获各种图像而无需每次移动患者14。通过不必移动患者14到各个位置，可改善成像过程期间患者的感受。

尽管在说明书中已经描述了和在附图中已经示出了特定示例，本领域普通技术人员会理解，可对其中的一些元件作出各种改变和替换等效物而不偏离本教示的范围。此外，这里可以明确地设想各个示例之间的特征、元件和／或功能的混合和匹配，以致本领域普通技术人员可从本教示中理解，一个示例的特征、元件和／或功能可以适当地结合到另一个示例中，除非另行说明。此外，可作出许多修改以适应本教示的特定情况或材料而不偏离其基本范围。因此，旨在不把本教示局限于附图示出的和说明书描述的特定的示例，而是本教示的范围将包括落在上述描述中的任何实施例。

Claims (20)

1.一种用成像***捕获对象的图像数据的***，包括：

构台，所述构台完全环状地封围所述对象的至少一部分，所述对象沿成像***的等角点被放置；

源，所述源位于所述构台中并相对于所述构台可移动，所述源响应于信号而输出至少一个脉冲；

检测器，所述检测器位于构台中且相对于所述构台和所述源可移动来检测所述源发射的所述至少一个脉冲；

检测器控制模块，基于所检测到的至少一个脉冲来设置检测器数据；

转子，位于所述构台中且在所述构台中可移动，所述源和所述检测器耦合至所述转子，从而基本彼此相对，所述源和所述检测器相对于所述转子可移动；

图像控制模块，设置所述源的信号并接收检测器数据，所述图像控制模块可用于基于所述检测器数据来重建图像数据；以及

移动控制模块，设置所述源、所述检测器、和所述转子中每一个的移动数据，使所述源、检测器、和转子按期望的运动曲线移动，以捕获偏离成像***等角点的对象的一部分的图像数据。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述源的移动数据还包括所述源相对于所述转子枢转的度数。

3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述检测器的移动数据包括所述检测器相对于所述转子枢转的度数。

4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述转子的移动数据包括所述转子在所述构台内移动的度数。

5.如权利要求1所述的***，其特征在于，还包括显示器，其中所述图像控制模块把重建的图像数据输出到所述显示器。

6.如权利要求1所述的***，其特征在于，还包括至少一个输入设备，其中所述图像控制模块基于从所述至少一个输入设备接收到的用户输入数据来设置信号。

7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述构台、源、和检测器都安装在移动推车上。

8.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述图像控制模块可用于沿成像***的等角点收集所述对象的一部分的初始图像数据，并且所述用户输入数据包括收集图像数据的与成像***的等角点偏心的所述对象的第二区域。

9.如权利要求8所述的***，其特征在于，在不需要相对于所述成像***重新放置所述患者的情况，可用于捕获所述第二区域的图像数据。

10.一种用成像***捕获对象的图像数据的方法，包括：

提供一构台，所述构台可用于完全环状地封围所述对象的至少一部分，所述对象沿成像***的等角点被放置，所述成像***包括位于所述构台内并耦合至相对于所述构台可移动的转子的源和检测器；

接收至少一个用户输入，所述至少一个用户输入提供了捕获与成像***等角点偏心的对象的一部分的图像数据的请求；

基于所述用户输入来确定所述构台中的所述源、检测器、和转子的移动数据，以捕获偏心的图像数据；

基于所述移动数据，相对于所述转子移动所述源；

基于所述移动数据，相对于所述转子移动所述检测器；

基于所述移动数据，相对于所述构台移动所述转子；

用所述源输出至少一个脉冲；

用所述检测器接收所述至少一个脉冲，且

基于所述检测器接收到的所述至少一个脉冲来重建所述对象的图像。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

在显示器上显示所述对象的重建的图像。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，接收至少一个用户输入还包括：

接收第一用户输入信号，所述信号请求捕获沿所述成像设备的等角点的所述对象的一部分的初始图像数据；

接收第二用户输入信号，所述信号提供捕获与所述成像***等角点偏心的对象的一部分的图像数据的请求。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：

基于所述用户输入来确定所述源、检测器、和转子在所述构台中的移动数据来捕获所述初始图像数据；且

在显示器上显示所捕获的初始图像数据。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，接收第二用户输入信号还包括：

基于显示在所述显示器上的初始图像数据来接收所述第二用户输入数据，所述第二用户输入数据包括收集偏心图像数据的位于初始图像数据上的区域。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，基于所述移动数据来相对于所述转子移动所述源还包括：

沿相对于所述转子的弧来枢转所述源。

16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，基于所述移动数据来相对于所述转子移动所述检测器还包括：

沿相对于所述转子的弧来转动所述检测器。

17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，基于所述移动数据来相对于所述构台移动所述转子还包括：

围绕所述构台转动所述转子。

18.一种用成像***捕获对象的图像数据的方法，包括：

提供构台，所述构台可用于完全环状地封围所述对象的至少一部分，所述对象沿所述成像***的等角点被放置，所述成像***包括位于所述构台内且耦合至相对于所述构台可移动的转子的源和检测器；

接收第一用户输入，所述第一用户输入提供捕获沿所述成像***的等角点的对象的一部分的图像数据的请求；

捕获所述对象的一部分的初始图像数据；

在显示器上显示所述对象的一部分的初始图像数据；

基于所显示的初始图像数据来接收第二用户输入，所述第二用户输入包括收集与所述成像设备的等角点偏心的对象的一部分的偏心图像数据的请求；

基于所述第二用户输入来确定所述源、检测器、和转子在所述构台中的移动数据，以捕获所述偏心图像数据；

基于所述移动数据来相对于所述转子枢转所述源；

基于所述移动数据来相对于所述转子枢转所述检测器，以及

基于所述移动数据来相对于所述构台旋转所述转子。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，提供所述构台还包括：

仅提供一个构台，以完全环状地封围所述对象的至少一部分，仅具有一个源和仅一个检测器位于所述构台中，并且每个都相对于所述构台在所述转子上独立地可移动，所述构台耦合至移动推车。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：

用所述源输出至少一个脉冲；

用所述检测器接收所述至少一个脉冲；

基于接收到的所述至少一个脉冲来重建所述偏心图像数据；以及

在所述显示器上显示所述偏心图像数据。

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