CN106456100A - 用于配置x射线成像***的方法和*** - Google Patents

Abstract

一种监视从用于拍摄对象的X射线图像的X射线成像***中的X射线源接收到的辐射量的方法，包括如下步骤‑从一个或多个深度照相机获得一个或多个深度图像；所述一个或多个深度照相机至少覆盖由所述X射线成像***的X射线源的X射线束覆盖的区域；以及‑对着包括辐射测量室的表面或在该表面上定位所述对象；以及‑根据所述一个或多个深度图像和/或根据从所述一个或多个深度图像导出的单个深度图像来标识在所述对象下面的选择辐射测量室；以及‑激活所述选择辐射测量室。

Description

用于配置X射线成像***的方法和***

技术领域

本发明涉及X射线成像***的领域，并且更特别地涉及对从X射线成像***中的X射线源接收到的辐射量的监视。本发明进一步涉及对这样的X射线成像***的配置的自动获得。这样的配置包括改变尺寸（resizing）配置，以便得到在X射线图像中以某尺寸被成像的对象。这样的配置还可以涉及方位（position）配置，其限定什么将在经捕获的X射线图像的中心中，典型地是感兴趣的对象。这样的配置可以进一步涉及剂量配置，其限定X射线源的辐射参数。

背景技术

医学成像***通常包括用以调整成像参数的某些用户控制。所要求的配置值由一系列输入确定，所述一系列输入包括正在被执行的研究的类型和正在被成像的受验者的特性。优选地监视从以给定配置中的给定设置的X射线源接收到的确切的辐射量。给定某受验者和期望的研究，选择对的配置的过程是关键的，由于这直接影响图像质量和受验者的幸福。在X射线成像的情况下，例如，由于X射线辐射对受验者的有害性质，由错误的配置引起的图像重拍和错误的配置尤其是不期望的。

在传统设置中，配置由操作者手动控制。典型地从医学研究类型和受验者的尺寸导出辐射剂量。典型地通过视力手动完成***的方位配置和改变尺寸配置，即，由操作者确定X射线源和检测器面板的准直器设置和方位。然而，该过程耗时并且易出错误，因为操作者不具有所应用的调整的清楚观察。这导致X射线***的低效使用和必须捕获多个X射线的风险。

已经提出了用来使成像过程较高效且较不易出错误的解决方案。

在WO2006024622A1中，提出一种X射线成像***，其中使用照相机来捕获要被成像的受验者的图像。从2D图像数据获得体积参数或者从2D图像获得3D模型。根据体积参数，以自动化的方式导出X射线成像***的配置。该该***的缺点是从2D图像的参数提取不总是正确的，尤其当照相机与X射线源相比在大的不同角度下时不总是正确的。另一缺点是根据2D图像的3D模型合成是处理器密集的操作。

US20140016750A1公开一种X射线成像***，其中使用深度照相机来获得受验者的位置信息以及来将X射线发射器自动地定位在正确的位置中。然而，缺点是仅可以配置方位。其进一步没有记载要如何实现方位配置。其仅提供关于标记的进一步使用的细节，其向X射线成像***装备添加复杂性。

本发明的目的是克服上面的不足和提供一种监视由X射线源发射的辐射量并且附加地提供X射线***的自动化的配置的方法。

发明内容

在第一方面中，通过一种监视从用于拍摄对象的X射线图像的X射线成像***中的X射线源接收到的辐射量的方法来实现该目的，所述方法包括如下步骤

- 从一个或多个深度照相机（101、102、201）获得一个或多个深度图像（302、502）；所述一个或多个深度照相机至少覆盖由所述X射线成像***的X射线源（108、208、808）的X射线束覆盖的区域（103、203、303）；以及

- 对着包括辐射测量室（706）的表面或在该表面上定位所述对象；以及

- 根据所述一个或多个深度图像（702）和/或根据从所述一个或多个深度图像导出的单个深度图像（702）来标识在所述对象下面的选择辐射测量室（710）；以及

- 激活所述选择辐射测量室。

这样的辐射测量室被用于测量接收到的辐射的量并且用于确保足够的剂量被供应以便得到良好的X射线图像。这些室可以例如是电离室。

优点是正确的室被自动地激活使得仅在对象下和/或在受验者下的室测量所供应的剂量。因此不需要人工验证步骤。

在深度图像中，像素表示深度照相机与照相机前面的最接近对象之间的距离。另外的放置，应用镜头校正之后，其可以被变换成点云，其中照相机的位置作为坐标系的原点方位。通过与来自不同传感器的输入的组合，还可以给这些像素分配其他属性。可以使用来自不同传感器的信息将这样的像素可视化为三维或3D空间中的点并且对其着色。然后根据一个或多个深度图像来确定要被成像的对象的尺寸。因为深度图像还包括深度信息，所以可以确定与深度图像平面中方向不同的方向上的尺寸。这具有如下直接优点：由于对象将出现在X射线***的当前配置下的X射线图像中，可以根据深度图像来确定所述对象的尺寸，即使照相机在与X射线源不同的角度下。

如果使用多于一个深度照相机，则可以首先合并多个深度图像从而获得单个深度图像。然后进一步根据该单个深度图像获得对象的尺寸。这可以例如通过考虑多个深度照相机之间的空间关系从多个深度图像形成单个点云来执行。对来自不同的深度照相机的深度图像的合并允许使照相机中的某些的盲点并入单个图像。

当对象的尺寸被确定时，知晓对象的什么尺寸将在X射线成像***的当前尺寸配置下的X射线图像中。根据该尺寸，然后确定尺寸配置需要如何被改变（即通过改变尺寸配置），以便具有如期望的X射线图像中的对象的尺寸。通常，根据医学文件来限定对象的期望尺寸。例如可以限定对象应该尽可能多地填充图像以便不把其他组织暴露于X射线辐射。从X射线成像***的深度照相机与其他部件之间的几何关系导出在某配置下的深度图像中的对象的尺寸与X射线图像中的对象的尺寸之间的关系，所述其他部件例如X射线源、X射线检测器、对象的支撑台。

使用深度图像来确定对象的尺寸是优点，因为它避免复杂的3D建模。不需要首先构造三维模型来从与照相机的视点不同的视点导出尺寸。

根据实施例，改变尺寸配置包括X射线成像***的光阑（diaphragm）重配置。

光阑或准直器重配置可以被用来限制对对象的辐射。例如，当对象是膝盖时，光阑允许限制对膝盖的辐射。较小的光阑因此通过限制图像的边界而创建较小的图像，即其建立对象关于所获得的图像其本身的改变尺寸。

替选地或附加地，改变尺寸配置包括X射线成像***的距离重配置，其指示X射线源与对象之间的距离的重配置。

通过使X射线源距对象更远或更近移动，获得实际上的相应缩小或放大。

根据实施例，确定改变尺寸配置包括：

- 确定一个或多个深度图像中的或从所述一个或多个深度图像导出的单个深度图像中的被X射线源的X射线束覆盖的区域的尺寸；

- 计算该区域的期望尺寸，使得对象关于该区域的该期望尺寸的尺寸对应于X射线图像中的对象的期望尺寸；

- 通过已知几何关系将区域的期望尺寸与区域的尺寸之间的差异转换成改变尺寸配置。

这允许对深度图像执行所有操作直到获得区域的尺寸中的所要求的改变为止。图像中的区域的该尺寸然后直接涉及所需要的改变尺寸配置。

根据实施例，方法进一步包括：

- 确定在一个或多个深度图像中和/或在从所述一个或多个深度图像导出的单个深度图像中对象关于区域的方位，

- 根据对象关于区域的期望方位来确定对象相对于区域的方位改变，

- 通过已知几何关系将方位改变转换成方位重配置。

换言之，当从深度图像标识出对象时，其方位被局部化。因为在照相机与X射线源之间存在空间关系，所以可以导出对象关于X射线源的方位。已知的对象的方位限定对象在空间中的位置。方位可以例如由该对象之内或该对象上的预限定点的位置和三个旋转参数（即，横摇、纵摇和侧移）来规定。

在X射线成像中，已知对象是什么以及应该如何根据X射线源来定位所述对象，即已知期望方位。这可以例如从医学文件自动地获得或者由用户或操作者输入。通过从深度图像获得的计算出的方位与期望方位之间的差异，计算和应用X射线成像***的方位重配置。这样的方位重配置可以包括X射线源的平移、X射线源的旋转、对象的平移、对象的旋转或其任何组合。

因此优点是可以在没有复杂的3D建模的情况下基于一个或多个深度图像来重配置X射线成像***的方位配置。

当对象是较大对象的部分且对象落在一个或多个深度图像外部并且较大对象部分地在一个或多个深度图像中和/或在单个深度图像中时，然后确定对象的方位可以有利地包括：：

- 确定在一个或多个深度图像中和/或在单个深度图像中较大对象关于区域的方位；

- 从较大对象的方位和对象与较大对象之间的已知方位关系导出对象的方位。

当对象最初被定位成具有采用的X射线时，其通常不在正确方位中而甚至可能落在一个或多个深度照相机的视场外部。例如，如果要对人的腿拍摄图像，则一个或多个图像可以仅示出人的身体的上身部分。这可以发生在人或对象最初被定位时，但仍根据针对先前的对象或人的布置（setup）来配置***。在这样的情况下，操作者可以首先通过视力粗略地布置***使得对象落在一个或多个深度图像之内。此处的优点在于该粗略的最初的布置也变得已不能用，并且因此使方位配置完全自动化。

当对象是包括骨架和关节的人体的部分时，然后根据实施例，确定对象的方位可以包括：

- 确定这些关节在一个或多个深度图像中的和/或在从所述一个或多个深度图像导出的单个深度图像中的方位；

- 从关节的方位和对象与关节之间的已知方位关系导出对象的方位。

在X射线成像中，目标常常是对某些不可见身体部分成像，所述不可见身体部分诸如例如肺、膝盖、心脏……不能从深度图像直接导出这些身体部分。因此，首先从深度图像获得关节的方位然后从关节的方位导出对象的方位。从深度图像导出关节的方位在本领域中是公知的并且被广泛用在博弈应用的领域中。

因此优点是可以准确地定位要被成像的不可见对象并且因此不需要额外的X射线以便校正错误地定位的对象。

根据实施例，改变尺寸配置和/或方位配置被应用作为最后的步骤。此后，可以再次执行步骤从而迭代地执行步骤。这允许校正在第一迭代期间引入的不准确。例如，在其中对象在第一迭代中落在（一个或多个）深度图像外部的情况下，所获得的方位或改变尺寸配置可能是不准确的。在第二迭代中，对象然后可能落在深度图像之内，这允许更准确地配置***。

根据实施例，方法进一步包括：

- 根据一个或多个深度图像或深度图像的第二集合或者根据从一个或多个深度照相机（或第二深度照相机）获得的单个深度图像来计算对象的厚度；

- 将该厚度转换成X射线成像***的剂量配置。

对象的厚度，优选地沿着X射线源的光轴，从深度图像被获得。因为深度图像包括深度信息，所以可以从这些图像直接导出对象的厚度。该厚度然后确定剂量，该剂量要被递送给对象以便获得良好的X射线图像而不向对象递送过度剂量。

优点是来自深度照相机的深度图像被用作允许直接从图像获得厚度信息的这些图像。其足以改变隐式地存在于深度图像中的点云的视点以便得到厚度。而且，因此不存在首先从（一个或多个）图像导出复杂的3D模型或表面的需要。结合厚度，关于计划的研究类型中的预期组织的现有知识可以被用来预测X射线衰减并且因此预测所要求的剂量。

进一步的优点是获得了所要求的剂量。这允许用来自用户或操作者的较少手动步骤来对***进行较快配置，导致X射线成像***的较高效使用。

优选地，在应用尺寸重配置和/或方位重配置之后执行计算厚度和转换厚度。这具有如下优点：在计算剂量配置的时刻，对象已经在其根据X射线源的经校正方位中。然后可以沿着X射线源的当前光轴从图像导出厚度。

用于配置和用于厚度确定的一个或多个深度图像可以是相同集合或另一集合（由相同的其他深度照相机获得）。换言之，因此可以基于深度图像的相同集合来执行改变尺寸配置、剂量配置和/或方位重配置。在该情况下，必须考虑根据计算出的方位重配置将从何处拍摄图像。这具有如下优点：仅深度图像的一个集合需要被拍摄，导致***的较快配置。

计算厚度可以进一步包括计算对象上的点与对象后面的背景之间的距离，其中背景在距对象已知的距离处。

这具有优点：一个或多个深度照相机不必须覆盖完全的对象（即，对象的前面和背面）以便计算厚度。它足以捕获关于对象的一侧的深度信息然后以从该一侧与已知背景之间的距离导出所述对象的厚度。更具体地，背景可以是表面，对着该表面或在其顶部上定位该对象。用这种方法，对象的前侧与表面之间的深度中的差异是厚度的直接度量。这样的表面可以例如是检测器面板其本身或者在其上或对着其定位对象的支撑台。

有利地，一个或多个深度照相机包括对齐的照相机，所述对齐的照相机包括与X射线源的光轴大体上对齐的光轴。

用这种方法，来自对齐的照相机的图像形成具有视场的图像，所述视场等同于或包括X射线源的视场。这具有可以从对齐的照相机的深度图像中的深度值直接导出对象的厚度的优点。类似地，可以容易地将深度图像之内的对象的方位改变变换成X射线成像***的平移。

根据第二方面，本发明涉及用于拍摄对象的X射线图像的X射线成像***，其包括：

- X射线源，

- 一个或多个深度照相机，其至少覆盖由X射线源的X射线束覆盖的区域并且被配置成捕获一个或多个深度图像，

- 辐射测量室，

- 控制器，其被进一步配置成：

○ 根据一个或多个深度图像计算单个深度图像，

○ 根据所述一个或多个深度图像或根据从所述一个或多个深度图像导出的单个深度图像标识在所述对象下面的选择辐射测量室，

○ 激活所述选择辐射测量室。

附图说明

图1图示根据本发明的实施例的X射线成像***的部分；并且

图2图示根据本发明的实施例的X射线成像***的部分；并且

图3图示用于从一个或多个深度图像获得X射线成像***的改变尺寸和方位配置而执行的步骤；并且

图4图示用于从一个或多个深度图像获得X射线成像***的剂量配置而执行的步骤；并且

图5图示用于在对象在深度图像上不可见时从一个或多个深度图像获得X射线成像***的改变尺寸和方位配置而执行的步骤；并且

图6图示用于在对象在深度图像外部时从一个或多个深度图像获得X射线成像***的改变尺寸和方位配置而执行的步骤；并且

图7图示用于自动地选择正确的辐射测量室而执行的步骤；并且

图8图示根据本发明的实施例的X射线成像***的示意性视图。

具体实施方式

图1图示根据实施例的X射线成像***的部分。***包括用以辐射受验者105以便获得X射线图像的X射线源108或X射线管108。区域103图示将被来自所图示的布置中的X射线源108的X射线束辐射的区域。从X射线源108沿着其光轴104发射该束。目的是配置X射线成像***使得受验者105上的适当区域被辐射并且因此被成像，或换言之，配置X射线***使得区域103至少覆盖要被成像的对象107。针对其中对象107（即，受验者105（即，人）的膝盖）要被成像的情况，将在下面的实施例中图示X射线设备的配置。根据示例，目的因此是使使对象107在X射线束之内，即在区域103之内。然后通过受验者105后面的X射线检测器面板111来检测X射线束。这样的检测器面板可以例如是用于直接地捕获数字版本的图像的数字平板检测器。

根据实施例的X射线成像***进一步包括深度照相机101和102。深度照相机被定位和配置成使得其视场包括由X射线源108捕获的区域103。根据进一步的实施例，深度照相机被用于配置X射线***。

X射线成像***包括若干配置方式，以便操纵或改变受辐射区域103并且因此操纵或改变X射线图像的视场。

配置的第一类型是改变尺寸配置。通过改变尺寸配置，限定区域103的尺寸并且因此确定X射线图像之内的对象107的尺寸。

在第一方式中，改变尺寸配置可以由准直器或光阑的配置来实现。典型地，这样的准直器在X射线源前面并且将X射线束限制到某形状。这允许对受验者105上的辐射区域103改变尺寸并且因此限制到受验者的接收到的辐射的量。

在第二方式中，改变尺寸配置可以由X射线源108到受验者105并且因此到对象107的距离的配置（即X射线成像***的距离配置）来实现。X射线源108越接近于受验者105，受辐射区域103就变得越小。该距离配置可以通过沿着轴122移动X射线源、通过沿着轴122移动支撑台111或通过沿着轴122移动两者来完成。

配置的第二类型是方位配置或方位重配置。通过方位重配置，改变受验者107上的目标区域103的方位。方位重配置可以通过平移配置、旋转配置或两者的组合来实现。

在X射线成像***的平移重配置中，执行X射线源108关于受验者107的平移运动135，并且更具体地在平行于检测器111的平面中执行所述平移运动35。在图1的***中，可以通过支撑组件130的X射线源108沿着导引物（guide）131直到134的运动来完成这样的平移运动或平移方位配置。导引物131和132允许在第一方向120上的运动并且导引物133和134允许在第二方向121上的运动。沿着这两个方向120和121的运动的任何组合然后限定X射线源108的平移方位校正。还可以通过受验者105被定位在其上的支撑台110的运动来完成平移方位配置。还可以通过X射线源108的运动和支撑台110的运动的组合来完成平移运动。X射线源108关于受验者105的平移运动将导致辐射区域103在受验者上的重定位。

通过旋转方位配置，X射线源108关于受验者105进行旋转以便从不同的角度对对象107进行成像。优选地，X射线源然后围绕其中光轴104与受验者105的表面相交的点旋转，导致纯粹的视角中的改变而不改变视场其本身。这可以通过与X射线源沿着三个方向120、121和122的运动组合的X射线源108围绕其本身的旋转123和/或124来完成。这还可以通过支撑台110的小旋转或通过支撑台110和X射线源108的组合运动来完成。

配置的第三类型是剂量配置。根据该配置，配置X射线源108的辐射参数。这些参数可以包括递送给X射线源的电流、递送给X射线源的电压和辐照时间。

图2图示根据替选实施例的X射线成像***的部分。X射线检测器面板211处于垂直方位并且受验者205对着检测器面板以直立方位站立。针对平移运动，X射线源208与检测器面板211一起沿着方向220和221移动。针对距离配置，X射线源沿着到受验者205并且因此到对象207更远或更近的方向222移动。并且此处，在受验者205上示出被X射线***的当前布置中的X射线束覆盖的区域203。X射线***还进一步允许配置X射线源208中的准直器或光阑。被附接到X射线源208的是至少覆盖区域203的深度照相机201。优选地，X射线源208的光轴与深度照相机201的光轴对齐或大体上平行。

根据实施例，基于从深度照相机101、102、201获取的深度图像自动地确定三个上面标识的配置。

深度图像是2D图像，其中图像中的每个点表示深度照相机与其前面的受验者之间的距离值。深度图像可以被组合有颜色或红外传感器信息。深度图像还可以被变换成点云，其中通过3D坐标来表示图像的每个点。这样的变换在深度照相机其本身中可以已经被执行。

当存在多于一个深度照相机（诸如在图1的实施例中）时，深度图像被合并成单个点云表示。这可以通过将每个点云的坐标系变换成单个固定的坐标系来完成。针对变换，考虑深度照相机与X射线成像***之间的已知方位关系。

图3图示如何从获得自深度照相机101和102或201的深度图像或经合并的深度图像302获得根据图1或图2的X射线成像***的配置。在深度图像302中，表示了受验者305，其在该示例中是人。目的是拍摄对象307的X射线图像，所述对象307在该情况下是人305的膝盖307。矩形303限定被X射线成像***的当前配置覆盖的当前区域303。换言之，如果将在当前布置的情况下采取X射线，则X射线源将通过其X射线束来辐射人305的区域303。通过X射线源与深度照相机之间的已知关系以及X射线源与受验者之间的已知距离，区域303在深度图像302中被知晓。该距离可以从其中X射线源的光轴与受验者305重合的深度图像上的点313导出。

根据深度图像302，然后标识和定位对象307。可以从医学文件检索或者由X射线成像***的用户或操作者选择要被成像的对象的定义。对象的位置可以例如由轴311和312以及对象307的预限定的原点310的位置来限定。优选地，还存在第三个轴，从而将深度图像302之内的对象限定在所有三个维度中。为了可读性起见，在图3中未示出该第三个轴。根据深度图像302，X射线***因此获得对象307关于深度图像302其本身的位置。为了标识对象307，***可以使用在市场上可获得的图像识别软件来处理深度图像。为了导出关于对象或受验者的信息，可以使用识别算法，诸如在Shotton、Jamie等人的出版物“Real-time humanpose recognition in parts from single depth images”，Communications of the ACM56.1 (2013)：页码116-124中公开的识别算法。

当要被成像的对象被标识且定位在深度图像302中时，***检索对象307关于深度图像的期望方位。这通过图3-b）中的深度图像322来图示。在那里对象307被定位在其由原点330和三个轴限定的期望位置中，所述三个轴中的两个被示出为331和332。可以从医学文件或数据库检索或可以由用户或操作者输入该期望方位。深度图像342然后图示如从图像302导出的对象的实际方位350以及如从视图322获得的期望方位351。实际方位350和期望方位351之间的差异然后确定针对X射线成像***的配置的校正。

该校正可以被***成对象关于X射线源的平移352和旋转353。因为已知深度图像的视场与X射线源之间的关系，然后将校正352和353转化成X射线***的实际方位配置。可以通过X射线源关于对象307的重定位、通过对象307关于X射线源的重定位或通过两者的组合来执行实际方位配置。

换言之，为了根据校正来调整X射线成像***，需要成像器坐标系与深度照相机坐标系之间的变换。这样的信息可以通过校准或机器学习技术诸如自适应过滤来获得。在该变换之后，X射线成像***的实际方位配置被知晓并且然后通过计算特定控制信号并将其发送至***的致动器而被应用。

根据深度图像，还获得改变尺寸配置。关于深度图像，改变尺寸可以通过关于对象307对区域303改变尺寸来表示，关于对象307对区域303改变尺寸等同于如果区域303保持相同尺寸则对深度图像中的对象307改变尺寸。这还由图3图示，其中图3-a）中的深度图像302中的实际对象307的尺寸大于如由在图3-c）中的图3-b）图示的对象在其期望方位中的尺寸。为了实现这，存在用于相应地配置X射线成像***的两个可能性。

在实现期望的改变尺寸的第一方式中，适配X射线源的准直器尺寸或孔径。通过使准直器的孔径越小，受辐射区域将越小；并且通过使所述孔径越大，受辐射区域将越大。准直器的开口中的改变并且因此准直器的配置中的改变直接与目标区域中的深度图像中的实际对象的尺寸和深度图像中的对象的期望尺寸中的差异相关，并且与X射线源和对象307之间的距离相关。然后根据尺寸中的该差异并且根据对象与X射线源之间的距离来确定在受验者上要被辐射的区域的尺寸中的改变。根据尺寸中的该改变并且通过深度照相机与X射线源中的光阑或准直器的方位之间的已知几何关系，导出准直器的开口中的改变或光阑中的改变。

在实现期望的改变尺寸的第二方式中，改变X射线源与对象307之间的距离。通过减小距离，目标区域将变得较小，并且通过增加距离，目标区域将变得较大。因此，从当前距离和对象的尺寸中的改变导出X射线源与对象307之间的距离配置。

在计算方位配置和改变尺寸配置之后，将所获得的配置应用到X射线成像***。在将新配置应用到X射线***之后，从深度照相机获得新的深度图像。在图4中图示该新的深度图像402。通过示例，受验者405在其根据目标区域403的新方位中被图示。对象407（即，人405的膝盖）现处于其正确位置411中，其具有关于用于拍摄X射线图像的受辐射区域403的正确尺寸。在该方位中，然后通过从深度图像402导出到区域403中的最接近于X射线源的点412的距离以及到已知点410的距离来获得对象407的厚度。通过点412与410之间的差异，获得对象407的厚度。该厚度然后确定要被递送给对象407以便获得好的图像而不对对象407进行过度辐射的实际剂量。利用该厚度，X射线束的传输长度被知晓，并且连同正在被成像的组织的知识，导出辐照设置或剂量配置，如稍后将被描述的那样。

已知点410可以例如是受验者405后面的平坦表面413上的点。如果受验者对着该表面413被定位，则厚度是深度图像中的相应位置410与412的深度值之间的实际差。平坦表面413可以进一步是受验者405被置于在其上的台子。平坦表面413还可以是X射线成像***的X射线检测器面板。

根据实施例，在单个步骤中执行剂量、改变尺寸和方位配置，即从深度图像的相同集合导出这些配置。针对剂量配置，在获得该方位配置之后导出对象的厚度。根据方位配置，知晓将从哪侧辐射对象。然后在将应用几何配置之后根据放射方向来计算对象的厚度。

在大多数情况下，拍摄X射线图像以获得关于人的内部对象（诸如例如骨或器官）的信息。在这样的情况中，对象其本身将在深度图像中不可见。图5图示根据实施例可以如何从深度图像502导出X射线成像***的几何配置。在图5的示例中，对象是人505的膝盖骨507。根据深度图像502，在深度图像502中标识关节508的位置。这可以例如通过如在市场上可获得的图像识别软件来完成，例如通过使用由微软证明的Kinect软件开发工具包或SDK来完成。根据关节508的位置，然后将包括对象507的骨架509的部分或所述骨架拼装（fit）在深度图像上，如通过图5中的深度图像522图示的那样。根据该骨架509，导出骨结构（即膝盖骨507）的位置523。然后，在对象的实际位置523与对象507的期望位置524之间获得位置中的差异，如在深度图像的示意性视图540中示出的那样。类似于图3，这可以通过获得平移525和旋转526来完成。

在某些情况下，对象607可能落在深度图像外部，如由图6示出的那样。在深度图像602中，仅表示了受验者605的上身部分608。因此，直接从深度图像602导出对象的方位是不可能的。为了这么做，在第一步骤中确定身体605的方位606，如在图6-a）中图示的那样。在第二步骤中，确定对象607的方位609，如在图6-b）中图示的那样。这通过使用身体的位置606与身体部分607的位置609之间的已知关系来完成。知晓该关系意味着解剖学现有知识的使用。这可以通过用传感器数据来登记自动加标签的3D表面参考数据或体积参考数据来提供。替选地，这可以通过外推（extrapolate）具有对象607的深度图像来完成。在其中受验者是人的图6的示例中，这可以通过标识上身部分608然后外推深度图像中的身体的剩余部分610来完成。然后将对象定位在经外推的部分610中。类似的步骤可以被用于获得对象607的尺寸，因为对象的尺寸与受验者的尺寸（即人605的尺寸）相关。然后与用于图3-b）和图3-c）的情况类似地执行用于配置X射线成像***的剩余步骤。替选地，深度照相机可以被定位成使得其提供覆盖对象可能最初被定位在其中的所有可能方位的视图，从而提供X射线***的鸟瞰视图。

在一个实施例中，由3d传感器供应的厚度信息被用来缩放包含在检查中的身体部分的解剖学的现有信息的模型。可以直接从成骨架（skeletonize）的3d传感器数据或从选取的检查类型导出正在对哪个身体部分成像的信息。可以通过应用总的缩放或通过将解剖学模型登记到病人的3D传感器数据来执行缩放。经缩放的解剖学模型然后被用来计算通过解剖学模型中的组织类型中的每个的射线的近似传输长度。传输长度和组织类型衰减因子的组合然后可以被用来计算准确的病人和姿势特定的辐照参数。为了防止不能实行的剂量设置，可以用针对研究类型的通常剂量参数对得到的剂量参数执行健全性（sanity）检查。传输长度和组织类型衰减因子的组合还可以被用来计算针对特定想要的对比率的剂量设置。

根据本发明，X射线成像***包括具有电离室的支撑台。这些室中的每个被配置成测量从X射线源接收到的辐射的量。所测量的量然后被用于自动辐照控制或AEC。如果在位于对象下面的室中测量到足够的辐射量，则停止辐射并且保证经充分暴露的X射线图像。为了使这正确地工作，仅激活在受验者或对象下的室是必要的。图7图示如何使用所获得的深度图像702以自动化的方式执行这。首先，在深度图像702中标识表格709。这可以通过图像识别或通过表格的已知当前方位配置来完成。根据表格709的方位，导出室706在图像之内的方位。根据深度图像，还导出由受验者705和/或对象707覆盖的区域。然后，仅激活由受验者705或对象707覆盖的室710。

可以进一步迭代地执行用于根据上面的实施例配置X射线成像***而被执行的步骤。在配置（即方位配置、改变尺寸配置和剂量配置）之后，可以获得深度图像的新集合并且然后执行新的配置。在跟随着最后步骤中的剂量配置的一个或多个步骤中，可以首先执行方位配置和改变尺寸配置。

根据实施例，在如于图8中图示的控制器850上执行用于根据图3到7配置X射线成像***的自动化步骤。作为X射线成像***800的部分的控制器850从（一个或多个）深度照相机801接收一个或多个深度图像。然后，根据上面的实施例，其确定改变尺寸配置852、方位配置853、剂量配置854和针对电离室的配置855。控制器进一步取对象的期望方位861和期望尺寸860作为输入。这些输入可以来自医学文件或医学数据库。改变尺寸配置可以被应用作为X射线源808中的光阑设置812、作为确定台子820上的受验者与X射线源808之间的距离的距离设置822或810或者这些的任何组合。控制器850的方位配置853可以被实现为X射线源808的方位设置810或者被实现为对象被定位在其上的支撑台的方位设置822。可选地，还可以相应地设置检测器面板811的方位。剂量配置854被应用作为X射线源中的辐射参数809的设置。电离室的配置855然后被应用在支撑受验者和/或对象的台子820的电离室821中。可以以可以被编译成处理器指令的软件来实现在控制器850中执行的所有步骤。这些指令然后在执行时在控制器中的处理器850上运行。

尽管已经通过对特定实施例的参考图示本发明，但是对于本领域那些技术人员而言将显而易见的是，本发明不限于上述说明性实施例的细节，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种改变和修改来使本发明具体化。本实施例因此在所有方面将被认为是说明性的和非限制性的，由所附权利要求而不是由上述描述指示本发明的范围，并且进入权利要求的等同物的意义和范围之内的所有改变因此被意图包含在其中。换言之，设想覆盖落入基础的基本原理的范围之内并且在本专利申请中要求保护其本质属性的任何和所有修改、变化或等价物。此外将由本专利申请的读者理解的是，词语“包括”不排除其他元件或步骤，词语“一”或“一个”不排除多个，并且单个元件诸如计算机***、处理器或另一集成单元可以实现在权利要求中叙述的若干装置的功能。权利要求中的任何参考符号将不被解释为限制有关的相应权利要求。术语“第一”、“第二”、“第三”、“a”、“b”、“c”等等在用于本描述或权利要求中时被引入以区别类似的元件或步骤并且未必描述顺序的或按时间顺序的次序。类似地，引入术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“在……之下”等等用于描述的目的并且未必表示相对位置。应理解的是，如此使用的术语在适当的环境下是可交换的，并且本发明的实施例能够以其他顺序或以不同于上面描述或图示的（一个或多个）定向的定向来根据本发明操作。

Claims (16)

1.一种监视从用于拍摄对象的X射线图像的X射线成像***中的X射线源接收到的辐射量的方法，包括如下步骤

- 从一个或多个深度照相机（101、102、201）获得一个或多个深度图像（302、502）；所述一个或多个深度照相机至少覆盖由所述X射线成像***的X射线源（108、208、808）的X射线束覆盖的区域（103、203、303）；以及

- 对着包括辐射测量室（706）的表面或在该表面上定位所述对象；以及

- 根据所述一个或多个深度图像（702）和/或根据从所述一个或多个深度图像导出的单个深度图像（702）来标识在所述对象下面的选择辐射测量室（710）；以及

- 激活所述选择辐射测量室。

2.根据权利要求1的方法，附加地包括如下步骤

- 确定在所述一个或多个深度图像中的或在从所述一个或多个深度图像获得的单个深度图像中的所述对象的尺寸；以及

- 根据所述对象的所述尺寸、根据所述对象在所述X射线图像中的期望尺寸（860）以及根据所述一个或多个深度照相机与所述X射线成像***之间的已知几何关系来确定所述X射线成像***的改变尺寸配置（852）。

3.根据权利要求2的方法，其中所述改变尺寸配置包括所述X射线成像***的光阑重配置。

4.根据权利要求2或3的方法，其中所述改变尺寸配置包括所述X射线成像***的距离重配置，其指示所述X射线源与所述对象之间的距离的重配置。

5.根据前述权利要求中的任一个的方法，其中所述确定改变尺寸配置包括：

- 确定所述一个或多个深度图像中的或所述单个深度图像中的所述区域（103、203、303）的尺寸；以及

- 计算所述区域的期望尺寸，使得所述对象关于所述区域的所述期望尺寸的尺寸对应于所述X射线图像中的所述对象的所述期望尺寸；以及

- 通过所述已知几何关系将所述区域的所述期望尺寸与所述区域的所述尺寸之间的差异转换成所述改变尺寸配置。

6.根据前述权利要求中的任一个的方法，进一步包括：

- 确定在所述一个或多个深度图像中和/或在所述单个深度图像中所述对象关于所述区域（303）的方位（350）；以及

- 根据所述对象关于所述区域的期望方位（351）来确定所述对象相对于所述区域（303）的方位改变（352、353）；

- 通过所述已知几何关系将所述方位改变（352、353）转换成方位重配置（853）。

7.根据权利要求6的方法，其中所述对象（607）是较大对象（605）的部分；并且其中所述对象落在所述一个或多个深度图像（602）外部并且所述较大对象部分地在所述一个或多个深度图像中和/或在从所述一个或多个深度图像导出的所述单个深度图像中；并且其中所述确定所述方位进一步包括：

- 确定在所述一个或多个深度图像中和/或在所述单个深度图像中所述较大对象关于所述区域的方位（606）；以及

- 从所述较大对象的所述方位和所述对象与所述较大对象之间的已知方位关系导出所述对象的所述方位。

8.根据权利要求6或7的方法，其中所述对象（507）是包括骨架和关节的人体（505）的部分；并且其中所述确定所述对象的所述方位包括：

- 确定在所述一个或多个深度图像（502）中的和/或在从所述一个或多个深度图像导出的所述单个深度图像（502）中的所述骨架的所述关节的方位（508）；

- 从所述关节的所述方位（508）和所述对象与所述关节之间的已知方位关系导出所述对象的所述方位（523）。

9.根据前述权利要求中的任一个的方法，进一步包括：

- 将所述改变尺寸配置（852）和/或所述方位配置（853）应用到所述X射线成像***。

10.根据权利要求9的方法，其中迭代地执行步骤。

11.根据前述权利要求中的任一个的方法，进一步包括：

- 根据一个或多个深度图像（402）或根据从所述一个或多个深度照相机获得的单个深度图像（402）来计算所述对象的厚度；以及

- 考虑通过所述对象的由所述X射线源发射的X射线束的传输长度和关于正在被成像的组织类型的知识，将所述厚度转换成所述X射线成像***的剂量配置。

12.根据权利要求9或10和权利要求11的方法，其中在所述应用之后执行所述计算所述厚度和所述转换所述厚度。

13.根据权利要求11到12中的任一个的方法，其中沿着所述X射线源（108）的光轴（104）计算所述厚度。

14.根据权利要求11到13中的任一个的方法，其中所述计算所述厚度进一步包括：

- 计算所述对象上的点（412）与所述对象后面的背景（410）之间的距离；并且其中所述背景在距所述对象已知的距离处。

15.根据权利要求14的方法，其中所述背景是表面（413），对着该表面（413）或在其顶部上定位所述对象。

16.根据前述权利要求中的任一个的方法，其中所述一个或多个深度照相机包括对齐的照相机，该对齐的照相机包括与所述X射线源的光轴大体上对齐的光轴。