CN110859639B - X射线装置及其运行的方法、计算机程序和数据载体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X射线装置及其运行的方法、计算机程序和数据载体。在用于运行用于记录图像序列的X射线装置(8)的方法中，所述图像序列尤其用于透视监视患者(9)的记录区域，透视图像借助记录速率和记录剂量获取并且借助帧率为用户在显示装置(16)处示出，其中根据在当前的、彼此相随的透视图像之间的图像内容变化自动地选择记录剂量。

Description

X射线装置及其运行的方法、计算机程序和数据载体

技术领域

本发明涉及一种运行用于记录图像序列的X射线装置的方法，所述图像序列尤其用于透视监视患者的记录区域，其中以记录速率和记录剂量获取透视图像并且在显示装置处以帧率向用户显示。此外，本发明涉及一种X射线装置、一种计算机程序和一种电子可读的数据载体。

背景技术

X射线成像在现有技术中通常用于监视在患者体内的记录区域中的动态过程。这种动态过程的实例是所谓的线路图程序，其中医学器械、例如导管或引导线在患者体内应移动至目标位置，使得出现对患者的尽可能少的损害。另一实例是利用造影剂的成像过程，其中例如应通过透射图像监视造影剂激增。在这种监视过程中，借助特定的记录速率来记录患者的透视图像并且直接地或在特定的再处理之后示出，这表示，在显示装置上示出透视图像不一定排除透视图像的事先处理。例如已知的是，突出特定的特征、例如待跟踪的医学器械等。记录图像序列以监视患者的记录区域的最常见的记录技术是荧光检查法，而也能够考虑其他用途，例如在记录数字放射照相学的图像序列时。

在为了监视记录透视图像的图像序列时，患者近似连续地经受X射线辐射，使得对于患者的剂量降低是这种监视过程、尤其荧光检查法中的重要主题。在该情况下，已经提出不同的可能性，以便将用于患者的剂量负荷降低或保持得尽可能小。首先，这种用于监视的透视图像通常借助极其小的记录剂量产生，因为重要的要观察的特征、例如造影剂和/或医学器械即使在低剂量下也足够清楚地成像。附加地为了得到解剖结构的足够准确的视图而提出，在视图中将透视图像或从中导出的显示图像与清楚示出患者的解剖结构的、例如预先干涉的图像数据叠加。此外提出，将辐射场仅瞄准绝对必需的区域。

在同样在现有技术中已知的另一方式中提出，如果在透视图像之间不出现变化或仅出现小的变化，那么降低透视图像的记录速率。对此，例如能够求取用于两个最新透视图像之间的图像内容变化的量度并且将其与变化阈值进行比较，以便例如从30fps的基本记录速率切回到10fps或更小的记录速率。如果随后在最新透视图像之间再次出现较强的图像内容变化，那么能够再次切回到更快的记录速录，即在该实例中切回到基本记录速率。通过在不同的记录速率之间切换，帧率也改变，借助所述帧率显示透视图像的图像数据。

所述方式具有如下缺点，可能不能够或也不能够足够快地对图像内容中突然的、快速出现的变化做出反应，使得用户可能忽略重要信息或者所述信息不能够以足够的质量识别。

发明内容

本发明因此基于如下目的：提出用于在记录用于监视的图像序列时对患者降低剂量的可能性，这仍能够实现对出现的较强的图像内容变化的快速反应。

为了实现所述目的，在开始提及类型的方法中根据本发明提出，根据当前的彼此跟随的透视图像之间的图像内容变化自动地选择记录剂量。尤其地，在图像内容变化较小时，能够选择与图像内容变化较强时相比较低的记录剂量。

为了尽可能快地对较强类型的突然的图像内容变化做出反应，尤其借助提高在显示装置上所显示的帧率，提出：在图像内容轻微变化时，不降低记录速率本身，而是动态调整记录剂量，尤其降低每个透视图像的记录剂量，使得这种图像内容变化在重要的图像内容处虽然仍能够极其快地确定，然而可能透视图像本身的质量明显降低。

然而在该情况下，本发明的一个特别有利的改进方案提出，在降低记录剂量时，从分别多个彼此跟随地记录的透视图像中求取显示图像，所述显示图像对应于最大可使用的基本剂量，并且在显示装置处输出。在此，能够具体地提出，透视图像通过相加组合成显示图像。这表示，尤其仍然也能够发生——已知方式的操作者所熟悉的——帧率降低，至少就在显示装置上的显示而言。对此能够提出，在求取显示图像时，降低帧率，尤其以如下因数降低，所述因数对应于在要组合的透视图像的不相交的组中的组合的透视图像的数量。换言之，记录剂量能够适当地降低，使得组合多个透视图像，尤其在其再次能够以足够的质量在显示装置处示出之前必须相加。因此，对于操作者而言存在其已知的图像印象，但是附加地也能够优选地存在其已知的帧率变换。在此，最终始终将彼此跟随地记录的透视图像的块/组、尤其通过相加组合成显示图像，使得分别在记录一定数量的要组合的透视图像之后，能够输出新的显示图像，使得帧率以如下因数降低，所述因数对应于要组合的透视图像的数量。

虽然透视图像特别优选地组合成显示图像，X射线装置的控制装置单独地分析借助降低的记录剂量记录的透视图像，就图像内容中的变化而言，并且可能再次调整记录剂量，尤其用于重新提高到基本剂量，更确切而言，一旦出现足够强的图像内容变化就提高到基本剂量上。

概括而言因此提出，根据在顺序记录时在透视图像之间的动态图像内容变化调整每个透视图像的记录剂量，并且尤其也相应地在显示装置处选择图像显示频率，即帧率。因此，X射线装置的控制装置能够快速地对图像内容的动态变化做出反应，例如在注射造影剂丸之后和/或在医学器械在记录区域中较快运动时。

在本发明的一个特别优选的改进方案中能够提出，记录剂量的选择还根据关于多于两个彼此跟随地记录的、当前的透视图像的图像内容变化的梯度进行。借此，最终将图像内容变化的速度类型考虑在内。在此尤其能够在考虑图像内容变化梯度的情况下预测未来的最小图像内容变化，并且与此相关地选择新的记录剂量。

对此例如能够使用预测算法，所述预测算法尤其能够应用相关地选择，即例如针对造影剂的典型的扩散速度，所述造影剂能够进入到记录区域中、定向和/或能够借助医学器械、尤其在工作流的不同部位处评判常见的工作速度。在此，也能够考虑机器学习技术或一般考虑人工智能。

在此在该处要指出的是，原则上也能够考虑的是，将图像内容变化或图像内容变化区间与相应的记录剂量、尤其应用相关地关联，例如在查找表中和/或通过数学关系关联。

然而在本发明的范围中特别适宜的是，根据图像内容变化超过或低于至少一个变化阈值，以离散级进行记录剂量变化。所述级于是尤其能够选择成，使得通过组合、尤其相加整数数量的彼此跟随地记录的透视图像产生如下印象：得到的显示图像借助基本剂量记录，使得——除了可能轻微升高的噪声之外——基本剂量的图像印象对于用户而言以尽可能简单的方式保持不变，尤其在显示装置处降低帧率的条件下。因此，能够针对性地选择记录剂量的分级，使得通过将一组的彼此跟随的透视图像组合，尤其相加，再次产生借助基本剂量记录的印象。在此尤其能够考虑的是，记录剂量从基本剂量开始以整数因数降低，使得通过将数量对应于整数因数的透视图像相加，产生适合的显示图像。

在一个简单的实施例中，因此能够设有两级，因此两个离散的记录剂量。在这种情况下能够提出，在满足降低标准时，记录剂量从基本剂量开始降低，所述降低标准指示彼此跟随的图像之间的图像内容变化落入第一变化阈值中，而在满足提高标准时，将记录剂量再次提高到基本剂量，所述提高标准指示在彼此跟随的透视图像之间的图像内容变化高于第二变化阈值。在所述简单的实施例中同样能够进行帧率的相应的调整。

然而在有利的设计方案中能够使用多于两级，这表示，记录剂量的多于两个的离散值。这在如下情况下则是尤其适宜的：记录剂量的选择还应根据关于多于两个彼此跟随地记录的当前的透视图像的图像内容变化梯度进行。因此能够提出，在图像内容变化梯度超过阈值时，跳过至少一级。如果因此图像内容变化的速度显示：在将来可考虑还更强的图像内容变化，那么同样能够切换到继续降低记录剂量的级中，其中反之同样内容当然能够适用。然而，在两级的情况下，考虑图像变化梯度会是有用的，例如以便能够及时降低记录剂量或将记录剂量提高到基本剂量。

作为用于图像内容变化的量度，能够选择在两个最新透视图像之间的尤其应用相关地选择的比较量度。在此整体上考虑完全不同的比较量度，例如在造影剂的情况下通过局部分析血管的内容物，在被跟踪的医学器械中其移动等。当然，在如下情况下也能够使用对透视图像的图像数据进行全局评估的比较量度：这些比较量度只对相应的应用的相关变化足够敏感地做出反应。

具体地，作为应用例如能够提出，记录透视图像，以监视借助器械、尤其导管执行的微创手术和/或以监视在患者体内的造影剂扩散。在可能在患者体内出现要借助于透视图像、尤其荧光检查图像监视的动态变化的其他应用情况中，当然能够使用本发明。

除了方法之外，本发明也涉及一种X射线装置，所述X射线装置除了至少一个具有X射线辐射器和X射线探测器的记录装置之外也具有构成用于执行根据本发明的方法的控制装置。控制装置在此也能够构成用于在其他情况下控制X射线装置的运行并且具有至少一个处理器和存储机构。尤其地，控制装置为了执行根据本发明的方法除了用于控制X射线装置的记录运行的记录单元之外也能够包括用于求取图像内容变化的比较单元和用于调整记录剂量的调整单元。此外，在本发明的一个优选的设计方案中，也能够将组合单元用于将多个彼此跟随地借助降低的记录剂量记录的透视图像组合成显示图像。X射线装置还包括显示装置，例如监视器，在所述监视器上输出透视图像，可选地以时间组合的方式作为显示图像。

根据本发明的计算机程序例如能够直接加载在X射线装置的控制装置的存储器中并且具有程序机构，以便当计算机程序在X射线装置的控制装置中执行时，执行根据本发明的方法的步骤。根据本发明的电子可读的数据载体包括在其上存储的电子可读的控制信息，所述控制信息包括至少一个根据本发明的计算机程序并且设计成，使得在将数据载体使用在X射线装置的控制装置中时，其执行根据本发明的方法。数据载体尤其能够为非瞬态数据载体，例如CD-ROM。

附图说明

本发明的其他优点和细节从下面描述的实施例中以及根据附图得出。

在此示出：

图1示出根据本发明的方法的实施例的常规的流程图，

图2示出在透视监视期间不同变量的可能的变化曲线，和

图3示出根据本发明的X射线装置。

具体实施方式

下面，要根据在应用于患者、例如借助医学器械的微创手术时的透视监视显示根据本发明的方法的实施例。在此，使用X射线装置，所述X射线装置具有记录装置，例如在C形臂处，经由所述记录装置借助作为记录剂量的已经小的基本剂量记录患者的透视图像，所述透视图像足够清楚地示出在患者的记录区域中的动态变化的、要监视的特征。因此，记录透视图像的、在此荧光检查图像的图像序列。为了降低患者的剂量负荷，在记录速率不变的情况下，将记录剂量从基本剂量开始降低，并且顺序地将多个透视图像组合成显示图像，以便在显示时再次得到对应于基本剂量的质量，其中在相应的显示装置处降低帧率。

图1示出根据本发明的方法的一个实施例的常规的流程图。在此，步骤S1表示，通过借助X射线装置对记录区域的透视图像进行连续记录，进行持续的监视，其中记录速率保持恒定。如果存在新透视图像，那么始终在步骤S2中，通过将两个最新透视图像进行比较，尤其应用特定地确定用于图像内容变化的量度，这里其方式为：将应用特定的比较量度用于一对两个最新透视图像。

所述这样求取的图像内容变化在步骤S3中通过至少一个评估标准评估，以便确定，由于仅缓慢的变化或根本未出现的变化，记录剂量的调整、尤其从基本值开始的降低是否是合理，或者由于出现的突然的/快速的/更强的图像内容变化，记录剂量的提高是否是合理。

如果记录剂量的改变是合理，那么所述改变在步骤S4中执行。在此，在当前的实施例中，设有至少两个要使用的记录剂量，优选更多记录剂量，其中所能够降低到的记录剂量对应于基本剂量的整数份额。尤其地，图像内容变化的不同区间与记录剂量的特定离散值相关联。在此，在所述关联关系中要注意的是，区间当然又能够根据当前设定的记录剂量选择，因为在步骤S2中始终将两个最新透视图像彼此比较，所述透视图像根据记录剂量会显得不同并从而也会造成比较量度的不同的值域。尤其地，因此针对每个记录剂量都设有图像内容变化区间连同相关联的记录剂量，使得与所述区间中特定的区间的关联引起根据步骤S4的切换。

在步骤S5中检查，是否刚好借助相对于基本剂量降低的记录剂量工作，所述基本剂量是对于荧光检查学而言最大允许的记录剂量。如果不是这种情况，那么在步骤S6中在显示装置上示出当前的透视图像，使得尤其在显示装置处的帧率对应于记录速率。

然而，如果借助减小的记录剂量工作，那么在步骤S7中将多个透视图像组合成显示图像，使得在其印象上对应于借助基本剂量记录的透视图像。如果例如记录剂量如在上文中阐述的那样以因数k降低，那么分别将k个透视图像的不相交的组组合成另外的显示图像，所述另外的显示图像随后在步骤S6中示出。

要理解的是，在步骤S2中收集要组合的透视图像期间，然而分别针对两个最新透视图像进一步连续地监视，是否存在相关的图像内容变化。这表示，即使用于显示的帧率出于显示图像仅由全部k个透视图像产生的原因在记录剂量降低的情况下同样降低，仍然能够极其快速地对出现的突然的、强的图像内容变化做出反应。

所述方式通过图2详细阐述。首先示出时间轴1，所述时间轴具有规律地彼此跟随的用于透视图像的记录时刻2。在时间轴1下方示出所使用的记录剂量的变化曲线3。如可见的那样，在时刻4在步骤S3中确定，例如由于极其小的图像内容变化满足降低标准，使得记录剂量根据步骤S4从基本剂量5降低到更小的值6，在此为基本剂量5的四分之一。从时间点4开始，因此根据步骤S7始终组合四个透视图像，参见括号7，这里为相加，以便产生显示图像，使得在步骤S6中显示时帧率同样变成四分之一。在此，以因数四降低在此应理解成纯实例。

如已经提到的那样，在此不必强制性地仅设有两个这种级，而是也能够考虑三个或更多个级。刚好在这种情况下，但是也在使用仅两个级的情况下，步骤S2和S3的适宜的可选的改进方案提出，在步骤S2中附加地也关于多于两个彼此跟随地记录的、当前的透视图像求取图像内容变化的梯度。例如，在此能够分别考虑最后两个直至十个记录的透视图像对。那么能够评判，出现的图像内容变化是否例如仅为涉及透视图像对的“离群值”，使得因此能够执行离群值检测，其中在检测到离群值、尤其个别事件的情况下，在步骤S3中不必强制性地进行切换。然而优选地，附加地或替选地也可能的是，将图像内容变化梯度理解为趋势，例如在描述已置于运动中的医学器械的意义下，使得也能够尤其应用相关地估计，当前的动态过程结果是图像内容变化的何种水平。与此相关地，例如能够跳过记录剂量的一个级和/或可选地能够在步骤S3中也较早地、预防性地切换到其他、尤其也更高的记录剂量上。

图3最后示出根据本发明的X射线装置8的一个实施例，如所述X射线装置例如能够在用于微创医学干预的工作位置处使用，其中患者9安置在检查床10上。X射线装置8具有C形臂11，在所述C形臂处相对置地设置有X射线辐射器12和X射线探测器13作为记录装置。在此情况下，C形臂11在此耦联于作为支架的转子臂14处，其中当然也能够考虑其他设计方案。

X射线装置8的运行经由控制装置15控制，所述控制装置这里也与显示装置16、例如监控监视器相关联。控制装置15构成用于执行根据本发明的方法，对此所述控制装置这里除了常规地根据选择的记录参数来控制记录运行的记录单元17之外，也具有用于求取图像内容变化(可能还有图像内容变化梯度)的比较单元18和用于调整记录剂量的调整单元19。此外，示出通信单元20，用于通过组合多个透视图像来求取显示图像。当然原则上也能够考虑其他子单元。

尽管本发明的细节通过优选的实施例被详细说明和描述，但本发明并不限于所公开的实例而是能够由本领域技术人员从中导出其他的变型形式，而不脱离本发明的保护范围。

附图标记列表：

1 时间轴

2 记录时刻

3 变化曲线

4 时刻

5 基本剂量

6 值

7 括号

8 X射线装置

9 患者

10 检查床

11 C形臂

12 X射线辐射器

13 X射线探测器

14 机器人臂

15 控制装置

16 显示装置

17 记录单元

18 比较单元

19 调整单元

20 通信单元

S1-S7 步骤

Claims (11)

1.一种用于运行用于记录图像序列的X射线装置(8)的方法，所述图像序列用于监视患者(9)的记录区域，其中借助记录速率和记录剂量获取透视图像并且借助帧率在显示装置(16)处为用户示出，

其特征在于，

根据在当前的、彼此跟随的透视图像之间的图像内容变化自动地选择所述记录剂量，

其中将在两个最新的透视图像之间的比较量度选择作为用于图像内容变化的量度，和其中在降低所述记录剂量时，从多个彼此跟随地记录的透视图像中求取显示图像并且将其在所述显示装置(16)处输出，所述显示图像对应于最大能够使用的基本剂量(5)，和

其中以与应用相关的方式选择所述比较量度。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在求取显示图像时，降低所述帧率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

所述记录剂量的选择还根据关于多于两个彼此跟随地记录的、当前的透视图像的图像内容变化的梯度进行。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

根据图像内容变化超过或低于至少一个变化阈值以离散级进行所述记录剂量的变化。

5.根据权利要求4所述的方法，

其特征在于，

在多于两级的情况下，在图像内容变化的梯度超过至少一个阈值时，跳过至少一级。

6.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

记录所述透视图像，用于监视借助器械执行的微创手术和/或在患者(9)体内的造影剂扩散。

7.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述监视是透视监视。

8.根据权利要求2所述的方法，

其特征在于，

在求取显示图像时，以如下因数降低所述帧率，所述因数对应于在要组合的透视图像的不相交的组中被组合的透视图像的数量。

9.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

所述器械是导管。

10.一种X射线装置(8)，所述X射线装置(8)具有构成用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的控制装置(15)和显示装置(16)。

11.一种电子可读的数据载体，在所述数据载体上存储有计算机程序，当所述计算机程序在X射线装置(8)的控制装置(15)上执行时，所述计算机程序执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。