用于获取一结石粉碎机的聚焦区的X光照片的方法和装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410062058.5

申请日:

2004.06.28

公开号:

CN1575753A

公开日:

2005.02.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

A61B6/00; A61B17/225; A61B17/22

主分类号:

A61B6/00; A61B17/225; A61B17/22

申请人:

西门子公司

发明人:

雷纳·卡尔特施米特

地址:

联邦德国慕尼黑

优先权:

2003.07.01 DE 10329299.3

专利代理机构:

北京市柳沈律师事务所

代理人:

侯宇;陶凤波

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内容摘要

本发明公开了一种借助X射线获取一结石粉碎机(1)的聚焦区(8)的X光照片(B)的方法,其中,X射线穿透所述结石粉碎机(1)的聚焦区(8)和其构件,按照本发明,为控制所述X射线的照射剂量,仅仅分析所述X射线的照射像域(32)中的一部分成像区域(36;42),该成像区域位于一被所述结石粉碎机构件遮暗的区域(30)之外。本发明还公开了一种实施上述方法的装置,其具有一结石粉碎机(1)以及一X射线装置(12a,12b),其中,该X射线装置(12a,12b)包括一通过仅仅分析所述X射线的照射像域(32)中的一部分成像区域(36;42)来控制X射线照射剂量的控制装置(18)。

权利要求书

1.  一种借助X射线获取一结石粉碎机(1)的聚焦区(8)的X光照片(B)的方法,其中,X射线穿透所述结石粉碎机(1)的聚焦区(8)和其构件,其特征在于,为控制所述X射线的照射剂量,仅仅分析所述X射线的照射像域(32)中的一部分成像区域(36;42),该成像区域位于一被所述结石粉碎机构件遮暗的区域(30)之外。

2.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于,分析所述成像区域(36;42)的整体亮度并将其用于控制所述X射线的照射剂量。

3.
  如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述成像区域(36;42)设置在一被遮暗的区域(30)之外并且是直接环绕所述结石粉碎机(1)焦点(F)的周边区域。

4.
  如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,借助一种数字图象处理方法使所述照射像域(32)中的遮暗区域(30)增亮。

5.
  如权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述X射线和激波具有一共同的中心线(20b,24)并且在X射线的照射路径中设有一光阑(26),其中,所述成像区域(42)设置在由穿过该光阑(26)的X射线所形成的X光照片(B)的中心。

6.
  如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述成像区域(42)是圆形。

7.
  如权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述X射线和激波具有相互倾斜相交的中心线(20a,24)。

8.
  如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述成像区域(36)包括至少两个位于所述遮暗区域(30)之外并在空间上相互分隔开的分区域(36a,36b)。

9.
  如权利要求8所述的方法,其特征在于,在分析所述成像区域(36;42)时对所述各分区域(36a,36b)的图象特性进行不同评估。

10.
  一种用于实施如上述任一项权利要求所述方法的装置,其具有一借助聚焦激波粉碎一生物体(6)内结石(10)的结石粉碎机(1),以及一借助穿透该结石粉碎机(1)的聚焦区(8)和其构件的X射线获取该结石粉碎机(1)的聚焦区(8)的一X光照片(B)的X射线装置(12a,12b),其特征在于,该X射线装置(12a,12b)包括一通过仅仅分析所述X射线的照射像域(32)中的一部分成像区域(36;42)来控制X射线照射剂量的控制装置(18)。

11.
  如权利要求10所述的装置,其特征在于,按照权利要求1至9中任一项所述方法对X射线的照射剂量实施控制的所述控制装置(18)可被关掉。

12.
  如权利要求10或11所述的装置,其特征在于,所述控制装置(18)具有一分析所述成像区域(36;42)的整体亮度以用于控制所述X射线的照射剂量的装置。

13.
  如权利要求10至12中任一项所述的装置,其特征在于,所述成像区域(36;42)设置在一被遮暗的区域(30)之外并且是直接环绕所述结石粉碎机(1)的焦点(F)的周边区域。

14.
  如权利要求10至13中任一项所述的装置,其特征在于,所述照射像域(32)中的遮暗区域(30)借助一种数字图象处理方法来增亮。

15.
  如权利要求10至14中任一项所述的装置,其特征在于,所述X射线和激波具有一共同的中心线(20b,24)并且在X射线的照射路径中设有一光阑(26),其中,所述成像区域(42)设置在由穿过该光阑(26)的X射线所形成的X光照片(B)的中心。

16.
  如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述成像区域(42)是圆形。

17.
  如权利要求10至14中任一项所述的装置,其特征在于,所述X射线和激波具有相互倾斜相交的中心线(20a,24)。

18.
  如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述成像区域(36)包括至少两个位于所述遮暗区域(30)之外并在空间上相互分隔开的分区域(36a,36b)。

19.
  如权利要求18所述的装置,其特征在于,在分析所述成像区域(36;42)时对所述各分区域(36a,36b)的图象特性进行不同评估。

说明书

用于获取一结石粉碎机的聚焦区的X光照片 的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于获取一结石粉碎机的聚焦区的X光照片的方法以及实施本发明方法的装置。
背景技术
结石切除术是一种外科手术方法,它借助由一激波发生器产生的聚焦超声波可无需开刀地将一生物体内的结石去除。为了在很大程度上避免伤害到结石周围的组织,一方面需要将结石粉碎机的聚焦点精确地定位在结石上,另一方面需要使粉碎结石的进展情况直观可视化,以便将所需的激波脉冲数限制在外科手术所需的最小值上。
为了获取一结石粉碎机的聚焦区周边的X光照片,在德国专利申请文献DE19746956A1中建议,将一个X射线装置与一个结石粉碎机耦连起来,使该X射线装置所产生的X射线穿透该结石粉碎机的聚焦区。这样的装置按一种所谓的“离线(off-line)”或“脱线(out-line)”方式来布置,即,所述X射线的中心线相对于所述激波发生器产生的聚焦超声波的中心线偏斜,并且所述聚焦区接近位于这两条中心线的相交点处。
作为上述布置方式的替代方式或补充方式,现有技术中业已公知可借助一种所谓的“同轴线(in-line)”布置方式来获取聚焦区的X光照片。在这种同轴线布置方式中,用于形成X光照片的X射线的中心线与所述聚焦激波的中心线重合。
在这样一种结石切除手术中,一方面为了对激波的聚焦点实施精确定位,另一方面为了使粉碎结石的进展情况直观可视化,必然要拍摄大量的X光照片。尽管采用了X射线象增强器及由此可采用较小照射剂量强度的X射线源,却仍然始终期望进一步减小对病人的照射剂量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种用于获取一结石粉碎机的聚焦区的X光照片的方法,借助该方法可减小对病人的照射计量。此外,本发明所要解决的另一技术问题是提供一种按上述方法来工作的装置。
上述第一个技术问题通过一种借助X射线获取一结石粉碎机的聚焦区的X光照片的方法来解决,其中,X射线穿透所述结石粉碎机的聚焦区和其构件,按照本发明,为控制所述X射线的照射剂量,仅仅分析所述X射线的照射像域中的一部分成像区域,该成像区域位于一被所述结石粉碎机构件遮暗的区域之外。
由于为控制所述X射线的照射剂量,仅仅分析所述X射线的照射像域中的位于被所述结石粉碎机构件遮暗的区域之外的一部分成像区域,因此可以优化成像质量并因此可针对这部分成像区域使照射剂量达到最佳。
本发明是基于如下认识,即,在所获取的一结石粉碎机的聚焦区的X光照片中不可避免地存在着被遮暗的并因此不可用于分析诊断的成像区域。在“脱线(out-line)”布置方式中,这部分被遮暗的成像区域就是被一部分X射线穿透并部分投影成像的所述激波发生器的耦合皮箱(Koppelbalg),它会导致X射线减弱。而在同轴线布置方式中,这部分被遮暗的成像区域一方面是供X射线穿过的光阑孔眼的周边,另一方面也同样包括附加地有待被X射线横穿的耦合皮箱中的水平巷道(Wasservorlaufstrecke)。这会减小与整个照射像域有关的X光照片的亮度,并使得采用现有技术中的照射剂量自动化控制方法时既需要提高照射剂量又需要提高X射线管的工作电压。这样,除了因为对更高能量的X射线剂量有更低地初次吸收率而导致照射剂量负载增大之外,还会因此导致图象对比度变糟并因此导致结石的辨认度降低。
本发明的出发点在于,为控制所述X射线装置,仅仅分析整个照射像域中的一部分成像区域用于曝光控制。这部分成像区域是可用于诊断分析且特别关注的成像区域,它优选位于一被遮暗区域之外并且是直接环绕所述结石粉碎机的焦点的周边区域。因此,可有针对性地按照整个照射像域的平均亮度来进行低曝光,但却足够以很好的图象质量显示整个照射像域中最感兴趣的那部分。上述措施可明显减小对病人的辐射照射,并且不会使有意用于诊断分析的那部分区域的图象的再现质量变糟。
按照本发明方法的一有利设计,借助一种数字图象处理方法使所述照射像域中的遮暗区域增亮。这样一来,尽管采用低曝光,这一被遮暗区域仍可用于诊断分析,尤其是用于结石定位。
按照本发明方法的另一有利设计,所述X射线和激波具有一共同的中心线并且在X射线的照射路径中设有一光阑,其中,所述成像区域设置在由穿过该光阑的X射线所形成的X光照片的中心。该成像区域可以是圆形。
按照本发明方法的又一有利设计,所述X射线和激波具有相互倾斜相交的中心线。所述成像区域可包括至少两个位于所述遮暗区域之外并在空间上相互分隔开的分区域。在此,在分析所述成像区域时可对所述各分区域的图象特性进行不同评估。
本发明所要解决的另一技术问题通过一种用于实施上述本发明方法的装置来解决,其具有一借助聚焦激波粉碎一生物体内结石的结石粉碎机,以及一借助穿透该结石粉碎机的聚焦区和其构件的X射线获取该结石粉碎机的聚焦区的一X光照片的X射线装置,按照本发明,该X射线装置包括一通过仅仅分析所述X射线的照射像域中的一部分成像区域来控制X射线照射剂量的控制装置。
所述控制装置可被关掉,并优选具有一分析所述成像区域的整体亮度以用于控制所述X射线的照射剂量的装置。
按照本发明装置的一有利设计,所述成像区域设置在一被遮暗的区域之外并且是直接环绕所述结石粉碎机的焦点的周边区域。
按照本发明装置的另一有利设计,所述照射像域中的遮暗区域借助一种数字图象处理方法来增亮。
按照本发明装置的又一有利设计,所述X射线和激波具有一共同的中心线并且在X射线的照射路径中设有一光阑,其中,所述成像区域设置在由穿过该光阑的X射线所形成的X光照片的中心。所述成像区域可为圆形。
本发明装置可有利地设计成,使所述X射线和激波具有相互倾斜相交的中心线。此外,所述成像区域可包括至少两个位于所述遮暗区域之外并在空间上相互分隔开的分区域。在这样的情况下,在分析所述成像区域时可对所述各分区域的图象特性进行不同评估。
附图说明
下面结合附图对本发明的一种实施方式予以详细说明,附图中:
图1是本发明装置的原理性示意图;
图2和图3分别示出用于分析在“离线”布置方式或“同轴线”布置方式中所采集的成像区域的有利设计。
具体实施方式
图1所示本发明装置包括一个结石粉碎机1,其激波发生器2通过一个充水的耦合皮箱4放在一生物体6的表面上。该激波发生器2产生一在聚焦区8内聚焦的超声波。在正确地定位所述激波发生器2时,可使一个有待粉碎的结石10位于该聚焦区8内。
所述结石粉碎机1配备有一个X射线装置12a。该装置包括一X射线源14a以及一X射线接收器16a。通过对该X射线接收器16a所接收的X光照片的数字化和分析,在一个控制装置18中可产生一个用于实现X射线源14a的对比度及剂量最优化控制的控制信号。由此输出一个以此方式形成的最佳化X光照片B并例如将其再现在一个显示器中。借助一个在图中标记性地示出的选择开关19,使用者可决定是否应按照本发明对所述X射线源14a实现对比度及剂量方面的最优化控制,或者是否期望暂时进行传统的控制,以便也能利用所述被遮暗区域进行诊断分析。
由所述X射线源14a发射的X射线的中心线20a、亦即在所述X射线源14a和X射线接收器16a之间的连接线被定位成与所述结石粉碎机1的聚焦区8相交。换句话说,由所述X射线源14a发射的X射线穿过所述结石粉碎机的聚焦区8。所述X射线源14a和所述X射线接收器16a在此可设置在一所谓的C形弓架上,并一起沿图中示意性地示出的双箭头22方向围绕由所述X射线的中心线20a与所述激波发生器2发出的超声波中心线24的交点偏转。
图1中所示X射线装置12a按一种所谓的“离线”布置方式来布置,其中,所述X射线的中心线20a与所述超声波中心线24相互倾斜相交,亦即不重叠。
在图1中还补充性地用虚线示出一X射线装置12b按一种所谓的“同轴线”布置方式来布置,此时,所述X射线的中心线20a与所述超声波中心线24相互重叠。一个在图中示意性地示出的位于X射线源14b之前的光阑26将所发射出的X射线限制在一个围绕所述中心线20b或24的中央区域内。在如图1所示的“同轴线”布置方式中,所述X射线源14b通常设置在带有一穿孔28的激波发生器2之后。这样做的优点在于,在中心线24区域内因水平巷道不可避免地会附加吸收所述X射线并因此需要更高照射剂量而不会导致病人被过度照射,因为在X射线进入人体6前就发生了吸收现象。然而,即便在这样的情况下,按照现有技术对于所述X射线装置的控制方式也仍然可能导致中央区域被过度照射,并基于这更高能量的X射线剂量而导致所不期望的对比度减弱。但是原则上也可以将X射线源14b和X射线接收器16b的位置相互交换,使X射线接收器16b位于所述激波发生器2之后。即便在后一种情况下,所述光阑26也可直接设置在所述X射线源14b之前。
按照图2,所述由X射线接收器16a接收的X光照片具有一种3/4月牙状的结构。在图2中通过阴影线突显出,由所述X射线接收器16a接收的照射像域32、亦即所述X射线照相放大器的消隐圆(Austastkreis)的一部分30被遮暗。这一遮暗现象是因为所述结石粉碎机1的构件(主要是耦合皮箱)4突伸到所述X射线束的路径中而使得X射线更多地在耦合皮箱壁和耦合介质中被吸收所致。现在为了避免在这一遮暗区域之外的区域34被过度曝光,仅仅采用一个位于正常曝光区域34中的成像区域36的图象数据来控制所述X射线源14a(参见图1)。在图示实施方式中,所述成像区域36由两个矩形的、空间上相互分隔开的分区域36a,36b组成。它们中的一个分区域36a包括所述中心线20a并因此包括直接环绕所述超声波焦点F的周边区域。另一个分区域36b则邻近所述焦点F地设置在这一周边区域之外,但还在所述正常曝光区域34中。这两个分区域36a,36b的整体亮度被用于控制所述X射线的强度及照射剂量,但其中由所述分区域36a求出的亮度数据与从所述分区域36b求出的亮度数据相比受到更大的加权处理。这样,就不会象现有技术中那样基于整个照射像域32的亮度来控制所述X射线装置,而是仅仅基于处于正常曝光区域中的一个或多个预定的分区域36a,36b的亮度来实施控制。这样带来的后果是,在按照现有技术控制所述X射线装置时已被低曝光的遮暗区域30进一步被减弱照射。为了在按照本发明进行低曝光时,在无需提高照射剂量的情况下也能使所述被遮暗区域30仍可用于诊断分析,例如有助于结石方便地定位,可在一个数字处理装置中与所述正常曝光区域34无关地对所述遮暗区域30中的数据进行再处理,以便对比度达到最佳。
图3示出按照“同轴线”布置方式的投影成像情况。在这一布置方式中,所述X射线接收器偏离图1中点划线所示定位位置设置在所述激波发生源的区域内。在这一实施方式中,整个照射像域32中的大部分区域30都被所述光阑26遮暗。在所述通孔28的图象和所述光阑26的图象之间是属于整个照射像域32的一同样仅仅被低曝光的区域40。在所述照射像域32的中央被所述通孔28圈起来的是被正常曝光的区域34。为了控制所述所述X射线源14b(参见图1)的照射剂量,现在采用一中央成像区域42。该中央成像区域是直接环绕所述焦点F的周边区域并将所述X射线的中心线20b以及超声波的中心线24包绕其中。由此确保,仅仅对聚焦区中用于诊断分析的相关区域进行正确曝光(照射),而对于其余的图象区域则可有意考虑进行明显的低曝光(照射)。

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本发明公开了一种借助X射线获取一结石粉碎机(1)的聚焦区(8)的X光照片(B)的方法,其中,X射线穿透所述结石粉碎机(1)的聚焦区(8)和其构件,按照本发明,为控制所述X射线的照射剂量,仅仅分析所述X射线的照射像域(32)中的一部分成像区域(36;42),该成像区域位于一被所述结石粉碎机构件遮暗的区域(30)之外。本发明还公开了一种实施上述方法的装置,其具有一结石粉碎机(1)以及一X射线装置(12。

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