技术领域
本申请涉及一种医疗器械设备，尤其涉及一种医疗影像设备的成像方法及成像系统。
背景技术
血管机是一种辅助医生进行检查或者手术的医疗影像设备。血管机通过X射线动态地显示受检体内部组织的图像。在用血管机为受检体进行拍摄时，要将受检体的感兴趣区域放在投照视野之内，通常是视野中央。因此受检体躺在检查床上之后，需一边进行X光透视，一边移动定位系统，一般可以移动检查床或机架，或者两者一起移动，直至将感兴趣区域移动到视野中央，之后再对受检体进行检查等。
发明内容
本申请的一个方面提供一种成像方法。该成像方法包括：拍摄至少一张包含感兴趣区的第一X光图像；确定所述感兴趣区在所述第一X光图像中的位置；根据所述感兴趣区在所述第一X光图像中的位置，确定定位系统需要移动的距离和方向；根据所述需要移动的距离和方向将所述定位系统移动到目标位置；及拍摄包含所述感兴趣区的第二X光图像，其中，所述感兴趣区位于所述第二X光图像的中心位置。
本申请的另一个方面提供一种成像系统。该成像系统包括：图像获取装置，用于拍摄至少一张包含感兴趣区的第一X光图像；定位系统，可移动来调整感兴趣区在第一X光图像中的位置；处理单元，用于确定所述感兴趣区在所述第一X光图像中的位置，根据所述感兴趣区在所述第一X光图像中的位置，确定定位系统需要移动的距离和方向；控制单元，用于根据所述需要移动的距离和方向控制所述定位系统移动到目标位置；所述图像获取装置还用于拍摄包含所述感兴趣区的第二X光图像，其中，所述感兴趣区位于所述第二X光图像的中心位置。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本申请一示例性实施例示出的一种成像方法的流程图；
图2是图1所示的成像方法的确定感兴趣区在第一X光图像中的位置的步骤的一个实施例的流程图；
图3是本申请一示例性实施例示出的第一X光图像的示意图；
图4是本申请一示例性实施例示出的床的示意图；
图5是图1所示的成像方法的确定定位系统需要移动的距离和方向的步骤的一个实施例的流程图；
图6是本申请一示例性实施例示出的床、发射装置及接收装置的位置关系的示意图；
图7是本申请一示例性实施例示出的另一种成像方法的流程图；
图8是本申请一示例性实施例示出的一种成像装置的结构示意图；
图9是图8所示的成像装置的结构框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1所示为一个实施例的成像方法的流程图。该成像方法可以用来利用X射线对受检体的内部组织进行成像，尤其是对受检体的血管进行减影成像。该成像方法包括步骤11-步骤15。其中，
在步骤11中，拍摄至少一张包含感兴趣区的第一X光图像。
本申请实施例中，X射线穿过受检体的检测部位时，根据探测到的X射线生成包含该检测部位的图像的第一X光图像。该第一X光图像中表示该检测部位的区域视为感兴趣区。如：血管造影图像中的表示血管、心脏、冠状动脉、冠状静脉等的区域。若拍摄的第一X光图像中没有包含感兴趣区，说明检测部位没有出现在X射线照射范围内，此时可以通过移动定位系统直至检测部位出现在X射线照射范围内(即拍摄的第一X光图像中包含感兴趣区)，此时，感兴趣区可以在第一X光图像中的任意位置。
在步骤12中，确定感兴趣区在第一X光图像中的位置。
在本申请实施例中，可以通过确定第一X光图像的中心点与第一X光图像上的感兴趣区的中心点之间的中心点距离和位置方向来确定感兴趣区在第一X光图像中的位置，即感兴趣区在第一X光图像中的位置可以用两个中心点之间的距离和位置方向来表示。
在一可选的实施例中，本步骤12包括子步骤121、子步骤122和子步骤123，如图2所示，其中，
在子步骤121中，确定第一X光图像的中心点的坐标。
本申请实施例中，可以设第一X光图像中的任意一个像素点为零点坐标，根据该设为零点坐标的像素点和第一X光图像的中心点的位置关系确定中心点的坐标。为方便计算，假设第一X光图像的中心点坐标为零点坐标，即第一X光图像的中心点的坐标为(0，0)。
在子步骤122中，确定感兴趣区中所有像素点的横坐标的平均值和纵坐标的平均值作为感兴趣区的中心点的坐标。
本申请实施例中，结合参考图3，图3为第一X光图像的示意图。图中坐标为(0，0)的点为第一X光图像的中心点。图中虚线框内为感兴趣区，设感兴趣区的中心点的坐标为(Cx，Cy)。感兴趣区中所有像素点的横坐标的平均值为感兴趣区中所有像素点的纵坐标的平均值为作为感兴趣区的中心点的坐标(Cx，Cy)，即：其中，P为感兴趣区(ROI)中的任意一点，坐标为(Px，Py)；N为感兴趣区(ROI)中的像素点的个数。
在子步骤123中，根据第一X光图像的中心点的坐标和感兴趣区的中心点的坐标确定第一X光图像的中心点与感兴趣区的中心点之间的中心点距离和位置方向。
本申请实施例中，中心点距离为像素距离，“像素距离”表示两个中心点之间的像素点的个数。假设第一X光图像的中心点坐标为(0，0)，参考图3，感兴趣区的中心点坐标为则第一X光图像的中心点与感兴趣区的中心点之间的像素距离为
图3中第一X光图像的中心点与感兴趣区的中心点之间的位置方向为从-Y轴偏向-X轴(即)度。
在另一可选的实施例中，第一X光图像的中心点与感兴趣区的中心点之间的中心点距离也可以以两个中心点之间的物理距离来表示，即，第一X光图像中，X轴和Y轴的单位为物理学单位，比如毫米。第一X光图像的中心点与感兴趣区的中心点之间的距离的计算方法与X轴和Y轴的单位为像素单位的计算方法一致，在此不在赘述。
继续参考图1，在步骤13中，根据感兴趣区在第一X光图像中的位置，确定定位系统需要移动的距离和方向。
本申请实施例中，定位系统可以只包括床，也可以只包括机架，或者定位系统也可以同时包括床和机架，在移动定位系统时，可以只移动床，也可以只移动机架，或者也可以同时移动床和机架(两者相对运动)。具体的，可以根据第一X光图像的中心点与感兴趣区的中心点之间的中心点距离，确定床和机架中的至少一个需要移动的距离，及根据位置方向确定床和机架中的至少一个需要移动的方向。本申请实施例中以只移动床为例进行说明，根据图像显示相对于床的位置，图像的x，y方向可以映射到床的运动方向。在此，如图3和图4中所示，假设床运动的x，y方向与图像的x，y方向一致。
在一可选的实施例中，本步骤13包括子步骤131-133，参考图5，其中，
在子步骤131中，获得拍摄第一X光图像时床的位置和机架的位置。
本申请实施例中，床的位置可以为床上某一个点的坐标位置(比如床的中心点的坐标位置)，机架的位置可以为机架两端安装的发射装置和接收装置之间连线的中点的坐标位置。
在子步骤132中，根据床的位置和机架的位置，确定中心点距离和定位系统需要移动的距离之间的关系。
中心点距离和定位系统需要移动的距离成比例关系。在一个实施例中，中心点距离为像素距离，确定第一X光图像中单位像素尺寸对应的床和机架中的至少一个需要移动的单位移动距离，从而获得中心点距离和定位系统需要移动的距离之间的关系。
本申请实施例中，机架的两端分别安装有发射装置和包括若干接收单元的接收装置。第一X光图像的像素尺寸与发射装置、接收装置以及床的几何位置有关，还与接收装置本身的接收单元的尺寸有关。参考图6，设接收装置的每个接收单元尺寸为Smm，发射装置焦点到接收装置的距离为SID，发射装置焦点到床面板的距离为d，则图像中的单位像素尺寸IS可以通过下面的表达式计算：
也就是说，实现图像移动一个像素，需要床移动IS mm的距离。
继续参考图5，在子步骤133中，根据中心点距离和中心点距离与定位系统需要移动的距离之间的关系，确定定位系统需要移动的距离。
一个像素点对应一个单位像素尺寸，像素距离为像素点的个数，因此可知像素距离也可表示单位像素尺寸的数目。假设现在床的中心位置为(0，0)，则床的中心目标位置为(-Cx*IS，-Cy*IS)，单位为mm。即向x方向移动-Cx*IS，向y方向移动-Cy*IS，负号代表向负轴方向。
本申请实施例中，可以根据第一X光图像的中心点与第一X光图像上的感兴趣区的中心点之间的像素距离和单位移动距离，确定床需要移动的距离。
在另一可选的实施例中，可以只移动机架，与上述计算方法类似，实现图像移动一个像素，需要机架移动IS mm的距离，只移动机架时的移动方向与只移动床时的移动方向相反，即，假设床运动的x，y方向与图像的x，y方向一致，则机架运动的x，y方向与图像的x，y方向相反。
在另一可选的实施例中，可以同时移动床和机架，此时床和机架相对运动，与上述计算方法类似，实现图像移动一个像素，需要床和支架一共移动IS mm的距离。
参考图1，在步骤14中，根据需要移动的距离和方向将定位系统移动到目标位置。
在本申请实施例中，确定定位系统需要移动的距离和方向之后，可以根据需要移动的距离和方向控制定位系统移动到目标位置。当定位系统位于目标位置时，受检体的检测部位位于X射线照射范围的中央，即，再次拍摄的X光图像中，X光图像中的感兴趣区位于X光图像的中心位置。
在步骤15中，拍摄包含感兴趣区的第二X光图像，其中，感兴趣区位于第二X光图像的中心位置。
感兴趣区的中心点可以与第二X光图像的中心点重合。在一个实施例中，可以拍摄多张第二X光图像，可以包括未向受检体的血管中注射造影剂的蒙片，也可包括向受检体的血管中注射造影剂之后的动片，蒙片和动片可用来进行减影处理等，获得血管的增强图像。在其他实施例中，也可根据实际应用拍摄多张所需的第二X光图像。
本申请实施例根据先前采集的包含感兴趣区的第一X光图像，计算将第一X光图像中的感兴趣区移动到第一X光图像的中心位置时，定位系统需要移动的距离，来控制定位系统移位到目标位置，使受检体的检测部位位于视野中央且感兴趣区在X光图像中央。这样，由于计算准确，可以更加快速、精准地将定位系统移到目标位置，从而可以减少定位的时间，进而降低受检体和操作人员的受照射剂量。
图7所示为另一个实施例的成像方法的流程图，该成像方法包括步骤71-步骤76。其中，
在步骤71中，移动定位系统。
当受检体的检测部位在X射线照射范围之外，移动定位系统使得受检体的检测部位全部或部分在X射线照射范围内，或靠近X射线照射范围，可称作“预摆位”。理想地，移动定位系统之后使得受检体的检测部位完全在X射线照射范围内，从而可使得拍摄的第一X光图像包含完整的感兴趣区。然而实际操作中，一次预摆位定位系统的位置误差可能较大，例如手动移动造成的误差较大，导致受检体的检测部位完全或部分不在X射线照射范围内，从而拍摄的X光图像中不包含感兴趣区或仅包含部分感兴趣区，因此再次移动定位系统来调整定位系统的位置，直至拍摄的X光图像中包含整个感兴趣区。
本申请实施例中，可以选择手动移动定位系统，例如，操作床旁的摇杆或按钮移动床；也可以选择系统的预设位置，将床和/或机架移动到预设位置。系统可以根据不同的检查设定不同的预设位置，例如，心脏检查的预设位置、神经检测的预设位置。
在步骤72中，拍摄至少一张包含感兴趣区的第一X光图像。
在步骤73中，确定感兴趣区在第一X光图像中的位置。
在步骤74中，根据感兴趣区在第一X光图像中的位置，确定定位系统需要移动的距离和方向。
在步骤75中，根据需要移动的距离和方向将定位系统移动到目标位置。
在步骤76中，拍摄包含感兴趣区的第二X光图像，其中，感兴趣区位于第二X光图像的中心位置。
本申请实施例中的步骤72-步骤76，与图1所示实施例中的步骤11-步骤15类似，本申请实施例对此不再赘述，详情请见图1所示实施例中的内容。
本申请实施例可以在拍摄第一X光图像之前，先对定位系统进行预摆位，使得拍摄的第一X光图像中包含感兴趣区，便于之后根据拍摄的第一X光图像中的感兴趣区的位置，控制定位系统移位到目标位置，而且，在预摆位的过程中不需要进行X光透视，可以降低受检体和操作人员的受照射剂量。
与前述成像方法的实施例相对应，本申请还提供了成像系统的实施例。
本申请成像系统的实施例可以应用在成像方法上。系统实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在成像系统的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。
图8所示为一个实施例的成像系统的示意图，成像系统可用来实现血管减影，例如心脏血管或受检体其他部位的血管的减影，还可用来重建血管三维图像，和/或实现下肢动脉跟踪造影。成像系统包括图像获取装置81、定位系统80、图像显示装置84和计算机85。
图像获取装置81包括发射装置811和接收装置812。发射装置811用来向受检体87发射X射线，受检体87可安置于床801上。接收装置812与发射装置811相对设置，用来探测穿过受检体87的X射线。在一个实施例中，接收装置812可包括图像增强器系统和摄像机。图像增强系统将不可见的X射线转变成对应X射线的可见光。摄像机将可见光摄下并转换成视频信号。然而可选地，在其他实施例中，接收装置812可包括固态平板探测器或其他类型的X射线探测器。
定位系统80可以只包括床801，或者定位系统80也可以只包括机架802，或者定位系统80也可以同时包括床801和机架802。发射装置811和接收装置812分别安装在机架802的两端。在拍摄X光图像时，发射装置811和接收装置812由机架802定位于床801上的受检体87的相对侧上。床801可由床驱动器(未图示)驱动来移动，床驱动器可由床旁控制器(未图示)控制来驱动床801。床驱动器可和床801整合在一起，床旁控制器可以包括控制面板、摇杆和/或按钮等。
在图示实施例中，机架802为C形臂。在其他实施例中，机架802可以是G形臂或者其他形状。机架802可旋转地安装在固定支架88上并可相对于固定支架88沿机架802的轨道滑动，从而可以根据实际应用调整发射装置811和接收装置812相对于受检体87的位置和角度。机架802可以由机架驱动器(未图示)驱动来运动。
计算机85可用来处理图像获取装置81获取的信号，生成控制定位系统80移动的控制信号，且可生成图像。计算机85可包括处理器和存储器，存储器用来存储可读指令等数据，处理器用来读取存储器存储的可读指令等数据并执行可读指令表示的操作。
图像显示装置84包括一个或多个显示器，可用来显示图像和/或参数等，比如同时设置于控制室、手术室和床旁等方便医生观察的位置。
图9所示为成像系统的一个实施例的结构框图。成像系统包括图像获取装置81、定位系统80、处理单元82和控制单元83。图像获取装置81用于拍摄至少一张包含感兴趣区的第一X光图像；定位系统80可移动来调整感兴趣区在第一X光图像中的位置；处理单元82根据感兴趣区在第一X光图像中的位置，确定定位系统需要移动的距离和方向，处理单元82的功能可以由计算机85中的处理器来实现；控制单元83根据需要移动的距离和方向控制定位系统移动到目标位置；然后图像获取装置81拍摄包含感兴趣区的第二X光图像，其中，感兴趣区位于第二X光图像的中心位置。
本申请一可选的实施例中，处理单元82确定第一X光图像的中心点与第一X光图像上的感兴趣区的中心点之间的中心点距离和位置方向；并根据两个中心点距离确定定位系统需要移动的距离；及根据位置方向确定定位系统需要移动的方向。
本申请另一可选的实施例中，定位系统80包括床801和机架802，处理单元82获得拍摄第一X光图像时床801的位置和机架802的位置，并根据床801的位置和机架802的位置，确定中心点距离和定位系统80需要移动的距离之间的关系；及根据中心点距离和该关系，确定定位系统80需要移动的距离。控制单元83根据定位系统80需要移动的距离，移动床和机架中的至少一个。在一个实施例中，床801的位置可以由床的位置记录反馈装置(未图示)记录并反馈给处理单元82，机架802的位置可以由机架的位置记录反馈装置(未图示)记录并反馈给处理单元82。在其他实施例中，还可以通过其他装置来测量并反馈定位系统80的位置。
本申请另一可选的实施例中，中心点距离包括像素距离，处理单元82确定第一X光图像中单位像素尺寸对应的床801和机架802中的至少一个需要移动的单位移动距离；及
根据像素距离和该单位移动距离，确定床801和机架802中的至少一个需要移动的距离。
本申请另一可选的实施例中，机架802的两端分别安装有发射装置811和包括若干接收单元的接收装置812，处理单元82用于确定发射装置811与床801之间的第一距离、发射装置811与接收装置812之间的第二距离以及接收装置812中接收单元的尺寸；及根据第一距离、第二距离以及接收单元的尺寸确定中心点距离和定位系统80需要移动的距离之间的关系。
本申请另一可选的实施例中，处理单元82用于确定第一X光图像的中心点的坐标；确定感兴趣区中所有像素点的横坐标的平均值和纵坐标的平均值作为感兴趣区的中心点的坐标；
根据第一X光图像的中心点的坐标和感兴趣区的中心点的坐标确定第一X光图像的中心点与感兴趣区的中心点之间的中心点距离和位置方向。
图9所示的成像系统可以用来执行成像方法。其中，图像获取装置81可用来执行步骤11和步骤15，处理单元82可用来执行步骤12-13，控制单元83用来执行步骤14。
处理单元82可以通过软件、硬件和/或软硬件结合的方式实现，可以集成在计算机85内。控制单元83可通过软件、硬件和/或软硬件结合的方式实现，可以集成在计算机85内，也可以集成床旁控制器内，可控制床驱动器和机架驱动器，从而来驱动床801和/或机架802的运动。
本申请实施例中，处理单元82根据图像获取装置81预先拍摄的包含感兴趣区的第一X光图像，计算将第一X光图像中的感兴趣区移动到第一X光图像的中心位置时，定位系统需要移动的距离，并触发控制单元83控制定位系统移位到目标位置，使受检体的检测部位位于视野中央且感兴趣区在X光图像中央。这样，由于计算准确，可以更加快速、精准地将定位系统80移到目标位置，从而可以减少定位的时间，进而降低受检体87和操作人员的受照射剂量。
上述系统中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于系统实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。