用于对对象成像的成像系统和成像方法

专利名称：用于对对象成像的成像系统和成像方法
技术领域：
本发明涉及用于对对象成像的成像系统、成像方法和计算机程序。本 发明还涉及用于确定扫描参数的扫描参数确定设备、扫描参数确定方法和 计算机程序。
背景技术：
计算机层析成像系统是一种用于对对象成像的成像系统。计算机层析
成像系统包括相对于对象所定位的检查区移动的x射线源和检测单元。获
取依赖于穿过对象之后的辐射的检测值，并利用所获取的检测值重构对象
的图像。x射线源通常仅照射必须对其加以照射从而获取足以用来重构预
期的感兴趣区域的对象部分。通常手工界定感兴趣区域。为了手工界定感 兴趣区域，将生成并在监视器上显示二维投影图像，并且用户采用图形用 户界面在所述二维投影图像上限定感兴趣区域。通过直线移动对象所处的
对象台，并通过x射线源的辐射照射对象而生成所述二维投影图像，其中，
所述x射线源在生成所述二维投影图像的过程中不发生旋转。
这种对感兴趣区域的确定的缺点在于，在投影方向上不能区分所述对 象在所述二维投影图像中的重叠结构，从而导致感兴趣区域的确定的质量

发明内容
本发明的目的在于提供一种用于对对象成像的成像系统，其中，改进 了对诸如感兴趣区域的扫描参数的确定。
在本发明的一个方面，提供了一种用于对对象成像的成像系统，其中，
所述成像系统适于根据扫描参数对对象进行扫描，所述成像系统包括 -用于生成所述对象的二维投影图像的投影图像生成单元， -用于提供所述对象的三维模型的模型提供单元，
4-用于使所述三维模型与所述二维投影图像配准的配准单元， -用于由所述经配准的模型确定扫描参数的扫描参数确定单元。 本发明基于这样一种思想，即，由于所述模型是三维模型，因而能够 在所述三维模型中区分在投影图像的投影方向上按照一个处于另一个之上 的方式叠置的结构，其中，改进了扫描参数的确定。
成像系统还优选地包括用于显示二维投影图像与三维模型之间的配准 和所确定的扫描参数的至少其中之一的显示单元。其允许用户监测所述二 维投影图像与所述三维模型之间的配准和/或监测扫描参数的确定。
进一步优选地，成像系统包括修改单元，所述修改单元允许用户修改 二维投影图像与三维模型之间的配准和所确定的扫描参数的至少其中之 一。其允许用户校正二维投影图像与三维模型之间的配准和所确定的扫描 参数的至少其中之一，其中，进一步改进了扫描参数的确定。
进一步优选地，成像系统包括用于确定对象的运动的运动确定单元， 其中，模型提供单元适于提供所述对象的运动的三维模型，其中，配准单 元适于采用所确定的对象的运动使运动的三维模型与二维投影图像配准， 其中，所述扫描参数确定单元适于根据经配准的运动的三维模型确定扫描 参数。
由于在二维投影图像的生成过程中、在二维投影图像与三维模型的配 准过程中以及由经配准的三维模型确定扫描参数的过程中考虑了对象的运 动，因而即使必须对其进行扫描的对象是运动的对象，仍然能够改进扫描 参数的确定。
在一个实施例中，配准单元适于采用可以在二维投影图像和三维模型 中检测到的配准特征实现配准，其中，所述扫描参数确定单元采用三维模 型的扫描参数确定特征根据经配准的三维模型确定扫描参数。其允许相互 独立地优化用于配准的配准特征以及优化用于确定扫描参数的扫描参数确 定特征。其进一步提高了配准质量以及扫描参数的确定质量。
优选地，对象的三维模型不仅包括所述对象本身，还包括其他对象或 实体，尤其是配准特征。例如，如果必须对其成像的对象是患者的心脏， 那么所述对象的模型优选地不仅包括心脏，而且还包括位于患者的胸部区 域内的几个对象或实体，g卩，如果必须对其成像的对象是患者的心脏，那
5么，所述心脏的模型优选地是包括患者的心脏和能够用作配准特征的处于 胸部区域内的诸如脊柱或肋骨的其他实体或对象的胸部模型。
优选地，模型提供单元适于针对二维投影图像调整三维模型。可以对 三维模型进行变换，例如，可以对其进行平移和/或旋转和/或收縮和/或扩 展，从而使所述三维模型尽可能好地匹配至所述投影图像。例如，可以采 用诸如绝对差的和或相关性的相似性测度，并且可以对所述三维模型进行 变换，从而使应用于所述二维投影图像和仿真二维投影图像的相似性测度 最小化，例如，所述仿真二维投影图像是通过按照所提供的二维投影图像 的投影几何机构对所述经变换的三维模型进行前向投影而仿真的。由于针 对示出了当前必须对其进行扫描的对象的投影的二维投影图像调整所述三 维模型，因而针对相应的对象，而不是标准的对象调整所述三维模型。由 于扫描参数是采用这一经调整的三维模型，即，对于相应的对象而言特定 的三维模型确定的，因而进一步改进了扫描参数的确定。
就本发明的另一方面而言，提供了一种用于确定扫描参数的扫描参数 确定设备，成像系统可以采用其根据扫描参数对对象进行扫描，为所述扫 描参数确定设备提供由投影图像生成单元生成的对象的二维投影图像，其 中，所述扫描参数确定设备包括
-用于提供所述对象的三维模型的模型提供单元， -用于使所述三维模型与所述二维投影图像配准的配准单元， _用于根据经配准的三维模型确定扫描参数的扫描参数确定单元。 就本发明的另一方面而言，提供了一种用于对对象成像的成像方法， 在所述成像方法适于根据扫描参数对对象扫描时，所述成像方法包括下述
' 一 -通过投影图像生成单元生成所述对象的二维投影图像， _通过模型提供单元提供所述对象的三维模型， -通过配准单元使所述三维模型与所述二维投影图像配准， -通过扫描参数确定单元根据经配准的三维模型确定扫描参数。 就本发明的另一方面而言，提供了一种用于确定扫描参数的扫描参数 确定方法，成像系统可以采用其根据扫描参数对对象进行扫描，为所述扫 描参数确定方法提供由投影图像生成单元生成的所述对象的二维投影图像，其中，所述扫描参数确定方法包括以下步骤-
_通过模型提供单元提供所述对象的三维模型， _通过配准单元使所述三维模型与所述二维投影图像配准， -通过扫描参数确定单元根据经配准的三维模型确定扫描参数。 就本发明的另 一方面而言，提供了 一种用于对对象成像的计算机程序， 其中，所述计算机程序包括程序代码模块，当在计算机上执行所述计算机 程序以控制根据权利要求1所述的成像系统时，所述程序代码模块使得所
述计算机执行根据权利要求6所述的成像方法的步骤。
就本发明的另一方面而言，提供了一种用于确定扫描参数的计算机程 序，其中，所述计算机程序包括程序代码模块，当在计算机上执行所述所 计算程序以控制根据权利要求5所述的扫描参数确定设备时，所述程序代 码模块将使所述计算机执行根据权利要求7所述的扫描参数确定方法的步 骤。
应当理解，根据权利要求1所述的成像系统、根据权利要求5所述的 扫描参数确定设备、根据权利要求6所述的成像方法、根据权利要求7所 述的扫描参数确定方法、根据权利要求8所述的计算机程序以及根据权利 要求9所述的计算机程序具有与从属权利要求中定义的类似和/或等同的优 选实施例。
应当理解，本发明的优选实施例还可以是(例如)相应独立权利要求 的两个或更多从属权利要求的组合。


参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明了并对其
进行阐述。在下述附图中
图l示意性地示出了根据本发明的成像系统的表示，
图2示意性地示出了根据本发明的扫描参数确定设备的表示，
图3示意性地示出了用于说明根据本发明的用于对对象成像的成像方
法的流程图，以及
图4示意性地示出了用于说明根据本发明的用于确定扫描参数的扫描 参数确定方法的流程图。
具体实施例方式
图1示出了用于对对象成像的成像系统，在这一实施例中，其为计算
机层析成像系统(CT系统)。所述CT系统包括能够围绕旋转轴R旋转的 台架l，所述旋转轴R平行于z方向延伸。将辐射源2安装到台架1上，在 这一实施例中，所述辐射源2为X射线源2。 X射线源2设有准直器3，在 这一实施例中，所述准直器由X射线源2生成的辐射形成了锥形辐射束4。 所述辐射穿越检查区5内的诸如患者的对象(未示出)，在这一实施例中， 所述检查区成圆柱形。在穿越检查区5之后，X射线射束4入射到检测单 元6上，在这一实施例中，所述检测单元6包括二维检测表面。将检测单 元6安装到台架1上。
所述成像系统包括具有两个电动机7、 8的驱动设备。通过电动机7使 台架1以优选恒定但可调的角速度旋转。电动机8被设置为使例如患者的 对象平行于旋转轴R或z轴的方向发生位移，所述对象被置于检査区5内 的患者台上。通过控制单元9控制这些电动机7、 8，从而(例如)使辐射 源2和检査区5沿螺旋轨迹相对于彼此移动。但是，也有可能不移动检查 区5，而仅旋转辐射源2， g卩，使辐射源2沿相对于检查区5的圆形方向移 动。此外，也有可能使包括对象的检査区5平行于旋转轴R或z方向移动， 但不旋转辐射源2， g卩，辐射源2和检査区5沿直线轨迹相对于彼此移动。
在另一实施例中，准直器3可以适于形成扇形波束，所述检测单元6 也可以是一维探测器。
控制单元9适于在获取用于重构对象的图像的检测值的过程中根据一 个或多个扫描参数对对象进行扫描。为了确定扫描参数，使辐射源2和检 查区5沿直线轨迹相对于彼此移动，其中，通过检测单元6获取检测值， 所述检测值被发送至投影图像生成单元15。在这些检测值的获取过程中， 优选地不旋转辐射源2，例如通过使对象所处的患者台平行于所述平行方向 或旋转轴R移动，由此使检査区5，从而使对象2平行于所述z方向或旋转 轴R移动。投影图像生成单元15生成对象的二维投影图像，并将所生成的 二维投影图像发送至扫描参数确定设备12。
在图2中更详细地示意性地示出了扫描参数确定设备12，其包括用于
8提供对象的三维模型的模型提供单元16、用于使所述三维模型与所述二维 投影图像配准的配准单元17、用于由经配准的三维模型确定扫描参数的扫 描参数确定单元18以及允许用户修改二维投影图像和三维模型之间的配准 和所确定的扫描参数的至少其中之一的修改单元19。可以将所确定的扫描 参数以及/或者经配准的三维模型和二维投影图像显示在显示器11上。将 由扫描参数确定单元18确定的扫描参数发送至控制单元9，所述控制单元 9根据所确定的扫描参数控制对对象的扫描，以获取用于重构对象的图像的 检测值。
在控制单元9根据所确定的一个或多个扫描参数控制成像系统的同时 已获取的所获取的检测值被提供给图像生成设备10，以生成所述对象的图 像。图像生成设备IO采用所获取的检测值重构所述对象的图像。
最终，能够将所重构的图像提供给用于显示图像的显示器11。而且， 优选通过控制单元9控制图像生成设备10和/或扫描参数确定设备12和/ 或投影图像生成单元15。
将控制单元9连接至输入单元20，例如，所述输入单元20可以是具体 用于允许用户选择预期的扫描的键盘或鼠标。例如，用户可以通过输入仅 对对象的某一部分，或者在存在几个对象的情况下仅对某一对象成像。
在这一实施例中，所述CT系统还包括用于确定对象的运动的运动确定 单元14。例如，如果必须对心脏或者心脏的部分，即感兴趣区域成像，那 么运动确定单元14是用于获取与患者的心脏运动直接相关的心电图的心电 图仪。此外或可选地，运动确定单元14可以包括用于确定由呼吸引起的患 者的运动的设备。此外，运动确定单元14可以适于由用于重构对象的图像 的获取检测值确定对象的运动，其中，所述对象的图像还可以对对象的一 部分或者对象的感兴趣区域成像。
在下文中，将参考图3所示的流程图更加详细地说明根据本发明的用 于对对象成像的成像方法的实施例。
在步骤101中，提供必须执行的扫描类型。例如，用户可以通过采用 输入设备20在控制单元9内输入对应的输入信号而定义扫描的类型。例如， 用户可以定义对患者的某一器官，例如，心脏进行成像，此外，用户可以 定义只对对象的部分，例如，器官的感兴趣部分或区域成像。此外，例如，
9用户可以定义执行心脏计算机层析成像血管造影扫描(心脏CTA扫描)。 如果没有例如通过由用户执行的选择提供必须执行的扫描类型，那么在下 述步骤中采用预定的默认扫描类型。
在步骤102中，生成二维投影图像。对于这一二维投影图像的生成，X 射线源2不发生旋转，同时使包括对象的检查区5平行于z方向或者旋转 轴R移动，即，X射线源2和检査区5沿直线轨迹相对于彼此移动。X射 线源2发射穿过检査区5内的对象的X射线辐射。通过生成检测值的检测 单元6检测穿过对象的X射线辐射。将这些检测值发送至投影图像生成单 元15，所述投影图像生成单元15根据所述检测值生成对象的投影图像。这 一投影图像是概要图像，即，所述投影图像示出了检査区5的区域，所述 区域要确保大到足以包括必须对其扫描从而执行在步骤101中定义的扫描 类型的对象或者对象的部分或者对象内的感兴趣区域。例如，如果在步骤 101中定义了将对患者的整个心脏成像，即，如果已经定义了心脏扫描类型， 那么生成投影图像以及获取检测值，使得所述投影图像确实并且至少地示 出人的心脏。例如，在这种情况下，投影图像能够示出整个胸部。例如， 这样的投影图像为扫描相片(scanogram)。
在步骤103中，由模型提供单元16提供对象的三维模型。所述模型提 供单元16是(例如)存储器，其存储了对应于步骤101中定义的扫描类型 的对象三维模型，如果(例如)在步骤101中用户定义了心脏扫描类型， 那么所述模型提供单元16将提供包括心脏的三维模型。优选地，所述三维 模型不仅包括心脏本身，还包括在二维投影图像和三维模型内可检测的配 准特征。例如，这些配准特征为胸部的骨骼。
例如，所述三维模型是相应解剖学区域的对应于步骤101中定义的扫 描类型的解剖学模型。例如，所述解剖学模型是头部/颈部区域、胸部/腹 部区域、骨盆或腿部区域的模型。这些解剖学模型包括对应的骨骼结构和 软组织，尤其是位于相应的解剖学区域内的器官。例如，胸部区域的解剖 学模型优选地含有整个脊柱、肋骨架、心脏、主动脉和主要动脉分支、肺、 气管和膈。例如，在"Geometrical Rib-Cage Modelling, Detection, and Segmentation" ， Tobias Klinder， Diploma thesis, Universitat Hannover, Institut fiir Informationsverarbeitung， 2006中公开了 一种模型。可以改变步骤102和103的顺序，即，可以在步骤102之前执行步骤
103。
在步骤104中，将所提供的三维模型和二维投影图像发送至配准单元 17，所述配准单元17使三维模型与二维投影图像配准，此外，所述配准单 元17还优选地针对二维投影图像调整三维模型。在这一实施例中，针对这 一配准和调整采用配准特征。所述配准特征优选地是能够在三维模型和二 维投影图像中识别出的骨骼结构。可以采用阈值设定和/或搜索射线投射和 /或广义霍夫变换检测所述投影图像内的骨骼结构。例如，在"Fast automated object detection by recursive casting of search rays" ， C. Lorenz， J.v. Berg， CARS, 2005中公开了搜索射线投射的使用，以及例如，在 "Generalizing the Hough transform to detect arbitrary shapes", D. H. Ballard， Pattern Recognition, 13(2):111-122， 1981中公开了广义霍夫变换的使用。
骨骼结构优选地以整个结构上的灰度值图案为特征，所述整个结构上 的灰度值图案是通过接近表面的骨皮质和所述结构内的骨髓之间的密度变 化给出的。可以通过穿过体积投射的搜索射线(搜索射线的投射)检测与 所搜索的结构的典型尺寸相关的这一变化。
配准单元17采用配准特征，即在这一实施例中的所检测的骨骼结构使 三维模型相对于二维投影图像定位，以及针对所述二维投影图像调整所述 三维模型。采用2D-3D配准方法执行相对于投影图像的对所述模型的定位 和调整。优选地，对模型进行定位和变换，从而使所述模型的配准特征， 在这一实施例中为骨骼结构与投影图像的配准特征尽可能好地匹配。所述 变换优选包括三维模型的平移、旋转以及扩展或收縮。所述2D-3D配准可 以(例如)采用仿真投影图像或者由模型生成的射线照片，例如，如"An approach to 2D/3D registration of a vertebra in 2D X-ray fluoroscopies with 3D CT images" , J. Weese、 T.M. Buzug、 C. Lorenz、 C. Fassnacht， VRMed 1997， pages 119-128， ISBS: 3-540-62794-0中所述，或者，所述2D-3D配准可以 利用侧影线与投影图像中的边缘特征的匹配，例如，如"Recovering the position and orientation of free form objects from image contours using 3D distance maps" ， S.Lavallee、 R. Szeliski， IEEEPAMI， 17(4), 1995中所述。 例如，可以采用相似性测度，例如，绝对差的和或相关性，并且可以对三
ii维模型进行变换，从而使应用于二维投影图像的配准特征和所仿真的二维 投影图像的配准特征的相似性测度最小化，其中，所述所仿真的二维投影 屈像是(例如)通过对经变换的三维模型前向投影，尤其是按照所提供的 二维投影图像的投影几何结构对经变换的三维模型的配准特征进行前向投 影而仿真的。如上文所述，配准特征是(例如)骨骼，尤其是骨骼的侧影 线和边缘特征。
如果(例如)所述三维模型是胸部模型，那么在投影图像中，优选地 在所述二维投影图像内所检测的脊柱和肋骨作为配准特征，其中，优选地 采用上述搜索射线投射技术或所述广义霍夫变换。之后，优选地通过定位 和调整三维胸部模型，从而使所述三维模型的肋骨和/或脊柱与在所述二维
投影图像中识别的肋骨和/或脊柱尽可能好地匹配，以执行2D-3D配准。
在这一实施例中，运动确定单元14确定对象的运动，例如，存在于检 査区5内的心脏的运动。因此，所提供的三维模型优选地是对象的运动的 三维模型，其中，配准单元17适于采用在投影图像的获取过程中所确定的 对象的运动使所述运动的三维模型与所述二维投影图像配准以及优选地针 对所述二维投影图像调整所述运动的三维模型。因此，针对每个或几个投 影图像确定对象的对应的运动阶段，并且在配准和优选调整的过程中，使 处于相应的运动阶段内的运动的三维模型与具有这一相应的运动阶段的二 维投影图像配准，并优选地针对后者调整前者。
在步骤105中，将经配准的三维模型发送至扫描参数确定单元18，从 而根据经配准的三维模型确定一个或多个扫描参数。由于在所述三维模型 内，对象的尺寸和位置是已知的，因而可以确定一个或多个扫描参数，从 而通过成像系统对对象，即，(例如)整个对象、对象的部分或者对象的感 兴趣区域成像。例如，如果要成像的对象是心脏，并且所述三维模型是已 经相对于二维投影图像配准的胸部模型，那么可以将必须受到辐射单元2 的射线扫描的区域确定为扫描参数，从而能够重构整个心脏、心脏的部分 或者感兴趣区域。此外，例如，可以根据包括心脏的三维模型的经配准的 三维胸部模型确定用于单次注射延迟时间的主动脉对比度峰值测量的片层 或片层内位置。
优选地，所述三维模型是由携带实体特异局部坐标系的实体(例如，
12各椎骨、肋骨、器官)构成的诸如胸部模型的解剖学三维模型。例如，各 坐标系之间的关系是通过在所述解剖学三维模型的生成过程中的学习而已 知的。由于在这一实施例中为骨骼结构的配准特征的位置、取向和尺寸在
配准步骤104之后是己知的，并且由于所述配准特征，即配准实体以及诸 如软组织器官的其他实体的各坐标系之间的空间关系是已知的，因而能够 容易地确定对象在解剖学三维模型或者感兴趣区域在所述解剖学模型中的 位置、取向和尺寸，例如，心脏的位置、取向和尺寸。
由于一个或几个对象或实体的位置、取向和尺寸是己知的，因而可以 采用这一信息确定取决于步骤101中定义的扫描类型的至少一个扫描参数。 例如，如果在步骤101中定义了需要对整个心脏成像的心脏扫描，那么能 够容易地确定必须对其加以照射以重构心脏的图像的患者区域，这是由于 特定患者的心脏的位置、取向和尺寸是已知的。此外，如果在步骤101中 提供了心脏CTA扫描类型，那么可以根据经配准的解剖学模型确定主动脉 的位置、取向和尺寸，并且能够对扫描参数进行定义，从而针对对比度峰 值测量重构主动脉的图像，其中，所述对比度峰值测量用于获取单次注射 延迟时间。所述单次注射是用于使心脏血管可视化的造影剂单次注射。
优选自动执行所述一个或多个扫描参数的确定。
在步骤106中，显示器11显示所述二维投影图像、经配准的三维模型 和所确定的扫描参数的至少其中之一。在步骤107中，用户可以采用修改 单元19修改三维模型与二维投影图像的配准和/或所确定的扫描参数。修 改单元19包括例如图形用户界面，其允许用户例如通过修改三维模型相对 于二维投影图像的位置而修改所述配准或者允许用户例如通过修改优选地 在步骤105中被确定为扫描参数的检查区5的感兴趣区域而修改所确定的 扫描参数。如果用户修改了所述三维模型与所述二维投影图像的配准，那 么优选地在步骤105中再次确定扫描参数，在所述步骤中，采用了经修改 的所述三维模型与所述二维投影图像的配准。在另一实施例中，当用户在 步骤107中修改了配准之后，所述方法可以继续步骤104中的配准，其中， 采用经修改的三维模型相对于二维投影图像的位置作为所述三维模型相对 于用于配准的二维投影图像的初始配准位置，或者其中，仅执行所述三维 模型的扩展或收縮，从而针对所述二维投影图像调整具有固定位置和由修
13改单元19的修改的取向的三维模型。
在步骤108中，根据在步骤105中确定的扫描参数对检查区5，进而对 对象进行扫描。例如，如果在步骤105中确定了作为必须对其成像的检查 区5的区域，即(例如)感兴趣区域的扫描参数，那么使辐射源2和检查 区5相对于彼此移动，以获取足以用来重构步骤105中定义的检查区的区 域的图像的检测值。在步骤109中，采用在步骤108中获取的检测值重构 对象的图像。通过优选采用滤波反投影技术重构对象的重构单元执行所述 重构。也可以采用其他重构技术，例如，拉冬(radon)逆变换。在重构过 程中，优选地考虑由运动确定单元14确定的对象的运动。
可以省略步骤106禾B/或107。如果省略了步骤106，那么所述用于对 对象成像的成像方法将不再使所述三维模型与所述二维投影图像的配准和 所确定的扫描参数的至少其中之一可视化。如果省略了步骤107，那么所述 用于对对象成像的成像方法将不再提供对所述三维模型与所述二维投影图 像的配准和所确定的扫描参数的至少其中之一的可能性。
在下文中，将参考图4所示的流程图描述用于确定扫描参数的扫描参 数确定方法的实施例，其中，成像系统可以采用所述方法，从而根据扫描 参数对对象进行扫描。
在步骤201中，通过模型提供单元16提供了必须对其成像的对象的三 维模型。这一三维模型的提供对应于图3中的步骤103。
在步骤202中，通过配准单元17使所提供的三维模型与由投影图像生 成单元15提供的对象的二维投影图像对准。此外，配准单元17优选地针 对所述二维投影图像调整所述三维模型。这一步骤202对应于步骤104。
在步骤203中，将经配准的三维模型发送至扫描参数确定单元18，从 而根据经配准的三维模型确定一个或多个扫描参数。这一根据经配准的三 维模型确定一个或多个扫描参数的步骤对应于图3中的步骤105。
在步骤204中，显示器11显示二维投影图像、经配准的三维模型和所 确定的一个或多个扫描参数的至少其中之一。在步骤205中，用户可以采 用修改单元19修改所述三维模型与所述二维投影图像的配准和/或所确定 的一个或多个扫描参数的配准。这一通过修改单元19实现的对修改的提供 对应于图3中的步骤107。用于确定扫描参数的扫描参数确定方法在步骤206中结束。 要了解对步骤201到205的更为详细的说明，参考上述对应的步骤103 到107。
可以省略步骤204和/或205，其中，如果省略了步骤204，那么将不 再使所述三维模型与所述二维投影图像的配准和所述扫描参数的至少其中 之一可视化，并且其中，如果省略了步骤205，那么所述扫描参数确定方法 将不再提供允许用户修改所述三维模型与所述二维投影图像的配准和所确 定的扫描参数的至少其中之一的可能性。
尽管上文已经描述的成像系统包括运动确定单元14，但是本发明不限 于包括运动确定单元的成像系统。例如，所述成像系统还可以是不包括运 动确定单元的成像系统。
"对对象成像"这种表达方式以及类似的表达包括对整个对象、对对 象的部分和/或对对象的感兴趣区域成像。此外，所述成像系统可以对几个 对象成像。
本发明不限于作为计算机层析成像系统的成像系统。例如，所述成像 系统还可以是安装在C臂上的X射线系统。
本发明不限于用于对患者的器官或其他对象成像的成像系统。例如， 还可以对技术对象成像。例如，对于必须对其进行成像以实现监测目的的 制造质量控制技术对象而言，所述技术对象可能是不同的，而且可能并非 以相同的方式位于所述成像系统内。根据本发明的成像系统和扫描参数确 定设备允许在与相应的技术对象的形状、位置和取向无关的情况下可重复、 精确、可靠地监测制造质量控制中的技术对象。
通过研究附图、说明书和从属权利要求，本领域技术人员能够在实践 所要求保护的本发明的过程当中理解并实施针对所公开的实施例的其他变 更。在权利要求中，词语"包括"不排除其他元件或步骤，不定冠词"一" 或"一个"不排除复数。具体而言，权利要求1中的术语"扫描参数"并
非将本发明限定为只确定一个扫描参数。根据本发明，也可以确定几个扫 描参数。
单个单元可以实现权利要求中列举的几个项目的功能。在互不相同的 从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实不表示不能有利地采用这些措施
15的组合。
可以将计算机程序存储/分布在适当的介质当中，诸如，所述介质可以 是光存储介质或者与其他硬件一起提供的或者作为其他硬件的部分的固体 介质，但是，也可以使所述计算机程序通过其他形式分布，诸如，经由因 特网或者其他有线或无线远距离通信系统。
不应将权利要求中的附图标记推断为限制本发明的范围。
1权利要求
1、一种用于对对象成像的成像系统，其中，所述成像系统适于根据扫描参数对所述对象进行扫描，所述成像系统包括-用于生成所述对象的二维投影图像的投影图像生成单元(15)，-用于提供所述对象的三维模型的模型提供单元(16)，-用于将所述三维模型与所述二维投影图像配准的配准单元(17)，-用于根据经配准的三维模型确定所述扫描参数的扫描参数确定单元(18)。
2、 根据权利要求1所述的成像系统，还包括修改单元(19),其允许 用户修改所述二维投影图像与所述三维模型之间的所述配准和所确定的扫 描参数的至少其中之一。
3、 根据权利要求1所述的成像系统，其中，其中，所述成像系统包括用于确定所述三维对象的运动的运动确定单 元(14)，其中，所述模型提供单元(16)适于提供所述对象的运动的三维 模型，其中，所述配准单元(17)适于采用所确定的所述对象的运动使所 述运动的三维模型与所述二维投影图像配准，其中，所述扫描参数确定单 元(18)适于根据经配准的运动的三维模型确定所述扫描参数。
4、 根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述配准单元(17)适于针对所述二维投影图像调整所述三维 模型。
5、 一种用于确定扫描参数的扫描参数确定设备，其可以被成像系统采 用以根据扫描参数对对象进行扫描，为所述扫描参数确定设备提供由投影 图像生成单元(15)生成的所述对象的二维投影图像，其中，所述扫描参 数确定设备包括-用于提供所述对象的三维模型的模型提供单元(16)，-用于将所述三维模型与所述二维投影图像配准的配准单元(17)， -用于根据经配准的三维模型确定所述扫描参数的扫描参数确定单元 (18)。
6、 一种用于对对象成像的成像方法，其中，所述成像方法适于根据扫描参数对对象进行扫描，所述成像方法包括下述步骤-通过投影图像生成单元(15)生成所述对象的二维投影图像， -通过模型提供单元(16)提供所述对象的三维模型， -通过配准单元(17)将所述三维模型与所述二维投影图像配准， -通过扫描参数确定单元(18)根据经配准的三维模型确定所述扫描 参数。
7、 一种用于确定扫描参数的扫描参数确定方法，其可以被成像系统采 用以根据所述扫描参数对对象进行扫描，为所述扫描参数确定方法提供由 投影图像生成单元(15)生成的所述对象的二维投影图像，其中，所述扫 描参数确定方法包括以下步骤-通过模型提供单元(16)提供所述对象的三维模型， -通过配准单元(17)将所述三维模型与所述二维投影图像配准， -通过扫描参数确定单元(18)根据经配准的三维模型确定所述扫描 参数。
8、 一种用于对对象成像的计算机程序，其包括程序代码模块，当在计 算机上执行所述所计算机程序以控制根据权利要求1所述的成像系统时， 所述程序代码模块使得所述计算机执行根据权利要求6所述的成像方法的
9、 一种用于确定扫描参数的计算机程序，其包括程序代码模块，当在 计算机上执行所述所计算程序以控制根据权利要求5所述的扫描参数确定 设备时，所述程序代码模块将使所述计算机执行根据权利要求7所述的扫 描参数确定方法的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种用于对对象成像的成像系统，其中，所述成像系统适于根据扫描参数对对象进行扫描。所述成像系统包括用于生成对象的二维投影图像的投影图像生成单元(15)。模型提供单元(16)提供所述对象的三维模型，配准单元(17)将所述三维模型与所述二维投影图像配准。扫描参数确定单元(18)根据所述经配准的三维模型确定扫描参数。
文档编号G06T7/00GK101689298SQ200780047316
公开日2010年3月31日 申请日期2007年12月17日 优先权日2006年12月22日
发明者C·洛伦茨, D·贝斯特罗夫, L·施皮斯, S·扬, T·内奇 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司