技术摘要：
确定对象相对于X射线成像装置的相对位置的方法，其具有X射线源和X射线探测器，所述对象在X射线的光路中被带到第一位置中，通过所述X射线源产生带有第一焦点的X射线并且尤其在第一焦点处产生X射线，借助其产生在所述第一位置中的对象的第一记录图像，其中，在第一记录图  全部
背景技术：
在X射线成像时，患者的待通过X射线成像系统成像的身体区域相对X射线源或者 相对X射线探测器的精确的距离通常根据推理是未知的。这尤其适用于那些其中X射线源相 对于X射线探测器借助多个活节能运动地布置的X射线成像装置。在此情况中，没有额外的 测量设备甚至不能确定X射线源相对于X射线探测器的距离，因此不能确定焦点相对于X射 线探测器的距离。但是即使在带有从焦点到X射线探测器的不变距离的X射线成像装置中、 例如在C形架设备中，也不能轻易确定相对于在患者身体中的待成像的结构的距离。 对于有些X射线成像装置，至少X射线源和X射线探测器相对患者病床的距离是已 知的，在成像过程期间待检查的患者躺在所述患者病床上。然而仅从对患者病床的相对位 置的了解不能确定相对于待成像的身体组织的距离的精确的确定，因为待成像身体组织相 对患者病床的距离会根据身体组织的种类和患者的体形、而在正常情况中有最大30cm、在 极端情况中甚至更大的变化。此外，患者病床的距离根据推理仅对于其中X射线成像装置不 能垂直于患者病床进行运动的系统是已知的。然而恰恰在医院中的很多应用中，可运动的X 射线成像装置例如C形架设备被用于实时辅助检查和外科介入。 然而因此尤其期望的是，尽可能精确的、并且不仅仅是近似地确定待通过X射线成 像系统成像的结构相对X射线源的距离，因为一方面对于尽可能高的图像品质、尤其对于高 的图像分辨率和足够的对比度而言需要的是足够高的辐射量，该辐射量随着相对X射线源 的距离以平方的方式按比例缩放，然而出于医学原因，患者总是优选承受尽可能小的辐射 量。因此，待成像的结构的位置的准确认知允许辐射量始终减小至对于期望的分辨率正好 需要的程度，并且以此使得用于患者的辐照负担最小化。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于X射线成像装置的方法，借助该方法 无需额外辅助器件能尽可能精确地确定处于光路中的对象(例如患者的身体局部)的相对 位置。本发明要解决的技术问题还在于，提供一种X射线成像装置，其设置用于借助这种方 法的确定。 上述第一个技术问题按照本发明通过一种用于确定对象相对于X射线成像装置的 相对位置的方法解决，所述X射线成像装置具有至少一个带有可变焦点的用于产生X射线的 X射线源和至少一个用于产生记录图像的X射线探测器，其中，所述对象在X射线的光路中被 带到第一位置中，其中，通过所述X射线源产生带有第一焦点的X射线并且尤其在第一焦点 处产生X射线，并且借助在所述第一焦点处聚焦的X射线产生在所述第一位置中的对象的第 4 CN 111588393 A 说　明　书 2/7 页 一记录图像，其中，在对象内和/或在对象上的至少一个被定义的几何形状在第一记录图像 中被成像，其中，在所述X射线源处进行用于把所述焦点改变到第二焦点的措施，其中，通过 X射线源产生带有第二焦点的X射线并且尤其在第二焦点处产生X射线，并且借助在所述第 二焦点处聚焦的X射线产生在所述第一位置中的对象的第二记录图像，其中，所述至少一个 被定义的几何形状在第二记录图像中被成像，并且其中，对象相对于X射线源和/或相对于X 射线探测器的距离根据焦点的变化以及根据所述至少一个被定义的几何形状在第一和第 二记录图像中的成像确定。有利的和部分单独而言有创造性的设计方案是从属权利要求和 下文说明的内容。 第一或者第二记录图像的产生优选借助X射线吸收测量进行。在此，作为对象尤其 是患者的身体局部和/或在身体局部中的组织结构，和/或包括医学的或者其他植入物，该 植入物植入在患者的身体中，其中，植入物辅助器件例如螺栓等等也应由植入物的概念包 括。这尤其意味着，例如对象是应通过X射线成像造像的骨骼，使得应确定该骨骼相对于X射 线源或者相对于X射线探测器的距离，其中所述骨骼作为对象被带入所述第一位置中，方式 是整个包围所述骨骼的身体局部被带入相应的位置中。 在此，对象相对于X射线成像装置的相对位置尤其指的是，通过X射线源和X射线探 测器在空间中定义参照系统，使得对象的相对位置通过相对于X射线源沿从X射线源的焦点 至X射线探测器的路径的距离和必要时还通过相对于从X射线源至X射线探测器的垂线在相 对所述垂线的法向平面中的极偏转定义。在此，X射线成像装置尤其设计为使得X射线源相 对于X射线探测器的距离在任何时间点都可以认为是给定和已知的。优选的是，X射线源相 对于X射线探测器的距离是固定的，所述X射线源的焦点优选可以认为基本上是点状的。 尤其地，X射线成像装置可以具有多于一个的X射线源和/或多于一个的X射线探测 器。在此情况中，如果需要的话所述方法可以针对由一个X射线源和一个X射线探测器组成 的所有单独的可行的对实施。在此，X射线源的可变的焦点尤其包括，在相较于X射线成像装 置的尺寸量级基本上是点状的区域处(所谓的焦点或者焦斑)在X射线源的X射线管中的电 子束碰到X射线管的阳极材料，该区域沿阳极材料可以被改变，使得该变化具有垂直于X射 线的传播方向的分量，所述传播方向针对记录图像定义决定性的光路。 在此，用于把焦点改变到第二焦点的措施尤其理解为这种措施，通过该措施焦斑 沿阳极材料如上所述地改变，即尤其通过电子束在X射线管中的电磁式的偏转改变。该措施 在所述情况中就在于把相应的电压或者相应的电流施加到电磁偏转装置上，所述电磁偏转 装置尤其可以通过电容板或者转向线圈构成。 所述对象可以优选由此在X射线的从X射线源导至X射线探测器的光路中被带入第 一位置，方式是其身体组织应通过X射线成像造像的患者例如在患者病床上占据被定义的 位置并且接着患者病床相对于X射线成像装置带入被定义的位置中。相对于此备选的是，若 X射线成像装置为此相应地设置，甚至可以是X射线成像装置(或者至少是其一部分例如包 含X射线源的局部单元)相对于固定的患者病床移动。在此，光路尤其指的是X射线的传播方 向的规定用于X射线成像的区域，而在对象在光路中带入第一位置中时，在此不必持续存在 强烈的辐照。 在此，在对象中和/或在对象上的至少一个被定义的几何形状尤其理解为下述所 有结构，该结构根据它相对于对象的位置和它的种类适于，一方面在X射线成像中产生足够 5 CN 111588393 A 说　明　书 3/7 页 高的对比度，以便尤其甚至能自动地在记录图像中识别，并且另一方面对于这种识别具有 至少一个足够清楚的边缘，以便由此通过产生出的对比度与周围的图像区域区分。在此，被 定义的几何形状的相对于对象内的待成像的结构的位置被设计，使得在该几何形状相对于 X射线源和/或相对于X射线探测器的距离方面的结论也能够转移到待成像的结构上而没有 显著的偏差。在此，被定义的几何形状尤其包括患者的身体局部的骨骼或者骨骼边缘，或者 甚至医学的或者其他植入物或者该植入物的至少一个边缘，以及此外也包括外部的、专门 在对象处待安设的、带有能视觉地容易检测的骨骼形状的标记。 因此首先产生对象的第一记录图像，其中一方面X射线源被设置为，使得X射线在 第一焦点处聚焦，并且其中，在所述第一记录图像中，所述至少一个被定义的几何形状，即 例如在患者的身体组织中的骨骼边缘或者植入物边缘，或者外部的、安设在患者的身体局 部上的标记的边缘被成像并且接着尤其自动地检测。接着改变X射线源的焦点，例如如上所 述通过施加偏转电压或者偏转电流。接着X射线聚焦在第二焦点处，使得相应产生的第二记 录图像对定义的几何形状成像，使得其相对于固定的参照点例如图像区域的角部相较于第 一记录图像显现为略微错移。该错移现在可以根据在第一和第二记录图像中尤其自动(通 过相应的图像识别)检测到的、定义的几何形状确定，其中，所述确定在此也尤其自动进行。 根据对第二焦点相对于第一焦点移动的了解，以及根据X射线源相对于X射线探测 器的距离的了解，现在可以根据简单的几何形状的因素、借助截线定理(或者说泰勒斯定 理)确定至少一个定义的几何形状相对于X射线源和/或相对于X射线探测器的距离，优选全 自动地，即尤其不需要由使用者介入或者任何指令。根据该距离现在也可以确定对象本身 或者具体的、处于对象中待成像的区域相对于X射线源或者相对于X射线探测器的距离，即 方式是定义的几何形状的距离直接作为用于关注的待成像结构的相应的距离，或者按照预 先定义的规则根据定义的几何形状相对于X射线源和/或相对于X射线探测器的距离确定。 焦点的变化可以在X射线源本身中进行，因此既不需要患者或者对象的移动，也不 需要其他附加的辅助器件例如用于确定被寻求的距离的外部的测量设备。在此尤其有利的 是，出于校准和类似原因，许多X射线成像装置本来就设置用于焦点的这种改变，使得所述 方法能无需其他结构性的构造的改变而在很多X射线成像装置上实施，而仅需进行记录图 像的相应评估。 因此以有利方式可以取消通过外部辅助器件例如光学测量仪器确定所寻求的距 离，其中，此外可以避免在光学测量时例如由于通过手术布等等覆盖测量区域产生的不准 确或者不充分性。 优选的是，在对象被带入第一位置之后，其余的方法步骤，即涉及X射线源和/或X 射线探测器或者由其产生的记录图像以及由此分别产生的图像识别和接着的计算都通过 自动的例行程序进行。 有利地，在第一记录图像中和在第二记录图像中分别成像X射线源的准直器的相 同的局部，其中，焦点的变化的值根据在第一记录图像和在第二记录图像中准直器的该局 部的相应的成像确定，并且其中，该变化的值被用于确定对象相对于X射线源和/或相对于X 射线探测器的距离。这尤其意味着，从相应焦点出发的X射线借助准直器导引，使得至少准 直器的所述局部遮住X射线探测器的产生的X射线。在此优选的是，作为准直器的局部在第 一和第二记录图像中成像准直器的边缘和/或角部或者其他界限。由于X射线成像装置的需 6 CN 111588393 A 说　明　书 4/7 页 要的校准以及由构造决定，准直器相对于相应焦点的距离是已知的。准直器的在两个记录 图像中成像的所述局部现在可以用作参照，以便若焦点的变化难于以绝对值确定时，就隐 含地确定焦点的变化。在此，准直器用作这种参照具有的优点是，不需要额外的构件或者类 似物，因为在X射线成像装置中通常本来就存在准直器，其用于屏蔽环境防止X射线在规定 用于记录图像的光路外部传播。 优选的是，作为在对象中的至少一个定义的几何形状，成像患者的组织结构和/或 植入患者的结构被成像，其中，植入的结构尤其包括医学的或者其他植入物，以及相应的植 入物辅助器件例如螺栓等等。这种对象具有用于对比明显的成像并且因此用于在第一和第 二记录图像中的自动识别的充分分界的边缘，并且此外可以选择为尽可能靠近在患者身体 中相关的结构，该结构应该通过升级的X射线成像造像，所述用于确定相对位置的方法被实 施用于所述X射线成像。 适宜的是暂时将标记设置在患者的身体局部上，其中，该标记作为在对象上的至 少一个定义的几何形状被成像。当待通过X射线成像造像的区域不具有充分的对比明显的 骨骼结构时，或者当待成像的身体区域沿X射线的传播方向仅以很小的深度位于皮肤下方 时，这是有利的。在此，该暂时的标记优选具有易于检测的几何形状，例如L形等等。 已证明更有利的是，分别在第一记录图像和第二记录图像中成像相对于X射线源 和/或相对于X射线探测器分别具有不同距离的多个定义的几何形状，其中，对于所有这些 几何形状分别确定相对于X射线源或者相对于X射线探测器的距离，并且其中，对象相对于X 射线源或者相对于X射线探测器的距离根据所述几何形状的确定出的多个距离确定。在此， 对象相对于X射线源或者相对于X射线探测器的距离尤其可以作为确定出的距离的简单的 或者甚至加权的平均值确定，其中，加权例如可以根据解剖学的知识通过单个几何形状彼 此的和必要时相对于待成像的对象的相应的距离进行。这一方面改善确定的精度，另一方 面以此甚至可以确定相对于在身体局部中的对象的距离，该身体局部在紧邻区域中不具有 能易于以X射线成像检测的结构，该结构可以用作定义的几何形状。 在本发明的有利设计方案中，在第一记录图像中成像的结构以参照点为基准，其 中，在第二记录图像中相应成像的结构的通过改变焦点而出现的相对于参照点的改变被修 正，使得在第二记录图像中成像的结构相对于参照点分别具有与分别相应的、在第一记录 图像中成像的结构相同的关系，并且以此产生修正的第二记录图像。换句话说这尤其意味 着，通过焦点在第一记录图像中和在第二记录图像中的移动，其中分别成像有相同组织结 构的图像范围彼此略微错移。该错移现在可以事后校正，其中，对于该校正尤其可以利用对 第一焦点向第二焦点的移动的获知。结果是，成像相同组织结构的图像范围在第一和第二 记录图像中除了可忽略的成像误差外是一致的。 在此有利的是，根据第一记录图像和根据修正的第二记录图像产生视频序列。尤 其可以产生多个第一记录图像，对于第一记录图像X射线在第一焦点处聚焦，并且产生另外 的多个第二记录图像，对于第二记录图像X射线在第二焦点处聚焦，其中，各单个第一记录 图像和第二记录图像对于视频序列直接交替，或者第一记录图像的组与第二记录图像的组 交替。第一或者第二记录图像的组在此可以例如分别包括一位数的或者较小的两位数的相 应记录图像。 X射线成像装置、尤其C形架形式的X射线成像装置通常用于在手术介入时辅助。在 7 CN 111588393 A 说　明　书 5/7 页 此通常也产生X射线成像的视频序列。所建议的设计方案允许把用于所述用于确定相对位 置的方法所产生的记录图像在相应的图像处理之后直接用于视频序列。 上述第二个技术问题按照本发明通过一种X射线成像装置解决，其包括至少一个 带有可变焦点的、用于产生X射线的X射线源和至少一个用于产生记录图像的X射线探测器， 其中，所述X射线成像装置设置为，根据在定位在X射线的光路中的对象处或者在定位在X射 线的光路中的对象中的定义的几何形状的至少两个不同的成像、当所述至少两个记录图像 已分别通过带有不同焦点的X射线记录(或者说拍摄)、则确定所述对象相对于X射线源和/ 或X射线探测器的距离，所述成像呈现在所述X射线成像装置的至少两个不同的记录图像 上。按照本发明的X射线成像装置共有用于确定对象相对于X射线成像装置的相对位置的按 照本发明的方法的优点。在此，针对所述方法和针对其改进设计的优点适宜地转移到所述X 射线成像装置。在此，X射线成像装置尤其包括控制单元，所述控制单元用于优选自动确定 对象相对于X射线源和/或相对于X射线探测器的所述距离，以及用于焦点的改变。 在此，X射线成像装置尤其可以具有多于一个的如上所述设计的X射线源和/或多 于一个的X射线探测器。优选的是，X射线成像装置设计为尤其移动式C形架设备。在C形架设 备中X射线源会根据应用而具有相对于待成像的对象的可变的距离，上述设计方案因此是 特别有利的，所述设计方案使得X射线成像装置能用于确定相对于对象的距离。 本发明还涉及一种用于对象相对于X射线成像装置自动定位的方法，X射线成像装 置包括至少一个带有可变焦点的用于产生X射线的X射线源和至少一个用于产生记录图像 的X射线探测器，其中，对象相对于X射线源和/或相对于X射线探测器的目标距离(或者说理 论距离)被预先规定，其中，对象在X射线的光路中被带入第一位置中，其中，对象相对于X射 线源和/或相对于X射线探测器的实际距离借助所述用于确定相对位置的方法确定，并且其 中，对象相对于X射线成像装置的相对位置根据预先规定的目标距离和确定出的实际距离 改变。目标距离在此尤其可以自动地根据对在显像和/或医学的考虑时的分辨率的要求而 预先规定。 所述用于自动定位的方法共有按照本发明的用于确定对象相对于X射线成像装置 的相对位置的方法的优点。针对用于确定相对位置的方法和针对其改进设计所述的优点在 此也能适宜地转移到用于自动定位的方法上。在此优选的是，根据对象相对于X射线源的确 定出的实际距离设置X射线源的辐射量。 附图说明 下面根据附图进一步阐述本发明的实施例。在此分别示意性地： 图1示出C形架设备的横截面视图， 图2以几何示意图示出借助在X射线源中的不同焦点确定相对于按照图1的C形架 设备中的对象的距离， 图3示出按照图1的C形架设备的两个借助不同焦点产生的记录图像， 图4以纵剖面视图示出X射线管， 图5以方块图示出用于确定对象相对于按照图1的C形架设备的相对位置的方法。 相互对应的部分和尺寸在所有附图中分别配设相同附图标记。 8 CN 111588393 A 说　明　书 6/7 页