專利名稱：X射線計算機層析攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X射線計算機層析攝影裝置，該裝置具有在執(zhí)行主掃描之前執(zhí)行預(yù)掃描的功能。
背景技術(shù)：
在對比劑(contrast-medium)成像中，在注入到要檢查的對象的對比劑流入相關(guān)區(qū)域時開始掃描(主掃描)是非常重要的。因此，掃描(預(yù)掃描)是在主掃描之前執(zhí)行的。為了抑制X射線劑量，預(yù)掃描是通過使用比在主掃描中使用的X射線的強度弱的X射線執(zhí)行的。提供在預(yù)掃描中獲取的投影數(shù)據(jù)，以便進行實時重建處理。實時重建的圖像(層析圖像)被立即顯示出來。圖像技術(shù)人員直觀地檢查圖像上的相關(guān)區(qū)域的對比劑濃度(染色程度)。在判斷相關(guān)的區(qū)域的對比劑濃度達到預(yù)先確定的濃度時，圖像技術(shù)人員按下主掃描的觸發(fā)按鈕。當觸發(fā)按鈕被按下時，預(yù)掃描停止，主掃描的準備(設(shè)置)開始。主掃描的準備工作包括將伏輥(couch)移動到預(yù)先確定的掃描范圍，將伏輥加速到預(yù)先確定的速度，將旋轉(zhuǎn)框加速到預(yù)先確定的掃描速度，將燈絲加熱等等。一旦主掃描的準備工作結(jié)束之后，主掃描開始。
有人開發(fā)了一種名為團塊跟蹤(bolus tracking)方法的技術(shù)，在該技術(shù)中，圖像技術(shù)人員按下觸發(fā)按鈕的操作是自動的。在團塊跟蹤方法中，從通過預(yù)掃描獲得的圖像中提取相關(guān)區(qū)域的CT值或平均值，并與一閾值進行比較。當相關(guān)區(qū)域的CT值或平均值超過該閾值時，預(yù)掃描停止，主掃描的準備工作開始。
在X射線計算機層析攝影裝置中，通過與心電圖描記波同步執(zhí)行掃描在特定時間相位獲取一個或一系列圖像的ECG門掃描(gatedscan)方案是已知的。根據(jù)此方案，為了減少由于心臟的移動而產(chǎn)生的運動人為因素，X射線管旋轉(zhuǎn)一次所需要的時間(掃描速度)與心動周期相比要足夠短。
為了通過將運動人為因素減少到一定的程度以保持高診斷值，掃描速度需要足夠短，例如，500毫秒。實現(xiàn)0.2秒的掃描速度的條件并非易事。
作為在其掃描速度是1或0.5秒的比較流行的裝置中減少運動人為因素的技術(shù)，開發(fā)了一種名為ECG門重建(段掃描(segmentscan))的技術(shù)。在這種段掃描中，與獲取投影數(shù)據(jù)同時獲取心電圖數(shù)據(jù)。根據(jù)心電圖數(shù)據(jù)，從每一心動周期中的投影數(shù)據(jù)集中提取特定心臟時間相位上居中的部分時段中的數(shù)據(jù)(段)。從多個心動周期中提取的多段彼此連接以準備圖像重建所需要的360°投影數(shù)據(jù)。
在段掃描中，要獲取的段數(shù)常常是預(yù)先設(shè)置的。隨著段的時間寬度降低，需要獲取的段數(shù)增大，圖像的時間分辨率增大。即，不同的心臟時間相位中的圖像數(shù)量增大。與此不同的是，隨著段的時間寬度增大，需要獲取的段數(shù)減少，圖像的時間分辨率降低。如果獲取的段數(shù)不能達到預(yù)先確定的數(shù)量，則不能獲取具有預(yù)先確定的時間分辨率的圖像。為了獲取具有預(yù)定的時間分辨率的圖像，至少需要獲得對應(yīng)于心率的投影數(shù)據(jù)，該心率對應(yīng)于預(yù)先確定的段數(shù)。
段掃描易于受到動作運動人為因素的影響。因此，此掃描是在病人屏住呼吸時執(zhí)行的。病人可以屏住呼吸的時間長度是有限的。在段掃描中，必須在有限的屏住呼吸的時段內(nèi)獲取所需要的對應(yīng)于心率的投影數(shù)據(jù)。因此，在段掃描中，必須預(yù)先測量要檢查的對象的心率，并且必須根據(jù)心率調(diào)整掃描速度，即，X射線管旋轉(zhuǎn)一次所需要的時間。
如上文所述，在團塊跟蹤方法中，預(yù)掃描是在主掃描之前執(zhí)行的。當對主掃描應(yīng)用段掃描方案時，設(shè)置掃描速度時刻和主掃描開始時刻之間的時間差變長。因此，主掃描中的心率可能會相對于設(shè)置掃描速度時的心率大大地改變。因此，在某些情況下，主掃描中的掃描速度相對于實際心率是不適當?shù)?。在對比劑檢查中此問題變得比較顯著。這是因為，心率常常由于注射對比劑而大大地不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是允許針對要檢查的對象的生理現(xiàn)象的變化通過X射線計算機層析攝影裝置以團塊跟蹤方法為主掃描重新設(shè)置掃描條件。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種X射線計算機層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對比劑的對象的數(shù)據(jù)，并且在預(yù)掃描之后通過使用比較強的X射線執(zhí)行主掃描以獲取對象的數(shù)據(jù)，該裝置包括判斷單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時段內(nèi)測量的對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，判斷是否有必要重新設(shè)置主掃描的掃描條件，該條件最初是根據(jù)在注射對比劑之前測量的對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)設(shè)置的；掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為當判斷裝置判斷有必要重新設(shè)置掃描條件時，將主掃描的掃描條件從最初設(shè)置的掃描條件重新設(shè)置為對應(yīng)于在開始注射對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時段內(nèi)測量的對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)的掃描條件。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種X射線計算機層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對比劑的對象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強的X射線執(zhí)行主掃描以獲取對象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時段內(nèi)測量的對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)設(shè)置主掃描的掃描條件。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種X射線計算機層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對比劑的對象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強的X射線執(zhí)行主掃描以獲取對象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一顯示單元，該單元被配置為以時間圖和數(shù)值顯示對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，并且還顯示有關(guān)主掃描的掃描條件的輸入?yún)^(qū)域；一輸入單元，該單元被配置為在輸入?yún)^(qū)域輸入用于主掃描的掃描條件；以及一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注入對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描的結(jié)束之間的時段內(nèi)輸入的掃描條件來設(shè)置主掃描的掃描條件。


本發(fā)明的其他目標和優(yōu)點將在后面的描述中得到闡明，并部分地從描述中得到明確，或者可以通過對本發(fā)明的實踐加以了解。本發(fā)明的目標和優(yōu)點可以通過下文中特別指出的手段和組合來實現(xiàn)和獲取。
本說明書中所包括的并且構(gòu)成本說明書的組成部分的附圖，說明了本發(fā)明的目前優(yōu)選的實施例，并與上文提供的一般描述和下面提供的優(yōu)選實施例的詳細描述一起，用來闡述本發(fā)明的原理。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的X射線計算機層析攝影裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是顯示圖1中的數(shù)據(jù)存儲器中存儲的表(心率/螺距/掃描速度)的示例的視圖；圖3是顯示此實施例中的團塊跟蹤方法的過程的流程圖；圖4是圖3中的團塊跟蹤方法的時間圖；圖5是補充說明圖3中的步驟S6和S7的視圖；圖6是補充說明圖3中的步驟S6、S10和S11的視圖；圖7是顯示當此實施例中的最初設(shè)置的主掃描條件被保留時顯示窗口的示例的視圖；圖8是顯示當此實施例中的主掃描條件被重新設(shè)置時顯示窗口的示例的視圖；
圖9是顯示根據(jù)此實施例的第一修改的團塊跟蹤方法的過程的流程圖；圖10是顯示根據(jù)此實施例的第二修改的團塊跟蹤方法的過程的流程圖；圖11是顯示根據(jù)此實施例的第三修改的團塊跟蹤方法的過程的流程圖；以及圖12是顯示此實施例的第三修改中的顯示窗口的示例的視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖的多個視圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的X射線計算機層析攝影裝置。注意，X射線計算機層析攝影裝置包括各種類型的裝置，例如，旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)類型的裝置，在這種裝置中，X射線管和X射線探測器一起圍繞要檢查的對象旋轉(zhuǎn)；靜止/旋轉(zhuǎn)類型的裝置，在這種裝置中，許多檢測元件是以環(huán)的形式排列的，并且只有X射線管圍繞要檢查的對象旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明可以適用于任一種類型。在本例中，將以當前的主流類型—旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)類型—為例進行說明。
此外，圖像重建方法包括360°方法，該方法要求對應(yīng)于圍繞要檢查的對象的一周旋轉(zhuǎn)的360°投影數(shù)據(jù)，和半掃描方法，該方法要求(180 °+風扇角度)的投影數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以應(yīng)用于這些方法中的任一種方法。在本例中，將以360°方法為例進行說明。
作為將入射的X射線轉(zhuǎn)換為電荷的機制，下面的技術(shù)是主流技術(shù)間接轉(zhuǎn)換類型，這種類型通過諸如閃爍體之類的熒光物質(zhì)將X射線轉(zhuǎn)換為光并通過諸如光電二極管之類的光電轉(zhuǎn)換元件將光轉(zhuǎn)換為電荷；以及直接轉(zhuǎn)換類型，這種類型通過X射線在半導(dǎo)體中生成電子孔(electron-hole)對并向電極移動該電子孔對，即，光電導(dǎo)現(xiàn)象。作為X射線檢測元件，可以使用這些方案中的任一種方案。在本例中，將以前一種類型，即，間接轉(zhuǎn)換類型為例進行說明。
最近，隨著在旋轉(zhuǎn)環(huán)上安裝了多對X射線管和X射線探測器的所謂的多管類型X射線CT裝置的商業(yè)化的發(fā)展，開發(fā)了相關(guān)的技術(shù)。本發(fā)明可以應(yīng)用于傳統(tǒng)的單管類型X射線CT裝置和多管類型的X射線CT裝置。在本例中，將以單管類型X射線CT裝置為例進行描述。
此外，X射線計算機層析攝影裝置使用單片類型的X射線探測器，該探測器具有單個檢測元件陣列，該陣列具有沿著通道方向排列多個X射線檢測元件，或使用多片類型的X射線探測器，該探測器具有多個檢測元件陣列，這些陣列在切片的方向上并置。本發(fā)明可以使用這些類型中的任一種類型。在本例中，將以前一種類型，即，單片類型X射線探測器為例進行說明。
圖1顯示了根據(jù)此實施例的X射線計算機層析攝影裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)。臺架5包住X射線管和X射線探測器。X射線管與X射線探測器一起安裝在形狀類似于環(huán)的旋轉(zhuǎn)框上。X射線管通過一個成像空間與X射線探測器相對。位于伏輥7上的要檢查的對象放在臺架5的成像空間中。伏輥7沿其縱向移動。一般說來，對象的主體軸幾乎平行于伏輥7的縱向軸和X射線管的旋轉(zhuǎn)軸。平行于X射線管的旋轉(zhuǎn)軸的方向叫做片方向。一高電壓生成單元施加管電壓，并向X射線管提供燈絲電流以生成X射線。經(jīng)過對象傳輸?shù)腦射線在相應(yīng)的X射線檢測元件中生成電荷。這些電荷被作為電流信號提取。此電流信號被數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAS)轉(zhuǎn)換成電壓信號。此信號被放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該數(shù)字信號通過滑環(huán)和預(yù)處理器作為投影數(shù)據(jù)與心電圖數(shù)據(jù)一起存儲在存儲器中。圖像重建單元基于360°投影數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)。該圖像重建單元包括ECG門重建功能。根據(jù)ECG門重建功能，圍繞特定心臟時間相位的部分時段內(nèi)的數(shù)據(jù)(段)被根據(jù)心電圖數(shù)據(jù)在每一心動周期中從投影數(shù)據(jù)集切斷。從多個心動周期中切斷的多段彼此連接，從而準備圖像重建所需要的360°投影數(shù)據(jù)。根據(jù)準備好的360°投影數(shù)據(jù)重建對應(yīng)于特定心臟時間相位的圖像數(shù)據(jù)。重建的圖像數(shù)據(jù)通過顯示控制器10顯示在顯示器8上。
生理現(xiàn)象測量設(shè)備4測量對象的生理現(xiàn)象。該生理現(xiàn)象包括心跳(心臟的運動)、呼吸等等。在本例中，生理現(xiàn)象將被描述為“心跳”。心電圖描記器4通過連接到對象的電極檢測心臟的電現(xiàn)象，并輸出表示該電現(xiàn)象隨著時間而變化的心電圖數(shù)據(jù)。生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2連接到心電圖描記器4。該生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2根據(jù)心電圖數(shù)據(jù)計算每分鐘的心跳數(shù)量，即心率。生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2還根據(jù)計算出的心率檢查當前時間點的心率相對于特定時間點，即，當最初設(shè)置主掃描條件時引用的心率被測量時的時間點的心率的變化是否超過預(yù)先確定的值。如果心率變化超過預(yù)先確定的值，則生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2將用于提示主掃描條件重新設(shè)置的信號，與表示心率的信號一起輸出到掃描條件選擇單元1。即，生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2根據(jù)對象的心率檢查是否有必要重新設(shè)置主掃描條件。注意，心率的變化是作為當前心率和當在注射對比劑之前最初設(shè)置主掃描條件時引用的心率之間的差或變化率而計算出的。
一旦從生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2接收到提示掃描條件重新設(shè)置的信號，掃描條件選擇單元1判斷相對于與信號一起接收到的心率的最佳或大致最佳的掃描條件。在實踐中，掃描條件選擇單元1從預(yù)先寫入諸如由數(shù)據(jù)存儲器6所擁有的半導(dǎo)體存儲器、磁盤或磁光盤之類的存儲介質(zhì)中的表中選擇對應(yīng)于該心率的掃描條件。
如圖2所示，例如，在此表中，設(shè)置了多個有關(guān)心率(HR)的多個部分，多個螺距(helical pitch)(HP)和掃描速度與這些部分關(guān)聯(lián)。參看圖2，在該表中，為不同的螺距和掃描速度設(shè)置有關(guān)心率(HR)的不同部分。然而，心率可以在同一部分內(nèi)被分為若干段。螺距是在螺旋掃描中使用的掃描條件，并可以定義為在X射線管旋轉(zhuǎn)一次時伏輥7移動的距離(毫米)。掃描速度可以定義為X射線管旋轉(zhuǎn)一次所需要的時間(秒)。
在該表中，比較高的掃描速度與比較高的心率關(guān)聯(lián)，反之亦然。此外，在該表中，比較長的螺距與比較高的心率關(guān)聯(lián)，反之亦然。通過此類關(guān)聯(lián)，主掃描條件可以如此重新設(shè)置，以便在預(yù)先確定的時間內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成主掃描(螺旋掃描)，確保在ECG門重建方法中需要的段的數(shù)量，并防止時間分辨率的過分降低。
注意，除了螺距和掃描速度之外，掃描條件還包括掃描范圍，可以屏住呼吸的最大掃描時間(掃描時間的上限)、在ECG門重建方法中需要的最小段數(shù)、特定的心臟時間相位(心電圖中從R波的延遲時間)、管電壓、管電流、片段寬度，等等。在這些掃描條件中，螺距和掃描速度是對心率敏感的。例如，如果心搏較慢，則心率降低，不能準備ECG門重建所需要的段的數(shù)量，除非掃描速度降低或螺距降低。另一方面，如果掃描速度和螺距過分降低，則在掃描時間的上限內(nèi)不能獲取整個掃描范圍內(nèi)的預(yù)先確定的投影數(shù)據(jù)。相反，當心搏較快，則心率增大，在短的掃描時間內(nèi)可以準備ECG門重建所需要的段數(shù)，即使掃描速度和螺距增大。此外，可以獲取整個預(yù)先確定的掃描范圍的投影數(shù)據(jù)。然而，掃描速度和螺距的過度增大為時間分辨率的改善保留了空間。在上述表中，相對于心率正確地確定螺距和掃描速度，以便平衡這樣的關(guān)系。
再回過頭參看圖1，掃描條件選擇單元1所選擇的主掃描條件的數(shù)據(jù)被提供到掃描控制器3。該掃描控制器3根據(jù)提供的掃描條件控制X射線管的轉(zhuǎn)動速度和伏輥7的移動速度。例如，掃描控制器3控制臺架5的旋轉(zhuǎn)框驅(qū)動單元，以使旋轉(zhuǎn)框在預(yù)先確定的時間段內(nèi)達到設(shè)置的掃描速度并保持該速度。然后，掃描控制器3控制高電壓生成單元，以開始對X射線管的燈絲加熱，以便在預(yù)先確定的時間段內(nèi)達到對應(yīng)于管電流條件的溫度。掃描控制器3還控制X射線停止單元，以根據(jù)片段厚度條件調(diào)整其打開。掃描控制器3進一步控制伏輥驅(qū)動單元，以在預(yù)先確定的時間段達到對應(yīng)于螺距的速度，從而開始移動伏輥。
圖3顯示了此實施例中的團塊跟蹤方法的過程。圖4是團塊跟蹤操作的時間圖。作為團塊跟蹤操作的預(yù)備操作，生理現(xiàn)象測量設(shè)備4開始測量心電圖(S1)。此測量一直持續(xù)進行，直到在注射對比劑以及預(yù)掃描按順序完成之后完成主掃描。
在預(yù)掃描中，對象的投影數(shù)據(jù)是通過使用比較弱的X射線連續(xù)地獲取的，ROI中的像素的CT值或表示該ROI中的對比劑的濃度的平均CT值受到監(jiān)視。在主掃描中，對象的投影數(shù)據(jù)是在預(yù)掃描之后通過使用比較強的X射線獲取的。
心電圖描記器4根據(jù)測量的心電圖計算心率。主掃描條件是根據(jù)心率設(shè)置的。然而，在實踐中，心率稍有不同。因此，優(yōu)選情況下，心率是預(yù)先確定的時間寬度，例如，在設(shè)置操作緊前面五秒鐘內(nèi)的平均值，或規(guī)定預(yù)先確定的時間寬度內(nèi)的中值，以及根據(jù)此平均值或中值設(shè)置主掃描條件。為了便于描述，假設(shè)主掃描條件是根據(jù)心率設(shè)置的。通過顯示控制器10在顯示器8上與心電圖數(shù)據(jù)一起顯示計算出的心率。
操作員通過參看顯示的心電圖和心率操作輸入操作單元9，以便輸入預(yù)掃描條件、主掃描條件，以及用于執(zhí)行主掃描條件的重新設(shè)置的重新設(shè)置條件(S2)。注意，規(guī)定的值幾乎是為預(yù)掃描條件的許多項目確定的。即，設(shè)置了下面的內(nèi)容設(shè)置了比較低的管電壓和管電流，以將X射線照射抑制到最小、片段寬度，高掃描速度以增大時間分辨率、以及少量的重建矩陣以改善直接性。此外，預(yù)掃描位置、對比劑濃度監(jiān)視區(qū)域、從預(yù)掃描過渡到主掃描的條件(對比劑濃度的閾值)，等等是手動設(shè)置的。
此外，主掃描條件的許多項目，例如，管電壓、管電流、片段寬度、重建矩陣，以及成像視場(FOV)，幾乎是根據(jù)檢查目的、對象的性別和體格等等確定的。在其中由螺旋掃描執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取的掃描范圍被設(shè)置為，例如，覆蓋心臟的整個區(qū)域的范圍。此外，每個病人可以屏住呼吸的時間的上限是唯一的，并設(shè)置了ECG門重建方法中的所需要的最小段數(shù)?！奥菥?HP)”和“掃描速度”由掃描條件選擇單元1通過參考數(shù)據(jù)存儲器6中的表設(shè)置為對應(yīng)于心率的值?；蛘?，由成像技術(shù)人員手動輸入這些項目。
用于執(zhí)行主掃描條件的重新設(shè)置的重新設(shè)置條件表示一條規(guī)則，該規(guī)則聲明，當主掃描緊前面的心率，即預(yù)掃描結(jié)束時或在實踐中類似的時間點處的心率，從上述團塊跟蹤方法的預(yù)備階段中最初設(shè)置主掃描條件時的心率變化到特定程度時，最初設(shè)置的主掃描條件應(yīng)該重新設(shè)置到對應(yīng)于預(yù)掃描結(jié)束時的心率的主掃描條件。
例如，如果在最初設(shè)置時心率是圖2中顯示的表中的“60”，則此心率包括在該表中的“60-70”部分。因此，在此部分設(shè)置了螺距HP“0.9”。然而，如果在預(yù)掃描結(jié)束時測量的心率下降到“60-70”部分之外，則應(yīng)該設(shè)置對應(yīng)于此心率的螺距HP。另一方面，由于注射對比劑而產(chǎn)生變化的心率可能會在一定的時間之后恢復(fù)其正常值。即，即使心率在預(yù)掃描結(jié)束時變化很大，此后也可能趨于穩(wěn)定，并在主掃描時恢復(fù)其正常值。顯然，在某些情況下，心率可能保持變化值，而不會恢復(fù)其正常值。在不同的人之間心率變化是不同的。因此，醫(yī)生或成像技術(shù)人員應(yīng)該在主掃描時檢查心率是否已經(jīng)恢復(fù)到正常值。此判斷會反映在重新設(shè)置的條件中。醫(yī)生或成像技術(shù)人員可以任意地設(shè)置當對應(yīng)于主掃描緊前面的心率的部分從對應(yīng)于最初設(shè)置時的心率移動特定數(shù)量的級(step)時是否重新設(shè)置主掃描條件。
當在上述最初的設(shè)置結(jié)束之后在時間T2按下輸入操作單元9的啟動按鈕時，對比劑從注射單元被自動注入到病人體內(nèi)。在從注射對比劑后該對比劑到達監(jiān)視位置所需要的時間之后開始執(zhí)行預(yù)掃描(S3)。即，在X射線管和X射線探測器相對于定位的片段以高速度圍繞對象連續(xù)地旋轉(zhuǎn)時，連續(xù)地生成小劑量的X射線，從而固定地獲取數(shù)據(jù)。與預(yù)掃描一起，圖像重建單元從投影數(shù)據(jù)實時重建圖像數(shù)據(jù)(S2)。預(yù)先設(shè)置的相關(guān)的區(qū)域中的CT值被從圖像數(shù)據(jù)中提取。此值或相關(guān)區(qū)域的多個像素的CT值的平均值與轉(zhuǎn)移到主掃描的閾值相比。該CT值或CT值的平均值表示該相關(guān)區(qū)域中的對比劑的濃度。生理現(xiàn)象測量設(shè)備4在此預(yù)掃描期間持續(xù)測量心率。如圖7所示，心率以時間圖和數(shù)值顯示(S4)。
如圖7所示，在最初設(shè)置掃描條件時被引用的心率與當前心率一起顯示。最初設(shè)置的掃描速度和螺距也以數(shù)值顯示。緊急停止按鈕與這些信息片一起顯示。要檢查的對象的心率可能會由于注射對比劑之類的影響而突然發(fā)生變化。在這樣的情況下，圖像技術(shù)人員可以通過單擊緊急停止按鈕執(zhí)行預(yù)掃描和主掃描的緊急停止。
當CT值到達轉(zhuǎn)移到主掃描的閾值或者圖像技術(shù)人員手動按下主掃描轉(zhuǎn)移觸發(fā)按鈕時(T3)，預(yù)掃描終止(S5)。生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2在到時間T4之前的短的時間段內(nèi)檢查在此預(yù)掃描結(jié)束時測量的心率變化是否滿足執(zhí)行主掃描條件重新設(shè)置的重新設(shè)置條件(S6)。即，在最初設(shè)置預(yù)掃描條件時被引用的心率和在預(yù)掃描結(jié)束時測量的心率之間的差與重新設(shè)置條件的閾值相比。
如果此差的絕對值沒有到達重新設(shè)置條件的閾值，則判斷心率變化是否足夠小而不滿足重新設(shè)置條件，且生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2不向掃描條件選擇單元1發(fā)送用于提示重新設(shè)置主掃描條件的信號。通過此操作，如圖5所示，掃描條件選擇單元1向掃描控制器3發(fā)送最初設(shè)置的主掃描條件或者命令該掃描控制器3在最初設(shè)置的主掃描條件下啟動設(shè)置。然后，掃描控制器3在發(fā)送的最初設(shè)置的主掃描條件下在時間T4啟動主掃描的設(shè)置(S7)。掃描控制器3在時間T5之前完成設(shè)置，并在時間T5開始主掃描(S8)。當完全地從整個掃描范圍獲取數(shù)據(jù)時，掃描控制器3在時間T6終止主掃描(S9)。
如果在步驟S6中判斷在最初設(shè)置掃描條件時被引用的心率和在預(yù)掃描結(jié)束時測量的心率之間的差的絕對值達到重新設(shè)置條件的閾值，則判斷心率的變化大到已滿足重新設(shè)置條件。然后，生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2向掃描條件選擇單元1發(fā)送一個用于提示重新設(shè)置主掃描條件的信號，并同時發(fā)送在預(yù)掃描結(jié)束時測量的心率。通過此操作，如圖6所示，掃描條件選擇單元1通過參考數(shù)據(jù)存儲器6中的表選擇對應(yīng)于預(yù)掃描結(jié)束時的心率的螺距和掃描速度，并將主掃描條件從最初設(shè)置的螺距和掃描速度重新設(shè)置到所選擇的螺距和掃描速度(S10)。
當螺距和掃描速度被重新設(shè)置時，顯示控制器10與最初設(shè)置的螺距和掃描速度一起顯示重新設(shè)置的螺距和掃描速度，如圖8所示。圖像技術(shù)人員可以根據(jù)是否顯示重新設(shè)置的螺距和掃描速度來識別螺距和掃描速度是否被重新設(shè)置。
在執(zhí)行ECG門掃描時，掃描條件選擇單元1通過將預(yù)掃描結(jié)束時的心動周期(心率的倒數(shù))乘以從R波到特定時間相位的時間寬度與設(shè)置相關(guān)的時間相位(特定時間相位)時的心動周期的比來重新計算從R波到特定時間相位的“延遲時間”。
根據(jù)上述說明，是否有必要重新設(shè)置主掃描條件是根據(jù)最初設(shè)置主掃描條件時的心率和預(yù)掃描結(jié)束時的心率之間的差判斷的，且主掃描條件是根據(jù)預(yù)掃描結(jié)束時的心率重新設(shè)置的。然而，本發(fā)明不僅限于預(yù)掃描結(jié)束時的心率，是否有必要重新設(shè)置最初設(shè)置的掃描條件可以根據(jù)從開始注射對比劑或預(yù)掃描到預(yù)掃描結(jié)束之間的任何給定時間點處測量的心率來進行判斷。此外，主掃描條件可以根據(jù)在此時段內(nèi)任何給定時間點處測量的心率重新設(shè)置。是否有必要重新設(shè)置主掃描條件是根據(jù)預(yù)掃描結(jié)束時，即，最接近于主掃描開始的時間點的心率判斷的。此外，通過重新設(shè)置主掃描條件，主掃描條件可以接近于與執(zhí)行主掃描時的實際心率對應(yīng)的最佳主掃描條件?；蛘?，是否有必要重新設(shè)置最初設(shè)置的掃描條件可以根據(jù)此時段內(nèi)的任何給定時間點處測量的心率來進行判斷，然后重新設(shè)置主掃描條件。甚至在本例中，主掃描條件可以比當在注射對比劑之前最初設(shè)置的主掃描條件下執(zhí)行主掃描時更接近于上述最佳值。
掃描條件選擇單元1向掃描控制器3發(fā)送重新設(shè)置的主掃描條件。通過此操作，掃描控制器3根據(jù)重新設(shè)置的主掃描條件設(shè)置臺架5和伏輥7(S11)。在完成設(shè)置之后，通過X射線照射執(zhí)行主掃描(S8、S9)。
如上文所述，當心率發(fā)生變化時，主掃描條件，更具體來說是螺距和掃描速度被重新設(shè)置，以解決諸如ECG門重建所需要的段數(shù)不能完全地準備，以及在掃描時間的上限內(nèi)整個計劃的掃描范圍內(nèi)獲取投影數(shù)據(jù)之類的問題。此外，這可以改善時間分辨率。
如果在圖9中的步驟S6判斷心率變化足夠大，已滿足重新設(shè)置的條件，則顯示控制器10可以使顯示器8顯示此心率以及一則消息，以便確認主掃描條件重新設(shè)置以及重新設(shè)置繼續(xù)/停止按鈕，從而最后確認是否有必要執(zhí)行主掃描重新設(shè)置操作(S16)。如果被命令不進行重新設(shè)置(S17)，那么臺架5和伏輥7的設(shè)置根據(jù)在步驟S7中最初設(shè)置的主掃描條件而開始，在該條件下執(zhí)行主掃描(S8、S9)。如果命令執(zhí)行重新設(shè)置(S17)，并在步驟S10中重新設(shè)置主掃描條件，則根據(jù)該條件設(shè)置臺架5和伏輥7(S11)。
由于操作員最后可以在預(yù)掃描結(jié)束時判斷是否有必要重新設(shè)置，因此，甚至在接近預(yù)掃描結(jié)束時的非常短的時間段中臨時發(fā)生心率變化的可忽視的小事件時，也可以避免重新設(shè)置主掃描條件的不利影響。
如果心率過分地變化，即，發(fā)生非常罕見的情況，例如，心率變化了表中的三或五級，優(yōu)選地，在某些情況下停止主掃描。為了處理此類情況，當生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2判斷心率已經(jīng)變化預(yù)先確定的級數(shù)，例如，表上的三或五級時，掃描條件選擇單元1可以使顯示器8顯示一則消息，以確認主掃描停止和主掃描繼續(xù)/停止按鈕，并顯示顯著變化的心率(S12)。如果操作員(圖像技術(shù)人員)命令繼續(xù)主掃描(S13)，則根據(jù)該已顯著變化的心率在步驟S10和S11重新設(shè)置的主掃描條件下執(zhí)行主掃描。如果操作員命令停止主掃描(S13)，則在步驟S14中由系統(tǒng)控制器或聯(lián)鎖電路(未顯示)執(zhí)行轉(zhuǎn)移到主掃描的緊急停止。
或者，如圖11所示，可以手動重新設(shè)置主掃描條件。如圖12所示，顯示控制器10以時間圖和數(shù)值以及在與主掃描條件關(guān)聯(lián)的輸入?yún)^(qū)域中顯示測量的心率。在輸入?yún)^(qū)域中，顯示了最初設(shè)置的螺距和掃描速度，在與相應(yīng)的區(qū)域毗連的下拉菜單上顯示了多個候選螺距和多個候選掃描速度。此外，掃描范圍、滿足主掃描可以在預(yù)先確定的時間段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成主掃描這一條件的螺距的下限、對象可以屏住其呼吸的最大時間段，即，主掃描時間的上限被顯示。圖像技術(shù)人員操作輸入操作單元9通過參考掃描范圍、螺距的下限、主掃描時間的上限，以及心率，從相應(yīng)的候選中選擇螺距和掃描速度，從而重新設(shè)置螺距和掃描速度(S15)。如果在選擇的螺距和掃描速度的條件下，在預(yù)先確定的時間段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)不能完成主掃描，或不能準備必需的段數(shù)，則顯示控制器10判斷此情況，并在一旦執(zhí)行該選擇時拒絕重新設(shè)置輸入的掃描條件。顯示控制器10也在顯示器8上顯示一則消息，以提示重新選擇螺距和掃描速度。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以輕易地發(fā)現(xiàn)其他優(yōu)點并進行其他修改。因此，本發(fā)明在其更廣泛的方面不僅限于此處顯示和介紹的特定詳細信息和代表性實施例。相應(yīng)地，在不偏離所附的權(quán)利要求和它們的等同物定義的總發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可以進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種X射線計算機層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對比劑的對象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強的X射線執(zhí)行主掃描以獲取該對象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一判斷單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時段內(nèi)測量的對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，判斷是否有必要重新設(shè)置主掃描的掃描條件，該條件最初是根據(jù)在注射對比劑之前測量的對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)設(shè)置的；以及一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為當判斷單元判斷有必要重新設(shè)置掃描條件時，將主掃描的掃描條件從最初設(shè)置的掃描條件重新設(shè)置為對應(yīng)于在開始注射對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時段內(nèi)測量的對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)的掃描條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當判斷單元判斷不需要重新設(shè)置掃描條件時，掃描條件設(shè)置單元保持最初設(shè)置的掃描條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元根據(jù)在預(yù)掃描結(jié)束時測量的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)重新設(shè)置掃描條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元包括存儲器，該存儲器被配置為存儲一個表，在該表中，多個掃描條件與有關(guān)生理現(xiàn)象的多級關(guān)聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，判斷單元根據(jù)在開始注射對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時段內(nèi)測量的生理現(xiàn)象相對于在注射對比劑之前測量的對象的生理現(xiàn)象的變化程度，判斷重新設(shè)置掃描條件的必要性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，生理現(xiàn)象測量設(shè)備測量對象的心率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，判斷單元根據(jù)在預(yù)掃描結(jié)束時測量的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)判斷重新設(shè)置掃描條件的必要性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元根據(jù)在預(yù)掃描結(jié)束時測量的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)重新設(shè)置掃描條件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，判斷單元根據(jù)在預(yù)先確定的時間寬度內(nèi)心率的平均值或中值判斷重新設(shè)置掃描條件的必要性。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，判斷單元根據(jù)心率的平均值或中值重新設(shè)置掃描條件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個顯示單元，該顯示單元以時間圖或數(shù)值實時地顯示所測量到的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，顯示單元顯示表示是否重新設(shè)置掃描條件的信息，并同時顯示生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，顯示單元顯示被引用來最初設(shè)置掃描條件的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，并同時顯示該生理現(xiàn)象的實時數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，顯示單元顯示一個按鈕，用于執(zhí)行預(yù)掃描和主掃描的緊急停止，并同時顯示生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元以在預(yù)先確定的時間段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成主掃描為先決條件重新設(shè)置掃描條件。
16.一種X射線計算機層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對比劑的對象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強的X射線執(zhí)行主掃描以獲取該對象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時段內(nèi)測量的對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)來設(shè)置主掃描的掃描條件。
17.一種X射線計算機層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對比劑的對象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強的X射線執(zhí)行主掃描以獲取該對象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一顯示單元，該單元被配置為以時間圖和數(shù)值來顯示對象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，并且還顯示有關(guān)主掃描的掃描條件的輸入?yún)^(qū)域；一輸入單元，該單元被配置為在該輸入?yún)^(qū)域中輸入主掃描的掃描條件；以及一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時段內(nèi)輸入的掃描條件來設(shè)置主掃描的掃描條件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元根據(jù)在開始注射對比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時段內(nèi)最后輸入的掃描條件來設(shè)置主掃描的掃描條件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元具有當主掃描不能在輸入的掃描條件下，在預(yù)先確定的時間段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成時拒絕設(shè)置輸入的掃描條件的功能。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，顯示單元顯示候選的掃描條件，該條件允許在預(yù)先確定的時段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成主掃描。
全文摘要
本發(fā)明的X射線計算機層析攝影裝置具有通過預(yù)掃描監(jiān)視對象的ROI中的對比劑的濃度、根據(jù)該濃度達到預(yù)定值的時間停止預(yù)掃描、以及開始主掃描的功能。主掃描條件最初是根據(jù)注射對比劑之前測量的對象的生理現(xiàn)象設(shè)置的。是否有必要重新設(shè)置最初設(shè)置的主掃描條件是根據(jù)預(yù)掃描結(jié)束之前測量的生理現(xiàn)象的變化判斷的。如果判斷主掃描條件需要重新設(shè)置，則將主掃描條件從最初設(shè)置的主掃描條件重新設(shè)置為對應(yīng)于預(yù)掃描結(jié)束之前測量的生理現(xiàn)象的主掃描條件。
文檔編號A61B6/00GK1440725SQ03106478
公開日2003年9月10日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月27日
發(fā)明者尾嵜真浩 申請人:株式會社東芝