專利名稱：用于對周期移動的檢查對象產(chǎn)生ct圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對患者的、被周期激勵運動的、具有靜止階段和非靜止階段的器官或者檢查區(qū)域產(chǎn)生CT圖像的方法，其中，優(yōu)選螺旋形地掃描該器官或者檢查區(qū)域，并且根據(jù)在靜止階段通過該掃描獲得的數(shù)據(jù)，利用多個截面確定吸收系數(shù)的空間圖像。
背景技術(shù)：
在多行CT設(shè)備中一般公知的有配備EKG的、心臟的多行螺旋檢查。例如參看文獻DE 196 22 075 C2，DE 197 40 214 A1，DE 198 42 240 A1，DE102 44 180 A1，DE 199 57 082 A1或者DE 198 42 238 A1。所有這些公知的運動對象的檢查方法的共同之處在于，在檢查運動對象時從待顯示的運動對象本身獲得運動信息或脈沖能量，其中，在此經(jīng)常在上述發(fā)明申請的具體表示的實施方式中將心臟選擇為待掃描的器官，并通過EKG旁路獲得關(guān)于運動狀態(tài)的信號信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是尋找一種途徑，其也能以減小的位置模糊度拍攝本身不激勵運動的檢查對象。
發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，如果優(yōu)選地僅僅采用在由于心臟跳動而被激勵運動的接近心臟的區(qū)域的靜止階段內(nèi)的數(shù)據(jù)用于CT圖像的重構(gòu)，則也能以改善的清晰度對該接近心臟的區(qū)域進行拍攝。但是，在公知的用于產(chǎn)生心臟的CT圖像的方法中，僅僅將對應(yīng)于大約整個心臟周期30％的非常有限的區(qū)間用于成像。但是按照本發(fā)明，可以將一個明顯更大的區(qū)間用于接近心臟的檢查區(qū)域的成像，因為與心臟本身相比，傳遞到相鄰區(qū)域的心臟運動被明顯地衰減了。
該方法的一個顯著的優(yōu)點在于，通過降低不可利用的周期部分，可以選擇一個更高的進給速度(Vorschubgeschwindigkeit)，使得可以在一個屏住呼吸階段內(nèi)掃描過明顯更大的區(qū)域，例如整個肺部，或者另一方面以各斷層圖像的明顯更小的斷層厚度來處理該區(qū)域。
與該作為基礎(chǔ)的發(fā)明思想對應(yīng)，發(fā)明者提出了一種用于對患者的至少一個周期地被自身運動的第一器官激勵運動的、具有靜止階段和非靜止階段的第二器官或者檢查區(qū)域產(chǎn)生CT圖像的方法，其中，通過一個具有至少一個焦點的支架(Gantry)掃描該第二器官或者檢查區(qū)域，該焦點將錐形的射線束輻射到至少一個相對設(shè)置的、多行或者平面結(jié)構(gòu)的檢測器上，該掃描優(yōu)選為螺旋形地進行，其中，該掃描按相對的進給速度v在支架和患者之間的z方向上這樣進行，即，被掃描的區(qū)域在周期出現(xiàn)的靜止階段內(nèi)重疊或者至少接觸到，并且根據(jù)在第二器官或者檢查區(qū)域的靜止階段通過掃描獲得的數(shù)據(jù)，利用多個截面確定吸收系數(shù)的空間圖像，其中，確定該靜止階段所需要的運動信息從第一器官采集。
在此優(yōu)選的是，采用心臟作為給出第一信號和激勵運動的器官，其中優(yōu)選地將EKG信號用作運動信息。
對于所描述的檢查區(qū)域或者第二器官可以觀察肺、主動脈區(qū)域、橫膈膜、肝、脾、胃和大腸。
對于一個運動周期的用于CT圖像重構(gòu)和不用于CT圖像重構(gòu)的數(shù)據(jù)的關(guān)系，發(fā)明者建議，采用來自心臟周期至少50％、最大80％、優(yōu)選為60-70％的數(shù)據(jù)進行圖像重構(gòu)。這點例如可以這樣實現(xiàn)，即，僅僅將在圍繞R鋸齒的強烈運動的階段獲得的數(shù)據(jù)排除在重構(gòu)之外。
此外優(yōu)選的是，用于圖像重構(gòu)的心臟周期區(qū)間在掃描期間是變化的，優(yōu)選根據(jù)與心臟的距離變化。由此，可以對各有關(guān)截面運動在時間上的擴展進行順利的匹配。由于搏動從激勵運動的器官(例如心臟)至當(dāng)前掃描的檢查區(qū)域的傳播在時間上有延遲，因此在進行掃描過程中在允許用于重構(gòu)的數(shù)據(jù)區(qū)間和不允許用于重構(gòu)的數(shù)據(jù)區(qū)間之間的邊界有一個相位差也是優(yōu)選的。即，可以根據(jù)基本的觀察區(qū)域或各個剛被掃描過的區(qū)域，將用于重構(gòu)的周期區(qū)間既在其時間擴展上又在其相位上與激勵運動的器官(例如心臟)匹配。


下面，對照所附示意圖對本發(fā)明作進一步的說明，其中，在各圖中使用了下列的附圖標(biāo)記1 支架，2 具有焦點的X射線管，3 多行檢測器，4患者臥榻，5 z軸，6 具有EKG的控制/求值單元，7 患者，8 EKG測量導(dǎo)線，9 至支架的控制/數(shù)據(jù)線，10 數(shù)據(jù)利用區(qū)域，11 EKG信號，12 利用的數(shù)據(jù)段，v進給。
各附圖具體如下，圖1表示CT的示意圖；圖2表示公知的具有EKG的對心臟進行多行螺旋檢查的示意圖；圖3表示對應(yīng)于圖2的、本發(fā)明方法的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了一臺計算機斷層造影設(shè)備的示意圖，其具有一個支架1、集成在支架中的帶有焦點的X射線管2和處于X射線管對面的多行檢測器3。此外，示出了一個可以在z軸上移動的患者臥榻4，該臥榻通過其進給，并結(jié)合焦點和檢測器的同時轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生對檢查區(qū)域的螺旋掃描?？刂?求值單元6通過控制/數(shù)據(jù)線9與支架1連接，使得可以在掃描期間進行支架1的運動、X射線管2的控制和數(shù)據(jù)的同時獲取。與此同時，通過集成在求值單元6中的EKG經(jīng)過EKG測量線8引出患者7的EKG信號，并利用來自檢測器的數(shù)據(jù)流同步地進行平衡。由此，來自檢測器的測量數(shù)據(jù)得到一個“時間標(biāo)記”，該時間標(biāo)記再現(xiàn)了關(guān)于心臟運動的相位狀態(tài)。
圖2示出了公知的具有EKG的心臟掃描的示意圖。在該圖中相對于時間軸t示出了z軸，其中，在下部坐標(biāo)區(qū)域中相對于進給表示了EKG信號11的曲線。區(qū)域10定義了心臟的靜止階段，在該靜止階段進行實際的、用于CT圖像重構(gòu)的數(shù)據(jù)采集，其中，用虛線劃定邊界的區(qū)域12表示一次掃描的所謂快速掃描數(shù)據(jù)段，該數(shù)據(jù)段隨后被用于數(shù)據(jù)重構(gòu)。
在這種具有優(yōu)化的時間分辨率的螺旋重構(gòu)中，對于每幅圖像都將一個這種快速掃描數(shù)據(jù)段12用于重構(gòu)。在一次快速掃描中可以根據(jù)相關(guān)的圖像位置來內(nèi)插檢測器行之間的數(shù)據(jù)段12。在此，如在現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣，該快速掃描數(shù)據(jù)段要么完全從一個心臟周期中取得，要么由來自相互跟隨的心臟周期的多個部分片段組成。這種重構(gòu)的特征在于，所有數(shù)據(jù)段都處在心臟周期的對應(yīng)于心臟相對靜止的、一個小的相對階段。這點對于無偽影地表示冠狀動脈來說是絕對必要的。為了保證沒有遺漏的體積覆蓋，可以設(shè)置的最大臥榻進給取決于脈搏。對于小的脈搏(大約60bpm)，使用具有0.5秒旋轉(zhuǎn)時間的四行掃描器不能超過1.5的進給。為了在一個屏住呼吸階段內(nèi)利用1mm的斷層覆蓋心臟，這是足夠的，但是，對于肺部檢查和主動脈區(qū)域的檢查來說卻是太小了。如果利用該措施提高節(jié)距(Pitch)，則造成斷層靈敏度特性的擴散，這樣一來盡管可以在一個屏住呼吸階段內(nèi)覆蓋一個較大的體積，但同時必須承擔(dān)縱向分辨率惡化的結(jié)果。
圖3示出了和圖2相同的圖像，只不過在此因為不是對運動器官(即心臟)本身進行拍攝，因此不是采用心臟周期的非常窄的區(qū)間10，而是采用明顯更寬的區(qū)間10來采集數(shù)據(jù)。相應(yīng)地可以使用一個更大的進給速度。為了抑制在該接近心臟的區(qū)域內(nèi)的搏動偽影，不必將所有快速掃描數(shù)據(jù)段12真地置于相關(guān)心臟周期的完全相同的相對階段，而是將心臟周期的一個特定區(qū)間標(biāo)記為禁用就已經(jīng)足夠了。這在此對應(yīng)于不能通過區(qū)間10覆蓋的心臟周期的階段，即，對應(yīng)于圍繞R鋸齒的強烈運動的心臟收縮階段。在其余的允許的數(shù)據(jù)區(qū)間10內(nèi)，可以從快速掃描間隔中重構(gòu)每幅圖像，使得具有對應(yīng)于半個旋轉(zhuǎn)時間的時間分辨率。不過，快速掃描間隔12可以浮動，也就是說，快速掃描間隔的起始投影不是固定定義的，而是在允許的數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)隨著待重構(gòu)圖像的z位置變化而移動。按照這種方式，在允許用于圖像的數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)這樣來移動相關(guān)的快速掃描段12，使得將該快速掃描段12優(yōu)化地嵌入到螺旋中，并因此可以根據(jù)相關(guān)的圖像位置在檢測器行之間進行螺旋內(nèi)插。由此，對于具有0.5秒旋轉(zhuǎn)持續(xù)時間的四行掃描來說可以將最大進給提高到大約3.5，其中每個圖像達到1mm的層厚。為了在一個屏住呼吸階段內(nèi)掃描過大于20cm，該3.5的節(jié)距是足夠的。
總之，本發(fā)明提出了一種用于對患者的至少一個周期地通過自身運動的第一器官而激勵運動的、具有靜止階段和非靜止階段的第二器官或者檢查區(qū)域更好地產(chǎn)生CT圖像的方法，其中，該第二器官或者檢查區(qū)域被螺旋形地掃描。根據(jù)在第二器官或者檢查區(qū)域的靜止階段通過掃描獲得的數(shù)據(jù)，利用多個截面確定吸收系數(shù)的空間圖像，其中，確定該靜止階段所需要的運動信息從第一器官采集。由此，一方面與沒有考慮靜止和非靜止階段的拍攝相比，極大地減小了相關(guān)第二器官或者檢查區(qū)域的位置模糊。另一方面，如果考慮運動傳遞至相關(guān)器官的強度，該強度導(dǎo)致在其中可以采集數(shù)據(jù)的靜止階段增大，則時間上的限制與拍攝自身運動的器官相比作用不那么強。另外，也可以根據(jù)至本身運動的器官(多數(shù)是心臟)的距離，將靜止階段的大小和相移與本身運動的器官的周期匹配。必要時也可以在掃描期間順利地進行。
應(yīng)該理解，本發(fā)明上述特征不僅僅局限于所給出各個組合，還適用于其它組合或者單獨的表述，而不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于對患者的、至少一個周期地通過自身運動的第一器官而被激勵運動的、且具有靜止階段和非靜止階段的第二器官或者檢查區(qū)域產(chǎn)生CT圖像的方法，其中1.1通過一個支架(1)優(yōu)選螺旋形地掃描該第二器官或者檢查區(qū)域，該支架具有至少一個帶有焦點的X射線管(2)，該焦點將錐形的射線束輻射到至少一個相對設(shè)置的、多行或者平面結(jié)構(gòu)的檢測器(3)上，1.2該掃描按相對進給速度(v)在支架(1)和患者(7)之間的z方向上這樣進行，即，被掃描的區(qū)域在周期出現(xiàn)的靜止階段(10)內(nèi)重疊或者至少接觸到，1.3根據(jù)在第二器官或者檢查區(qū)域的靜止階段通過掃描獲得的數(shù)據(jù)，利用多個截面確定吸收系數(shù)的空間圖像，1.4確定該靜止階段所需要的運動信息從該第一器官采集，其特征在于，1.5用于圖像重構(gòu)的心臟周期區(qū)間(10)在掃描期間依據(jù)與心臟的距離而變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)基本的觀察區(qū)域至引起運動的器官之間的距離來匹配用于重構(gòu)的周期區(qū)間在其時間上的擴展。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，根據(jù)各個剛被掃描過的區(qū)域至引起運動的器官之間的距離來匹配用于重構(gòu)的周期區(qū)間在其時間上的擴展。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)基本的觀察區(qū)域至引起運動的器官之間的距離來將用于重構(gòu)的周期區(qū)間就其相位與引起運動的器官匹配。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)各個剛被掃描過的區(qū)域至引起運動的器官之間的距離來將用于重構(gòu)的周期區(qū)域就其相位與引起運動的器官匹配。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，將心臟用作第一器官。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，將EKG信號(11)用作運動信息。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，作為至少一個第二器官觀察肺。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，作為至少一個檢查區(qū)域觀察主動脈。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，作為至少一個檢查區(qū)域觀察橫膈膜。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，作為至少一個第二器官觀察肝。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，作為至少一個第二器官觀察脾。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求1至12中任一項所述的方法，其特征在于，作為至少一個第二器官觀察胃。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求1至13中任一項所述的方法，其特征在于，作為至少一個第二器官觀察大腸。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求1至14中任一項所述的方法，其特征在于，采用來自所述心臟周期50-80％、優(yōu)選為60-70％的區(qū)間的數(shù)據(jù)來進行圖像重構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對患者的、至少一個周期地通過自身運動的第一器官而激勵運動的、且具有靜止階段和非靜止階段的第二器官或者檢查區(qū)域產(chǎn)生CT圖像的方法，其中，該第二器官或者檢查區(qū)域被優(yōu)選螺旋形地掃描。根據(jù)在第二器官或者檢查區(qū)域的靜止階段通過掃描獲得的數(shù)據(jù)，利用多個截面確定吸收系數(shù)的空間圖像，并且確定該靜止階段所需要的運動信息從第一器官采集。
文檔編號A61B6/03GK1615799SQ20041009049
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月10日
發(fā)明者托馬斯·弗洛爾, 伯恩德·奧內(nèi)索爾格, 斯蒂芬·沙勒 申請人:西門子公司