專(zhuān)利名稱(chēng)：X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)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(xiàn)計(jì)算機(jī)層析挾影裝置，該裝置具有在執(zhí)行主掃描之前執(zhí)行 預(yù)掃描的功鍛。
技術(shù)背景在對(duì)比劑(contrast-medium)成像中，在注入到要檢查的對(duì)象的對(duì)比劑流入相關(guān)區(qū)域 時(shí)開(kāi)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χ射線(xiàn)劑量，預(yù)掃描是通過(guò)使用比在主掃描中使用的X射線(xiàn)的鎩度弱的X射線(xiàn)執(zhí)行 的.提供在預(yù)掃描中獲取的投影數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行實(shí)時(shí)重建處理。實(shí)時(shí)重建的圖像(層析圖 像)被立即顯示出來(lái)。圖像技術(shù)人員直觀(guān)地檢查圖像上的相關(guān)區(qū)域的對(duì)比劑濃度(染色程 度)。在判斷相關(guān)的區(qū)域的對(duì)比劑濃度達(dá)到預(yù)先定的濃度時(shí)，圖鎵技術(shù)人員按下主掃描的 觸發(fā)按鈕。
當(dāng)觸發(fā)按鈕被按下時(shí)，預(yù)掃描停止，主掃描的準(zhǔn)備(設(shè)置)開(kāi)始。主掃描的準(zhǔn)備 工作包括將伏輥(couch)移動(dòng)到頇先確定的掃描范圍，將伏轅加速到預(yù)先定的速度，將旋 轉(zhuǎn)框加速到預(yù)先定的掃描速度，將燈絲加熱等等。一旦主掃描的準(zhǔn)備工作結(jié)束之后，主掃 描開(kāi)始。
有人開(kāi)發(fā)了一種名為田塊跟蹤(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(dòng)的。在田塊跟蹤方法中，從通過(guò)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(jìn)行比較.當(dāng)相關(guān)區(qū)域的CT值或平均值超 過(guò)該閾值時(shí)，預(yù)掃描停止，主掃描的準(zhǔn)備工作開(kāi)始。
在χ射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析攝影裝置中，通過(guò)與心電圖找記波同步執(zhí)行掃描在特定時(shí) 間相位獲取一個(gè)或 系列圖俗的ECG門(mén)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(dòng)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)人為因素，X射線(xiàn)管旋轉(zhuǎn)一次所需要的時(shí)間(掃描速 度)與心動(dòng)周期相比要足短.為了通過(guò)將運(yùn)動(dòng)人為因素減少到一定的程度以保持高診斷 值，掃找速度需要足夠短，例如，500毫秒。實(shí)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秒的比鉸流行的裝置中減少運(yùn)動(dòng)人為因素的技 術(shù)，開(kāi)發(fā)了一種名為ECG門(mén)重建(展掃描(segmentscan))的技術(shù)。在這種段掃描中，與 獲取技影數(shù)據(jù)同時(shí)獲取心電圖數(shù)捃。根接心電圖數(shù)據(jù)，從每一心動(dòng)周期中的投影數(shù)捃集中 提取特定心臟時(shí)間相位上居中的部分時(shí)段中的數(shù)據(jù)(段)。從多個(gè)心動(dòng)周期中提取的多段 彼此連接以準(zhǔn)備圖像重建所需要的3600投影數(shù)據(jù)。
在段掃描中，要獲取的段數(shù)常常是頇先設(shè)置的。隨著段的時(shí)間寬度降低，需要獲 取的段數(shù)增大，圖像的時(shí)間分辨率增大。即，不同的心臟時(shí)間相位中的圖鎵數(shù)量增大.與 此不同的是，隨著段的時(shí)間寬度增大，需要獲取的段數(shù)減少，圖馀的時(shí)間分率降低。如果獲 取的段數(shù)不能達(dá)到預(yù)先確定的數(shù)量，則不能獲取具有預(yù)先定的時(shí)間分辨率的圖像。為了獲 取具有預(yù)定的時(shí)間分辨率的圖像，至少需要獲符對(duì)應(yīng)于心率的投影數(shù)據(jù)，該心率對(duì)應(yīng)于頇 先確定的段數(shù)。
段掃描易于受到動(dòng)作運(yùn)動(dòng)人為因素的影響.因此，此掃描是在病人屏住呼吸時(shí)執(zhí)行的。病人可以屏住呼吸的時(shí)間長(zhǎng)度是有限的。在段掃描中，必須在有限的屏住呼吸的 時(shí)段內(nèi)獲取所需要的對(duì)應(yīng)于心率的投影數(shù)據(jù).因此，在段掃描中，必須預(yù)先量要檢查的 對(duì)象的心率，并且必須根據(jù)心率調(diào)整掃描速度，即，X射線(xiàn)管旋轉(zhuǎn)一次所需要的時(shí)間。
如上文所述，在團(tuán)塊跟躁方法中，預(yù)掃描是在主掃描之前執(zhí)行的。
當(dāng)對(duì)主掃應(yīng)用寂掃描方案時(shí)，設(shè)置掃描速度時(shí)刻和主掃描開(kāi)始時(shí)刻之間的時(shí)間差 變長(zhǎng)。因此，主掃描中的心率可能會(huì)相對(duì)于設(shè)置掃描速度時(shí)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(duì)子實(shí)際心率是不適當(dāng)?shù)?在對(duì)比劑檢查中此問(wèn)壤變得 比較顯著。
這是因?yàn)?，心率常常由于注射?duì)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(duì)要檢查的對(duì)象的生理現(xiàn)象的變化通過(guò)X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析 攝影裝置以團(tuán)塊跟蹤方法為主掃描重新設(shè)置掃描條件。
根括本發(fā)明的第一方面，提供了一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析挾影裝置，該裝置通過(guò) 使用比較弱的X射線(xiàn)執(zhí)行頇掃描以獲取被注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并且在預(yù)掃描之 后通過(guò)使用比較鎩的X射線(xiàn)執(zhí)行主掃描以獲取對(duì)象的數(shù)據(jù)，該裝置包括判斷單元，該單元被配名為根據(jù)在開(kāi)始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段 內(nèi)量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)捃，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(duì)比劑之前測(cè)量的對(duì)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(dāng)判斷裝置判斷有必要重新設(shè)置掃描條件時(shí)，將主掃的掃描條件從最 初設(shè)置的掃描條件重新設(shè)置為對(duì)應(yīng)于在開(kāi)始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與頇掃描結(jié)束之間的時(shí) 段內(nèi)測(cè)量的對(duì)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(xiàn)計(jì)算機(jī)層析挾影裝置，該裝置通過(guò) 使用比較蜀的X射線(xiàn)執(zhí)行頇掃描以獲取被注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后 通過(guò)使用比輕強(qiáng)的X射線(xiàn)執(zhí)行主掃描以獲取對(duì)象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一掃描條件設(shè)置單 元，該單元杖配置為根捃在開(kāi)始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描；與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測(cè)量的 對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)設(shè)置主掃描的掃指條件。
根摟本發(fā)明的第三方面，提供了 一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析挾影裝置，該裝置通過(guò)使 用比較弱的X射線(xiàn)執(zhí)行頇掃描以獲取杖注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通 過(guò)使用比輕捉的X射線(xiàn)執(zhí)行主掃描以獲取對(duì)象的數(shù)捃，該裝置包括一顯示單元，該單元被 配置為以對(duì)間圖和數(shù)值顯示對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，并且還顯示有關(guān)主掃描的掃找條件的 榆入?yún)^(qū)域； 榆入單元，該單元被置為在榆入?yún)^(qū)域榆入用于主掃描的掃描條件；以及一掃 描條件設(shè)置單元，該單元被互為根據(jù)在開(kāi)始注入對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描的結(jié)束之間的時(shí) 段內(nèi)榆入的掃描條件來(lái)設(shè)置主掃描的掃條件。


本發(fā)明的其他日標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將在后面的描；述中得到闡明，并部分地從描述中得到明砩， 或者可以通過(guò)對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐加以了解.本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下文中特別指出 的手段和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲取。
本詵明書(shū)中所包括的并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的組成部分的附圖，說(shuō)明了本發(fā)明的目 前優(yōu)選的實(shí)施例，并與上文提供的一鼓描述和下面提供的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)指述一起，用來(lái)闡述本發(fā)明的原理。
圖1是顯示梧據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)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)存借器中存儲(chǔ)的表(心率/螵距/掃描速度)的示例的視圖；圖3是顯示此實(shí)施例中的團(tuán)塊跟躁方法的過(guò)程的流程圖；圖4是圖3中的田塊跟蹤方法的時(shí)間圖；圖5是補(bǔ)充說(shuō)明圖3中的步壤56和57的祝圖；圖6是補(bǔ)充說(shuō)明圖3中的步56、SlO和Sll的視圖；圖7是顯示當(dāng)此實(shí)施例中的最初設(shè)置的主掃描條件被俘留時(shí)顯示窗口的示例的視圖；圖8是顯示當(dāng)此實(shí)施例中的主掃描條件抉重新設(shè)置時(shí)顯示窗口的示例的視圖； 圖9是顯示根據(jù)此實(shí)施例的第一修改的田塊跟蹤方法的過(guò)程的流程圖； 圖10是顯示根據(jù)此實(shí)施例的第二修改的團(tuán)塊跟蹤方法的過(guò)程的流程圖； 囹11是顯示根據(jù)此實(shí)施例的第三修改的團(tuán)塊跟蹤方法的過(guò)程的流程圖；以及 圖12是顯示此實(shí)施例的第三修改中的顯示窗口的示例的視圖。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖的多個(gè)視圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析攝影 裝置。注意，χ射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析投影裝置包括各種類(lèi)型的裝置，例如，旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)類(lèi)型的裝 置，在這種裝置中，X射線(xiàn)管和X射線(xiàn)探測(cè)器一起圍繞要檢查的對(duì)象旋轉(zhuǎn)；靜止/旋轉(zhuǎn)類(lèi)型 的裝置，在這種裝置中，許多檢測(cè)元件是以環(huán)的形式排列的，并且只有X射線(xiàn)管?chē)t要檢查 的對(duì)象旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明可以適用于任一種類(lèi)型.在本例中，將以當(dāng)前的主流類(lèi)型一旋轉(zhuǎn)/ 旋轉(zhuǎn)類(lèi)型一為例進(jìn)行說(shuō)明。
此外，圖像重建方法包括3600方法，該方法要求對(duì)應(yīng)于圍繞要檢查的對(duì)象的一 周旋轉(zhuǎn)的3600投影數(shù)據(jù)，和半掃描方法，該方法要求(1800 +風(fēng)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3600方法為例進(jìn)行說(shuō)明.作為將入射的χ射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為電荷的機(jī)制，下面的技術(shù)是主流技術(shù)間接轉(zhuǎn)換類(lèi)型，這 種類(lèi)型通過(guò)諸如閃體之類(lèi)的熒光物質(zhì)將X射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為光并通過(guò)諸如光電二極管之類(lèi)的光 電轉(zhuǎn)換元件將光轉(zhuǎn)換為電荷；以及直接轉(zhuǎn)換類(lèi)型，這種類(lèi)型通過(guò)X射線(xiàn)在半導(dǎo)體中生成電 子孔(electron-hole)對(duì)并向電極移動(dòng)該電子孔對(duì)，S卩，光電導(dǎo)現(xiàn)象。作為X射線(xiàn)檢測(cè)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(lèi)型，即，間接轉(zhuǎn)挾類(lèi)型為 例進(jìn)行說(shuō)明。
最近，隨著在旋轉(zhuǎn)環(huán)上安裝了多對(duì)X射線(xiàn)管和X射線(xiàn)探慕的所謂的多管類(lèi)型X 射線(xiàn)CT裝置的商業(yè)化的發(fā)展，開(kāi)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(lèi)型X 射線(xiàn)CT裝置和多管類(lèi)型的X射線(xiàn)CT裝置.在本例中，將以單管類(lèi)型X射線(xiàn)CT裝置為 例進(jìn)行描述。
此外，X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析挾影裝置使用單片類(lèi)型的X射線(xiàn)探測(cè)，該探測(cè)器具有單 個(gè)檢元件陣列，該陣列具有沿著通道方向排列多個(gè)X射線(xiàn)檢測(cè)元件，或使用多片類(lèi)型的X 射線(xiàn)探測(cè)器，該探測(cè)器具有多個(gè)檢元件陣列，這些陣列在切片的方向上并置。本發(fā)明可以使用這些類(lèi)型中的任一種類(lèi)型。在本例中，將以前一種類(lèi)型，即，單片類(lèi)型X射線(xiàn)探測(cè)器為 例進(jìn)行說(shuō)明.圖1顯示了根據(jù)此實(shí)施例的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析挾影裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)。臺(tái)架5 包住X射線(xiàn)管和X射線(xiàn)探測(cè)器.X射線(xiàn)管與X射線(xiàn)探測(cè)器一起安裝在形狀類(lèi)似于環(huán)的旋 轉(zhuǎn)柜上。X射線(xiàn)管通過(guò)一個(gè)成像空間與X射線(xiàn)探測(cè)纂相對(duì)。位于伏輥7上的要檢查的對(duì) 象放在臺(tái)架5的成俗空間中。伏稅7沿其縱向移動(dòng)。一校說(shuō)來(lái)，對(duì)象的主體軸幾乎平行 子伏輟7的縱向軸和X射線(xiàn)管的旋轉(zhuǎn)軸。平行于X射線(xiàn)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(xiàn)管提供燈絲電流以生成X射線(xiàn)。經(jīng)過(guò)對(duì)象傳榆 的X村線(xiàn)在相應(yīng)的X射線(xiàn)檢元件中生成電荷。這些電荷被作為電流信號(hào)提取。此電流信 號(hào)被數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAQ轉(zhuǎn)挾成電壓信號(hào)。此信號(hào)被放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào) 通過(guò)滑環(huán)和頇處理纂作為投影數(shù)據(jù)與心電圖數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。圖像重建單元基于 3600投影數(shù)據(jù)重建國(guó)馀數(shù)據(jù)。該圖像重建單元包括ECG門(mén)重建功能.根據(jù)ECG門(mén)重建 功能，圍繞特定心臟時(shí)間相位的部分時(shí)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(dòng)周 期中從投影數(shù)據(jù)集切斷。從多個(gè)心動(dòng)周期中切斷的多段彼此連接，從而準(zhǔn)備圖俗重建所需 要的3600投影數(shù)據(jù)。
根據(jù)準(zhǔn)備好的3600投影數(shù)據(jù)重建對(duì)應(yīng)于待定心臟時(shí)間相位的圖像數(shù)捃.重建 的圖像數(shù)捃通過(guò)顯示控制器10顯示在顯示器8上。
生理現(xiàn)象量設(shè)備4測(cè)量對(duì)象的生理現(xiàn)象。該生理現(xiàn)象包括心跳(心臟的運(yùn)動(dòng))、 呼吸等等。在本例中，生理現(xiàn)象將被描述為<3跳”。心電圖描記4通過(guò)連接到對(duì)象的電 教檢測(cè)心臟的電現(xiàn)象，并出表示該電現(xiàn)象皎著時(shí)間而變化的心電固數(shù)捃.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桂據(jù)心電圖數(shù)據(jù)計(jì)算每分鐘的心 跳數(shù)量，即心率。生理象監(jiān)視單元2還根據(jù)計(jì)算出的心率檢查當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的心率相對(duì)于特 定時(shí)間點(diǎn)，即，當(dāng)最初設(shè)置主掃描條件時(shí)引用的心率被測(cè)量時(shí)的時(shí)間點(diǎn)的心率的變化是否 超過(guò)預(yù)先確定的值。如果心率變化超過(guò)預(yù)先定的值，184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(hào)，與表示心率的信號(hào)一起榆出到掃描條件選擇單元1。即，生理 現(xiàn)象監(jiān)視單元2根捃對(duì)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(dāng)前心率和當(dāng)在注射對(duì)比劑之前最初設(shè)置主掃描條件時(shí)引用的心率之間的差或變 化率而計(jì)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(hào)，掃描條件選 擇單元1判斷相對(duì)于與信號(hào)一起接收到的心率的最住或大致最佳的掃描條件。在實(shí)踐中， 掃描條件選擇單元1從頓先寫(xiě)入諸如由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6所擁有的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤(pán)或磁 光盤(pán)之類(lèi)的存儲(chǔ)介質(zhì)中的表中選擇對(duì)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(gè)有關(guān)心率(HR)的多個(gè)部分，多個(gè)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，為不同的距和掃 描速度設(shè)置有關(guān)心率(HR)的不同部分。然而，‘率可以在同一部分內(nèi)被分為若干段。螵距 是在旋掃描中使用的掃找條件，并可以定義為在χ射線(xiàn)管旋轉(zhuǎn)一次時(shí)伏輟7移動(dòng)的距離 (毫米)。掃描速度可以定義為X射線(xiàn)管旋轉(zhuǎn)一次所需要的時(shí)間(秒)。
在該表中，比技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(zhǎng)的螺距與比較高的心率關(guān)聯(lián)，反之亦然。通過(guò)此類(lèi)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(shí)間內(nèi)于預(yù)先定的掃描1范圍內(nèi)完成 主掃描(旋掃描)，保在ECG門(mén)重建方法中需要的段的數(shù)量，并防止時(shí)間分辨率的過(guò)分降 低·注意，除了距和掃描1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(shí)間(掃指時(shí)間的上限)、在ECG門(mén)重建方法中需要的哀小段數(shù)、特定的心臟時(shí)間相位 (心電囹中從R波的延遲時(shí)間)、管電壓、管電流、片段度，等等。在這些掃描條件中，螺距 和掃描速度是對(duì)心率敏感的。例如，如果心搏輕慢，160心率降低，不能準(zhǔn)備ECG門(mén)重建所 需要的段的數(shù)量，除非掃描速度降低或距梓，低。另一方面，如果掃描速度和距過(guò)分陣低， 則在掃描時(shí)間的上限內(nèi)不；Ili獲取整個(gè)掃描1范圍內(nèi)的頇先碳定的投影數(shù)據(jù)。相反，當(dāng)心 持輕快，則心率增大，在短的掃描時(shí)間內(nèi)可以準(zhǔn)備ECG門(mén)重建所需要的段數(shù)，即使掃描速 度和螵距增大.此外，可以獲取整個(gè)預(yù)先定的掃描范圍的技影數(shù)據(jù)。栽而，掃描速度和 螵距的過(guò)度增大為時(shí)間分率的改善保留了空間。在上述表中，相對(duì)于心率正地確定距和掃 描速度，以便平街這樣的關(guān)系。
再回過(guò)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)抉提供到 掃描控制纂3。該掃描控制器3根據(jù)提供的掃描條件控制X射線(xiàn)管的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和伏技7 的移動(dòng)速度。例如，掃描控制’ 3控制臺(tái)架5的旋轉(zhuǎn)框驅(qū)動(dòng)單元，以便旋轉(zhuǎn)框在預(yù)先定的時(shí) 間便內(nèi)達(dá)到設(shè)置的掃描速度并保持該速度。然后，掃描拉制募3拉制高電壓生成單元，以 開(kāi)始對(duì)X射線(xiàn)管的燈絲加熱，以便在預(yù)先功定的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到對(duì)應(yīng)子管電流條件的溫度。 掃描1控制器3還控制X射線(xiàn)停止單元，以根據(jù)片段厚度條件調(diào)整其打開(kāi)。掃描控制器 3進(jìn)一步控制伏插猩動(dòng)單元，以在預(yù)先確定的時(shí)間段達(dá)到對(duì)應(yīng)于螺距的速度，從而開(kāi)始移 動(dòng)伏輥。
圖3顯示了此實(shí)施例中的團(tuán)塊跟蹤方法的過(guò)程。圖4是田塊跟蹤操作的時(shí)間 圇。作為田塊跟蹤挾作的預(yù)備挾作，生理現(xiàn)象測(cè)量設(shè)備4開(kāi)始測(cè)量心電圖(Si)。此測(cè)量一 直持續(xù)進(jìn)行，直到在注射對(duì)比劑以及頇掃描按順序完成之后完成主掃描.在預(yù)掃描中，對(duì)象的技影數(shù)據(jù)是通過(guò)使用比較弱的X射線(xiàn)連續(xù)地獲取的，ROI中的位 素的CT值或表示該ROI中的對(duì)比劑的濃度的平均CT值受到監(jiān)視.在主掃中，對(duì)象的 投影數(shù)捃是在頇掃描之后通過(guò)使用比較遂的X射線(xiàn)獲取的.心電圖描記器4根據(jù)測(cè)量的心電圖計(jì)算心率.主掃描條件是裉據(jù)心率設(shè)置的。而，在 實(shí)殘中，心率稍有不同。因此，優(yōu)選情況下，心率是預(yù)先確定的時(shí)間寬度，例如，在設(shè)置操作 緊前面五秒鐘內(nèi)的平均值，或視定預(yù)先碳定的時(shí)間寵度內(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(guò)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(jì)算出的心率。
操作員通過(guò)參看顯示的心電囤和心卒挾作榆入抉作單元9，以便榆入預(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(xiàng)目確定的。即，設(shè)置了下面的內(nèi)容設(shè)置了比鉸低的管電 壓和管電流，以將χ村線(xiàn)照射抑制到最小、片段寵度，高掃描速度以增大時(shí)間分妤率、以及 少量的重建矩陣以改善直接性.此外，預(yù)掃指位置、對(duì)比劑濃度監(jiān)視區(qū)域、從預(yù)掃描過(guò)渡到 主掃描的條件(對(duì)比劑濃度的閾值)，等等是手動(dòng)設(shè)置的。
此外，主掃描條件的許多項(xiàng)目，例如，管電壓、管電流、片段度、重建鉅陣，以及成俗視場(chǎng)(FOV)，幾乎是根據(jù)檢查目的、對(duì)象的性別和體格等等定的。在其中由旋掃執(zhí)行 數(shù)捃獲取的掃描范圍被設(shè)置為，例如，晷蓋心臟的整個(gè)區(qū)域的范圍。此外，每個(gè)病人可以 屏住呼吸的時(shí)間的上限是唯一的，并設(shè)置了 ECG門(mén)重建方法中的所需要的最小段數(shù).距 (HP)”和描速度”由掃描條件選擇單元1通過(guò)參考數(shù)據(jù)存儲(chǔ)6中的表設(shè)置為對(duì)應(yīng)于心 率的值?；蛘撸沙伤准夹g(shù)人員手動(dòng)翰入這些項(xiàng)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(dāng) 主掃擺前面的心率，即預(yù)掃描結(jié)束時(shí)或在實(shí)域中類(lèi)似的時(shí)間點(diǎn)處的心率，從上述團(tuán)塊跟蹤 方法的預(yù)備階段中最初設(shè)置主掃描條件時(shí)的心率變化到特定程度時(shí)，最初設(shè)置的主掃描條 件應(yīng)該重新設(shè)置到對(duì)應(yīng)于頇掃描結(jié)束時(shí)的心率的主掃描條件.例如，如果在衷初設(shè)置時(shí)心率是圖2中顯示的表中的，6 0”，則此心卒包括在該表 中的0-70”部分。因此，在此部分設(shè)置了螺距HP ’0.9”。然而，如果在頇掃描結(jié)束時(shí)測(cè) 量的心率下ZM 0-70部分之外，則應(yīng)該設(shè)置對(duì)應(yīng)于此心率的螺距HP。另一方面，由于注 射對(duì)比劑而產(chǎn)生變化的心率可能會(huì)在一定的時(shí)間之后恢復(fù)其正常值。
S卩，即使心率在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)變化很大，此后也可能趨于穩(wěn)定，并在主掃描時(shí)恢 復(fù)其正常值。顯挨，在某些情況下，心率可能保持變化值，而不會(huì)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)生或成伶技術(shù)人員應(yīng)該在主掃描時(shí)檢-查心率是否已 經(jīng)恢復(fù)到正常值。
此判斷會(huì)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(dāng)對(duì)應(yīng) 于主掃描緊前面的心率的部分從對(duì)應(yīng)于最初設(shè)置時(shí)的心率移動(dòng)特定數(shù)量的級(jí)(step)時(shí) 是否重新設(shè)置主掃描條件。
當(dāng)在上述最初的設(shè)置結(jié)束之后在時(shí)間T2按下榆入挾作單元9的啟動(dòng)按鈕時(shí)， 對(duì)比劑從射單元被自動(dòng)注入到病人體內(nèi)。在從注射對(duì)比劑后該對(duì)比劑到達(dá)監(jiān)視位置所需要 的時(shí)間之后開(kāi)始執(zhí)行預(yù)掃描(S3).即，在X射線(xiàn)管和X射線(xiàn)探測(cè)器相對(duì)于定位的片段以 高速度圍繞對(duì)象連續(xù)地旋轉(zhuǎn)時(shí)，連續(xù)地生成小劑量的χ射線(xiàn)，從而固定地獲取數(shù)據(jù)。與預(yù) 掃描一起，圖保重建單元從技影數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)重建圖俗數(shù)據(jù)(S》。預(yù)先設(shè)置的相關(guān)的區(qū)域中的 CT值杖從圖像數(shù)據(jù)中提取。此值或相關(guān)區(qū)域的多個(gè)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(duì)比劑的濃度。
生理現(xiàn)象測(cè)量設(shè)備4在此預(yù)掃描期間持續(xù)童心率。如圖7所示，心率以時(shí)間圖 和數(shù)值顯示(S4)。
如圖7所示，在哀初設(shè)置掃描條件時(shí)教引用的心率與當(dāng)前心率一起顯示。最初 設(shè)置的掃描速度和距也以數(shù)值顯示。緊急停止按鈕與這些信息片 起顯示。要檢查的對(duì) 象的心率可能會(huì)由于注射對(duì)比劑之類(lèi)的影響而突然發(fā)生變化。在這樣的情況下，圖俗技術(shù) 人員可以通過(guò)單擊緊急停止按鈕執(zhí)行預(yù)掃描和主掃找的緊急停止。
當(dāng)CT值到達(dá)轉(zhuǎn)移剄主掃掐的閔值或者圖像技術(shù)人員手動(dòng)按下主掃描轉(zhuǎn)移觸 發(fā)技鈕時(shí)(T3)，預(yù)掃描終止(S5)。生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2在到時(shí)間T4之前的短的時(shí)間段 內(nèi)檢查在此頇掃描結(jié)束時(shí)量的心率變化是否滿(mǎn)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(shí)抉引用的心率和在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測(cè)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(duì)值沒(méi)有到達(dá)重新設(shè)置條件的閾值，16q判斷心率變化是否足夠小而不滿(mǎn)足重新設(shè)置條件，且生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2不向掃指條件選擇單元1發(fā)送用于提示 重新設(shè)置立掃描條件的信號(hào)。通過(guò)此挾作，如圖5所示，掃描條侔選擇單元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(dòng)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(shí)間T4啟動(dòng)主掃描 的設(shè)置(S7)。掃描控制器3在時(shí)間T5之前完成設(shè)置，并在時(shí)間T5開(kāi)始主掃掐(S8)。 當(dāng)完全地從整個(gè)掃描范圍獲取數(shù)據(jù)時(shí)，掃描控制纂3在時(shí)間T6終止主掃描(S9)。
如果在步56中判斷在最初設(shè)置掃描條件時(shí)被引用的心率和在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測(cè) 量的心革之間的差的絕對(duì)值達(dá)到重新設(shè)置條件的閾值，！e4判斷心率的變化大到已滿(mǎn)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(gè)用于提示重新 設(shè)置主掃描條件的信號(hào)，并同時(shí)發(fā)送在預(yù)掃找結(jié)束時(shí)測(cè)量的心率.通過(guò)此揉作，如圖6所 示，掃描條件選擇單元1通過(guò)參考數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6中的表選擇對(duì)應(yīng)于預(yù)掃描結(jié)束時(shí)的心 率的距和掃描速度，并將主掃描條件從最初設(shè)置的螵距和掃描速度重新設(shè)置到所選擇的 螺距和掃描速度(SlO)。
當(dāng)距和掃速度抉重新設(shè)置時(shí)，顯示控制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)置的距和掃描.速度來(lái)識(shí)別距和掃描 速度是否被重新設(shè)置。
在執(zhí)行ECG門(mén)掃描時(shí)，掃描條件選擇單元1通過(guò)將預(yù)掃描結(jié)柬時(shí)的心動(dòng)周期 (心率的倒數(shù))乘以從R波到特定時(shí)間相位的時(shí)間寬度與設(shè)置相關(guān)的時(shí)間相位(特定時(shí) 間相位)時(shí)的心動(dòng)周期的比來(lái)重新計(jì)算從R波到特定時(shí)間相位的延遲時(shí)間”。
根據(jù)上述說(shuō)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(shí) 的心率和預(yù)掃描結(jié)束時(shí)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(shí)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(shí)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(kāi)始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描到預(yù)掃描結(jié)束之間的任何給定時(shí)間點(diǎn)處測(cè) 量的心率來(lái)進(jìn)行判斷。此外，主掃描條件可以根據(jù)在此時(shí)段內(nèi)任何給定時(shí)間點(diǎn)處測(cè)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(shí)，即，最接近于主掃描開(kāi) 始的時(shí)間點(diǎn)的心率判斷的.此外，通過(guò)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(shí)的實(shí)際心率對(duì)應(yīng)的最佳主掃描條件。或者，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(shí)段內(nèi)的任何給定時(shí)間點(diǎn)處測(cè)量的心率來(lái)進(jìn)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(dāng)在注射對(duì)比劑之前最初設(shè)置的主掃描條件下 執(zhí)行主掃描時(shí)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(guò)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(tái)架5和伏輥7(S11)。在完成設(shè)置之 后，通過(guò)X射線(xiàn)照射執(zhí)行主掃描(S8、59)。
如上文所述，當(dāng)心率發(fā)生變化時(shí)，主掃描條件，更具體來(lái)說(shuō)是螺距和掃描速度被 重新設(shè)置，以解決諸如ECG門(mén)重建所需要的段數(shù)不能完全地準(zhǔn)備，以及在掃描時(shí)間的上限 內(nèi)整個(gè)計(jì)劃的掃描范圍內(nèi)獲取投影數(shù)據(jù)之類(lèi)的問(wèn)題。此外，這可以改善時(shí)間分辨率。
如果在圖9中的步壤56判斷心率變化足夠大，已滿(mǎn)足重新設(shè)置的條件，P!4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(rèn)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(rèn)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(jìn)行重新設(shè)置(S17)，那么臺(tái)架5和伏輥7的設(shè)置根據(jù)在步57中最初設(shè) 置的主掃描條件而開(kāi)始，在該條件下執(zhí)行主掃描(S8、59)。
如果命令執(zhí)行重新設(shè)置(S17)，并在步碌SlO中重新設(shè)置主掃描條件，則襪摟該 條件設(shè)置臺(tái)架5和伏輕7 (Sll)。
由于挾作員哀后可以在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)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(shí)的非常短的時(shí)間段中臨時(shí)發(fā)生心率變化的可忽視的小事件時(shí)，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(guò)分地變化，即，發(fā)生非常罕見(jiàn)的情況，例如，心率變化了表中的三或五 級(jí)，優(yōu)選地，在某些情況下停止主掃描。為了處理此類(lèi)情況，當(dāng)生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2判斷心 率已經(jīng)變化預(yù)先定的級(jí)救，例如，表上的三或五級(jí)時(shí)，掃描條件選擇單元1可以便顯示器 8顯示一則消息，以認(rèn)主掃描停止和主掃描續(xù)/停止按鈕，并顯示顯著變化的心率(S12)。 如果揉作員(圖像技術(shù)人員)命令繼續(xù)主掃描(SU)，1$4根據(jù)該巳顯著變化的心率在步碟 SlO和Sll重新設(shè)置的主掃描條件下執(zhí)行主掃抽。如果挾作員命令停止主掃描(S13)，則 在步壤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(dòng)重新設(shè)置主掃描條件。如圖12所示，顯示控制10 以時(shí)間圖和數(shù)值以及在與主掃描條件關(guān)的榆入?yún)^(qū)域中顯示量的心卒.在榆入?yún)^(qū)域.中， 顯示了最初設(shè)置的壤距和掃描速度，在與相應(yīng)的區(qū)域呲連的下拉菜單上顯示了多個(gè)候選螵 距和多個(gè)候選掃描速度。此外，掃描范圍、滿(mǎn)足主掃描可以在預(yù)先定的時(shí)間段內(nèi)于預(yù)先定 的掃描范圍內(nèi)完成主掃描這一條件的距·的下限、對(duì)象可以屏住其呼吸的最大時(shí)間段， 即，主掃描時(shí)間的上限被顯示。圖慘技術(shù)人員挾作榆入挾作單元9通過(guò)參考掃描范圍、距 的下限、主掃描時(shí)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) 置距和掃描速度(S15).如果在選擇的距和掃描速度的條件下，在預(yù)先定的時(shí)間段內(nèi)于 先確定的掃描范圍內(nèi)不能完成主掃描，或不能準(zhǔn)備必需的軼數(shù)，則顯示控制壤10判斷此 情況，并在一旦執(zhí)行該選擇時(shí)拒絕重新設(shè)置榆入的掃描條件。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(diǎn)并進(jìn)行其他修改。因此，本發(fā)明在其吏 廣泛的方面不僅限于此處顯示和介紹的特定詳細(xì)信息和代表性實(shí)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(jìn)行各種 修改。
權(quán)利要求
1.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析抉影裝置，該裝置通過(guò)使用比鉸弱的X 射線(xiàn)執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之 后通過(guò)使用比較強(qiáng)的X射線(xiàn)執(zhí)行主掃描以獲取該對(duì)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(kāi)始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與 預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測(cè)量的對(duì)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(duì)比劑之 前測(cè)量的對(duì)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(dāng)判斷單元判斷有必要重 新設(shè)置掃描條件時(shí)，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(duì)應(yīng)于在開(kāi)始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi) 測(cè)量的對(duì)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(dāng)判斷單元判斷不需要重 新設(shè)置掃描條件時(shí)，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(shí)測(cè)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(chǔ)器，該存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)一個(gè)表，在該表中，多個(gè)掃描條件與有 關(guān)生理現(xiàn)象的多級(jí)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(kāi)始注射 對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測(cè)量的生理現(xiàn)象相對(duì)于在 注射對(duì)比劑之前測(cè)量的對(duì)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(cè)量設(shè)備測(cè)量對(duì) 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) 柬時(shí)測(cè)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(shí)測(cè)量的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)重新設(shè)置掃描條件. 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(shí)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。
9.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。
全文摘要
本發(fā)明的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析攝影裝置具有通過(guò)預(yù)掃描監(jiān)視對(duì)象的ROI中的對(duì)比劑的濃度、根據(jù)該濃度達(dá)到預(yù)定值的時(shí)間停止預(yù)掃描、以及開(kāi)始主掃描的功能。主掃描條件最初是根據(jù)注射對(duì)比劑之前測(cè)量的對(duì)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(cè)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(duì)應(yīng)于預(yù)掃描結(jié)束之前測(cè)量的生理現(xiàn)象的主掃描條件。
文檔編號(hào)A61B6/03GK102038515SQ20111000337
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
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