CN101023876A - 成像设备以及运行成像设备的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于产生对象(2)的连续的层图像的成像设备(1)，包括辐射源(8)、检测器(9)定位单元(4，13)以及用于控制所述定位单元(4，13)和用于分析所述检测器(9)的拍摄数据的控制单元(8)。在此，所述控制单元(18)被设置用于：使得为检查而设置在造影剂设备上的、其中存储了造影剂给予的参数的造影剂协议，与为检查而设置的、其中存储了用于产生所述连续的层图像的扫描协议进行匹配，以避免不必要的给予阶段。由此，允许利用尽可能少的造影剂给予进行造影剂检查。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于建立对象的连续的层图像的成像设备。本发明还涉及一种运行这类成像设备的方法。
背景技术
用于建立连续的层图像的成像设备用来取得关于检查对象的内部的信息。从所述层图像例如可以取得关于患者的内脏器官、骨组织或者其它的部分软组织的位置、大小或者结构的有价值的信息。尤其是，还可以将所述连续的层图像换算成一种三维表示。
这种用于拍摄连续的层图像的成像设备，例如还可以是X射线计算机断层造影设备、磁共振断层造影设备、光子发射计算机断层造影设备或者正电子发射断层造影设备。还可以良好地在超声的基础上构成这样的成像设备。
由这种成像设备产生的对象(例如患者)的图像的对比度，由被检查的材料相对于成像设备所采用的辐射、粒子辐射或者声波的局部不同的激励特性、吸收特性、反射特性或者发射特性引起。在X射线设备的情况下利用不同组织类型的不同吸收特性或者衰减特性形成对比度。例如，因为骨组织与软组织在所提到的特性上强烈地不同，可以基于与之相关联的图像中的对比度分析患者的骨结构。在拍摄的图像中构成对比度的所提到的特征与周围的组织没有重大区别的器官和血管，可能由于得出的过低的对比度不能够用常规的方式被检查。出于这种原因，在检查流过血液的器官，例如检查心脏、肝脏或者血管的情况下，在开始用成像设备检查之前，在患者四肢的区域内向患者的血液循环通道中给入造影剂。由于所述造影剂按照足够高的对比度将被检查的器官相对于周围组织进行成像。
在利用给予造影剂而产生层图像的情况下，必须注意造影剂的同时存在性。为此，需要把成像设备的工作参数与在患者体内给予的造影剂扩散相互协调一致。为此，相应地为所希望的检查区域相互适应地选择一种所谓的扫描协议(Scanprotokoll)和一种所谓的造影剂协议(Kontrastmittel-protokoll)，在所述扫描协议中存储拍摄的成像设备工作参数，而在所述造影剂协议中存储给予造影剂的参数。
在扫描协议中作为工作参数例如存储功率值、起作用的射线的持续时间、射线能量、进给速度，或者扫描延迟时间，即单个层图像拍摄之间的延迟时间或在监视阶段与拍摄阶段之间的延迟时间。
在检查期间例如借助于造影剂设备根据对于扫描协议所选取的造影剂协议给予造影剂。在此，给予造影剂的参数例如可以是造影剂的浓度、流量或者绝对的输给剂量。尤其是，造影剂协议可以包含多个不同的给予阶段，它们有在所述参数上有所不同或者在要输给的造影剂的种类有所不同。在复杂的造影剂协议中，可以在其中给予造影剂的阶段之间再安排其中例如输给生理盐水的阶段。
所述造影剂协议起的作用是，在患者中产生一个可预见的造影剂进程，使得在拍摄连续的层图像期间在检查区域中存在为构成对比度所相应要求的造影剂浓度。例如一个其中输给生理盐水的阶段起的作用是，可预见地保持时间上的造影剂进程，而不会以不利的方式对患者加载过多的造影剂。
不利的是，在实践中往往出现当对于拍摄层图像完全不再要求造影剂时还根据造影剂协议给予造影剂的情况。这种不利的多余给予对患者没有相应的太多用途。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，给出一种产生对象的连续的层图像的成像设备，该成像设备在造影剂检查的情况下允许以尽可能少的要给予的造影剂的量以良好的对比度显示要检查的器官。此外，本发明要解决的技术问题还是，给出一种与相同的优点相关联的运行所述成像设备的方法。
根据本发明，针对装置的技术问题是通过一种用于产生对象的连续的层图像的成像设备解决的，该成像设备包括：辐射源、检测器、定位单元以及用于控制所述定位单元并且用于分析所述检测器的拍摄数据的控制单元，其中，所述控制单元被设置用于：在避免不必要的给予阶段的条件下，使得为检查而设置在造影剂设备上的、其中存储了造影剂给予的参数的造影剂协议，与为检查而设置的、其中存储了用于产生所述连续的层图像的工作参数的扫描协议进行匹配。
在此，在第一步骤中，本发明所考虑的出发点是，由于在扫描协议与造影剂协议之间的不完善的相关性而给予不必要的造影剂。从而例如会发生，在成像设备扫描结束以后还给予造影剂或者生理盐水，而无相应的用途。如果检查的位置远离给予造影剂的位置，在扫描结束前给予的造影剂经常还有可能甚至不再在扫描协议结束之前抵达检查位置。
在第二步骤中，本发明所考虑的出发点是，如果把造影剂协议对应地与为检查所设定的扫描协议进行匹配，就可以避免不必要地给予的多余造影剂。为了匹配，既可以相互协调所述协议的持续时间也可以改动造影剂协议中的造影剂给予参数。从而，尤其可以在造影剂协议的各个给予阶段中分别改动制剂的给予浓度、药量或者流量。造影剂协议的匹配，还包含添加新的给予阶段或者删除已有的给予阶段。此外，还可以推移在给予造影剂与给予另一种制剂(例如生理盐水)之间转换的时间点。
例如，在造影剂协议的给定的给予阶段中在适当的时间点用生理盐水代替造影剂给予，从而就可以把造影剂团块因此保持为受检查的那样，其中，在检查结束以后，后接的生理盐水和不昂贵且不造成负荷的造影剂流过检查位置。这样一种推后的生理盐水尤其被称为所谓的团块跟随剂(Bolus-Chaser)。
为了进行匹配，所述控制单元例如从协议的各个阶段推导出是否存在不必要的造影剂给予阶段。为此，可以考虑造影剂的扩散速度、检查位置、设定的扫描速度、在拍摄层图像时设备特定的或者设定的延迟时间。在此，所考虑的参数可以基于测量值或者经验值并且尤其还可以依赖于患者的体质。然后对应地匹配造影剂协议，从而在给予造影剂时避免这种不必要的给予阶段。
有利的是，控制单元被设置用于：在开始检查以前确定扫描协议与造影剂协议之间的冲突情况，并且如果确定了不必要的给予阶段，则显示带有匹配请求的对应的警告对话。为此，例如可以将所述警告对话输出在图形显示单元上。例如，如果在扫描结束以后根据造影剂协议还输送造影剂，则就出现一种冲突情况。在此，尤其可以向使用者建议其它的做法作为替代。例如，使用者可以尽管存在冲突还是使用所设定的造影剂协议进行检查。作为替换，使用者还可以建议改变了的、尤其是缩短了的造影剂协议。
在本发明的一个有利的实施方式中，控制单元为了进行控制可以与造影剂设备连接，并且被设置为，使得尤其是在检查期间所述造影剂协议自动地与扫描协议匹配。将所述控制单元连接在造影剂设备上，允许例如在确定冲突情况时自动地匹配造影剂协议。尤其是所述控制单元可以如此地控制所述造影剂设备：使得在检查期间所述造影剂协议自动地与扫描协议匹配。在此，必要时可以在执行实际检查时为了进行匹配而考虑延迟时间等等。
在另一个有利的实施方式中，所述控制单元被设置用于，作为造影剂给予参数延长、缩短或者重新产生给予阶段。这使得能够避免不必要的造影剂给予。
适当地，将所述控制单元设置用于：紧靠在扫描协议结束前或者在达到扫描协议结束时停止造影剂协议。如果最迟在达到扫描协议结束时停止造影剂给予，就可以避免相应的此外不必要的造影剂给予或者生理盐水给予。在扫描协议结束以后给予的制剂对于成像无论如何都不起作用。
通过另一个替代方案考虑，可以在达到扫描协议结束以前就已经停止给予造影剂。这以给予的造影剂的扩散速度为基础。如果知道造影剂的扩散速度或者估计到造影剂的扩散速度，就可以预先计算出需要在什么时间给予造影剂以便抵达检查位置。可以按该延迟时间缩短地在达到扫描协议结束前就停止给予造影剂。为此，在一个有利的实施方式中，将所述控制单元设置用于：为了计算前置于扫描结束的匹配时间点或者停止时间点，而考虑扫描协议中的工作参数，尤其是考虑扫描延迟时间，就是说在各个层图像拍摄之间的或者在监视阶段与拍摄阶段之间的设备特定的或者设定的延迟时间。停止给予造影剂尤其是可以通过提前缩短造影剂协议的给予阶段进行。
取代停止造影剂给予，可以紧靠在达到扫描结束之前或者在达到扫描结束时通过给予一种团块跟随剂匹配所述造影剂协议。最迟在达到扫描结束时或者对应地按上述的延迟时间缩短，可以在对应的给予阶段中给予一种不会对患者造成负荷的制剂(例如生理盐水)来代替造影剂。由此，前置的造影剂包含其分布功能，从而在所产生的层图像中不会使图像对比度变差。
有利地从工作参数中计算扫描结束本身。例如，如果预先给定检查位置以及成像设备的扫描速度，从而在必要时可以在考虑扫描延迟时间的条件下确定扫描持续时间并且从而确定扫描结束。该扫描持续时间尤其是可以与造影剂协议的持续时间相比较。
适当地，所述控制单元还被设置用于，从造影剂的扩散速度和相对于造影剂给予的位置的检查区域的位置中计算前置于扫描结束的匹配时间点或者停止时间点。为此，造影剂的扩散速度例如通过一个前置于真正的检查的测试团块的过程确定。为此，事先在患者的不同位置上例如通过一种图像分析测量微少给予的造影剂的到达并且从中确定所述扩散速度。
尤其是所述实施方式还提供了，成像设备以一种所谓的团块跟踪方式工作。为此，在开始真正的检查以前在一个固定的、前置于所述检查区域的扫描位置上确定一系列连续的层图像，并且在所选取的图像区域中分析所述层图像的对比度。按照这种方式可以直接确定所给予的造影剂的到达时间，并且在最佳时刻开始由此触发的随后的检查。从所述到达时间又可以推断出所述扩散速度。
检查区域离造影剂给予的位置越远，就可以相对扫描结束越早地停止或者改动造影剂协议。例如，尤其是在测量的基础上或者在经验值的基础上的预先给定的造影剂的扩散速度的情况下，可以实施一种考虑检查区域到造影剂给予的位置的距离的校正因数。按该校正因数缩短事先计算的扫描结束时间，并且提前停止造影剂的给予或者给予一种团块跟随剂代替造影剂。
可以有利地从定位单元的位置中推导出检查区域的位置。在患者相对于定位单元固定的预先给定位置的情况下，可以从定位单元的位置推出检查区域的位置。作为可替代方案，可以借助于图像处理从所拍摄的层图像中得出检查区域。为此，例如可以自动地识别所拍摄的器官，并且由此推断出检查区域的位置。
根据本发明，针对方法的技术问题是通过一种运行成像设备的方法解决的，所述成像设备具有辐射源、检测器以及定位单元，其中，将为检查而设置在造影剂设备上的、其中存储造影剂给予的参数的造影剂协议，与为检查而设置的、其中存储用于产生连续的层图像的扫描协议进行匹配，以便避免不必要的给予阶段。
在此，将对所述成像设备说明的优点适当地转移到对应的方法中。
附图说明
下成参照附图详细地说明本发明的实施例。其中，
图1按照透视图示出了带有所配属的控制单元的作为成像设备的X射线计算机断层造影仪。
具体实施方式
图1中作为成像医学设备示出用于检查对象(这里是患者2)的计算机断层造影仪1。计算机断层造影仪1包含在支架4中可以绕旋转轴6旋转地设置的、用于发射X射线的辐射源8。与辐射源8相对地设置了弧形的检测器9，其包含多个排列成检测器行10、11、12的检测器元件。
此外，计算机断层造影仪1包含检查台面13，该检查台面可以沿旋转轴6移动地被安装在检查台14上。
作为计算机断层造影仪1的另一个组成部分，从该图中可以看出控制单元18，其具有操作台20和图像显示单元21。所述控制单元18通过控制线22与计算机断层造影仪1连接。
控制单元18设置用于，控制可移动的检查台面13的进给和支架4的转动，以便拍摄连续的层图像。支架4和检查台面13一起构成定位单元，该定位单元使得能够在患者2的不同空间位置上拍摄层图像。通过节距值(Pitch-Wert)、即支架4的旋转速度与检查台面13的进给速度的比率，可以设定计算机断层造影仪1的扫描速度。在此，支架4的旋转起到拍摄患者2的一个纵向位置上的层图像的作用，而检查台面13的进给负责要拍摄的层图像的序列。
为了采集层图像，利用检测器9采集从辐射源8发射出并且透射患者2的X射线辐射。为此，在所示的计算机断层造影仪1的情况下，辐射源8产生一种扇面形的X射线束。从而，在支架4的每个位置探测一个X射线的典型的衰减图像。从支架4的不同的位置上获得的投影下中重建层图像，在所述层图像上以不同的灰度显示有不同的衰减特性的组织。
借助于在控制单元18上所选取的扫描协议通过控制支架4、检查台面13以及辐射源8进行层图像的拍摄。在此，在所述扫描协议中存放了辐射源8的功率值、进给参数(例如节距值)以及扫描延迟值。
为了检查流过血液的器官，例如心脏、肝脏或者血管，设置了造影剂的提供。为此，控制单元18通过控制线27与造影剂设备23连接，通过后者借助于造影剂软管29根据预先给定的协议受控制地向患者2输送造影剂24。作为造影剂给予的参数，相应的造影剂协议尤其包含了不同的给予阶段的数量和种类，所述给予阶段分别在输送的制剂、其流量和绝对剂量方面各有不同。
在检查开始时，控制单元18检查在所选取的扫描协议与所选取的造影剂协议之间在什么程度上就不必要的给予阶段而言存在冲突。为此，控制单元18尤其要检验是否在达到扫描结束时根据造影剂协议还在给予造影剂24。为此，根据扫描协议从工作参数中预先计算出该扫描结束。如果确定了在扫描结束时还不再必要地给予造影剂24，就在显示单元21上输出一个对话，用其向使用者指出，用所提供的造影剂协议在扫描结束后还在给予造影剂24。对此使用者可以通过一个输入决定，他是想要使用所提供的造影剂协议进行检查还是通过控制单元18自动地缩短所提供的造影剂协议。
如果使用者选择通过控制单元18自动地缩短，则所述控制单元18首先如此地缩短造影剂协议，使得在扫描时间结束的最后给予阶段停止造影剂给予。
在所提供的检查区域中的检查通过对一个前置于检查区域的扫描位置分图像分析来触发。为此，计算机断层造影仪1在所述前置的扫描位置上拍摄一系列的层图像。在一个所选取的图像区域(尤其是带有血管的图像区域)中，将拍摄的衰减值相加并且确定平均值。随着造影剂24的抵达提高了所述衰减值，从而可以在超过一个预先给定的阈值时确定造影剂24到达所述扫描位置。如果超过所述阈值，控制单元18就安排计算机断层造影1的监视动作，并且如此地控制定位单元4、13，使得能够根据所述扫描协议开始在检查区域中拍摄连续的层图像。从造影剂给予时间与到达时间的差中所述控制单元18可以确定造影剂24在患者2中的扩散速度。
此外，控制单元18还从定位单元4、13的当前位置中识别出检查区域相对造影剂给予的位置处于何种距离。如果达到扫描结束，则控制单元18通过造影剂24的扩散速度和造影剂给予到检查区域的距离计算一个从扫描结束的预先计算的时间扣除的校正时间。按该时间缩短地在达到扫描结束以前停止造影剂给予。
在一个作为替代的实施方式中，在考虑所得出的校正时间的条件下这样地改动造影剂协议：使得按该校正时间缩短地在扫描结束前将造影剂设备23从造影剂给予转换成输送生理盐水。在此，所述生理盐水起所谓的团块跟随剂的作用，其中，在患者2中的造影剂过程直到结束拍摄连续的层图像为此保持不受影响。不会不必要地由造影剂给予为患者2造成负荷。
所描述的措施也可以在扫描协议的单个扫描阶段中进行，而不必一般性地限制在检查结束上。
Claims (22)
1.一种用于产生对象(2)的连续的层图像的成像设备(1)，包括辐射源(8)、检测器(9)、定位单元(4，13)以及用于控制所述定位单元(4，13)和用于分析所述检测器(9)的拍摄数据的控制单元(18)，其中，所述控制单元(18)被设置用于：在避免不必要的给予阶段的条件下，使得为检查而设置在造影剂设备上的、其中存储了造影剂给予的参数的造影剂协议，与为检查而设置的、其中存储了用于产生所述连续的层图像的工作参数的扫描协议进行匹配。
2.如权利要求1所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)被设置用于，在开始检查以前，尤其是在不同的持续时间的情况下，确定扫描协议与造影剂协议之间的冲突情况并且输出带有匹配请求的对应的警告对话。
3.如权利要求1或2所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)为了进行控制可以与所述造影剂设备(23)连接，并且被设置用于，使得尤其是在检查期间所述造影剂协议自动地与所述扫描协议匹配。
4.如权利要求3所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)被设置用于，作为造影剂给予参数延长、缩短或者重新产生给予阶段。
5.如权利要求3或者4所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)被设置用于：紧靠在达到扫描协议结束前或者在达到所述扫描协议结束时停止所述造影剂协议。
6.如权利要求5所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)被设置用于，通过给予阶段的缩短来停止所述造影剂协议。
7.如权利要求3或4所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)被设置用于：紧靠在达到扫描协议结束前或者在达到扫描协议结束时通过给予团块跟随剂来匹配所述造影剂协议。
8.如权利要求5至7中任一项所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)被设置用于，从所述工作参数中计算扫描结束。
9.如权利要求5至8中任一项所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)被设置用于：从所述工作参数、尤其是从扫描延迟时间中计算前置于扫描结束的匹配时间点或者停止时间点。
10.如权利要求5至9中任一项所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)被设置用于：从造影剂的扩散速度和相对于造影剂给予的位置的检查区域的位置中计算前置于扫描结束的匹配时间点或者停止时间点。
11.如权利要求10所述的成像设备(1)，其中，所述控制单元(18)被设置用于：从所述定位单元(4、13)的位置中推导或者借助于图像处理识别所述检查区域的位置。
12.一种用于运行成像设备(1)的方法，所述成像设备(1)具有辐射源(8)、检测器(9)以及定位单元(4，13)，其中，在避免不必要的给予阶段的条件下，将为检查而设置在造影剂设备上的、其中存储了造影剂给予的参数的造影剂协议，与为检查而设置的、其中存储了用于产生所述连续的层图像的扫描协议进行匹配。
13.如权利要求12所述的方法，其中，在开始检查以前，尤其是在不同的持续时间的情况下，确定扫描协议与造影剂协议之间的冲突情况并且输出带有匹配请求的对应的警告对话。
14.如权利要求12或者13所述的方法，其中，尤其是在检查期间，将所述造影剂协议自动地与所述扫描协议进行匹配。
15.如权利要求14所述的方法，其中，作为造影剂给予参数延长、缩短或者重新产生给予阶段。
16.如权利要求14或者15所述的方法，其中，紧靠在达到扫描协议结束前或者在达到扫描协议结束时停止所述造影剂协议。
17.如权利要求16所述的方法，其中，通过给予阶段的缩短停止所述造影剂协议。
18.如权利要求14或者15所述的方法，其中，紧靠在达到扫描协议结束前或者在达到扫描协议结束时通过给予团块跟随剂匹配所述造影剂协议。
19.如权利要求16至18中任一项所述的方法，其中，从所述工作参数中计算扫描结束。
20.如权利要求16至19中任一项所述的成像设置(1)，从所述工作参数、尤其是从扫描延迟时间中计算前置于扫描结束的匹配时间点或者停止时间点。
21.如权利要求16至20中任一项所述的方法，其中，从造影剂的扩散速度和相对于造影剂给予的位置的检查区域的位置中计算前置于扫描结束的匹配时间点或者停止时间点。
22.如权利要求21所述的方法，其中，从所述定位单元(4，13)的位置中推导或者借助于图像处理识别所述检查区域的位置。
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