CN101036584A - 成像的医疗技术设备以及用于该种设备的方法 - Google Patents

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CN101036584A CNA2007101016469A CN200710101646A CN101036584A CN 101036584 A CN101036584 A CN 101036584A CN A2007101016469 A CNA2007101016469 A CN A2007101016469A CN 200710101646 A CN200710101646 A CN 200710101646A CN 101036584 A CN101036584 A CN 101036584A
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Abstract

本发明涉及一种成像的医疗技术设备(1)和一种为成像的医疗技术设备(1)用来确定对象(P)的表面上的指定位置的方法。该设备(1)具有用于对象(P)的支撑装置(6)，用于记录对象(P)的测量数据以产生对象(P)的图像的装置，用于显示从对象(P)获得的图像的装置(15)，以及在该设备(1)上固定设置的、用于在对象(P)的表面上投射光图案(LR)的装置(20)。为了在对象(P)的表面上确定指定的位置，将光图案(LR′)相应地在对象(P)的被显示的图像中淡入。

Description

成像的医疗技术设备以及用于该种设备的方法
技术领域
本发明涉及一种成像的医疗技术设备，包括：用于对象的支撑装置，用于接收对象的测量数据以便产生对象的图像的装置，用于显示从对象获取的图像的装置，以及在该设备上设置的、用于向对象的表面投射光图案的装置。此外，本发明还涉及一种用于这种成像的医疗技术设备、以便确定在对象的表面上的指定的位置的方法。
背景技术
例如，US 4,117,337公开了一致按照X射线计算机断层造影设备形式的、在本文开始部分提到类型的成像的医疗技术设备。借助两个激光器分别向患者的身体表面投射一个十字形的光图案，以便例如指示X射线计算机断层造影设备的扫描平面的位置。
在医学领域中，例如为治疗患者，也经常需要在患者的身体表面标记指定的位置。一种这样的过程例如在准备对患者的介入时进行，其中为确定指定的位置使用患者的照片。当前通常例如使用X射线计算机断层造影设备进行患者的所谓规划扫描，其中，以顺序方式或者螺旋方式获取患者的图像，以便产生关于断层造影关系的一种印象和确定手术的介入位置以及必要时介入轴。规划结束后在患者身上寻找根据图像确定的介入位置以及必要时确定用于介入的穿刺角，此位置例如可能是为患者的活组织检查针的穿刺位置。为了在患者的身体表面上找到穿刺位置，如果为拍摄患者的图像使用X射线计算机断层造影设备，则对在计算机断层造影设备的支撑装置上被支撑的患者用支撑装置进行调节，使得驶向在规划中所选择的层位置，并借助一个在计算机断层造影设备上设置的所谓的激光瞄准器表征。接着在患者的身体表面上在从规划中推测的穿刺位置的正确位置上设置一个X射线阳性(rntgenpositiv)标记。最后使用一种检查扫描检验该位置是否正确标记。如果该位置错误，则必须改正该标记，并需要另一次检查扫描。部分情况下可能需要多次检查扫描，以便在患者的身体表面上找到正确的穿刺位置。也就是说，在不利的情况下仅仅为找到介入位置患者被多次至于X射线照射之下，这是不希望的。此外，该过程为准备介入可能需要较多时间，这对该医疗装置中的工作流起到负面作用。此外，介入本身通常在X射线检查下进行，亦即在介入期间在指定的时刻拍摄患者的图像，以便能够观察介入的进展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，这样地提供一种本文开始部分提到类型的成像的医疗技术设备以及一种用于成像的医疗技术设备的方法，使得简化在患者身体表面上寻找指定的位置。
根据本发明，该技术问题是利用一个成像的医疗技术设备解决的，它具有用于对象的支撑装置和用于记录该对象的测量数据的装置，产生对象的至少一幅利用显示装置显示的图像。该成像的医疗技术设备为了在对象的表面上寻找指定的位置另外具有用于向对象的表面上投射光图案的装置。根据本发明，为在对象的表面上确定指定的位置，将利用用于投射光图案的装置实际可产生的光图案以相应的方式在对象的被选择、被显示的图像中淡入(einblenden)。根据对象的该被选择、被显示的图像，现在能够确定对象的表面上的指定的位置，该位置在向患者进行医疗介入的情况下例如是用于活组织检查针的穿刺位置。相应于实际光图案的、在对象的被选择、被显示的图像中复制的光图案的另外的淡入是一种定位辅助，并且允许最终将在被选择、被显示的图像中进行的对指定位置的标记，按照相应的方式在实际向对象的表面上投射的光图案上定位的条件下实际转移到对象的表面上。与现有技术不同，为此不需要另外为了检查而拍摄对象的图像，来确定在图像中进行的对指定位置的标记是否对应于实际标记的指定位置。也就是说，通过本发明降低了对于患者和使用者的辐射负荷，因为不需要检查扫描。此外，能够缩短放射学介入的总持续时间，因为穿刺位置被很快找到。此外，可以缩短对于患者不舒服的平躺时间，也提高了患者的吞吐量。
在所选择的图像中优选地根据在该图像中淡入的光图案确定了指定的位置之后，可以这样调整带有对象的支撑装置，使得利用用于投射该光图案的装置将光图案实际这样在对象的表面上投射，使得实际投影基本与在该图像中淡入的光图案的投影相应。对支撑装置的该调整可以是没有问题的，因为利用成像的医疗技术设备产生的图像以及由此被显示、被选择的图像的坐标系与该成像的医疗技术设备的坐标系明确地关联，此外用于投射光图案的装置按照定义的方式被设置在成像的医疗技术设备上。因此，通过调整带有对象的支撑装置，可以使实际情况与在图像中表示的情况相适应或者一致，使得光图案在对象的表面上的实际投影与在图像中表示的光图案在对象的表面的投影相对应。
根据本发明的一种实施方式，成像的医疗技术设备具有计算装置，其基于在被选择、被显示的图像中进行的指定位置的确定来确定带有对象的支撑装置的调整路径，并引起对支撑装置的相应的调整。该计算装置还优选地用于利用显示装置来显示图像，在此，在计算装置上通常连接输入设备例如计算机鼠标或者键盘，通过该输入设备使用者能够在对象的被选择、被显示的图像中记录对在对象的表面上指定的位置的确定，等等。
按照本发明的一种实施方式，光图案是具有多个优选矩形的或者正方的光栅元件的光栅，这些元件例如构成一个直线形、矩形或者正方形的整体光栅。光栅特别适宜作为用于在对象的表面上确定指定的位置的定位辅助。
按照本发明的特别优选的变形，光图案包括编码，在此，该编码可以是不同强度的线、数字和/或颜色。编码再次方便了将在图像中进行的对指定的位置的标记实际转移到对象的表面上。
按照本发明的另一种实施方式，这样进行光图案在对象的被选择、被显示的图像中的淡入，使得光图案的显示关于大小和定向适应于对象的显示，从而根据该图像确定的指定的位置能够以简单的方式实际转移到对象的表面上。
根据本发明的变形，光图案在对象的表面上的投射利用平行的光束或者扇形的、从焦点发出的光束进行，在此，按照本发明的一种实施方式，用于在对象的表面上投射光图案的装置包括至少一个发出可见光的激光器，优选氦氖激光器。作为，为该激光器分配相应的光学器件，使得可把光图案投射到对象的表面上。
成像的医疗技术设备优选地是X射线计算机断层造影设备，在此，用于在对象的表面上投射光图案的装置优选地被固定设置在X射线计算机断层造影设备的支架的固定部分上，使得如已在前面提到的那样，在被选择、被显示的图像的坐标系和用于投射光图案的装置的坐标系之间存在明确的关系，因此能够这样明确地调整带有该对象的支撑装置，使得在图像上显示的在对象的表面上的光图案的投影对应于在对象的表面上光图案的实际投影。
本发明优选用于为医疗介入而在患者的表面上确定指定的位置，该医疗介入下被理解为在患者身体内置入一种医疗器械、例如活组织检查针。
附图说明
在示意性的附图中表示了本发明的一种实施例。附图中：
图1表示X射线计算机断层造影设备，
图2表示在患者的层图像中的光栅的淡入，以及光栅向在X射线计算机断层造影设备上的患者的身体表面的相应的实际投射，
图3表示带有编码的光栅的例子，
图4表示对于图2的另一种可选择的光栅的淡入或者光栅的实际产生，和
图5表示用于在患者的身体表面上确定医疗器械的穿刺位置的流程图。
具体实施方式
图1中按照示意性的、部分用方框表示的示意图表示形式为X射线计算机断层造影设备1的成像的医疗技术设备。该X射线计算机断层造影设备1包括一个支架，该支架具有固定部分2和在固定部分2内设置的、可围绕X射线计算机断层造影设备1的系统轴Z旋转的旋转框3。在旋转框3上设置了X射线源4，从其焦点F发出X射线射束RS，利用在图1中未表示的、但是公知的光阑将该X射线射束例如成形为扇形或者金字塔形。个在本实施例的情况下的多行X射线检测器5被相对X射线源4设置在旋转框3上。
此外，X射线计算机断层造影设备1还包括患者支撑台6，其具有底座7、升降柱8、底板部分9和支撑板10。在X射线计算机断层造影设备1的系统轴Z的方向上可在一个未详细表示的轨道上调整支撑板10。对支撑板10相对于底板部分9的调整在本实施例的情况下以电动机方式借助一个未明确表示但公知的电动机进行。
在本实施例的情况下患者P被支撑在支撑板10上，对该患者要执行一种医疗介入，在此，向患者P导入一个医疗器械，在示出的情况下是一个未详细表示的活组织检查针，用于从患者P的内部的组织G取一个组织试样。为了能够把活组织检查针准确地导入组织G内，利用X射线计算机断层造影设备1从患者P的身体内部获取图像，以便能够根据该患者P的图像信息为活组织检查针在患者P的身体表面上确定穿刺位置。为了从在支撑板10上支撑的患者P特别是从患者P的包括组织G的身体范围内获取图像信息，将支撑板10连同患者P移动到支架2的开孔13内或者穿过它。与患者P是以顺序方式还是螺旋方式在X射线计算机断层造影设备1的连续的台进给下检查无关，从X射线源4的焦点F发出的X射线射束RS穿透要检查的患者P的身体，击中X射线检测器5。在此，旋转框3连同X射线源4和X射线检测器5围绕X射线计算机断层造影设备1的系统轴Z或者围绕患者P旋转，其中从不同的投射方向获取患者P的X射线投影照片。在每次拍摄X射线投影时穿过患者进入的和由于穿透患者减弱的X射线辐射击中X射线检测器5。X射线检测器5在此产生相应于击中的X射线辐射的强度的信号。接着从用X射线检测器5确定的信号计算装置14以公知方式计算患者P被拍摄的区域的二维或者三维图像。为操作X射线计算机断层造影设备1，通常存在输入单元、如在图1中例示的键盘16和计算机鼠标17。
此外，在支架的固定部分2上设置了一个用于按照定义的方式相对于X射线计算机断层造影设备1的具有X射线源4和X射线检测器5的测量系统在患者P的身体表面上投射光图案的装置，以使在测量系统的坐标系和该用于投射光图案的装置的坐标系之间存在明确的关系。在本实施例的情况下，用于投射光图案的装置是具有适宜的光学器件的氦氖激光器装置20。该激光装置20这样设置在支架的固定部分2上，使得不妨碍对X射线投影的接收。
为了在患者P的身体表面上确定为活组织检查针的介入位置或者穿刺位置，在本实施例的情况下从患者P的与此相关的身体区域中重建多个二维的层图像或者截面图像，如已经提到的那样，将其在显示设备15上显示。为此所需要的对于患者P的相关身体区域的X射线投影的拍摄，在此在支撑板10或者患者P相对于患者支撑台6的底板部分9或者固定的旋转框3以及从而图像拍摄平面的开始位置z0开始、在结束位置z1结束。也就是说，如果接着重建患者P的该相关身体区域的一个指定层宽的层图像，则可以给每一该层图像根据所使用的重建参数分配支撑板10或者患者P相对于图像平面或者底板部分9的一个指定的Z位置，只要患者P在支撑板10本身上的支撑状态不改变。
为选择用于确定穿刺位置的层图像，医生例如可以借助于输入单元查阅患者P的不同的重建的层图像，并且在显示设备15上显示为确定活组织检查针在患者P的身体表面上的穿刺位置最适宜的层图像。根据在显示设备15上被选择、被显示的层图像，医生可以如图2所示通过一个相应的标记K′(在本例中是一个圆)表征对于活组织检查针的穿刺位置。为了能够将在被选择、被显示的层图像中作出的圆形标记K′转移到患者P的身体表面上，根据本发明使光栅LR′在被选择、被显示的层图像中淡入或者与截面图像重叠，并在该层图像中淡入的光栅LR′中确定穿刺部位的位置。图2中举例图示光栅LR′的淡入。光栅LR′的淡入在此与被显示、被选择的层图像的所谓的视野(FOV)适应，即光栅LR′的显示就大小和取向而言与患者P的显示相适应。优选地，在被选择、被显示的层图像中淡入在图3中表示的直线形光栅LR，它具有一个或者多个编码。如图3所示，编码可以是数字，该数字必要时具有符号，可以是在图3中明确表示的不同强度的线或者光栅线和/或是颜色编码。编码可以仅单独地或者也可以按照任意的组合与光栅LR′在患者P的被选择、被显示的层图像中淡入。因为在被选择、被显示的层图像的坐标系和X射线计算机断层造影设备1从而对于激光装置20的坐标系之间存在明确的关系，所以计算装置14可以确定支撑板10的属于患者P的被选择、被显示的层图像相对于X射线计算机断层造影设备1的测量系统的位置，并且通过控制引起支撑板10的移动的电动机来这样取得支撑板10的位置，使得带有激光装置20的光栅LR实际这样在患者P的身体表面上投射，使得光栅LR的实际投影基本相应于在图像中淡入的光栅LR′的投影。在此，计算装置14拥有用于调整支撑板10的相应的软件。这种情况在图1和2中示出，其中，光栅LR利用激光装置20在患者P的身体表面上的投影与光栅LR′在被选择的层图像中淡入的投影相对应。在此，光栅LR和LR′相对应。按照这种方式能够做到，医生在定位在被显示、被选择的层图像中淡入的光栅LR′的条件下并借助于实际在患者P的身体表面上投影的光栅LR，在患者P的身体表面上确定和标记穿刺位置，这例如可以通过计数光栅元件进行。也就是说，医生将根据被选择、被显示的层图像选择的穿刺位置转移到实际情况，即转移到患者P的身体表面上。由此确定了用于介入的穿刺位置，使得能够设置活组织检查针和进行对患者的介入。在此，必要时还由医生相应地根据显示的图像信息选择穿刺角。
在本实施例的情况下，光栅LR基本向X射线计算机断层造影设备1的图像拍摄平面投影。这是通常的情况，因为后继的介入大多在X射线检查下进行，亦即在为了后继的介入将标记向患者P的身体表面上转移时，患者P或者支撑板10已经以适宜的方式对准测量系统。然而，如果希望的话，光栅的投射不一定这样进行。相反，该投射也可以完全位于图像拍摄平面之外。
替代在图2中所示的带有平行光束的光栅的淡入，也可以如图4所示产生带有扇形光束的光栅。为此，在激光装置20上提供另一个适宜的光学器件。此外，为了产生光栅也可以设置多个激光器，在此，通过选择不同的激光器、亦即发射不同波长的光的激光器，可以实现颜色编码。
图5中按照流程图再次示出用于确定活组织检查针的穿刺位置的方法的流程。在此，单个方法步骤也可以调换。
成像的医疗技术设备通常不一定需要是X射线计算机断层造影设备。相反，其他图像产生医疗设备，例如用于获取患者P的图像信息的核磁共振设备、C型X射线设备或者超声设备也是适宜的。
光图案不一定需要按照光栅的形式实现。相反，其他允许从被显示的图像向表面转移位置的光图案也是适宜的。在此，光图案不一定需要具有编码。
光图案的淡入不一定需要在层或者截面图像内进行。相反，也可以在对象的透视图像或者3D图像中淡入，以便在对象的表面上确定一个指定的位置。

Claims (23)

1.一种成像的医疗技术设备，包括：用于对象(P)的支撑装置(6)，用于记录对象(P)的测量数据以产生对象(P)的图像的装置，用于显示从对象(P)获得的图像的装置(15)，以及在该设备(1)上固定设置的、用于在对象(P)的表面上投影光图案(LR)的装置(20)，其中，为了在对象(P)的表面上确定指定位置，将光图案(LR′)相应地在对象(P)的被显示的图像中淡入。
2.根据权利要求1所述的成像的医疗技术设备，其中，可在图像中确定所述指定的位置，并且如此调整带有对象(P)的支撑装置(6)，使得利用用于投影所述光图案的装置(20)将该光图案(LR)实际可在对象(P)的表面上这样投影，使得该实际投影基本与在图像中淡入的投影相对应。
3.根据权利要求2所述的成像的医疗技术设备，它包括计算装置(14)，该计算装置(14)基于在图像中进行的指定位置的确定来确定带有对象(P)的支撑装置(6)的调整路径，并引起对支撑装置(6)的相应的调整。
4.根据权利要求1至3之一所述的成像的医疗技术设备，其中，所述光图案是光栅(LR)。
5.根据权利要求1至4之一所述的成像的医疗技术设备，其中，所述光图案(LR)包括编码。
6.根据权利要求5所述的成像的医疗技术设备，其中，所述编码是通过不同强度的线、通过数字和/或通过颜色实现的。
7.根据权利要求1至6之一所述的成像的医疗技术设备，其中，这样进行光图案(LR′)在对象(P)的被显示的图像中的淡入，使得该光图案(LR′)的显示与对象(P)的显示相适应。
8.根据权利要求1至7之一所述的成像的医疗技术设备，其中，光图案(LR)在对象(P)的表面上的投射利用平行的或者扇形的光束进行。
9.根据权利要求1至8之一所述的成像的医疗技术设备，其中，所述用于在对象(P)的表面上投射光图案的装置(20)包括至少一个发射可见光的激光器。
10.根据权利要求1至9之一所述的成像的医疗技术设备，其为X射线计算机断层造影设备(1)。
11.根据权利要求10所述的成像的医疗技术设备，其中，所述用于在对象(P)的表面上投射光图案(LR)的装置(20)被设置在所述X射线计算机断层造影设备(1)的支架的固定部分(2)上。
12.一种用于为成像的医疗技术设备(1)确定对象(P)的表面上的指定位置的方法，其中，
-利用用于记录成像的医疗技术设备(1)的、设置在支撑装置(6)上的对象(P)的测量数据的装置，产生对象(P)的至少一幅图像，
-利用显示装置(15)显示从对象(P)获得的图像，以及
-为了在对象(P)的表面上确定指定的位置而在对象的被显示的图像内淡入光图案(LR′)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在图像中确定指定的位置，并且如此地调整带有对象(P)的支撑装置(6)，使得光图案(LR)实际利用在成像的医疗技术设备(1)上固定设置的、用于投影该光图案的装置(20)在对象(P)的表面上这样投影，使得实际投影基本相应于在图像中淡入的投影。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，利用计算装置(14)基于在图像中进行的指定位置的确定来确定带有对象(P)的支撑装置(6)的调整路径，并且引起支撑装置(6)的相应的调整。
15.根据权利要求12至14之一所述的方法，其中，所述光图案是光栅(LR)。
16.根据权利要求12至15之一所述的方法，其中，所述光图案(LR)包括编码。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述编码是通过不同强度的线、通过数字和/或通过颜色实现的。
18.根据权利要求12至17之一所述的方法，其中，这样进行光图案(LR′)在对象(P)的被显示的图像中的淡入，使得该光图案(LR′)的显示适应于对象(P)的显示。
19.根据权利要求12至18之一所述的方法，其中，利用平行的或者扇形的光束进行光图案(LR)在对象(P)的表面上的投射。
20.根据权利要求12至19之一所述的方法，其中，所述用于在对象(P)的表面上投射光图案(LR)的装置(20)包括至少一个发射可见光的激光器。
21.根据权利要求12至20之一所述的方法，其中，所述成像的医疗技术设备是X射线计算机断层造影设备(1)。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，将所述用于在对象(P)的表面上投射光图案(LR)的装置(20)设置在所述X射线计算机断层造影设备(1)的支架的固定部分(2)上。
23.根据权利要求12至22之一所述的方法，其用于确定指定的医疗介入位置。
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