CN102415899A - X射线图像拍摄方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种为了改进诊断而用于在使用具有可旋转的机架(10)的X射线诊断装置的情况下拍摄在检查对象(17)的器官或空腔器官中的造影剂的动态流入或流出过程的方法，该X射线诊断装置具有两个布置在机架中的计算机X射线断层造影拍摄系统和第二拍摄系统(特别是血管造影拍摄系统)，所述方法具有步骤：借助所述血管拍摄系统(20)在造影剂流入或流出过程期间拍摄一系列检查对象的器官或空腔器官的投影图像，借助CT拍摄系统(21)拍摄和重建检查对象的器官或空腔器官的三维体积图像，所述一系列投影图像或一系列投影图像的图像截面与三维体积图像至少部分地叠加(22)，并且显示(23)所述通过投影图像叠加的三维体积图像。

Description

X射线图像拍摄方法
技术领域
本发明涉及一种用于拍摄在检查对象的器官或空腔器官中的造影剂的动态流入或流出过程的方法。
背景技术
X射线诊断系统属于医疗成像标准并且例如用于介入治疗。血管造影系统(一般常是C形臂X射线系统)例如用于血管和心脏病症的治疗监视以及用于肿瘤的最小侵入治疗。其通过其具有以矩阵布置的像素元件的平板X射线探测器提供一个极高的位置分辨率(像素大小大约150μm)并且可以用于二维以及三维的成像(西门子公司的所谓达DynaCT)。但在低对比度分辨率和拍摄速度的情况下经典的计算机断层X射线造影设备在三维成像中总是占优；另一方面，该经典的计算机断层X射线造影设备在分辨率和拍摄范围(Aufnahmefeld)方面在二维成像中具有缺点。
为了能够利用两个系统的优点，例如由DE 19802405B4公开了一种X射线诊断装置，其中将两个拍摄系统布置在可旋转的机架上：一个具有多行形X射线探测器的CT拍摄系统和一个具有平面形X射线探测器的血管拍摄系统。利用CT拍摄系统可以实现公知的CT模式，例如利用患者台的所谓停送进给(Stop-Shoot-Vorschub)对按顺序的层进行拍摄或者利用患者台的连续进给和连续机架旋转进行螺旋成像。利用血管拍摄系统可以实现两个公知的模式：利用不动的机架进行二维透视成像以及利用连续或顺序旋转的机架进行三维旋转成像(例如DynaCT)。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，借助这种X射线诊断装置设置一种方法，该方法确保了特别直观地显示诸如造影剂流入或流出的动态过程。
按照本发明的方法用于在使用具有可旋转的机架的X射线诊断装置的情况下拍摄在检查对象的器官或空腔器官中的造影剂的动态流入或流出过程，该X射线诊断装置具有两个布置在机架中的拍摄系统，其中，计算机X射线断层造影拍摄系统具有第一X射线源和在第一X射线源对面布置的具有一串单个探测器的计算机X射线断层造影X射线探测器，而第二拍摄系统(特别是血管造影拍摄系统)具有第二X射线源(其相对于第一射线源错开地布置)和在第二X射线源对面布置的具有矩阵形布置的像素元件的平面形X射线探测器，该方法具有如下的步骤：
-借助血管拍摄系统在造影剂流入或流出过程期间拍摄一系列检查对象的器官或空腔器官的投影图像，
-借助CT拍摄系统拍摄和重建检查对象的器官或空腔器官的三维体积图像，
-一系列投影图像或该系列投影图像的图像截面(Bildausschnitte)与三维体积图像至少部分地叠加，并且
-显示通过投影图像叠加的三维体积图像。
通过按照本发明的方法可以确保特别精确地、可良好识别地以及由上述原因可易于诊断地显示出在检查对象的空腔器官或器官中的造影剂的流入或流出的动态过程。通过将上述动态过程的二维投影图像与检查对象的静态状态(例如完全填满)的三维体积图像叠加可以以简单的方式以高的图像质量显示在检查对象的详细的解剖结构中造影剂在时间上以及空间上的进展。由此，本发明的方法支持例如对空腔器官/器官的流动干扰进行特别精确的诊断并且由此明显简化对检查对象的器官或空腔器官的由疾病引起的改变的解释。X射线诊断装置的两个拍摄系统互相固定的几何布置并且由此在三维体积图像和二维投影图像之间的简单和无错的对应被用于显示时的简化。
按照有利的方式在流入或流出过程之前或之后拍摄三维图像，特别是在检查对象的就造影剂来说的静态状态期间。为此一个示例是器官或空腔器官完全用造影剂填满的阶段；另一个示例是向检查对象输送造影剂之前的阶段。
按照本发明的一种替换，所述一系列投影图像是在机架旋转期间拍摄的并且上述投影图像是拍摄系统在相对于检查对象的不同拍摄位置上拍摄的。按照另一种替换，上述系列投影图像是在不动的机架上，也就是拍摄系统在相对于检查对象的唯一一个拍摄位置上拍摄的。
按照本发明的实施方式这样进行叠加，使得将在不同时刻拍摄的投影图像或投影图像的图像截面以不同的颜色显示。特别地，借助在三维体积图像中淡入(einblendt)的色彩梯度(Farbverlauf)显示在空腔器官或器官中的造影剂的进展(Progression)。
按照本发明的另一种实施方式，在显示装置上可旋转地显示叠加出的三维体积图像，也就是这样，即可以从所有侧面观察三维体积图像。在此，可以在观察者的眼前手动或自动地旋转显示内容。
按照本发明的另一种实施方式，每次显示的可旋转的三维体积图像的图像视图是这样的，即每次淡入对应于各个示出的图像视图的投影图像或投影图像的图像截面。对应于图像视图的投影图像被理解为某一拍摄位置的投影图像，该拍摄位置的投影图像投影到同一个平面内，该平面在显示中是当前的观察平面。也就是例如规定不能在该图像视图中淡入在另一个拍摄位置上拍摄的投影图像。
在图像视图不存在相应的投影图像的情况下，确定(也就是例如计算)在两个相邻的图像视图的投影图像之间内插的投影图像、与三维X射线图像叠加并且在显示器上淡入。
附图说明
本发明以及按照本发明的其它优选的实施方式下面结合在附图中示意性示出的实施例来详细解释，而不会由此将本发明限制到这些实施例。附图中：
图1示出了具有两个拍摄系统的公知的X射线诊断装置，
图2示出了按照本发明的方法的顺序并且
图3示出了具有叠加的色彩梯度的三维体积图像的显示。
具体实施方式
在图1中示出的公知的X射线诊断装置在机架10中具有一个具有第一X射线源11和CT-X射线探测器13的计算机X射线断层造影(CT)拍摄系统以及一个具有第二X射线源12和第二平面图像X射线探测器14的血管造影拍摄系统。在CT拍摄系统中第一X射线源11发出扇形射线19，而CT-X探测器13成拱形并且由一串单个探测器(例如512个)组成。为了扫描布置在患者台18上的检查对象17，CT拍摄系统借助机架10围绕检查对象17旋转360°；所拍摄的数据组可重建为一幅三维体积图像。
血管拍摄系统具有第二X射线源12和平面图像X射线探测器14；第二X射线源将锥形的X射线16发送到平面图像X射线探测器14。在从第一X射线源11到CT-X射线探测器13的第一中垂线和从第二X射线源12到平面图像X射线探测器14的第二中垂线之间存在一个位错角(Versetzungswinkel)，该位错角可以用于描述在CT拍摄系统和血管拍摄系统之间的位错(Versetzung)。位错角优选是90°。借助血管拍摄系统在静止的机架中以及在旋转的机架中都可以拍摄(二维)投影图像。一系列在旋转的机架中拍摄的投影图像也可以被重建为一幅三维图像。例如在DE 19802405B4中所描述的那样，可以同时或交替地运行CT拍摄系统和血管拍摄系统。为了控制X射线诊断装置例如设置控制CT拍摄系统以及血管拍摄系统的系统控制。这种系统控制可以由控制PC构成。
用于在三维体积图像和投影图像之间进行叠加所必要的、在CT拍摄系统的三维体积图像和血管拍摄系统的投影图像之间的配准例如可以如下进行：在考虑到在CT拍摄系统和血管拍摄系统之间的几何布置的情况下确定借助血管拍摄系统拍摄的二维投影图像相对于三维体积图像的投影方向。因为在CT拍摄系统和血管拍摄系统之间的几何布置在机架上是固定和已知的(位错角)，可以以简单的方式导出血管拍摄系统相对于CT拍摄系统的投影方向并且通过这种方式确定在三维体积图像中的投影方向。然后根据三维体积图像或数据组(由所述数据组重建三维体积图像)，例如借助计算单元对于血管拍摄系统的确定的投影方向模拟二维投影图像。这种根据CT数据组模拟的二维投影图像是公知的并且也称为DDR(Digitally ReconstructedRadiograph数字重建的射线照片)。于是，例如通过考虑放大因数，使借助血管拍摄单元拍摄的二维投影图像与对于相同投影方向的根据三维数据组模拟的二维投影图像相互匹配。然后将所拍摄的二维投影图像在使用模拟的二维投影图像的情况下与三维体积图像叠加；可选地，例如可以在X射线诊断装置的显示单元上显示叠加的图像。
按照本发明的方法特别适用于描述诸如造影剂流入空腔器官或器官的动态过程以及由此对于使用者简化了诊断。
在图2中示出了按照本发明的方法的步骤。整个方法例如可以由X射线诊断装置的系统控制来控制；对于图像处理和显示可以使用图像系统。在第一步骤20中借助血管拍摄系统拍摄检查对象的器官或空腔器官的一系列投影图像。拍摄恰好在时间间隔期间进行，在该时间间隔中事先由动脉或静脉给检查对象注射的造影剂流入(wash-in；24)空腔器官或器官。由此该系列投影图像记录了造影剂到空腔器官或器官的流入。该系列投影图像或者可以在机架不移动的情况下(也就是在血管拍摄系统的一个唯一的拍摄位置上)或者在机架围绕检查对象旋转的情况下(也就是在不同的拍摄位置(投影角度))被拍摄。可以如下地处理该系列投影图像：例如可以进行噪声修正或可以减去遮盖图像(Maskenbild)，以便仅对通过空腔器官的造影剂的流动进行成像。除了流入之外也可以拍摄造影剂在空腔器官或器官中的流出(wash-out)。
在第二步骤21中借助CT拍摄系统以公知的方式建立三维体积图像，特别是根据被重建为三维图像的一系列二维CT图像。上述拍摄例如恰好在填满阶段25进行，也就是在空腔器官或器官用造影剂完全填满的时间间隔。第二步骤21也可以在造影剂流出之后进行或者时间上在第一步骤20前面进行，也就是例如在造影剂注射之前。对于流入以及在之后的填满阶段中进行的CT拍摄的情况，借助血管拍摄系统探测到的流入也可以作为触发器用于启动CT拍摄系统(angiographisches Bolus Tracking血管造影片剂跟踪)。
在第三步骤22中将重建的三维体积图像与一系列投影图像(按照处理或未处理版本)或该系列投影图像中的至少一部分或与由该系列形成的截面进行叠加，并且在第四步骤23中显示。在此也可以在显示之前或在显示的同时进行叠加，也就是在线进行叠加。上述三维体积图像例如显示为MIP(maximum intensity projection最强投影)或VRT(volume rendering technique体积渲染技术)，其中，拍摄的空腔器官或器官可旋转地显示在显示单元上，以便从不同的侧面和由不同的角度产生图像视图。这些角度可以与在血管拍摄系统的对应的拍摄位置(投影角度)上的投影图像相关联。这样，对于上述三维体积图像的当前图像视图可以在该三维体积图像上逐渐变亮(aufblenden)地分别示出相应的投影图像或经过处理的投影图像。也就是，当上述三维体积图像在显示装置上旋转时，相应于当前的图像视图变换各个平滑转化(ueberblenden)的投影图像。
除此之外，借助投影图像以色彩梯度示出了造影剂的时间上和空间上的进展。这例如在图3中依据空腔器官26在显示屏27上作为三维体积图像以平滑转化的色彩梯度28示出。这例如可以这样实现，即从投影图像分别减去遮盖图像，以便仅对通过空腔器官的造影剂流动进行成像，并且将经这样处理的投影图像染色并与三维体积图像叠加。色彩梯度例如可以是这样，即，采用中性黄色色调通过逐渐添加红色色调至中性红色色调等作为色彩梯度。
即使在机架旋转的情况下拍摄投影图像并且由此存在大量在不同的拍摄位置上的投影图像，对于当前显示的三维体积图像的图像视图还是会出现不存在在与之相应的拍摄位置上拍摄的投影图像的情况。对于这种情况可以模拟一个或多个内插的投影图像，其中，对于内插分别采用在相邻的拍摄位置上拍摄的投影图像。将模拟的投影图像如拍摄的投影图像一样叠加并且在三维体积图像的相应的图像视图上平滑转化地显示。同样，可以模拟并且淡入用于表示造影剂的时间上和空间上的进展的色彩梯度。
对于在不动的机架中，也就是仅在一个唯一的拍摄位置上借助血管拍摄系统拍摄投影图像的情况，仅在一个固定的观察角度下实现静态的CT解剖结构和动态的血管之间的相互关系。
作为按照本发明的方法的最终结果产生空腔器官或器官的空间上的三维体积图像，可以在不同的图像视图和角度下观察该三维体积图像并且在该三维体积图像中对每个角度用色彩编码记录所述流动。
本发明可以以如下的方式简要概括：
为了改进诊断，应用一种在使用具有可旋转的机架的X射线诊断装置的情况下拍摄在检查对象的器官或空腔器官中的造影剂的动态流入或流出过程的方法，该X射线诊断装置具有两个布置在机架中的拍摄系统，其中，计算机X射线断层造影拍摄系统具有第一X射线源和在该第一X射线源对面布置的具有一串单个探测器的计算机X射线断层造影X射线探测器，而第二拍摄系统(特别是血管造影拍摄系统)具有第二X射线源(其相对于第一射线源错开地布置)和在第二X射线源对面布置的具有矩阵形布置的像素元件的平面形X射线探测器，该方法具有如下的步骤：
-借助血管拍摄系统在造影剂流入或流出过程期间拍摄检查对象的器官或空腔器官的一系列投影图像，
-借助CT拍摄系统拍摄和重建检查对象的器官或空腔器官的三维体积图像，
-将上述系列投影图像或该系列投影图像的图像截面与三维体积图像至少部分地叠加，并且
-显示通过投影图像叠加的三维体积图像。

Claims (8)

1.一种用于在使用具有可旋转的机架(10)的X射线诊断装置的情况下拍摄在检查对象(17)的器官或空腔器官中的造影剂的动态流入或流出过程的方法，该X射线诊断装置具有两个布置在所述机架中的拍摄系统，其中，包括计算机X射线断层造影拍摄系统，其具有第一X射线源(11)和在该第一X射线源(11)对面布置的具有一串单个探测器的计算机X射线断层造影X射线探测器(13)；和第二拍摄系统，特别是血管造影拍摄系统，其具有相对于所述第一射线源(11)错开地布置的第二X射线源(12)和在该第二X射线源(12)对面布置的具有矩阵形布置的像素元件的平面形X射线探测器(14)，所述方法具有如下的步骤：
-借助所述血管拍摄系统(20)在所述造影剂流入或流出过程期间拍摄所述检查对象(17)的器官或空腔器官的一系列投影图像，
-借助所述CT拍摄系统(21)拍摄和重建所述检查对象(17)的器官或空腔器官的三维体积图像，
-所述一系列投影图像或所述一系列投影图像的图像截面与所述三维体积图像至少部分地叠加(22)，并且
-显示(23)，特别是交互地显示，所述通过投影图像叠加的三维体积图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述三维图像在流入或流出过程之前或之后被拍摄。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述机架(10)旋转期间拍摄所述一系列投影图像以及在不同的拍摄位置上拍摄所述投影图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在机架(10)不动的情况下拍摄所述一系列投影图像。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述叠加这样进行，使得将在不同时刻拍摄的投影图像或所述投影图像的图像截面以不同的颜色显示。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述叠加的三维体积图像能够被旋转地显示。
7.根据权利要求3，5和6所述的方法，其中，分别显示的所述可旋转的三维体积图像的图像视图是这样的，即对应于所述图像视图的投影图像或所述投影图像的图像截面是淡入的。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述图像视图不存在相应的投影图像的情况下，确定和淡入在两个相邻的图像视图的投影图像之间内插的投影图像。
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