CN1736334A - 用于在断层造影设备中调节扫描区的方法和装置 - Google Patents

用于在断层造影设备中调节扫描区的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于在断层造影设备中调节扫描区的方法和装置。为方便、快速和直观地对断层造影设备(1)的扫描区(S)进行调节提出了一种方法和一种与此相应的装置(10)。在那里，通过手势动作来指示配属于该断层造影设备(1)的患者卧榻(6)上额定扫描区(S′)的至少一个边缘点(R1，R2)，借助一个布置在该患者卧榻(6)参考点(13)处的距离传感器(11)来测量所述被指示边缘点(R1，R2)至该参考点(13)的距离，从所测得的距离导出被指示边缘点(R1，R2)相对于该患者卧榻(6)的位置，然后调节该断层造影设备(1)实际扫描区(S″)的一个相应边缘与该导出的位置相适配。

Description

用于在断层造影设备中调节扫描区的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在断层造影设备中调节扫描区的方法。本发明还涉及一种用于实现该方法的装置。在此，称作断层造影设备的通常是指一种按照分层成像方法工作的医学技术设备、尤其是计算机断层造影设备或磁共振断层造影设备。
背景技术
尤其在对患者进行计算机断层造影前首先要确定所谓的扫描区。扫描区是指该待检查的患者在对彼此相邻的身体层作连续拍摄的检查过程中被扫描的身体区域以及患者卧榻上与这部分身体区域相应的区域。
迄今为止，确定此扫描区通常借助在实际检查的准备阶段拍摄的一幅内存储信息位置图示相片(Topogrammbild)来实现，在远离患者的计算机工作位置借助合适的位置输入装置(如鼠标、跟踪球)在此内存储信息位置图示相片中选择所希望的扫描区。
在这种情况下，其缺点主要是：为建立该内存储信息位置图示相片，该患者必不可少地面临一次来自X射线的一定射线照射。此外，值得期望的是在距患者较近处调节该扫描区。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可方便实现和方便操作的调节扫描区的方法。此外本发明要解决的技术问题是提供一种特别合适的、特别方便操作的用于实现该方法的装置。
对于在断层造影设备中调节扫描区的方法，上述技术问题按照本发明是这样加以解决的：
-通过手势动作来指示配属于该断层造影设备的患者卧榻上额定扫描区的至少一个边缘点；
-通过至少一个布置在该患者卧榻参考点处的距离传感器来测量被指示边缘点至参考点的距离；
-从该测得距离或每个测得距离导出被指示边缘点相对于该患者卧榻的位置；
-调节该断层造影设备实际扫描区的一个对应边缘与该测得的位置相适配。
对于相应的装置，上述技术问题按照本发明是这样加以解决的：用于调节断层造影设备扫描区的装置包括至少一个安装在一患者卧榻参考点处、用于测量被指示边缘点至该参考点距离的距离传感器以及一个分析模块，该分析模块被设计成借助所述或每个测得距离获知被指示边缘点相对于患者卧榻的位置，且调节该断层造影设备实际扫描区的一个对应边缘与被指示的边缘点相适配。
这样一来，一个使用者、即一名放射操作人员在配属于该断层造影设备的患者卧榻旁或附近、从而距患者很近地通过手势动作来指示待调节扫描区(或额定扫描区)的至少一个边缘点。在这里，被称作手势动作的是指该使用者用裸手或借助一个如指示牌、平板等那样的指示物体来完成的相应手势。按照本发明，此时用于实现该方法的装置被设计成自动地测量被指示的边缘点相对于患者卧榻的位置、尤其是该手或指示物体的位置，且使该断层造影设备实际调节形成的扫描区(或实际扫描区)的一个对应边缘与所测算出的位置相适配。
在这种情况下，按照本发明规定：首先对由手势动作指示的边缘点到至少该患者卧榻的一个参考点之间的距离进行测量，其中从该测得距离或每个测得距离导出被指示边缘点相对于该患者卧榻的位置。对于这样一种距离测量，该装置包括至少一个布置在参考点处、尤其是与患者卧榻位置相固定的参考点处的距离传感器。这样一种优选采用红外技术或激光技术通过渡越时间测量或三角方法来测量其到被指示边缘点距离的距离传感器是可以在商业上以较低价格买到。
采用上述方法和相应的装置可以方便地在患者近处直观地调节扫描区，这样一来尤其还可以使得扫描区调节出现误差的危险减到最小。此外，可方便地且省时地进行操作，这尤其从临床医疗过程经济性的观点来看越来越有意义。
这样一种距离测量可相宜地以平行于该患者卧榻朝向使用者的纵边方式进行。在这种情况下，至少一个用作距离测量的距离传感器尤其是布置在该患者卧榻上一个被视作参考点的纵向端部上。
可选择采用多个位于不同参考点、尤其是位于患者卧榻上沿纵边对置的两个终端处的距离传感器。这样一来，还可以利用具有较小有效作用距离的距离传感器在患者卧榻整个长度上进行测量。这种具有约一米典型有效作用距离的距离传感器在价格上是特别便宜的。
为提高测量精度以及为避免如常用距离传感器因受三角测量法原理限制在近区可能出现的摸棱两可的距离测量结果，在一个参考点上并联两个具有不同有效作用距离的距离传感器是有利的。
在本方法相宜的扩展设计中，使用者不仅指示该额定扫描区的头侧边缘点，也指示其脚侧的边缘点，其中，对这两边缘点测量各自相对于患者卧榻的位置，且调节该断层造影设备的实际扫描区与该患者卧榻上两边缘点之间形成的纵向区域相适配。
不仅从卫生学观点，而且从操作快速简单考虑，优选对被指示的边缘点的位置采用无接触方式测量，使用者在指示边缘点时既不必接触患者卧榻，又不必接触该装置。但作为一种替换方式，也还可以设置一种带有接触性质的位置给定方式。在这种情况下，使用者指示边缘点的手势动作在于接触或操作一种合适的对接触敏感的距离传感器，例如一线性电位器或类似物。
为了可靠避免因疏忽而对扫描区出现误调节，优选将对由手势动作指示的边缘点所测得的位置通过光学信号反馈给使用者。为实现此反馈，该装置优选包括一个指示部件，该指示部件由一排沿患者卧榻纵边走向的发光二极管方便且低成本地实现。在此，作为其替换方式，也可将一个通过作光标记来反馈已调节扫描区的标记用激光器作为指示部件。另一种指示已调节的扫描区的替换可能性是通过在一个使用者可看到的患者和患者卧榻的电视图像中用一个聚焦标记表征所测得的每个被指示边缘点位置来实现的。
优选该断层造影设备实际扫描区的适配是在使用者认为所反馈的所述或各个被指示边缘点位置正确并予以认可后才进行。为此，本装置包括一个布置在患者卧榻旁或附近的操作件，尤其是设计成操作按键或类似物。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明：
图1以示意俯视图的方式示出了一台用于调节计算机断层造影设备(以断面方式示出)的扫描区的装置以及一个在调节标定该扫描区头侧边缘点的使用者；
图2在如图1的示图中示出了随后调节设定该扫描区脚侧边缘点的使用者；
图3在如图1的示图中示出了在完成该扫描区调节后的装置和使用者；
图4在如图1的示图中示出了本发明装置的一种替换实施方式。
在这些附图中彼此相应的部件和尺寸始终采用同样的附图标记。
具体实施方式
图1以水平视图的方式示意地示出了一台计算机断层造影设备，以下简称为断层造影设备1。该断层造影设备1包括一个所谓的机架2，即一个基本为环状的支承架，在其中心通孔3四周以传统的方式可转动地放置着一个在图中未示出的X射线发射-检测单元，从而可以得到从不同的投射方向对一个下面称作拍摄平面4的盘状空间所拍摄的X射线相片。在此，该拍摄平面4大体位于该通孔内部的中间位置，且垂直于该通孔的轴5。
该断层造影设备1还包括一个呈台状或床状的患者卧榻6，该患者卧榻可沿着推入方向7行进到通孔3中以作实际检查。图1和2示出的患者卧榻处于完全从通孔3拉出的位置，其上躺着一名患者8。
在计算机断层造影检查的过程中，其上躺有患者8的患者卧榻6这样被推入机架2的通孔3中，使得该患者的一个待检查身体区域位于该拍摄平面4的轴向高度上。于是，沿着X射线发射-检测单元的不同径向环绕着轴5拍摄该拍摄平面4及位于该平面内的身体组织的X射线相片，且在计算机中组成一幅身体断层的灰度梯度示图。为了可以对患者那些轴向尺寸超过拍摄平面4轴向厚度的身体区域进行拍摄，使该患者卧榻6的轴向位置相对于机架2作步进式变化，这样拍摄了该患者8身体中彼此相邻层的相片。各层照片在计算机内组成该患者身体的一幅三维图。
上面描述的将患者卧榻6相对于机架2作步进式位置变化以及分别对另一身体层作相应拍摄的过程称作“扫描”。为完成这样的扫描，尤其要求给出相应的扫描区S，这说明应当在该患者卧榻6相对于该拍摄平面的什么轴向位置时拍摄一连续系列彼此相邻断层相片的第一幅和最后一幅。相对于患者卧榻6和患者8，该扫描区S尤其具有一个头侧边缘R1和一个脚侧边缘R2。在本说明书的范围内，在额定扫描区S′(即在下述方法中应当调节的扫描区)和实际扫描区S″(即作为过程参数向该断层造影设备1事实上预先给定的扫描区)之间是存在着正式区别的。
为了使一使用者9、即放射操作人员可以在靠近患者处直观、快速地调节扫描区S，按照本发明为该患者卧榻6配设了一台用于调节扫描区S的装置10。该装置10具有一个距离传感器11，该传感器安装在该患者卧榻上置于该患者卧榻6一纵边12侧面的终向端部13处。该距离传感器11尤其是一种商业上可买到的光学测距仪，该光学测距仪利用红外技术或激光技术通过渡越时间测量法或三角测量法来测得沿着一束测量射线14方向布置的物体的距离。该距离传感器11相对于患者卧榻6这样来对准，使得其测量射线14平行于纵边12行进。
该装置10还包括一个分析模块15，该分析模块优选是该断层造影设备1系统控制部分(图中未示出)的一个软件组成部分。由距离传感器11将一个测量信号d(相应于所测得的该距离传感器和检测物体之间的距离)传送到该分析模块15。
该装置10还包括一个为沿着该纵边12延伸的成排发光二极管形式的指示单元16，由分析模块15通过一控制信号p来控制该指示单元。
此外，该装置10包括一个安装在该患者卧榻6纵边12处的按键17作为操作件，其与分析模块15相连接以传送操作信号b。
为确定或改变扫描区S，使用者9面对着该患者卧榻6的纵边12，从而直接面对着躺于该卧榻上的患者8，通过他将一个手18(必要时借助一个如指示牌、平板或纸板等那样的指示物体)置于该纵边12上该患者卧榻6所希望的轴向位置处、从而保持在该距离传感器11的测量射线14中，以指示该额定扫描区S′。此时，该距离传感器11测得手18(或该指示物体)到该距离传感器11所在纵向端部13的距离，且将相应的测量信号d传送给分析模块15。
该分析模块15将该距离传感器11相对于患者卧榻6的安装位置(在上述情况也就是纵向端部13)作为参考点，并借助此参考点和测量值计算被指示的边缘点R1或R2相对于患者卧榻6所占据的轴向位置。为了将所测算出的位置反馈给该使用者，该分析模块15这样来控制指示部件16，即，使得所有布置在该距离传感器11和所计算出的手18的位置之间的发光二极管19都被激活，而该指示单元16中的从该位置起位于头侧部分中的发光二极管20则未被激活。于是，使用者得到一个光学反馈信号，他借助该反馈信号可以核查：由他所指示出的额定扫描区S′的边缘点R1或R2是否已被分析模块15正确地识别。
如果是这样，则该使用者9用另一个手21操作按键17，于是通过向分析模块15发出操作信号b认可对所指示的边缘点R1或R2测得的位置是正确的。该分析模块15在得到该操作信号时接受该边缘点R1或R2测得的位置，且将其锁定。
为了完整确定扫描区S，需要按照图1和图2确定两个边缘点R1和R2。图1示意性地示出将头侧的边缘点R1确定为第一边缘点。图2示出了一个紧随此后的第二方法步骤，在此步骤中使用者9规定脚侧边缘点R2作为第二边缘点。从图2尤其可以得知：分析模块15通过相应对该指示单元16的控制，使与已确定的头侧边缘点R1位置对应的发光二极管22与其周围的发光二极管20形成反差，从而在调节第二边缘点R2期间继续指示该已确定的头侧边缘点R1位置作为辅助定位。
一旦使用者9通过再一次按压按键17也认可该第二边缘点R2是正确的，则该分析模块15就测算作为该患者卧榻6上界于所确定的边缘点R1和R2之间的轴向区域的当前扫描区S，并将该扫描区作为实际扫描区S″传送给该断层造影设备1的系统控制部分。边缘点R1和R2按照图3通过控制相应的发光二极管22继续保持指示以作为使用者9的辅助性定位参考。
这种用于调节扫描区S的方法到此已结束。通过存储在该断层造影设备1系统控制部分中的实际扫描区S″确保在检查期间仅仅对位于边缘点R1和R2之间的患者8身体区域内部进行数据采集或拍摄。
优选规定，该使用者通过一预先给定的对按键17的操作模式、例如通过将按键17摁压一预先给定的操作时间来清除所存储的实际扫描区S″或所确定的边缘点R1和R2，以便按照图1至图3的顺序重新开始调节扫描区S。
图4描述了该装置10的一种替换实施方式。此实施方式与前面描述的实施方式的区别首先在于：设置了两个分别布置在该纵边12两纵向端部13处的距离传感器11，其中两距离传感器11的测量射线14沿着该纵边12而彼此方向相对。在此实施方式中可以利用商业上价格比较便宜的、具有数量级为一米的较短有效作用距离的距离传感器11，其中通过采用两个距离传感器11且将它们对向布置仍然达到了足以覆盖整个纵边12的测量长度。在采用以三角测量法为基础而工作的测距仪中，优选每个距离传感器11包括两个平行布置的、具有不同有效作用距离(例如1m和30cm)的测距仪，以避免出现如在采用单个这样的测距仪在近区可能出现的不确定的测量值d。
图4所示实施方式与前面所描述的该装置实施方式的另一个不同之处在于采用一个标记用激光器来代替一排发光二极管作为指示单元16。该标记用激光器由分析模块15这样进行控制，使得该标记用激光器在患者卧榻6上与分析模块15测得的、被使用者9指示的边缘点R1位置相应的位置处产生一光标M。

Claims (13)

1.一种用于调节一断层造影设备(1)的一扫描区(S)的方法，其中，
-首先，通过手势动作来指示配属于该断层造影设备(1)的一患者卧榻(6)上的一额定扫描区(S′)的至少一个边缘点(R1，R2)；
-然后，通过至少一个布置在该患者卧榻(6)参考点(13)处的距离传感器(11)来测量所述被指示边缘点(R1，R2)至该参考点(13)的距离；
-随后，从所述或各个测得距离导出所述被指示边缘点(R1，R2)相对于该患者卧榻(6)的位置；
-最后，调节该断层造影设备(1)实际扫描区(S″)的一对应边缘与所测算出的位置相适配。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：确定平行于该患者卧榻(6)的纵边(12)所形成的、从被指示边缘点(R1，R2)至作为参考点的患者卧榻(6)的一纵向端部(13)的间距。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：指示所述额定扫描区(S′)的一个头侧边缘点(R1)和一个脚侧边缘点(R2)，且测出每一边缘点(R1，R2)各自的位置，其中，调节所述实际扫描区(S″)与所述患者卧榻(6)在两边缘点(R1，R2)间形成的纵向区域相适配。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：所述被指示的边缘点(R1，R2)的位置用无接触的方式测得。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：所测得的被指示边缘点(R1，R2)的位置通过一光学信号反馈给使用者(9)。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：当所述使用者(9)认定所述被指示边缘点(R1，R2)的反馈位置正确时，则接受所测得的该被指示边缘点(R1，R2)的位置，以调节适配所述实际扫描区(S″)。
7.一种用于调节一断层造影设备(1)的一扫描区(S)的装置(10)，它包括至少一个安装在一患者卧榻(6)的一参考点(13)处、用于测量一通过手势动作指示的一额定扫描区(S′)的边缘点(R1，R2)至该参考点(13)距离的距离传感器(11)以及一分析模块(15)，该分析模块被设计成，借助所述或每个测得距离测算所述被指示边缘点(R1，R2)相对于该患者卧榻(6)的位置，且调节该断层造影设备(1)的实际扫描区(S″)的一对应边缘与所述被指示的边缘点(R1，R2)相适配。
8.按照权利要求7所述的装置(10)，其特征在于：采用红外传感器作为距离传感器(11)。
9.按照权利要求7所述的装置(10)，其特征在于：采用激光传感器作为距离传感器(11)。
10.按照权利要求7至9中任一项所述的装置(10)，其特征在于：采用一光学指示单元(16)来反馈所测得的被指示边缘点(R1，R2)的位置。
11.按照权利要求10所述的装置(10)，其特征在于：所述光学指示单元(16)由一排发光二极管来实现。
12.按照权利要求10所述的装置(10)，其特征在于：所述光学指示单元(16)由一标记用激光器来实现。
13.按照权利要求7至12中任一项所述的装置(10)，其特征在于：采用一设置在所述患者卧榻(6)旁或附近、用于对所测得的被指示边缘点(R1，R2)位置作肯定认可的操作部件(17)。
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