CN1754190A - 将运动对象的计算机断层造影的现有依赖时间/阶段的原始数据组处理成三维图像序列的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于处理运动对象(优选为跳动的心脏)的计算机断层造影的现有依赖于时间/阶段的原始数据组的方法和装置,以便产生用于显示对象运动的3D图像组的图像序列,其中所述方法具有下列方法步骤:从CT扫描的现有原始数据组中计算并显示一个对于任意运动阶段的任意取向的三维参考显示;确定所希望的待计算的图像序列的计算参数Ri;一次性地将该计算参数Ri传送给计算过程;并且利用该给定的计算参数Ri自动地建立整个图像序列。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于处理运动对象的计算机断层造影的现有依赖于时间/阶段的原始数据组的方法,以便产生用于显示对象运动的3D图像组的图像序列,其中,该运动对象优选为跳动的心脏。
背景技术
计算机断层造影设备技术是一般地公知的。与此相关地,参看下列两篇文献:“Bildgebende System für medizinische Diagnostik”,ISBN 3-89578-002-0,特别是第5和9章,以及“Computertomographie”,ISBN 3-89578-082-0,特别第3章(尤其是第3.4节)。
在专利文献中同样描述了适合于对周期的心脏运动进行三维显示的心脏计算机断层造影设备。例如,参见本发明中请人的专利公开文献DE 19957082A1,DE 19957083A1,DE 19842238A1,DE 19842240A1,DE 19740214A1以及DE19622075A1。
借助于这种心脏CT设备可以通过产生心脏在整个运动变化中的三维照片来显示心脏的运动。也就是说,可以产生一个图像序列,该图像序列以电影的形式、通过依次排列多个在时问上错开的3D图像组而三维地显示出心脏的运动。
在诊断中考察这种图像序列时存在这样的问题,即,由计算机断层造影拍摄的图像基本上首先按照与患者纵轴对应的视图出现,因为患者纵轴对应于在CT拍摄过程中患者卧榻的正常进给方向。不过,对于诊断上的判断来说有优势的是,将心脏的显示按照特定的优选方向进行观察,例如“心脏长轴”、“心脏短轴”或者对应于所谓的“4或者5照相机视线(Kammerblick)”的拍摄轴。
在目前市场上存在的设备中按照所希望的方式这样产生照片序列,即,将所希望的图像序列的单个三维照片分别单独地从CT的原始数据中产生,并且再现到监视器上,其中,操作者随后必须输入所希望的图像参数,如层厚、轴的取向等等。根据这些输入从在z方向上出现的3D显示中计算并存储所希望的视图。按照该流程,在将图像序列变换成所希望的视图的处理过程中,总是需要手动地输入所希望的照片参数。也就是说,在此,通过输入所希望的图像参数、对视图对应于所希望的图像参数进行变换以及随后的对改变的3D图像组进行的存储,不断重复对特定心脏阶段的3D图像组的重建的过程,直到显示出了心脏的各个阶段,从而随后从多个具有所希望图像参数的3D图像组中呈现一个总的图像序列。
这种方法是花费大并且有错误的。此外,在此需要不必要的高计算能力。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题是,提供一种对运动对象的计算机断层造影的现有依赖时间/阶段的原始数据组进行处理的简化方法,该方法表现为简单的操作方式以及对计算能力的更好的利用。
上述技术问题是通过独立权利要求的特征解决的。本发明的优选扩展是从属权利要求的内容。
发明者发现,可以通过下列方式使得在建立3D图像序列中的工作明显地减轻,即,通过根据单个重建的3D照片一次性地确定应该用来形成图像序列的图像参数,使得将待建立的3D视图所希望的取向在确定完成的三维图像的重建的参数总给出,并且使得通过唯一的输入在分别不同的时间点上建立具有多个3D图像组的整个图像序列。这点也可以直接从运动对象(特别是跳动的心脏)的CT扫描的原始数据组中,或者通过对已经重建的3D图像组进行自动在定向而实现。
与该认知相对应,发明者提出了一种将运动对象(优选为跳动的心脏)的计算机断层造影的现有依赖时间/阶段的原始数据组进行处理的方法,以便产生用于显示对象运动的3D图像组的图像序列,其中,所述方法具有下列的方法步骤:
-从CT扫描的现有原始数据组中计算并显示一个对于任意运动阶段的任意取向的三维参考显示,
-确定待计算的图像序列的所希望的计算参数Ri,
-一次性地将该计算参数Ri传送至计算过程,并且
-利用该给定的计算参数Ri自动地建立整个图像序列。
在此,可以将对图像序列的计算从此前按照任意的拍摄方向对于所有时间间隔或者拍摄时间点tx建立的3D图像组中进行,其中随后将它们自动地变换到所希望的拍摄方向。
不过,也存在这样的基本上优选的可能性,即,将图像序列利用所输入的计算参数直接地从原始数据组中重建出,由此可以节省额外的计算能力。
按照本发明,所希望的计算参数Ri包括:相对于参考显示的所希望的拍摄轴A,待计算的图像序列的所希望的时间/阶段间隔Δt,以及所希望的拍摄持续时间T或者3D图像组的数量。
此外,还可以根据所希望的显示质量的不同而在计算参数中给出待计算的图像序列的所希望的层厚d。
关于对拍摄轴A取向的定义,发明者还建议,通过在三维参考显示中可视检查和手动地设置一个轴而在监视器上进行。
不过,作为替换还存在这样的可能性,即,对拍摄轴A取向的定义,通过对于所观察的对象的图像识别方法以及设置预定的标准轴而自动地进行。
由此,可以将所希望的图像序列的建立对于预定的标准轴进一步自动化。
关于图像识别方法可以使用公知的技术、特别是神经元网络,这些技术识别心脏的标志性区域,如心脏尖、血管进入点等等,并且对应于这种标志性区域自动地确定标准轴,这些标准轴对应于公知的视图“心脏长轴”、“心脏短轴”或者“4或5照相机视线”。
此外,发明者建议,作为三维参考显示,使用按照不同的(优选为相互垂直的)拍摄轴的至少两个二维显示。通过这种表示,可以就所希望的拍摄轴的三维取向通过两个两维分量来确定。不过,作为替换也存在这样的可能性,即将心脏直接进行立体显示,例如通过使用所谓的3D眼镜。
对应于本发明方法的基本思路,发明者还提出了一种用于为对运动的检查对象进行扫描的计算机断层造影设备、优选为心脏CT设备建立预定的检查对象的图像序列的分析单元,其具有用于实施上述方法的装置,其中,装置优选地通过程序或者程序模块得到实现。
附图说明
下面借助附图结合优选实施方式对本发明作进一步说明。图中分别示出了:
图1按照现有技术用于将现有的原始数据组处理成三维序列的流程图;
图2用于将CT的现有原始数据组处理成图像序列的本发明方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了目前的对跳动心脏的计算机断层造影的现有依赖于阶段的原始数据组进行处理的公知方法,以产生用于显示心脏运动的3D图像组的序列。
首先,如左侧示出的,对患者进行CT扫描11,其中,将CT扫描获得的数据作为原始数据组12进行存储并随后提供给进一步的处理。
在起始点1开始用于对三维图像序列进行处理的实际方法。在此,按照方法步骤2,由操作者通过输入所希望的时间点tx和待计算的体积而手动地确定对3D显示的选择。然后,对所选择的3D图像数据组进行重建3,并且在方法步骤4中将其输出在监视器上。此时,操作者必须在步骤5中根据为其提供的3D显示而进行参数选择,利用所选择的参数对现有的3D图像数据组进行换算,以转换到所希望的拍摄轴。这点基本上意味着,与在参考照片中所使用的轴相关地给出拍摄轴的取向,而参考照片中所使用的轴通常是与拍摄的断层造影系统的z轴相同的。
如果操作者进行了其参数选择,则将这些所选择的参数传送给计算机,后者利用这些新参数根据新选择的拍摄轴和可能进一步改变的图像参数在方法步骤6中对已经计算出的3D图像数据组进行变换。在方法步骤7中将该新获得的关于确定时间点或者确定的心脏阶段的3D图像数据组进行存储。这可以通过手动输入或者自动地进行。然后,在判断点8进行判断,是否应该对其它时间点或者其它心脏阶段的其它3D图像数据组进行处理,还是图像序列已经完成。
如果操作者的手动输入9定义了“还未完成”的情形,则返回到方法步骤3,使得不断进行对3D图像数据组的重建并且在所希望的拍摄轴上进行对应的变换,直到对整个图像序列进行了变换并在判断点8上中断了循环。
如果操作者的手动输入9定义了“完成”的情形,则将方法引入到结束10。
根据该方法的形式,操作者在整个处理过程期间通过计算单元相关联,因为在方法步骤3和8之间的循环中总是需要手动输入。
本发明的方法避免了操作者的这种总是重复的手动输入,其中通过一次性地处理,定义图像序列的所希望的参数,然后由计算单元自动地进行对于整个图像序列的所希望的3D图像数据组的建立的自动处理。图2中示出了对于这种方法的示例性的实施,其中,这里示出了从原始数据中直接计算图像序列的所希望的视图的具体方法。
同样,如在现有技术中所公知的那样,通过对患者跳动的心脏的CT扫描111建立并存储原始数据组112,后者提供给对实际的图像显示的其它处理。
对于图像序列的实际建立再次在起始点101开始。然后,通过手动输入在方法步骤102中选择对于任意时间点的一幅3D显示。计算单元随后在方法步骤103在借助于原始数据组112的条件下对所希望的3D图像数据组进行重建,并且在方法步骤104中将所获得的心脏的3D显示作为三维显示在监视器上输出。
随后,再一次需要手动输入,其中操作者在方法步骤105中确定待计算的图像序列的参数,在此特别是确定待建立的图像序列的拍摄轴a、层厚d以及时间间隔Δt。
如果将这样的数据在计算单元的输入设备上输入,则随后不再需要操作者的任何手动操作。随后的对3D图像数据组的重建、对所获得的3D图像数据组的存储以及对是否必须再次利用改变后的时间参数进行循环的判断,可以自动地在计算单元中进行,使得方法步骤106至108的循环可以在没有操作者的手动干预的条件下进行。这里,通过在方法步骤109中的自动输入来执行在方法步骤106中的3D图像数据组重建、在方法步骤107中对3D图像数据组的存储以及在方法步骤108中对是否所有3D图像数据组已完成的判断。如果在方法步骤108中自动地判断出所有3D图像数据组已经完成,则进入到方法的结束110。如果计算了所有对于图像序列所需的3D图像数据组,则结束循环并且图像序列按照所希望的方式可供使用。
类似于在图2中示出的方法,也可以在自动循环中首先利用来自原始数据组的所有3D图像数据组计算出图像序列,并且从这些3D图像数据组中为整个图像序列变换所希望的拍摄方向。
通过该方法操作者仅需明显少得多的时间负担,从而节省了费用。此外,由于对图像序列的更合理的计算方式需要更少的计算能力。
可以理解,本发明的上述特征不仅可以按照分别给出的组合,而且可以按照其它的组合或者单独的形式使用,而不脱离本发明的框架。
在按照本发明的方法中到所希望的图像平面的变换例如借助于公知的多平面变形(MPR)得到。
Claims (15)
1.一种对运动对象的计算机断层造影的现有依赖于时间/阶段的原始数据组进行处理的方法,以产生用于显示对象运动的3D图像组的图像序列,其中该运动对象优选为跳动的心脏,所述方法具有下列的方法步骤:
1.1.从CT扫描的现有原始数据组中计算并显示一个任意运动阶段的任意取向的三维参考显示,
1.2.确定待计算的图像序列的所希望的计算参数(Ri),
1.3.一次性地将该计算参数(Ri)传送至计算过程,并且
1.4.利用该给定的计算参数(Ri)自动地建立整个图像序列。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,利用输入的所述计算参数直接地从原始数据组中重建所述图像序列。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,为了建立所述图像序列,首先对于所有拍摄时间点(tx)建立具有任意拍摄方向、优选为z方向的3D图像组,然后自动地将所有3D图像组变换到所希望的拍摄方向。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,至少有一个计算参数(Ri)表示相对于参考显示的所希望的拍摄轴(A)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,至少有一个计算参数(Ri)表示待计算的图像序列的所希望的时间/阶段间隔(Δt)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,至少有一个计算参数(Ri)表示所希望的拍摄持续时间(T)。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述拍摄持续时间(T)由3D图像组的数量以及所述时间间隔(Δt)确定。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,至少有一个计算参数(Ri)表示待计算的图像序列的所希望的层厚(d)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,对所述拍摄轴(A)取向的定义,通过在所述三维参考显示中可视地检查和手动地设置一个轴而在监视器上进行。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,对所述拍摄轴(A)取向的定义,通过对所观察的对象的图像识别方法以及设置预定的标准轴而自动地进行。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,自动地建议标准视图“心脏长轴”、“心脏短轴”、“4照相机视线”或者“5照相机视线”中的至少一个。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,作为所述三维参考显示,使用按照不同的、优选为相互垂直的拍摄轴的至少两个二维显示。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,作为所述三维参考显示,使用一个立体显示。
14.一种用于为对运动的检查对象进行扫描的计算机断层造影设备、优选为心脏CT设备建立运动的检查对象的图像序列的分析单元,其特征在于,配备用于实施根据权利要求1至13中任一项所述方法的装置。
15.根据权利要求14所述的分析单元,其特征在于,所述用于实施所述方法的装置至少部分地通过程序或者程序模块得到实现。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20060329 |