CN1817307A - 产生跳动心脏的断层造影图像的方法和断层造影设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于产生跳动的患者心脏的断层造影图像、尤其是X射线CT图像的方法和断层造影设备，其中，为了产生图像仅采用一次或多次心脏跳动中的部分心脏阶段的检测器数据或图像数据，以及为了确定心脏阶段采用至少一个通过机械心脏脉冲产生的、在时间上随心脏周期变化的压力信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于产生跳动的患者心脏的断层造影图像、尤其是X射线CT图像的方法和断层造影设备，其中，为了产生图像仅采用一次或多次心脏跳动中的部分心脏阶段的检测器数据或图像数据。
背景技术
类似的方法是一般公知的。例如在产生计算机断层造影图像时，在对跳动的心脏进行扫描时记录EKG信号，并基于EKG信号、尤其是EKG信号中的R齿选择心脏的静止阶段，并仅利用该周期阶段的检测器数据或图像数据并对多次心脏跳动进行综合，从而由此再现出或综合出高质量的图像。
在采用EKG信号确定心脏的静止阶段时例如可能发生这样的问题，由于刺激通路干扰或突出的梗塞而使所描述的EKG不具有典型的形状，从而使自动或人工地选择正确的阶段片段出现问题。
尽管在此期间也提出了一些其中可由检测器信息推断出心脏的当前运动状态的方法，但其要求在整个心脏周期中对患者进行扫描，由此至少在计算机断层造影检查中造成患者较高的射线负担。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，找到一种替代的、触发的心脏断层造影方法，其一方面可以舍去EKG信号，另一方面在理想的情况下还可以具有最佳剂量利用。
发明人认识到，就是在对跳动的心脏的断层造影检查方法中也可以使用血液循环的机械脉冲信息，如其类似地在微调设备(Trimmgeraet)中用于确定心脏频率那样。使用这样的机械脉冲信息还具有这样的优点，即抑制由于刺激通路(Reizleitung)和随后的心脏机械反应造成的可能的相移。如果在此尽可能接近于心脏获得测量压力脉冲，例如以颈动脉脉冲扫描的形式，则可使脉冲从心脏到动脉附近的各测量位置的机械传递的相移影响最小。
此外，还存在这样的可能性，附加地将这些脉冲信息用于在采用计算机断层造影系统时启动对X射线管电流的触发。此外，如果由于测量位置和心脏之间的距离过远而担心在测量位置和观察位置之间产生相移，还可以附加地在造影剂的测试药丸注射(Testbolusinjektion)期间凭经验确定测量位置上的压力脉冲和为测量优化的静止阶段之间事实上发生的相移。
相应于发明人的该基本思想发明人提出对公知的用于产生跳动的患者心脏的断层造影图像、尤其是X射线计算机断层造影图像的方法，其中，为了产生图像仅采用一次或多次心脏跳动中的部分心脏阶段的检测器数据或图像数据，为了确定心脏阶段采用至少一个通过机械心脏脉冲产生的、在时间上随心脏周期变化的压力信号。
优选压力信号可通过压力传感器在接近表面的动脉上采集。一般来说尽管压力测量可以“带血”地进行，但这是会使患者承受不适的负担的介入方法，因而出现了通过简单地在皮肤表面敷设压力传感器的本质上更加适宜的“不带血”的测量方法。
此外具有优点的还有，在确定心脏阶段时考虑压力脉冲从心脏到压力测量位置的运行时间，但在此最有利的是尽可能靠近心脏进行脉冲测量，例如通过采用颈部的颈动脉脉冲进行脉冲测量。
另一个优选的可能性在于，采集耳垂处的脉冲，如在很多微调设备的脉冲接收器中常见的那样。
作为压力传感器例如可以采用敷设在患者皮肤上的压电元件，其将通过博动的动脉产生的压力变化转换为电信号，并传输到相应的接收系统。
如已所述，还可将脉冲测量用于对进行检查的CT系统的X射线管的管电流根据心脏阶段进行调制。
在本发明的方法中尤其有利的是，在进行实际的心脏扫描之前，进行测试扫描以确定与所测量的压力信号相关的最佳采用的部分阶段。在此测试扫描可以在少数几个心脏阶段上进行，优选在心脏的一个部分区域上进行，但在对整个心脏周期进行测量的情况下优选伴随少量和短时间的造影剂给入来进行，其中借助多个图像的质量差异从不同的心脏周期阶段范围内确定出相对于当前测量的机械脉冲的最佳心脏周期阶段范围。
作为图像的质量特征例如可以采用图像清晰度，因为在心脏静止阶段中的图像仅具有很小的运动不清晰度，而在心脏运动阶段中的图像则具有很强的运动不清晰度。但在此还可以从检测器数据中直接确定出运动状况，如例如在某些心脏CT检查中已经提出的。如果采用该方法，则在此具有这样的优点，即在整个心脏周期期间的辐射仅在测试阶段进行，而在随后的实际心脏扫描中仅在静止阶段使用高辐射剂量功率。另一种确定最佳部分周期的可能性在于检查心脏周期中时间上相邻的图像的相关系数，并选出心脏周期中一个与时间上相邻的图像具有最大相关的时刻。
基本上，上述方法可与核自旋断层造影方法和计算机断层造影方法一起使用，在此对于计算机断层造影方法可用于螺旋扫描和顺序扫描。
此外，按照本发明的方法可以用于将多个心脏周期的不完全的检测器数据综合成完整的检测器数据并随后再现图像数据，还可以用于将多个心脏周期的不完全检测器数据再现为不完全的图像数据，并随后将其综合成完整的图像数据的方法。这两种方法在文献中都有充分的描述。
相应于上述方法，发明人还提出了一种用于产生跳动的患者心脏的三维图像、特别是X射线CT图像的断层造影设备，其具有用于对患者进行扫描的装置，优选为至少一个X射线管/检测器系统，以及用于从一次或多次心脏跳动中的部分心脏阶段的检测器数据中再现出三维图像的装置，优选为具有程序或程序模块的计算单元，其中，为了进行改进设置了与该用于再现跳动心脏的三维图像的装置连接的用于采集压力的装置，其中，根据这些机械压力脉冲计算出心脏阶段。
当断层造影设备是计算机断层造影设备时，还建议将用于采集压力脉冲的装置与用于控制X射线管的管电流的装置连接，以及设置通过压力脉冲触发管电流的大小的装置，优选为程序装置。
此外，还建议断层造影设备设置具有程序的计算和控制单元，当程序运行时执行按照本发明的方法的步骤。
附图说明
下面借助附图利用实施例对本发明进行详细描述，其中采用以下附图标记：1：计算机断层造影系统；2：X射线管；3：检测器；4：系统轴；5：外壳；6：可移动患者卧榻；7：患者；8：脉冲测量导线；9：控制和计算单元；10：控制和数据导线；11：压力传感器；Prgx：计算机程序。图中示出：
图1举例示出用于实施本发明方法的计算机断层造影系统。
具体实施方式
图1示出具有外壳5的计算机断层造影系统1，其中可见具有环形运转的X射线管2和与其相对设置的多行检测器3的支架。此外还示出位于患者卧榻6上的患者7，其在扫描过程中可被移入CT1开口。在扫描过程中，X射线管2绕患者7做环形运动，可以使患者7沿系统轴4的方向做相对运动，从而相对于患者7进行螺旋扫描，或者还可以通过使患者7在X射线管相对于患者的多个纯环形运动中的扫描间隔期间顺序向前移动来扫描患者。计算机断层造影系统1的控制由控制和计算单元9通过控制/数据导线10实现。由检测器3收集的数据也通过控制/数据导线10传输到计算机。控制和计算单元9具有内部存储器和计算处理器，通过它们可以实现用于控制计算机断层造影和对所收集的数据进行分析的程序Prg1-Prgn。此外在计算单元9上还连接有用于数据输入的键盘和用于数据显示的显示器。
此外在控制和计算单元9中还集成了用于接收压力传感器11的电信号的装置，通过该压力传感器接收患者的机械脉冲，在此例如来自颈部的颈动脉脉冲，并由此触发扫描以及在必要时以上面所描述的方式触发管电流。
需补充的是，在本发明意义下断层造影拍摄可以理解为所有公知的用于三维显示的变形，尤其是再现截面图像和再现体积数据组或逐体素地再现。
应该理解，本发明的上述特征不仅可以用于各给出的组合中，也可以在不脱离本发明范围的情况下用于其它组合中或单独使用。
Claims (18)
1.一种用于产生跳动的患者心脏的断层造影图像、尤其是X射线计算机断层造影图像的方法，其中，为了产生图像仅采用一次或多次心脏跳动中的部分心脏阶段的检测器数据或图像数据，其特征在于，为了确定心脏阶段采用至少一个通过机械心脏脉冲产生的、在时间上随心脏周期变化的压力信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力信号由压力传感器(11)在接近表面的动脉上采集。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定心脏阶段时考虑压力脉冲从心脏到压力测量位置的运行时间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，采用颈部的颈动脉脉冲进行脉冲测量。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在耳垂处测量所述机械脉冲。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，作为所述压力传感器(11)采用敷设在患者皮肤上的压电元件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述脉冲测量用于对进行检查的计算机断层造影系统的X射线管(2)的管电流根据心脏阶段进行调制。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在进行实际的心脏扫描之前，进行一次测试扫描以确定与所测量的压力信号相关的最佳采用的部分阶段。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述测试扫描在少数几个心脏阶段上进行，优选在心脏的一个部分区域上进行，但在对整个心脏周期进行测量的情况下，优选伴随少量和短时间的造影剂给入来进行，并借助多个图像的质量差异从不同的心脏周期阶段范围内确定出相对于当前测量的机械脉冲的最佳心脏周期阶段范围。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，该方法可结合核自旋断层造影方法使用。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，该方法可结合X射线计算机断层造影方法使用。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法可结合螺旋扫描使用。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法可结合顺序扫描使用。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，将多个心脏周期的不完全检测器数据综合成完整的检测器数据并随后再现图像数据。
15.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，将多个心脏周期的不完全检测器数据再现为不完全的图像数据，并随后将其综合成完整的图像数据。
16.一种用于产生跳动的患者心脏的断层造影图像、特别是X射线计算机断层造影图像的断层造影设备(1)，具有用于对患者进行扫描的装置，优选为X射线管/检测器系统(2，3)，以及用于从一次或多次心脏跳动中的部分心脏阶段的检测器数据中再现出三维图像的装置，优选为具有程序或程序模块(Prg1-Prgn)的计算单元(9)，其特征在于，具有与该用于再现跳动心脏的三维图像的装置连接的用于采集压力的装置(11)，其中，根据这些压力脉冲计算出心脏阶段。
17.根据权利要求16所述的断层造影设备，其特征在于，所述用于采集压力的装置(11)与用于控制X射线管的管电流的装置连接，以及设置了通过所述压力脉冲触发管电流的大小的装置，优选为程序装置(Prgx)。
18.根据权利要求16或17所述的断层造影设备，其特征在于，设置了具有所述程序(Prgx)并对其运行进行处理的计算和控制单元(9)，其执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法的步骤。
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