-
Diese
Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Vorrichtungen zur rechnergestützten tomographischen
Bildgebung und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zur retrospektiven
Erzeugung von Computertomographiebildern (CT-Bildern) eines sich bewegenden
Körperteils
ohne Verwendung von Triggersignalen.
-
In
zumindest einem bekannten Computertomogrpahie(CT)- Systemaufbau projiziert
eine Röntgenquelle
einen fächerförmigen Strahl,
der derart kollimiert ist, dass er in einer X-Y-Ebene eines kartesischen
Koordinatensystems liegt, die allgemein als die „Bildgebungsebene" oder „Abbildungsebene" bezeichnet wird.
Der Röntgenstrahl
durchdringt das abgebildete Objekt, bspw. einen Patienten. Nachdem der
Strahl durch das Objekt abgeschwächt
wurde, trifft er auf ein Array von Strahlungsdetektoren auf. Die
Intensität
der an dem Detektorarray empfangenen, abgeschwächten Strahlung hängt von
der Abschwächung
des Röntgenstrahls
durch das Objekt ab. Jedes Detektorelement des Arrays erzeugt ein separates
elektrisches Signal, das ein Maß für die Strahlabschwächung an
dem Detektorerfassungsort ist. Die Abschwächungsmaße von allen Detektoren werden
zur Erzeugung eines Transmissionsprofils gesondert erfasst.
-
In
bekannten CT-Systemen der dritten Generation werden die Röntgenquelle
und das Detektorarray gemeinsam mit einer Gantry in der Abbildungsebene
und um das abzubildende Objekt herum gedreht, so dass sich der Winkel,
unter dem der Röntgenstrahl
das Objekt schneidet, ständig ändert. Eine Gruppe
von Röntgenabschwächungsmesswerten, d.h.
Projekti onsdaten, von dem Detektorarray bei einem Gantrywinkel wird
als eine „Ansicht" bezeichnet. Ein „Scann" des Objekts umfasst
einen Satz von Ansichten, die bei verschiedenen Gantrywinkeln oder Ansichtswinkeln
während
einer Umdrehung der Röntgenquelle
und des Detektors erzeugt werden. Bei einem axialen Scann werden
die Projektionsdaten zur Erzeugung eines Bildes verarbeitet, das
einer zweidimensionalen Schicht bzw. einem zweidimensionalen Schnitt
durch das Objekt entspricht. Ein Verfahren zur Rekonstruktion eines
Bildes aus einem Satz von Projektionsdaten wird in der Technik als
gefiltertes Rückprojektionsverfahren
bezeichnet. Bei diesem Prozess werden die Dämpfungsmaße von einem Scann in ganze
Zahlen, sogenannte „CT-Zahlen" oder „Hounsfield-Einheiten", umgewandelt, die zur
Steuerung der Helligkeit eines entsprechenden Bildelements (Pixels)
auf einer Kathodenstrahlröhrenanzeige
verwendet werden.
-
Für einige
diagnostische Verfahren ist es notwendig, CT-Abbildungen eines sich
bewegenden Körperteils
zu erhalten. Die Koronarkalkmessung z.B. erfordert CT-Abbildungen
des Herzens ohne durch die Bewegung induzierte Artefakte. Ein bekanntes
Verfahren zur Akquisition von CT-Bildern ohne durch Bewegung induzierte
Artefakte besteht darin, Röntgenstrahlen
mit einem Elektronenabtaststrahl zu erzeugen. Der Elektronenabtaststrahl
trifft auf eine Metalloberfläche
auf und erzeugt ein gerichtetes Bündel von Röntgenstrahlen. Das Röntgenstrahlenbündel scannt
einen Patientenkörper
so schnell, dass durch eine Bewegung induzierte Artefakte, die von
einer Bewegung während
eines Herzzyklus herrühren,
vermieden werden. CT-Bildgebungssysteme mit einem Elektronenstrahl
sind jedoch teurer als CT-Bildgebungssysteme mit ro tierenden Gantries
und sind bei weitem nicht in allen Krankenhäusern verfügbar.
-
Ein
weiteres bekanntes Verfahren zur Akquisition von CT-Bildern eines
Herzens ist die Verwendung der EKG-Triggerung, um Zeiten auszuwählen, zu
denen ein Herzbild am besten verfügbar ist. Ein EKG-Gerät wird an
einen Patienten angeschlossen. Eine Herzzyklusperiode wird z.B.
als eine Zeit zwischen zwei R-Spitzen des EKG's bestimmt. Bei Verwendung einer R-Sptize
als Referenz und der bestimmten Herzzyklusperiode wird die Bildakquisition während eines
Scanns so getriggert oder getaktet, dass Bilddaten lediglich während Perioden
eines Herzzyklus akquiriert werden, während derer das Herz nahezu
stationär
ist. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass es eine elektronische
Kommunikation zwischen der CT-Bildgebungsvorrichtung und dem EKG-Gerät erfordert.
Darüber
hinaus müssen
die Triggerzeiten im Voraus geschätzt werden. Die durch einen
Patienten während
eines CT-Scanns beobachteten unbekannten Umgebungen und Gerätschaften
können
in dem Patienten Stress hervorrufen, was zu Unregelmäßigkeiten
des Herzzyklus während
eines Tests führt.
Andere Abnormalitäten, wie
z.B. vorzeitige natürliche
Kontraktionen des Ventrikels, können
ebenfalls den stationären
Herzzyklus unterbrechen. Alle diese Unregelmäßigkeiten mindern die Genauigkeit
der geschätzten
Triggerzeiten und können
zu unakzeptablen durch Bewegung induzierten Artefakten in den akquirierten
Bildern führen.
-
Es
wäre deshalb
wünschenswert,
Verfahren und Vorrichtungen zur Reduzierung oder Elimination von
durch eine Bewegung induzierten Artefakten zu schaffen, die keine
teure Gerätschaft,
wie z.B. ein Elektronenstrahl-CT-Bildgebungssystem, oder zusätzliche
Triggersignale erfordern.
-
US-A-5 533 085 beschreibt
ein Verfahren und ein System zur Identifizierung von endsystolischen
und enddiastolischen Frames innerhalb einer Angographiesequenz durch
Bestimmung der Gesamtkantenlänge
in jedem Frame.
-
Die
Erfindung wird in den beigefügten
Ansprüchen
definiert.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von CT-Bildern
eines sich bewegenden Körperteils
unter Verwendung eines CT-Bildgebungssystems geschaffen, wobei das
Verfahren die Schritte aufweist: Scannen eines Abschnitts eines
Patientenkörpers,
einschließlich
des sich bewegenden Körperteils,
unter Verwendung eines CT-Bildgebungssystems; Erfassen von Bilddaten,
die für
eine Bildsequenz des gescannten Abschnitts des Patientenkörpers kennzeichnend
sind; Auswahl eines festen Referenzpunktes in Bildern, die durch
die Bilddaten repräsentiert werden;
und Auswahl wenigstens eines Bildes aus der Bildsequenz entsprechend
einer Funktion von relativen Positionen des sich bewegenden Körperteils und
des festen Referenzpunktes in der Bildsequenz.
-
Die
gemäß der oben
beschriebenen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgewählten Bilder- können durch
eine CT-Scannvorrichtung generiert werden, die eine Röntgenquelle
auf einer rotierenden Gantry aufweist, ohne dass Bestrahlungstechniken
mit Elektronenstrahlen erforderlich sind. Nichtsdestoweniger weisen
Bilder, die mit Ausfüh rungsformen
des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung erzeugt werden, reduzierte durch Bewegung eingeführte Artefakte
verglichen mit Bildern, die durch konventionelle Verfahren erhalten
werden. Darüber
hinaus muss überhaupt
kein EKG durchgeführt
werden, wenn das sich bewegende Körperteil ein Herz ist, da keine
Triggersignale für
die Akquisition oder die anschließende Untersuchung und Auswahl
von Bildern erforderlich ist. Somit ist das Verfahren besonders
vorteilhaft zur Erfassung von Bildern für Kalkmessdiagnoseverfahren
einsetzbar.
-
Ausführungsformen
der Erfindung sind nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen zeigen:
-
1 eine
bildliche Darstellung eines CT-Bildgebungssystems;
-
2 ein
schematisches Blockdiagramm des in 1 dargestellten
Systems;
-
3 eine
Zeichnung, die eine Zusammenstellung einer Sequenz gescannter Bildschnitte
repräsentiert,
wobei Unterschiede zwischen aufeinander folgenden Schnitten durch
gestrichelte Linien dargestellt sind;
-
4, 5, 6 und 7 Zeichnungen,
die gesonderte Bilder einiger Bildschnitte aus der Sequenz von gescannten
Bildschnitten veranschaulichen, die in 3 dargestellt
ist.
-
8 eine
bildliche Zeichnung einer Ausführungsform
einer Workstation der vorliegenden Erfindung.
-
Bezugnehmend
auf 1 und 2 ist dort ein Computertomographie(CT)-Bildgebungssystem 10 gezeigt,
das eine Gantry aufweist, die für
eine CT-Scanneinrichtung der dritten Generation kennzeichnend ist.
Die Gantry 12 weist eine Röntgenquelle 14 auf,
die ein Strahlbündel
von Röntgenstrahlen 16 in
Richtung auf ein Detektorarray 18 auf der gegenüberliegenden
Seite der Gantry 12 projiziert. Das Detektorarray 18 ist
aus Detektorelementen 20 ausgebildet, die zusammen die
projizierten Röntgenstrahlen
erfassen, die durch ein Objekt 22, z.B. einen medizinischen
Patienten, hindurchtreten. Jedes Detektorelement 20 erzeugt
ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahls
und somit die Abschwächung
des Strahls darstellt, wenn er durch den Patienten 22 hindurchtritt.
Während
einer Abtastung zur Erfassung von Röntgenprojektionsdaten drehen
sich die Gantry 12 und die daran angebrachten Komponenten
um einen Drehmittelpunkt 24.
-
Die
Drehung der Gantry 12 und der Betrieb der Röntgenquelle 14 sind
durch eine Steuereinrichtung 26 des CT-Systems 10 gesteuert.
Die Steuereinrichtung 26 weist eine Röntgensteuereinrichtung 28, die
die Röntgenquelle 14 mit
Leistungs- und Zeitsteuerungssignalen versorgt, und eine Gantrymotorsteuereinrichtung 30 auf,
die die Drehgeschwindigkeit und Position der Gantry 12 steuert.
Ein Datenakquisitionssystem (DAS) 32 in der Steuereinrichtung 26 tastet
analoge Daten von den Detektorelementen 20 ab und wandelt
die Daten in digitale Signale zur nachfolgenden Verarbeitung um.
Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 34 empfängt abgetastete
und digitalisierte Röntgendaten
von dem DAS 32 und führt eine
Bildrekonstruktion mit hoher Geschwindigkeit durch. Das rekonstruierte
Bild wird einem Computer 36 als Eingangssignal zugeführt, der
das Bild in einer Massenspeichereinrichtung 38 speichert.
-
Der
Computer 36 empfängt
auch Befehle und Scannparameter von einem Bediener über eine Konsole 40,
die eine Tastatur aufweist. Eine zugehörige Kathodenstrahlröhrenanzeige 42 ermöglicht dem
Bediener die Überwachung
des rekonstruierten Bildes und anderer Daten von dem Computer 36.
Die vom Bediener zugeführten
Befehle und Parameter werden von dem Computer 36 zur Bereitstellung
von Steuersignalen und Informationen für das DAS 32, die
Röntgensteuereinrichtung 28 und
die Gantrymotorsteuereinrichtung 30 verwendet. Außerdem steuert
der Computer 36 eine Tischmotorsteuereinrichtung 44,
die einen motorisierten Tisch 46 zur Positionierung des
Patienten 22 in der Gantry 12 steuert. Insbesondere
bewegt der Tisch 46 Abschnitte des Patienten 22 durch
eine Gantryöffnung 48 in
eine Richtung entlang einer z-Achse.
-
Bezug
nehmend auf 3 ist während eines einzigen Herzzyklus
eine Ventrikelkammer 50 eines Herzens 52 eines
Patienten bzw. einer Patientin 22 vornehmlich dafür verantwortlich,
mit Sauerstoff angereichertes Blut überall in seinem oder ihrem
Körper zu
verteilen. Die Expansionsphase dieses Zyklus ist als die dialostische
Phase bekannt. Die Kontraktionsphase wird als die systolische Phase
bezeichnet. Eine Ventrikelwand 54 des Herzens 52 dehnt
sich aus 56, 58, 60, 62, wenn
sich seine Kammer 50 mit aus Pulmonalvenen empfangenem
sauerstoffangereicherten Blut füllt.
(Die Bezugszahlen 54, 56, 58, 60 und 62 werden
verwendet, um die Ventrikelwand in verschiedenen Stadien des Herzzyklus
zu kennzeichnen.) Dieses sauerstoffangereicherte Blut wird durch
den linken Herzvorhof in das linke Ventrikel 50 geleitet.
Die Ventrikelwände 54 dehnen
sich aus, bis ein Spannungsgrenzwert überschritten wird. Dieses elektrische
Ereignis geht einer mechanischen Kontraktion 62, 60, 58, 56, 54 des
linken Ventrikels 50 voraus. Wenn sich das linke Ventrikel 50 zusammenzieht,
strömt
sauerstoffangereichertes Blut durch die Aortenklappe hindurch in
die Aorta ein.
-
In
einer einen kinematografischen Scann („Cine"-Scann) verwendenden Ausführungsform
verfolgt und vermisst das CT-Bildgebungssystem 10 einen
Bereich der Ventrikelwand 54 relativ zu einem festen Referenzpunkt 66,
z.B. einem Punkt 66 auf der Wirbelsäule 68 des Patienten 22.
Wenn sich die Ventrikelkammer 50 mit Blut füllt, beginnt
sich die Ventrikelwand 54 auszudehnen 56, 58, 60, 62.
Eine Distanz oder ein Abstand D zwischen der Wirbelsäule 68 und
dem Punkt 64 auf der myokardialen Ventrikelwand 54 vergrößert sich 56, 58, 60, 62,
wie in aufeinander folgenden CT-Cine-Bildern gezeigt. Diese Distanz
vergrößert sich
kontinuierlich und allmählich
bis der zuvor erwähnte
Spannungsgrenzwert bzw. das Schwellenpotential erreicht ist 70.
-
An
diesem oder ungefähr
an diesem Punkt in der elektromechanischen Phase des Herzzyklus
erfolgen, wenn überhaupt,
geringe Vergrößerungen
der gemessenen Distanz D + ΔD.
Das Herz 52 befindet sich in einem Moment vor der Systole,
seinem relativ ruhigsten Momentzustand in dem Herzzyklus. Wenn das
Herz 52 in seine systolische Phase eintritt, zieht sich
die linke Ventrikelwand 62 zusammen, um Blut auszustoßen. Es
wird eine markante Veränderung der
gemessenen spinalmyokardialen Distanz D + ΔD bezüglich D beobachtet. Diese Distanz ändert sich drastisch
und verkleinert sich während
der systolischen Phase des Herzens.
-
In
einer Ausführungsform
und Bezug nehmend auf 4, 5, 6 und 7,
werden Bilder ausgewählt,
in denen, wenn überhaupt,
nur wenige Änderungen
der beobachteten spinalmyokardialen Messdistanz beobachtet werden,
um Bewegungsartefakt freie Bilder zu erhalten. Obwohl eine stabile
Herzrate erwünscht
ist, ist sie während
der Bildakquisition nicht notwendig. Ein CT-Bildgebungssystem 10,
z.B. das System 10 aus den 1 und 2,
oder ein Vierschnitt-Bildgebungssystem wird verwendet, um einen
Abschnitt des Herzens 52 eines Patienten 22 zu
scannen. Es wird ein kinematografisches Scannen verwendet, so dass
eine Bildgebung kontinuierlich für
eine ausgewählte
Zeitdauer erfolgt, in der der Tisch 46 nicht bewegt wird.
Jeder kinematogrpahische Scann wird ausreichend lange durchgeführt um sicherzustellen,
dass ein vollständiger Herzzyklus
des Herzens 52 eingeschlossen ist. Z.B. werden innerhalb
eines zwei Sekunden dauernden kinematografischen Scanns Bilddaten
erhalten, die für
eine Sequenz von ungefähr 44 Bildern
repräsentativ
sind. Jedes Bild ist ungefähr
0,1 Sekunden von dem nächsten
getrennt. Diese 44 Bilder enthalten zumindest einen vollständigen Herzzyklus.
Zusätzliche zwei
Sekunden dauernde kinematografische Scanns werden, falls erforderlich,
durchgeführt.
Der Tisch 46 wird zwischen jedem zwei Sekunden dauernden
kinematografischen Scann schrittweise bewegt, so dass Bildschnitte
von einem folgenden Scann ein in Schnitten aus vorherigen Scanns
abgebildetes Volumen nicht überlappen.
In einer Ausführungsform
wird der Tisch 46 schritt weise um einen Betrag verschoben,
der mit einer Gesamtdicke der akquirierten Bildschnitte gleich ist,
um einen Satz von benachbarten Schnitten zu erhalten, die jedoch
nicht vor jedem Schritt erhaltene Schnitte überlappen.
-
Ein
Benutzer, wie z.B. ein Chirurg oder ein Arzt, betrachtet rückblickend
Bilder, die während
eines kinematografischen Scanns erhalten wurden. Beispielsweise
kennzeichnen die Bilder 72, 74, 76 und 78 der 4, 5, 6 und 7 einen
Teil einer Sequenz von Bilddaten in einer Reihenfolge, in der die
Bilddaten akquiriert werden. Es wird ein festes Merkmal der Bilder,
z.B. ein Punkt 66 auf der Wirbelsäule 68 des Patienten 22,
bestimmt. Der Punkt 66 wird als ein fester Referenzpunkt
verwendet. Von dem Punkt 66 aus wird in Richtung des Referenzpunktes 64 an
der linken Ventrikelwand 54 in einem ersten Bild der Bildsequenz
eine Linie 80 eingetragen. Bspw. wird eine überlagerte
Linie 80 auf einem Anzeigebildschirm eingezeichnet, der
ein Bild 72 anzeigt. In einem zweiten, nachfolgend erhaltenen
Bild 74 wird eine Linie 82 von dem gleichen festen
Punkt 66 auf der Wirbelsäule 68 aus zu dem
gleichen Referenzpunkt 64 auf der linken Ventrikelwand
eingetragen, der jetzt bei 60 liegt. Es wird dann bestimmt,
ob die Länge
der Linie 82 sich bezüglich
der Linie 80 in dem Bild 72 vergrößert oder
verkleinert hat. Wenn z.B. das Herz 52 zufällig in
einer einzelnen Phase seines Herzzyklus aufgenommen wurde, vergrößert sich
die Länge.
Die Linien 84 und 86 werden auf aufeinander folgenden
Bildern 76, 78 gezeichnet, bis die Länge einer
Linie, z.B. der Linie 86, relativ zu einer Linie, z.B.
der Linie 84, die auf einem vorherigen Bild eingezeichnet
wurde, gerade anfängt,
kleiner zu werden oder gleich bleibt. Es wird angenommen, dass das
Bild, bei dem dies auftritt (Bild 78 in 7 in
diesem Beispiel), das i-te Bild in einer Sequenz von 44 Bildern
ist.
-
Das
i-te Bild 78 liefert ein zufriedenstellendes Bild mit reduzierten
durch Bewegung eingeführten Artefakten,
von dem man die Verkalkung 88 von Pulmonalarterien 90 messen
kann. In einer Ausführungsform
werden mehrere Bilder zur Bewertung der Herzverkalkung verwendet.
Diese Bilder sind das i-te Bild 78 und eine ausgewählte Anzahl
von Bildern in Folge. Z.B. werden die Bilder zurück bis zu einem Endbild 76 verwendet,
bei dem die Linie 84 zwischen dem Punkt 66 auf
der Wirbelsäule 68 und
dem Punkt 64 an der linken Ventrikelwand 62 sich
immer noch geringfügig
vergrößert. Abhängig davon,
in welchem Bild dies stattfindet, werden das i-1-te Bild 76 und möglicherweise
das i-2-te Bild 74 in Verbindung mit dem i-ten Bild 78 ausgewertet.
Deshalb ist in dieser Ausführungsform
die gewählte
Anzahl von Bildern in der Folge nicht größer als zwei. In einer anderen
Ausführungsform
wird nur eines der Bilder 78, 76 und 74 zur
Verkalkungsmessung verwendet, wenn bestimmt wird, dass ein einziges
Bild für
eine derartige Verwendung adäquat
ist. Dieses Bild, z.B. das Bild 76, ist eines, bei dem,
wenn überhaupt,
eine geringe Änderung
der Linienlänge 84 relativ
zu den benachbarten Bildern 74, 78 beobachtet
wird.
-
Die
Länge der
Linien 80, 82, 84, 86 repräsentiert
Abstände
zwischen den Referenzpunkten 64 und 66. In einer
weiteren Ausführungsform
werden Bilder in Abhängigkeit
von einer Vorzeichenänderung der
Linienlängenänderung
zwischen aufeinander folgenden Bildern oder wenn die Änderung
Null wird ausgewählt.
-
Wenn
mehrere Schnitte von Bilddaten gleichzeitig akquiriert werden, ist
es verständlich, dass
eine Verfahrensausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung im Allgemeinen nicht für
jede Sequenz von parallelen Schnitten wiederholt werden muss. Stattdessen
werden alle Bilder von parallelen Schnitten, die gleichzeitig aufgenommen
wurden, wie jene, die für
einen der parallelen Schnitte ausgewählt wurden, im Allgemeinen
gleichwohl zufriedenstellend sein.
-
Da
das bekannte CT-Bildgebungssystem 10 Rotationsgeschwindigkeiten
der Gantry 12 liefert, die einen wesentlichen Bruchteil
des Herzzyklus darstellen, wird jedes der Bilder sowohl in Ausführungsformen
eines kinematografischen Scanns als auch in Ausführungsformen mit einem segmentierten
Spiralscann aus weniger als einem vollen 360°-Ansichtswinkel der Daten rekonstruiert.
Diese Aussichten sind als segmentierte Bilder bekannt, und die Daten,
die sie repräsentieren,
werden als segmentierte Bilddaten bezeichnet. Aus diesem Grund wird
gesagt, dass in einer Ausführungsform
das Bildgebungssystem 10 segmentierte Bilddaten sammelt. Weil
segmentierte Bilddaten für
jedes Bild in einer relativ kurzen Zeit erfasst werden, werden durch
Bewegung induzierte Artefakte im Verhältnis zu Bildern, die aus längeren,
vollständigen
Scanns rekonstruiert werden, reduziert. Es sind jedoch Ausführungsformen
möglich,
die eine Rotationsgeschwindigkeit der Gantry 12 aufweisen,
die ausreichend hoch ist, um eine Rekonstruktion von Ansichten aus
einem vollständigen
360°-Ansichtswinkel
mit reduzierten Bildartefakten ermöglichen.
-
Zusätzlich zu
den gewöhnlichen
Scann- und Datenakquisitionsfunktionen eines CT-Bildgebungssystems 10 der 1 und 2 ist
der Computer 36 in einer Ausführungsform programmiert, um
aufeinander folgende Bilder, z.B. die Bilder 72, 74, 76, 78 der 4, 5, 6 und 7 auf
der Anzeige 42 anzuzeigen. Linien und aufeinander folgende
Bilder werden über
die Konsole 40 oder eine andere geeignete Eingabevorrichtung
oder Eingabevorrichtungen manipuliert. Der Computer 36 ist
ferner programmiert, um Linienlängen
zu berechnen und anzuzeigen, die von dem Bediener auf den an dem
Monitor 42 angezeigten Bildern gezeichnet werden.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
werden Bilddaten, die mit Hilfe des CT-Bildgebungssystems 10 akquiriert
wurden, zu einer in 8 gezeigten separaten Workstation
oder einem Arbeitsplatzsystem 92 heruntergeladen oder transferiert.
Jeder beliebige der verschiedenen Transfermodi, z.B. Datentransfer über ein
aufnehmendes Medium oder über
eine Netzkommunikation, ist geeignet. Das Arbeitsplatzsystem bzw.
die Workstation 92 enthält
in einer Ausführungsform
eine Systemeinheit 94, die einen Prozessor und einen Speicher,
einen eine Anzeigeeinrichtung 96 und eine oder mehrere
Bedienereingabeeinrichtungen, wie z.B. eine Tastatur 98 und
eine Maus 100, aufweist. Der Prozessor ist programmiert,
um Bilder auf der Anzeige 96 anzuzeigen und um Linienlängen zu
berechnen und anzuzeigen, die von einem Bediener an dem Bildschirm
unter Verwendung der Eingabevorrichtungen 98 und 100 gezeichnet
werden.
-
Aus
der vorherigen Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ist es offensichtlich, dass durch Bewegung eingeführte Artefakte
in Herzbildern reduziert werden, ohne dass eine teuere Ausrüstung, wie
z.B. ein Elektronenstrahl-CT-Bildgebungssystem, oder zusätzliche
Triggersignale erfordert werden. Darüber hinaus werden die zusätzlichen
Kosten eines EKGs in Ausführungsformen,
kinematografische Protokolle verwenden, vermieden, da kein EKG zur
Triggerung oder Auswahl von Bildern notwendig ist.
-
Obwohl
spezielle Ausführungsformen
der Erfindung detailliert beschrieben und veranschaulicht sind,
soll deutlich verstanden werden, dass diese lediglich zur Veranschaulichung
und als Beispiel bestimmt ist und nicht als Einschränkung betrachtet werden
sollen. Obwohl z.B. herzbildgebende Ausführungsformen vorstehend in
Einzelheiten beschrieben sind, findet die Erfindung eine allgemeinere
Anwendung. Andere Ausführungsformen,
die auf eine Abbildung verschiedener sich zyklisch bewegender Körperteile,
wie z.B. Lungen, anwendbar sind, werden für einen Fachmann aus dem Studium
dieser Beschreibung offensichtlich. Ebenso können Bilderkennungsverfahren
angewandt werden, um Bildmerkmale zu identifizieren; Bspw. kann
eine Bilderkennungssoftware entweder zur Identifikation eines Paares von
Referenzpunkten zur Messung einer relativen Bewegung oder, wenn
zunächst
einmal Referenzpunkte identifiziert wurden, zur Identifikation entsprechender
Referenzpunkte in anderen Bildern verwendet werden. Abstände zwischen
den automatisch identifizierten Punkten können leicht von einer zentralen
Recheneinheit (CPU) oder einem Mikroprozessor berechnet werden,
und Bilder können
mit Hilfe einer Software auf der Basis ausgewählter Kriterien ausgewählt werden.
Die ausgewählten
Kriterien können
auf den Linienlängenkriterien
basieren, wie sie im Zusammenhang mit den vom Benutzer unterstützten, „manuellen" Ausführungsformen
erläutert
sind, oder es können
andere Kriterien gewählt
werden, um eine me dizinische Anwendung oder ein diagnostisches Verfahren
zu optimieren. Außerdem
ist das hierin beschriebene CT-Bildgebungssystem ein System der „dritten
Generation", bei
dem sowohl die Röntgenquelle
als auch der Detektor gemeinsam mit der Gantry rotieren. Es können viele
andere CT-Systeme, einschließlich
der Systeme der „vierten
Generation", in
denen der Detektor ein stationärer
Detektor in Form eines vollständigen
Rings ist und bei denen lediglich die Röntgenquelle gemeinsam mit der
Gantry rotiert, verwendet werden, wenn einzelne Detektorelemente
korrigiert werden, um im Wesentlichen gleiche Antworten auf einen
bestimmten Röntgenstrahl
zu liefern.
-
Ein
Verfahren gemäß der Erfindung
ist im Anspruch 1 definiert.
-
Mindestens
einer der Schritte der Auswahl eines festen Referenzpunktes in Bildern,
die durch die Bilddaten repräsentiert
sind, und der Auswahl wenigstens eines Bildes aus der Bildsequenz
auf der Basis von relativen Positionen des sich bewegenden Körperteils
und des festen Referenzpunktes in der Bildsequenz kann mit einem
Prozessor 36 durchgeführt
werden, der eine Bilderkennungssoftware verwendet.
-
Ein
Scannen eines Abschnitts eines Patientenkörpers kann den Schritt des
Scannens eines Patientenkörpers,
einschließlich
eines Herzens 50 und einer Wirbelsäule 68 aufweisen,
wobei das sich bewegende Körperteil
das Herz ist und der ausgewählte feste
Referenzpunkt ein Punkt 66 auf der Wirbelsäule ist.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den Ansprüchen
2 bis 4 angegeben.
-
Eine
Auswahl des wenigstens einen Bildes kann eine Auswahl wenigstens
eines Bildes aus der Bildsequenz innerhalb einer ausgewählten Anzahl von
Bildern aufweisen, in denen die Veränderung der Abstände ihr
Vorzeichen ändert
oder konstant wird. In einer Ausführungsform ist die ausgewählte Anzahl von
Bildern nicht größer als
zwei. Ein Scannen eines Abschnitts eines Patientenkörpers kann
den Schritt eines Scannens eines Abschnitts des Patientenkörpers, einschließlich eines
Herzens 50 und einer Wirbelsäule 68 aufweisen,
wobei das sich bewegende Körperteil
das Herz ist und der ausgewählte
feste Referenzpunkt ein Punkt 66 auf der Wirbelsäule ist.
-
In
der im Anspruch 4 definierten Ausführungsform kann mindestens
einer der Schritte der Auswahl eines festen Referenzpunktes 66 in
Bildern, die durch die Bilddaten repräsentiert sind, der Auswahl
wenigstens eines Bildes aus der Bildsequenz entsprechend basierend
auf relativen Positionen des sich bewegenden Körperteils 50 und des
festen Referenzpunktes in der Bildsequenz und der Identifikation
eines Referenzpunktes 64 auf dem sich bewegenden Körperteil
in jedem Bild der Bildsequenz des gescannten Abschnitts eines Patientenkörpers mit
einem eine Bilderkennungssoftware verwendenden Prozessor 36 durchgeführt werden.
-
Ein
CT-Bildgebungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung ist im Anspruch 7 definiert.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das System, das zum Scannen eines Patientenkörpers konfiguriert
ist, auf, dass das System zum Scannen eines Abschnitts des Patientenkörpers 22,
einschließlich
eines Herzens 50 und einer Wirbelsäule 68 konfiguriert
ist, und dass der sich bewegende Körperteil das Herz ist und der
ausgewählte
feste Referenzpunkt ein Punkt 66 auf der Wirbelsäule ist.
-
Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform
ist im Anspruch 8 angegeben. Das System, das zum Scannen eines Patientenkörpers konfiguriert
ist, kann aufweisen, dass das System zum kinematografischen Scannen
eines Patientenkörpers
konfiguriert ist. Das System kann ferner konfiguriert sein, um einen
festen Referenzpunkt 64 auf dem sich bewegenden Körperteil
auszuwählen
und um den Referenzpunkt in jedem der Bilder der Bildsequenz des
gescannten Abschnitts des Patientenkörpers zu identifizieren, und
das System, das konfiguriert ist, um wenigstens ein Bild aus der
Bildsequenz gemäß einer Funktion
von relativen Positionen des sich bewegenden Körperteils und des festen Referenzpunktes
in der Bildsequenz auszuwählen,
kann aufweisen, dass das System konfiguriert ist, um Abstände zwischen dem
Referenzpunkt auf dem sich bewegenden Körperteil und dem festen Referenzpunkt
in der Sequenz von Bildern miteinander zu vergleichen und das wenigstens
eine Bild als Funktion von Abstandsänderungen zwischen aufeinander
folgenden Bildern in der Bildsequenz auszuwählen. Das System, das konfiguriert
ist, um das wenigstens eine Bild auszuwählen, kann aufweisen, dass
das System konfiguriert ist, um wenigstens ein Bild aus der Bildsequenz
innerhalb einer ausgewählten
Anzahl von Bildern auszuwählen,
in denen die Veränderung
der Abstände ihr
Vorzeichen ändert
oder konstant wird. In einer Ausführungsform ist die gewählte Anzahl
von Bildern nicht größer als
zwei. Das System, das konfiguriert ist, um einen Abschnitt eines
Patientenkörpers
zu scannen, kann aufweisen, dass das System konfiguriert ist, um
einen Abschnitt des Patientenkörpers, einschließlich eines
Herzens 50 und einer Wirbelsäule 68, zu scannen,
wobei das sich bewegende Körperteil
das Herz und der ausgewählte
feste Referenzpunkt ein Punkt 66 auf der Wirbelsäule ist.
-
Gemäß der Erfindung
weist ein Arbeitsplatzsystem bzw. eine Workstation 92 zur
Auswahl von CT-Bildern eines sich bewegenden Körperteils 50, die
aus Bilddaten erhalten werden, die eine von einem CT-Bildgebungssystem 10 akquirierte
Sequenz von Bildern 72, 74, 76, 78 repräsentieren,
eine Systemeinheit 94, wenigstens eine Bedienereingabeeinrichtung 98 oder 100 und
eine Anzeigeeinrichtung 96 auf, wobei das System konfiguriert
ist, um:
einen festen Referenzpunkt 66 in Bildern,
die durch die Bilddaten repräsentiert
werden, auszuwählen; und
wenigstens
ein Bild aus der Bildsequenz als eine Funktion von relativen Positionen
des sich bewegenden Körperteils 50 und
des festen Referenzpunktes in der Bildsequenz auszuwählen.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
ist im Anspruch 10 angegeben.
-
Das
Arbeitsplatzsystem bzw. die Workstation, das bzw. die konfiguriert
ist, um wenigstens ein Bild auszuwählen, kann aufweisen, dass
das Arbeitsplatzsystem bzw. die Work station konfiguriert ist, um wenigstens
ein Bild aus der Bildsequenz innerhalb einer ausgewählten Anzahl
von Bildern auszuwählen, bei
denen die Veränderung
der Abstände
ihr Vorzeichen ändert
oder konstant wird. In einer Ausführungsform ist die Anzahl von
Bildern nicht größer als zwei.