專利名稱：X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置，該裝置具有在執(zhí)行主掃描之前執(zhí)行預(yù)掃描的功能。
背景技術(shù)：
在對(duì)比劑(contrast-medium)成像中，在注入到要檢查的對(duì)象的對(duì)比劑流入相關(guān)區(qū)域時(shí)開始掃描(主掃描)是非常重要的。因此，掃描(預(yù)掃描)是在主掃描之前執(zhí)行的。為了抑制X射線劑量，預(yù)掃描是通過使用比在主掃描中使用的X射線的強(qiáng)度弱的X射線執(zhí)行的。提供在預(yù)掃描中獲取的投影數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行實(shí)時(shí)重建處理。實(shí)時(shí)重建的圖像(層析圖像)被立即顯示出來。圖像技術(shù)人員直觀地檢查圖像上的相關(guān)區(qū)域的對(duì)比劑濃度(染色程度)。在判斷相關(guān)的區(qū)域的對(duì)比劑濃度達(dá)到預(yù)先確定的濃度時(shí)，圖像技術(shù)人員按下主掃描的觸發(fā)按鈕。當(dāng)觸發(fā)按鈕被按下時(shí)，預(yù)掃描停止，主掃描的準(zhǔn)備(設(shè)置)開始。主掃描的準(zhǔn)備工作包括將伏輥(couch)移動(dòng)到預(yù)先確定的掃描范圍，將伏輥加速到預(yù)先確定的速度，將旋轉(zhuǎn)框加速到預(yù)先確定的掃描速度，將燈絲加熱等等。一旦主掃描的準(zhǔn)備工作結(jié)束之后，主掃描開始。
有人開發(fā)了一種名為團(tuán)塊跟蹤(bolus tracking)方法的技術(shù)，在該技術(shù)中，圖像技術(shù)人員按下觸發(fā)按鈕的操作是自動(dòng)的。在團(tuán)塊跟蹤方法中，從通過預(yù)掃描獲得的圖像中提取相關(guān)區(qū)域的CT值或平均值，并與一閾值進(jìn)行比較。當(dāng)相關(guān)區(qū)域的CT值或平均值超過該閾值時(shí)，預(yù)掃描停止，主掃描的準(zhǔn)備工作開始。
在X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置中，通過與心電圖描記波同步執(zhí)行掃描在特定時(shí)間相位獲取一個(gè)或一系列圖像的ECG門掃描(gatedscan)方案是已知的。根據(jù)此方案，為了減少由于心臟的移動(dòng)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)人為因素，X射線管旋轉(zhuǎn)一次所需要的時(shí)間(掃描速度)與心動(dòng)周期相比要足夠短。
為了通過將運(yùn)動(dòng)人為因素減少到一定的程度以保持高診斷值，掃描速度需要足夠短，例如，500毫秒。實(shí)現(xiàn)0.2秒的掃描速度的條件并非易事。
作為在其掃描速度是1或0.5秒的比較流行的裝置中減少運(yùn)動(dòng)人為因素的技術(shù)，開發(fā)了一種名為ECG門重建(段掃描(segmentscan))的技術(shù)。在這種段掃描中，與獲取投影數(shù)據(jù)同時(shí)獲取心電圖數(shù)據(jù)。根據(jù)心電圖數(shù)據(jù)，從每一心動(dòng)周期中的投影數(shù)據(jù)集中提取特定心臟時(shí)間相位上居中的部分時(shí)段中的數(shù)據(jù)(段)。從多個(gè)心動(dòng)周期中提取的多段彼此連接以準(zhǔn)備圖像重建所需要的360°投影數(shù)據(jù)。
在段掃描中，要獲取的段數(shù)常常是預(yù)先設(shè)置的。隨著段的時(shí)間寬度降低，需要獲取的段數(shù)增大，圖像的時(shí)間分辨率增大。即，不同的心臟時(shí)間相位中的圖像數(shù)量增大。與此不同的是，隨著段的時(shí)間寬度增大，需要獲取的段數(shù)減少，圖像的時(shí)間分辨率降低。如果獲取的段數(shù)不能達(dá)到預(yù)先確定的數(shù)量，則不能獲取具有預(yù)先確定的時(shí)間分辨率的圖像。為了獲取具有預(yù)定的時(shí)間分辨率的圖像，至少需要獲得對(duì)應(yīng)于心率的投影數(shù)據(jù)，該心率對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的段數(shù)。
段掃描易于受到動(dòng)作運(yùn)動(dòng)人為因素的影響。因此，此掃描是在病人屏住呼吸時(shí)執(zhí)行的。病人可以屏住呼吸的時(shí)間長度是有限的。在段掃描中，必須在有限的屏住呼吸的時(shí)段內(nèi)獲取所需要的對(duì)應(yīng)于心率的投影數(shù)據(jù)。因此，在段掃描中，必須預(yù)先測量要檢查的對(duì)象的心率，并且必須根據(jù)心率調(diào)整掃描速度，即，X射線管旋轉(zhuǎn)一次所需要的時(shí)間。
如上文所述，在團(tuán)塊跟蹤方法中，預(yù)掃描是在主掃描之前執(zhí)行的。當(dāng)對(duì)主掃描應(yīng)用段掃描方案時(shí)，設(shè)置掃描速度時(shí)刻和主掃描開始時(shí)刻之間的時(shí)間差變長。因此，主掃描中的心率可能會(huì)相對(duì)于設(shè)置掃描速度時(shí)的心率大大地改變。因此，在某些情況下，主掃描中的掃描速度相對(duì)于實(shí)際心率是不適當(dāng)?shù)摹Ｔ趯?duì)比劑檢查中此問題變得比較顯著。這是因?yàn)?，心率常常由于注射?duì)比劑而大大地不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是允許針對(duì)要檢查的對(duì)象的生理現(xiàn)象的變化通過X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置以團(tuán)塊跟蹤方法為主掃描重新設(shè)置掃描條件。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并且在預(yù)掃描之后通過使用比較強(qiáng)的X射線執(zhí)行主掃描以獲取對(duì)象的數(shù)據(jù)，該裝置包括判斷單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，判斷是否有必要重新設(shè)置主掃描的掃描條件，該條件最初是根據(jù)在注射對(duì)比劑之前測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)設(shè)置的；掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為當(dāng)判斷裝置判斷有必要重新設(shè)置掃描條件時(shí)，將主掃描的掃描條件從最初設(shè)置的掃描條件重新設(shè)置為對(duì)應(yīng)于在開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)的掃描條件。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強(qiáng)的X射線執(zhí)行主掃描以獲取對(duì)象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)設(shè)置主掃描的掃描條件。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強(qiáng)的X射線執(zhí)行主掃描以獲取對(duì)象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一顯示單元，該單元被配置為以時(shí)間圖和數(shù)值顯示對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，并且還顯示有關(guān)主掃描的掃描條件的輸入?yún)^(qū)域；一輸入單元，該單元被配置為在輸入?yún)^(qū)域輸入用于主掃描的掃描條件；以及一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注入對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描的結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)輸入的掃描條件來設(shè)置主掃描的掃描條件。


本發(fā)明的其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將在后面的描述中得到闡明，并部分地從描述中得到明確，或者可以通過對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐加以了解。本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可以通過下文中特別指出的手段和組合來實(shí)現(xiàn)和獲取。
本說明書中所包括的并且構(gòu)成本說明書的組成部分的附圖，說明了本發(fā)明的目前優(yōu)選的實(shí)施例，并與上文提供的一般描述和下面提供的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述一起，用來闡述本發(fā)明的原理。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是顯示圖1中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的表(心率/螺距/掃描速度)的示例的視圖；圖3是顯示此實(shí)施例中的團(tuán)塊跟蹤方法的過程的流程圖；圖4是圖3中的團(tuán)塊跟蹤方法的時(shí)間圖；圖5是補(bǔ)充說明圖3中的步驟S6和S7的視圖；圖6是補(bǔ)充說明圖3中的步驟S6、S10和S11的視圖；圖7是顯示當(dāng)此實(shí)施例中的最初設(shè)置的主掃描條件被保留時(shí)顯示窗口的示例的視圖；圖8是顯示當(dāng)此實(shí)施例中的主掃描條件被重新設(shè)置時(shí)顯示窗口的示例的視圖；
圖9是顯示根據(jù)此實(shí)施例的第一修改的團(tuán)塊跟蹤方法的過程的流程圖；圖10是顯示根據(jù)此實(shí)施例的第二修改的團(tuán)塊跟蹤方法的過程的流程圖；圖11是顯示根據(jù)此實(shí)施例的第三修改的團(tuán)塊跟蹤方法的過程的流程圖；以及圖12是顯示此實(shí)施例的第三修改中的顯示窗口的示例的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖的多個(gè)視圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置。注意，X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置包括各種類型的裝置，例如，旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)類型的裝置，在這種裝置中，X射線管和X射線探測器一起圍繞要檢查的對(duì)象旋轉(zhuǎn)；靜止/旋轉(zhuǎn)類型的裝置，在這種裝置中，許多檢測元件是以環(huán)的形式排列的，并且只有X射線管圍繞要檢查的對(duì)象旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明可以適用于任一種類型。在本例中，將以當(dāng)前的主流類型—旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)類型—為例進(jìn)行說明。
此外，圖像重建方法包括360°方法，該方法要求對(duì)應(yīng)于圍繞要檢查的對(duì)象的一周旋轉(zhuǎn)的360°投影數(shù)據(jù)，和半掃描方法，該方法要求(180 °+風(fēng)扇角度)的投影數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以應(yīng)用于這些方法中的任一種方法。在本例中，將以360°方法為例進(jìn)行說明。
作為將入射的X射線轉(zhuǎn)換為電荷的機(jī)制，下面的技術(shù)是主流技術(shù)間接轉(zhuǎn)換類型，這種類型通過諸如閃爍體之類的熒光物質(zhì)將X射線轉(zhuǎn)換為光并通過諸如光電二極管之類的光電轉(zhuǎn)換元件將光轉(zhuǎn)換為電荷；以及直接轉(zhuǎn)換類型，這種類型通過X射線在半導(dǎo)體中生成電子孔(electron-hole)對(duì)并向電極移動(dòng)該電子孔對(duì)，即，光電導(dǎo)現(xiàn)象。作為X射線檢測元件，可以使用這些方案中的任一種方案。在本例中，將以前一種類型，即，間接轉(zhuǎn)換類型為例進(jìn)行說明。
最近，隨著在旋轉(zhuǎn)環(huán)上安裝了多對(duì)X射線管和X射線探測器的所謂的多管類型X射線CT裝置的商業(yè)化的發(fā)展，開發(fā)了相關(guān)的技術(shù)。本發(fā)明可以應(yīng)用于傳統(tǒng)的單管類型X射線CT裝置和多管類型的X射線CT裝置。在本例中，將以單管類型X射線CT裝置為例進(jìn)行描述。
此外，X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置使用單片類型的X射線探測器，該探測器具有單個(gè)檢測元件陣列，該陣列具有沿著通道方向排列多個(gè)X射線檢測元件，或使用多片類型的X射線探測器，該探測器具有多個(gè)檢測元件陣列，這些陣列在切片的方向上并置。本發(fā)明可以使用這些類型中的任一種類型。在本例中，將以前一種類型，即，單片類型X射線探測器為例進(jìn)行說明。
圖1顯示了根據(jù)此實(shí)施例的X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)。臺(tái)架5包住X射線管和X射線探測器。X射線管與X射線探測器一起安裝在形狀類似于環(huán)的旋轉(zhuǎn)框上。X射線管通過一個(gè)成像空間與X射線探測器相對(duì)。位于伏輥7上的要檢查的對(duì)象放在臺(tái)架5的成像空間中。伏輥7沿其縱向移動(dòng)。一般說來，對(duì)象的主體軸幾乎平行于伏輥7的縱向軸和X射線管的旋轉(zhuǎn)軸。平行于X射線管的旋轉(zhuǎn)軸的方向叫做片方向。一高電壓生成單元施加管電壓，并向X射線管提供燈絲電流以生成X射線。經(jīng)過對(duì)象傳輸?shù)腦射線在相應(yīng)的X射線檢測元件中生成電荷。這些電荷被作為電流信號(hào)提取。此電流信號(hào)被數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAS)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。此信號(hào)被放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)通過滑環(huán)和預(yù)處理器作為投影數(shù)據(jù)與心電圖數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。圖像重建單元基于360°投影數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)。該圖像重建單元包括ECG門重建功能。根據(jù)ECG門重建功能，圍繞特定心臟時(shí)間相位的部分時(shí)段內(nèi)的數(shù)據(jù)(段)被根據(jù)心電圖數(shù)據(jù)在每一心動(dòng)周期中從投影數(shù)據(jù)集切斷。從多個(gè)心動(dòng)周期中切斷的多段彼此連接，從而準(zhǔn)備圖像重建所需要的360°投影數(shù)據(jù)。根據(jù)準(zhǔn)備好的360°投影數(shù)據(jù)重建對(duì)應(yīng)于特定心臟時(shí)間相位的圖像數(shù)據(jù)。重建的圖像數(shù)據(jù)通過顯示控制器10顯示在顯示器8上。
生理現(xiàn)象測量設(shè)備4測量對(duì)象的生理現(xiàn)象。該生理現(xiàn)象包括心跳(心臟的運(yùn)動(dòng))、呼吸等等。在本例中，生理現(xiàn)象將被描述為“心跳”。心電圖描記器4通過連接到對(duì)象的電極檢測心臟的電現(xiàn)象，并輸出表示該電現(xiàn)象隨著時(shí)間而變化的心電圖數(shù)據(jù)。生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2連接到心電圖描記器4。該生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2根據(jù)心電圖數(shù)據(jù)計(jì)算每分鐘的心跳數(shù)量，即心率。生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2還根據(jù)計(jì)算出的心率檢查當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的心率相對(duì)于特定時(shí)間點(diǎn)，即，當(dāng)最初設(shè)置主掃描條件時(shí)引用的心率被測量時(shí)的時(shí)間點(diǎn)的心率的變化是否超過預(yù)先確定的值。如果心率變化超過預(yù)先確定的值，則生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2將用于提示主掃描條件重新設(shè)置的信號(hào)，與表示心率的信號(hào)一起輸出到掃描條件選擇單元1。即，生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2根據(jù)對(duì)象的心率檢查是否有必要重新設(shè)置主掃描條件。注意，心率的變化是作為當(dāng)前心率和當(dāng)在注射對(duì)比劑之前最初設(shè)置主掃描條件時(shí)引用的心率之間的差或變化率而計(jì)算出的。
一旦從生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2接收到提示掃描條件重新設(shè)置的信號(hào)，掃描條件選擇單元1判斷相對(duì)于與信號(hào)一起接收到的心率的最佳或大致最佳的掃描條件。在實(shí)踐中，掃描條件選擇單元1從預(yù)先寫入諸如由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6所擁有的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤或磁光盤之類的存儲(chǔ)介質(zhì)中的表中選擇對(duì)應(yīng)于該心率的掃描條件。
如圖2所示，例如，在此表中，設(shè)置了多個(gè)有關(guān)心率(HR)的多個(gè)部分，多個(gè)螺距(helical pitch)(HP)和掃描速度與這些部分關(guān)聯(lián)。參看圖2，在該表中，為不同的螺距和掃描速度設(shè)置有關(guān)心率(HR)的不同部分。然而，心率可以在同一部分內(nèi)被分為若干段。螺距是在螺旋掃描中使用的掃描條件，并可以定義為在X射線管旋轉(zhuǎn)一次時(shí)伏輥7移動(dòng)的距離(毫米)。掃描速度可以定義為X射線管旋轉(zhuǎn)一次所需要的時(shí)間(秒)。
在該表中，比較高的掃描速度與比較高的心率關(guān)聯(lián)，反之亦然。此外，在該表中，比較長的螺距與比較高的心率關(guān)聯(lián)，反之亦然。通過此類關(guān)聯(lián)，主掃描條件可以如此重新設(shè)置，以便在預(yù)先確定的時(shí)間內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成主掃描(螺旋掃描)，確保在ECG門重建方法中需要的段的數(shù)量，并防止時(shí)間分辨率的過分降低。
注意，除了螺距和掃描速度之外，掃描條件還包括掃描范圍，可以屏住呼吸的最大掃描時(shí)間(掃描時(shí)間的上限)、在ECG門重建方法中需要的最小段數(shù)、特定的心臟時(shí)間相位(心電圖中從R波的延遲時(shí)間)、管電壓、管電流、片段寬度，等等。在這些掃描條件中，螺距和掃描速度是對(duì)心率敏感的。例如，如果心搏較慢，則心率降低，不能準(zhǔn)備ECG門重建所需要的段的數(shù)量，除非掃描速度降低或螺距降低。另一方面，如果掃描速度和螺距過分降低，則在掃描時(shí)間的上限內(nèi)不能獲取整個(gè)掃描范圍內(nèi)的預(yù)先確定的投影數(shù)據(jù)。相反，當(dāng)心搏較快，則心率增大，在短的掃描時(shí)間內(nèi)可以準(zhǔn)備ECG門重建所需要的段數(shù)，即使掃描速度和螺距增大。此外，可以獲取整個(gè)預(yù)先確定的掃描范圍的投影數(shù)據(jù)。然而，掃描速度和螺距的過度增大為時(shí)間分辨率的改善保留了空間。在上述表中，相對(duì)于心率正確地確定螺距和掃描速度，以便平衡這樣的關(guān)系。
再回過頭參看圖1，掃描條件選擇單元1所選擇的主掃描條件的數(shù)據(jù)被提供到掃描控制器3。該掃描控制器3根據(jù)提供的掃描條件控制X射線管的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和伏輥7的移動(dòng)速度。例如，掃描控制器3控制臺(tái)架5的旋轉(zhuǎn)框驅(qū)動(dòng)單元，以使旋轉(zhuǎn)框在預(yù)先確定的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到設(shè)置的掃描速度并保持該速度。然后，掃描控制器3控制高電壓生成單元，以開始對(duì)X射線管的燈絲加熱，以便在預(yù)先確定的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到對(duì)應(yīng)于管電流條件的溫度。掃描控制器3還控制X射線停止單元，以根據(jù)片段厚度條件調(diào)整其打開。掃描控制器3進(jìn)一步控制伏輥驅(qū)動(dòng)單元，以在預(yù)先確定的時(shí)間段達(dá)到對(duì)應(yīng)于螺距的速度，從而開始移動(dòng)伏輥。
圖3顯示了此實(shí)施例中的團(tuán)塊跟蹤方法的過程。圖4是團(tuán)塊跟蹤操作的時(shí)間圖。作為團(tuán)塊跟蹤操作的預(yù)備操作，生理現(xiàn)象測量設(shè)備4開始測量心電圖(S1)。此測量一直持續(xù)進(jìn)行，直到在注射對(duì)比劑以及預(yù)掃描按順序完成之后完成主掃描。
在預(yù)掃描中，對(duì)象的投影數(shù)據(jù)是通過使用比較弱的X射線連續(xù)地獲取的，ROI中的像素的CT值或表示該ROI中的對(duì)比劑的濃度的平均CT值受到監(jiān)視。在主掃描中，對(duì)象的投影數(shù)據(jù)是在預(yù)掃描之后通過使用比較強(qiáng)的X射線獲取的。
心電圖描記器4根據(jù)測量的心電圖計(jì)算心率。主掃描條件是根據(jù)心率設(shè)置的。然而，在實(shí)踐中，心率稍有不同。因此，優(yōu)選情況下，心率是預(yù)先確定的時(shí)間寬度，例如，在設(shè)置操作緊前面五秒鐘內(nèi)的平均值，或規(guī)定預(yù)先確定的時(shí)間寬度內(nèi)的中值，以及根據(jù)此平均值或中值設(shè)置主掃描條件。為了便于描述，假設(shè)主掃描條件是根據(jù)心率設(shè)置的。通過顯示控制器10在顯示器8上與心電圖數(shù)據(jù)一起顯示計(jì)算出的心率。
操作員通過參看顯示的心電圖和心率操作輸入操作單元9，以便輸入預(yù)掃描條件、主掃描條件，以及用于執(zhí)行主掃描條件的重新設(shè)置的重新設(shè)置條件(S2)。注意，規(guī)定的值幾乎是為預(yù)掃描條件的許多項(xiàng)目確定的。即，設(shè)置了下面的內(nèi)容設(shè)置了比較低的管電壓和管電流，以將X射線照射抑制到最小、片段寬度，高掃描速度以增大時(shí)間分辨率、以及少量的重建矩陣以改善直接性。此外，預(yù)掃描位置、對(duì)比劑濃度監(jiān)視區(qū)域、從預(yù)掃描過渡到主掃描的條件(對(duì)比劑濃度的閾值)，等等是手動(dòng)設(shè)置的。
此外，主掃描條件的許多項(xiàng)目，例如，管電壓、管電流、片段寬度、重建矩陣，以及成像視場(FOV)，幾乎是根據(jù)檢查目的、對(duì)象的性別和體格等等確定的。在其中由螺旋掃描執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取的掃描范圍被設(shè)置為，例如，覆蓋心臟的整個(gè)區(qū)域的范圍。此外，每個(gè)病人可以屏住呼吸的時(shí)間的上限是唯一的，并設(shè)置了ECG門重建方法中的所需要的最小段數(shù)?！奥菥?HP)”和“掃描速度”由掃描條件選擇單元1通過參考數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6中的表設(shè)置為對(duì)應(yīng)于心率的值?；蛘?，由成像技術(shù)人員手動(dòng)輸入這些項(xiàng)目。
用于執(zhí)行主掃描條件的重新設(shè)置的重新設(shè)置條件表示一條規(guī)則，該規(guī)則聲明，當(dāng)主掃描緊前面的心率，即預(yù)掃描結(jié)束時(shí)或在實(shí)踐中類似的時(shí)間點(diǎn)處的心率，從上述團(tuán)塊跟蹤方法的預(yù)備階段中最初設(shè)置主掃描條件時(shí)的心率變化到特定程度時(shí)，最初設(shè)置的主掃描條件應(yīng)該重新設(shè)置到對(duì)應(yīng)于預(yù)掃描結(jié)束時(shí)的心率的主掃描條件。
例如，如果在最初設(shè)置時(shí)心率是圖2中顯示的表中的“60”，則此心率包括在該表中的“60-70”部分。因此，在此部分設(shè)置了螺距HP“0.9”。然而，如果在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測量的心率下降到“60-70”部分之外，則應(yīng)該設(shè)置對(duì)應(yīng)于此心率的螺距HP。另一方面，由于注射對(duì)比劑而產(chǎn)生變化的心率可能會(huì)在一定的時(shí)間之后恢復(fù)其正常值。即，即使心率在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)變化很大，此后也可能趨于穩(wěn)定，并在主掃描時(shí)恢復(fù)其正常值。顯然，在某些情況下，心率可能保持變化值，而不會(huì)恢復(fù)其正常值。在不同的人之間心率變化是不同的。因此，醫(yī)生或成像技術(shù)人員應(yīng)該在主掃描時(shí)檢查心率是否已經(jīng)恢復(fù)到正常值。此判斷會(huì)反映在重新設(shè)置的條件中。醫(yī)生或成像技術(shù)人員可以任意地設(shè)置當(dāng)對(duì)應(yīng)于主掃描緊前面的心率的部分從對(duì)應(yīng)于最初設(shè)置時(shí)的心率移動(dòng)特定數(shù)量的級(jí)(step)時(shí)是否重新設(shè)置主掃描條件。
當(dāng)在上述最初的設(shè)置結(jié)束之后在時(shí)間T2按下輸入操作單元9的啟動(dòng)按鈕時(shí)，對(duì)比劑從注射單元被自動(dòng)注入到病人體內(nèi)。在從注射對(duì)比劑后該對(duì)比劑到達(dá)監(jiān)視位置所需要的時(shí)間之后開始執(zhí)行預(yù)掃描(S3)。即，在X射線管和X射線探測器相對(duì)于定位的片段以高速度圍繞對(duì)象連續(xù)地旋轉(zhuǎn)時(shí)，連續(xù)地生成小劑量的X射線，從而固定地獲取數(shù)據(jù)。與預(yù)掃描一起，圖像重建單元從投影數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)重建圖像數(shù)據(jù)(S2)。預(yù)先設(shè)置的相關(guān)的區(qū)域中的CT值被從圖像數(shù)據(jù)中提取。此值或相關(guān)區(qū)域的多個(gè)像素的CT值的平均值與轉(zhuǎn)移到主掃描的閾值相比。該CT值或CT值的平均值表示該相關(guān)區(qū)域中的對(duì)比劑的濃度。生理現(xiàn)象測量設(shè)備4在此預(yù)掃描期間持續(xù)測量心率。如圖7所示，心率以時(shí)間圖和數(shù)值顯示(S4)。
如圖7所示，在最初設(shè)置掃描條件時(shí)被引用的心率與當(dāng)前心率一起顯示。最初設(shè)置的掃描速度和螺距也以數(shù)值顯示。緊急停止按鈕與這些信息片一起顯示。要檢查的對(duì)象的心率可能會(huì)由于注射對(duì)比劑之類的影響而突然發(fā)生變化。在這樣的情況下，圖像技術(shù)人員可以通過單擊緊急停止按鈕執(zhí)行預(yù)掃描和主掃描的緊急停止。
當(dāng)CT值到達(dá)轉(zhuǎn)移到主掃描的閾值或者圖像技術(shù)人員手動(dòng)按下主掃描轉(zhuǎn)移觸發(fā)按鈕時(shí)(T3)，預(yù)掃描終止(S5)。生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2在到時(shí)間T4之前的短的時(shí)間段內(nèi)檢查在此預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測量的心率變化是否滿足執(zhí)行主掃描條件重新設(shè)置的重新設(shè)置條件(S6)。即，在最初設(shè)置預(yù)掃描條件時(shí)被引用的心率和在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測量的心率之間的差與重新設(shè)置條件的閾值相比。
如果此差的絕對(duì)值沒有到達(dá)重新設(shè)置條件的閾值，則判斷心率變化是否足夠小而不滿足重新設(shè)置條件，且生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2不向掃描條件選擇單元1發(fā)送用于提示重新設(shè)置主掃描條件的信號(hào)。通過此操作，如圖5所示，掃描條件選擇單元1向掃描控制器3發(fā)送最初設(shè)置的主掃描條件或者命令該掃描控制器3在最初設(shè)置的主掃描條件下啟動(dòng)設(shè)置。然后，掃描控制器3在發(fā)送的最初設(shè)置的主掃描條件下在時(shí)間T4啟動(dòng)主掃描的設(shè)置(S7)。掃描控制器3在時(shí)間T5之前完成設(shè)置，并在時(shí)間T5開始主掃描(S8)。當(dāng)完全地從整個(gè)掃描范圍獲取數(shù)據(jù)時(shí)，掃描控制器3在時(shí)間T6終止主掃描(S9)。
如果在步驟S6中判斷在最初設(shè)置掃描條件時(shí)被引用的心率和在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測量的心率之間的差的絕對(duì)值達(dá)到重新設(shè)置條件的閾值，則判斷心率的變化大到已滿足重新設(shè)置條件。然后，生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2向掃描條件選擇單元1發(fā)送一個(gè)用于提示重新設(shè)置主掃描條件的信號(hào)，并同時(shí)發(fā)送在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測量的心率。通過此操作，如圖6所示，掃描條件選擇單元1通過參考數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6中的表選擇對(duì)應(yīng)于預(yù)掃描結(jié)束時(shí)的心率的螺距和掃描速度，并將主掃描條件從最初設(shè)置的螺距和掃描速度重新設(shè)置到所選擇的螺距和掃描速度(S10)。
當(dāng)螺距和掃描速度被重新設(shè)置時(shí)，顯示控制器10與最初設(shè)置的螺距和掃描速度一起顯示重新設(shè)置的螺距和掃描速度，如圖8所示。圖像技術(shù)人員可以根據(jù)是否顯示重新設(shè)置的螺距和掃描速度來識(shí)別螺距和掃描速度是否被重新設(shè)置。
在執(zhí)行ECG門掃描時(shí)，掃描條件選擇單元1通過將預(yù)掃描結(jié)束時(shí)的心動(dòng)周期(心率的倒數(shù))乘以從R波到特定時(shí)間相位的時(shí)間寬度與設(shè)置相關(guān)的時(shí)間相位(特定時(shí)間相位)時(shí)的心動(dòng)周期的比來重新計(jì)算從R波到特定時(shí)間相位的“延遲時(shí)間”。
根據(jù)上述說明，是否有必要重新設(shè)置主掃描條件是根據(jù)最初設(shè)置主掃描條件時(shí)的心率和預(yù)掃描結(jié)束時(shí)的心率之間的差判斷的，且主掃描條件是根據(jù)預(yù)掃描結(jié)束時(shí)的心率重新設(shè)置的。然而，本發(fā)明不僅限于預(yù)掃描結(jié)束時(shí)的心率，是否有必要重新設(shè)置最初設(shè)置的掃描條件可以根據(jù)從開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描到預(yù)掃描結(jié)束之間的任何給定時(shí)間點(diǎn)處測量的心率來進(jìn)行判斷。此外，主掃描條件可以根據(jù)在此時(shí)段內(nèi)任何給定時(shí)間點(diǎn)處測量的心率重新設(shè)置。是否有必要重新設(shè)置主掃描條件是根據(jù)預(yù)掃描結(jié)束時(shí)，即，最接近于主掃描開始的時(shí)間點(diǎn)的心率判斷的。此外，通過重新設(shè)置主掃描條件，主掃描條件可以接近于與執(zhí)行主掃描時(shí)的實(shí)際心率對(duì)應(yīng)的最佳主掃描條件?；蛘撸欠裼斜匾匦略O(shè)置最初設(shè)置的掃描條件可以根據(jù)此時(shí)段內(nèi)的任何給定時(shí)間點(diǎn)處測量的心率來進(jìn)行判斷，然后重新設(shè)置主掃描條件。甚至在本例中，主掃描條件可以比當(dāng)在注射對(duì)比劑之前最初設(shè)置的主掃描條件下執(zhí)行主掃描時(shí)更接近于上述最佳值。
掃描條件選擇單元1向掃描控制器3發(fā)送重新設(shè)置的主掃描條件。通過此操作，掃描控制器3根據(jù)重新設(shè)置的主掃描條件設(shè)置臺(tái)架5和伏輥7(S11)。在完成設(shè)置之后，通過X射線照射執(zhí)行主掃描(S8、S9)。
如上文所述，當(dāng)心率發(fā)生變化時(shí)，主掃描條件，更具體來說是螺距和掃描速度被重新設(shè)置，以解決諸如ECG門重建所需要的段數(shù)不能完全地準(zhǔn)備，以及在掃描時(shí)間的上限內(nèi)整個(gè)計(jì)劃的掃描范圍內(nèi)獲取投影數(shù)據(jù)之類的問題。此外，這可以改善時(shí)間分辨率。
如果在圖9中的步驟S6判斷心率變化足夠大，已滿足重新設(shè)置的條件，則顯示控制器10可以使顯示器8顯示此心率以及一則消息，以便確認(rèn)主掃描條件重新設(shè)置以及重新設(shè)置繼續(xù)/停止按鈕，從而最后確認(rèn)是否有必要執(zhí)行主掃描重新設(shè)置操作(S16)。如果被命令不進(jìn)行重新設(shè)置(S17)，那么臺(tái)架5和伏輥7的設(shè)置根據(jù)在步驟S7中最初設(shè)置的主掃描條件而開始，在該條件下執(zhí)行主掃描(S8、S9)。如果命令執(zhí)行重新設(shè)置(S17)，并在步驟S10中重新設(shè)置主掃描條件，則根據(jù)該條件設(shè)置臺(tái)架5和伏輥7(S11)。
由于操作員最后可以在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)判斷是否有必要重新設(shè)置，因此，甚至在接近預(yù)掃描結(jié)束時(shí)的非常短的時(shí)間段中臨時(shí)發(fā)生心率變化的可忽視的小事件時(shí)，也可以避免重新設(shè)置主掃描條件的不利影響。
如果心率過分地變化，即，發(fā)生非常罕見的情況，例如，心率變化了表中的三或五級(jí)，優(yōu)選地，在某些情況下停止主掃描。為了處理此類情況，當(dāng)生理現(xiàn)象監(jiān)視單元2判斷心率已經(jīng)變化預(yù)先確定的級(jí)數(shù)，例如，表上的三或五級(jí)時(shí)，掃描條件選擇單元1可以使顯示器8顯示一則消息，以確認(rèn)主掃描停止和主掃描繼續(xù)/停止按鈕，并顯示顯著變化的心率(S12)。如果操作員(圖像技術(shù)人員)命令繼續(xù)主掃描(S13)，則根據(jù)該已顯著變化的心率在步驟S10和S11重新設(shè)置的主掃描條件下執(zhí)行主掃描。如果操作員命令停止主掃描(S13)，則在步驟S14中由系統(tǒng)控制器或聯(lián)鎖電路(未顯示)執(zhí)行轉(zhuǎn)移到主掃描的緊急停止。
或者，如圖11所示，可以手動(dòng)重新設(shè)置主掃描條件。如圖12所示，顯示控制器10以時(shí)間圖和數(shù)值以及在與主掃描條件關(guān)聯(lián)的輸入?yún)^(qū)域中顯示測量的心率。在輸入?yún)^(qū)域中，顯示了最初設(shè)置的螺距和掃描速度，在與相應(yīng)的區(qū)域毗連的下拉菜單上顯示了多個(gè)候選螺距和多個(gè)候選掃描速度。此外，掃描范圍、滿足主掃描可以在預(yù)先確定的時(shí)間段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成主掃描這一條件的螺距的下限、對(duì)象可以屏住其呼吸的最大時(shí)間段，即，主掃描時(shí)間的上限被顯示。圖像技術(shù)人員操作輸入操作單元9通過參考掃描范圍、螺距的下限、主掃描時(shí)間的上限，以及心率，從相應(yīng)的候選中選擇螺距和掃描速度，從而重新設(shè)置螺距和掃描速度(S15)。如果在選擇的螺距和掃描速度的條件下，在預(yù)先確定的時(shí)間段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)不能完成主掃描，或不能準(zhǔn)備必需的段數(shù)，則顯示控制器10判斷此情況，并在一旦執(zhí)行該選擇時(shí)拒絕重新設(shè)置輸入的掃描條件。顯示控制器10也在顯示器8上顯示一則消息，以提示重新選擇螺距和掃描速度。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以輕易地發(fā)現(xiàn)其他優(yōu)點(diǎn)并進(jìn)行其他修改。因此，本發(fā)明在其更廣泛的方面不僅限于此處顯示和介紹的特定詳細(xì)信息和代表性實(shí)施例。相應(yīng)地，在不偏離所附的權(quán)利要求和它們的等同物定義的總發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強(qiáng)的X射線執(zhí)行主掃描以獲取該對(duì)象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一判斷單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，判斷是否有必要重新設(shè)置主掃描的掃描條件，該條件最初是根據(jù)在注射對(duì)比劑之前測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)設(shè)置的；以及一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為當(dāng)判斷單元判斷有必要重新設(shè)置掃描條件時(shí)，將主掃描的掃描條件從最初設(shè)置的掃描條件重新設(shè)置為對(duì)應(yīng)于在開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)的掃描條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)判斷單元判斷不需要重新設(shè)置掃描條件時(shí)，掃描條件設(shè)置單元保持最初設(shè)置的掃描條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元根據(jù)在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測量的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)重新設(shè)置掃描條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元包括存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)一個(gè)表，在該表中，多個(gè)掃描條件與有關(guān)生理現(xiàn)象的多級(jí)關(guān)聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，判斷單元根據(jù)在開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測量的生理現(xiàn)象相對(duì)于在注射對(duì)比劑之前測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的變化程度，判斷重新設(shè)置掃描條件的必要性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，生理現(xiàn)象測量設(shè)備測量對(duì)象的心率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，判斷單元根據(jù)在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測量的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)判斷重新設(shè)置掃描條件的必要性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元根據(jù)在預(yù)掃描結(jié)束時(shí)測量的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)重新設(shè)置掃描條件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，判斷單元根據(jù)在預(yù)先確定的時(shí)間寬度內(nèi)心率的平均值或中值判斷重新設(shè)置掃描條件的必要性。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，判斷單元根據(jù)心率的平均值或中值重新設(shè)置掃描條件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個(gè)顯示單元，該顯示單元以時(shí)間圖或數(shù)值實(shí)時(shí)地顯示所測量到的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，顯示單元顯示表示是否重新設(shè)置掃描條件的信息，并同時(shí)顯示生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，顯示單元顯示被引用來最初設(shè)置掃描條件的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，并同時(shí)顯示該生理現(xiàn)象的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，顯示單元顯示一個(gè)按鈕，用于執(zhí)行預(yù)掃描和主掃描的緊急停止，并同時(shí)顯示生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元以在預(yù)先確定的時(shí)間段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成主掃描為先決條件重新設(shè)置掃描條件。
16.一種X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強(qiáng)的X射線執(zhí)行主掃描以獲取該對(duì)象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)來設(shè)置主掃描的掃描條件。
17.一種X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置，該裝置通過使用比較弱的X射線執(zhí)行預(yù)掃描以獲取被注入了對(duì)比劑的對(duì)象的數(shù)據(jù)，并在預(yù)掃描之后通過使用比較強(qiáng)的X射線執(zhí)行主掃描以獲取該對(duì)象的數(shù)據(jù)，該裝置包括一顯示單元，該單元被配置為以時(shí)間圖和數(shù)值來顯示對(duì)象的生理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，并且還顯示有關(guān)主掃描的掃描條件的輸入?yún)^(qū)域；一輸入單元，該單元被配置為在該輸入?yún)^(qū)域中輸入主掃描的掃描條件；以及一掃描條件設(shè)置單元，該單元被配置為根據(jù)在開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)輸入的掃描條件來設(shè)置主掃描的掃描條件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元根據(jù)在開始注射對(duì)比劑或預(yù)掃描與預(yù)掃描結(jié)束之間的時(shí)段內(nèi)最后輸入的掃描條件來設(shè)置主掃描的掃描條件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，掃描條件設(shè)置單元具有當(dāng)主掃描不能在輸入的掃描條件下，在預(yù)先確定的時(shí)間段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成時(shí)拒絕設(shè)置輸入的掃描條件的功能。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，顯示單元顯示候選的掃描條件，該條件允許在預(yù)先確定的時(shí)段內(nèi)于預(yù)先確定的掃描范圍內(nèi)完成主掃描。
全文摘要
本發(fā)明的X射線計(jì)算機(jī)層析攝影裝置具有通過預(yù)掃描監(jiān)視對(duì)象的ROI中的對(duì)比劑的濃度、根據(jù)該濃度達(dá)到預(yù)定值的時(shí)間停止預(yù)掃描、以及開始主掃描的功能。主掃描條件最初是根據(jù)注射對(duì)比劑之前測量的對(duì)象的生理現(xiàn)象設(shè)置的。是否有必要重新設(shè)置最初設(shè)置的主掃描條件是根據(jù)預(yù)掃描結(jié)束之前測量的生理現(xiàn)象的變化判斷的。如果判斷主掃描條件需要重新設(shè)置，則將主掃描條件從最初設(shè)置的主掃描條件重新設(shè)置為對(duì)應(yīng)于預(yù)掃描結(jié)束之前測量的生理現(xiàn)象的主掃描條件。
文檔編號(hào)A61B6/00GK1440725SQ03106478
公開日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月27日
發(fā)明者尾嵜真浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝