專利名稱：補(bǔ)償醫(yī)療成像的系列拍攝時患者運(yùn)動的方法和成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于補(bǔ)償在醫(yī)療成像的系列拍攝時患者運(yùn)動的方法，其中，利用成像系統(tǒng)對患者檢查區(qū)域的、有時間間隔的多幅圖像進(jìn)行繪制并且進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，特別是用于在數(shù)字相減血管造影或者在路徑探測器技術(shù)(Pfadfindertechnik)中的運(yùn)動補(bǔ)償。此外，本發(fā)明還涉及一種構(gòu)造用來實(shí)施所述方法的成像系統(tǒng)，包括射線源、檢測器和患者臥榻以及控制單元、圖像處理單元和圖像顯示單元。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明方法的主要應(yīng)用領(lǐng)域，即數(shù)字相減血管造影中，利用成像系統(tǒng)(在這種情況下是X射線設(shè)備)采集并顯示人體的血管。在該方法中，在注射用于突出血管的造影劑的同時，繪制感興趣的患者檢查區(qū)域的一系列X射線圖像(充盈圖像)。此外，還在沒有注射造影劑的條件下拍攝檢查區(qū)域的一幅圖像(蒙片)。通過將相應(yīng)的充盈圖像數(shù)字減去蒙片而得到相減圖像，在其上只能看出血管，其它如骨骼等吸收X射線的結(jié)構(gòu)的疊加由于相減而消失了。
但是，圖像相減的前提是，這些圖像在相同的幾何條件下繪制，從而使它們重合。由于在各次拍攝之間所描繪的結(jié)構(gòu)的運(yùn)動，在相減后的圖像中可能出現(xiàn)起干擾作用的運(yùn)動偽影。這些偽影可能通過在拍攝蒙片和拍攝充盈圖像之間的患者運(yùn)動而引起。這種運(yùn)動的結(jié)果可能是，得到的相減圖像不再可以用于診斷。因此在實(shí)際中，必須重復(fù)被這種運(yùn)動偽影干擾的相減圖像。這意味著額外的時間和造影劑的花費(fèi)以及對患者的額外的射線照射。
一種與數(shù)字相減血管造影一起使用的方法是所謂的路徑探測器技術(shù)，也稱為路徑測繪(Roadmapping)。該技術(shù)用于在介入治療中對血管的選擇性導(dǎo)管插入。在這種血管介入中，以兩維的圖像通過X射線透視(熒光透視法)來顯示吸收X射線的導(dǎo)管的當(dāng)前位置。為了能夠額外地將血管作為所謂的路標(biāo)加以識別，在介入開始時繪制一幅其中注射了極少量造影劑的圖像。該圖像被固定為蒙片。將該蒙片分別與后續(xù)的、在沒有注射造影劑條件下得到的熒光透視圖像相減。按照這種方式得到相減圖像，在其上可以識別在暗血管之上的亮導(dǎo)管，而背景通過相減被消除。
路徑測繪也按與數(shù)字相減血管造影一樣的方式被系列拍攝期間成像的結(jié)構(gòu)的運(yùn)動干擾。不過，在此，在拍攝蒙片和拍攝相應(yīng)熒光透視圖像之間的運(yùn)動中出現(xiàn)兩個問題。一方面，背景不再被正確地減掉，從而形成了圖像偽影。另一方面可能出現(xiàn)，通過圖像所確定的導(dǎo)管位置相對于所顯示的血管不正確。這種嚴(yán)重的錯誤例如可以導(dǎo)致導(dǎo)管在該圖像中顯示在血管之外，盡管其實(shí)際上處于血管的內(nèi)部。在極端的情況下，這種錯誤顯示導(dǎo)致導(dǎo)管控制時的錯誤，并因此損害血管。因此，當(dāng)患者在介入期間移動時，必須經(jīng)常地通過重新拍攝蒙片來更新路標(biāo)。這意味著額外的時間花費(fèi)和造影劑的消耗以及對患者提高了輻射劑量。
為了避免或者減小該問題，目前公開了不同的解決方案?；旧峡梢詤^(qū)分為下列三種類型的解決方案措施。
針對患者的解決方案的目標(biāo)是，避免在拍攝時患者移動。如在胸部檢查中例如這樣訓(xùn)練患者，即在實(shí)施系列拍攝時屏住呼吸。另一種方法是，通過完全麻醉避免運(yùn)動偽影的一些來源。針對患者的方法的缺點(diǎn)在于，其要么僅僅部分起作用要么不總是可以采用。例如，完全麻醉具有許多風(fēng)險，因此在許多數(shù)字相減血管造影的應(yīng)用中不適用。另一方面即使在完全麻醉中還有運(yùn)動偽影的一些來源，例如呼吸運(yùn)動。
在針對圖像拍攝的解決方案中，將圖像拍攝這樣實(shí)施，使得運(yùn)動偽影最小。迄今為止對此已知的首先是所謂的門控方法，其中拍攝與生理測量耦合。例如在EKG門控中分別僅僅獲取特定心臟階段的圖像，從而補(bǔ)償心臟運(yùn)動。不過，門控方法只能使用在少數(shù)的專門應(yīng)用中，并只能避免由可以對其測量生理信號的特定來源造成的運(yùn)動偽影。
另一種避免運(yùn)動偽影的解決方案在于對所繪制的圖像進(jìn)行回溯的圖像處理。在這種技術(shù)中追求的是，通過合適的圖像處理改善蒙片和充盈圖像的一致性。采用的最簡單技術(shù)是所謂的像素移動或者子像素移動，其中，使用者將二維蒙片相對于二維充盈圖像一直手動地移動，直到在相減圖像中實(shí)現(xiàn)運(yùn)動偽影的最小化。這種方法實(shí)施在市面上所有的血管造影系統(tǒng)中。在市面上一些血管造影系統(tǒng)中還存在自動方法，其借助可以量化的相似度量確定最好的一致性。昂貴的方法不使用整個圖像區(qū)域上的全程圖像移動，而是將圖像的優(yōu)化局部區(qū)域相互分開，如在US 4870692A中描述的那樣。此外，在科學(xué)文獻(xiàn)中提出了用于運(yùn)動校正的許多費(fèi)事的方法。基本上是優(yōu)化方法，其中試圖找到帶來最少運(yùn)動偽影的、蒙片和充盈圖像之間的轉(zhuǎn)換。其它回溯圖像處理的例子可以參考論文“Motion-compensated digitalsubtraction angiography”，Magnus Hemmendorff等人，SPIE’99，San DiegoUSA，Proceedings of SPIE’s International Symposium on Medical Imaging 1999，Volume 3661，Image Processing，F(xiàn)ebruary 1999，pp.1396-1405；Meijering E.H.等人，“Reduction of patient motion artifacts in digital substraction angiographyevaluation of a fast and fully automatic technique”，Radiology，2001 Apr，219(1)288-293；或“Retrospective Motion Correction in Digital SubtractionAngiographyA Review”，Erik H.W.Meijering等人，IEEE Transactions onMedical Imaging，Vol.18，No.1，January 1999，pp.2-21。
不過，回溯圖像處理只能對運(yùn)動進(jìn)行近似補(bǔ)償。不能校正任意的運(yùn)動。即使將校正限制為對應(yīng)于剛體旋轉(zhuǎn)和平移的6個自由度，也不能從兩維圖像中明確地確定運(yùn)動。此外，復(fù)雜的圖像處理方法非常耗費(fèi)計算時間，因此很難實(shí)時地實(shí)現(xiàn)。圖像處理的手動方法(像素移動)需要用戶的交互作用，可能要求巨大的時間花費(fèi)。此外，其基本上只能用于DSA拍攝的事后改善，因?yàn)樵诼窂綔y繪中很少有時間來交互作用。
DE 10051370 A1涉及一種用于在輻射治療或者放射外科手術(shù)中對患者進(jìn)行精確定位的方法。在該領(lǐng)域中利用計算機(jī)斷層造影設(shè)備建立檢查區(qū)域的三維圖像數(shù)據(jù)組，在該基礎(chǔ)上計劃隨后的輻射治療，例如對腫瘤的照射。然后，患者應(yīng)該盡可能精確地相對于輻射治療所需的線性加速器定位，以便盡可能精確地在所計劃的位置上保持照射。在該文獻(xiàn)中這樣實(shí)現(xiàn)盡可能精確的定位，即，在線性加速器上從兩個不同方向繪制X射線透視照片，據(jù)此通過與根據(jù)此前建立的3D圖像數(shù)據(jù)組對應(yīng)重建的(虛擬的)透視圖像進(jìn)行比較來確定位置是一致還是有偏差。然后，為了補(bǔ)償該位置偏差，可以通過移動患者臥榻來匹配患者的位置。其中，患者的預(yù)先定位借助于計算機(jī)和攝像機(jī)控制的導(dǎo)航和跟蹤系統(tǒng)利用在患者上的人工標(biāo)記實(shí)現(xiàn)。
DE 10250655 A1與DE 1005 1370 A1一樣描述了用于同樣應(yīng)用目的患者定位系統(tǒng)。為了解決定位問題，在該文獻(xiàn)中既在CT設(shè)備上又在線性加速器上使用了表面圖像生成器，對其圖像進(jìn)行比較并用于對患者的精確定位。

發(fā)明內(nèi)容
從該現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于補(bǔ)償在醫(yī)療成像的系列拍攝時患者運(yùn)動的方法以及所屬的成像系統(tǒng)，利用該方法和成像系統(tǒng)在圖像拍攝期間在不需要費(fèi)時的用戶交互作用的條件下，可以補(bǔ)償患者的運(yùn)動，其中該方法可以實(shí)時實(shí)現(xiàn)。該方法和所屬的成像系統(tǒng)尤其要在操作者花費(fèi)盡可能最小的時間的條件下，改善在數(shù)字相減血管造影或者在路徑探測器技術(shù)中的圖像結(jié)果。
在用于補(bǔ)償在醫(yī)療成像的系列拍攝時患者運(yùn)動的方法中，利用成像系統(tǒng)對患者檢查區(qū)域的、有時間間隔的多幅圖像進(jìn)行繪制并且進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，其中，在系列拍攝之前通過對檢查區(qū)域的一次3D拍攝繪制一個構(gòu)成參考系統(tǒng)的3D圖像數(shù)據(jù)組。這點(diǎn)可以或者事先利用其它3D成像模態(tài)實(shí)現(xiàn)(在利用C型設(shè)備進(jìn)行X射線系列拍攝的情況下，例如通過CT、MR或3D血管造影儀)，或者由也用來進(jìn)行系列拍攝的同一成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。然后，或者通過繪制系列拍攝的第一圖像并與所述3D圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行對準(zhǔn)得到，或者根據(jù)對成像系統(tǒng)的公知校準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)檢查區(qū)域在參考系統(tǒng)中的第一空間位置。后者僅僅在利用相同的成像系統(tǒng)繪制3D圖像數(shù)據(jù)組的條件下才可能。接著，將系列拍攝的每個其它圖像直接在繪制之后與所述3D圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行對準(zhǔn)，以便得到檢查區(qū)域在參考系統(tǒng)中的瞬間空間位置。確定該瞬間空間位置與第一空間位置的偏差，并通過改變成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系在接近對準(zhǔn)的時候，優(yōu)選實(shí)時地至少近似地補(bǔ)償該偏差的至少一部分。
因此，該方法采用了對準(zhǔn)、特別是2D/3D對準(zhǔn)技術(shù)，以便在進(jìn)行系列拍攝期間確定患者以及檢查區(qū)域的位置變化，即該檢查區(qū)域在位置和取向上的變換。
然后，基于所確定的偏差，通過控制、優(yōu)選實(shí)時控制成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系來至少部分地補(bǔ)償患者運(yùn)動。在此，該補(bǔ)償根據(jù)所控制的成像系統(tǒng)的部件可以完全通過對幾何關(guān)系的這種改變而實(shí)現(xiàn)。不過，也可以通過對其中確定了偏差的圖像的圖像內(nèi)容進(jìn)行匹配、特別是通過旋轉(zhuǎn)和平移來補(bǔ)償各個自由度。按照這種方式，得到了分別按接近一致的位置和取向顯示檢查區(qū)域的、系列拍攝的單個圖像。在僅僅通過改變成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系對患者或者檢查區(qū)域的運(yùn)動進(jìn)行補(bǔ)償時，將成像系統(tǒng)的可以調(diào)整的部件這樣控制，使得待成像的檢查區(qū)域和拍攝系統(tǒng)之間的相對關(guān)系在系列拍攝期間保持近似恒定。
適用于對準(zhǔn)、特別是2D/3D對準(zhǔn)的技術(shù)是專業(yè)人員公知的。在此，尤其可以采用基于圖像的方法，該方法建立3D圖像數(shù)據(jù)組的坐標(biāo)系以及相應(yīng)2D圖像坐標(biāo)系之間的關(guān)聯(lián)。對于2D/3D對準(zhǔn)的例子可以例如參考J.Weese等人的論文“2D/3D Registration and Motion Tracking for SurgicalInterventions”，Philips Journal of Research 51(1998)，299-316，和G.P.Penney等人，“Validation of a two-to three-dimensional registration algorithm foraligning preoperative CT images and intra-operative fluoroscopy images”，Med.Phys.28(6)，June 2001，1024-1032。
本發(fā)明的方法尤其可以用于在數(shù)字相減血管造影或者在路徑探測器技術(shù)中的運(yùn)動補(bǔ)償，以便得到盡可能重合的、用于相減的單個圖像。因此，利用該方法在圖像拍攝時就已經(jīng)通過對成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系進(jìn)行實(shí)時控制、必要時結(jié)合對圖像內(nèi)容的幾何匹配，對患者的運(yùn)動或者看到的患者檢查區(qū)域的運(yùn)動進(jìn)行了補(bǔ)償。
本發(fā)明的方法與多數(shù)迄今為止公知的運(yùn)動校正的方法相反，沒有與操作者的交互作用。迄今為止的用于回溯圖像處理的方法由于原理的限制只能近似地工作。用這些方法幾乎不能校正大的運(yùn)動，小的運(yùn)動只能近似地校正。所提出的方法尤其是在大運(yùn)動時也以較高的精度工作，從而避免了對蒙片的多次拍攝。這節(jié)省了時間、造影劑并減小了在X射線拍攝情況下使用的X射線劑量。本發(fā)明的方法還使得可以，在一定條件下放棄僅僅以減小運(yùn)動偽影為目的的對患者的鎮(zhèn)靜或者麻醉。
為了通過匹配成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系對由于患者運(yùn)動而引起的偏差進(jìn)行補(bǔ)償，可以采用成像系統(tǒng)的不同部件。優(yōu)選地通過在1至3個自由度上對患者臥榻進(jìn)行平移和/或旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)這種匹配。恰好在用于血管造影應(yīng)用中的C型設(shè)備中患者臥榻已經(jīng)可以電動地在至少3個平移自由度上進(jìn)行移動。
此外，可以通過在RAO/LAO或者顱骨/尾椎骨方向的兩個自由度上旋轉(zhuǎn)C型來匹配偏差。在另一種實(shí)施方式中采用一種可以在1至3個自由度上旋轉(zhuǎn)的檢測器，從而可以通過檢測器的移動來補(bǔ)償一定的偏差。
為了補(bǔ)償所檢測出的偏差，還可以幾何地改變所繪制圖像的圖像內(nèi)容。這尤其涉及將圖像內(nèi)容圍繞垂直于圖像平面的軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，以及在兩個平移自由度上將二維圖像進(jìn)行平移。此外還可以將圖像進(jìn)行比例變換。根據(jù)患者運(yùn)動的不同類型，將兩種補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行組合也可以是有優(yōu)勢的，即，改變成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系以及對圖像內(nèi)容進(jìn)行幾何匹配。
自然，在本發(fā)明的方法中在對運(yùn)動進(jìn)行至少近似的補(bǔ)償之后，還可以額外地采用回溯圖像處理方法，以便進(jìn)一步改善圖像結(jié)果。其中，可以將通過改變成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系來進(jìn)行近似補(bǔ)償用于補(bǔ)償粗略的運(yùn)動，而將剩余的小錯誤通過回溯圖像處理來消除。
本發(fā)明的成像系統(tǒng)至少包括射線源、檢測器、患者臥榻、控制單元、圖像處理單元和圖像顯示單元。用于圖像拍攝的幾何關(guān)系可以通過對患者臥榻以及圖像拍攝單元的、電機(jī)控制的運(yùn)動來改變，其中，圖像拍攝單元由射線源和相對設(shè)置的檢測器構(gòu)成。該成像系統(tǒng)的特征在于，設(shè)置了一個補(bǔ)償單元，其實(shí)時地將患者的每個所繪制的圖像直接在繪制之后與一幅存儲的3D圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行對準(zhǔn)，從該對準(zhǔn)中確定患者的臨時運(yùn)動，并且為了改變成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系，通過控制單元將一個或者多個位置可以改變的部件這樣進(jìn)行控制，使得至少近似地補(bǔ)償所確定的患者運(yùn)動的至少一部分。在此，該成像系統(tǒng)優(yōu)選地按C型設(shè)備的形式構(gòu)成，其中，作為可移動的部件優(yōu)選地改變患者臥榻以及C型的位置。


下面結(jié)合附圖根據(jù)實(shí)施方式作對本發(fā)明的方法以及所屬的成像系統(tǒng)進(jìn)一步說明。其中，圖1表示作為用于實(shí)施本發(fā)明的方法的成像系統(tǒng)的C型設(shè)備的例子，圖2表示在實(shí)施本發(fā)明的方法中繪制3D圖像數(shù)據(jù)組的例子，和圖3表示在進(jìn)行系列拍攝的同時對患者運(yùn)動進(jìn)行補(bǔ)償?shù)睦印?br> 具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)應(yīng)用在神經(jīng)放射醫(yī)學(xué)中的X射線血管造影設(shè)備描述本發(fā)明的方法。該方法自然又可以在其它采用數(shù)字相減血管造影和/或路徑探測器的領(lǐng)域中使用。本發(fā)明的方法也可以在必須進(jìn)行系列拍攝并將其相互關(guān)聯(lián)的其它醫(yī)療成像技術(shù)中使用。
在下面的例子中將實(shí)施方式限制為校正患者頭部運(yùn)動的情況。因?yàn)轭^部可以近似地視為剛體，運(yùn)動校正限制為剛體在三維空間中的平移和旋轉(zhuǎn)的六個自由度。
為了拍攝圖像采用了用于神經(jīng)放射醫(yī)學(xué)的X射線血管造影設(shè)備1，如圖1所示。該X射線血管造影設(shè)備1除了其它部件外包括可以圍繞兩個軸旋轉(zhuǎn)的C型1a，在該C型固定著X射線管10和與該X射線管相對的檢測器11；圖像處理單元12和圖像顯示單元13。此外，該設(shè)備還包括可以由電機(jī)在三個平移自由度(高度，側(cè)向，縱向)上調(diào)節(jié)的患者臥榻16，用于圖像拍攝控制的控制電壓14以及補(bǔ)償單元15。通過C型1a的旋轉(zhuǎn)可以作為兩維圖像繪制在對位于患者臥榻16的患者進(jìn)行檢查期間不同的投影。所示出的X射線血管造影設(shè)備1還可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)血管造影拍攝并產(chǎn)生3D圖像。
圖2示出了利用X射線血管造影設(shè)備1實(shí)施本發(fā)明的方法中的第一方法步驟的例子。在此，在進(jìn)行數(shù)字相減血管造影或者繪制路標(biāo)圖像之前，一次性獲取患者(17)的檢查區(qū)域的3D血管造影圖像數(shù)據(jù)組(1b)并進(jìn)行存儲(存儲的3D圖像數(shù)據(jù)組2)。
在開始系列拍攝時，直接在拍攝蒙片(步驟3)之后自動將蒙片與此前繪制并存儲的3D圖像數(shù)據(jù)組2進(jìn)行2D/3D對準(zhǔn)5(圖3)。作為這種對準(zhǔn)的結(jié)果得到變換A，其代表了患者頭部在所存儲的3D圖像數(shù)據(jù)組2的參考系統(tǒng)中的位置。
在2D圖像拍攝4之后同樣連續(xù)地將其它圖像(即所謂的充盈圖像)與3D圖像數(shù)據(jù)組2通過2D/3D對準(zhǔn)6進(jìn)行對準(zhǔn)。從每次這種對準(zhǔn)之中產(chǎn)生一個變換B。在步驟7中，根據(jù)變換A和變換B之間的差別確定患者運(yùn)動。這直接在繪制每個2D圖像之后實(shí)時地進(jìn)行。同樣實(shí)時地，將對應(yīng)于頭部位置變化的兩個變換之間的差別用于對新的拍攝參數(shù)和圖像處理參數(shù)進(jìn)行計算8，以便在調(diào)節(jié)回路中將變換A和B之間的差別減至最小。通過對患者臥榻16、C型1a和圖像處理的控制9，這樣來匹配拍攝幾何和圖像處理，即基本上補(bǔ)償了患者運(yùn)動。
在該例子中，通過在三個平移自由度上對患者臥榻16的控制以及在兩個旋轉(zhuǎn)自由度上對C型1a的控制來改變拍攝參數(shù)。余下的旋轉(zhuǎn)自由度通過將圖像內(nèi)容圍繞垂直于圖像平面的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的圖像處理來得到。除了對這些部件的控制之外，在血管造影系統(tǒng)中例如還通過在一個至三個旋轉(zhuǎn)自由度上旋轉(zhuǎn)患者臥榻16或者通過在一個至三個旋轉(zhuǎn)自由度上旋轉(zhuǎn)檢測器而實(shí)現(xiàn)拍攝幾何。此外，還可以在兩個平移自由度上移動或者比例變換圖像內(nèi)容。
在該例子中，變換A和B描述了在一個2D坐標(biāo)系和一個3D坐標(biāo)系之間的對準(zhǔn)并且一般包含11個參數(shù)，6個用于3D圖像數(shù)據(jù)組的旋轉(zhuǎn)和平移，5個用于設(shè)備1的投影幾何。如果C型1a可以再現(xiàn)地運(yùn)動，則可以通過校準(zhǔn)確定投影幾何，使得僅僅還有六個自由度通過2D/3D對準(zhǔn)來確定。
自然，在該例子中所示對患者運(yùn)動的補(bǔ)償也可以另外與回溯圖像處理方法結(jié)合。這樣可以借助于對拍攝系統(tǒng)的跟蹤來補(bǔ)償粗略的運(yùn)動，而將剩余的小錯誤通過回溯圖像處理來消除。
權(quán)利要求
1.一種用于補(bǔ)償在醫(yī)療成像的系列拍攝時患者運(yùn)動的方法，其中，利用成像系統(tǒng)(1)對患者(17)檢查區(qū)域的、有時間間隔的多幅圖像進(jìn)行繪制并且進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，特別是用于在數(shù)字相減血管造影或者在路徑探測器技術(shù)中的運(yùn)動補(bǔ)償，其中，-在系列拍攝之前通過對檢查區(qū)域的一次3D拍攝繪制一個構(gòu)成參考系統(tǒng)的3D圖像數(shù)據(jù)組，-或者通過繪制所述系列拍攝的第一圖像并與所述3D圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行對準(zhǔn)得到，或者根據(jù)對成像系統(tǒng)(1)的公知校準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)檢查區(qū)域在參考系統(tǒng)中的第一空間位置，-將該系列拍攝的每個其它圖像直接在繪制之后與所述3D圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行對準(zhǔn)，以便得到檢查區(qū)域在參考系統(tǒng)中的瞬間空間位置，和-確定與第一空間位置的偏差，并通過改變成像系統(tǒng)(1)的幾何關(guān)系在接近對準(zhǔn)的時候至少近似地補(bǔ)償該偏差的至少一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由用來繪制所述系列拍攝的圖像的同一成像系統(tǒng)(1)來繪制所述3D圖像數(shù)據(jù)組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過幾何匹配每個其它圖像的圖像內(nèi)容來至少近似地補(bǔ)償所述與第一空間位置的偏差的剩余部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述對成像系統(tǒng)(1)的幾何關(guān)系的改變包括在一個、兩個或者三個平移自由度上對所述成像系統(tǒng)(1)的患者臥榻(16)進(jìn)行平移。
5.根據(jù)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述對成像系統(tǒng)(1)的幾何關(guān)系的改變包括在一個、兩個或者三個旋轉(zhuǎn)自由度上對所述成像系統(tǒng)(1)的患者臥榻(16)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述對成像系統(tǒng)(1)的幾何關(guān)系的改變包括在一個、兩個或者三個旋轉(zhuǎn)自由度上對用于圖像繪制的檢測器(11)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述對成像系統(tǒng)(1)的幾何關(guān)系的改變在采用C型設(shè)備的條件下包括在一個或兩個自由度上對C型(1a)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，對所繪制圖像的圖像內(nèi)容的幾何匹配包括在一個或兩個平移自由度上的平移。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，對所繪制圖像的圖像內(nèi)容的幾何匹配包括比例變換。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，另外還使用一種回溯圖像處理方法，以便對所繪制圖像上剩余的偏差進(jìn)行校正。
11.一種成像系統(tǒng)，至少包括射線源(10)、射線檢測器(11)、可以電機(jī)調(diào)節(jié)的患者臥榻(16)、用于圖像拍攝控制的控制單元(14)、圖像處理單元(12)和圖像顯示單元(13)，其中，射線源(10)、射線檢測器(11)和患者臥榻(16)是位置可以改變的部件，通過這些部件的相對位置預(yù)先給定成像系統(tǒng)(1)的幾何關(guān)系，其特征在于，設(shè)置了一個補(bǔ)償單元(15)，其實(shí)時地將患者(17)的每個所繪制的圖像直接在繪制之后與一個存儲的3D圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行對準(zhǔn)，從該對準(zhǔn)中確定患者(17)的臨時運(yùn)動，并通過控制單元(14)控制一個或者多個位置可以改變的部件，使得至少近似地補(bǔ)償所確定的患者運(yùn)動的至少一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，將所述補(bǔ)償單元(15)這樣構(gòu)成，即，為了幾何匹配每個剛剛繪制的圖像的圖像內(nèi)容而控制圖像處理單元(12)，使得至少近似地補(bǔ)償所確定的患者運(yùn)動的剩余部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述成像系統(tǒng)作為X射線C型設(shè)備構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及補(bǔ)償在醫(yī)療成像的系列拍攝時的患者運(yùn)動的方法，其中繪制患者檢查區(qū)域的、有時間間隔的多幅圖像并相互關(guān)聯(lián)。本發(fā)明還涉及實(shí)施該方法的成像系統(tǒng)。在系列拍攝前通過對檢查區(qū)域的一次3D拍攝繪制一個構(gòu)成參考系統(tǒng)的3D圖像數(shù)據(jù)組。然后或者通過繪制系列拍攝的第一圖像并與所述3D圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行對準(zhǔn)得到，或者根據(jù)對成像系統(tǒng)的公知校準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)檢查區(qū)域在參考系統(tǒng)中的第一空間位置。將系列拍攝的每個其它圖像直接在繪制之后與所述3D圖像數(shù)據(jù)組對準(zhǔn)，以得到檢查區(qū)域在參考系統(tǒng)中的瞬間空間位置。最后確定與第一空間位置的偏差，并通過改變成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系在接近對準(zhǔn)的時候補(bǔ)償偏差。該方法可以補(bǔ)償患者的運(yùn)動而無需成像系統(tǒng)的用戶交互。
文檔編號A61B6/00GK1647758SQ200510006408
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月29日
發(fā)明者簡·貝澤, 貝諾·海格爾, 諾伯特·拉恩 申請人:西門子公司