專利名稱：用于產(chǎn)生器官圖像的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生人或動(dòng)物身體器官圖像的方法，特別是用于對(duì)跳動(dòng)的心臟進(jìn)行成像，其中借助于成像的測(cè)量裝置獲取圖像數(shù)據(jù)，其中，位于體外的傳感器記錄代表著待成像器官運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，并且其中，圖像數(shù)據(jù)獲取與該信號(hào)耦合。此外，本發(fā)明涉及一種用于這種方法中的傳感器以及一種具有對(duì)應(yīng)傳感器的、用于產(chǎn)生人或動(dòng)物身體器官圖像的系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及用于再現(xiàn)利用該方法所獲得的圖像的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中公開了多種多樣的成像方法，用于基本上在不打開身體的條件下得到對(duì)特定器官及其狀態(tài)的全面的認(rèn)知。典型的醫(yī)療成像系統(tǒng)例如有磁共振系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)、X射線系統(tǒng)和超聲波系統(tǒng)。這種醫(yī)療成像系統(tǒng)例如用來得到骨骼結(jié)構(gòu)、大腦、心臟、肺部、胃腸區(qū)域等的圖像。只要涉及到運(yùn)動(dòng)器官的拍攝，例如心臟拍攝、肺部拍攝或者對(duì)小腸或食道吞咽過程的蠕動(dòng)的拍攝，就常常希望在完全確定的時(shí)刻或者在運(yùn)動(dòng)的特定時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生圖像，以便精確地在該時(shí)刻或者在該時(shí)間段期間觀察器官的特性。
為此，一種可能的方法是所謂的“選通”。例如，對(duì)于有關(guān)人或動(dòng)物身體的專門的心臟拍攝已經(jīng)采用了EKG信號(hào)。然后，從EKG中采用特定意義的事件(例如EKG的R鋸齒的出現(xiàn))作為觸發(fā)信號(hào)，以便在心臟運(yùn)動(dòng)的精確的特定時(shí)刻進(jìn)行拍攝。借助于EKG進(jìn)行觸發(fā)的一個(gè)問題在于，為此必須直接在身體上設(shè)置多個(gè)電極。這些電極是通常由金屬制成的、導(dǎo)電的傳感器，它們可以在所拍攝的圖像中造成干擾。此外，在所有必需的電極設(shè)置到待檢查的人或動(dòng)物的皮膚上之前要持續(xù)一些時(shí)間。在患者或待檢查的動(dòng)物連接到EKG的期間，成像系統(tǒng)通常不能用于其它目的。通過這種在多個(gè)檢查中出現(xiàn)的附加的等待時(shí)間，不必要地增加了該相對(duì)昂貴的成像系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，因此提高了單個(gè)檢查的費(fèi)用。
為了解決該傳感器在所拍攝的器官的圖像中帶來干擾的問題，在US2004/0111025A1中建議，將一種適當(dāng)?shù)膫鞲衅髟O(shè)置在成像系統(tǒng)測(cè)量空間的外部，并將該傳感器通過一個(gè)所謂的“患者-傳感器接口”與患者連接。其中描述了應(yīng)用填充了液體的、非金屬的導(dǎo)線管與對(duì)身體非電的事件(如呼吸)反應(yīng)的機(jī)械傳感器(例如加速度傳感器)連接。在此，患者-傳感器接口的患者一側(cè)的末端必須保證在患者的胸腔上。然后，通過患者呼吸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)填充了液體的導(dǎo)線管傳遞至傳感器。在那里傳感器取出信號(hào)。這樣，將利用額外的傳感器獲得的信號(hào)用來這樣控制圖像數(shù)據(jù)獲取，即在特定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生器官的照片。在傳感器不干擾成像的情況下，可以將加速度傳感器直接定位在患者身上。但是，在將會(huì)導(dǎo)致在成像的拍攝中疊加傳感器的測(cè)量中，必須對(duì)患者-傳感器接口進(jìn)行相對(duì)麻煩的中間耦合。因此，利用該方法不能迅速地將患者為成像系統(tǒng)中的檢查做好準(zhǔn)備。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于產(chǎn)生和再現(xiàn)人或動(dòng)物身體器官圖像的、特別用戶友好和節(jié)省時(shí)間的方法，以及用于實(shí)施該方法的對(duì)應(yīng)的裝置和系統(tǒng)。
上述技術(shù)問題一方面通過一種用于產(chǎn)生人或動(dòng)物身體器官圖像的方法解決，其中借助于成像的測(cè)量裝置獲取圖像數(shù)據(jù)，其中，位于身體外部的傳感器記錄代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，并且其中，圖像數(shù)據(jù)獲取與該信號(hào)耦合，其中，采用纖維光學(xué)傳感器作為所述傳感器。
按照本發(fā)明，這種用于按照本發(fā)明方法中的纖維光學(xué)傳感器包括具有引入線和回線的光導(dǎo)管裝置，以及將光從引入線過耦合到回線中的過耦合裝置，其中，將光導(dǎo)管裝置和/或過耦合裝置這樣設(shè)置和/或構(gòu)成，使得被過耦合的光的份額取決于對(duì)纖維光學(xué)傳感器起作用的外力。
這種外力例如可以是加速力、壓力等等。也就是說，可以利用該傳感器，根據(jù)將其放置在何處和如何放置，檢測(cè)身體中的各種事件，例如呼吸、心跳或者脈搏。與本文開始部分的現(xiàn)有技術(shù)中描述的方法不同，在此纖維光學(xué)傳感器本身可以直接地(即在沒有患者-傳感器接口的條件下)設(shè)置在身體上。在最簡(jiǎn)單的情況下，只需將該纖維光學(xué)傳感器置于患者的胸腔上，以便例如提取呼吸或者心跳的信號(hào)，其中不需要直接的皮膚接觸。也就是說，不需要部分地除去患者的衣服以便安裝傳感器。因此，患者對(duì)于測(cè)量的準(zhǔn)備進(jìn)行得明顯比本文開始部分提到的方法更為迅速。
一種對(duì)應(yīng)的用于產(chǎn)生人或動(dòng)物身體器官圖像的系統(tǒng)，為了獲取圖像數(shù)據(jù)必須包括成像的測(cè)量裝置，例如磁共振設(shè)備、計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備、超聲波設(shè)備或X射線設(shè)備。此外，該系統(tǒng)需要上述的、用于記錄代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)的本發(fā)明纖維光學(xué)傳感器。最后，該系統(tǒng)必須具有信號(hào)組合裝置，以便將圖像數(shù)據(jù)獲取與該信號(hào)進(jìn)行耦合。
為了將代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的信號(hào)與所獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行耦合，存在不同的可能性。
一種變形是已經(jīng)提到的“選通”，其中利用由傳感器記錄的信號(hào)來控制或者觸發(fā)圖像數(shù)據(jù)獲取。例如，可以為此保證，總是在一次周期運(yùn)動(dòng)的特定階段點(diǎn)獲取圖像數(shù)據(jù)。在此，可以在較大數(shù)量的階段上獲取數(shù)據(jù)，以便隨后從中產(chǎn)生特別好的、高分辨率的圖像。為此，本發(fā)明的對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)需要選通單元，該選通單元基于由傳感器所采集的信號(hào)對(duì)圖像數(shù)據(jù)獲取進(jìn)行控制。該選通單元例如可以作為信號(hào)組合裝置的一部分，優(yōu)選地按照軟件程序的形式也集成在成像測(cè)量裝置的測(cè)量控制器中。
另一種優(yōu)選的可能性在于，為了與傳感器所記錄的信號(hào)進(jìn)行耦合而對(duì)所獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記。在此，可以直接根據(jù)利用傳感器所記錄的信號(hào)對(duì)所獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，例如分別將在特定的拍攝時(shí)刻所出現(xiàn)的信號(hào)值本身按照定義的方式編碼集成到圖像數(shù)據(jù)組中。作為替代或者額外地，也可以為所獲取的圖像數(shù)據(jù)設(shè)置一個(gè)基于利用該信號(hào)校正后的時(shí)間刻度的時(shí)間標(biāo)記。
為此，本發(fā)明的對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)需要標(biāo)記單元，該標(biāo)記單元對(duì)所獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記以便與傳感器采集的信號(hào)耦合。這種標(biāo)記單元例如可以作為信號(hào)組合裝置的一部分，優(yōu)選地同樣按照軟件程序的形式集成在圖像數(shù)據(jù)獲取/分析裝置中。
在此，作為“獲取的圖像數(shù)據(jù)”，一般不僅理解為原始獲取的原始圖像數(shù)據(jù)，而且還理解為已經(jīng)從中獲得的再現(xiàn)的圖像。也就是說，對(duì)圖像數(shù)據(jù)的標(biāo)記可以例如這樣進(jìn)行，即為所獲取的原始圖像數(shù)據(jù)和/或從中獲得的再現(xiàn)的圖像設(shè)置適當(dāng)?shù)臉?biāo)記。在此，關(guān)鍵的僅僅是，這些圖像數(shù)據(jù)與代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)之間保持著相關(guān)性。
只要將由成像測(cè)量裝置獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，以便與在圖像數(shù)據(jù)獲取中獲得的信號(hào)進(jìn)行耦合，則可以在本文開始部分提到的用于再現(xiàn)利用該方法獲得的圖像的方法中保證，在再現(xiàn)圖像序列時(shí)聲學(xué)地和/或光學(xué)地輸出時(shí)間上校正后的、代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)。也就是說，與所測(cè)量的圖像數(shù)據(jù)的顯示同步地聲學(xué)地輸出所獲得的信號(hào)，例如心跳。
一種用于再現(xiàn)利用上述方法獲得的圖像的對(duì)應(yīng)裝置一方面需要標(biāo)記讀出裝置，其讀出在圖像數(shù)據(jù)中存在的標(biāo)記，以便與在圖像數(shù)據(jù)獲取中所獲取的、代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)進(jìn)行耦合。此外，還需要用于顯示圖像的顯示裝置以及信號(hào)輸出裝置，以便在再現(xiàn)圖像序列時(shí)聲學(xué)地(如借助于揚(yáng)聲器)和/或光學(xué)地(例如在其上還顯示圖像的顯示裝置上)輸出時(shí)間上校正后的相應(yīng)信號(hào)。
同步地輸出用所屬的圖像序列額外記錄的信號(hào)的主要優(yōu)點(diǎn)在于，按照這種方式能夠迅速地找出特定的病理。因?yàn)橹芷谶\(yùn)動(dòng)器官的一些病理可能僅僅零星的引起偏移的運(yùn)動(dòng)變化。如果與放射圖像的顯示同步地再現(xiàn)代表著器官運(yùn)動(dòng)的聲音信號(hào)，例如在心臟拍攝中的心跳聲，則操作的醫(yī)生在看到圖像序列的同時(shí)通過收聽信號(hào)可以更好或更快地識(shí)別異常。特別優(yōu)選地，操作者可以同步地改變聲音和圖像的輸出速度。
特別優(yōu)選地，再現(xiàn)裝置包括選擇裝置，后者帶有對(duì)應(yīng)的用戶接口或帶有與再現(xiàn)裝置的通用用戶接口的連接。這樣，操作者可以例如借助于代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)選擇一個(gè)時(shí)間段。然后，優(yōu)選與重新輸出的信號(hào)同步地將在該有關(guān)時(shí)間段中拍攝的圖像序列進(jìn)行再現(xiàn)。另外，為了選擇一個(gè)時(shí)間段，操作者可以單獨(dú)地事先以更高的速度聲學(xué)地輸出代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，而不在該時(shí)刻同時(shí)輸出圖像。直到選擇了一個(gè)對(duì)應(yīng)的時(shí)間段，才再現(xiàn)該時(shí)間段的聲音和圖像。
在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以進(jìn)行所謂的“Jojo模式”，即，多次順序地再現(xiàn)所選擇的圖像序列，例如直到斷開一個(gè)無限循環(huán)。按照這種方式可以更好地分析只零星出現(xiàn)的病理事件。
尤其是，在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以借助于利用傳感器記錄的信號(hào)自動(dòng)對(duì)器官運(yùn)動(dòng)中的可能異常進(jìn)行檢測(cè)。然后，可以對(duì)在出現(xiàn)可能異常期間獲取的圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行標(biāo)記和/或根據(jù)可能的異常的出現(xiàn)來啟動(dòng)圖像數(shù)據(jù)獲取。也就是說，通過可能異常的出現(xiàn)來觸發(fā)圖像獲取。
對(duì)于可能的異常的檢測(cè)例如可以通過將由傳感器采集的信號(hào)序列與模板信號(hào)序列進(jìn)行比較而進(jìn)行。在此，可以優(yōu)選地在至少一個(gè)在前的信號(hào)序列的基礎(chǔ)上獲得器官周期運(yùn)動(dòng)的模板信號(hào)序列。也就是說，例如可以進(jìn)行與一個(gè)在前序列的簡(jiǎn)單的比較，或者從一系列在前的序列中建立一個(gè)平均序列或類似物，然后將其用作模板信號(hào)序列。
在纖維光學(xué)傳感器的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，過耦合裝置包括一個(gè)將從引入線輻射出去的光反射到回線中的反射體裝置。
過耦合的光的份額對(duì)于一個(gè)對(duì)纖維光學(xué)傳感器起作用的外部力的依賴性可以如下實(shí)現(xiàn)，即，過耦合裝置包括運(yùn)動(dòng)支撐的擺動(dòng)載荷，后者與反射體裝置這樣耦合，使得從引入線輻射出去的并由反射體裝置反射到回線中的光的份額取決于該擺動(dòng)載荷的位置。在此，例如可以將該擺動(dòng)載荷彈性地保持在靜止位置，在該靜止位置上過耦合精確定義的光份額。一旦加速力作用在傳感器上，則該擺動(dòng)載荷由于其慣性從該靜止位置運(yùn)動(dòng)，并由此造成反饋的光份額的相應(yīng)變化。
作為替代，也可以將反射體裝置與一個(gè)隔膜這樣耦合，使得當(dāng)在該隔膜上起作用的聲壓改變時(shí)，從引入線輻射出去的并由反射體裝置反射到回線中的光的份額對(duì)應(yīng)地改變。


下面，在利用附圖提示的條件下結(jié)合實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖中圖1表示用于對(duì)器官成像的按照本發(fā)明的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的示意圖，該系統(tǒng)包括本發(fā)明的纖維光學(xué)傳感器和本發(fā)明的再現(xiàn)裝置，圖2a表示在沒有外力作用的條件下本發(fā)明的纖維光學(xué)傳感器的一種實(shí)施方式工作原理的示意圖，圖2b表示根據(jù)圖2a的纖維光學(xué)傳感器的圖，但是帶有對(duì)傳感器起作用的外力。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出的用于對(duì)人或者動(dòng)物身體K的器官成像的本發(fā)明的系統(tǒng)是一個(gè)磁共振系統(tǒng)15。
該系統(tǒng)15的核心是磁共振斷層造影儀14，其中在一個(gè)環(huán)形基本磁場(chǎng)磁鐵中的臥榻上定位了待檢查患者的身體K。在該基本磁場(chǎng)磁鐵中通常有一個(gè)用于發(fā)射高頻脈沖的高頻天線(未示出)。此外，磁共振斷層造影儀14具有按照通常方式的用于產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)的梯度線圈(未示出)。這種磁共振斷層造影儀14的工作原理如下借助于發(fā)射的高頻脈沖對(duì)基本磁場(chǎng)磁鐵中定向的、檢查對(duì)象中的原子的核自旋進(jìn)行激勵(lì)，從而使其偏離其平衡狀態(tài)。這樣，這些核自旋圍繞基本磁場(chǎng)的方向發(fā)生進(jìn)動(dòng)。由此所產(chǎn)生的磁共振信號(hào)由高頻接收天線接收。接收天線可以是也用來發(fā)射高頻脈沖的同一天線，或者是單獨(dú)的接收天線。為了在拍攝磁共振圖像期間進(jìn)行位置編碼，借助于梯度線圈對(duì)基本磁場(chǎng)疊加快速通斷的梯度磁場(chǎng)。最終從借助接收天線所記錄的原始圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生磁共振圖像。
斷層造影儀14由在此單獨(dú)示出的系統(tǒng)控制器16操縱。在此，作為用戶接口在該系統(tǒng)控制器16上連接了終端17，通過該終端用戶可以操作系統(tǒng)控制器16，并進(jìn)而操作斷層造影儀14。終端17具有顯示器、鍵盤以及用于圖形用戶界面的指示設(shè)備(這里是鼠標(biāo))。終端17也可以與系統(tǒng)控制器16連接為一個(gè)單元。例如，終端17可以是系統(tǒng)控制器16的一體化的組成部分，或者系統(tǒng)控制器16可以是配備有適當(dāng)?shù)能浖陀布挠?jì)算機(jī)，在該計(jì)算機(jī)上連接了鍵盤、顯示器和必要時(shí)對(duì)應(yīng)的指示設(shè)備。同樣，系統(tǒng)控制器16(必要時(shí)連同終端17)可以是磁共振斷層造影儀14的一體化的組成部分。
為了操縱斷層造影儀14，系統(tǒng)控制器16包括測(cè)量控制單元23。通過該測(cè)量控制單元23確定，在哪個(gè)時(shí)刻由斷層造影儀14發(fā)射何種高頻脈沖或高頻脈沖序列以及何種梯度脈沖或梯度脈沖序列來進(jìn)行預(yù)定的測(cè)量。這點(diǎn)可以全自動(dòng)地例如根據(jù)此前借助于終端17選擇的測(cè)量規(guī)程來實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)控制器16的原始數(shù)據(jù)獲取裝置24中采集所獲取的圖像數(shù)據(jù)BD(其首先是原始圖像數(shù)據(jù))。在該原始數(shù)據(jù)獲取裝置24中已經(jīng)可以從原始圖像數(shù)據(jù)中再現(xiàn)圖像了。測(cè)量控制單元23和原始數(shù)據(jù)獲取裝置24可以是實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)控制器16的可編程處理器(未示出)中的軟件模塊。
此外，系統(tǒng)控制器16還具有其它常見部件，例如存儲(chǔ)器，其中可以存放測(cè)量規(guī)程以及可以存儲(chǔ)所獲取的原始圖像數(shù)據(jù)或再現(xiàn)的圖像。同樣，這種存儲(chǔ)器可以用作存儲(chǔ)患者數(shù)據(jù)。但是，為了更清楚起見，在圖1中沒有示出這些其它常見的部件。
按照本發(fā)明，系統(tǒng)15在此具有纖維光學(xué)傳感器1，其可以用來采集代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)S。該纖維光學(xué)傳感器1包括具有引入線3Z和回線3R的光導(dǎo)管裝置3，以及將光L從引入線3Z過耦合到回線3R中的過耦合裝置2。將所述光導(dǎo)管裝置3和/或過耦合裝置2這樣設(shè)置和/或構(gòu)成，使得被過耦合的光L的份額取決于對(duì)纖維光學(xué)傳感器1起作用的外力。在圖1中示出的實(shí)施方式中該纖維光學(xué)傳感器1的過耦合裝置2位于患者身體K的胸腔之上。
在圖2a和2b中更精確地示出了纖維光學(xué)傳感器1的工作原理。
如在圖2a中明顯可以看出的那樣，通過用作引入線3Z的第一光導(dǎo)管將光導(dǎo)入過耦合裝置2。在此，該過耦合裝置2具有反射體裝置4(以下簡(jiǎn)稱為“反射體”)，例如是一個(gè)上面出現(xiàn)從引入線3Z輻射出去的光L的鏡面化的平面。該光L由反射體4按照光導(dǎo)管裝置3的作為回線3R的第二光導(dǎo)管的方向反射，并且在該第二導(dǎo)管處再次被耦合進(jìn)來。在此，引入線3Z和回線3R的末端是這樣取向的，即，如果反射體4處于在圖2a中示出的靜止位置上的話，通過反射體4將來自引入線3Z的一個(gè)精確定義的、優(yōu)選為最大的光的份額反射到回線3R中。
在示出的實(shí)施方式中，反射體4是一個(gè)起反射作用的柔性壁或者類似物，其一側(cè)固定在過耦合裝置2的外殼上，而在另一側(cè)在鉸鏈9上與傳動(dòng)桿8耦合。該傳動(dòng)桿8又與引入到導(dǎo)引孔6中的擺動(dòng)載荷5耦合。擺動(dòng)載荷5在導(dǎo)引孔6中通過彈性元件7得到彈性的支撐。彈性元件7用于在沒有外力的條件下使擺動(dòng)載荷處于所示出的中間靜止位置上，在該靜止位置上反射體4是一個(gè)平坦的平面。
在此，彈性元件7是小的機(jī)械彈簧。不過，原則上可以采用任何類型的彈簧，例如液壓彈簧或者其它的阻尼元件。重要的是，將該彈性元件這樣設(shè)置，使得擺動(dòng)載荷5在較小的外部加速力的條件下也偏轉(zhuǎn)，并且極其迅速和盡可能沒有較大過擺動(dòng)地返回到所示出的靜止位置。在對(duì)過耦合裝置2部件的對(duì)應(yīng)的精細(xì)調(diào)節(jié)中，傳感器也可以記錄例如表示心音的、極小的外力。作為替代，也可以將反射平面與一個(gè)例如對(duì)聲壓作出反應(yīng)的隔膜耦合，或者本身就構(gòu)成一個(gè)這樣的隔膜。由此，傳感器可以用作“纖維光學(xué)麥克風(fēng)”。
因?yàn)榉瓷潴w4這里在靜止位置上構(gòu)成一個(gè)平坦的平面，引入線3Z和回線3R的末端必須在反射體4對(duì)稱地取向，以便將光L的最大份額過耦合到回線3R中，因?yàn)楣釲在反射體4上的入射角度等于射出角度。
圖2b示出了擺動(dòng)載荷5從靜止位置移開一些的情形。在該情況下柔軟的反射體4從平行的平面彎曲了少許，由此，來自引入線3Z的光L不再精確地耦合到回線3R中。
因此，通過回線3R引導(dǎo)回來的光是一個(gè)直接代表著傳感器1或者過耦合裝置2的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)S。可以對(duì)應(yīng)地對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分析。
代替所示出的方式，也可以將反射體裝置另外地構(gòu)成，例如利用多個(gè)鏡面化的平面。此外，代替反射體裝置4也可以使用完全不同類型的過耦合裝置。例如，可以將引入線3Z和回線3R的末端相對(duì)設(shè)置，而在兩者之間存在一個(gè)將光根據(jù)外力的大小或多或少地衰減的元件。
在此傳感器控制器10用來控制傳感器1。在示出的實(shí)施方式中，在傳感器控制器10中借助于第一發(fā)光二極管11產(chǎn)生耦合到引入線3Z中的光L。然后，通過光電二極管12采集從回線3R中返回的信號(hào)S。在借助于光電二極管12將光信號(hào)S轉(zhuǎn)換成電信號(hào)之后，可以對(duì)其進(jìn)行任意的進(jìn)一步處理，例如數(shù)字化和轉(zhuǎn)換為另一種形式。
為了例如衰減或者濾除干擾或者過擺動(dòng)等等，有意義的是對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。
特別是，可以在這種傳感器控制器中將所采集的、首先反映例如患者的呼吸運(yùn)動(dòng)和/或心跳的信號(hào)S，轉(zhuǎn)換成另一種更好地反映器官運(yùn)動(dòng)的信號(hào)。例如，在已經(jīng)引用的US 2004/0111025A1中提到了不同信號(hào)相互換算的可能性。
但是，原則上還可以將光信號(hào)本身借助于適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)部件來進(jìn)行處理或者預(yù)處理。
這樣，在傳感器控制器10的輸出端13可以提供所希望的輸出信號(hào)。需要強(qiáng)調(diào)地指出，作為輸出信號(hào)也可以輸出光信號(hào)本身，或者輸出僅僅轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的光信號(hào)，而可以在系統(tǒng)15的其它部件中對(duì)信號(hào)S進(jìn)行其它處理或者預(yù)處理。
將發(fā)光二極管11以及光電二極管12接入到傳感器控制器中的不同可能性，在僅僅作為示意圖的圖2a和圖2b中沒有示出。它們可以由專業(yè)人員根據(jù)不同的要求而設(shè)計(jì)出。
在圖1中示出的實(shí)施方式中，該傳感器控制器10是系統(tǒng)控制器16的一個(gè)部分由硬件、部分由軟件實(shí)現(xiàn)的部件。例如，傳感器控制器10可以按照傳感器接口卡的形式構(gòu)成。
為了將所采集的信號(hào)S與所獲取的圖像數(shù)據(jù)BD進(jìn)行耦合，系統(tǒng)15提供了不同的可能性。一方面，對(duì)于原始圖像數(shù)據(jù)的測(cè)量就已經(jīng)可以根據(jù)所采集的信號(hào)S“實(shí)時(shí)地”進(jìn)行選通。為此，在測(cè)量控制單元23中具有一個(gè)選通單元20(在此是按照軟件子部件的形式)，其在利用傳感器1采集的信號(hào)S的基礎(chǔ)上控制圖像獲取。
同樣，系統(tǒng)控制器16具有一個(gè)在此作為原始數(shù)據(jù)獲取裝置24的軟件子部件的標(biāo)記單元19，其使用信號(hào)S來對(duì)所記錄的圖像數(shù)據(jù)BD對(duì)應(yīng)地進(jìn)行標(biāo)記。例如，可以為該圖像數(shù)據(jù)BD設(shè)置與利用信號(hào)S校正后的時(shí)間刻度對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)記。不過，在所示出實(shí)施方式中所述標(biāo)記按照優(yōu)選的方式這樣進(jìn)行，即，分別將在有關(guān)圖像數(shù)據(jù)BD的特定拍攝時(shí)刻借助于纖維光學(xué)傳感器1采集的信號(hào)值編碼存放到所屬的圖像數(shù)據(jù)組中。然后，將該圖像數(shù)據(jù)組作為標(biāo)記后的圖像數(shù)據(jù)BDM輸出。
在示出的情況下測(cè)量控制單元23具有一個(gè)同樣按照軟件子部件形式的信號(hào)分析裝置21，其對(duì)由傳感器控制器10傳遞的信號(hào)S進(jìn)行分析，以便確定是否在器官的運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)了異常。為此，系統(tǒng)控制器16包括一個(gè)其中存放了模板信號(hào)序列的存儲(chǔ)器22。信號(hào)分析裝置21具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的比較單元，其分別將來自傳感器控制器的信號(hào)序列與這些模板信號(hào)序列進(jìn)行比較。
在圖1中示出的傳感器控制器10的內(nèi)部，可以又有一個(gè)信號(hào)輸出單元18用于向信號(hào)分析裝置21、選通單元20和/或標(biāo)記單元19按照有關(guān)部件18、19、20所要求的格式傳送由傳感器1所采集的信號(hào)S或者信號(hào)序列。傳感器控制器10的信號(hào)輸出單元18連同信號(hào)分析裝置21、選通單元20和標(biāo)記單元19構(gòu)成一個(gè)豐富的信號(hào)組合裝置，以便按照任意方式將信號(hào)獲取與代表著器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的信號(hào)S進(jìn)行耦合。
在所示出的實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制器16連接到放射信息系統(tǒng)RIS或者圖像存儲(chǔ)和通信系統(tǒng)(PACS，Picture Archiving and Communication System)的總線34。在此，斷層造影儀14與系統(tǒng)控制器16以及終端17構(gòu)成一個(gè)該系統(tǒng)內(nèi)部的所謂“模態(tài)”，該模態(tài)同樣連接到總線34。
通過總線34將標(biāo)記后的圖像數(shù)據(jù)BDM傳遞到RIS或者PACS的其它部件上。在此，該圖像數(shù)據(jù)BDM可以按照DICOM標(biāo)準(zhǔn)(Digital Imaging andCommunication in Medicine，醫(yī)療中的數(shù)字成像和通信)傳遞，其中在定義的位置上按照格式設(shè)置標(biāo)記(在此是同步測(cè)量的并代表器官運(yùn)動(dòng)的信號(hào)S的所屬值)。
其它連接到總線34的系統(tǒng)部件，例如是不同的圖像再現(xiàn)裝置或者輸出裝置，如膠片站(Filmingstation)、打印機(jī)以及海量存儲(chǔ)器等等，以便將圖像最終歸檔或者臨時(shí)存放，直到它們?cè)趫D像再現(xiàn)裝置上被觀看或者在膠片站以及打印機(jī)上打印出。
在此，作為其它部件僅僅示出了圖像再現(xiàn)裝置25。該圖像再現(xiàn)裝置25包括控制計(jì)算機(jī)32，后者又連接了帶有顯示器27的顯示裝置26以及鍵盤和指示設(shè)備(在此還是鼠標(biāo))。在顯示器27上可以輸出由成像系統(tǒng)15產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)等等。此外，控制計(jì)算機(jī)32連接了一個(gè)揚(yáng)聲器28。
在此，優(yōu)選地按照在控制計(jì)算機(jī)32的適當(dāng)?shù)奶幚砥髦袑?shí)現(xiàn)的軟件模塊的形式，控制計(jì)算機(jī)32包括標(biāo)記讀出裝置29、圖像輸出控制單元31、選擇裝置30和音頻輸出控制單元33。此外，控制計(jì)算機(jī)32還具有圖像再現(xiàn)裝置的這種控制計(jì)算機(jī)的其它所有部件，在此為了清楚起見沒有示出它們。
標(biāo)記后的圖像數(shù)據(jù)BDM首先被送至標(biāo)記讀出裝置29。該標(biāo)記讀出裝置29可以讀出在標(biāo)記后的圖像數(shù)據(jù)BDM中的標(biāo)記并由此再現(xiàn)信號(hào)S。
然后，通過音頻輸出控制單元33以及與其連接的揚(yáng)聲器28用聲音輸出信號(hào)S。與此同時(shí)，圖像輸出控制單元31保證，按照?qǐng)D像的形式同步地將所屬的圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示器27上。
借助于鍵盤以及必要時(shí)借助鼠標(biāo)，操作者可以向控制計(jì)算機(jī)32發(fā)送控制和選擇命令SB，例如用來設(shè)置在輸出圖像和聲音信號(hào)時(shí)的速度。
尤其是，借助于聲音信號(hào)通常使操作者感到立刻識(shí)別周期運(yùn)動(dòng)的偏差是非常容易的。這樣例如可以通過心跳中的偏差迅速地確定可能的病理。然后，通過向選擇裝置30輸入控制和選擇命令SB，可以由操作者在心音的基礎(chǔ)上選擇一個(gè)確定的時(shí)間段。然后，由選擇裝置30這樣控制圖像輸出控制單元31和音頻輸出控制單元33，使得它們同步地將在由選擇裝置30選擇的時(shí)間段中的信號(hào)S和有關(guān)的圖像再次地再現(xiàn)。在此也可以保證，在可以設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)，按照J(rèn)ojo模式在一個(gè)無限循環(huán)中不斷地重復(fù)所采集的心臟聲音以及所屬的圖像信息，直到操作者中斷輸出為止。
因此，本發(fā)明允許在沒有大的準(zhǔn)備花費(fèi)的條件下，在測(cè)量中輕松且迅速地識(shí)別異常，特別是在周期運(yùn)動(dòng)的器官如心臟的檢查中。此外，也可以利用本發(fā)明的方法對(duì)非周期的運(yùn)動(dòng)、例如食道的吞咽運(yùn)動(dòng)或者在小腸中的蠕動(dòng)進(jìn)行迅速和方式簡(jiǎn)單的檢查。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生人或動(dòng)物身體(K)器官圖像的方法，其中借助于成像測(cè)量裝置(14)獲取圖像數(shù)據(jù)，其中，位于身體(K)外部的傳感器(1)記錄代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)(S)，并且其中，圖像數(shù)據(jù)獲取與該信號(hào)(S)耦合，其特征在于，采用纖維光學(xué)傳感器(1)作為所述傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了與利用所述傳感器(1)記錄的信號(hào)(S)進(jìn)行耦合，對(duì)所獲取的圖像數(shù)據(jù)(BD)進(jìn)行標(biāo)記。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于利用所述傳感器(1)記錄的信號(hào)(S)來控制所述圖像數(shù)據(jù)獲取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于利用所述傳感器(1)記錄的信號(hào)(S)對(duì)器官運(yùn)動(dòng)中可能的異常進(jìn)行檢測(cè)，并且將在出現(xiàn)可能異常期間所獲取的圖像數(shù)據(jù)(BD)進(jìn)行標(biāo)記和/或根據(jù)可能異常的出現(xiàn)來啟動(dòng)圖像數(shù)據(jù)獲取。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，為了確定可能的異常，將由所述傳感器(1)采集的信號(hào)序列與模板信號(hào)序列進(jìn)行比較。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在器官周期運(yùn)動(dòng)時(shí)基于至少一個(gè)在前的信號(hào)序列獲得所述模板信號(hào)序列。
7.一種用于再現(xiàn)借助于成像測(cè)量裝置(14)獲得的、人或動(dòng)物身體(K)器官圖像的方法，其中，將由所述成像的測(cè)量裝置(14)所獲取的圖像數(shù)據(jù)(BD)進(jìn)行標(biāo)記，以便與在圖像數(shù)據(jù)獲取時(shí)、特別是根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所獲取的、代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)(S)進(jìn)行耦合，并且其中，在再現(xiàn)圖像序列時(shí)聲學(xué)地和/或光學(xué)地輸出時(shí)間上校正后的、代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)(S)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)(S)來選擇一個(gè)時(shí)間段，然后對(duì)在該時(shí)間段中拍攝的圖像序列進(jìn)行再現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，將所選擇的圖像序列多次順序再現(xiàn)。
10.一種用于在根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法中使用的纖維光學(xué)傳感器(1)，包括-具有引入線(3Z)和回線(3R)的光導(dǎo)管裝置(3)，-將光(L)從所述引入線(3Z)過耦合到回線(3R)中的過耦合裝置(2)，其中，將所述光導(dǎo)管裝置(3)和/或過耦合裝置(2)這樣設(shè)置和/或構(gòu)成，使得被過耦合的光(L)的份額取決于對(duì)纖維光學(xué)傳感器(1)起作用的外力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的纖維光學(xué)傳感器，其特征在于，所述過耦合裝置(2)包括一個(gè)將從引入線(3Z)輻射出去的光(L)反射到回線(3R)中的反射體裝置(4)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的纖維光學(xué)傳感器，其特征在于，所述過耦合裝置(2)包括運(yùn)動(dòng)支撐的擺動(dòng)載荷(5)，其與反射體裝置(4)這樣耦合，使得從引入線(3Z)輻射出去的并由反射體裝置(4)反射到回線(3R)中的光(L)的份額取決于該擺動(dòng)載荷(5)的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的纖維光學(xué)傳感器，其特征在于，所述過耦合裝置(2)包括一個(gè)與所述反射體裝置(4)這樣耦合的隔膜，使得當(dāng)對(duì)該隔膜起作用的聲壓改變時(shí)，從引入線(3Z)輻射出去的并由反射體裝置(4)反射到回線(3R)中的光(L)的份額也改變。
14.一種用于產(chǎn)生人或動(dòng)物身體(K)器官圖像的系統(tǒng)，包括-用于獲取圖像數(shù)據(jù)的測(cè)量裝置(14)，-根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的、用于記錄代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)(S)的纖維光學(xué)傳感器(1)，以及-信號(hào)組合裝置(18，19，20，21)，用來將圖像數(shù)據(jù)獲取與該信號(hào)(S)耦合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于具有標(biāo)記單元(19)，該標(biāo)記單元對(duì)所獲取的圖像數(shù)據(jù)(BD)進(jìn)行標(biāo)記以便與所述傳感器(1)采集的信號(hào)(S)耦合。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的系統(tǒng)，其特征在于具有選通單元(20)，該選通單元基于由所述傳感器采集的信號(hào)對(duì)圖像數(shù)據(jù)獲取進(jìn)行控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于具有信號(hào)分析裝置(21)，該裝置對(duì)利用所述纖維光學(xué)傳感器采集的信號(hào)(S)進(jìn)行分析，以便識(shí)別出在器官運(yùn)動(dòng)中的可能異常。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)分析裝置(21)包括比較器裝置，該比較器裝置將由所述傳感器采集的信號(hào)序列與一個(gè)模板信號(hào)序列進(jìn)行比較。
19.一種用于再現(xiàn)借助于成像測(cè)量裝置(14)獲得的、人或動(dòng)物身體器官圖像的再現(xiàn)裝置(25)，包括-標(biāo)記讀出裝置(29)，其讀出在由成像測(cè)量裝置所獲取的圖像數(shù)據(jù)(BDM)中存在的標(biāo)記，以便與在圖像數(shù)據(jù)獲取時(shí)所獲取的、代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)(S)進(jìn)行耦合，-顯示裝置(26)，用于顯示器官的圖像，以及-信號(hào)輸出裝置(28，33)，以便在再現(xiàn)圖像序列時(shí)聲學(xué)地和/或光學(xué)地輸出時(shí)間上校正后的、代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)(S)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的再現(xiàn)裝置，其特征在于具有選擇裝置(30)，用于借助于所述代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)(S)選擇一個(gè)時(shí)間段，以及與該選擇裝置(30)耦合的圖像輸出控制單元(31)，用于對(duì)在該時(shí)間段中記錄的圖像序列進(jìn)行再現(xiàn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的再現(xiàn)裝置，其特征在于具有圖像輸出控制單元(31)，其可以這樣配置，使得將所選擇的圖像序列多次順序再現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于產(chǎn)生人或動(dòng)物身體(K)器官圖像的方法，其中借助于成像測(cè)量裝置(14)獲取圖像數(shù)據(jù)，其中位于身體外部的傳感器(1)記錄代表著待成像器官的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)(S)，并且圖像數(shù)據(jù)獲取與該信號(hào)(S)耦合。在此，采用纖維光學(xué)傳感器(1)作為所述傳感器。此外，本發(fā)明還描述了一種用于實(shí)施這種方法的對(duì)應(yīng)的纖維光學(xué)傳感器(1)以及一種用于根據(jù)該方法產(chǎn)生器官圖像的對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)A61B5/055GK1751659SQ20051010966
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月20日
發(fā)明者雷納·庫斯, 阿克塞爾·施賴伯 申請(qǐng)人:西門子公司