專利名稱：控制醫(yī)療設(shè)備的方法、具有醫(yī)療設(shè)備的裝置和數(shù)據(jù)載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制醫(yī)療設(shè)備、尤其是用于盡可能無運(yùn)動(dòng)偽影地產(chǎn)生由于患者的心臟活動(dòng)和/或呼吸而運(yùn)動(dòng)的患者組織的圖像，和/或用于對(duì)由于患者的心臟活動(dòng)和/或呼吸而運(yùn)動(dòng)的患者組織進(jìn)行射線治療的方法。本發(fā)明還涉及一種具有所述醫(yī)療設(shè)備并且具有用于執(zhí)行所述方法的計(jì)算設(shè)備的裝置，以及一種具有實(shí)現(xiàn)所述方法的計(jì)算程序。
背景技術(shù)：
在利用成像設(shè)備一例如利用X射線計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備檢查患者組織的情況下，大多在所述組織或所述患者相對(duì)于X射線計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備的X射線拍攝系統(tǒng)進(jìn)動(dòng)的條件下從組織的不同投影方向拍攝多個(gè)二維X射線投影。檢查的目的是基于二維X射線投影產(chǎn)生所述組織的高質(zhì)量和有說服力的圖像，這些圖像通常形成醫(yī)療診斷的基礎(chǔ)。
如果檢查在患者軀干的區(qū)域中的組織，則應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)生該組織的圖像時(shí)也考慮通過患者的心臟活動(dòng)或呼吸而引起的組織運(yùn)動(dòng)，以便能獲得所述組織的沒有運(yùn)動(dòng)偽影的高價(jià)值圖像。從而例如在對(duì)作為待檢查組織的心臟本身成像的情況下，始終追求在對(duì)層圖像和三維圖像進(jìn)行基于所拍攝的心臟的二維X射線投影而進(jìn)行的重建時(shí)僅使用在患者的心臟周期的以下心臟階段中拍攝二維X射線投影來避免所提到的、在重建的心臟的層圖像和三維圖像中的運(yùn)動(dòng)偽影，即在該心臟階段中心臟實(shí)際上不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在此為了確定患者心臟的心臟周期，通常記錄患者心臟的心電圖(EKG)。為了產(chǎn)生心臟的層圖像和三維圖像，一般超出多個(gè)心臟周期地在并行記錄心電圖的條件下拍攝二維X射線投影，并且此后基于心電圖僅選擇適用于重建的二維X射線投影，因此也稱為回顧法。在替換的措施中，同樣在多個(gè)心臟周期期間獲得心臟的二維X射線投影，但是基于并行記錄的心電圖僅在心臟位于心臟實(shí)際上不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的心臟周期中時(shí)才獲得。該措施的優(yōu)點(diǎn)是，患者被置于較小的X射線劑量下。如果患者具有低的和均勻的心臟頻率或均勻的心臟周期，例如低于60bpm(每分鐘心跳)，則可以通過分析EKG中的RR間隔識(shí)別出在RR間隔的大約60%位置附近的比較短的時(shí)間范圍，在該時(shí)間范圍中例如對(duì)每個(gè)心臟周期都拍攝二維X射線投影。在這種關(guān)聯(lián)中也稱為確定所謂“脈動(dòng)窗口”，也就是其中施加X射線的時(shí)間窗。在此，通常心臟的靜止階段最為可能。如果該假定正確，則向所述患者施加對(duì)心臟圖像進(jìn)行重建所需要的低劑量的X射線，以從不同投影方向獲得二維X射線投影。同時(shí)達(dá)到高的圖象質(zhì)量。在考慮患者的呼吸運(yùn)動(dòng)的條件下進(jìn)行成像時(shí)按照類似的方式工作。在此通常使用所謂的呼吸帶，該呼吸帶具有運(yùn)動(dòng)傳感器并且施加在患者的胸部區(qū)域以用于檢測(cè)呼吸運(yùn)動(dòng)。最后在成像時(shí)考慮所檢測(cè)的呼吸周期
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)是，說明一種開始所述類型的方法、設(shè)備和數(shù)據(jù)載體，使得可以通過替換的方式來控制醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過一種用于控制一種裝置的醫(yī)療設(shè)備的方法解決，所述裝置具有針對(duì)患者的接觸裝置，在該接觸裝置中集成了至少一個(gè)可耦合到患者身體的電位傳感器；信號(hào)分析裝置，向該信號(hào)分析裝置輸送用所述至少一個(gè)電位傳感器所產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)以進(jìn)行分析；以及與信號(hào)分析裝置連接的所述醫(yī)療設(shè)備，其中在患者與接觸裝置接觸時(shí)利用至少一個(gè)耦合到患者身體的電位傳感器來記錄涉及患者的呼吸活動(dòng)和/或心臟活動(dòng)的測(cè)量信號(hào)，利用所述信號(hào)分析裝置基于所述測(cè)量信號(hào)產(chǎn)生涉及患者的呼吸周期和/或心臟周期的觸發(fā)信號(hào)，并且其中基于所述觸發(fā)信號(hào)對(duì)所述醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制。本發(fā)明從以下考慮出發(fā)常規(guī)的EKG電極的使用通常是麻煩的并且對(duì)患者來說是不舒服的。從而至少在患者是人的情況下必須通過部分地除去毛發(fā)以設(shè)置EKG電極才使胸部區(qū)域準(zhǔn)備好。為了將EKG電極布置在皮膚上，大多需要使用粘合劑或接觸介質(zhì)。此外，在使用EKG電極的情況下出現(xiàn)EKG信號(hào)關(guān)于患者皮膚的個(gè)體阻抗的一定的依賴性。 因此建議放棄電氣耦合到患者身體的常規(guī)的EKG電極，而是替代地在接觸裝置中布置至少一個(gè)電位傳感器。為了執(zhí)行所建議的方法，所述至少一個(gè)電位傳感器通過接觸裝置與患者身體相接觸，并且通過這種方式耦合到患者身體以記錄測(cè)量信號(hào)。在此，電位傳感器與患者的接觸間接進(jìn)行，也就是說患者可以穿戴衣物。如果電位傳感器在胸部區(qū)域與患者身體耦合，則可以利用所述電位傳感器產(chǎn)生涉及、表征或標(biāo)識(shí)患者的呼吸活動(dòng)和/或心臟活動(dòng)的測(cè)量信號(hào)。最后，利用從所述測(cè)量信號(hào)推導(dǎo)出的觸發(fā)信號(hào)，可以對(duì)醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制或影響。根據(jù)本發(fā)明的一種變型，所述醫(yī)療設(shè)備是成像醫(yī)療設(shè)備，從而基于所述觸發(fā)信號(hào)利用該成像醫(yī)療設(shè)備可以拍攝患者的圖像信息，尤其是在患者的胸部區(qū)域或者在患者的腹部區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一種變型，所述醫(yī)療設(shè)備是射線治療設(shè)備，其中基于所述觸發(fā)信號(hào)來控制對(duì)患者組織的射線治療。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述至少一個(gè)電位傳感器具有至少兩個(gè)、優(yōu)選三個(gè)可電容式耦合到患者身體的電極，利用這些電極產(chǎn)生差測(cè)量信號(hào)形式的測(cè)量信號(hào)，所述測(cè)量信號(hào)涉及患者的呼吸活動(dòng)和/或心臟活動(dòng)并且被輸送給所述信號(hào)分析裝置。三個(gè)電極中的兩個(gè)是有源電極，而第三個(gè)電極是對(duì)于兩個(gè)有源電極的基準(zhǔn)電極?；趦蓚€(gè)有源電極的信號(hào)，產(chǎn)生至少一個(gè)電位傳感器的差測(cè)量信號(hào)。電位傳感器一般還包括用于信號(hào)處理的組件，如儀表放大器、濾波器、Α/D轉(zhuǎn)換器等等。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，借助傅立葉分析和/或小波分析由信號(hào)分析裝置對(duì)測(cè)量信號(hào)、尤其是差測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分析，以產(chǎn)生涉及患者的呼吸周期和/或心臟周期的觸發(fā)信號(hào)。借助傅立葉分析和/或小波分析，可以識(shí)別出測(cè)量信號(hào)中其頻率例如位于分配給人心臟的頻率帶寬(每分鐘大約60到140跳)內(nèi)的那些測(cè)量信號(hào)或信號(hào)分量，包括它們的信號(hào)能量。按照相同的方式可以識(shí)別出應(yīng)當(dāng)分配給患者呼吸的測(cè)量信號(hào)。本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)規(guī)定，所述接觸裝置是用于布置或設(shè)置在患者胸部的帶子，在該帶子中集成了至少一個(gè)電位傳感器或者在該帶子上布置了至少一個(gè)電位傳感器。這樣的帶子一般實(shí)施為有彈性的，以保證電位傳感器與患者身體表面的良好接觸。
本發(fā)明的一種替換的設(shè)計(jì)規(guī)定，接觸裝置是患者支承臥榻的患者支承板，或者是可以布置在患者支承臥榻的患者支承板上的支承墊，其中患者支承板或支承墊具有至少一個(gè)可耦合到患者身體的電位傳感器，其測(cè)量信號(hào)被輸送給所述信號(hào)分析裝置。至少一個(gè)電位傳感器稱合到患者身體是通過將患者支承在患者支承板或支承墊上來進(jìn)行的。本發(fā)明的一種擴(kuò)展規(guī)定，所述患者支承板或所述支承墊具有多個(gè)可耦合到患者身體的電位傳感器，這些電位傳感器被布置為二維矩陣并且它們的測(cè)量信號(hào)被輸送給信號(hào)分析裝置。多個(gè)電位傳感器及其尤其是它們被布置為陣列或二維矩陣的使用簡(jiǎn)化了患者在患者支承板或支承墊上的支承，因?yàn)椴恍枰鞔_地注意患者的胸部區(qū)域必須位于確定的電位傳感器的上方。此外，現(xiàn)在還有多個(gè)來自不同電位傳感器的測(cè)量信號(hào)可用，從而可以選擇看起來最適用于產(chǎn)生所述觸發(fā)信號(hào)的那些測(cè)量信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的一種變型，所述信號(hào)分析裝置具有計(jì)算單元和復(fù)用器，其中來自電位傳感器的測(cè)量信號(hào)被從復(fù)用器輸送給計(jì)算單元。據(jù)此測(cè)量信號(hào)被以時(shí)分方式處理，其中 可以限于或選擇對(duì)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)相關(guān)的那些。這一般是具有最大幅度值的測(cè)量信號(hào)，其來自例如布置在患者心臟附近的電位傳感器。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，利用所述信號(hào)分析裝置例如基于電位傳感器的測(cè)量信號(hào)的相關(guān)測(cè)量信號(hào)或相關(guān)信號(hào)分量的信號(hào)強(qiáng)度或信號(hào)幅度來確定患者心臟關(guān)于患者支承板或者支承墊的位置。優(yōu)選的，基于對(duì)來自相鄰的電位傳感器的測(cè)量信號(hào)或測(cè)量信號(hào)的信號(hào)分量進(jìn)行的交叉相關(guān)分析來確定患者心臟關(guān)于患者支承板或支承墊的位置。對(duì)心臟位置的確定使得可以更為精確地識(shí)別出或選擇以下電位傳感器或來自這些電位傳感器的測(cè)量信號(hào)或信號(hào)分量，利用它們可以最好地檢測(cè)或記錄心臟活動(dòng)。目標(biāo)是對(duì)包括QRS綜合波在內(nèi)的患者的心臟周期進(jìn)行質(zhì)量上高價(jià)值的檢測(cè)，以能夠推導(dǎo)出適用于對(duì)醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行控制的觸發(fā)信號(hào)。此外，對(duì)心臟關(guān)于患者支承板或支承墊的方位的確定具有以下優(yōu)點(diǎn)可以更好地識(shí)別出或定位其測(cè)量信號(hào)最適用于確定患者的呼吸周期的那些電位傳感器。在此附加地可以識(shí)別出或定位其測(cè)量信號(hào)涉及胸部呼吸的那些電位傳感器，以及其測(cè)量信號(hào)涉及腹部呼吸的那些電位傳感器。通過這種方式可以根據(jù)患者軀干的不同部位確定以及考慮呼吸周期的變化以產(chǎn)生合適的觸發(fā)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，利用所述信號(hào)分析裝置基于對(duì)心臟關(guān)于患者支承板或支承墊的位置的確定來確定患者在患者支承板或支承墊上的方位或取向，和/或確定患者關(guān)于患者支承板或支承墊的身體片段，在該身體片段中為了對(duì)患者心臟進(jìn)行成像而必須記錄圖像信息。通過這種方式，為了進(jìn)行成像不僅自動(dòng)確定患者的取向，而且還確定在成像過程中要掃描或采樣的患者身體區(qū)域，這些信息可以直接在成像設(shè)備中用于成像，而無需如在計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備的情況下要利用粗略掃描才能獲得該信息。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，利用所述信號(hào)分析裝置基于所述測(cè)量信號(hào)確定患者的身高、患者的至少一個(gè)胳膊的方位、至少一個(gè)大腿、軀干和/或頭部關(guān)于患者支承板或支承墊的方位。對(duì)這些信息的確定優(yōu)選在患者合作下通過以下方式進(jìn)行，即患者依據(jù)指示運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的身體部位并且由此產(chǎn)生可分析的測(cè)量信號(hào)。但是即使對(duì)于不太合作的患者也可以通過相應(yīng)身體部位的強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)一例如通過臥榻的強(qiáng)制振動(dòng)一來產(chǎn)生相應(yīng)的測(cè)量信號(hào)。此外，利用所述信號(hào)分析裝置可以基于所述測(cè)量信號(hào)確定并且例如在成像時(shí)考慮患者的至少一個(gè)胳膊、至少一個(gè)大腿、軀干和/或頭部關(guān)于患者支承板或支承墊的方位。例如，在利用磁共振設(shè)備對(duì)患者頭部進(jìn)行時(shí)間上長(zhǎng)期持續(xù)的圖像拍攝的情況下可能檢測(cè)到頭部的運(yùn)動(dòng)并由此在成像時(shí)可以執(zhí)行校正。根據(jù)本發(fā)明的另一種變型，利用所述信號(hào)分析裝置從有關(guān)患者方位、尤其是有關(guān)頭部、軀干、心臟、胳膊和大腿關(guān)于支承板或支承墊的方位的認(rèn)識(shí)出發(fā)確定或估計(jì)患者的不同內(nèi)部器官或不同組織關(guān)于患者支承板或支承墊的方位，并且基于此來設(shè)定患者關(guān)于患者支承板或支承墊的以下不同身體片段，在這些身體片段中為了對(duì)患者的內(nèi)部器官或組織進(jìn)行成像而必須分別記錄圖像信息。在成像醫(yī)療設(shè)備中可以將這些信息用于所謂的“自動(dòng)對(duì)齊功能”，在該功能的情況下依據(jù)待檢查的組織并且基于所確定的有關(guān)組織關(guān)于患者支承板或支承墊的方位的信息自動(dòng)地在包含所述組織的身體片段中用成像設(shè)備記錄圖像信息。本發(fā)明所基于的任務(wù)是還通過一種裝置解決，該裝置具有用于患者的接觸裝置， 在該接觸裝置中集成了至少一個(gè)可耦合到患者身體的電位傳感器，信號(hào)分析裝置，向該信號(hào)分析裝置輸送用所述至少一個(gè)電位傳感器產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)來用于分析，與所述信號(hào)分析裝置連接的醫(yī)療設(shè)備，以及計(jì)算設(shè)備，該計(jì)算設(shè)備包括實(shí)現(xiàn)上述方法的計(jì)算程序。根據(jù)本發(fā)明的一種變型，所述接觸裝置是帶子、患者支承臥榻的患者支承板或者用于患者支承臥榻的支承墊。所述醫(yī)療設(shè)備可以是計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備、C弧X射線設(shè)備、PET設(shè)備、SPECT設(shè)備、磁共振設(shè)備或射線治療設(shè)備。此外，本發(fā)明所基于的任務(wù)還通過一種數(shù)據(jù)載體解決，該數(shù)據(jù)載體具有實(shí)現(xiàn)上述方法的計(jì)算程序。


本發(fā)明的實(shí)施例在所附的示意圖中示出。圖I示出計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備形式的醫(yī)療設(shè)備，圖2示出圖I中的計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備的患者支承板，具有多個(gè)集成的、布置為兩維矩陣的電位傳感器，圖3示出電位傳感器的原理性結(jié)構(gòu)，圖4示出射線治療設(shè)備形式的醫(yī)療設(shè)備，圖5示出僅具有一個(gè)電位傳感器的患者支承板或支承墊，以及圖6示出圖I的計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備，其中在患者上施加具有電位傳感器的帶子。
具體實(shí)施例方式在附圖中相同或功能相同的元件全部具有相同的附圖標(biāo)記。在附圖中的顯示是示意性的并且不一定按照比例。醫(yī)療設(shè)備在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下是計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備和射線治療設(shè)備，下面將不限制一般性地僅對(duì)這些醫(yī)療設(shè)備闡述到理解本發(fā)明所需要的程度。在圖I中所示出的計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I包括機(jī)架2，所述機(jī)架具有靜止部件3和示意性表示的、可圍繞系統(tǒng)軸5旋轉(zhuǎn)的部件4，所述可旋轉(zhuǎn)的部件借助未在圖I中示出的軸承相對(duì)于靜止部件3可旋轉(zhuǎn)地支承。可旋轉(zhuǎn)部件4在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例中具有包括X射線源6和X射線檢測(cè)器7的X射線系統(tǒng)，X射線源6和X射線檢測(cè)器7相對(duì)置地布置在可旋轉(zhuǎn)部件4上。在計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I運(yùn)行中，從X射線源6在X射線檢測(cè)器7的方向上發(fā)出X射線8，穿透測(cè)量對(duì)象并且由X射線檢測(cè)器7以檢測(cè)器測(cè)量數(shù)據(jù)或檢測(cè)器測(cè)量信號(hào)的形式米集。此外，計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I具有用于支承待檢查患者P的患者臥榻9?；颊吲P榻9包括臥榻底座10,在該臥榻底座上布置為了實(shí)際支承患者P而設(shè)置的患者支承板11?；颊咧С邪?1按照以下方式可相對(duì)于臥榻底座10在系統(tǒng)軸5的方向上電動(dòng)地調(diào)節(jié)，即例如在螺旋掃描中患者支承板與患者P可以一起被引入機(jī)架2的開口 12中以用于拍攝患者P的二維X射線投影。對(duì)利用X射線系統(tǒng)拍攝的二維X射線投影進(jìn)行的計(jì)算方式的處理或基于二維X射線投影的檢測(cè)器測(cè)量數(shù)據(jù)或檢測(cè)器測(cè)量信號(hào)對(duì)層圖像、三維圖像或三維數(shù)據(jù)組的重建是利 用計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I的示意性示出的圖像計(jì)算機(jī)13進(jìn)行的。此外，計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I具有計(jì)算設(shè)備14，利用該計(jì)算設(shè)備可執(zhí)行以及將執(zhí)行用于對(duì)計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I進(jìn)行操作和控制的計(jì)算程序。在此，計(jì)算設(shè)備14不必構(gòu)成為單獨(dú)的計(jì)算設(shè)備14，而是還可以集成在計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I中。在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下，在計(jì)算設(shè)備14中加載計(jì)算程序15，該計(jì)算程序?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的用于控制醫(yī)療設(shè)備、當(dāng)前是計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I的方法。計(jì)算程序15除了別的之外是用于計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I的專用運(yùn)行模式，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)18從可攜帶的數(shù)據(jù)載體(例如從CD 16或記憶棒)或還從服務(wù)器17加載到計(jì)算設(shè)備14中，所述網(wǎng)絡(luò)18可以是公用的網(wǎng)絡(luò)以及診所或醫(yī)院內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下，在患者支承板11中作為用于患者P的接觸裝置集成多個(gè)電位傳感器20，這些電位傳感器被布置為二維矩陣。圖2以示意性視圖示出電位傳感器20在患者支承板11的內(nèi)部的布置。電位傳感器20在患者支承板11的內(nèi)部的布置在此如下進(jìn)行，即在將患者支承置于患者支承板11上時(shí)進(jìn)行電位傳感器20到患者P的身體表面的耦合，從而可以利用電位傳感器20產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)。圖3示出在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下使用的電位傳感器20的原理性結(jié)構(gòu)。電位傳感器20包括3個(gè)電容地可耦合到或當(dāng)前已經(jīng)耦合到患者P的身體的電極41至43，其中電極41和42是有源電極。電極43是基準(zhǔn)電極或所謂的“被驅(qū)動(dòng)的接地層”。所有三個(gè)電極都在患者一側(cè)具有絕緣層44至46,并且按習(xí)慣通過患者P的衣物47稱合到患者P的身體?；谒鰞蓚€(gè)有源電極41，42的信號(hào)產(chǎn)生差測(cè)量信號(hào)。在此對(duì)于本發(fā)明來說，首先通過患者P的心臟活動(dòng)以及通過因?yàn)榛颊逷的呼吸而造成的胸腔的上升和下降而在患者P的身體表面與電位傳感器20的電極之間導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)距離變化是相關(guān)的。在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下，每個(gè)電位傳感器20也具有用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的電氣組件。從而有源電極41，42的信號(hào)被輸送給儀表放大器48。此外可以設(shè)置濾波器49以及Α/D轉(zhuǎn)換器50。但是電位傳感器20不一定必須具有這種組件或用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理或?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理的所有所述組件。只要測(cè)量技術(shù)上可行，有源電極的信號(hào)還可以首先從患者支承板11中引出，然后被進(jìn)一步處理。在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下，電位傳感器20與信號(hào)分析裝置連接，所述信號(hào)分析裝置具有復(fù)用器21以及用于對(duì)差信號(hào)進(jìn)行分析的計(jì)算單元。在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下，計(jì)算設(shè)備14形成所述信號(hào)分析裝置的計(jì)算單元。電位傳感器20的差測(cè)量信號(hào)通過復(fù)用器21被輸送給計(jì)算設(shè)備14。計(jì)算設(shè)備14對(duì)復(fù)用器2所獲得的差測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分析，其中在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下，計(jì)算設(shè)備14對(duì)每個(gè)電位傳感器20的差測(cè)量信號(hào)進(jìn)行傅立葉分析和/或小波分析，以尤其是首先識(shí)別出矩陣的以下電位傳感器20，這些電位傳感器20的差測(cè)量信號(hào)或差測(cè)量信號(hào)的信號(hào)分量具有對(duì)于心臟活動(dòng)來說典型的信號(hào)能量以及具有位于分配給人類心臟的頻率帶寬(每分鐘大約60至140跳)內(nèi)的頻率。通過以這種方式識(shí)別出的電位傳感器20，確定患者P的心臟關(guān)于患者支承板11的位置。附加地，在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下對(duì)來自所識(shí)別出的相鄰的電位傳感器20的
基于對(duì)所識(shí)別出的、靠近患者P的心臟布置的電位傳感器20的差測(cè)量信號(hào)的分析，確定患者心臟的活動(dòng)。理想情況下，確定患者P的心臟周期或患者P的心臟的心電圖，從而基于所確定的心臟周期或心電圖可以產(chǎn)生用于設(shè)定開頭所提到的“脈動(dòng)窗口”的觸發(fā)脈沖。通過這種方式例如可以控制對(duì)胸部區(qū)域、尤其是患者P的心臟的X射線投影的拍攝，也就是說，僅在通過觸發(fā)脈沖設(shè)定的“脈動(dòng)窗口 ”期間拍攝X射線投影，在該脈動(dòng)窗口中患者P的心臟實(shí)際上沒有進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。此外，如果確定心臟關(guān)于患者支承板11的方位，則可以對(duì)以下電位傳感器20進(jìn)行更好地識(shí)別或定位，這些電位傳感器的差測(cè)量信號(hào)最適合于確定患者P的呼吸周期。尤其是可以對(duì)其差測(cè)量信號(hào)涉及胸部呼吸的電位傳感器20以及其差測(cè)量信號(hào)涉及腹部呼吸的電位傳感器20進(jìn)行識(shí)別或定位。因此基于所識(shí)別的、其差測(cè)量信號(hào)涉及胸部呼吸的電位傳感器20可以確定涉及胸部呼吸的呼吸周期。最后，借助涉及胸部呼吸的呼吸周期，可以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，利用所述觸發(fā)信號(hào)來設(shè)定所述呼吸周期的至少一個(gè)時(shí)間段來對(duì)患者P的胸部區(qū)域拍攝X射線投影，尤其是對(duì)患者的肺部拍攝X射線投影。按照類似的方式，可以基于所識(shí)別的、其差測(cè)量信號(hào)涉及腹部呼吸的電位傳感器20來確定涉及腹部呼吸的呼吸周期。最后借助涉及腹部呼吸的呼吸周期，可以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，利用所述觸發(fā)信號(hào)來設(shè)定所述呼吸周期的至少一個(gè)時(shí)間段來對(duì)患者P的腹部區(qū)域拍攝X射線投影。分別確定或設(shè)定的觸發(fā)信號(hào)對(duì)計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I來說既可以用于已經(jīng)描述的前瞻性圖像產(chǎn)生方法，在該前瞻性圖像產(chǎn)生方法中僅當(dāng)患者P的軀干盡可能沒有運(yùn)動(dòng)時(shí)才拍攝X射線投影，所述運(yùn)動(dòng)通過心臟活動(dòng)和/或呼吸活動(dòng)引起，也可以用于回顧性圖像產(chǎn)生方法，在該回顧性圖像產(chǎn)生方法中在基于觸發(fā)信號(hào)拍攝了X射線投影之后選擇在以下階段中拍攝的X射線投影來進(jìn)行圖像重建，在所述階段中患者P的軀干盡可能沒有因?yàn)樾呐K活動(dòng)和/或呼吸活動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)。此外，電位傳感器20的差測(cè)量信號(hào)可以被用于確定患者P關(guān)于患者支承板11的取向、尺寸、至少一個(gè)胳膊的方位、至少一個(gè)大腿的方位、軀干的方位和/或頭部的方位。優(yōu)選的，這在患者P的配合下通過以下方式進(jìn)行，即患者P進(jìn)行相應(yīng)身體部位的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，使得產(chǎn)生限定的差測(cè)量信號(hào)，在計(jì)算設(shè)備14方面對(duì)所述限定的差測(cè)量信號(hào)的分析提供期望的信息。在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的情況下，基于所獲得的有關(guān)患者P關(guān)于患者支承板11的取向、尺寸、心臟的方位、頭部的方位、胳膊的方位和大腿的方位的信息，利用計(jì)算設(shè)備14確定和存儲(chǔ)患者P的不同內(nèi)部器官關(guān)于患者支承板11的方位，如肺部的方位、腸的方位等，或患者P的其它不同組織關(guān)于患者支承板11的方位，如脊柱的方位、骨盆的方位等，并且基于這些方位以及在考慮患者支承板11和機(jī)架2相對(duì)于彼此的已知方位和位置的情況下設(shè)定或定義患者P關(guān)于患者支承板11的不同身體片段或掃描片段，并且存儲(chǔ)起來，在這些身體片段或掃描片段中分別為了對(duì)患者P的內(nèi)部器官或組織進(jìn)行成像而必須拍攝圖像信息。由此實(shí)現(xiàn)了所謂的“自動(dòng)對(duì)齊功能”。如果掃描患者P的心臟，則已經(jīng)設(shè)定或定義了掃描區(qū)域，也就是其中在X射線系統(tǒng)圍繞系統(tǒng)軸5旋轉(zhuǎn)的條件下從不同投影方向拍攝心臟的X射線投影的區(qū)域，而不必首先還借助粗略掃描來確定所述掃描區(qū)域。對(duì)于患者P的其它器官 和組織來說也處于同樣的情況。此外，可以基于差測(cè)量信號(hào)和計(jì)算設(shè)備來確定尤其是在拍攝X射線投影期間患者關(guān)于患者支承板11的運(yùn)動(dòng)、患者胳膊的運(yùn)動(dòng)、大腿、軀干或頭部的運(yùn)動(dòng)，并且在考慮所確定的運(yùn)動(dòng)的情況下避免在患者P的組織的重建圖像中的運(yùn)動(dòng)偽影。計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I在此不僅能用于成像，而且還可用于計(jì)劃干預(yù)或者還可以用于計(jì)劃射線治療，以例如將患者的待治療組織與患者的呼吸階段相關(guān)聯(lián)。此外，成像醫(yī)療設(shè)備還可以是C弧X射線設(shè)備、PET設(shè)備、SPECT設(shè)備或磁共振設(shè)備。為了將電位傳感器在磁共振設(shè)備中使用，還可以由非磁性金屬來制造所述電位傳感器。此外，醫(yī)療設(shè)備還可以是射線治療設(shè)備。圖4以強(qiáng)烈示意性的顯示示出這種射線治療設(shè)備31，其包括固定部件33和示意性表示的、可圍繞系統(tǒng)軸35旋轉(zhuǎn)的部件34，所述可旋轉(zhuǎn)的部件借助圖4中未示出的軸承可相對(duì)于固定部件33旋轉(zhuǎn)地支承。可旋轉(zhuǎn)的部件34具有治療用X射線源36以及布置在該X射線源對(duì)面的X射線檢測(cè)器37以用于MeV成像。射線治療設(shè)備31的其余部件，如患者臥榻9等，基本上與計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備I的部件相應(yīng)，因此它們具有相同的附圖標(biāo)記。治療用X射線源36用于向患者P的待治療組織施加具有在MeV范圍中的光子能量的治療用X射線。在射線治療設(shè)備的情況下，從患者支承板11的電位傳感器20的差測(cè)量信號(hào)中產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)被用于，僅當(dāng)待治療的組織盡可能沒有通過患者P的心臟活動(dòng)或呼吸活動(dòng)而引起的運(yùn)動(dòng)時(shí)和/或當(dāng)待治療的組織位于確定的治療位置上從而使得不被治療的組織也不會(huì)被施加X射線時(shí)，才向患者P的待治療組織施加治療用X射線。與本發(fā)明的所描述的實(shí)施例不同，電位傳感器不需要集成在患者支承板中。還存在將電位傳感器布置在能夠或?qū)⒈恢С性诨颊咧С邪迳系闹С袎|中的可能性。這對(duì)業(yè)已存在的、可通過這種方式簡(jiǎn)單事后裝備的醫(yī)療設(shè)備來說是特別有利的。也不是非得需要存在電位傳感器的矩陣。只要合適，在患者支承板或支承墊中也可以僅存在一個(gè)電位傳感器。圖5借助患者支承板11不出簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu),其中僅存在一個(gè)電位傳感器20。在這種情況下不需要復(fù)用器。替換的，至少一個(gè)電位傳感器20還可以布置在帶子60中或者集成在帶子60中， 所述帶子施加在患者P的胸部。圖6示出按照?qǐng)DI的本發(fā)明的實(shí)施方式。在該情況下，患者支承板11不需要具有電位傳感器。帶子一般是彈性的，以保證電位傳感器20與患者P身體的良好接觸。
權(quán)利要求
1.一種用于控制一種裝置(1，11，60，14，21，31)的醫(yī)療設(shè)備(1，31)的方法，所述裝置具有針對(duì)患者(P)的接觸裝置(11，60)，在該接觸裝置中集成了至少一個(gè)可耦合到患者(P)身體的電位傳感器(20);信號(hào)分析裝置(14，21)，向該信號(hào)分析裝置輸送用所述至少一個(gè)電位傳感器(20)所產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)以進(jìn)行分析；以及與信號(hào)分析裝置(14，21)連接的所述醫(yī)療設(shè)備(1，31)，其中 -在患者(P)與接觸裝置(11，60)接觸時(shí)利用至少一個(gè)耦合到患者(P)身體的電位傳感器(20)來記錄涉及患者(P)的呼吸活動(dòng)和/或心臟活動(dòng)的測(cè)量信號(hào)， -利用所述信號(hào)分析裝置(14，21)基于所述測(cè)量信號(hào)產(chǎn)生涉及患者(P)的呼吸周期和/或心臟周期的觸發(fā)信號(hào)，并且 -其中基于所述觸發(fā)信號(hào)對(duì)所述醫(yī)療設(shè)備(1，31)的運(yùn)行進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述醫(yī)療設(shè)備是成像醫(yī)療設(shè)備(1)，其中基于所述觸發(fā)信號(hào)利用該成像醫(yī)療設(shè)備(I)記錄患者(P)的圖像信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的方法，其中所述醫(yī)療設(shè)備是射線治療設(shè)備(31)，其中基于所述觸發(fā)信號(hào)來控制對(duì)患者(P)組織的射線治療。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一的方法，其中所述至少一個(gè)電位傳感器(20)具有至少兩個(gè)、優(yōu)選三個(gè)可電容式耦合到患者(P)身體的電極(41-43)，利用這些電極產(chǎn)生差測(cè)量信號(hào)形式的測(cè)量信號(hào)，所述測(cè)量信號(hào)涉及患者(P)的呼吸活動(dòng)和/或心臟活動(dòng)并且被輸送給所述信號(hào)分析裝置(14，21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一的方法，其中借助傅立葉分析和/或小波分析由信號(hào)分析裝置(14，21)對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分析，以產(chǎn)生涉及患者(P)的呼吸周期和/或心臟周期的觸發(fā)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一的方法，其中所述接觸裝置是用于布置在患者(P)胸部的帶子(60)，在該帶子中集成了至少一個(gè)電位傳感器(20)或者在該帶子上布置了至少一個(gè)電位傳感器(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一的方法，其中所述接觸裝置是患者支承臥榻(9)的患者支承板(11)，或者是能夠布置在患者支承臥榻(9)的患者支承板(11)上的支承墊，其中患者支承板(11)或支承墊具有至少一個(gè)可耦合到患者(P)身體的電位傳感器(20)，其測(cè)量信號(hào)被輸送給所述信號(hào)分析裝置(14，21)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述患者支承板(11)或所述支承墊具有多個(gè)可耦合到患者(P)身體的電位傳感器(20)，這些電位傳感器被布置為二維矩陣并且它們的測(cè)量信號(hào)被輸送給信號(hào)分析裝置(14，21 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8之一的方法，其中所述信號(hào)分析裝置具有計(jì)算單元(14)和復(fù)用器(21)，其中來自電位傳感器(20)的測(cè)量信號(hào)被從復(fù)用器(21)輸送給計(jì)算單元(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其中利用所述信號(hào)分析裝置(14，21)確定患者心臟(P)關(guān)于患者支承板(11)或者支承墊的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中利用所述信號(hào)分析裝置(14，21)基于對(duì)來自相鄰的電位傳感器(20)的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行的交叉相關(guān)分析來確定患者(P)心臟關(guān)于患者支承板(11)或支承墊的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其中利用所述信號(hào)分析裝置(14，21)基于對(duì)心臟關(guān)于患者支承板(11)或支承墊的位置的確定來確定患者(P)在患者支承板或支承墊上的方位或取向，和/或確定患者(P)關(guān)于患者支承板(11)或支承墊的身體片段，在所述身體片段中為了對(duì)患者(P)心臟進(jìn)行成像而必須記錄圖像信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12之一的方法，其中利用所述信號(hào)分析裝置(14，21)確定患者(P)關(guān)于患者支承板(11)或支承墊的尺寸、至少一個(gè)胳膊的方位、至少一個(gè)大腿的方位、軀干的方位和/或頭部的方位。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中利用所述信號(hào)分析裝置(14，21)確定患者(P)的至少一個(gè)胳膊、至少一個(gè)大腿、軀干和/或頭部關(guān)于患者支承板(11)或支承墊的運(yùn)動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其中利用所述信號(hào)分析裝置(14，21)確定患者(P)的不同內(nèi)部器官或不同組織關(guān)于患者支承板(11)或支承墊的方位，并且基于此來設(shè)定患者(P)關(guān)于患者支承板(11)或支承墊的以下不同身體片段，在這些身體片段中為了對(duì)患者(P)的內(nèi)部器官或組織進(jìn)行成像而必須分別記錄圖像信息。
16.一種裝置，該裝置具有針對(duì)患者(P)的接觸裝置(11，60)，在該接觸裝置中集成了至少一個(gè)可耦合到患者(P)身體的電位傳感器(20);信號(hào)分析裝置(14，21)，向該信號(hào)分析裝置輸送用所述至少一個(gè)電位傳感器(20)產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)來用于分析；與所述信號(hào)分析裝置(14，21)連接的醫(yī)療設(shè)備(1，31);以及計(jì)算設(shè)備(14)，該計(jì)算設(shè)備包括實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求I至15之一的方法的計(jì)算程序(15)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述接觸裝置是帶子(60)、患者支承臥榻(9)的患者支承板(11)或者用于患者支承臥榻(9)的支承墊。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的設(shè)備，其中所述醫(yī)療設(shè)備是計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備(I)、C弧X射線設(shè)備、PET設(shè)備、SPECT設(shè)備、磁共振設(shè)備或射線治療設(shè)備(31)。
19.一種數(shù)據(jù)載體，該數(shù)據(jù)載體具有實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求I至15之一的方法的計(jì)算程序(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制一種裝置(1,11,60,14,21,31)的醫(yī)療設(shè)備(1,31)的方法，所述裝置具有針對(duì)患者(P)的接觸裝置(11,60)，在該接觸裝置中集成了至少一個(gè)可耦合到患者身體的電位傳感器(20)；信號(hào)分析裝置(14,21)；以及與信號(hào)分析裝置(14,21)連接的所述醫(yī)療設(shè)備(1,31)，其中在患者與接觸裝置接觸時(shí)利用電位傳感器來記錄涉及患者的呼吸活動(dòng)和/或心臟活動(dòng)的測(cè)量信號(hào)，利用信號(hào)分析裝置基于測(cè)量信號(hào)產(chǎn)生涉及患者的呼吸周期和/或心臟周期的觸發(fā)信號(hào)，并且基于觸發(fā)信號(hào)控制醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行。本發(fā)明還涉及所述裝置，該裝置具有醫(yī)療設(shè)備以及用于執(zhí)行所述方法的計(jì)算設(shè)備(14)，以及涉及包括實(shí)現(xiàn)該方法的計(jì)算程序(15)的數(shù)據(jù)載體(16)。
文檔編號(hào)A61B6/03GK102805638SQ20121016583
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者A.亨寧, S.波佩斯庫(kù) 申請(qǐng)人:西門子公司