來自螺旋重建的定位片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定定位片的方法和計(jì)算機(jī)斷層造影裝置以及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。本發(fā)明基于借助計(jì)算機(jī)斷層造影裝置對檢查區(qū)域的螺旋拍攝。本發(fā)明基于使用這樣的螺旋拍攝來用于重建檢查區(qū)域的空間三維圖像、并且此外通過圖像沿著投影方向的平行投影來確定檢查區(qū)域的定位片的思路。本發(fā)明允許無失真地拍攝定位片，因?yàn)橹亟ǖ目臻g三維圖像可以簡單地平行地沿著投影方向被投影。此外按照本發(fā)明可以僅利用一次拍攝來確定多個(gè)定位片，方法是，將檢查區(qū)域的重建的圖像沿著不同的投影方向平行地投影。附加地，本發(fā)明特別地允許在臨床環(huán)境中實(shí)現(xiàn)定位片的特別快速的拍攝，因?yàn)闄C(jī)架的可旋轉(zhuǎn)部分為了螺旋拍攝不必停住。
【專利說明】來自螺旋重建的定位片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定定位片的方法和計(jì)算機(jī)斷層造影裝置以及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]計(jì)算機(jī)斷層造影是一種成像方法，該方法主要用于醫(yī)學(xué)診斷。如果要借助計(jì)算機(jī)斷層造影來拍攝檢查區(qū)域的空間三維圖像，簡稱3D圖像，則計(jì)算機(jī)斷層造影裝置的拍攝單元圍繞檢查區(qū)域旋轉(zhuǎn)。拍攝單元包括X射線源以及X射線檢測器。在拍攝單元在其圓形軌道上的不同位置情況下分別拍攝一個(gè)投影。不同的投影在此以不同的投影角度拍攝。投影角度在以下是指拍攝單元在其旋轉(zhuǎn)平面中的徑向角度；也就是例如是X射線源-X射線檢測器的連接軸與平行于旋轉(zhuǎn)平面的固定軸所包圍的角度。在拍攝序列結(jié)束時(shí)將投影重建為一個(gè)3D圖像。
[0003]典型地，檢查區(qū)域是患者的特定身體區(qū)域。檢查區(qū)域必須在高分辨率3D圖像的拍攝之前被限制，以便將通過多個(gè)投影對患者帶來的射線負(fù)擔(dān)保持為盡可能小。為了規(guī)劃高分辨率3D圖像的拍攝建立以所謂的定位片(Topogramm)形式的概覽照片。此外使用定位片，以確定X射線通過檢查區(qū)域的衰減特性。因?yàn)樗p特性用于進(jìn)一步確定用于在另外的、特別是診斷的拍攝情況下的劑量調(diào)制的拍攝參數(shù)。
[0004]常規(guī)的定位片的拍攝通常這樣進(jìn)行，使得拍攝單元不旋轉(zhuǎn)并且由此僅以一個(gè)固定的投影角度拍攝投影。但是這意味著，X射線源和X射線檢測器嵌入于其中的、機(jī)架的內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)的部分，在其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中必須減速。該減速過程通常需要30至40秒并且由此表示臨床工作流程的極大延遲。該延遲特別地在由于事故而遭受多創(chuàng)傷的患者的情況下會產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
[0005]替換地，定位片也可以在螺旋模式中被拍攝，方法是，機(jī)架的內(nèi)部部分如在拍攝高分辨率的3D圖像情況下那樣旋轉(zhuǎn)，但是X射線源以脈動模式工作。脈動的在此意味著，X射線源僅以一個(gè)特定的投影角度發(fā)射X射線，從而僅來自于一個(gè)特定方向的投影被拍攝。由此在例如前后或側(cè)邊的患者情況下形成“螺旋定位片”，其如常規(guī)的定位片那樣具有特定的投影方向。然而X射線源的精確控制是困難的，從而當(dāng)對于投影的拍攝并非必須時(shí)X射線源常常也發(fā)射X射線輻射。由此施加比對于定位片的拍攝所需的更高劑量。
[0006]此外單個(gè)定位片的拍攝允許僅以特定投影角度的概覽，也就是在例如按照前后或側(cè)邊取向患者的情況下。以改變的投影角度的第二定位片的拍攝在具有僅一個(gè)X射線源的計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備的情況下要求附加的時(shí)間并且還導(dǎo)致對于患者的提高的劑量。然而對于在定位片之后的另外的拍攝的情況下的劑量調(diào)制來說重要的是，確定X射線通過患者沿著兩個(gè)身體軸的衰減。事實(shí)上，常常在假定橢圓形身體橫截面的情況下從僅一個(gè)定位片估計(jì)檢查區(qū)域的或者說患者的衰減特性。該過程必然是不精確的并且由此會導(dǎo)致更高施加的劑量或者說導(dǎo)致比期望的更差的圖像質(zhì)量。
[0007]此外對于提到的用于拍攝定位片的方法的投影是中央投影，因?yàn)閄射線扇形或圓錐形地傳播。投影中心在此是通過X射線源發(fā)射X射線輻射的地方。這意味著，在用于拍攝定位片的公知方法中僅以特定的投影角度拍攝中央投影。由此在中央投影中出現(xiàn)的失真不能被補(bǔ)償，從而從公知的方法產(chǎn)生的定位片也具有失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種無失真的定位片。
[0009]上述技術(shù)問題通過按照本發(fā)明的方法、通過按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、以及通過按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置來解決。
[0010]以下關(guān)于要求保護(hù)的裝置以及關(guān)于要求保護(hù)的方法來描述上述技術(shù)問題的按照本發(fā)明的解決方案。在此提到的特征、優(yōu)點(diǎn)或替換實(shí)施方式同樣也可以轉(zhuǎn)用到其他要求保護(hù)的內(nèi)容并且反之亦然。換言之(例如針對裝置的)具體的權(quán)利要求也可以利用結(jié)合方法描述的或要求保護(hù)的特征來擴(kuò)展。方法的相應(yīng)的功能性特征在此通過相應(yīng)的具體模塊來構(gòu)造。
[0011]本發(fā)明基于借助計(jì)算機(jī)斷層造影裝置對檢查區(qū)域的螺旋拍攝。本發(fā)明基于使用這樣的螺旋拍攝來用于重建檢查區(qū)域的3D圖像、并且此外通過圖像沿著投影方向的平行投影來確定檢查區(qū)域的定位片的思路。本發(fā)明允許拍攝無失真的定位片，因?yàn)橹亟ǖ?D圖像可以簡單地平行地沿著投影方向被投影。附加地，本發(fā)明特別地允許在臨床環(huán)境中實(shí)現(xiàn)定位片的特別快速的拍攝，因?yàn)闄C(jī)架的可旋轉(zhuǎn)部分為了螺旋拍攝不必停住。
[0012]此外，按照本發(fā)明可以僅利用一次拍攝來確定多個(gè)定位片，方法是，將檢查區(qū)域的重建的圖像沿著不同的投影方向平行地投影。不同的定位片提供不同的、補(bǔ)充的信息內(nèi)容。增加的信息內(nèi)容從借助螺旋拍攝的體積采樣和隨后的3D圖像重建得到。
[0013]本發(fā)明的另一方面包括，借助至少一個(gè)定位片確定對于檢查區(qū)域的另外的拍攝的拍攝參數(shù)。
[0014]相應(yīng)于本發(fā)明的另一方面，拍攝參數(shù)是用于另外的拍攝的劑量調(diào)制的X射線輻射強(qiáng)度值，其中強(qiáng)度值借助至少兩個(gè)定位片來確定。通過這樣的確定可以特別有效進(jìn)行在另外的拍攝情況下的劑量調(diào)制。
[0015]相應(yīng)于本發(fā)明的另一方面，在圖像中分割檢查區(qū)域，并且根據(jù)分割的圖像確定檢查區(qū)域的散射參數(shù)。散射參數(shù)說明，以一個(gè)特定的投影角度入射的X射線輻射由檢查區(qū)域多強(qiáng)地散射。即散射參數(shù)用于對檢測的X射線輻射的信號在各個(gè)投影中校正入射的X射線輻射的散射的分量。由此也提高由借助散射參數(shù)校正過的投影所重建的3D圖像的質(zhì)量。
[0016]如果螺旋拍攝基于比200 μ Sv更小的劑量，則施加的劑量是特別小的。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包括具有程序代碼部件的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于當(dāng)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。由此可以快速、相同重復(fù)并且穩(wěn)健地執(zhí)行方法的各個(gè)步驟。
[0018]此外，本發(fā)明可以構(gòu)造為計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，包括拍攝單元，被構(gòu)造為用于螺旋拍攝檢查區(qū)域。此外，按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置包括重建單元，被構(gòu)造為用于借助螺旋拍攝重建檢查區(qū) 域的3D圖像。按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置還包括圖像處理單元，被構(gòu)造為通過圖像沿著第一投影方向的平行投影來確定檢查區(qū)域的第一定位片。這樣的按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置允許拍攝無失真的定位片。[0019]按照本發(fā)明的另一方面，圖像處理單元還被構(gòu)造為，通過圖像沿著至少一個(gè)第二投影方向的平行投影確定檢查區(qū)域的至少一個(gè)第二定位片。不同的定位片提供不同的、補(bǔ)充的信息內(nèi)容。
[0020]按照本發(fā)明的另一方面，圖像處理單元還被構(gòu)造為，在圖像中分割所述檢查區(qū)域。
[0021]按照本發(fā)明的另一方面，計(jì)算機(jī)斷層造影裝置包括確定單元，其被構(gòu)造為，借助至少一個(gè)定位片確定對于檢查區(qū)域的另外的拍攝的拍攝參數(shù)。
[0022]按照本發(fā)明的另一方面，確定單元還被構(gòu)造為，借助分割的圖像確定散射參數(shù)。
[0023]按照本發(fā)明的另一方面，計(jì)算機(jī)斷層造影裝置具有分別兩個(gè)X射線源以及具有分別兩個(gè)X射線檢測器。由此可以實(shí)現(xiàn)特別快速的螺旋拍攝以用于確定按照本發(fā)明的定位片。
[0024]本發(fā)明按照另一方面包括按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置以及按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以被加載到其中的計(jì)算機(jī)。
[0025]在本發(fā)明的意義上，定位片理解為借助計(jì)算機(jī)斷層造影裝置拍攝的、檢查區(qū)域的二維概覽照片。定位片是檢查區(qū)域的投影。定位片允許識別檢查區(qū)域的、對于另外的、特別是診斷的拍攝來說重要的部分。
[0026]檢查區(qū)域原則上理解為患者的任何身體區(qū)域，特別是胸部、腹部或腿部。特別地，檢查區(qū)域可以包括諸如心臟、腎臟或肝臟的器官。
[0027]診斷的拍攝或 診斷的圖像的拍攝理解為借助計(jì)算機(jī)斷層造影裝置對檢查區(qū)域(或其一部分)的拍攝，其中診斷的圖像或者說由診斷的拍攝得到的圖像具有對于診斷發(fā)現(xiàn)和隨后的診斷來說足夠的質(zhì)量。照片或者說圖像的質(zhì)量特別地考慮信噪比以及產(chǎn)生的圖像的空間分辨率。通常診斷的拍攝是體積采樣，該體積采樣允許3D圖像的重建。借助計(jì)算機(jī)斷層造影的診斷的拍攝通常需要大于ImSv的劑量。診斷發(fā)現(xiàn)和診斷包括識別病變，例如出血、腫瘤、器官結(jié)構(gòu)的改變或血管中斑塊的形成。
[0028]拍攝參數(shù)是使得另外的、特別是診斷的拍攝變得容易的參數(shù)。特別地，拍攝參數(shù)可以是位置值，該位置值精確地限制了檢查區(qū)域的、要對其建立診斷的圖像的部分。此外拍攝參數(shù)可以是用于另外的拍攝的劑量調(diào)制的、X射線輻射的強(qiáng)度值。這樣的強(qiáng)度值特別地可以取決于投影角度。強(qiáng)度值具體地通過X射線源的控制，也就是例如通過X射線管的電流或電壓的控制來實(shí)現(xiàn)。強(qiáng)度值從檢查區(qū)域的衰減特性中獲得，所述衰減特性說明，檢查區(qū)域的部分在特定的方向上多強(qiáng)地衰減X射線輻射。衰減特性可以直接從定位片獲得。此外，拍攝參數(shù)可以包括對于濾波器或光闌的設(shè)置。
[0029]在本發(fā)明的意義上劑量理解為能量劑量，也就是患者每公斤體重吸收的射線的能量。這樣定義的劑量通常按照單位西韋特、簡稱Sv給出。
[0030]拍攝單元包括至少一個(gè)X射線源以及X射線檢測器。X射線源例如是X射線管。X射線檢測器例如是具有多行的行檢測器。X射線檢測器也可以構(gòu)造為平面檢測器。X射線檢測器通常地構(gòu)造為閃爍器計(jì)數(shù)器，在所述閃爍器計(jì)數(shù)器中高能的X射線光子借助閃爍器轉(zhuǎn)換為光譜中的低能的光子并且然后借助光電二極管被檢測。替換地，X射線檢測器可以構(gòu)造為直接轉(zhuǎn)換的檢測器，其將高能的X射線光子借助半導(dǎo)體材料直接通過內(nèi)部的光子激勵(lì)在使用光伏原理的條件下轉(zhuǎn)換為電信號流。
[0031]重建單元、圖像處理單元以及確定單元分別既可以以硬件也可以以軟件的形式構(gòu)造。例如單元分別構(gòu)造為所謂的FPGA (英語“Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列”的縮寫)或者分別包括算術(shù)的邏輯單元。也可以多個(gè)單元以統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式構(gòu)造。例如圖像處理單元以及確定單元可以構(gòu)造為可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。此外其上可執(zhí)行地存儲了計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或其上運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)，本身可以是各自的單元的部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]以下借助在附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)描述和解釋本發(fā)明。附圖中:
[0033]圖1示出了按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，和
[0034]圖2示出了按照本發(fā)明的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0035]圖1示出按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置。在此示出的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置具有拍攝單元17，其包括X射線源8以及X射線檢測器9。拍攝單元17在為了按照本發(fā)明地確定定位片的螺旋拍攝期間圍繞縱軸5旋轉(zhuǎn)，并且X射線源8在螺旋拍攝期間發(fā)出X射線扇形束2。X射線源8在此處示出的例子中是X射線管。X射線檢測器9在此處示出的例子中是具有多行的行檢測器。
[0036]在借助按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置拍攝圖像的情況下，特別是在拍攝定位片或診斷的圖像的情況下，患者3臥于患者臥榻6上。患者臥榻6與臥榻基座4這樣相連，使得其支撐具有患者3的患者臥榻6?；颊吲P榻6構(gòu)造為將患者3沿著拍攝方向移動通過拍攝單元17的開口 10。拍攝方向通常通過縱軸5給出，拍攝單元17在為了按照本發(fā)明地確定定位片的螺旋拍攝期間圍繞該縱軸旋轉(zhuǎn)。然而縱軸5也可以相對于沿著其在拍攝期間移動患者3的拍攝方向翻轉(zhuǎn)，例如通過將拍攝單元17構(gòu)造為可翻轉(zhuǎn)的機(jī)架I的部分。
[0037]在螺旋拍攝中將患者臥榻6連續(xù)地移動通過開口 10,而拍攝單元17圍繞患者3旋轉(zhuǎn)并且拍攝投影。由此X射線扇形束2在患者3的表面上描述一個(gè)螺旋。螺旋拍攝是用于拍攝診斷的圖像的廣泛使用的模式。因?yàn)槁菪臄z允許快速地進(jìn)行特定檢查區(qū)域或全部患者3的體積采樣。這樣的體積采樣是用于重建高分辨率3D圖像的前提條件，如通常對于診斷目的所需的那樣。
[0038]各個(gè)X射線投影以中央投影的形式被拍攝，因?yàn)閄射線扇形地從以X射線管的出射窗形式的投影中心傳播。中央投影特有的是，其不是忠于平行的，并且在該意義上其具有失真。投影的檢查區(qū)域的長度比例在中央投影的情況下會與檢查區(qū)域的真實(shí)的長度比例有偏差。
[0039]中央投影導(dǎo)致的失真在傳統(tǒng)的用于定位片的拍攝方法中不能被補(bǔ)償，在所述傳統(tǒng)的方法中僅以一個(gè)固定的投影角度拍攝檢查區(qū)域。相反，在基于螺旋拍攝的3D圖像的重建中應(yīng)用允許無失真地顯示檢查區(qū)域的算法。然而應(yīng)用這樣的算法的前提條件是，提供體積采樣。但是在對于定位片的傳統(tǒng)的拍攝方法中恰好不提供這樣的體積采樣。
[0040]由此用于確定定位片的本發(fā)明基于檢查區(qū)域的螺旋拍攝。因?yàn)榻柚菪臄z對檢查區(qū)域的體積采樣可以實(shí)現(xiàn)檢查區(qū)域的3D圖像的重建，并且由此通過重建的圖像沿著投影方向的平行投影確定檢查區(qū)域的定位片。平行投影在此在已經(jīng)重建的圖像的平面上進(jìn)行。
[0041]由此本發(fā)明允許無失真地拍攝定位片。無失真的在此意味著，產(chǎn)生的定位片是忠于平行的并且保持長度比例。
[0042]此外可以自由選擇平行投影的投影方向，例如可以期望側(cè)面的或前后的定位片。由此本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的用于拍攝定位片的方法具有提高的靈敏度。
[0043]該提高的靈敏度 也在以下示出，即可以非常簡單地將不同的投影模式用于確定定位片。例如重建的圖像的平行投影可以按照最大值的投影的形式或值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式在投影的圖像空間中進(jìn)行。投影模式可以根據(jù)問題和檢查區(qū)域來自由選擇。
[0044]在不同的投影方向下不同定位片的按照本發(fā)明的確定僅需要唯一的螺旋拍攝。因?yàn)閺奈ㄒ坏闹亟ǖ?D圖像中可以通過沿著不同的投影方向的平行投影確定多個(gè)不同的定
位片。由此檢查區(qū)域的不同定位片的按照本發(fā)明的確定相對于唯--個(gè)定位片的多個(gè)傳統(tǒng)
的拍攝來說是特別快的。
[0045]此外，本發(fā)明特別地在臨床環(huán)境中可以實(shí)現(xiàn)定位片的特別快速的拍攝，因?yàn)闄C(jī)架I的可旋轉(zhuǎn)部分為了螺旋拍攝不必停住。因?yàn)樵谄渲袡C(jī)架I的內(nèi)部部分旋轉(zhuǎn)的、為了診斷的目的的拍攝，和在其中機(jī)架I的內(nèi)部部分不旋轉(zhuǎn)的、定位片的傳統(tǒng)的拍攝之間的更換，花費(fèi)30至40秒的時(shí)間。該延遲特別地在事故之后遭受多創(chuàng)傷的患者3的情況下產(chǎn)生嚴(yán)重的后
果O
[0046]為了實(shí)現(xiàn)盡可能快的螺旋拍攝，應(yīng)當(dāng)使用盡可能高的節(jié)距。節(jié)距p=V/B通過在拍攝單元17每360°旋轉(zhuǎn)情況下患者臥榻6的進(jìn)動V以及X射線扇形束2沿著縱軸5的準(zhǔn)直的寬度B之間的比例給出。高的節(jié)距例如在具有唯一的X射線源8以及唯一的X射線檢測器9的拍攝單元17的情況下是1.5至2的節(jié)距。
[0047]按照本發(fā)明確定定位片所基于的螺旋拍攝的速度還可以通過所謂的“雙源”拍攝單元來提高?！半p源”拍攝單元在此具有兩個(gè)X射線源8和兩個(gè)X射線檢測器9，從而檢查區(qū)域在螺旋拍攝期間可以同時(shí)在不同的投影角度下被照射。通過在不同的投影角度下同時(shí)拍攝兩個(gè)投影，在具有“雙源”拍攝單元的螺旋拍攝情況下相對于具有僅唯一一個(gè)X射線源8的拍攝單元17，節(jié)距得到提高。因此利用“雙源”拍攝單元可以實(shí)現(xiàn)超過3的節(jié)距。
[0048]此外值得努力的是，在用于按照本發(fā)明確定定位片的螺旋拍攝期間施加的劑量是特別少的。因?yàn)閷闹写_定按照本發(fā)明的定位片的、重建的3D圖像的質(zhì)量的要求，特別是關(guān)于空間分辨率和信噪比不如對診斷的圖像的要求那樣高，所以在用于按照本發(fā)明確定定位片的螺旋拍攝情況下也可以施加比在拍攝診斷的圖像的情況下更低的劑量。特別是在用于按照本發(fā)明確定定位片的螺旋拍攝情況下施加的劑量可以小于lmSv，其還可以進(jìn)一步小于 200 μ Sv 或小于 100 μ Sv。
[0049]如果對于用于按照本發(fā)明確定定位片的螺旋拍攝已經(jīng)應(yīng)用了劑量調(diào)制，則施加的劑量是特別小的。劑量調(diào)制特別地可以實(shí)時(shí)進(jìn)行，也就是，通過連續(xù)地在螺旋拍攝期間確定衰減特性并且從中導(dǎo)出待施加的劑量或者說X射線的強(qiáng)度。在實(shí)時(shí)進(jìn)行螺旋拍攝的劑量調(diào)制情況下X射線的強(qiáng)度例如以180°偏移地散射。X射線的強(qiáng)度由此根據(jù)衰減特性來計(jì)算，其基于螺旋拍攝的以180°偏移地拍攝的片段。該過程基于檢查區(qū)域的一定的對稱性的假定。
[0050]本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，用于按照本發(fā)明確定定位片的螺旋拍攝也可以被用來產(chǎn)生其他視圖。通過多平面重建例如可以產(chǎn)生檢查區(qū)域的任意布置的層圖像。此外可以通過繪制提供檢查區(qū)域的3D表面視圖。由此按照本發(fā)明的方法的臨床使用相對于用于拍攝定位片的傳統(tǒng)方法來說得到提高。在個(gè)別情況下甚至這樣的另外的視圖使得診斷的拍攝是多余的。
[0051]此外，利用按照本發(fā)明確定的定位片可以確定對于檢查區(qū)域的另外的、特別是診斷的拍攝的拍攝參數(shù)。這樣的拍攝參數(shù)特別地可以是用于另外的拍攝的劑量調(diào)制的X射線強(qiáng)度值，其中強(qiáng)度值借助至少兩個(gè)定位片來確定。這樣的強(qiáng)度值的確定是重要的，以便在另外的拍攝時(shí)盡可能有效地進(jìn)行劑量調(diào)制。在劑量調(diào)制的情況下劑量或者說X射線的強(qiáng)度取決于投影角度改變。為了實(shí)現(xiàn)圖像中盡可能各向同性的圖像質(zhì)量，例如在正常體重的患者3的情況下需要的是，在肩部區(qū)域中在側(cè)面方向上比在前后方向上施加更高的劑量。 [0052]為了能夠精確確定并且然后施加為了實(shí)現(xiàn)沿著特定的投影方向的特定的圖像質(zhì)量而所需的正確的劑量或者說X射線的強(qiáng)度，必須已知沿著該特定的投影方向的檢查區(qū)域的衰減特性?？梢缘氖?，直接從按照本發(fā)明確定的定位片中導(dǎo)出沿著不同的投影方向的衰減特性。本發(fā)明也就是允許另外的、特別是診斷的拍攝的特別有效的劑量調(diào)制，因?yàn)椴辉傩枰烙?jì)衰減特性，例如在假定橢圓形的身體橫截面的條件下估計(jì)。這樣也可以取消在另外的拍攝期間的實(shí)時(shí)的劑量調(diào)制。
[0053]此外，通過在重建的圖像中分割S檢查區(qū)域可以確定檢查區(qū)域的散射參數(shù)以及對于檢查區(qū)域的另外的拍攝的拍攝參數(shù)。通過重建的3D圖像的分割S可以計(jì)算檢查區(qū)域的表面或包絡(luò)線。為了顯示分割的檢查區(qū)域可以應(yīng)用通常的繪制方法。散射參數(shù)說明，以特定的投影角度入射的X射線被檢查區(qū)域多強(qiáng)地散射。散射參數(shù)也就是用于，對單個(gè)投影中檢測的X射線的信號校正入射的X射線的散射的分量。由此也提高了從借助散射參數(shù)校正的投影中重建的3D圖像的質(zhì)量。
[0054]根據(jù)分割的檢查區(qū)域?qū)ι⑸鋮?shù)的確定迄今為止僅在高分辨的3D拍攝之后進(jìn)行，例如為了校正射線硬化。利用按照本發(fā)明的方法可以在高分辨的3D拍攝之前就確定散射參數(shù)。由此不僅加快了臨床的工作流程，因?yàn)樵诳紤]散射參數(shù)的條件下還可以改善對于另外的圖像的拍攝參數(shù)。例如當(dāng)檢查區(qū)域包含特別強(qiáng)地散射和吸收X射線的金屬植入物時(shí)可以匹配X射線管的電壓。
[0055]分割S例如通過閾值方法或通過面向區(qū)域的方法、諸如所謂的區(qū)域生長或所謂的區(qū)域分裂或借助邊沿提取進(jìn)行。
[0056]散射參數(shù)也可以無需分割S來確定，并且具體來說借助“雙源”拍攝單元。并且具體來說“雙源”拍攝單元的兩個(gè)X射線源8中的僅一個(gè)在用于按照本發(fā)明確定定位片的螺旋拍攝情況下發(fā)射X射線，而兩個(gè)X射線檢測器9檢測通過檢查區(qū)域進(jìn)入的或由檢查區(qū)域散射的X射線。第一 X射線檢測器9也就是用于拍攝各個(gè)X射線投影，而第二 X射線檢測器9用于檢測散射射線的一部分。然后從通過第二 X射線檢測器9檢測的散射射線的信號中可以導(dǎo)出散射參數(shù)。本發(fā)明此外在使用“雙源”拍攝單元的情況下是有利的，因?yàn)橛谑强梢栽跈z查區(qū)域的借助兩個(gè)X射線檢測器拍攝的另外的圖像的重建中改善地考慮散射的檢測的X射線。
[0057]為了執(zhí)行按照本發(fā)明的方法，按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置具有重建單元14，構(gòu)造為借助螺旋拍攝重建檢查區(qū)域的3D圖像。此外按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置具有圖像處理單元15，構(gòu)造為通過重建的圖像沿著不同的投影方向的平行投影確定檢查區(qū)域的多個(gè)定位片。此外按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置具有確定單元16，構(gòu)造為借助至少一個(gè)定位片確定對于檢查區(qū)域的另外的拍攝的拍攝參數(shù)。重建單元14、圖像處理單元15以及確定單元16在此處示出的例子中構(gòu)造為計(jì)算機(jī)程序，也就是軟件，其分別可執(zhí)行地存儲在計(jì)算機(jī)12上。各個(gè)投影的數(shù)據(jù)為了重建或?yàn)榱诉M(jìn)一步處理從計(jì)算機(jī)斷層造影裝置的機(jī)架I傳輸?shù)接?jì)算機(jī)12。
[0058]此外重建單元14以及圖像處理單元15構(gòu)造為實(shí)時(shí)處理拍攝的數(shù)據(jù)并且傳輸?shù)捷敵鰡卧?1。由此例如可以將在螺旋拍攝期間重建的、檢查區(qū)域的截面圖直接在輸出單元11上顯示。
[0059]計(jì)算機(jī)12與輸出單元11以及輸入單元7相連。輸出單元11例如是一個(gè)(或多個(gè))IXD、等離子體或OLED顯示器。輸出單元11上的輸出例如包括用于手動輸入患者數(shù)據(jù)以及用于控制計(jì)算機(jī)斷層造影裝置的各個(gè)單元和用于選擇拍攝參數(shù)的圖形用戶界面。此外可以在輸出單元7上顯示拍攝的數(shù)據(jù)的不同視圖，也就是定位片、繪制的表面、或截面圖。輸入單元7例如是鍵盤、鼠標(biāo)、所謂的觸摸屏或用于語音輸入的麥克風(fēng)。
[0060]按照本發(fā)明的方法也可以借助計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)施。為此計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品具有程序代碼部件，用于當(dāng)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)12上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行該方法。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以例如構(gòu)造為加載到處理器和/或可編程計(jì)算機(jī)12的工作存儲器中。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還可以構(gòu)造為可執(zhí)行文件的形式，其例如存儲在計(jì)算機(jī)12或服務(wù)器上。此外計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì) 13上，例如CD、移動硬盤或USB棒。計(jì)算機(jī)12在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的不同實(shí)施方式中分別必須具有諸如相應(yīng)的工作存儲器、相應(yīng)的圖形卡或相應(yīng)的邏輯單元的前提條件，從而可以有效地執(zhí)行各自的方法步驟。
[0061]圖2示出按照本發(fā)明的方法的流程圖。此處示出的并且已經(jīng)在圖1中詳細(xì)描述的、基于借助計(jì)算機(jī)斷層造影裝置對檢查區(qū)域進(jìn)行的螺旋拍攝的按照本發(fā)明的方法的步驟是:
[0062]-借助螺旋拍攝對檢查區(qū)域的3D圖像進(jìn)行重建R，
[0063]-通過圖像沿著第一投影方向的平行投影對檢查區(qū)域的第一定位片進(jìn)行第一確定El,
[0064]-通過圖像沿著至少一個(gè)第二投影方向的平行投影對檢查區(qū)域的至少一個(gè)第二定位片進(jìn)行第二確定E2，
[0065]-借助至少一個(gè)定位片對用于檢查區(qū)域的另外的拍攝的拍攝參數(shù)進(jìn)行第一確定BI，
[0066]-在圖像中對檢查區(qū)域進(jìn)行分割S，
[0067]-借助分割的圖像對散射參數(shù)進(jìn)行第二確定B2。
[0068]此外，借助計(jì)算機(jī)斷層造影裝置對檢查區(qū)域的螺旋拍攝本身可以構(gòu)造為發(fā)明性方法的步驟。這一點(diǎn)特別地對于具有高于1.5 (在具有一個(gè)X射線源8的拍攝單元17的情況下)的或高于3 (在具有兩個(gè)X射線源8的拍攝單元17的情況下)的特別高的節(jié)距的螺旋拍攝以及對于具有少于200 μ Sv或少于100 μ Sv的特別低的劑量的螺旋拍攝成立。
【權(quán)利要求】
1.一種基于借助計(jì)算機(jī)斷層造影裝置對檢查區(qū)域進(jìn)行的螺旋拍攝來確定定位片的方法，包括以下步驟: -借助螺旋拍攝對檢查區(qū)域的空間三維圖像進(jìn)行重建(R)， -通過圖像沿著第一投影方向的平行投影對檢查區(qū)域的第一定位片進(jìn)行第一確定(El)0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: -通過圖像沿著至少一個(gè)第二投影方向的平行投影對檢查區(qū)域的至少一個(gè)第二定位片進(jìn)行第二確定(E2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括: -借助至少一個(gè)定位片對用于檢查區(qū)域的另外的拍攝的拍攝參數(shù)進(jìn)行第一確定(BI)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的方法，其中，所述拍攝參數(shù)是用于所述另外的拍攝的劑量調(diào)制的X射線輻射的強(qiáng)度值，并且其中，所述強(qiáng)度值借助至少兩個(gè)定位片來確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，還包括:， -在圖像中對檢查區(qū)域進(jìn)行分割(S)， -借助分割的圖像對散射參數(shù)進(jìn)行第二確定(B2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其基于具有小于200μ Sv的劑量的螺旋拍攝。
7.一種具有程序代碼部件的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)(12)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法。
8.一種用于確定定位片的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，包括: -拍攝單元(17)，其包括X射線源(8)以及X射線檢測器(9)，被構(gòu)造為用于對檢查區(qū)域的螺旋拍攝， -重建單元(14)，被構(gòu)造為用于借助螺旋拍攝重建檢查區(qū)域的空間三維圖像， -圖像處理單元(15)，被構(gòu)造為通過圖像沿著第一投影方向的平行投影確定檢查區(qū)域的第一定位片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，其中，所述圖像處理單元(15)還被構(gòu)造為，通過圖像沿著至少一個(gè)第二投影方向的平行投影確定檢查區(qū)域的至少一個(gè)第二定位片。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，其中，所述圖像處理單元(15)還被構(gòu)造為，在圖像中分割所述檢查區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，還包括: -確定單元(16)，其被構(gòu)造為，借助至少一個(gè)定位片確定用于檢查區(qū)域的另外的拍攝的拍攝參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或根據(jù)權(quán)利要求10和11所述的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，還包括: -確定單元(16)，被構(gòu)造為借助分割的圖像確定散射參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，其中，所述計(jì)算機(jī)斷層造影裝置具有分別兩個(gè)X射線源(8)以及兩個(gè)X射線檢測器(9)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，包括按照權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品能夠 被加載到其中的計(jì)算機(jī)(12)。
【文檔編號】A61B19/00GK103919608SQ201310750010
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】B.施米特, M.賽德爾梅爾 申請人:西門子公司