本公開的實施例涉及用于確定呼吸相位的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

使用高能量X射線照射、電子、質(zhì)子或重離子的放射療法被常規(guī)地使用以治療腫瘤。利用這種類型的放射療法，病人體內(nèi)的目標(biāo)體積被照射，其中腫瘤至少部分地位于該目標(biāo)體積內(nèi)。目標(biāo)體積應(yīng)當(dāng)被盡可能精確地限定，使得主要在目標(biāo)體積內(nèi)實現(xiàn)期望的放射治療效果。常規(guī)地，在放射療法之前記錄病人的時間分辨的層析成像的規(guī)劃數(shù)據(jù)，從而為放射療法做好規(guī)劃并用于限定目標(biāo)體積。層析成像的原始數(shù)據(jù)一般利用計算機(jī)斷層攝影術(shù)來記錄，其中規(guī)劃數(shù)據(jù)由原始數(shù)據(jù)重建。規(guī)劃數(shù)據(jù)包括多個具有限定的時間分辨率的規(guī)劃圖像。能夠由該規(guī)劃數(shù)據(jù)得到病人的解剖結(jié)構(gòu)和腫瘤的位置如何由于病人的呼吸而變化。腫瘤的位置隨病人的呼吸循環(huán)而變化，并且具有不同的呼吸相位。由于一般來說放射療法連續(xù)地進(jìn)行，所以重要的是在規(guī)劃放射療法和限定目標(biāo)體積時考慮由于病人的呼吸而導(dǎo)致的解剖結(jié)構(gòu)的變化。

為了使解剖結(jié)構(gòu)的變化與病人的呼吸循環(huán)的進(jìn)程相關(guān)聯(lián)并且隨之與病人的不同呼吸階段相關(guān)聯(lián)，在層析成像的掃描期間借助于呼吸替代裝置(surrogate)來記錄病人的呼吸。呼吸替代裝置是構(gòu)造成記錄病人的呼吸循環(huán)的掃描系統(tǒng)。呼吸替代裝置不基于病人的圖像來記錄病人的呼吸循環(huán)。相反，其通過測量系統(tǒng)的實體部分與病人和/或與由病人由于病人的呼吸而導(dǎo)致的移動的直接物理互動來測量呼吸循環(huán)。例如，呼吸替代裝置能夠由胸部繃帶或由附接至病人的胸部的換能器來實施。呼吸替代裝置也能夠由用于測量病人的呼吸溫度的裝置來實施。將呼吸替代裝置附接至病人構(gòu)成了附加的步驟并且可能容易遭受故障。呼吸替代裝置還構(gòu)成了附加的成本因素。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本因此，本發(fā)明的目的是可靠地、精確地并且低成本地確定病人的呼吸相位。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求所述的方法和系統(tǒng)而實現(xiàn)。

下面將關(guān)于要求保護(hù)的裝置和要求保護(hù)的方法描述本發(fā)明對該目的的解決方案。與此相關(guān)地提到的特征、優(yōu)點(diǎn)或替代性實施方式被類似地應(yīng)用于其他要求保護(hù)的主題，并且反之亦然。換言之，產(chǎn)品權(quán)利要求(例如，其涉及裝置)也能夠具有關(guān)于方法所描述或聲明的特征。方法的相應(yīng)功能特征由適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品模塊形成。

所提出的用于確定呼吸相位的方法基于根據(jù)對病人的檢查區(qū)域的螺旋掃描所接收的層析成像的原始數(shù)據(jù)，其中檢查區(qū)域包括病人的軀干和/或腹部的至少一部分。然后基于層析成像的原始數(shù)據(jù)重建圖像對，其中一個切片圖像對包括處于沿著預(yù)定軸線在相同位置的、具有第一間隔的兩個切片圖像。所述位置指的是檢查區(qū)域的位置。這種類型的重建使得分別能夠確定切片圖像對的兩個切片圖像的檢查區(qū)域的基準(zhǔn)位置之間的差異并且基于所述差異確定至少一個呼吸相位。所述差異各自對應(yīng)于檢查區(qū)域的解剖結(jié)構(gòu)的變化，其中該變化發(fā)生在第一間隔期間。具體的差異表征了具體的呼吸相位。因此，具體的差異能夠與具體的呼吸相位相關(guān)聯(lián)。病人的不同呼吸相位因此能夠被可靠地、精確地且低成本地確定。特別地，能夠在沒有呼吸替代裝置的情況下確定呼吸相位。呼吸循環(huán)和大量的呼吸相位能夠利用所提出的方法來確定。本發(fā)明還允許基于螺旋掃描確定不同的呼吸相位，其中螺旋掃描與漸進(jìn)式掃描相比特別迅速。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，相鄰的切片圖像對具有第二間隔，其中相鄰的切片圖像對的沿著預(yù)定軸線的位置具有對應(yīng)于第二間隔的空間距離。呼吸循環(huán)的空間掃描以及與其相關(guān)的呼吸相位的確定精度能夠被第二間隔的選擇所影響。另外，不同的切片圖像對具有沿著預(yù)定軸線的不同位置。本發(fā)明因此使得能夠在呼吸相位與時間之間以及在呼吸相位與位置之間建立相關(guān)性。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，第二間隔比第一間隔短。因此，與基準(zhǔn)位置的差異相比，呼吸循環(huán)以更高的頻率被掃描。呼吸循環(huán)和基準(zhǔn)相位因此能夠被精確地、可靠地且快速地確定。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，預(yù)定軸線由對記錄層析成像的原始數(shù)據(jù)關(guān)鍵的CT裝置的系統(tǒng)軸線給定。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，預(yù)定軸線由病人的縱向軸線給定。另外，CT裝置的關(guān)鍵系統(tǒng)軸線和病人的縱向軸線能夠相互平行或彼此重合。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，基準(zhǔn)位置確定切片圖像中的胸壁和/或腹壁的空間位置。基準(zhǔn)位置因此指示檢查區(qū)域的哪個解剖區(qū)域應(yīng)當(dāng)被用于確定所述差異。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所述差異通過對切片圖像中的檢查區(qū)域進(jìn)行分段來確定。檢查區(qū)域的應(yīng)當(dāng)用于確定所述差異的區(qū)段能夠通過這種分段來選擇。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所述差異基于切片圖像中的大量的點(diǎn)來確定，其中所述點(diǎn)對應(yīng)于檢查區(qū)域的基準(zhǔn)位置。特別地，所述點(diǎn)可以是各個像素或像素的連接組。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，切片圖像內(nèi)的基準(zhǔn)尺寸通過確定該切片圖像內(nèi)所述點(diǎn)的均值來確定。本發(fā)明的該方面利用特別低的計算能力就能夠?qū)崿F(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所述差異基于相互對應(yīng)的點(diǎn)來確定，其中如果所述點(diǎn)標(biāo)識出檢查區(qū)域的相同解剖區(qū)域，則這些點(diǎn)相互對應(yīng)。有利地，相互對應(yīng)的點(diǎn)的位置彼此相減。本發(fā)明的該方面允許特別精確地確定所述差異以及隨之確定呼吸相位。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所述差異被繪制成圖并且針對時間和/或沿著預(yù)定軸線的位置輸出。由此，建立所述差異以及病人的解剖結(jié)構(gòu)的變化與時間或/或沿著預(yù)定軸線的位置的直接相關(guān)性。由于解剖結(jié)構(gòu)的變化對應(yīng)于呼吸相位，所以在呼吸相位與時間或/或沿著預(yù)定軸線的位置之間建立了相關(guān)性。

根據(jù)另一個方面，層析成像的原始數(shù)據(jù)與至少一個呼吸相位相關(guān)聯(lián)，其中基于層析成像的原始數(shù)據(jù)對于每個呼吸相位重建至少一個規(guī)劃圖像。本發(fā)明因此還能夠用于改進(jìn)的放射療法規(guī)劃。放射療法規(guī)劃之所以得到改進(jìn)是因為在層析成像的原始數(shù)據(jù)與呼吸相位之間存在特別精確和可靠的相關(guān)性。已經(jīng)創(chuàng)造性地基于層析成像的原始數(shù)據(jù)確定了呼吸相位。

另外，所有的上述步驟都能夠自動地執(zhí)行。在本申請的上下文內(nèi)，“自動”意指各個步驟由于要求保護(hù)的系統(tǒng)而獨(dú)立地進(jìn)行，并且各個步驟基本上不需要與操作人員的互動。操作人員最多需要確認(rèn)計算結(jié)果或執(zhí)行中間步驟。例如，操作人員能夠為分段設(shè)定種子點(diǎn)。在具有“全自動”執(zhí)行步驟的本發(fā)明的另一種變型中，完全不需要與操作人員的互動以執(zhí)行這些步驟。特別地，要求保護(hù)的方法的所有步驟都能夠“全自動”地執(zhí)行。本發(fā)明的方法可以是不管各個步驟是“自動”地還是“全自動”地執(zhí)行都還需要操作人員的互動的工作流程的一個組成部分。與操作人員的互動能夠由操作人員例如根據(jù)通過屏幕提供的菜單手動地選擇記錄協(xié)議和/或臨床問題來構(gòu)成。

本發(fā)明還涉及一種用于確定呼吸相位的系統(tǒng)，其包括用于接收層析成像的原始數(shù)據(jù)的接口和處理器。該系統(tǒng)設(shè)計成執(zhí)行上述方法及其各個方面，因為所述接口和處理器設(shè)計成執(zhí)行相應(yīng)的方法步驟。特別地，處理器能夠編程為執(zhí)行所描述的方法的其步驟。根據(jù)另一個方面，與重建相關(guān)的步驟能夠由與處理器分開的重建單元來執(zhí)行。與確定相關(guān)的步驟然后也能夠由處理器來執(zhí)行。另外，為了確定呼吸相位，系統(tǒng)還可以包括構(gòu)造成記錄層析成像的原始數(shù)據(jù)的CT裝置。

本發(fā)明還涉及一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，其具有計算機(jī)程序和計算機(jī)可讀介質(zhì)。主要基于軟件的執(zhí)行方案具有下述優(yōu)點(diǎn)：即使以前使用的系統(tǒng)或計算機(jī)也能夠通過軟件升級而容易地更新，從而創(chuàng)新性地工作。除了計算機(jī)程序之外，這種類型的計算機(jī)程序產(chǎn)品還可以可選地包括附加的組成部分例如文檔和/或附加的部件和硬件組成部分，例如硬件秘鑰(保護(hù)器等)，以便使用軟件。

附圖說明

將參照附圖所示的示例性實施方式更詳細(xì)地在下文中描述和說明本發(fā)明，在附圖中：

圖1示出了用于確定呼吸相位的方法的流程圖；

圖2示出了檢查區(qū)域的兩個縱向區(qū)段；

圖3示出了檢查區(qū)域的切片圖像對；

圖4示出了具有多個呼吸相位的差異呼吸曲線；

圖5示出了用于確定呼吸相位的系統(tǒng)；以及

圖6示出了用于利用CT裝置確定呼吸相位的系統(tǒng)。

具體實施方式

圖1示出了用于確定呼吸相位的方法的流程圖。這里示出的實施方式包括基于病人3的檢查區(qū)域17的螺旋掃描利用CT裝置1記錄IMG層析成像的原始數(shù)據(jù)。層析成像的原始數(shù)據(jù)被四維地構(gòu)建，其到目前為止具有三個空間維度和一個時間維度。層析成像的原始數(shù)據(jù)基于大量X射線投射，其中各個X射線投射是二維的。由于X射線投射以不同的投射角在不同的時刻被記錄，所以它們形成四維數(shù)據(jù)記錄。然而，檢查區(qū)域17的相應(yīng)高掃描允許以在不同時刻的切片圖像的形式重建檢查區(qū)域17的相同區(qū)段。切片圖像能夠顯示為二維圖像。由于切片圖像具有有限的切片厚度，所以它們也是三維的。層析成像的原始數(shù)據(jù)還可以在存儲或傳輸之前被預(yù)處理，例如層析成像的原始數(shù)據(jù)可以先被過濾。層析成像的原始數(shù)據(jù)因此也被稱為4D CT數(shù)據(jù)記錄。

由于因病人3的呼吸導(dǎo)致的解剖結(jié)構(gòu)的變化是周期性的，所以檢查區(qū)域17的規(guī)劃圖像也能夠被重建，其中對于給定的規(guī)劃圖像，相關(guān)聯(lián)的呼吸相位必須是已知的。因此，規(guī)劃圖像能夠以重建的方式使用，首先各個呼吸相位被確定并與層析成像的原始數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。下面所描述的方法允許容易地且可靠地確定呼吸相位，因此還改進(jìn)了放射醫(yī)療規(guī)劃。

由于層析成像的原始數(shù)據(jù)具有允許檢查區(qū)域17的相同區(qū)段在不同時刻被重建的時間分辨率，所以螺旋掃描必須低節(jié)距(pitch)地進(jìn)行。在螺旋模式下，節(jié)距被定義為X射線源8的每旋轉(zhuǎn)下檢查臺6的進(jìn)給率與光束準(zhǔn)直之比。光束準(zhǔn)直由X射線2沿著系統(tǒng)軸線5的范圍(extent)來給定。如果X射線檢測器9完全被X射線2照亮，則光束準(zhǔn)直由X射線檢測器9的沿著系統(tǒng)軸線5的檢測范圍的范圍給定。在本發(fā)明的不同實施方式中，節(jié)距可以是最多為0.5或者最多為0.25或者最多為0.1。層析成像的原始數(shù)據(jù)優(yōu)選地以最多為0.1的特別低的節(jié)距被記錄，因為這樣的話時間分辨率特別高。記錄單元22的旋轉(zhuǎn)時間在0.09的節(jié)距下為0.5秒。

然后進(jìn)行層析成像的原始數(shù)據(jù)(具體是通過接口16)的接收(REC)。另外，切片圖像對的重建(PIC)基于層析成像的原始數(shù)據(jù)發(fā)生，其中切片圖像對均包括處于沿著預(yù)定軸線相同位置的、具有第一間隔dt_1的兩個切片圖像。第一間隔dt_1必須足夠大，以使由于病人3的呼吸移動而發(fā)生解剖結(jié)構(gòu)的清晰變化。例如，第一間隔dt_1可以等于記錄單元22的旋轉(zhuǎn)時間，并且最多為2秒，最多為1秒或者最多為0.5秒。另外，如果第一間隔dt_1對于所有的切片圖像對是相同的，則是有利的。

切片圖像能夠利用常規(guī)的重建算法，例如利用Feldkamp算法或者通過迭代重建而重建。切片圖像對的切片圖像優(yōu)選地具有相同的切片厚度。如果所有切片圖像對的切片圖像都具有相同的切片厚度，則是特別有利的。例如，切片厚度可以是最多5毫米、最多2.5毫米或最多1毫米。較低的切片厚度增加了能夠確定呼吸相位的空間分辨率。

切片圖像優(yōu)選地重建為使得切片圖像的平面垂直于預(yù)定軸線地定向。在這里更詳細(xì)描述的示例中，預(yù)定軸線由對于記錄層析成像的原始數(shù)據(jù)關(guān)鍵的CT裝置1的系統(tǒng)軸線5給定。另外，預(yù)定軸線由病人3的縱向軸線給定。

切片圖像的重建優(yōu)選地發(fā)生為完全重建。切片圖像然后各自基于源自于至少180°+α的X射線源8的角度區(qū)間內(nèi)的層析成像的原始數(shù)據(jù)，其中α是X射線2在X射線源8的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的開度角。X射線2的設(shè)計可以是扇形、錐形或金字塔形。角度區(qū)間包括大量投射角。特別地，切片圖像各自可以基于源自于嚴(yán)格為180°+α的X射線源8的角度區(qū)間內(nèi)的層析成像的原始數(shù)據(jù)。在這種情況下，完全重建以最優(yōu)高時間分辨率發(fā)生，因此能夠盡可能精確地確定由于病人3的呼吸而導(dǎo)致的解剖結(jié)構(gòu)的變化。

利用螺旋掃描，X射線源8的沿著預(yù)定軸線的位置在重建體積內(nèi)是時間t的恒定差異函數(shù)。對于基于順序記錄的層析成像的原始數(shù)據(jù)，相比之下，X射線源8的相應(yīng)位置不是恒定差異的。因此，沿著預(yù)定軸線的時間相關(guān)位置在下文中也稱為z位置s_z(t)，其中時間t是變量。然而，由于高等級的掃描，多個時刻也能夠與z位置s_z(t)相關(guān)聯(lián)。因此，相同但不同時刻第一z位置s_z1與切片圖像對的兩個切片圖像相關(guān)聯(lián)。這種相關(guān)性也在圖2中示出，其示出了檢查區(qū)域17的兩個縱向區(qū)段。這些縱向區(qū)段基于層析成像的原始數(shù)據(jù)。圖2中在第一z位置s_z1處突出顯示的兩個區(qū)域?qū)?yīng)于圖3所示的兩個切片圖像。圖3所示的第一切片圖像對的兩個切片圖像也稱為第一切片圖像18和第二切片圖像19。

相鄰的切片圖像對優(yōu)選地具有第二間隔dt_2，其中相鄰的切片圖像對的z位置s_z(t)具有對應(yīng)于第二間隔dt_2的空間距離。如果所有的第二間隔dt_2都相同，則是特別有利的。如果第二切片圖像對的z位置s_z(t)與其他切片圖像對相比距第一切片圖像對的距離最小，則第一切片圖像對與第二切片圖像對相鄰。所述節(jié)距給定了在時刻與能夠與切片圖像相關(guān)聯(lián)的z位置s_z(t)之間的直接相關(guān)性。結(jié)果，與其他切片圖像對相比，相鄰的第二切片圖像對還具有關(guān)于第一切片圖像對的最小第二間隔dt_2。

第二間隔dt_2可以指的是相鄰的切片圖像對的第一切片圖像的間隔或者指的是相鄰的切片圖像對的第二切片圖像的間隔或者指的是這些間隔的平均值。例如，第一切片圖像對的第一切片圖像18具有第一z位置s_z1＝s_z(t1)和第一時刻t1。第一切片圖像對的第二切片圖像19然后也具有第一z位置s_z1＝s_z(t2)＝s_z(t1+dt_1)和第二時刻t2＝t1+dt_1。相鄰的第二切片圖像對的第一切片圖像具有第二z位置s_z2＝s_z(t3)＝s_z(t1+dt_2)和第三時刻t3＝t1+dt_2，并且相鄰的第二切片圖像對的第二切片圖像具有第二位置s_z2＝s_z(t4)＝s_z(t2+dt_2)和第四時刻t4＝t2+dt_2。

通常，dt_1和dt_2不相等。第二間隔dt_2優(yōu)選地比第一間隔dt_1短，因為足夠長的第一間隔dt_1導(dǎo)致切片圖像對的兩個切片圖像之間在解剖結(jié)構(gòu)方面的變化變得可見。另外，足夠短的間隔dt_2意味著能夠確定盡可能多的差異dH。因此，能夠特別精確地確定病人3的呼吸循環(huán)和各個呼吸相位。另外，呼吸循環(huán)和呼吸相位的精確確定意味著能夠特別精確地發(fā)生層析成像的原始數(shù)據(jù)與呼吸相位之間的相關(guān)性。結(jié)果，能夠重建特別精確和可靠的規(guī)劃圖像。例如，第二間隔dt_2最多為第一間隔dt_1的0.5或者最多為0.25或者最多為0.1。

然后在切片圖像對的兩個切片圖像中分別進(jìn)行檢查區(qū)域17的基準(zhǔn)位置20、21之間的差異dH的第一確定DET-1，并且基于差異dH進(jìn)行呼吸相位的第二確定DET-2。圖3還示出了借助于切片圖像對的基準(zhǔn)位置之間的差異dH的第一確定DET-1。圖4示出了借助于具有多個呼吸循環(huán)的差異呼吸曲線25的第二確定DET-2。

檢查區(qū)域17的基準(zhǔn)位置優(yōu)選地指的是切片圖像中的胸壁和/或腹壁的空間位置。第一基準(zhǔn)位置20在第一切片圖像對的第一切片圖像18中確定，并且第二基準(zhǔn)位置21在第一切片圖像對的第二切片圖像19中確定。特別地，能夠?qū)⒒鶞?zhǔn)位置的差異dH確定為沿著預(yù)定軸線從位置的差異dH。在圖3所示的示例中，在沿著切片圖像的縱軸的基準(zhǔn)位置中確定差異dH。另外，能夠通過對切片圖像中的檢查區(qū)域17進(jìn)行分段來確定差異dH。例如，使用以區(qū)域為導(dǎo)向的分段算法或基于邊緣的分段算法來進(jìn)行分段。

在圖3所示的示例中，在切片圖像中在軀干的長度L上對差異dH進(jìn)行均化。差異dH能夠基于切片圖像中的大量的點(diǎn)來確定，其中所述點(diǎn)對應(yīng)于檢查區(qū)域17的基準(zhǔn)位置。特別地，這些點(diǎn)能夠標(biāo)記檢查區(qū)域17的區(qū)段的輪廓。在不同的實施方式中，這些點(diǎn)能夠通過用戶交互自動地或半自動地確定，或者甚至手動地確定。點(diǎn)可以形成為各個像素或形成為像素的連接組。另外，能夠通過確定切片圖像內(nèi)的點(diǎn)的均值而在該切片圖像內(nèi)確定基準(zhǔn)尺寸。均值指的是點(diǎn)的位置、特別是沿著預(yù)定軸線的位置的均值。在圖3所示的示例中，點(diǎn)的均值能夠沿著切片圖像的縱軸確定。在均化期間減少圖像值的信息內(nèi)容。均化例如涉及算術(shù)平均數(shù)、幾何平均數(shù)、調(diào)和平均數(shù)、平方平均數(shù)或者甚至中位數(shù)的計算。

差異dH也能夠通過首先對各個切片圖像的點(diǎn)進(jìn)行均化并且然后將均值彼此相關(guān)(具體是從一個減去另一個)來確定。另外，還能夠確定切片圖像對的切片圖像中的相互對應(yīng)的點(diǎn)，其中如果所述點(diǎn)標(biāo)識出檢查區(qū)域17的相同的解剖區(qū)域，那么這些點(diǎn)相互對應(yīng)。特別地，解剖區(qū)域可以是病人3的胸壁或腹壁的具體區(qū)段。相互對應(yīng)的點(diǎn)的位置然后能夠彼此相關(guān)，具體是從一個減去另一個。

如圖4所示，差異dH能夠繪制成圖并且對時間t輸出。差異dH以厘米為單位對以秒為單位的時間t繪圖。輸出SHW一般通過輸出單元、例如通過屏幕11發(fā)生。第一基準(zhǔn)位置20與第二基準(zhǔn)位置21之間的差異dH能夠與第一時刻t1或第二時刻t2或者t1和t2的均值相關(guān)聯(lián)。重要的是，這種相關(guān)聯(lián)對于所有的差異dH以相同的方式發(fā)生，因此在差異dH與時間t之間存在物理上權(quán)宜的相關(guān)性。由于在差異dH與z位置s_z(t)之間也存在直接相關(guān)性，所以差異dH也能夠?qū)位置s_z(t)繪圖。差異dH的這種相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生了差異呼吸曲線25。由于該差異呼吸曲線25看上去平滑和/或能夠被差異化，所以差異dH能夠彼此關(guān)聯(lián)。特別地，能夠確定所繪制的差異dH的正進(jìn)行的方式，或者能夠使函數(shù)適于所繪制的差異dH。特別地，多項式函數(shù)適于所繪制的差異dH。

為了圖示在具體的z位置s_z(t)下對層析成像的原始數(shù)據(jù)所確定的呼吸相位之間的相關(guān)性，在圖4中，差異呼吸曲線25與檢查區(qū)域17的縱向區(qū)段相覆蓋。差異呼吸曲線25能夠被認(rèn)作是病人3的初始呼吸曲線的衍生物，其中本示例性實施方式中的初始呼吸曲線由病人3的軀干的高度給定。這樣的結(jié)果是差異呼吸曲線25從正值到負(fù)值的變化意味著初始呼吸曲線的梯度從正值變化至負(fù)值，因此最大吸氣的呼吸相位處于該z位置s_z(t)。差異呼吸曲線25中的下降沿的通過零的時刻因此對應(yīng)于最大吸氣的時刻。這些時刻通過圖4中的填充圓來突出顯示。另外，差異呼吸曲線25中的上升沿的通過零的時刻對應(yīng)于最小吸氣的時刻。

優(yōu)選地，至少吸氣26和呼氣27的呼吸相位被確定。圖4例如確定了對于呼吸循環(huán)，吸氣26的呼吸相位和呼氣27的呼吸相位。將各個呼吸循環(huán)分成進(jìn)一步的呼吸相位是有利的。例如，每個呼吸循環(huán)能夠在差異呼吸曲線25內(nèi)被分成N＝5、10、15或20個呼吸循環(huán)。具體地，這種分隔能夠基于最大吸氣和/或最小吸氣的時刻進(jìn)行。特別地，呼吸循環(huán)能夠分隔成使得相鄰的呼吸相位各自具有彼此相同的間隔。

另外，層析成像的原始數(shù)據(jù)能夠與呼吸相位相關(guān)聯(lián)，其中至少一個規(guī)劃圖像基于對于每個呼吸相位的層析成像的原始數(shù)據(jù)而重建。特別地，這種相關(guān)聯(lián)能夠通過基于相位的方法以及通過基于幅值的方法來進(jìn)行。利用基于相位的方法，層析成像的原始數(shù)據(jù)被選擇用于重建，使得病人3的呼吸循環(huán)被等間隔地掃描。然后，呼吸相位被確定為使得它們隨時間是等距的。因此，規(guī)劃數(shù)據(jù)被重建為使得相鄰的規(guī)劃圖像各自具有相同的彼此間隔。利用基于幅值的方法，層析成像的原始數(shù)據(jù)被選擇用于重建，使得病人3的呼吸循環(huán)的幅值被等距地掃描。相鄰的規(guī)劃圖像然后具有不同的彼此間隔。

圖5示出了用于確定呼吸相位的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括接口16，接口16用于基于病人3的檢查區(qū)域17的螺旋掃描接收層析成像的原始數(shù)據(jù)，其中檢查區(qū)域17包括病人3的軀干和/或腹部的至少一部分。另外，該系統(tǒng)包括處理器15，其中處理器15構(gòu)造成至少執(zhí)行以下步驟：

–基于層析成像的原始數(shù)據(jù)重建PIC切片圖像對，其中切片圖像對包括位于沿著預(yù)定軸線在相同位置的、具有第一間隔dt_1的兩個切片圖像；

–分別在切片圖像對的兩個切片圖像中進(jìn)行檢查區(qū)域17的基準(zhǔn)位置之間的差異dH的第一確定DET-1，并且基于差異dH進(jìn)行至少一個呼吸相位的第二確定DET-2。

另外，用于確定呼吸相位的系統(tǒng)可以具有具體構(gòu)造成執(zhí)行重建PIC的步驟的重建單元14。因此，處理器15可以不執(zhí)行重建PIC的步驟。該系統(tǒng)還可以具有多個處理器15，處理器15構(gòu)造成執(zhí)行所提出的方法的步驟，特別是確定步驟。在本發(fā)明的另外的實施方式中，處理器15還能夠構(gòu)造成執(zhí)行上述其他方法步驟。另外，層析成像的原始數(shù)據(jù)能夠存儲在服務(wù)器23上，因此層析成像的原始數(shù)據(jù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)24傳輸至設(shè)計成用于確定呼吸相位的客戶端的系統(tǒng)。在這里示出的示例中，客戶端由計算機(jī)12來實施。計算機(jī)程序存儲在該客戶端上，該計算機(jī)程序具有用于執(zhí)行確定呼吸相位的方法的程序段。在本發(fā)明的另一個實施方式中，用于確定呼吸相位的系統(tǒng)包括客戶端和服務(wù)器23。

圖6示出了利用CT裝置1進(jìn)行規(guī)劃圖像的重建的系統(tǒng)。這里示出的CT裝置1具有記錄單元22，記錄單元22包括X射線管形式的X射線源8和具有多個線的線檢測器形式的X射線檢測器9。記錄單元22在層析成像的原始數(shù)據(jù)的記錄期間繞系統(tǒng)軸線5旋轉(zhuǎn)，并且X射線源8在記錄期間發(fā)射X射線2。在這里示出的示例中，病人3在層析成像的原始數(shù)據(jù)的記錄期間躺在檢查臺6上。檢查臺6連接至臺基座4，使得基座支撐有病人3的檢查臺6。檢查臺6設(shè)計成使病人3沿記錄方向移動經(jīng)過記錄單元22中的開口10。通常，記錄裝置由系統(tǒng)軸線5給定，記錄單元22在層析成像的原始數(shù)據(jù)的記錄期間繞系統(tǒng)軸線5旋轉(zhuǎn)。利用螺旋掃描，檢查臺6在記錄單元22繞病人3旋轉(zhuǎn)并且記錄層析成像的原始數(shù)據(jù)的同時連續(xù)地移動經(jīng)過開口10。X射線2因此描繪出病人3的表面上的螺旋線。

在這里示出的示例中，接口16設(shè)計成計算機(jī)12的一部分。接口16是通常已知的硬件或軟件接口，例如硬件接口PCI總線、USB或法爾接口。計算機(jī)12連接至屏幕11形式的輸出單元并且連接至輸入單元7。屏幕11設(shè)計成顯示不同的信息項，特別是切片圖像。輸入單元7能夠用來啟動具有程序段的計算機(jī)程序，所述程序段用于確定呼吸相位或者選擇用于執(zhí)行確定呼吸相位的方法的參數(shù)。輸入單元7例如是鍵盤、鼠標(biāo)、所知的觸屏或用于語音輸入的麥克風(fēng)。

另外，這里示出的系統(tǒng)的計算機(jī)12包括重建單元14。該系統(tǒng)還具有處理器15。處理器15能夠與計算機(jī)可讀介質(zhì)13協(xié)作，特別是為了通過具有程序代碼的計算機(jī)程序來執(zhí)行用于確定呼吸相位的方法。另外，計算機(jī)程序能夠可獲得地存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)13上。特別地，計算機(jī)可讀介質(zhì)13可以是CD、DVD、藍(lán)光盤、記憶棒或硬盤。重建單元14可以具有硬件形式的組成部分和/或軟件形式的組成部分。例如，重建單元14可以設(shè)計成所知的FPGA(“現(xiàn)場可編程門陣列”的首字縮寫)或者包括算術(shù)邏輯單元。處理器15能夠設(shè)計成微處理器并且具有多個芯。特別地，處理器15能夠被編程為執(zhí)行具體的步驟。處理器15然后構(gòu)造成執(zhí)行以軟件形式實施的具體命令。