用于在心脏成像时进行运动校正的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在心脏成像时进行运动校正的方法以及装置，其中，利用成像装置在包括多个心脏周期的时间段内记录心脏的至少一个区域的多个图像，并随后为产生组合图像数据组将它们相互关联。在该方法中，拍摄期间利用一个附加的测量装置采集测量数据，从中可以计算出在心脏周期之间心脏空间状况的变化，以及从这些测量数据中计算出心脏周期之间心脏空间状况的变化并在将拍摄相关联时予以考虑，以降低图像数据中由于变化造成的误差。本发明专利技术的方法可以产生降低了图像伪影的心脏的组合图像数据组。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在心脏成像时进行运动校正的方法以及装置，其中，利用成像装置在包括多个心脏周期的时间段内记录心脏的至少一个区域的多个图像，并随后为产生组合图像数据组将它们相互关联。
技术介绍
为对心脏成像可以使用不同的成像技术，例如计算机断层造影(CT)、磁共振断层造影(MR)、正电子发射断层造影(PET)、单光子发射计算机断层造影(SPECT)或者超声波技术(US)。恰恰是在需要记录心脏或者心脏部分立体的三维图像数据组的应用中，由于记录立体数据的记录速度与心脏周期内心脏几乎静止的相对短的阶段相比较慢，没有其它措施就会导致运动伪影。因此为避免这种运动伪影，例如为产生心血管或者心脏的其它解剖学细节的三维图像数据组，使图像记录与心脏跳动或心脏周期同步进行。在此全部图像记录贯穿多个心脏周期，其中，分别仅记录或分析每个心脏周期中相同心脏阶段的图像数据。同步一般情况下通过也称为EKG选通的EKG控制(EKG心电图)进行。在此，触发信号由对心肌的电活动性的测量导出。此外也可以使用所谓的呼吸选通的呼吸控制，以便也获得与呼吸运动的同步。但尽管有这些和其它公知的同步技术在以这种方式获得的3D图像数据中仍一如既往地产生运动伪影，它们导致图像中的空间分辨率降低。EP 1055935A2介绍了一种用于对心脏进行磁共振成像的方法，其中使用呼吸选通技术。在此为导出用于呼吸选通的同步信号，在各MR图像拍摄之间利用导航脉冲序列测定横膈膜的位置，以便由此监测呼吸运动。随后将这些图像数据在考虑每次图像拍摄时所测得的横膈膜的位置的情况下进行正确的组合。为此需要预扫描，该预扫描将各通过横膈膜位置采集的呼吸阶段分别与心脏中的一个参考点相对应。EP 1593984A1公开了一种用于磁共振成像的方法，其中使用EKG选通和呼吸选通，以避免所记录图像中的运动伪影。在这种方法中，也将导航脉冲序列用于测定横膈膜的位置，以便从中导出呼吸选通信号和用于图像校正的信息。US 2005/0113672A1介绍了一种用于利用选通信号的不同信息以避免图像记录时的运动伪影的方法和装置。在这种方法中，同时采集有关器官如心脏的多个运动信息，以便从中导出选通信号。从该运动信息中测定器官最小运动的时间点并用于选通。从该运动信息中还可以确定运动校正系数，然后利用其校正所记录的器官的图像。但为此在直接使用所采集的运动信息时需要迭代法。对采集运动信息有不同的技术，例如还有电采集技术如EKG或者VKG。DE 69529667T2介绍了一种用于利用磁共振产生图像的方法和装置。在此为减少运动伪影利用导航脉冲序列测定运动部分的位置，以便据此相应地校正图像数据。但利用这种导航技术只能在一个方向上测定运动。该文献也指出借助利用导航信号测定的心脏位置进行其它运动校正，例如连续的旋转矩阵匹配。但与此相关尚未解决的是，应如何在呼吸运动时采集心脏的转动或将其从通过导航信号测定的位置中导出。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种用于在对心脏成像时进行运动校正的方法以及装置，利用其可以进一步减少运动伪影。在本专利技术的用于在对心脏成像时进行运动校正的方法中，利用成像装置在包括多个心脏周期的时间段内记录心脏的至少一个区域的多次拍摄，随后为产生组合图像数据组将它们相互关联。在此心脏周期是指心脏跳动的周期。为记录图像可以使用的成像技术例如有计算机断层造影、磁共振断层造影、正电子发射断层造影、单光子发射计算机断层造影或者超声波成像等。产生组合的图像数据组例如包括从在心脏的不同位置上记录的层析图像中产生3D图像数据组。但除了产生3D图像数据组外，该方法也可以用于将在不同的心脏周期中记录的拍摄相互关联，例如彼此相减的其它用途。本方法的特征首先在于，在拍摄期间利用附加的测量装置采集用于产生心脏的心电向量图(VKG)的测量数据，从中计算在相继的心脏周期之间或相对于预先给定的心脏周期心脏的空间位置和定向的变化并在将拍摄相关联时予以考虑，以避免或至少降低由于心脏空间状况的变化在组合图像数据组中造成的误差。在此心脏的空间状况是指心脏的空间位置和定向。在本专利技术的方法中利用选通技术进行成像，以确保每次拍摄都在相同的心脏阶段上进行或者只将在相同心脏阶段上记录(回顾性选通)的拍摄用于产生组合图像数据组。通过考虑在相继心脏周期或心脏跳动之间心脏空间状况的变化，再次降低了组合图像数据组中的运动伪影。在此利用以下认识，即心脏运动不仅包括心肌的收缩，而且心脏在各心脏周期之间的空间状况还可以改变，也就是可以移动和/或者转动。通过这种移动和/或者转动，心脏的空间状况可以随着一次次心脏跳动而产生变化。这种非周期性的变化不能通过公知的选通或同步技术得到补偿。然而，通过在记录拍摄期间采集心脏空间状况的变化并在从各拍摄中产生组合图像数据组时考虑这些变化也可以减少或者避免由此造成的图像伪影。这正是本专利技术方法的特别优点，利用其可以获得提高了空间分辨率的组合图像数据组，特别是3D图像数据组。不言而喻，在本专利技术方法中在计算心脏空间状况变化的基础上进行的运动校正还可以利用例如对相继拍摄的图像进行比较等附加技术进一步完善。在本方法中进行正交的心电向量描记术，以获得心肌电活动性的心电向量图(VKG)，从中可以测定和计算心脏周期之间或心脏跳动之间或者与作为基准确定的心脏周期之间的心脏空间状况的变化。在此测量数据的记录与图像拍摄的记录同时进行，其中，必须为过后产生组合图像数据组储存有关哪些图像拍摄和哪些测量数据与哪些心脏周期相对应的信息。在作为心电图的一种变形的心电向量描记术中记录心脏的电活动性，以便从中确定在一个心脏周期期间心电向量的数值以及方向在时间上的变化。心电向量是一种电偶极子(Dipol)，通过其可以根据心脏的电活动来反映心脏。心电向量图显示在心脏周期期间心电向量的数值和方向在时间上的变化并相当于一般情况下的封闭的三维曲线，下面也称为VKG环(Schleife)，其又由多个子环组成。在心脏的空间状况变化时，电偶极子的空间状况以及因此心电向量图中VKG环的空间状况也发生变化。在本专利技术的方法中，对两个心脏周期之间心电向量图中VKG环空间状况的这种变化进行探测和量化，以便从中计算出两个心脏周期之间心脏空间状况的变化。在该方法的扩展中，在心电向量图中检测涉及心律失常的心脏跳动的异常QRS复合波期外收缩、心室提前收缩或者异位心脏跳动。期外收缩的QRS环在心电向量图中很容易识别，因为它在形状和定向上与正常(收缩的)QRS环存在明显区别。心律失常的心脏跳动导致妨碍正确运动校正的改变了的EKG/VKG信号。因此在该方法的该扩展中，对在这种心脏周期上记录的拍摄不进行运动校正。最好放弃整个拍摄(从而它对组合的图像数据组没有帮助)并在其随后的心脏周期中重新记录。在本专利技术方法的另一具有优点的扩展中，利用心电向量图进行所谓的VKG标准化。在这种情况下，它是一种寻求将两个心脏周期的VKG环通过3D变换相互转换的技术。在此，它例如可以是相继的心脏周期。但也可以定义或者选择一个参考VKG环并将所有其它心脏周期的VKG环按其标准化。这种3D变换的特征参数(本征值、旋转角)可以作为心脏状态中变化的指示器使用。如果可以通过线性变换(旋转和移动)将各所观察的心脏周期的VKG环彼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在对心脏成像时进行运动校正的方法，其中，利用成像装置在包括多个心脏周期的时间段内记录心脏的至少一个区域的多次拍摄，随后为产生组合图像数据组将它们相互关联，其中，在拍摄期间利用测量装置采集用于产生心脏的心电向量图（ＶＫＧ）的测量数据，从中计算在心脏周期之间心脏的空间位置和定向的变化并在将拍摄相关联时予以考虑，以至少降低由于心脏的空间位置和定向的变化在组合图像数据组中造成的误差。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬波普斯库，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]