用于在介入期间产生计算机断层造影图像的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在仪器（１１）介入期间利用ＣＴ系统（１）产生患者（７）的计算机断层造影图像的方法，其中Ｘ射线管（２）在旋转平面上围绕患者（７）运动以产生射线锥（１２），具有多个检测器元件（３．ｘ）的检测器（３）测量透过患者（７）之后的射线强度，在计算单元（９）中借助计算机程序（Ｐｒｇ↓［ｘ］）从测量值中再现计算机断层造影图像，其中将扫描射线锥（１２）的射线的中间方向（１２．Ｍ）设置为向介入轴（２０）倾斜，在显示器（９．１）上显示至少一个与射线锥的旋转平面不同的截平面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在仪器介入期间利用CT系统产生患者的计算机断层造影图像的方法，其中至少一个X射线管在旋转平面上围绕患者运动以产生射线锥，具有多个检测器元件的检测器测量透过患者之后的射线强度，此外利用控制单元控制患者相对于容纳该X射线管和检测器的支架的位置和状态，并且利用计算单元从这些测量值中借助计算机程序再现出计算机断层造影图像。
技术介绍
这种用于在仪器介入患者期间利用CT系统产生计算机断层造影图像的方法是普遍公知的。在借助医疗仪器于CT观察的条件下进行介入时，在此医疗仪器通常例如是用于进行神经封闭或肿瘤治疗的金属针，这种金属针以公知的方式被平行于扫描X射线地引入体内，或者支架与其X射线管和对面的检测器设置在其上的旋转平面一起偏转，使得X射线平行于该仪器，然后向手术医生提供再现后的图像，这些图像与仪器直接相邻并且与其平行。通常显示一幅显示介入仪器的纵截面的图像，由此使手术医生可以获得关于该介入仪器的周围尽可能好的概貌。介入方向在此大多垂直于系统轴或患者的纵轴。由此已知在这种计算机断层造影图像中会出现导致图像显示不足的伪影。
技术实现思路
因此本专利技术要解决的技术问题是提出一种回避计算机断层造影图像中出现的伪影的方法。专利技术人已经了解到，出现伪影的原因一方面是由于散射，其因为仪器的金属材料和射线在入射到仪器的纵轴时穿过仪器的路径较长而格外明显。另一方面射线强度的剧烈降低也在仪器的射线阴影中产生不利的信噪比。此外射线通过较长的路径穿过仪器也引起射线的硬化(Aufhaertung)，也就是仪器的射线阴影中的射线频谱出现明显不同的变化，该变化会引起组织中的吸收特性发生改变。此外，专利技术人还了解到至少可以在感兴趣区域、也就是在介入方向上或者在介入针和患者体内的目标区域之间这样来回避该散射，即通过不透视介入仪器并因此扫描一个区域的射线来扫描该感兴趣区域。由此一方面产生较少的散射，另一方面在感兴趣区域中射线频谱几乎不发生改变，信噪比也保留在有利的范围内。这样的扫描可以这样来实现，例如将支架连同其旋转平面向z轴倾斜，使仪器被X射线切割，从而可以明显改善成像。尽管如此，在CT显示中通过对现有图像数据的相应变换可以向手术医生显示另一个穿过介入仪器直到目标区域的截面，优选为一个轴向截面。除了射线锥或支架的旋转平面的直接倾斜之外，还可以在相应较宽设置的检测器中产生光阑的非对称移动，从而只将侧面倾斜的X射线用于再现。其它非必要的射线被滤除以减小剂量，从而通过这种布置方式同样可以实现倾斜地入射到介入区域，还可以由此大大减小目前所具有的通过仪器的透视而出现的伪影。根据本专利技术的上述基本思想，对公知的用于在仪器沿着介入轴、优选垂直于CT系统的系统轴介入期间利用CT系统产生患者的计算机断层造影图像的方法，其中至少一个X射线管在旋转平面上围绕患者运动以产生射线锥，具有多个检测器元件的检测器测量射线穿透患者之后的射线强度，利用控制单元控制患者相对于容纳X射线管和检测器的支架的位置和状态，并且在计算单元中借助计算机程序从测量值中再现计算机断层造影图像，专利技术人建议进行这样的改善，将扫描射线锥的射线的中间方向设置为向介入轴倾斜，并在显示器上显示至少一个与射线锥的旋转平面不同的截平面。在此优选可以选择轴向的图像显示，也就是垂直于系统轴的截平面。介入轴可以被检测到，例如在针作为介入仪器时相当于该针的纵轴或目标区域和介入仪器之间或者和介入仪器的穿刺位置之间的连接线。扫描射线锥的中间方向的倾斜例如可以通过将支架的旋转平面向CT的系统轴倾斜来引起。还可以通过光阑在射线路径上的非对称设置来引起扫描射线锥中间方向的倾斜。作为介入轴可以采用仪器纵轴，通过分析CT图像来检测该仪器纵轴。为此例如可以采用模式识别方法，该方法在CT图像中检测该仪器并确定其瞬时位置。还存在其它本身公知的用于确定仪器纵轴的可能性。例如设置在仪器和CT系统上的发射器和接收器可以确定该仪器的位置，或者还可以在该仪器上设置光学传感器和标记，并通过相应的图像分析检测仪器相对于CT系统的位置。确定介入轴的另一个可能性在于预先给定介入的目标区域，并将仪器的一部分、优选其末端与该目标区域的连接作为介入轴。在介入开始时，这相当于穿刺位置和实际目标区域之间的直线。根据本专利技术，还可以在拍摄期间自动计算支架和介入轴之间的最大可调节角度，该角度可用于显示介入轴的平面内的预定区域，其中连续匹配地调节该角度。因此在该方法中，在介入开始时当介入仪器离目标区域尚远时，设置一个相对于CT系统的系统轴较陡的角度，而在仪器接近目标区域时可以加强射线锥的倾斜，因为最终感兴趣的区域具有更小的延伸，由此在该区域的显示足够大时可以实现较倾斜的入射，尽管如此显示平面还是可以相当于仪器轴。作为预定要显示的区域例如可以采用介入的目标区域和仪器之间的区域。作为预定要显示的区域还可以采用仪器的预定部分，和在介入方向上的预定路段。要说明的是，除了射线锥的倾斜调节之外在CT系统的系统轴方向上定位患者从而使被观察区域在X射线管的辐射路径中保持最佳也属于本专利技术的范围。作为再现方法执行在辐射平面内的2D再现但通过介入轴的平面内的变换来显示断层也在本专利技术的范围内。实践中该显示大多与轴向显示重叠，但要说明的是其它截平面或介入轴也属于本专利技术的范围。另一方面还可以对多个体素进行三维再现，其中有利的是仅再现一个预定或待显示区域内的体素，从而不会由于对稍后不再需要的区域的再现而降低再现速度。作为要再现体素的预定区域，可以选择位于仪器、必要时该仪器的一部分的周围并且其方向平行于介入方向的子平面。还可以将位于目标区域和仪器之间并且其方向同样平行于介入方向的子平面选择为要再现的体素的预定区域。此外可以在显示器上进行三维再现时还显示沿着介入轴的一个平面和轴向显示。对应于上述方法，本专利技术人还提出了一种计算机断层造影系统，其包括至少一个在旋转平面上围绕患者运动并且用于产生射线锥的X射线管，和具有多个检测器元件并且用于测量透过患者之后的射线强度的检测器。该CT系统还具有控制单元，用于控制患者相对于容纳X射线管和检测器的支架的位置和状态，以及计算单元，用于分析检测器的测量值和借助计算机程序再现计算机断层造影图像，其中根据本专利技术该CT系统还具有在计算单元和控制单元上执行时实施上述方法的步骤的计算机程序。附图说明下面借助附图详细描述本专利技术的优选实施例，其中仅示出了理解本专利技术所必需的特征，并且采用了下面的附图标记1CT系统；2X射线管；2.1焦点；3检测器；3.x检测器元件；4系统轴；5CT外壳；6可移动的患者卧榻；7患者；8X射线管和检测器之间的开口；9控制和计算单元；9.1显示器；10数据/控制导线；11仪器；12射线锥；12.M扫描射线锥的中间射线；13介入的目标区域；14辐射光阑；15支架的旋转平面；16散射；17仪器-目标区域的连接线；18再现平面；19平行于介入轴的显示平面；20介入轴；21仪器纵轴；Prg1-Prgn计算机程序；R支架的旋转轴；α旋转轴与系统轴之间的倾斜角。具体示出图1是用于执行本专利技术方法的示例性CT系统，图2是按照现有技术的穿过包括患者和介入仪器的CT的纵截面的示意图，图3是对应于图2的显示，但具有按照本专利技术的对支架的设置，图4是按照图3的显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在仪器（１１）介入期间利用ＣＴ系统（１）产生患者（７）的计算机断层造影图像的方法，其中该仪器（１１）沿着介入轴、优选垂直于ＣＴ系统（１）的系统轴（４）介入，其中：１．１．至少一个Ｘ射线管（２）在旋转平面上围绕患者（７）运动以 产生射线锥（１２），具有多个检测器元件（３．ｘ）的检测器（３）测量透过患者（７）之后的射线强度，１．２．利用控制单元（９）控制患者（７）相对于容纳Ｘ射线管（２）和检测器（３）的支架的位置和状态，１．３．在计算单元（９）中借助 计算机程序（Ｐｒｇ↓［ｘ］）从测量值中再现计算机断层造影图像，其特征在于，１．４．将扫描射线锥（１２）的射线的中间方向（１２．Ｍ）设置为向介入轴（２０）倾斜，１．５．在显示器（９．１）上显示至少一个与射线锥的旋转平面 不同的截平面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加布里埃尔哈拉斯，雷纳劳帕赫，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]