波导及具有波导的计算机断层摄影系统技术方案

本发明专利技术涉及一种波导（２４），用于将电磁波聚焦在感兴趣区域上，所述波导（２４）包括形成通道的外壁（３０），所述通道具有宽度（ｗ）和高度（ｈ）并且用于传播所述电磁波。为了能够将ＥＭ波聚焦在感兴趣区域上，即患者（２０）的胸腔上，使得环境中其他运动物体对所述波的影响被屏蔽掉，所述通道提供有第一开口和第二开口，其中所述壁为填充有导电液体的非金属中空壁。所述波导（２４）可以与例如具有旋转台架（１６）和患者台（１８）的计算机断层摄影系统（１２）ＣＴ一起使用。通过如金属壁那样散射Ｘ射线，所述波导（２４）将不会在ＣＴ图像中产生伪影。然而，所述导电液体将使所述构造作为用于ＥＭ波的波导。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种波导，更特别地涉及一种CT兼容的波导。
技术介绍
在诸如CT的成像模态中的对象运动对能获得的图像的质量具有负面影响。特别 地，当获取生物，尤其是人的图像时，图像质量受到跳动的心脏诱发的运动伪影的影响。因 此，人们致力于确定不存在这种运动的那些时间周期，并且随后进行成像。该技术称之为门 控(gating)。如今，用于图像采集的触发信号通常从患者的ECG信号获得。为了门控的目的 使用ECG信号意味着观察心脏的电兴奋。当然，心脏的电兴奋与其机械活动相关。然而，心 肌的反应时间是未知并且变化的。由于该不确定性并且为了安全起见，对将成为下一个心 脏静息期的时间周期进行预测必须缩短一定量的时间。换句话说，通过为了门控的目的而 观察ECG，人们必须放弃宝贵的数据采集时间，这仅仅因为ECG并非心脏真正机械活动的精 确指示。如果能够更好地估计心脏的静息期，并且如果它们因此能够全部用于数据采集，则 可缩短总采集时间并且可减少施加于患者的χ-射线负荷。但是为了这样做，必须直接观察 心脏的机械活动，为此使用不同的方法。借助于电磁波，特别是多普勒雷达，能从一距离处 测量患者心脏及胸腔的运动。然而，多普勒雷达不仅仅响应于心脏运动本身。由于多普勒雷 达传感器以广泛的辐射模式发射电磁波，该传感器周围的所有运动部分对传感信号产生伪 影。在目前的计算机断层摄影(CT)系统中，尤其是旋转台架在多普勒雷达信号中产生低频 伪影。在MRI成像中还出现由人体运动导致的伪影问题。文档US2003/0195413A1 (Rubin， Jonathan Μ.等)公开了一种具有探测器系统的MRI系统，该探测器系统用于为所述MRI 系统产生门控信号。所述探测器系统包括当通过MRI系统采集图像时用于探测所述对象的 运动的超声换能器。在一个实施例中，使用延伸至磁体口径内的声波导以将所述换能器放 在MRI系统的磁场外部。在W002/41776A1 (Feinberg，Dvid)，进一步提出了使用超声确定 运动器官的位置并且将新参数转化为随后采集到的MRI图像体积的角度和位移。但已经显 示出通过超声声音手段，对较深组织结构能获得的分辨率比CT或MRI系统小。同样，进入 体内的声波耦合要求一种声耦合介质，其可产生伪信号并且其在用户舒适度方面是不受欢 迎的。尤其对于利用超声声音手段研究心脏来说，仅能使用具体的所谓超声窗，由于人体解 剖学穿过该超声窗通往心脏的直接声通路是可能的。在这些窗外，由肺或骨结构引起反射。 这意味着对于心脏的超声研究，需要经验以能正确地放置换能器。因而仍然需要心脏真实 机械活动的更精确的指示。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的门控信号。通过具有外壁的波导实现所述目的，所述外壁形成用于传播电磁波的通道，所述 通道具有第一开口和第二开口，其中所述壁为填充有导电液体或凝胶的非金属中空壁。使用诸如雷达的电磁波具有这样的优势它们在不同电导率区域之间的障壁层上反射。在胸内，在心壁(心肌)情况下，这是最显著的。本专利技术的一个优势在于EM波能聚 焦在感兴趣区域，例如患者的胸腔上，使得环境中其他运动物体对所述波的影响被屏蔽掉。 通过提供一种具有中空壁的非金属(例如塑料)波导，所述中空壁填充有如盐水的导电液 体，通过如金属壁那样散射X射线所述导电液体将不会在CT图像中产生伪影。然而，所述 导电液体将使所述构造作为用于EM波的波导。在本专利技术的一个实施例中，通道的宽度和高度以及通道开口适合于将通过所述通 道传输的电磁波的频率。在本专利技术的又一个实施例中，所述宽度基本等于所述高度的两倍 以允许EM的最佳传播。通过包括发射电磁波的雷达传感器的装置进一步实现所述目的，所述雷达传感器 包括天线、控制单元和根据上述实施例中的一个用于将所述电磁波聚焦在待检查对象的感 兴趣区域上的至少一个波导，所述至少一个波导的第一开口朝向所述雷达传感器定向。在本专利技术的一个实施例中，所述雷达传感器为允许可靠且精确地探测运动的多普 勒雷达传感器。在本专利技术的又一实施例中，使定距块位于雷达天线和待检查对象之间，其中所述 定距块由所述至少一个波导形成。所述定距块使多普勒雷达天线及胸腔壁之间的距离保持 不变。以这种方式，不存在胸腔壁相对于所述传感器的运动，从而只有运动的心壁对于多普 勒频移有贡献，而不是胸腔壁。因此有效消除了通常由胸腔壁相对于所述雷达天线的运动 引起的所述多普勒频移。这使得可立即从所述信号中获得关于心壁运动的信息。优选地提供一种支撑设备，待检查对象可暂时放置在其上以允许进行简单研究而 不必支持所述对象。更优选的一个实施例是，待检查对象为患者并且所述支撑设备为容纳所述患者的 患者台。尽管多普勒雷达可用于探测不同的运动对象，使用多普勒雷达的测量的主要领域 之一为在保健护理中。又一个优选的实施例是，其中至少一个波导位于患者台中以尽可能少地妨碍患 者。此外雷达传感器和/或控制单元能够安装在患者台中，其允许紧凑的设计和简单的安装。在更优选的实施例中，多个波导形成一个波导阵列以获得关于患者位置的更大公 差，患者位置例如位于患者台上。在将患者定位在台上之后，控制单元测试来自阵列中的所 有传感器的信号并且选择最好的一个用于随后的测量。通过使用多个雷达传感器馈给波 导阵列，控制单元能测试来自阵列中的所有传感器的信号并选择最好的一个用于随后的测量。可优选地通过一种具有旋转台架的计算机断层摄影系统改进上面讨论的问题，所 述计算机断层摄影系统包括系统控制、根据前述实施例之一的装置和根据前述实施例之一 的波导，其中所述装置探测在由于呼吸或由于心脏血液泵送引起的患者运动中的运动并且 向系统控制提供门控信号，该门控信号触发CT数据的采集。参考以下描述的实施例，本专利技术的这些及其他方面将显而易见且得以说明。 附图说明图1为CT环境中、用于拾取心壁运动、胸腔壁运动及台架运动的多普勒雷达传感器的示意图；图2为在CT环境中拾取心壁运动的多普勒雷达传感器机构的示意图，其中波导用 作为根据本专利技术的定距块(distance piece)；图3为具有波导阵列及集成在患者台上的雷达传感器的机构的示意性纵断面；图4显示了根据本专利技术的非金属波导的构造；及图5显示了由金属制成的普通波导。具体实施例方式图1示意性地显示了本专利技术的背景。为了提供门控信号，CT系统12设置有具有 天线15的多普勒雷达传感器14。所述CT系统12包括旋转台架16及支撑设备18，即患者 台，以容纳患者20，患者的心脏21将接受检查以产生用于CT系统12的门控信号。可以看 出，使用多普勒雷达传感器14是为了拾取关于患者20的心壁运动的信息。但是多普勒雷 达传感器12还“看见”CT 12的旋转台架16，这是由于传感器的区域灵敏度22相当宽。多 普勒雷达传感器14不能将来自患者20心壁的反射与来自台架16的反射区分开，由于这两 者的多普勒频移几乎一样。所以叠加所述信号，并将其解释为来自单一对象的结果，这会导 致错误结论。另外，存在来自患者20胸腔壁的反射，所述反射与心壁运动密切相关，但不相 同。与来自心壁的反射相比，来自胸腔壁的反射更强。在图1中，由多普勒雷达传感器14发送的信号用箭头&表示来自台架16的反射用箭头fe表示fG = f0+本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R平特，J米尔史蒂夫，JAJ西杰斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL