專利名稱：X射線裝置的操作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于X射線裝置實施預檢查的操作方法，其中，在連續的時間點上作為掃描位置上患者體內擴散的造影劑濃度的度量采集衰減值。本發明還涉及一種用于X射線裝置實施主檢查的操作方法，其中，在使用造影劑的情況下通過X射線裝置的拍攝系統掃描患者的檢查區。
背景技術：
X射線圖像中的對比度通常通過物質相對于由X射線裝置產生的X射線輻射的不同衰減特性產生。在對患者進行檢查時，可以根據骨組織與軟組織不同的衰減特性在對比度的基礎上分析患者體內的骨結構。具有與周圍類似衰減特性的器官或者血管由于對比度過低而不能按照傳統的方式進行檢查。
出于這一原因在檢查例如心臟或者肝等血液流通的器官時使用造影劑。造影劑與周圍的組織相比具有不同的衰減特性，從而在圖像中器官與周圍之間產生可見的對比度。
造影劑在患者體內的擴散是一種高動態過程。造影劑在所觀察的檢查區內的濃度在一定的時間后首先上升、達到最大值并隨后重新下降。出于這一原因對檢查區的掃描在主檢查時不是立刻、而是在造影劑給入時間點后的一段延遲時間后才開始，使得檢查區在掃描時具有造影劑的高濃度。在每次檢查開始時借助預檢查確定該延遲時間，其中，向患者輸送低劑量的造影劑并在連續時間點上作為掃描位置上患者體內擴散的造影劑濃度的度量測定衰減值。在此，從造影劑給入與所觀察的衰減值的最大值之間的時間間隔中產生延遲時間。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，提供一種X射線裝置的操作方法，利用其為如下的情況創造前提條件，即，檢查區的掃描與造影劑給入之間時間上的協調可以利用簡單手段得到提高。
上述技術問題是通過一種依據本發明的用于X射線裝置實施預檢查的操作方法并通過一種依據本發明的用于X射線裝置實施主檢查的操作方法解決的。
作為患者生理參數的心律可能在檢查期間和不同的檢查之間由于緊張或者由于給入的藥物而非常大地波動。心律的變化導致造影劑擴散速度的變化。
出于這一原因，造影劑在檢查區內部的最大濃度時間點會在檢查與檢查之間移動。在這種情況下，在造影劑給入與掃描之間協調時需要在準備階段中所測定的延遲時間基礎上開始主檢查之前進行配合。然而這一點只有在非常高開銷的情況下才能實施。
本發明人認識到，造影劑給入與掃描之間在時間上的協調可以如下得到明顯簡化，即，作為確定掃描開始時間點的測量參數使用患者的心搏次數來取代延遲時間。也就是說，在每次心搏時均輸送一個可比較的血液量，從而檢查區內最大濃度的時間點與心律的數值無關地基本上在確定次數的心搏之后達到。
因此，依據本發明提出了一種用于X射線裝置實施預檢查的操作方法，其中，在連續時間點上作為掃描位置上患者體內擴散的造影劑濃度的度量測定衰減值，其中，為所要實施的主檢查確定一個時間間隔內患者心搏的次數，該時間間隔通過造影劑給入的第一時間點和衰減值局部最大值的第二時間點來定義。
利用在該時間間隔內確定的心搏次數為如下的情況創造了前提條件，即，在主檢查時可以利用簡單的手段進行造影劑給入與掃描開始之間時間上的協調，而無需對用于協調的測量參數針對心律進行配合。在造影劑給入后，僅需同時計數心搏并與作為門限值的在預檢查中測定的心搏次數進行比較。如果主檢查時檢查區的位置在很大程度上與預檢查時的掃描位置不同，則情況不是這樣。在這種情況下，只有主檢查時同時計數的心搏的次數與一個取決于檢查區的位置和預檢查中所測定的心搏的次數的值一致時，才開始掃描。例如，如果檢查區相對于預檢查中的掃描位置更靠近心臟設置，那么必須將所測定的次數以一個從檢查區與心臟之間的距離向更小的數值校正。
掃描的時間點與檢查期間出現的心律自動配合。即使在心臟的心律失常搏動的情況下，也保證掃描在造影劑給入后準確地在檢查區內濃度最大的情況下開始。也就是說，掃描的開始不是像在測定延遲時間的情況中那樣按照預先調整的固定時間間隔進行。時間點在每次檢查時均在取決于患者具有的生理狀態情況下完全個性化地產生。
為減少所使用的X射線輻射，預檢查采用與主檢查相比較小強度的X射線輻射實施。
如果將用于測定衰減值的時間點等距離設置在一個時軸上，則衰減值的局部最大值可以特別簡單地測定。在這種情況下，衰減值的曲線分布可以通過高級多項式來近似。衰減值的局部最大值隨后具有優點地在近似的曲線分布基礎上、例如通過分析多項式第一和第二導數確定。
在本發明一種具有優點的實施方式中，為了可供所要實施的主檢查迅速使用，將心搏的次數進行儲存。具有優點地在電子患者病歷內進行儲存，從而對心搏次數的分析可以在與例如像體重和年齡等可以推斷出患者健康狀況的患者其他生理參數的結合下按照簡單方式實施。
優選地，將心搏的次數與作為基準血量(Referenzvolumen)的度量所測定的心臟射血分數相乘。基準血量體現了在掃描位置上造影劑給入與對比度最大值之間通過心臟泵送的總血量。因此，作為用于主檢查時掃描開始的測量參數的基準血量考慮了心臟實際存在的生理狀況，并且可以使造影劑給入與掃描之間的協調得到進一步改善。
為了可供所要實施的主檢查迅速使用，優選地將基準血量進行儲存。可以同樣具有優點地在電子患者病歷內進行儲存，從而可以在與用于確定患者健康狀況的其他生理參數相結合的情況下按照簡單的方式對基準血量進行分析。
此外，本發明的技術問題還是通過一種用于X射線裝置實施主檢查的操作方法解決的，其中，在使用造影劑的情況下通過X射線裝置的拍攝系統掃描患者的檢查區，其中，從造影劑給入的第一時間點起測定患者的心搏次數并在該次數與預調整值之間進行連續比較，其中，只有在心搏的次數與預調整值相一致的情況下才開始對檢查區的掃描，使得掃描在檢查區內的造影劑高濃度下進行。因此取消了造影劑給入與掃描之間對于不同檢查的預調整值在時間上協調的配合。
優選地，預調整值對應于按用于X射線裝置實施此前介紹的預檢查的操作方法所確定的心搏的次數。
在本發明一種具有優點的實施方式中，在主檢查時將所測定的心搏的次數與所采集的心臟射血分數相乘。預調整值在這種情況下對應于在預檢查的范圍內所測定的基準血量，該基準血量對應于在造影劑給入與掃描開始之間通過心臟供給的血量。
本發明的實施例以及本發明的其他實施方式在后面的示意圖中示出。圖中圖1以透視圖示出一個X射線裝置，其適用于在使用造影劑的情況下執行依據本發明的預檢查和主檢查的操作方法；圖2以方框圖示出用于實施預檢查的第一操作方法，該預檢查用于確定用于造影劑給入與掃描在時間上協調的心搏次數；圖3以曲線圖示出所測定的衰減值與患者的心搏之間的關系；圖4以方框圖示出用于實施主檢查的第二操作方法，其中，在所測定的心搏基礎上對造影劑給入與掃描進行協調。
具體實施例方式
圖1以透視圖示出了一個X射線裝置，這里為具有參考標記1的計算機斷層造影設備，其適用于在使用造影劑4的情況下實施對患者3檢查的預檢查和主檢查的依據本發明的操作方法。
為計算機斷層造影設備1設置了一個具有患者3可躺在上面的移動檢查臺面16的支承裝置15。檢查臺面16可在旋轉軸線17的方向上調整，從而與患者3相關的檢查區14可以通過計算機斷層造影設備1外殼上的開口移動到拍攝系統11、12的測量區內。患者3和拍攝系統11、12按照這種方式可以在旋轉軸線的方向上彼此相對調整，從而可以取得不同的掃描位置。
為了采集投影，拍攝系統11、12具有一個X射線管形式的輻射器11和一個與其相對設置的檢測器12，其中，檢測器12被弧形構成并包括多個排列成檢測器行的檢測器元件13。輻射器11產生扇形X射線射束形式的輻射，該射束穿過測量區并隨后射中檢測器12的檢測器元件13。檢測器元件13產生取決于穿過測量區的X射線輻射衰減的衰減值6。例如分別借助與閃爍器光學耦合的光敏二極管或者借助直接轉換的半導體，實現了將X射線輻射轉變成衰減值。按照這種方式，檢測器12產生一組也被稱為投影的衰減值。
拍攝系統被可轉動地設置在支架18上，從而可以采集來自不同投影方向的投影。根據斷層造影設備1所調整的操作方式，掃描在同時固定調整的或者變化的掃描位置上在固定調整的或者變化的投影方向上進行。在患者3在旋轉軸線17的方向上連續進給的同時，通過支架18的旋轉例如采集來自沿旋轉軸線17或沿患者3不同位置上的大量不同投影方向的投影。將拍攝系統11、12按照這種方式通過螺旋形掃描獲得的投影傳送到計算單元19上，并且計算出可在顯示單元20上顯示的圖像。該圖像例如可以是檢查區14的層圖像或者立體圖像。
為了檢查血液流通的器官、例如心臟或肝或血管，需要時可以借助于造影劑設備21為患者3注入造影劑4，以便相對于周圍軟組織提高可見對比度。造影劑4被按照自動的方式定時控制地從儲存容器22通過造影劑軟管23以可調節的量并以可調節的流速泵入患者3的靜脈。通過計算單元19與造影劑設備21之間的導電連接可由計算單元19規定用于造影劑分配的參數。
脈搏測量設備25可以在掃描的同時測定患者3的心搏6。計算單元19與脈搏測量設備25導電連接，從而可以根據造影劑給入的時間點計算機輔助連續同時計數心搏6的次數。
圖2以方框圖示出用于實施預檢查的第一操作方法，該預檢查用于確定對于造影劑給入與掃描之間在時間上協調的心搏次數。預檢查以及后面所要實施的主檢查的各個方法步驟可以通過儲存在計算單元19上可由用戶激活的程序執行。
在第一方法步驟26中，取得用于測定衰減值的掃描位置5。在此，例如通過在顯示單元19上所顯示的概略圖像中的一個位置做標記來完成對掃描位置5的選擇，其中，在取決于該標記情況下隨后確定檢查臺面16和拍攝系統11、12的調整參數。
一般情況下，掃描位置5設置在主檢查時所要掃描的檢查區14的內部或者緊靠在其前面，從而造影劑4在掃描位置5上時間上的濃度變化基本與檢查區14中的變化一致。不言而喻，也可以采用與檢查區14的位置不同的掃描位置5。在這種情況下，實施主檢查時必須校正用于開始掃描的心搏次數。對次數的校正例如可以如下進行，即，對心搏的次數根據預檢查的掃描位置5與檢查區14之間的距離進行加權。
在第二方法步驟27中，利用造影劑設備21注入少量的造影劑4。在造影劑給入的同時采集掃描位置5上的衰減值并采集患者的心搏，其中，為每個衰減值和每次心搏分配一個時間戳。為了減少所使用的X射線劑量在與主檢查相比更低的X射線輻射的強度下采集衰減值。在該實施例中以秒節奏在等距離時間點上持續進行掃描，直至通過衰減值的最大值。
在第三步驟28中，按照本身公知的近似法將所測定的衰減值2接近圖3所示的曲線分布10，例如接近高級多項式的曲線分布。沿y軸線將衰減值以洪氏(Hounsfield)單位(HU)為單位記錄。x軸線對應于以秒為單位的時間分布。圖3同時還示出一個用于采集心搏6的ECG信號29的時間分布。對ECG信號29在y軸線方向上沒有標明單位。它僅反映出該信號特性的曲線分布。
從所測定的衰減值2的曲線分布10中例如可以通過對衰減值曲線分布的第一和第二導數的分析測定局部最大值9。局部最大值9的時間點對應于掃描位置5上造影劑4最高濃度的時間點。隨后在造影劑給入8的時間點與衰減值2局部最大值9的時間點之間的時間間隔7內確定心搏6的次數。
在所示的實施例中，造影劑給入8與衰減值2的最大值9之間的時間間隔7為20秒。在該時間間隔7內總計完成9次心搏。
形象地說可以為每次心搏6在掃描位置5上對應一個造影劑4的確定濃度，因為在心臟每次搏動時通過血液循環輸送基本上固定確定量的血液。心臟的心律失常搏動導致曲線分布10部分地或下沉或伸長，從而局部最大值9的時間點對應不同檢查可以沿時軸移動。然而最大值9獨立于檢查期間的心律波動基本上始終達到在預檢查時確定的心搏的次數。因此取消了在開始主檢查的掃描時對工作參數(例如造影劑給入8與所觀察的衰減值2的最大值9之間所測定的延遲時間)所要實施的與實際出現的心律的復雜配合。
可選擇地，可以在開始檢查之前或者對于每次心搏時附加地確定用于計算基準血量的、心臟的射血分數。射血分數對應于每次心搏時從心臟的左心室排出的血量。從舒張期和收縮期血量中按照下列公式計算其EF＝(EDV-ESV)/EDV，其中EF為射血分數，EDV為舒張期血量以及ESV為收縮期血量。
舒張期和收縮期的血量可以借助超聲心動描記術確定。通過射血分數與心搏的次數或與此前確定的時間間隔內分別對應的心搏相乘，得到基準血量，它對應于從造影劑給入開始并直至濃度最大值的時間間隔內通過心臟泵送的血液量。基準血量考慮了心臟實際存在的生理狀況。無論是心搏的次數還是基準血量均適用于控制主檢查時掃描的開始時間點。
所測定的心搏6的次數和/或所測定的基準血量可以在計算單元19上被儲存在例如電子患者病歷內，并且可以被用來連同儲存在里面的生理數據來確定健康狀況。
圖4以方框圖示出用于實施主檢查的第二操作方法。在第一方法步驟30中，通過調整檢查臺面16和拍攝系統11、12取得對檢查區14掃描的起始位置。隨后作為預調整值以在預檢查中所測定的心搏6次數的形式加載對開始掃描所需的工作參數。在第二方法步驟31中，借助造影劑設備21注入造影劑4。同時，開始采集心搏并將所采集的心搏與預調整值連續比較。在相同的情況下，開始在第三方法步驟32中對檢查區14的掃描，使得掃描在檢查區14內造影劑4的最大濃度上進行。對掃描開始時間點的控制也可以選擇在此前測定的基準血量、也就是通過血液循環泵送的血液量直至達到造影劑4濃度的最大值基礎上，并且在與主檢查時所采集的心搏相乘的射血分數的基礎上進行。
本發明的主要思路可以作如下概括本發明涉及一種用于X射線裝置1在使用造影劑4的情況下實施預檢查的操作方法，其中，在造影劑給入8的第一時間點與造影劑4濃度最大值9的第二時間點之間的時間間隔7內確定心搏6的次數。本發明還涉及一種用于X射線裝置1在使用造影劑4的情況下實施主檢查的操作方法，其中，只有在心搏6的次數與預調整的數值相一致的情況下才開始對檢查區14的掃描，使得掃描在檢查區14內的造影劑4高濃度下進行，而無需將該數值與實際出現的心律相配合。
權利要求
1.一種用于X射線裝置(1)實施預檢查的操作方法，其中，在連續的時間點上作為對掃描位置(5)上患者(3)體內擴散的造影劑(4)濃度的度量而采集衰減值(2)，其中，為所要實施的主檢查作為用于確定掃描開始時間點的測量參數確定這樣一個時間間隔(7)內患者(3)心搏(6)的次數，即，該時間間隔通過造影劑給入(8)的第一時間點和所述衰減值(2)的局部最大值(9)的第二時間點來定義。
2.按權利要求1所述的方法，其中，采用與主檢查相比較小強度的X射線輻射實施所述預檢查。
3.按權利要求1或2所述的方法，其中，將用于測定衰減值(2)的時間點等距離地設置在時間軸上。
4.按權利要求1至3所述的方法，其中，如下確定所述衰減值(2)的局部最大值(9)，即，從所采集的衰減值中計算出造影劑濃度的曲線分布(10)并隨后測定該曲線分布的局部最大值。
5.按權利要求4所述的方法，其中，所述曲線分布(10)為高級多項式。
6.按權利要求1至5之一所述的方法，其中，為所要實施的主檢查儲存心搏(6)的次數。
7.按權利要求6所述的方法，其中，在電子患者病歷內進行儲存。
8.按權利要求1至7之一所述的方法，其中，將心搏(6)的次數與作為基準血量的度量的所測定的心臟射血分數相乘。
9.按權利要求8所述的方法，其中，將所述基準血量為所要實施的主檢查進行儲存。
10.按權利要求8或9所述的方法，其中，在電子患者病歷內進行儲存。
11.一種用于X射線裝置實施主檢查的操作方法，其中，在使用造影劑(4)的情況下通過X射線裝置(1)的拍攝系統(11、12)掃描患者的檢查區(14)，其中，從造影劑給入(8)的第一時間點起測定患者(3)的心搏(6)次數，并且在該次數與預調整值之間進行連續比較，其中，只有在心搏(6)的次數與預調整值相一致的情況下才開始對檢查區(14)的掃描，使得掃描在檢查區(14)內的造影劑(4)高濃度下進行。
12.按權利要求11所述的方法，其中，所述預調整值對應于按權利要求1至10之一所述用于X射線裝置(1)實施預檢查的操作方法確定的測量參數。
13.按權利要求11所述的方法，其中，在比較之前將心搏(6)的次數在與所測定的心臟射血分數相乘，并且所述預調整值對應于在預檢查的范圍內所測定的基準血量，該基準血量是按權利要求8至10之一所述的操作方法測定的。
全文摘要
本發明涉及一種用于X射線裝置(1)在使用造影劑(4)的情況下實施預檢查的操作方法，其中，在造影劑給入(8)的第一時間點與造影劑(4)濃度最大值(9)的第二時間點之間的時間間隔(7)內確定心搏(6)的次數。本發明還涉及一種用于X射線裝置(1)在使用造影劑(4)的情況下實施主檢查的操作方法，其中，只有在心搏(6)的次數與預調整的數值相一致的情況下才開始檢查區(14)的掃描，使得掃描在檢查區(14)內的造影劑(4)高濃度下進行，而無需將該數值與實際出現的心律相配合。
文檔編號G01T1/161GK101015457SQ200610130909
公開日2007年8月15日 申請日期2006年12月25日 優先權日2005年12月23日
發明者加布里埃爾·哈拉斯, 馬塞厄斯·尼薩默 申請人:西門子公司