用於醫學成像設備的運行方法和與其對應的對象的製作方法

2023-05-20 16:57:31

專利名稱：用於醫學成像設備的運行方法和與其對應的對象的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於具有控制裝置和拍攝裝置的醫學成像設備的運行方法。這種運行方法是普遍公知的。
此外，本發明還涉及一種數據載體，具有儲存在數據載體上用於實施這種運行方法的電腦程式，一種具有這種數據載體的計算機，以及一種具有拍攝裝置和計算機的醫學成像設備，其中，計算機上存放電腦程式，在調用其時醫學成像設備可依據這種運行方法進行運行。這些對象也是普遍公知的。
背景技術：
上述運行方法和所屬的裝置也用於採集人類心臟的心臟冠狀血管的血管造影拍攝(＝二維圖像)和然後確定心臟冠狀血管的數量、長度、直徑等。用於對採集血液流動速度的圖像的評定也已經是公知的。
上述運行方法和所屬裝置的另一種應用在於，在較長時間上採集跳動心臟(或更為普遍的是重複運動的檢查對象)圖像的序列。在此，圖像序列的採集根據用戶的相應開始信號進行。此外，與圖像同時還採集其採集時間點和相位信號(在心臟跳動時例如EKG信號)。然後，將圖像序列、採集時間點和相位信號為以後的評定進行歸檔。
藉助於這些序列例如可以採集所謂的心肌臉紅(Myocardial Blush)，藉助其可以說明心臟供血狀況。
不過，估計心肌的血液流通具有很多困難。因為最終要取決於直徑僅有幾微米和裡面進行氧氣交換的極小毛細血管內的血液流通。然而血管造影上可觀察到的心血管直徑近一毫米或者更多。不過，血管造影上可觀察到的心血管的血液流通導致毛細血管的血液流通並非簡單正確和允許的。
毛細血管內血液流通的動力在血管造影圖像中原則上可以通過心肌普遍的(也就是不局限於單個血管上)對比度凸起部位識別。但由於在應用和解釋中出現的問題，對比度的這些凸起區域一般不使用。因此，現有技術中經常採用從較大的心臟冠狀血管的血液流通中得出毛細血管血液流通的結論。
為了能夠測量大血管和毛細血管內的血流動力並因此能夠進行比較，人們使用將比例的連續區域分成單個等級的各種分級系統。這些分級的某些說明宏觀的血液循環，另一些說明毛細血管血液循環。在此，絕大多數使用的分級由科學組織「Thrombolysis in myocardial infarction(TIMI)」制訂。這些分級被作為標準使用，但在使用上卻很複雜且費時。在特別是取決於可複製和可比較結果的多中心研究中，經常使用TIMI分級。然而，在臨床日常工作上一般情況下不使用這些分級。此外，由於臉紅的個別評價產生差別很大的結果(特別在不同使用者的情況下)。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於，排除使用TIMI分級或者其它分級時的障礙。該技術問題在本文開頭所述類型的運行方法中如下得以實現-控制裝置從用戶接收對圖像評定方法的選擇並隨後自動調整拍攝裝置針對選擇與定位無關的運行參數和/或為用戶預先規定用於調整與定位無關的運行參數的指令，以及-控制裝置根據用戶的開始信號採集重複運動的檢查對象的連續二維圖像序列及其採集時間點以及檢查對象的相位信號並將圖像序列、採集時間點和相位信號歸檔。
因為由此保證醫學成像設備的運行參數始終得到相同調整，由此達到所採集的圖像序列的可複製性還有可比較性。
控制裝置優選地在開始輸入之前還從用戶接收對檢查對象區域的選擇並隨後自動將拍攝裝置進行針對選擇的定位和/或為用戶預先規定用於拍攝裝置定位的針對選擇的指令。因為由此進一步提高序列的可複製性和可比較性。
優選地，所要歸檔的圖像在歸檔之前以針對檢測器的校正進行校正。因為這樣才能使所歸檔的圖像真正具有說服力。優選地，所要歸檔的圖像在歸檔之前除針對檢測器的修正外不做進一步處理。
與定位無關的參數的數量和類型種類繁多。如果拍攝裝置具有X射線源和X射線檢測器，那麼與定位無關的運行參數至少包括X射線源的運行電壓、X射線源的運行電流、所採集圖像中邊緣凸起部位的體積、κ因數、γ參數、圖像速率和造影劑量等參數之一。特別是，與定位無關的運行參數也可以包括多個上述參數，需要時甚至可以包括上述所有參數。
優選地，控制裝置在開始信號之前採集檢查對象的圖像並將該圖像通過顯示器輸出給用戶。因為然後在開始輸入之前可以通過用戶目測檢查。開始輸入之前採集的該圖像自然不歸檔。需要時可以進行針對檢則器的校正以外的處理。
優選地，控制裝置根據開始信號向檢查對象輸出視覺和/或聽覺第一信號。因為然後檢查對象可以做出相應反應。例如，如果開始之前約1秒鐘向檢查對象輸出屏住呼吸的要求，那麼檢查對象可以屏住呼吸。如果作為替換或者附加在採集圖像序列開始之前向檢查對象輸出其它通知，那麼檢查對象可以對必須何時吸氣和此後屏住呼吸及時提前做好準備。
如果控制裝置向檢查對象輸送觸發脈衝，需要時可以迫使檢查對象產生幾乎周期性的運動。它的特別優點是，在無觸發脈衝的情況下檢查對象的重複會有很大波動。
優選地，控制裝置這樣控制圖像的採集，使得採集多組圖像並且在每組圖像內部採集與檢查對象接受預先確定的基準相位的在先時間點(基準時間點)相對的針對各自圖像的採集時間點上的每個圖像。因此，優選地將圖像的採集與檢查對象的基準相位聯繫起來。由此，特別是可以在對象的周期性運動情況下採集圖像序列，其中存在具有檢查對象的實際相同相位的跨越圖像組的圖像。
個別情況下，每組圖像的圖像數量可以為1。但一般情況下，每組圖像的圖像數量大於1。
在所提到的後一種情況下，可以選擇每組圖像內部的採集時間點以恆定的或者以非恆定的時間偏移連續。在此，最早的採集時間點可以選擇為基準時間點或者也可以處於基準時間點之後。如果時間偏移在連續圖像之間恆定以及最早的採集時間點處於基準時間點之後，那麼特別是時間偏移在最早的採集時間點與基準時間點之間與恆定的時間偏移相對應。
如果控制裝置根據開始信號在預先確定的注射時間點上自動將造影劑注射入檢查對象中或者向用戶輸出注射造影劑的要求，那麼可以進一步提高所採集圖像序列的可複製性和可比較性。
控制裝置連續地檢查是否滿足中斷條件。只要滿足中斷條件，它就停止圖像的採集。在此，中斷條件可以是時滯、達到確定數量的採集圖像、達到確定數量的檢查對象的迭代或者用戶輸入。
優選地，控制裝置在圖像採集結束後向檢查對象輸出視覺和/或聽覺第二信號。因為由此檢查對象例如可以被告知允許再呼吸和運動。
優選地，所採集的圖像為進行歸檔附加通過顯示器直接輸出給用戶。在此，所採集的圖像可以在輸出給用戶之前以針對檢測器的校正進行校正並進行除此以外的處理。由於將所採集的圖像輸出給用戶，在採集圖像序列期間也可以通過用戶進行連續的目測檢查。
優選地，控制裝置在採集圖像期間保持與定位無關的運行參數(以及必要時依賴於定位的運行參數)儘可能恆定。這點進一步提高所採集圖像的可複製性和可比較性。如果運行參數未能保持恆定，那麼至少儘可能地進行相應的調整。
可以將一方面圖像的採集和歸檔與另一方面對所採集和所歸檔圖像的評定彼此完全分開。但也可以進行耦合。如果將一方面採集和歸檔與另一方面評定相互耦合，那麼控制裝置將所歸檔的圖像序列、對應的採集時間點和對應的相位信號提供給評定裝置使用。用戶然後至少選擇圖像之一作為基準圖像，然後評定裝置藉助採集時間點和相位信號自動或者根據相應的用戶指令將所採集序列的其它圖像確定為評定圖像。評定裝置最後藉助基準圖像和評定圖像自動建立報告，將其分配給所採集的序列並歸檔。在此，評定裝置可與控制裝置相同。但它也可以是不同於控制裝置的裝置。
為確定基準圖像優選下列過程-評定裝置自動選擇在檢查對象第一或者最後的迭代中採集的圖像。
-評定裝置藉助所選擇圖像的採集時間點和相位信號測定其相位。
-評定裝置將所選擇的圖像和所測定的相位通過顯示器輸出給用戶並且等待用戶輸入。
-評定裝置在取決於用戶輸入的情況下採取下列措施之一它選擇時間上直接在目前選擇的圖像之前採集的圖像或者選擇時間上直接在目前選擇的圖像之後採集的圖像、測定其相位、將現在選擇的圖像及其相位通過顯示器輸出給用戶並重新等待用戶輸入。或者將目前選擇的圖像確定為基準圖像。
通過上述的措施，基準圖像的確定是交互作用和特別簡單的。不過，作為替換評定裝置也可以從用戶接收相位並藉助採集時間點和相位信號將在檢查對象的第一或者最後的迭代中所採集的圖像之一確定為基準圖像。
優選地，評定裝置從評定圖像中減去基準圖像並且這樣確定差值圖像。因為由此可以使評定裝置藉助差值圖像建立報告。這一措施因此是優選的，因為差值圖像特別具有說服力。
如果評定裝置在差值形成之前進行評定圖像的彈性圖像移動，根據其將評定圖像與基準圖像的相關最大化，則可以進一步提高差值圖像的說服力。在此，彈性圖像移動的測定本身是公知的。例如可以參閱George Wollberg發表在IEEE ComputerSociety Press Monograph，Wiley-IEEE Computer Society Pr；1st edition(1990年7月27日)，ISBN 0818689447第187-260頁上的專業論文「Digital Image Warping」(數字圖像扭曲)。或者，也可以參閱Urban Malsch等人發表在Springer出版社「Bildverarbeitung für die Medizin 2003-Algorithmen-Systeme-Anwendungen」(2003醫學圖像處理-算法-系統-應用)第81-85頁的專業論文「QuantitativeAnalyse von Koronarangiographischen Bildfolgen zur Bestimmung derMyokardperfusion」(用於確定心肌灌注的冠狀血管造影圖像序列的量化分析)。
評定裝置優選地以DICOM格式建立報告。因為DICOM格式應用廣泛。
特別具有優點的是，評定裝置將評定圖像的部分區域與基準圖像的對應部分區域進行比較，藉助該比較確定像素值對各自評定圖像的所有像素有效的變換，從而被變換的評定圖像部分區域像素的平均值與基準圖像部分區域像素的平均值形成預先確定的函數關係，而且各自評定圖像的像素與該變換相應地變換。因為由此即使在與定位無關的運行參數未能保持恆定的情況下，也可以自動生成可相互比較的圖像。作為替換，變換可以是線性的或者非線性的。函數關係例如可以在於，平均值的差或者商處於一種彼此預先確定的關係上。特別是在這裡可以這樣進行變換，使得差爭取接近零或最小值或者爭取商接近1。
部分區域可以對所有評定圖像為同一個部分區域。作為替換，它可以由用戶為評定裝置預先規定或者由評定裝置自動測定。
如果評定裝置自動測定部分區域，那麼它最好在評定圖像或者基準圖像的移動區域內部移動評定核，在評定核的每個位置上測定體現評定核像素波動特徵的波動值並作為部分區域確定波動值最小位置上的評定核。作為波動值例如可以使用最大和最小平均值之間的差、方差、分布等。
作為替換，移動區域可以由評定裝置自動測定或者由用戶為評定裝置預先規定。在此，移動區域需要時可以取決於檢查對象的所選擇區域。類似情況也適用於評定核。
如果評定裝置將部分區域與基準圖像、評定圖像之一或者藉助評定圖像之一和基準圖像的差測定的差值圖像通過顯示器輸出給用戶，那麼特別是可以通過用戶進行目測檢查。在此，只要測定差值圖像，它優選地也藉助於所使用的評定圖像的彈性圖像移動進行，根據其將評定圖像與基準圖像的相關最大化。
優選地，評定裝置僅藉助基準圖像和評定圖像的至少一個相互聯繫的二維評定區域的像素值建立報告。因為這樣報告更具有說服力。在此，評定區域可以選擇性地由評定裝置自動測定或者由用戶為評定裝置預先規定。
在通過用戶預先規定的情況下，評定裝置尤其可以向用戶建議暫時的評定區域，而用戶確認或者拒絕該暫時的評定區域。需要時用戶也可以具有在確認之前修改暫時評定區域的可能性。
通常一次為所有圖像預先規定評定區域。但評定裝置的評定區域也可以為每個評定圖像個別地預先規定。在這種情況下，評定裝置優選地將評定區域相互比較以及在評定區域相互不對應的情況下向用戶輸出報警信號。
如果檢查對象包括血管系統，則評定裝置優選地在建立報告時不考慮基準圖像和與血管系統對應的評定圖像的區域。因為這樣報告對心肌臉紅特別具有說服力。血管系統的測定作為分割是普遍公知的。因此無需詳細介紹。
評定裝置優選地藉助評定圖像和基準圖像測定檢查對象時間上的變化並將體現檢查對像時間上變化特徵的表示通過顯示器發送給用戶。例如所傳送的特徵表示為評定圖像之一或者基準圖像的彩色編碼表示，其中，顏色為在各自位置上檢查對象時間上變化的持續時間和/或尺寸的函數。當然也可以選擇地顯示具有作為時間函數的心肌臉紅強度相應值的矩陣、列表或者其它表示。


其它優點和細節由下面結合附圖對實施例的說明給出。圖中按照原理圖圖1示出醫學成像設備的基本結構；圖2示出流程圖；圖3-8示出時間曲線圖；圖9-14示出流程圖；以及圖15示意地示出彩色編碼圖像。
具體實施例方式
依據圖1，醫學成像設備具有拍攝裝置1和計算機2。在此，拍攝裝置1由計算機2控制。因此計算機2相當於拍攝裝置1的控制裝置。
計算機2具有按照大容量存儲器形式的、例如硬碟形式的數據載體3。大容量存儲器3內存有電腦程式4，在調用其時醫學成像設備依據後面詳細介紹的運行方法進行運行。
電腦程式4可以各種方式導入到計算機2。例如可以將電腦程式4通過通向計算機網絡6的接口5導入到計算機2。電腦程式4也可以僅機器可讀的方式儲存在移動式數據載體7，也就是可換媒體上，可換媒體7通過適當的接口8與計算機2耦合併且從可換媒體7中讀出電腦程式4並存放在大容量存儲器3上。
拍攝裝置1依據實施例作為X射線設備構成。它因此具有X射線源9和X射線檢測器10，其中，藉助於X射線檢測器10可以採集(通常為人的)檢查對象11的二維透視圖像B。因此，後面結合作為X射線裝置構成的拍攝裝置1和作為檢查對象11的人對本發明進行描述。但該實施例不能視為限制性的。只要依據本發明運行方法的下列說明涉及到X線設置和人，那麼它僅是舉例。
依據圖2計算機2在步驟S1中首先從用戶12通過適當的輸入裝置13接收對運行方式的選擇。所選擇的運行方式例如可以是單幅圖像運行、手動運行、為採集用於檢查對象11三維重建的圖像拍攝裝置1的迴轉等。對應的圖像評定方法均可與這些運行方式的每一種耦合。因此，運行方式的選擇同時相當於相應的圖像評定方法的選擇。
下面假設，用戶12選擇了一種運行方式，其中要進行圖像序列B的採集，這些圖像以後用於所謂心肌臉紅的評定。因此，檢查對象11在具體情況下是一般完全的一個人，而是其心臟。檢查對象11因此是一個重複運動的對象，因為心臟不言而喻重複跳動。此外，檢查對象11出於這一原因還包括血管系統，即心臟冠狀血管。
在取決於對圖像評定方法的選擇，也就是針對選擇的情況下，計算機2在步驟S2中現在調整拍攝裝置1與定位無關的運行參數U、I、α、κ、γ、R、M。也可以選擇性地為用戶12預先規定用於調整與定位無關的運行參數U、I、α、κ、γ、R、M的相應指令。例如，計算機2可以為拍攝裝置1預先規定X射線源的運行電壓U、X射線源9的運行電流I、所採集圖像B中邊緣凸起部分的尺寸α、κ因數κ、γ參數γ、圖像速率R和造影劑量M。在此，所調整的或預先規定的運行參數U、I、α、κ、γ、R和/或M可以選擇為固定地預先規定，也就是由該醫學設備的製造商固定。但也可以選擇用戶12在其它情況下確定這些運行參數。關鍵是預先確定這些數值。
可以採集檢查對象11的不同區域。因此，計算機2優選地在步驟S3中從用戶12接收對檢查對象11區域的選擇。然後根據所選擇的區域，優化拍攝裝置1相對於檢查對象11的其它定位。因此，在步驟S4中，計算機2將拍攝裝置1與步驟S3的選擇相應地定位，或者為用戶12預先規定用於定位拍攝裝置1的相應針對選擇的指令。在這裡關鍵的也是預先確定定位。而次要的是，定位是由醫學成像設備的製造商還是由用戶12確定。
作為下一步計算機2藉助於X線檢測器10在步驟S5中採集二維圖像B。它將該圖像(同樣在步驟S5的範圍內)以針對檢測器的校正進行校正。此外，它對所採集的圖像進行附加處理並通過顯示器14輸送給用戶。用戶12因此有可能目測確認(依賴於定位的和與定位無關的)調整和運行參數是否符合規定。
在步驟S6中，計算機2然後等待用戶12的開始信號S。
如果用戶12預先規定開始信號S，那麼計算機2在步驟S7中首先向檢查對象11輸出視覺和/或聽覺第一信號。輸出第一信號的意義在於，使檢查對象知道採集圖像序列B即將開始，即在延遲時間過程之後。檢查對象因此還有時間裡如吸氣和屏住呼吸或者諸如此類的更多動作。延遲時間過程由計算機2在步驟S8中等待。
在延遲時間過程之後，計算機2在步驟S9中採集二維圖像B並與此平行採集檢查對象11的相位信號。計算機在步驟S9的範圍內對該圖像B以針對檢測器的校正進行校正，但並不做進一步處理。計算機2將得到校正的採集圖像B歸檔。與該圖像共同歸檔的還有其採集時間點t和相位信號。
此外，計算機2在步驟S10中將所採集的圖像B通過針對檢測器的校正進行處理並將經處理的圖像B通過顯示器14直接輸出給用戶12。由此可以通過用戶12進行不斷的目測檢查。
依據圖2，此外可以選擇性地在步驟S11中向檢查對象11輸送觸發脈衝T。這一點需要時在人的心臟例如跳動不規則或者很弱的情況下具有意義。而一般情況下，不需要輸送觸發脈衝T。步驟S11因此只是選項並出於這一原因在圖2中採用虛線標出。
此外，計算機2在步驟S12中檢查是否(從開始信號S起計算)達到應將造影劑注射檢查對象11的注射時間點。如果達到該注射時間點，計算機2在步驟S13中注射造影劑或者向用戶12輸出注射造影劑的相應要求。否則直接過渡到步驟S14。
在步驟S14中，計算機2檢查與定位無關的運行參數U、I、α、κ、γ、R、M在採集圖像B期間是否被修改。如果是這種情況，計算機2在步驟S15中採取校正，從而運行參數U、I、α、κ、γ、R、M儘可能保持恆定。否則直接過渡到步驟S16。
在步驟S16中，計算機2檢查是否滿足中斷條件。在此，中斷條件例如可以是時滯、達到確定數量的採集圖像B、達到確定數量的檢查對象11的迭代或者用戶12的輸入。
如果沒有滿足中斷條件，那麼計算機2返回它採集下個圖像B的步驟S9。而如果滿足了中斷條件，計算機2停止圖像2的採集並過渡到步驟S17。在該步驟S17中，計算機2向檢查對象11輸出視覺和/或聽覺的第二信號。檢查對象11因此知道例如允許重新呼吸和/或運動。
單個二維圖像B採集的方式可以多種類型構成。這一點下面結合圖3至8進行詳細說明。
圖3首先示出檢查對象11分別取得基準相位的多個時間點。基準相位例如可以對應於EKG的R鋸齒。
單個二維圖像B的採集在最簡單的情況下與基準時間點無關地進行。圖4示出這種情況。
不過，計算機2也可以這樣控制圖像B的採集，使其採集多組圖像B。然後在每組圖像B的內部，在與檢查對象11取得基準相位的在先時間點(基準時間點)相對的針對各自圖像B的採集時間點上採集每個圖像B。圖5至8示出這種情況構成。
依據圖5，每組圖像B的圖像B數量為1。各自基準時間點與圖像B的採集時間點之間的時間偏移t1在此可以選擇性地為零或者大於零。
但一般情況下每組圖像B的影響B數量大於1。圖6至8示出這種情況構成。
依據圖6和7，採集時間點在每組圖像B的內部以恆定的時間偏移t2連續。圖6與7之間的區別在於，圖6中最早的採集時間點以時間偏移t3處於基準時間點之後，而在圖7中最早的採集時間點為基準時間點本身。依據圖6，因此在基準時間點與最早的採集時間點之間存在時間偏移t3。該時間偏移t3可以選擇性地等於時間偏移t2或者不等於時間偏移t2。
依據圖8，採集時間點也可以在每組圖像B的內部不以恆定的時間偏移連續。這一點從圖8中藉助單個圖像B的彼此不同距離反映出來。從各自基準時間點到各組第一圖像B採集時間點的時間偏移t4可以選擇性地為零或者大於零。
所採集和歸檔的圖像B不言而喻也必須被評定。這一點在步驟S18中進行。在此，計算機2本身可以執行步驟S18。在這種情況下，它本身提供歸檔的圖像序列B、對應的採集時間點t和對應的相位信號可供使用。因此，在這種情況下，它本身同時也是所採集圖像序列B的評定裝置。但也可以將所採集的圖像序列B、對應的採集時間點t和相位信號提供給與計算機2不同的評定裝置。下面舉例假設計算機2本身也承擔評定裝置的功能。
在對所採集的圖像序列B的評定範圍內，用戶12首先選擇圖像B之一作為基準圖像。計算機2依據圖9在步驟S21中接收這一選擇。為選擇基準圖像在此可以有兩種優選的措施。下面結合圖10和11對這兩種措施進行詳細說明。
依據圖10，計算機2為選擇基準圖像在步驟S31首先自動選擇在檢查對象11的第一或者最後迭代中採集的圖像B。然後計算機2在步驟S32中藉助對應的採集時間點t和相位信號測定所選擇圖像B的相位。計算機2在步驟S33中通過顯示器14將所選擇的圖像B和所測定的相位輸出給用戶12，並且然後在步驟S34中等待用戶輸入。
在步驟S35中，計算機2檢查用戶輸入是否是選擇。如果是這種情況，計算機2將目前選擇的圖像B在步驟S36中確定為基準圖像。否則計算機2在步驟S37中檢查用戶輸入是否是向前翻頁的指令。如果是這種情況，計算機在步驟S38中選擇時間上直接在目前選擇的圖像B之後採集的圖像B並返回步驟S32。否則計算機2選擇直接在目前選擇的圖像B之前採集的圖像B並同樣返回步驟S32。
依據圖11也可以選擇用戶12為計算機2在步驟S41中預先規定所要求的相位。在這種情況下，計算機2在步驟S42中藉助採集時間點t和相位信號將在檢查對象11的第一或者最後迭代中採集的圖像B之一確定為步驟S42中的基準圖像。
在確定基準圖像後，計算機2依據圖9利用步驟S22繼續對所採集的圖像序列B評定。在步驟S22中，計算機2藉助採集時間點t和相位信號自動確定所採集序列的其它圖像作為評定圖像。在此，這種確定最好通過計算機2自動進行。但也可以通過用戶12的相應輔助輸入交互式確定。
作為下一步計算機2優選地在步驟S23中採集評定圖像的彈性圖像移動並進行這種彈性圖像移動。在此，彈性圖像移動的測定這樣進行，使各自所觀察的評定圖像與基準圖像的相關最大化。
然後，計算機2將評定圖像在步驟S24中與基準圖像匹配。下面結合圖12對該步驟S24進行詳細介紹。
依據圖12，計算機2首先在步驟S51中確定評定圖像和基準圖像的部分區域。在最簡單的情況下，這種確定根據用戶12的相應輸入進行。不過，計算機2也可以自動地確定部分區域。這一點後面結合圖13還要詳細介紹。
在確定部分區域後，計算機2在步驟S52中選擇評定圖像之一。然後，計算機2在步驟S53中將所選擇的評定圖像與基準圖像相互比較。在此，該比較僅在相互對應的部分區域內部進行。然後，計算機2藉助比較在步驟S54中確定所選擇評定圖像的像素值變換。該變換這樣確定，使得一方面所變換評定圖像部分區域像素的平均值和另一方面基準圖像像素的平均值形成預先確定的函數關係。該函數關係在此特別是在於，所變換評定圖像部分區域像素的平均值等於基準圖像部分區域像素的平均值。變換可以選擇性地為線性或者非線性。
與在步驟S54中確定的變換相應，計算機2然後在步驟S55中變換所選擇評定圖像的所有像素，也就是既有部分區域內部的也有外部的。
在步驟S56中，計算機2檢查它是否已經為所有評定圖像實施了步驟S52至S55。如果還不是這種情況，它首先過渡到選擇其它評定圖像的步驟S57並然後返回步驟S52。否則依據圖9步驟S24的評定圖像的匹配結束。
如結合圖12已經提到的那樣，通過相應的用戶輸入確定部分區域是最簡單的情況。下面結合圖13詳細介紹通過計算機2確定部分區域。與部分區域的確定是通過相應的用戶輸入還是自動通過計算機2進行的問題無關，但優選地該部分區域對所有評定圖像是同一部分區域。
如果計算機2自動確定部分區域，那麼計算機2依據圖13在步驟S61中首先選擇評定圖像之一或者基準圖像。然後，在所選擇的圖像中計算機2在步驟S62中測定移動區域或者從用戶12接收移動區域。只要需要，計算機2在此就考慮檢查對象11的所選擇區域。
如果計算機2自動確定移動區域，這一點例如可以由此進行，即它自動選擇然後與移動區域相應的象限或者象限的一部分。如果移動區域由用戶12為計算機2預先規定，則用戶12例如可以在所選擇的圖像中做出多邊形導線或者矩形標記。
在這兩種情況下，可以在確定移動區域時考慮檢查對象11所選擇的區域。例如，計算機2在取決於檢查對象11的所選擇區域情況下確定象限或者其部分。在通過用戶12輸入的情況下，也可以在取決於檢查對象11的所選擇區域情況下，確定移動區域必須處於其內部的加框區域。
移動區域是一種所要確定的評定核在裡面移動的區域。與移動區域類似，在步驟S63中確定二維評定核。在這裡也可以選擇性地再通過計算機2自動採集或者通過用戶12的預先規定進行。此外，在這裡需要時也可以再考慮檢查對象11的所選擇區域。
為了實際確定部分區域，作為下一步在步驟S64中將變量MIN設為最大可能的數值。此外，在步驟S66中在所選擇圖像中的移動區域內部確定評定核的一個(原則上任意的)起始位置。
在步驟S67中，計算機2現在目前位置上確定波動值SW，它體現評定核目前確定的位置上評定核內部的像素波動特徵。例如可以確定最大和最小像素值之間的差或者例如散射或者方差的統計參數。
在步驟S68中，計算機2檢查波動值SW是否小於變量MIN。如果是這種情況，計算機2在步驟S69中將變量MIN設為波動值SW並將目前的位置作為最小位置儲存。否則計算機2直接過渡到步驟S70。
在步驟S70中，計算機2檢查它是否已經為移動區域內部評定核的所有可能位置執行了步驟S67至S69。如果不是這種情況，計算機2過渡到它確定評定核迄今為止尚未評定的新位置的步驟S71。然後它返回步驟S67。否則計算機2在步驟S72中確定與部分區域最小位置上的評定核。然後，計算機2在步驟S73中將基準圖像、評定圖像之一或者評定圖像之一與基準圖像的差值圖像通過顯示器14輸出給用戶12。在此，它將該部分區域淡入輸出的圖像內。
只要不進行其它工作，作為下一步依據圖9在步驟S25中通過從評定圖像中減去基準圖像形成差值圖像。此外，在步驟S26中選擇差值圖像的一部分。下面結合圖14詳細介紹該部分的選擇。
依據圖14，計算機2在步驟S81中首先自動確定第一相互聯繫的二維評定區域。但該評定區域僅是暫時的。然後計算機2在步驟S82中等待用戶輸入。
在步驟S83中，計算機2檢查用戶輸入是否是確認。如果是這種情況，計算機2在步驟S84中將本身封閉的評定區域作為所選擇的評定區域接受。否則計算機2在步驟S85中接受用戶12的修改指令並返回步驟S82。
不言而喻，用戶12不僅具有採納和修改暫時評定區域的可能性，而且他還可以不拒絕它。這一點在圖14中出於概覽的原因沒有同時示出。
在步驟S86中，計算機2作為下一步檢查評定區域的確定現在是否結束。如果不是這種情況，那麼計算機2在步驟S87中自動確定另一個本身封閉的暫時評定區域並返回步驟S82。否則評定區域的確定結束。
步驟S82至S85僅是選項。如需要時可以將它們取消。如果是這種情況，也就是如果取消步驟S82至S85，那麼計算機2完全自動測定評定區域。
在確定所選擇的部分後，計算機2依據圖14還要執行一個步驟S88。在該步驟S88中，計算機2將檢查對象11的血管在差值圖像的評定區域內分割。然後它利用步驟S27繼續對依據本發明的運行方法進行進一步操作(參見圖9)。
一般情況下，所選擇部分的確定為所有差值圖像一次完成。但也可以用戶12為每個評定圖像個別確定評定區域並為計算機2相應預先規定。在這種情況下，計算機2將單個評定圖像的評定區域相互比較。在評定區域相互不對應的情況下它向用戶12輸出報警信號。
在步驟S27中，計算機2藉助差值圖像的所選擇部分確定檢查對象11修改的時間上的變化。它在此不考慮檢查對象11的在步驟S88中分割的血管系統。
在後面的步驟S28中，計算機2自動建立報告，將其分配給所採集的序列並將其歸檔。在此，報告的建立藉助在步驟S25中採集的差值圖像進行，更確切地說僅藉助評定區域中差值圖像的像素值進行。根據在步驟S88中血管系統的分割，計算機2在建立報告時不考慮該血管系統。
報告的格式原則上可以任意選擇。但計算機2優選地以DICOM格式建立報告。
除建立報告外，計算機2在步驟S29中還將體現檢查對象11時間上變化的圖像通過顯示器14輸出給用戶12。例如(參見圖15)可以在顯示器14上顯示評定圖像之一或者基準圖像或差值圖像之一的彩色編碼圖像。顏色在這種情況下為檢查對象11時間上變化的持續時間和/或程度的函數。可以將相應的彩色刻度同時淡入所顯示的圖像內。
因此，藉助於依據本發明的運行方法可以比迄今為止明顯更加可靠地採集檢查對象11可複製的圖像序列。
權利要求
1.一種用於具有控制裝置(2)和拍攝裝置(1)的醫學成像設備的運行方法，-其中，控制裝置(2)從用戶(12)接收對圖像評定方法的選擇，並隨後自動調整拍攝裝置(1)針對選擇與定位無關的運行參數(U、I、α、κ、γ、R、M)和/或為用戶(12)預先規定用於調整與定位無關的運行參數(U、I、α、κ、γ、R、M)的指令，-其中，控制裝置(2)根據用戶(12)的開始信號(S)採集重複運動的檢查對象(11)的連續二維圖像(B)的序列及其採集時間點(t)以及檢查對象(11)的相位信號()並將圖像序列(B)、採集時間點(t)和相位信號()歸檔。
2.按權利要求1所述的運行方法，其特徵在於，控制裝置(2)在開始信號(S)之前從用戶(12)接收對檢查對象(11)區域的選擇並隨後自動將拍攝裝置(1)進行針對選擇的定位和/或為用戶(12)預先規定用於拍攝裝置(1)定位的針對選擇的指令。
3.按權利要求1或2所述的運行方法，其特徵在於，所要歸檔的圖像(B)在歸檔之前以針對檢測器的校正進行校正。
4.按權利要求3所述的運行方法，其特徵在於，所要歸檔的圖像(B)在歸檔之前除針對檢測器的校正外不進行其它處理。
5.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，拍攝裝置(1)具有X射線源(9)和X射線檢測器(10)，以及與定位無關的運行參數(U、I、α、κ、γ、R、M)至少包括X射線源(9)的運行電壓(U)、X射線源(9)的運行電流(I)、所採集圖像(B)中邊緣凸起部分的體積(α)、κ因數(κ)、γ參數(γ)、圖像速率(R)和造影劑量(M)等參數之一。
6.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，控制裝置(2)在開始信號(S)之前採集檢查對象(11)的圖像(B)並通過顯示器(14)輸出給用戶(12)。
7.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，控制裝置(2)根據開始信號(S)向檢查對象(11)輸出視覺和/或聽覺第一信號。
8.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，控制裝置(2)向檢查對象(11)輸送觸發脈衝(T)。
9.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，控制裝置(2)這樣控制圖像(B)的採集，使其採集多組圖像(B)並在每組圖像(B)內部採集與檢查對象(11)接受預先確定的基準相位的在先時間點(基準時間點)相對的針對各自圖像(B)的採集時間點(t)上的每個圖像(B)。
10.按權利要求9所述的運行方法，其特徵在於，每組圖像(B)的圖像(B)數量為1。
11.按權利要求9所述的運行方法，其特徵在於，每組圖像(B)的圖像(B)數量大於1。
12.按權利要求11所述的運行方法，其特徵在於，每組圖像(B)內部的採集採集時間點(t)以恆定的時間偏移(t2)連續。
13.按權利要求11所述的運行方法，其特徵在於，每組圖像(B)內部的採集時間點(t)以非恆定的時間偏移(t2)連續。
14.按權利要求11、12或13所述的運行方法，其特徵在於，最早的採集時間點(t)為基準時間點。
15.按權利要求11、12或13所述的運行方法，其特徵在於，最早的採集時間點(t)處於基準時間點之後。
16.按權利要求12和15所述的運行方法，其特徵在於，在最早的採集時間點(t)與基準時間點之間的時間偏移(t3)與恆定的時間偏移(t2)相對應。
17.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，控制裝置(2)根據開始信號(S)在預先確定的注射時間點上自動將造影劑注射到檢查對象(11)中或者向用戶(12)輸出注射造影劑的要求。
18.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，控制裝置(2)連續地檢查是否滿足中斷條件，並且只要滿足中斷條件就停止圖像(B)的採集。
19.按權利要求18所述的運行方法，其特徵在於，中斷條件為時滯、達到確定數量的採集圖像(B)、達到確定數量的檢查對象(11)的迭代或者用戶輸入。
20.按權利要求18或19所述的運行方法，其特徵在於，控制裝置(2)在圖像(B)採集結束後向檢查對象(11)輸出視覺和/或聽覺第二信號。
21.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，所採集的圖像(B)為進行歸檔額外地通過顯示器(14)直接輸出給用戶(12)。
22.按權利要求21所述的運行方法，其特徵在於，待輸出的圖像(B)在輸出給用戶(12)之前以針對檢測器的校正進行校正，並且被另外地處理。
23.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，控制裝置(2)在採集圖像(B)期間保持與定位無關的運行參數(U、I、α、κ、γ、R、M)儘可能恆定。
24.按前述權利要求中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，-控制裝置(2)將所歸檔的圖像序列(B)、對應的採集時間點(t)和對應的相位信號()提供給評定裝置(2)使用，-用戶(12)首先選擇圖像(B)之一作為基準圖像，-然後評定裝置(2)藉助採集時間點(t)和相位信號()自動或者根據相應的用戶輸入將所採集序列中的其它圖像(B)確定為評定圖像，-評定裝置(2)藉助基準圖像和評定圖像自動建立報告，將其分配給所採集的序列並歸檔。
25.按權利要求24所述的運行方法，其特徵在於，-評定裝置(2)為基準圖像的選擇自動選擇在檢查對象(11)第一或者最後的迭代中採集的圖像(B)，-評定裝置(2)藉助所選擇圖像(B)的採集時間點(t)和相位信號()測定其相位，-評定裝置(2)將所選擇的圖像(B)和所測定的相位通過顯示器(14)輸出給用戶(12)並然後等待用戶輸入，以及-評定裝置(2)根據用戶輸入--或者，選擇時間上直接在目前選擇的圖像(B)之前採集的圖像(B)或者選擇時間上直接在目前選擇的圖像(B)之後採集的圖像(B)、測定其相位、將現在選擇的圖像(B)及其相位通過顯示器(14)輸出給用戶(12)並重新等待用戶輸入，--或者，將目前選擇的圖像(B)確定為基準圖像。
26.按權利要求24所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)從用戶(12)接收相位並藉助採集時間點(t)和相位信號()將在檢查對象(11)的第一或者最後的迭代中所採集的圖像(B)之一確定為基準圖像。
27.按權利要求24、25或26所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)從評定圖像中減去基準圖像並這樣確定差值圖像，以及評定裝置(2)藉助差值圖像建立報告。
28.按權利要求27所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)在差值形成之前進行評定圖像的彈性圖像移動，根據其將評定圖像與基準圖像的相關最大化。
29.按權利要求24至28中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)建立DICOM格式的報告。
30.按權利要求24至29中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)將評定圖像的部分區域與基準圖像的對應部分區域進行比較，藉助該比較確定像素值對各自評定圖像的所有像素有效的變換，使得所變換的評定圖像部分區域像素的平均值與基準圖像部分區域像素的平均值形成預先確定的函數關係，而且各自評定圖像的像素與該變換相應地被變換。
31.按權利要求30所述的運行方法，其特徵在於，部分區域對所有評定圖像為同一個部分區域。
32.按權利要求30或31所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)的部分區域由用戶(12)預先規定。
33.按權利要求30或31所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)自動採集部分區域。
34.按權利要求33所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)為採集部分區域在評定圖像之一或者基準圖像的移動區域內部移動二維評定核，在評定核的每個位置上測定體現評定核像素波動特徵的波動值(SW)並確定波動值(SW)最小位置上的評定核作為部分區域。
35.按權利要求34所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)自動測定移動區域。
36.按權利要求34所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)的移動區域由用戶(12)預先規定。
37.按權利要求34、35或36結合權利要求2所述的運行方法，其特徵在於，移動區域取決於檢查對象的所選擇區域。
38.按權利要求34至37之一所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)自動採集評定核。
39.按權利要求34至37之一所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)的評定核由用戶(12)預先規定。
40.按權利要求34至39之一結合權利要求2所述的運行方法，其特徵在於，評定核取決於檢查對象(11)的所選擇區域。
41.按權利要求30至40中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)將部分區域與基準圖像、評定圖像之一或者藉助評定圖像和基準圖像之一的差值測定的差值圖像通過顯示器(14)輸出給用戶(12)。
42.按權利要求41所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)在差值形成之前進行所使用的評定圖像的彈性圖像移動，根據其將所使用的評定圖像與基準圖像的相關最大化。
43.按權利要求24至42中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)僅藉助基準圖像和評定圖像的至少一個相互聯繫的二維評定區域的像素值建立報告。
44.按權利要求43所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)自動測定評定區域。
45.按權利要求43所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)的評定區域由用戶(12)預先規定。
46.按權利要求45所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)向用戶(12)建議暫時的評定區域，以及用戶(12)採納或者拒絕該暫時的評定區域。
47.按權利要求46所述的運行方法，其特徵在於，用戶(12)具有在採納之前修改暫時評定區域的可能性。
48.按權利要求45、46或47所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)的評定區域為每個評定圖像個自預先規定，評定裝置(2)將評定區域相互比較，以及在評定區域相互不對應的情況下評定裝置(2)向用戶(12)輸出報警信號。
49.按權利要求24至48中任意一項所述的運行方法，其特徵在於，檢查對象(11)包括血管系統，以及評定裝置(2)在建立報告時不考慮基準圖像和評定圖像與血管系統對應的區域。
50.按權利要求24至49之一所述的運行方法，其特徵在於，評定裝置(2)藉助評定圖像和基準圖像測定檢查對象(11)時間上的變化，並且將體現檢查對像(11)時間上變化特徵的表示通過顯示器(14)發送給用戶(12)。
51.按權利要求50所述的運行方法，其特徵在於，特徵表示為評定圖像之一或者基準圖像或者差值圖像的彩色編碼表示，以及顏色是檢查對象(11)時間上變化的持續時間和/或尺寸的函數。
52.一種數據載體，具有儲存在數據載體上用於執行按前述權利要求中任意一項所述運行方法的電腦程式(4)。
53.一種計算機，具有按權利要求52所述的數據載體(3、7)。
54.一種具有拍攝裝置(1)和計算機(2)的醫學成像設備，其中，計算機(2)內存放電腦程式(4)，在調用其時可依據按權利要求1至51所述的運行方法運行醫學成像設備。
全文摘要
醫學成像設備的控制裝置(2)從用戶(12)接收對圖像評定方法的選擇。該控制裝置隨後自動調整拍攝裝置(1)針對選擇與定位無關的運行參數(U、I、α、κ、γ、R、M)和/或為用戶(12)預先規定用於調整與定位無關的運行參數(U、I、α、κ、γ、R、M)的指令。根據用戶(12)的開始信號(S)，控制裝置(2)藉助於醫學成像設備的拍攝裝置(1)採集重複運動的檢查對象(11)的連續二維圖像(B)的序列及其採集時間點(t)以及檢查對象(11)的相位信號(φ)並將圖像序列(B)、採集時間點(t)和相位信號(φ)歸檔。
文檔編號G06T1/00GK1911174SQ20061015938
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月3日 優先權日2005年8月3日
發明者埃斯特爾·卡馬斯, 馬丁·克林, 託馬斯·雷德爾 申請人:西門子公司