专利名称：X射线装置的操作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于X射线装置实施预检查的操作方法，其中，在连续的时间点上作为扫描位置上患者体内扩散的造影剂浓度的度量采集衰减值。本发明还涉及一种用于X射线装置实施主检查的操作方法，其中，在使用造影剂的情况下通过X射线装置的拍摄系统扫描患者的检查区。
背景技术：
X射线图像中的对比度通常通过物质相对于由X射线装置产生的X射线辐射的不同衰减特性产生。在对患者进行检查时，可以根据骨组织与软组织不同的衰减特性在对比度的基础上分析患者体内的骨结构。具有与周围类似衰减特性的器官或者血管由于对比度过低而不能按照传统的方式进行检查。
出于这一原因在检查例如心脏或者肝等血液流通的器官时使用造影剂。造影剂与周围的组织相比具有不同的衰减特性，从而在图像中器官与周围之间产生可见的对比度。
造影剂在患者体内的扩散是一种高动态过程。造影剂在所观察的检查区内的浓度在一定的时间后首先上升、达到最大值并随后重新下降。出于这一原因对检查区的扫描在主检查时不是立刻、而是在造影剂给入时间点后的一段延迟时间后才开始，使得检查区在扫描时具有造影剂的高浓度。在每次检查开始时借助预检查确定该延迟时间，其中，向患者输送低剂量的造影剂并在连续时间点上作为扫描位置上患者体内扩散的造影剂浓度的度量测定衰减值。在此，从造影剂给入与所观察的衰减值的最大值之间的时间间隔中产生延迟时间。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种X射线装置的操作方法，利用其为如下的情况创造前提条件，即，检查区的扫描与造影剂给入之间时间上的协调可以利用简单手段得到提高。
上述技术问题是通过一种依据本发明的用于X射线装置实施预检查的操作方法并通过一种依据本发明的用于X射线装置实施主检查的操作方法解决的。
作为患者生理参数的心律可能在检查期间和不同的检查之间由于紧张或者由于给入的药物而非常大地波动。心律的变化导致造影剂扩散速度的变化。
出于这一原因，造影剂在检查区内部的最大浓度时间点会在检查与检查之间移动。在这种情况下，在造影剂给入与扫描之间协调时需要在准备阶段中所测定的延迟时间基础上开始主检查之前进行配合。然而这一点只有在非常高开销的情况下才能实施。
本发明人认识到，造影剂给入与扫描之间在时间上的协调可以如下得到明显简化，即，作为确定扫描开始时间点的测量参数使用患者的心搏次数来取代延迟时间。也就是说，在每次心搏时均输送一个可比较的血液量，从而检查区内最大浓度的时间点与心律的数值无关地基本上在确定次数的心搏之后达到。
因此，依据本发明提出了一种用于X射线装置实施预检查的操作方法，其中，在连续时间点上作为扫描位置上患者体内扩散的造影剂浓度的度量测定衰减值，其中，为所要实施的主检查确定一个时间间隔内患者心搏的次数，该时间间隔通过造影剂给入的第一时间点和衰减值局部最大值的第二时间点来定义。
利用在该时间间隔内确定的心搏次数为如下的情况创造了前提条件，即，在主检查时可以利用简单的手段进行造影剂给入与扫描开始之间时间上的协调，而无需对用于协调的测量参数针对心律进行配合。在造影剂给入后，仅需同时计数心搏并与作为门限值的在预检查中测定的心搏次数进行比较。如果主检查时检查区的位置在很大程度上与预检查时的扫描位置不同，则情况不是这样。在这种情况下，只有主检查时同时计数的心搏的次数与一个取决于检查区的位置和预检查中所测定的心搏的次数的值一致时，才开始扫描。例如，如果检查区相对于预检查中的扫描位置更靠近心脏设置，那么必须将所测定的次数以一个从检查区与心脏之间的距离向更小的数值校正。
扫描的时间点与检查期间出现的心律自动配合。即使在心脏的心律失常搏动的情况下，也保证扫描在造影剂给入后准确地在检查区内浓度最大的情况下开始。也就是说，扫描的开始不是像在测定延迟时间的情况中那样按照预先调整的固定时间间隔进行。时间点在每次检查时均在取决于患者具有的生理状态情况下完全个性化地产生。
为减少所使用的X射线辐射，预检查采用与主检查相比较小强度的X射线辐射实施。
如果将用于测定衰减值的时间点等距离设置在一个时轴上，则衰减值的局部最大值可以特别简单地测定。在这种情况下，衰减值的曲线分布可以通过高级多项式来近似。衰减值的局部最大值随后具有优点地在近似的曲线分布基础上、例如通过分析多项式第一和第二导数确定。
在本发明一种具有优点的实施方式中，为了可供所要实施的主检查迅速使用，将心搏的次数进行储存。具有优点地在电子患者病历内进行储存，从而对心搏次数的分析可以在与例如像体重和年龄等可以推断出患者健康状况的患者其他生理参数的结合下按照简单方式实施。
优选地，将心搏的次数与作为基准血量(Referenzvolumen)的度量所测定的心脏射血分数相乘。基准血量体现了在扫描位置上造影剂给入与对比度最大值之间通过心脏泵送的总血量。因此，作为用于主检查时扫描开始的测量参数的基准血量考虑了心脏实际存在的生理状况，并且可以使造影剂给入与扫描之间的协调得到进一步改善。
为了可供所要实施的主检查迅速使用，优选地将基准血量进行储存。可以同样具有优点地在电子患者病历内进行储存，从而可以在与用于确定患者健康状况的其他生理参数相结合的情况下按照简单的方式对基准血量进行分析。
此外，本发明的技术问题还是通过一种用于X射线装置实施主检查的操作方法解决的，其中，在使用造影剂的情况下通过X射线装置的拍摄系统扫描患者的检查区，其中，从造影剂给入的第一时间点起测定患者的心搏次数并在该次数与预调整值之间进行连续比较，其中，只有在心搏的次数与预调整值相一致的情况下才开始对检查区的扫描，使得扫描在检查区内的造影剂高浓度下进行。因此取消了造影剂给入与扫描之间对于不同检查的预调整值在时间上协调的配合。
优选地，预调整值对应于按用于X射线装置实施此前介绍的预检查的操作方法所确定的心搏的次数。
在本发明一种具有优点的实施方式中，在主检查时将所测定的心搏的次数与所采集的心脏射血分数相乘。预调整值在这种情况下对应于在预检查的范围内所测定的基准血量，该基准血量对应于在造影剂给入与扫描开始之间通过心脏供给的血量。
本发明的实施例以及本发明的其他实施方式在后面的示意图中示出。图中图1以透视图示出一个X射线装置，其适用于在使用造影剂的情况下执行依据本发明的预检查和主检查的操作方法；图2以方框图示出用于实施预检查的第一操作方法，该预检查用于确定用于造影剂给入与扫描在时间上协调的心搏次数；图3以曲线图示出所测定的衰减值与患者的心搏之间的关系；图4以方框图示出用于实施主检查的第二操作方法，其中，在所测定的心搏基础上对造影剂给入与扫描进行协调。
具体实施例方式
图1以透视图示出了一个X射线装置，这里为具有参考标记1的计算机断层造影设备，其适用于在使用造影剂4的情况下实施对患者3检查的预检查和主检查的依据本发明的操作方法。
为计算机断层造影设备1设置了一个具有患者3可躺在上面的移动检查台面16的支承装置15。检查台面16可在旋转轴线17的方向上调整，从而与患者3相关的检查区14可以通过计算机断层造影设备1外壳上的开口移动到拍摄系统11、12的测量区内。患者3和拍摄系统11、12按照这种方式可以在旋转轴线的方向上彼此相对调整，从而可以取得不同的扫描位置。
为了采集投影，拍摄系统11、12具有一个X射线管形式的辐射器11和一个与其相对设置的检测器12，其中，检测器12被弧形构成并包括多个排列成检测器行的检测器元件13。辐射器11产生扇形X射线射束形式的辐射，该射束穿过测量区并随后射中检测器12的检测器元件13。检测器元件13产生取决于穿过测量区的X射线辐射衰减的衰减值6。例如分别借助与闪烁器光学耦合的光敏二极管或者借助直接转换的半导体，实现了将X射线辐射转变成衰减值。按照这种方式，检测器12产生一组也被称为投影的衰减值。
拍摄系统被可转动地设置在支架18上，从而可以采集来自不同投影方向的投影。根据断层造影设备1所调整的操作方式，扫描在同时固定调整的或者变化的扫描位置上在固定调整的或者变化的投影方向上进行。在患者3在旋转轴线17的方向上连续进给的同时，通过支架18的旋转例如采集来自沿旋转轴线17或沿患者3不同位置上的大量不同投影方向的投影。将拍摄系统11、12按照这种方式通过螺旋形扫描获得的投影传送到计算单元19上，并且计算出可在显示单元20上显示的图像。该图像例如可以是检查区14的层图像或者立体图像。
为了检查血液流通的器官、例如心脏或肝或血管，需要时可以借助于造影剂设备21为患者3注入造影剂4，以便相对于周围软组织提高可见对比度。造影剂4被按照自动的方式定时控制地从储存容器22通过造影剂软管23以可调节的量并以可调节的流速泵入患者3的静脉。通过计算单元19与造影剂设备21之间的导电连接可由计算单元19规定用于造影剂分配的参数。
脉搏测量设备25可以在扫描的同时测定患者3的心搏6。计算单元19与脉搏测量设备25导电连接，从而可以根据造影剂给入的时间点计算机辅助连续同时计数心搏6的次数。
图2以方框图示出用于实施预检查的第一操作方法，该预检查用于确定对于造影剂给入与扫描之间在时间上协调的心搏次数。预检查以及后面所要实施的主检查的各个方法步骤可以通过储存在计算单元19上可由用户激活的程序执行。
在第一方法步骤26中，取得用于测定衰减值的扫描位置5。在此，例如通过在显示单元19上所显示的概略图像中的一个位置做标记来完成对扫描位置5的选择，其中，在取决于该标记情况下随后确定检查台面16和拍摄系统11、12的调整参数。
一般情况下，扫描位置5设置在主检查时所要扫描的检查区14的内部或者紧靠在其前面，从而造影剂4在扫描位置5上时间上的浓度变化基本与检查区14中的变化一致。不言而喻，也可以采用与检查区14的位置不同的扫描位置5。在这种情况下，实施主检查时必须校正用于开始扫描的心搏次数。对次数的校正例如可以如下进行，即，对心搏的次数根据预检查的扫描位置5与检查区14之间的距离进行加权。
在第二方法步骤27中，利用造影剂设备21注入少量的造影剂4。在造影剂给入的同时采集扫描位置5上的衰减值并采集患者的心搏，其中，为每个衰减值和每次心搏分配一个时间戳。为了减少所使用的X射线剂量在与主检查相比更低的X射线辐射的强度下采集衰减值。在该实施例中以秒节奏在等距离时间点上持续进行扫描，直至通过衰减值的最大值。
在第三步骤28中，按照本身公知的近似法将所测定的衰减值2接近图3所示的曲线分布10，例如接近高级多项式的曲线分布。沿y轴线将衰减值以洪氏(Hounsfield)单位(HU)为单位记录。x轴线对应于以秒为单位的时间分布。图3同时还示出一个用于采集心搏6的ECG信号29的时间分布。对ECG信号29在y轴线方向上没有标明单位。它仅反映出该信号特性的曲线分布。
从所测定的衰减值2的曲线分布10中例如可以通过对衰减值曲线分布的第一和第二导数的分析测定局部最大值9。局部最大值9的时间点对应于扫描位置5上造影剂4最高浓度的时间点。随后在造影剂给入8的时间点与衰减值2局部最大值9的时间点之间的时间间隔7内确定心搏6的次数。
在所示的实施例中，造影剂给入8与衰减值2的最大值9之间的时间间隔7为20秒。在该时间间隔7内总计完成9次心搏。
形象地说可以为每次心搏6在扫描位置5上对应一个造影剂4的确定浓度，因为在心脏每次搏动时通过血液循环输送基本上固定确定量的血液。心脏的心律失常搏动导致曲线分布10部分地或下沉或伸长，从而局部最大值9的时间点对应不同检查可以沿时轴移动。然而最大值9独立于检查期间的心律波动基本上始终达到在预检查时确定的心搏的次数。因此取消了在开始主检查的扫描时对工作参数(例如造影剂给入8与所观察的衰减值2的最大值9之间所测定的延迟时间)所要实施的与实际出现的心律的复杂配合。
可选择地，可以在开始检查之前或者对于每次心搏时附加地确定用于计算基准血量的、心脏的射血分数。射血分数对应于每次心搏时从心脏的左心室排出的血量。从舒张期和收缩期血量中按照下列公式计算其EF＝(EDV-ESV)/EDV，其中EF为射血分数，EDV为舒张期血量以及ESV为收缩期血量。
舒张期和收缩期的血量可以借助超声心动描记术确定。通过射血分数与心搏的次数或与此前确定的时间间隔内分别对应的心搏相乘，得到基准血量，它对应于从造影剂给入开始并直至浓度最大值的时间间隔内通过心脏泵送的血液量。基准血量考虑了心脏实际存在的生理状况。无论是心搏的次数还是基准血量均适用于控制主检查时扫描的开始时间点。
所测定的心搏6的次数和/或所测定的基准血量可以在计算单元19上被储存在例如电子患者病历内，并且可以被用来连同储存在里面的生理数据来确定健康状况。
图4以方框图示出用于实施主检查的第二操作方法。在第一方法步骤30中，通过调整检查台面16和拍摄系统11、12取得对检查区14扫描的起始位置。随后作为预调整值以在预检查中所测定的心搏6次数的形式加载对开始扫描所需的工作参数。在第二方法步骤31中，借助造影剂设备21注入造影剂4。同时，开始采集心搏并将所采集的心搏与预调整值连续比较。在相同的情况下，开始在第三方法步骤32中对检查区14的扫描，使得扫描在检查区14内造影剂4的最大浓度上进行。对扫描开始时间点的控制也可以选择在此前测定的基准血量、也就是通过血液循环泵送的血液量直至达到造影剂4浓度的最大值基础上，并且在与主检查时所采集的心搏相乘的射血分数的基础上进行。
本发明的主要思路可以作如下概括本发明涉及一种用于X射线装置1在使用造影剂4的情况下实施预检查的操作方法，其中，在造影剂给入8的第一时间点与造影剂4浓度最大值9的第二时间点之间的时间间隔7内确定心搏6的次数。本发明还涉及一种用于X射线装置1在使用造影剂4的情况下实施主检查的操作方法，其中，只有在心搏6的次数与预调整的数值相一致的情况下才开始对检查区14的扫描，使得扫描在检查区14内的造影剂4高浓度下进行，而无需将该数值与实际出现的心律相配合。
权利要求
1.一种用于X射线装置(1)实施预检查的操作方法，其中，在连续的时间点上作为对扫描位置(5)上患者(3)体内扩散的造影剂(4)浓度的度量而采集衰减值(2)，其中，为所要实施的主检查作为用于确定扫描开始时间点的测量参数确定这样一个时间间隔(7)内患者(3)心搏(6)的次数，即，该时间间隔通过造影剂给入(8)的第一时间点和所述衰减值(2)的局部最大值(9)的第二时间点来定义。
2.按权利要求1所述的方法，其中，采用与主检查相比较小强度的X射线辐射实施所述预检查。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中，将用于测定衰减值(2)的时间点等距离地设置在时间轴上。
4.按权利要求1至3所述的方法，其中，如下确定所述衰减值(2)的局部最大值(9)，即，从所采集的衰减值中计算出造影剂浓度的曲线分布(10)并随后测定该曲线分布的局部最大值。
5.按权利要求4所述的方法，其中，所述曲线分布(10)为高级多项式。
6.按权利要求1至5之一所述的方法，其中，为所要实施的主检查储存心搏(6)的次数。
7.按权利要求6所述的方法，其中，在电子患者病历内进行储存。
8.按权利要求1至7之一所述的方法，其中，将心搏(6)的次数与作为基准血量的度量的所测定的心脏射血分数相乘。
9.按权利要求8所述的方法，其中，将所述基准血量为所要实施的主检查进行储存。
10.按权利要求8或9所述的方法，其中，在电子患者病历内进行储存。
11.一种用于X射线装置实施主检查的操作方法，其中，在使用造影剂(4)的情况下通过X射线装置(1)的拍摄系统(11、12)扫描患者的检查区(14)，其中，从造影剂给入(8)的第一时间点起测定患者(3)的心搏(6)次数，并且在该次数与预调整值之间进行连续比较，其中，只有在心搏(6)的次数与预调整值相一致的情况下才开始对检查区(14)的扫描，使得扫描在检查区(14)内的造影剂(4)高浓度下进行。
12.按权利要求11所述的方法，其中，所述预调整值对应于按权利要求1至10之一所述用于X射线装置(1)实施预检查的操作方法确定的测量参数。
13.按权利要求11所述的方法，其中，在比较之前将心搏(6)的次数在与所测定的心脏射血分数相乘，并且所述预调整值对应于在预检查的范围内所测定的基准血量，该基准血量是按权利要求8至10之一所述的操作方法测定的。
全文摘要
本发明涉及一种用于X射线装置(1)在使用造影剂(4)的情况下实施预检查的操作方法，其中，在造影剂给入(8)的第一时间点与造影剂(4)浓度最大值(9)的第二时间点之间的时间间隔(7)内确定心搏(6)的次数。本发明还涉及一种用于X射线装置(1)在使用造影剂(4)的情况下实施主检查的操作方法，其中，只有在心搏(6)的次数与预调整的数值相一致的情况下才开始检查区(14)的扫描，使得扫描在检查区(14)内的造影剂(4)高浓度下进行，而无需将该数值与实际出现的心律相配合。
文档编号G01T1/161GK101015457SQ200610130909
公开日2007年8月15日 申请日期2006年12月25日 优先权日2005年12月23日
发明者加布里埃尔·哈拉斯, 马塞厄斯·尼萨默 申请人:西门子公司