专利名称：用于控制层图像拍摄装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种控制层图像拍摄装置以拍摄检查对象的层图像的方法，其中，借助于一个图形用户界面显示对象的参考图像，并借助于在所显示的参考图像内标记的层位置确定后续拍摄的层图像的位置。此外，本发明还涉及一种相应的用于层图像拍摄装置的控制装置，以及一种具有这种控制装置的层图像拍摄装置。
背景技术：
层图像拍摄装置例如X射线计算机断层摄影仪或核自旋断层造影装置尤其用在医学领域。在多数情况下，拍摄用于检查患者的身体部位或器官的层图像用于过后的诊断。此外，它还常用于外科手术中。例如在DE 198 46687 C2中描述了一种方法，其中，首先在手术前借助于磁共振装置标示出手术区域的相对精确的三维显示。此外，还借助于一个超声头在手术前或手术中的不同时刻拍摄手术区域的超声图像。通过对比在不同时刻拍摄的超声图像确定手术区域的变化，并根据这些变化更新并显示三维磁共振数组。该方法使得在相应的详细处理的磁共振成像方法在手术中不能应用时，可以借助于相对简单的超声拍摄方法产生足够详细的“人工磁共振图像”。
此外，还可以将这些完全不同的层图像拍摄方法用于对任何其它对象的无损害检查。
在使用这种层图像拍摄方法时，原则上希望以对待检查的人或者待检查的物体尽可能少的拍摄来得到明确可靠的检查结果。这在医疗领域中尤其重要，因为只有这样才能缩短通常使患者不适的检查时间以及可能的话降低射线摄入量。为此，要求这样来选择拍摄层图像的位置，即将检查物体或者人体内的待检查对象，例如患者的某一器官以适当的方式拍摄在层图像上。
但是，尤其是在检查患者时，感兴趣的区域并不能总是预先从外部精确定位，因为，一方面患者身体中器官的精确位置取决于患者各自的解剖特性，另一方面经常在检查过程中才能确定在待检查器官的区域中的可能的、需要进一步检查的病变。
为了精确地定位层图像的位置，现在通常采用本文开始所述的控制方法。这里，作为参考图像例如首先产生试验人员或者待检查的身体部位(例如头部或者胸腔)的标准截面图像。参考图像的拍摄一般是在层图像拍摄装置本身中进行的。但是，原则上也可以采用由其它装置产生的参考图像，只要能够根据外部解剖将待检查的患者在层图像拍摄装置中以合适的方式定位。层图像拍摄装置的操作者然后可以借助于适当的输入装置，例如借助于通常的计算机鼠标、绘图板、键盘或者类似装置，以例如交截线和/或投影显示的形式在参考图像中设定层位置标记。在医学领域中，经常产生一个弧矢图像、冠状图像和横截图像作为参考图像。为了在三维检查对象内定义一个简单的平面，通常需要在两个图像中各以交截线的形式标记层位置，并在第三个图像中以投影显示的形式标记层位置。此外，还可以设定层的大小和厚度。通�？梢栽诓慰纪枷衲谕北瓿龆喔龃纳愕牟悖员阕詈玫卣莆沾觳榻峁沟乃Ｍ那颉Ｕ庵侄圆僮髡呤址奖愕�、借助于在对象的参考图像中的标记来确定待拍摄的层图像位置的方法，也被称为“图形层定位”(GSP)。对于各个待拍摄的层还可以定义其它控制层图像拍摄装置所需的参数。对于核自旋断层造影装置来说，它们例如是弛豫时间TA和回波时间TE等，或者，在X射线计算机断层摄影仪中是剂量的设定等。当操作者设定了所有的参数并用所计划的层优化地覆盖了测量区域时，就可以通过一个所谓的“测量队列”开始测量。然后，参考图像内的层位置标记数据被换算成待检查对象内的位置数据，而对层图像拍摄装置或者扫描器这样进行控制，使得在检查对象内对应的层位置上产生所希望的图像。然后，将产生的层图像存储在一个图像数据库中。所有测得的图像可以直接供其它层定位使用，即它们又可以作为参考图像在图形用户界面应用，以便为其它测量提供新的层位置标记。
各种借助于图形层定位产生层图像的方法例如在DE 100 48 438 A1和DE 595 29 636中公开。
其中，DE 100 48 438 A1建议了一种方法，该方法中，通过用户输入相应的命令，在显示屏上产生参考图像的旋转显示和对应于参考图像的旋转的层的空间显示。由此，以优选的方式为用户提供了关于患者待测量的身体部位的参考图像中的所选出的待测量的层的空间位置的可视化。特别是在有两组倾斜的层组的情况下，可使当前用户及其简单地理解和判断实际情形，即所计划的并在参考图像中显示的层是否实际上覆盖了待检查的区域或身体部位，而不需用户具备特别高的空间理解力。
在DE 595 29 636中同样建议了，产生一个与所希望的层垂直的、对象的概貌图像，然后根据该概貌图像定位出所希望的层。随后要建立一个包括给定层的三维数组。然后由三维数组重构这些所希望的层并最后成像。
但当对象的位置随时间垂直于所希望的图像平面变化时，则所有上述方法都出现问题。在这种情况下不再能完整地成像感兴趣的结构。因此，图像平面必须相应地跟踪移动。这里，一个典型的例子是对患者心瓣膜的检查。由于呼吸和心脏活动心瓣膜的位置始终在变化。同时导出感兴趣的对象的运动信息用于图像跟踪在两维成像中通常是不可能的，因为待检查的结构、例如心瓣膜通常太小且相对不易界定。为此必须将运动测量和图像测量在时间上分开进行，其中，预期进行的运动测量对图像信号产生影响。因此，在实践中目前使用间接方法，由其它结构、例如患者的其它器官的移动来确定实际待检查结构的感兴趣的移动分量。其中，一种经常使用的方法是所谓的“导航仪-回波技术”(Navigator-Echo-Technik)，在该技术中，由层图像拍摄装置采集参考结构的信号以及由此的参考结构的位置，并确定参考结构的当前位置和待检查结构的当前位置之间的例如一种线性耦合，并确定待检查的结构。用这种方法确定例如横隔膜的位置，以便对心脏的呼吸位置进行校正。这种方法的缺点在于，必须始终既测量待检查的结构，又测量参考结构，以便确定移动。因此，部分测量时间不是用于测量真正希望的结构。这个问题存在于所有用参考结构跟踪测量层的方法中。此外，实践中公知一种所谓的“切片-跟踪方法”(Slice-Tracking-Verfahren)，其中，将结构的移动作为时间的函数提前测量，并由此提前计算出测量层的移动。这种方法有这样的缺点，即它只能用于特定的、对于这样的检查足够大的结构，例如患者的横隔膜或肝脏。但是，它不能用于小的结构、例如心瓣膜。在这种情况下，必须再次使用间接方法，其中，瓣膜的移动例如通过心脏的上心肌导出。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供另一种层图像拍摄装置的控制方法，以及一种相应的控制装置，能够以简单的方式进行依赖于时间的层定位，并可以通用于各种检查，特别是允许一种更可靠的层图像位置的跟踪，使得即便对小的待检查结构也能够在较长的时间范围内进行可靠的观察。
本发明的技术问题是通过一种控制用于拍摄对象的层图像的层图像拍摄装置的方法解决的。其中，借助于一个图形用户界面显示对象的参考图像，并借助于所显示的参考图像中的层位置标记确定后续待拍摄的层图像的位置。首先，在参考图像中设定一个依赖于时间的层位置标记序列，其中，为该序列的每个层位置标记分别配置一个时间记号，然后，利用该依赖于时间的层位置标记序列，依据各层图像相对于参考时刻的拍摄时刻来确定后续待拍摄的层图像的位置。
本发明的技术问题还通过一种用于拍摄对象的层图像的层图像拍摄装置的控制装置来解决。该控制装置具有一个用户接口，其具有用于显示对象的参考图像的图形用户界面，和用于在所显示的参考图像内设定层位置标记的部件；一个层位置确定单元，用于利用参考图像中的层位置标记来确定对象的后续待拍摄的层图像的位置；和控制部件，以便这样控制层图像拍摄装置，使得对象的层图像在由该层位置确定单元确定的位置上拍摄；该控制装置还包括一用于在参考图像中设定一个依赖于时间的层位置标记序列的部件，并为该序列的每个层位置标记配置一个时间记号；所述层位置确定单元被这样构造，使得其通过利用该依赖于时间的层位置标记序列，依据每个层图像相对于参考时刻的拍摄时刻来确定后续待拍摄的层图像的位置。
此外，本发明的技术问题还通过一种用于拍摄对象的层图像的层图像拍摄装置来解决，其具有按照本发明的控制装置。
按照本发明，首先在参考图像中设定一个依赖于时间的层位置标记序列，即至少两个层位置标记。其中，为每个层位置标记配置一个时间记号。该时间记号分别与一个特定的参考时刻或者该序列的其它层位置标记的时间标记相关联，即为各个层位置标记配置例如相对时间间隔。然后，利用该依赖于时间的层位置标记序列，依据各层图像的相对于一个参考时刻(例如相对测量的开始时刻或相对于此前层图像的拍摄时刻)的拍摄时刻确定随后拍摄的层图像的位置。
通过将每个层位置标记与一个时间记号相关联，可使操作者交互式地给出每个图像平面的位置，并由此作为时间的函数给出在对象内拍摄序列的任意路径。也就是说，操作者还可以根据时间成分精确地计划后续测量序列，并由此优化地适应每个检查。其中，还可以考虑感兴趣结构的移动，使得用于跟踪图像平面的额外的昂贵的测量不再是必需的。
这里，本文献中关于层位置以及层定位的概念不仅理解为确定层的位置，而且还理解为确定在特定位置上层的方向以及必要时的形状和体积，即各个体素(Volumenelement)的位置。就这点而言，层可以不仅涉及平面的、平面平行的层，而且还涉及超平面(Hypereben)。但是，为了简单起见，下面在不限制本发明的条件下，从平面层图像的定位出发。
用于实施本方法的控制装置需要一个具有图形用户界面的常规用户接口，以显示参考图像，该接口还具有用于设定层位置标记的部件。此外，还需要一个层位置确定单元，用于利用参考图像中的层位置标记来确定后续拍摄的对象的层图像的位置。由层位置标记确定对象中的位置例如可以通过简单地将图形数据换算成测量对象中的位置坐标来实现。此外，需要控制部件，以便这样控制层图像拍摄装置，即在由层位置确定装置所确定的位置上拍摄对象的层图像。这里涉及的例如是接口、数模转换器等，用于控制层图像拍摄装置的不同组件，如伺服电动机或者电磁铁、磁共振信号的发送/接收线圈等等。按照本发明，控制装置必须具有附加的部件，用来在参考图像中设定一个依赖于时间的层位置标记序列，并在其中为该序列的每个层位置标记配置一个时间记号。此外，必须这样地来构造层位置确定单元，使其通过利用依赖于时间的层位置标记序列，依据每个层图像相对于一个参考时刻的拍摄时刻，来确定后续待拍摄的层图像的位置。
在不同时刻待拍摄的层图像序列可以在一个单一的参考图像或在两个或三个参考图像中确定，这些参考图像从不同的视角显示了在一个特定时刻的对象。但是，在一个优选实施方式中，首先产生一个依赖于时间的参考图像序列，该参考图像序列显示了在相对于一参考时刻的不同相对时刻和特定的时间间隔的对象。为此，控制装置应该优选地包括一个相应的部件，用于产生依赖于时间的参考图像序列和用于记录关于参考图像的相对时刻的信息，以及一个参考图像存储器，用于将这些依赖于时间的参考图像与时间信息一同存储。依赖于时间的层位置标记序列则可以在该依赖于时间的参考图像序列中设定。操作者借助于依赖于时间的参考图像可以获得关于如何将特定的层图像在一个特定的相对时刻优化地定位的信息，并能相应地设定层位置标记。
其中，特别优选的是自动地为在依赖于时间的参考图像中设定的层位置标记配置作为时间记号的参考图像的相对时刻。优选地在每个依赖于时间的参考图像中准确地设定一个层位置标记。为此，控制装置必须包括一个相应的配置部件，以便将每个参考图像的相对时刻作为时间记号配置给层位置标记。
优选地，在一个过程期间产生依赖于时间的参考图像序列，该过程对应于用于检查的随后层图像测量过程。这里，可以是周期性重复的过程，例如患者的呼吸或心脏运动，或者一次性触发的过程，例如吞咽运动。这样例如在检查吞咽运动时的食道时，首先让患者吞咽造影剂。在该第一吞咽过程中拍摄参考图像序列。层图像拍摄装置的操作者在这些参考图像中设定层位置标记，以便确定应该在哪些相对时刻产生食道的哪个区域的层图像。然后，在重复吞咽过程中进行实际的检查。
依赖于时间的参考图像序列优选地应该分别以另一位置显示对象的特的待拍摄的活动的结构，例如心瓣膜，也就是说，在依赖于时间的参考图像的图像平面内应该至少有一个关于感兴趣的结构的运动方向的分量。然后，在每个依赖于时间的参考图像中这样设定层位置标记，使得标记出包括对象的该结构的一个层。即在检查心瓣膜时例如这样设定层位置标记，使得在每个依赖于时间的参考图像中标记出的层包括心瓣膜。
在最简单的情况下，在后续的测量序列中，在精确对应于层位置标记的时间记号的各个时刻拍摄层图像。这样，层图像就精确地在层位置标记对应的位置上被拍摄。
但是，优选地利用依赖于时间的层位置标记序列产生一个依赖于时间的定位函数和/或参考表。借助这种依赖于时间的定位函数或者参考表(查对表)可以随后确定在任意相对拍摄时刻层图像的位置。这里，依赖于时间的层位置标记序列的数据例如构成函数的支撑位置(Stuetzstelle)或者查对表的表目，或者构成构成更复杂查对表的支撑位置。定位函数可以用一般的数学方法，例如借助于任意合适的拟和及内插方法实施，据此借助于支撑位置来产生函数。这在必要时也可以按照时间逐段地进行。同样，查对表在其各支撑位置之间可以借助于适当的内插方法补足。在应用查对表时，为了确定查对表表目之间的拍摄时刻的位置，同样可以采用公知的内插方法。
由此，后续测量序列的各个层图像的相对时刻可以独立于所使用的参考图像的时间位置来选择。因此，按照本发明的图形层定位可以只产生很小数目的具有大的时间间隔的参考图像，然后，在实际检查中拍摄时间上相对密集的层图像序列。这样一方面可以缩短整个检查时间，另一方面特别是可以在使用X射线计算机断层摄影仪的检查中将参考图像的数目降到最低，并由此减少患者被放射的时间。
控制装置优选地包括一个用于实现相应的拍摄序列的部件，其中，该拍摄序列的起始点可以作为用于依据各拍摄时刻确定层图像位置的参考时刻。
这里，作为参考时刻或者作为起始时刻提供了在对象中或对象上出现的特定事件的出现时刻供的选择。这种事件可以例如是已经提到的吞咽过程的导入，或者在心脏检查中心脏运动内的一个特定事件，例如在待检查患者EKG中出现的典型r或s锯齿。例如在文章“ECG-Triggered SnapshotMR Imaging of the Heart”，Computers in Cardiology，1990，Proceedings 23.-26.Sept.1990，381-384页，由Y.Liu，S.J.Riederer，D.G.Brown，R.C.Wright，A.E.Holsinger，R.C.Grimm和R.L.Ehman提出一种通过EKG中的r锯齿触发简单的MR拍摄的方案。
这里，所述控制装置优选地包括用于确定在对象中或对象上事件作为参考时刻的部件，例如一个适当的测量装置。可供选择的还可以使用外部测量装置的信号，该测量装置通过一个接口和控制装置连接。测量装置可以在该事件出现时自动产生一个启动拍摄序列的触发信号。
拍摄序列在此也可以周期性的重复。这样例如能够在一次心脏检查中拍摄多个图像序列，每个图像序列在由EKG测量的r-r间隔中实现，其中，也可以每次由一个新的r锯齿触发。这里，特别是没有必要在每个图像序列中将截面图像总是相对于参考时刻在相同的相对时刻拍摄，而是可以在每个图像序列中按各自的时刻拍摄层图像，其中，每次根据相对拍摄时刻重新确定层图像的位置。
按照本发明的控制装置的相当大的部分可以用具有足够计算能力的计算机中的适当的软件形式实现。这里可以是具有相应的适当的用于控制层图像拍摄装置的接口的常规计算机。
特别是层位置确定单元可以以软件模块的形式安装在计算机处理器上，该层位置确定单元根据在参考图像中的层位置标记确定对象内层图像的精确位置，并依据相对拍摄时间计算位置。
同样，用户接口部分可以在该处理器或在一个分离的包括用户界面的作为终端的计算机上实现，该用户接口用于在图形用户界面上显示图像数据，并将鼠标、键盘或者类似输入装置的命令转换成数据，以在图形用户界面上设定相应的标记。
此外，还可以用软件�？榈男问绞迪窒铝凶爸糜糜谧远刂撇阃枷衽纳阕爸靡耘纳悴慰纪枷裥蛄谢蛘吲纳闼婧蟮氖导始觳橥枷裥蛄械淖爸�、用于记录关于参考图像的相对时刻的部件、用于为层位置标记配置参考图像的相对时刻作为时间记号的配置部件、以及由参考数据确定定位函数和/或参考表的部件。
因此，可以用相对简单的方式对现有层图像拍摄装置的控制装置进行改变，以便使其能够按照根据本发明的方法工作。
下面按照附图结合实施方式对本发明作进一步的说明。其中，图1示出了一个具有按照本发明的控制装置的层图像拍摄装置的示意图，图2示出了一个按照本发明的方法计划和执行检查的可能的方法顺序的流程图，图3示出了依赖于时间的参考图像序列的示意图，图4为按照图3的参考图像序列的显示，每个参考图像具有一个示意性示出的层位置标记，图5为待测量对象位置的示意性显示和在不同相对时刻拍摄的12个单独的层图像的序列中待拍摄层图像的位置，图6为用EKG的r锯齿作为层图像拍摄的参考时刻的EKG测量结果的显示。
具体实施例方式
图1中示出的层图像拍摄装置1是一个核自旋断层造影装置1，其中有一个待检查的患者位于患者卧榻上。
该核自旋断层造影装置1由控制装置2控制。这里，控制装置2主要由一个大型计算机7和一个与该计算机7连接的终端3组成。操作者可以通过终端3操作控制装置2或核自旋断层造影装置1。为此，终端3包括用户接口4，5，6和B，它由一个带有在其上图形化显示用户界面B的常规显示器6、一个键盘4和鼠标5组成。
这里，核自旋断层造影装置1通过相应的接口12，13和控制装置2连接。实际上，在此通常涉及多个单独的接口，以便控制核自旋断层造影装置的各个组成部分如发送线圈、接收线圈或各个磁铁，以及接收图像数据。但是，为了清楚起见这里仅示出了一个用于控制核自旋断层造影装置1的共同接口12和一个用于从核自旋断层造影装置1接收图像数据的接口13。
还可选择将控制装置2集成在核自旋断层造影装置中。
控制装置2的计算机7除了具有已经提到的接口12、13外，还包括一个例如具有足够计算能力的CPU的处理器9、一个海量存储器10、用于和终端3连接的接口11以及另一个用于和测量装置21连接的接口14，例如一个EKG测量装置21。所有这些组成部分由一个总线8相互连接。
在处理器9中运行用于控制核自旋断层造影装置1所需的程序。为此所需的控制软件在图中用点划线标出的控制软件�？�15示出。该控制软件�？�15包含相应的子�？�16、17、18、19和20，以实施按照本发明的方法。
除了所示出的组成部分，计算机7自然还包括所有其它在这样的计算机7中通常有的硬件组成部分，例如一个足够的RAM存储器，一个交换数据存储器等，以及软件组成部分，例如操作系统等。这些组成部分为清楚起见而没有示出，因为计算机的具体构造，即硬件和软件体系结构，除非另外说明，对本发明基本上没有影响。同样要指出，用户接口部件例如显示器6、键盘4或者鼠标5，也可以直接与计算机7连接，以替代使用单独的终端3。同样，终端3例如作为工作站也可以完成控制软件�？榈墓δ�。这样终端3例如可以包括一个用于存储参考图像或类似东西的自身的图像存储器。
在终端3的图形用户界面B上显示用于计划测量的参考图像R，在该参考图像上复现对象O。然后在这些参考图像R内，借助于鼠标5和/或键盘4，以层位置标记M(这里是通过该对象O的交截线)的形式确定后续待拍摄的层图像的位置。在参考图像R内的层位置标记M的位置数据通过接口11和总线8传送至处理器9中的控制软件15。
在以下被称为GSP�？�16的层位置确定�？�16中，计算出在对象O本身中所希望的层图像的位置相对应的层位置标记M。然后，控制软件�？�15通过总线8和控制接口12这样控制核自旋断层造影装置1的各组成部分，使得在希望的位置上拍摄层图像。所拍摄的层图像的数据通过接口13送回计算机7，并在那里存入海量存储器10和/或直接在终端3的显示器6上显示。操作者可以随时通过由图形用户界面内的键盘4或者鼠标5的相应输入，例如通过在其上显示的菜单中的输入，从海量存储器10中调出任意的层图像并在显示器6上显示。
为了能够随时输出长久的层图像，例如输出到纸上或者以负片的形式输出到薄膜上等，控制装置2连接有一个例如打印机的相应输出装置。但是，该装置和所属的连接到总线8的接口在图中没有示出。
在图1所示按照本发明的实施方式中，控制软件�？�15包括一个图像序列产生�？�18，即一个子程序，该�？榘凑詹僮髡叩闹噶钔ü斩�3生成一个依赖于时间的参考图像序列R1至R6。该参考图像R1至R6在生成时各自对应于一个相对的拍摄时刻。
在按照图2的流程图中，这被表示为第一方法步骤I。然后，在第二方法步骤II中，依赖于时间的参考图像R1至R6被载入GSP�？�16和/或海量存储器10。在海量存储器10中有一个参考图像存储器RBS，用来存储参考图像序列R1至R6，以及从中随时调出该参考图像序列R1至R6。GSP模块16的作用是，自动地或根据操作者的指示将依赖于时间的参考图像R1至R6显示在终端3的用户界面B上。
图3示出了这种有六个依赖于时间的参考图像R1至R6的序列。这里，在参考图像R1至R6上显示的对象O由一个用虚线画出的椭圆粗略地示意表示。在对象O内有一个结构S，在此为简单起见将该结构作为椭圆底部三分之一处的横梁示出。每个参考图像R1至R6都是在参考图像R1至R6内给出的不同拍摄时刻拍摄的。因此，第一参考图像R1在参考时刻100ms后被拍摄，第二参考图像R2在参考时刻后200ms被拍摄，等等。
在按照图2的方法步骤III中，为每个参考图像R1至R6设定一个层位置标记M1至M6。这是由操作者借助于键盘4和/或鼠标5按通常的方式在所示参考图像R1至R6中标明交截线或投影显示实现的。
对于图3所示参考图像R1至R6来说，这一点在图4中示意地示出。这里，每个层位置标记M1至M6作为在每个参考图像R1至R6中覆盖了对象O的感兴趣结构S的宽条示出。因此随后拍摄的每个层图像分别准确地示出该结构S。
这里，每个层位置标记M1至M6被自动地与作为时间记号TT的各参考图像R1至R6的相对拍摄时刻相对应。这在一个配置装置19中实现，这里该装置是GSP�？�15的一个子程序。
然后，具有时间记号TT的层位置标记M1至M6的数据将在GSP�？�16中被进一步处理。为此GSP�？�16包括另一软件�？�20，该�？橛筛龅木哂兴羰奔浼呛臫T的层位置标记M1至M6生成一个查对表LUT(Lookup-Table)，该查对表例如可以存放在海量存储器10中。这种查对表LUT可以例如如下所示
在本实施方式中，在第一列中填入了指示相对时刻的时间记号TT。另外三列中分别给出了明确定义各个层图像位置所需的位置数据p、n、v。
在所示实施方式中，第二列中是定义的层原点的坐标p，该原点例如是层图像的几何中心点或一个确定的角。
在第三列中给出了层法线的坐标n，即由层平面向外的矢量的坐标。在图4中参考图像R1至R6中的层法线矢量是作为垂直于层位置标记M1至M6的箭头标明的，这里原点分别是箭头与层位置标记M1至M6的交点。
原点和层法线矢量是用于确定一个平面的、平面平行的二维层图像所必须的参数。
在所示查对表中作为第三个参数有平面矢量(Inplanevektor)v，该矢量规定了层图像的边沿朝向。这里涉及的是确定所拍摄的二维层图像的第一行的方向的矢量。该平面矢量是一个可选参数，它原则上也可以保持为常数。如果待观察的结构不仅垂直于层图像平面移动，而且还在层图像平面内旋转移动的话，则应用平面矢量才有意义。这种旋转移动可以通过平面矢量随着时间的改变而得到平衡。
只要要表示更复杂的层图像，例如超平面或者不同厚度的层图像，就必须确定相应的其它参数并填入查对表中，并在确定定位函数时加以考虑。
在所示查对表中的各个参数分别由一个通过患者位置定义的坐标系(LPH)中的位置给出。第一个坐标L(左)是患者左侧的方向，第二个坐标P(后)是患者后部的方向，而第三个坐标H(头)沿患者头部方向延伸。该坐标系的原点涉及患者的解剖，通过测量确定。通常，原点是核自旋断层造影的中心点，因为该处的磁场非常均匀。因此患者这样被定位，即使得待测量的区域位于核自旋断层造影装置的中心点附近。因此，原点通常也接近待检查的结构，例如在心脏测量中直接靠近心脏。
查对表LUT在后续测量中的作用是，使得表中依赖于时间的层图像的位置数据作为支撑位置使用，并因此在任何时间通过在查对表LUT中的值之间进行内插来确定各个精确的位置。这在层计算单元17中实现，其也是GSP�？�15的一个子程序。
在按照图2的流程图中，实际的后续测量在方法步骤V开始。这里，借助于参考表LUT确定在拍摄时刻T的精确的层位置。然后，准确地在拍摄时刻T拍摄该层图像。
然后，在另一方法步骤VII中将解释是否要拍摄一个新的层图像。如果是，则又在步骤V中进行对在新的时刻T的层位置的新计算，等第。如果最后拍摄了所有希望的层图像，则在方法步骤VIII中终止测量。
图5中示意地示出了一个拍摄的测量序列的例子。这里，在该测量序列中共生成12个截面图像S1至S12。每个拍摄时刻和参考图像R1至R6的一样介于100和600ms之间，但是，其中拍摄时刻T不必与参考图像R1至R6的拍摄时刻，即不必与单个层位置标记M1至M6的时间记号TT一致。
为了例如选择进行心瓣膜检查适当的参考时刻T0，可供使用的是，在检查期间测量患者的EKG，并将该EKG内的一个事件作为用于确定参考时刻T0的触发信号。这在图6中示出。这里，该EKG明显示出了典型的p-q-r-s-t过程。r锯齿的明显上升提供了一个事件E，以便既首先触发用于确定参考图像R1至R6的测量，也触发随后的实际测量。因此，在图1表示的实施方式中，控制装置包括一个EKG装置21，该EKG装置通过接口14与计算机7连接。该EKG装置21记录r锯齿的上升，并向计算机7发送一个触发信号TS。该触发信号TS然后被用作引发参考图像测量以及随后的实际检查的开始信号。
如该实施方式所示，本发明为操作者提供了交互地将任何层位置确定为时间的函数的可能性。这里，原则上不需要额外的测量。尽管如此，该方法可以随时与用于确定层位置的自动化方法相结合。例如可以用公知的常规切片跟踪方法自动地提前计算出支撑位置，并在用户界面上提供图形化的定位，从而使可以加速该方法对检查的计划。然后，操作者可以随时接受这些所提供的层位置标记或者进行任何的修改或删除。
该方法的优点还在于，即可以用明显高的空间分辨率和在多个方向上进行对待检查结构的移动的显示。因此，可以比其它方法更精确地进行定位。
此外，存在一种独立于算法和其它方法的方法，用于在三维空间中预先设定依赖于时间的层位置。该方法还有另外的优点，即使在检查过程中的实际测量不必额外记录依赖于时间的位置。因此，可以使实际测量更快地完成。
该方法可以特别好地用于对周期性移动的拍摄。但是，和其它方法相反，本方法还尤其可以定义与周期性移动无关的层的移动。
层位置的预先设定并不局限于二维平面，而是可以如上所述扩展到三维体积和超平面的预先设定。尽管本发明主要以医疗的例子作了说明，但它并不局限于这种应用。
权利要求
1.一种控制用于拍摄对象(O)的层图像的层图像拍摄装置(1)的方法，其中，借助于一个图形用户界面(B)显示对象(O)的参考图像(R，R1至R6)，并借助于所显示的参考图像(R，R1至R6)中的层位置标记(M，M1至M6)确定后续待拍摄的层图像(S1至S12)的位置，其特征在于，首先，在参考图像(R1至R6)中设定一个依赖于时间的层位置标记(M1至M6)的序列，其中，为该序列的每个层位置标记(M1至M6)分别配置一个时间记号(TT)，然后，利用该依赖于时间的层位置标记(M1至M6)序列，依据各层图像(S1至S12)相对于参考时刻(T0)的拍摄时刻(T)来确定后续待拍摄的层图像(S1至S12)的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，首先产生依赖于时间的参考图像(R1至R6)序列，这些参考图像示出了不同相对时刻的对象(O)，并在该依赖于时间的参考图像(R1至R6)序列中设定一个依赖于时间的层位置标记(M1至M6)序列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使每个在依赖于时间的参考图像(R1至R6)中设定的层位置标记(M1至M6)分别与作为时间记号(TT)的各参考图像(R1至R6)的相对时刻相对应。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在每个依赖于时间的参考图像(R1至R6)中精确地设定一个层位置标记(M1至M6)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依赖于时间的参考图像(R1至R6)的序列分别示出了在不同位置上的对象(O)的特定的待拍摄结构(S)，而在每个依赖于时间的参考图像(R1至R6)中的层位置标记(M1至M6)标记出包含所述对象(O)结构(S)的该对象(O)的一层。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，通过利用所述依赖于时间的层位置标记(M1至M6)序列，确定一个依赖于时间的定位函数和/或一个查对表(LUT)，根据该定位函数和/或查对表确定在随后的测量中在任意定义的相对拍摄时刻(T)待拍摄的层图像(S1至S12)的位置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述参考时刻(T0)是一个拍摄序列的开始时刻。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，选择在对象(O)中或对象(O)上出现的特定事件(E)的出现时刻作为参考时刻(T0)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述事件(E)是周期性重复事件(E)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述事件(E)借助于测量装置(21)在对象(O)上或对象(O)内测得。
11.根据权利要求7或10所述的方法，其特征在于，所述测量装置(21)在事件(E)出现时自动地产生一个引发拍摄序列开始的触发信号(TS)。
12.一种用于拍摄对象(O)的层图像的层图像拍摄装置(1)的控制装置(2)，该控制装置具有，-一个用户接口(4，5，6，B)，其具有用于显示对象(O)的参考图像(R，R1至R6)的图形用户界面(B)，和用于在所显示的参考图像(R1至R6)内设定层位置标记(M，M1至M6)的部件(5，6)，-一个层位置确定单元(16)，用于利用参考图像(R，R1至R6)中的层位置标记(M，M1至M6)来确定对象(O)的后续待拍摄的层图像(S1至S12)的位置，和-控制部件(14，15)，以便这样控制层图像拍摄装置(1)，使得对象(O)的层图像(S1至S12)在由该层位置确定单元(16)确定的位置上拍摄，其特征在于，所述控制装置(2)包括部件(18)，以在参考图像(R1至R6)中设定一个依赖于时间的层位置标记(M1至M6)序列，其中，为该序列的每个层位置标记(M1至M6)配置一个时间记号(TT)，和所述层位置确定单元(16)被这样构造，使得其通过利用该依赖于时间的层位置标记(M1至M6)序列，依据每个层图像(S1至S12)相对于参考时刻(T0)的拍摄时刻(T)来确定后续待拍摄的层图像(S1至S12)的位置。
13.根据权利要求12所述的控制装置，其特征在于，所述部件(18)用于产生表示在不同相对时刻的对象(O)的、依赖于时间的参考图像(R1至R6)序列，以及用于记录关于参考图像(R1至R6)的相对时刻的信息。
14.根据权利要求12或13所述的控制装置，其特征在于，其具有一个参考图像存储器(19)，用于将表示在不同相对时刻的对象(O)的、依赖于时间的参考图像(R1至R6)序列和关于相对时刻的信息一同存储。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的控制装置，其特征在于，其具有一配置部件(19)，用于为每个在依赖于时间的参考图像(R1至R6)中设定的层位置标记(M1至M6)配置作为时间记号(TT)的参考图像(R1至R6)的相对时刻。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的控制装置，其特征在于，该控制装置包括部件(20)，用于利用所述依赖于时间的层位置标记(M1至M6)序列，确定一个依赖于时间的定位函数和/或一个参考表(LUT)，和这样来构造所述层位置确定单元(16)，使得其根据该定位函数和/或参考表(LUT)在随后的测量中确定一个在任意定义的相对拍摄时刻(T)待拍摄的层图像(S1至S12)的位置。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的控制装置，其特征在于，其具有用于执行拍摄序列的部件(15)，其中，所述拍摄序列的开始时刻是用于依据每个拍摄时刻(T)确定单个层图像(S1至S12)位置的参考时刻(T0)。
18.根据权利要求12至16中任一项所述的控制装置，其特征在于，其具有部件(14，21)，用于确定在对象(O)上或对象(O)内出现的事件(E)的出现时刻作为参考时刻(T0)。
19.根据权利要求17和18所述的控制装置，其特征在于，其具有一个测量装置(21)，用于测量在对象(O)上或对象(O)内出现的事件(E)，当出现事件(E)时，该测量装置(21)自动产生一个引发拍摄序列开始的触发信号(TS)。
20.一种用于拍摄对象的层图像的层图像拍摄装置，其具有根据权利要求12至19中任一项所述控制装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制拍摄对象层图像的层图像拍摄装置(1)的方法，其中，借助于一个图形用户界面(B)显示对象(O)的参考图像(R，R
文档编号G01R33/28GK1457745SQ03131469
公开日2003年11月26日 申请日期2003年5月15日 优先权日2002年5月15日
发明者马丁·哈德, 尼尔斯·奥辛曼 申请人:西门子公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
