[发明专利]计算机断层摄影中的前瞻性心脏门控

说明书

本申请涉及心脏计算机断层摄影。

计算机断层摄影(CT)作为医学成像模态获得了广泛的认可。然而，一个挑战在于对运动对象的成像。例如，在心脏CT中，跳动的心脏的运动可以引起重建图像中的运动伪影。

已经使用了回顾性门控技术和心脏门控技术两者执行心脏CT。在回顾性门控中，已经使用在单个低螺距螺旋扫描过程中采集的数据来生成表示对象的图像。见Grass等人的Helical cardiac cone beam reconstruction usingretrospective ECG Gating，Phys.Med.Biol.48 3069-3084(2003)。多个前瞻性门控轴向扫描也已经被用于涵盖必要的解剖结构。见Hseih等人的Step-and-shoot data acquisition and reconstruction for cardiac x-ray computedtomography，Medical Physics 33(11)：4236-4248(2006)。然而，对于相当数量的患者，必须要扫描多个心脏跳动导致图像质量降低。因此，将来的趋势将会是使用允许在单个心脏跳动中扫描整个心脏的大面积探测器。见Luhta等人的A new 2D-tiled detector for multislice CT，Proceedings of SPIE Vol.6142(2006)。

这些扫描将会更快，具有较少的运动伪影，以及较低的剂量，但是将需要前瞻性ECG门控以捕获心动周期的期望相位。在诸如CT血管造影术(CTA)的应用中，期望的相位通常是具有尽可能少的心脏运动的相位。对于低的心率，这一静止相位在心脏舒张相位期间发生，而对于高的心率，静止相位在心脏收缩相位期间发生。见Husmann等人的Coronary ArteryMotion and Cardiac Phases：Dependency on Heart Rate-Implications for CTImage Reconstruction，Radiology：Vol.245：Number 2(2007)。

然而，门控精度受到若干因素的影响。一个因素为心动周期(例如，R波)检测算法的可靠性。另一个因素为相继心跳之间的心脏运动的可重复性。而第三个因素在于患者心动周期的可预测性。

本发明的各方面解决了这些问题，以及其他问题。

根据第一方面，装置包括：心动周期特征预测器，其对患者的心动周期的特征的时间位置进行预测；扫描控制器，其使用患者心动周期的特征的测得的时间位置以及所预测的时间位置引起计算机断层摄影扫描器采集第一前瞻性门控投影数据，所述第一前瞻性门控投影数据足够对指示在患者的第一心动周期的预测的静止相位处的心脏的区域的图像空间数据进行重建；误差识别器，其识别采集投影数据的相位和静止相位之间的误差。根据所识别的误差，扫描控制器引起扫描器在第一心动周期之后的患者的第二心动周期的预定静止相位处采集第二前瞻性门控投影数据。

根据另一方面，前瞻性心脏门控方法包括预测患者的第一心动周期中的目标心脏相位的时间位置，引起计算机断层摄影扫描器在目标相位的所预测的时间位置处采集门控投影数据，确定采集门控投影数据的相位和目标相位的实际时间位置之间的误差，并且根据所确定的误差针对第二心动周期重复预测和引起的步骤。

根据另一方面，装置包括：计算机断层摄影扫描器；用于预测患者心动周期中感兴趣的特征的时间位置的器件；用于引起计算机断层摄影扫描器采集第一门控投影数据的器件，所述第一门控投影数据包括足够重建指示在目标心脏相位的预测的时间位置处的患者的心脏区域的图像空间数据的投影数据；以及用于确定采集第一门控投影数据的相位和目标相位之间的误差并且根据所确定的误差重新扫描患者以在第二心动周期期间采集第二投影数据的器件。

本领域技术人员在阅读并理解附图及说明书之后将能够理解本发明的其他方面。

本发明将以示例的形式示出而不局限于附图的图示，其中，相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1描述CT扫描器；

图2描述心动周期；

图3描述心动周期。

参照图1，CT扫描器10包括围绕检查区域14旋转的旋转扫描架18。旋转扫描架18支持诸如x射线管的x射线源12。扫描架18还支持x射线敏感的探测器20，其对向检测区域14的对侧的弧度。由x射线源12产生的x射线横穿检查区域14，并且由探测器20探测到。因此，扫描器10生成指示沿通过置于检查区域14内的对象的多个投影或射线的辐射衰减的扫描数据。