[发明专利]波导及具有波导的计算机断层摄影系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种波导，更特别地涉及一种CT兼容的波导。

背景技术

在诸如CT的成像模态中的对象运动对能获得的图像的质量具有负面影响。特别地，当获取生物，尤其是人的图像时，图像质量受到跳动的心脏诱发的运动伪影的影响。因此，人们致力于确定不存在这种运动的那些时间周期，并且随后进行成像。该技术称之为门控(gating)。如今，用于图像采集的触发信号通常从患者的ECG信号获得。为了门控的目的使用ECG信号意味着观察心脏的电兴奋。当然，心脏的电兴奋与其机械活动相关。然而，心肌的反应时间是未知并且变化的。由于该不确定性并且为了安全起见，对将成为下一个心脏静息期的时间周期进行预测必须缩短一定量的时间。换句话说，通过为了门控的目的而观察ECG，人们必须放弃宝贵的数据采集时间，这仅仅因为ECG并非心脏真正机械活动的精确指示。如果能够更好地估计心脏的静息期，并且如果它们因此能够全部用于数据采集，则可缩短总采集时间并且可减少施加于患者的X-射线负荷。但是为了这样做，必须直接观察心脏的机械活动，为此使用不同的方法。借助于电磁波，特别是多普勒雷达，能从一距离处测量患者心脏及胸腔的运动。然而，多普勒雷达不仅仅响应于心脏运动本身。由于多普勒雷达传感器以广泛的辐射模式发射电磁波，该传感器周围的所有运动部分对传感信号产生伪影。在目前的计算机断层摄影(CT)系统中，尤其是旋转台架在多普勒雷达信号中产生低频伪影。在MRI成像中还出现由人体运动导致的伪影问题。文档US2003/0195413A1(Rubin，Jonathan M.等)公开了一种具有探测器系统的MRI系统，该探测器系统用于为所述MRI系统产生门控信号。所述探测器系统包括当通过MRI系统采集图像时用于探测所述对象的运动的超声换能器。在一个实施例中，使用延伸至磁体口径内的声波导以将所述换能器放在MRI系统的磁场外部。在WO02/41776A1(Feinberg，Dvid)，进一步提出了使用超声确定运动器官的位置并且将新参数转化为随后采集到的MRI图像体积的角度和位移。但已经显示出通过超声声音手段，对较深组织结构能获得的分辨率比CT或MRI系统小。同样，进入体内的声波耦合要求一种声耦合介质，其可产生伪信号并且其在用户舒适度方面是不受欢迎的。尤其对于利用超声声音手段研究心脏来说，仅能使用具体的所谓超声窗，由于人体解剖学穿过该超声窗通往心脏的直接声通路是可能的。在这些窗外，由肺或骨结构引起反射。这意味着对于心脏的超声研究，需要经验以能正确地放置换能器。因而仍然需要心脏真实机械活动的更精确的指示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的门控信号。

通过具有外壁的波导实现所述目的，所述外壁形成用于传播电磁波的通道，所述通道具有第一开口和第二开口，其中所述壁为填充有导电液体或凝胶的非金属中空壁。

使用诸如雷达的电磁波具有这样的优势：它们在不同电导率区域之间的障壁层上反射。在胸内，在心壁(心肌)情况下，这是最显著的。本发明的一个优势在于EM波能聚焦在感兴趣区域，例如患者的胸腔上，使得环境中其他运动物体对所述波的影响被屏蔽掉。通过提供一种具有中空壁的非金属(例如塑料)波导，所述中空壁填充有如盐水的导电液体，通过如金属壁那样散射X射线所述导电液体将不会在CT图像中产生伪影。然而，所述导电液体将使所述构造作为用于EM波的波导。

在本发明的一个实施例中，通道的宽度和高度以及通道开口适合于将通过所述通道传输的电磁波的频率。在本发明的又一个实施例中，所述宽度基本等于所述高度的两倍以允许EM的最佳传播。

通过包括发射电磁波的雷达传感器的装置进一步实现所述目的，所述雷达传感器包括天线、控制单元和根据上述实施例中的一个用于将所述电磁波聚焦在待检查对象的感兴趣区域上的至少一个波导，所述至少一个波导的第一开口朝向所述雷达传感器定向。

在本发明的一个实施例中，所述雷达传感器为允许可靠且精确地探测运动的多普勒雷达传感器。

在本发明的又一实施例中，使定距块位于雷达天线和待检查对象之间，其中所述定距块由所述至少一个波导形成。所述定距块使多普勒雷达天线及胸腔壁之间的距离保持不变。以这种方式，不存在胸腔壁相对于所述传感器的运动，从而只有运动的心壁对于多普勒频移有贡献，而不是胸腔壁。因此有效消除了通常由胸腔壁相对于所述雷达天线的运动引起的所述多普勒频移。这使得可立即从所述信号中获得关于心壁运动的信息。

优选地提供一种支撑设备，待检查对象可暂时放置在其上以允许进行简单研究而不必支持所述对象。