[发明专利]用于获得检查对象的四维图像数据组的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于在使用计算机断层造影系统的测量数据的条件下获得检查对象的四维图像数据组的一种方法和一种图像处理装置以及具有这样的图像处理装置的一种计算机断层造影系统。此外，本发明还涉及具有用于执行这样的方法的程序代码段的一种计算机程序产品。

背景技术

借助计算机断层造影(CT)可以通过合适的测量和分析方法得出关于检查的器官、特别是心脏的重要的诊断相关的参数的结论。特别是在心脏范围的检查中重要的是，以高的精度和小的患者负担，即，尽可能小的X射线剂量和造影剂量采集尽可能所有临床相关的参数。

在计算机断层造影中目前在心脏检查中通常进行以下原理性分析，为此通常必须进行多个不同的测量：

1.查找并分析冠状血管中、心脏瓣膜上以及主动脉的钙化。为此通常无需造影剂，心脏范围的一个简单测量，即覆盖了心脏范围的一次扫描，就足够。

2.分析冠状血管以诊断冠心病。为此按照目前的现有技术通过在心跳的不同时刻(即在不同的心脏阶段)的多个测量拍摄心脏。为此所需的剂量目前位于5至10mSv范围。然后按照通常方式逐层地分析数据，方法是，自动地或交互地确定左心室和/或右心室的心肌的内轮廓和外轮廓。

3.对心脏进行功能分析，如例如对左心室和右心室进行空间的和时间的分析以确定心肌的形状和体积变化以及心肌质量和射血分数。为此目前通常拍摄所谓的多相扫描，其中为了对心脏进行运动分析，通常将几乎整个心脏周期作为四维体积采集。即，产生四维图像数据组，该四维图像数据组包含在不同时刻或运动阶段的三维空间图像数据，这最终相应于心脏的运动的一种录影。

4.灌注测量，用于检查心肌的供血以及用于确定对血量和血流的诊断参数。为此必要时也在造影剂通过的不同时刻产生造影剂照片。在一些方法中还进行心脏体积的时间分辨的测量，即，又记录一种四维图像数据组。

较新的计算机断层造影通过采用具有特别大的节距，即，大的步幅的螺旋扫描方法，在所谓的“Flash模式”中获取心脏的照片。对于按照“Flash模式”的获取通常使用双源计算机断层造影系统，其可移动的患者卧榻在拍摄期间例如以40cm/s的速度运动。这允许按照大约200至250ms扫描心脏(在患者卧榻的运动方向上具有大约15cm的尺寸)。这样可以获取心脏的一个运动阶段中的完整的三维照片，这相对于迄今为止的方法可以极大节省剂量。然而该“Flash模式”仅以一种心脏的“静止图像(Standbild)”提供瞬时照片并且由此不能对心脏进行功能分析。为了获得这点，一如既往需要心脏的整个系列的顺序的照片或EKG触发的全部照片。然而这相应产生较高的辐射负担。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供能够用来以对检查对象的减小的辐射负担产生用于功能性分析的四维图像数据组的一种方法、一种图像数据处理装置和一种计算机断层造影系统。

在按照本发明的用于在使用计算机断层造影系统的测量数据的条件下获得检查对象的四维图像数据组的方法中，接受借助计算机断层造影系统在不同的拍摄时刻利用螺旋扫描方法获取的投影数据。借助计算机断层造影系统获得的投影数据在此例如可以从前面进行的测量中以存储的形式提供并且为了进行该方法例如由按照本发明的图像处理装置从存储器中加载。替换地，还可以在使用计算机断层造影系统的条件下在按照本发明的用于获得检查对象的四维图像数据组的方法的范围内进行投影的测量。

在螺旋扫描方法(通常也称为“Spiral-Scan，螺旋扫描”)中，属于计算机断层造影系统的X射线管和根据结构的不同还有的探测器围绕检查对象螺旋地或螺线形地运转。也就是说，在拍摄投影数据期间X射线管和必要时的探测器围绕旋转轴围绕检查对象旋转，并且同时检查对象沿着旋转轴在进给方向(Vorschubrichtung)上相对于X射线管和探测器横向地移动。

基于投影数据，然后以公知的方式，例如通过常规的反投影，重建检查对象的图像数据。相应于在不同的拍摄时刻测量的投影，这些图像数据也示出在不同的时间或拍摄时刻的检查对象。直观来看，在此图像数据可以看作为检查对象的薄的层，所述层示出了在确定的时间或在非常短的时间段在各个层中的检查对象，在该时间段中测量了投影，所述投影被用于重建所涉及的层。