CN101204326A - 用于运行混合医学成像单元的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于运行混合医学成像单元的方法，该混合医学成像单元包括具有高位置分辨率的第一成像装置和具有高灵敏度的核医学的第二成像装置，它们分别从共同的检查空间采集成像的测量信号，其中，在所述第二成像装置的当前运行的测量信号采集期间根据连续采集的测量信号在检查空间中确定一个区域，在该区域中随后借助于所述第一成像装置采用针对区域的测量协议进行针对区域的测量信号采集。

Description

用于运行混合医学成像单元的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行混合医学成像单元的方法，该混合医学成像单元包括具有高位置分辨率的第一成像装置和具有高灵敏度的核医学的第二成像装置，它们分别从共同的检查空间采集的测量信号。

背景技术

混合成像单元在医学成像领域变得越来越重要，因为其允许患者在最短的时间内(有时甚至不用换位)可以利用两种不同的模态进行检查，即可以利用两种不同的图像拍摄装置建立图像信息。在此，这种混合成像单元包括：具有高位置分辨率的第一成像装置，例如计算机断层造影仪或者磁共振设备；以及具有高灵敏度的目前情况下的核医学的第二成像装置，例如PET(正电子发射断层造影仪)或者SPECT(单光子发射计算机断层造影)。后两种方法均是显示患者所被给服的放射核素(即放射药品)在体内的分布的断层造影方法。这种放射核素具有在特定的病理区域明显地聚积的特性。PET或SPECT图像拍摄方法允许对体内放射核素分布的采集，根据所采集的测量信号可以确定并显示对应的图像表示，该图像表示显示了最终的概率分布或者表示一幅“活性图(Aktivittskarte)”。该方法的工作方式基本上是公知的，不需要对此进一步说明。

特别合适的是，将按照磁共振设备形式的第一成像装置与按照PET装置的第二成像装置进行组合。因为磁共振断层造影一方面允许极其高的位置分辨率，另一方面它不影响PET测量。这点使得PET检测器可以被设置在通常的磁共振设备的柱形患者管内，从而两者可以按照同样的等角点进行测量并且甚至两个测量可以同时地进行。此外，PET检查提供了非常有说服力的图像，这点可以追溯到测量信号的形成(对伽马量子的时间分辨的检测)上。在此，涉及一种具有高的计数效率和由此带来的极高的灵敏度的重合测量方法。

第一成像装置的高分辨的图像、即例如MR图像，以及第二成像装置的图像、即例如PET图像均可以被随后分析，根据该分析可以得出诊断的结论，这些结论有时是后续检查所要求的，以便例如再次利用磁共振设备更精确地检查在PET图像中被表示为重要的特定区域。这点尽管在原理上可以很容易，不过是费时的。因此不能最佳地利用该成像单元，因为其直到对第一图像拍摄的分析结束之前被占用，直到做出判断是否需要后续检查。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于运行该混合成像单元的方法，该方法允许一种有效的图像拍摄运行。

为了解决该技术问题，按照本发明在一种本文开始部分所述类型的方法中规定，在所述第二成像装置的当前运行的测量信号采集期间根据连续采集的测量信号在检查空间中确定一个区域，在该区域中随后借助于所述第一成像装置在采用针对区域的测量协议的情况下进行针对区域的测量信号采集。

在本发明的方法中，在通过第二成像装置(即例如PET扫描器)当前运行的测量信号采集期间连续地建立或者重建分别可以输出的图像，从而连续地通过测量信号采集的进展提供具体的信息。这些信息对于影响第一成像装置(即例如磁共振设备)的随后图像拍摄运行来说是决定性的。例如，如果从PET图像中得出：由于提高的放射核素积累而识别出一个病理区域，则选择该区域。在该信息在极其早的时刻(即，还在第二成像装置、即例如PET扫描器的当前的运行期间)就已经出现之后，则可以极短时间内地开始恰好该病理上感兴趣的区域的后续检查。由此，不再需要在PET测量结束之后的昂贵的随后的和时间延迟的图像分析，而是可以在最早的时刻开始该后续检查，理想情况下甚至在第一成像装置还在运行中并且处理其原始的第一测量协议。随后，利用第一成像装置在采用针对区域的测量协议的情况下，也即采用一个对于该区域的检查是合适的或者优化的、特殊的测量协议来进行后续检查或者第二检查。由此可以保证，按照最佳的方式在图像技术上采集该可能在病理上重要的区域，从而也可以即刻地进行对图像的对应分析并由此进行诊断。

本发明的方法整体上允许对混合医学成像单元的明显更有效以及更时间优化的运行，这既对于用户有利，因为可以已经明显更早地提供重要的信息和图像并且对其进行分析，也对于患者给出了优势，患者可以在明显更短的时间内受到最优的图像技术上的检查。

按照本发明的第一可选方案，可以多次或者连续地自动分析所述连续采集的测量信号，并且自动地确定所述区域，按照该区域自动地进行所述针对区域的测量信号采集。也就是说，在此或者按照特定的时间间隔或者一般连续地临时重建并且自动地分析当前已经获取的测量信号、即例如PET测量的对于图像重要的数据，以便确定放射核素的局部聚积。也就是说，在PET图像中自动地确定该区域、即其位置以及其几何形状或大小，以便可以随后对应地分析相应的针对区域的测量协议。可以如下容易地进行位置确定：例如通过将PET扫描器与磁共振设备进行组合，使得在其中记录不同的成像装置的图像的坐标系相互参照，从而可以例如将在PET坐标系中的一个点直接地分配给在MR坐标系中的一个对应的相关点。在通常利用磁共振设备事先拍摄一幅用于确定随后的图像所要求的衰减校正的概略图像之后，可以容易地进行所采集PET区域的相应的解剖对应。在各种情况下，此时根据自动采集的区域也自动地触发并处理由第一成像装置(即例如MR设备)进行的针对区域的第二测量协议。也就是说，在此形成了近似于全自动的运行。自然可以考虑，这样地中间***用户干预：在触发采用针对区域的测量协议进行的图像拍摄之前通知用户，并且例如通过控制装置给出对应的命令确认并开始(freigibt)下一图像拍摄。

在此，按照第一发明可选方案，可以通过确定随着当前运行的信号采集改变的信号强度并且将该信号强度与一个比较强度值进行比较，实现自动的区域确定。也就是说，自动地在核医学图像中采集一个区域的信号强度(即亮度)或对比度，并且连续地比较该强度(亮度或对比度)是否相对于通常的信号噪声超过了一个比较值、即阈值。即，图像内容对于区域选择来说是起决定作用的。越多的测量信号被采集并且可以被分配给一个在检查空间中的特定区域，则该区域在PET图像中显得越亮和强度越大。在核医学图像同样被逐点地解析之后，在此自然形成了按照其信号强度观察特定的区域的可能性，例如通过建立平均值等等，以便不对每个单个的图像点单独地分析，不过，同样可以考虑单独分析的情况。也就是说，最后如何将强度采集具体地构造为触发标准，可以具有不同的性质。在任何情况下，强度或亮度分析允许这样一直简单而精确的采集，实际上给出了信号强度非常高的至少一个点或者极其小的区域，其即为足够的亮或者与环境相比对比度丰富。这样，图像处理装置可以该信息确定随后要进一步检查的实际区域，该进一步的检查可以容易地根据在相邻区域中的信号强度变化、即亮度变换而进行。也就是说，在连续重建的图像中可以根据信号变化并由此根据图像内容非常精确地确定活性区域，该区域在解剖上属于其中首先采集到一个超过阈值的信号强度的非常小的区域。在该区域可以容易地按照其与磁共振设备的坐标系的***相关性的坐标系位置被采集之后，可以立刻选择对应的针对区域的测量协议并且触发针对区域的测量。

作为对于通过分析在图像中的信号强度或者亮度分布来进行的区域确定的替换，也可以通过将根据迄今为止所采集的测量信号而产生的图像与检查空间的一幅参考图像进行比较，实现自动的区域确定。该参考图像示出了近似于在病理上未知的状态下的检查空间、即检查空间的正常活性。此时，例如通过图像减影得出：在减影图像中显示一个明显与参考图像偏离的区域，则可以将其识别为对于由提高的放射核素聚积证明的、提高的活性的明显的提示。随后也可以在解剖上精确地采集该区域，即，可以识别出其是一个特定的骨骼或者特定的器官，据此可以再次自动地按照其大小和几何形状以及其在坐标系中的位置对该区域进行识别。

作为对于自动的区域采集的替换，也可以考虑由用户进行区域确定。为此，例如可以根据在一幅利用第一成像装置建立的检查空间的概略图像中连续采集的测量信号，在显示器上的该概略图像中位置精确地显示一个依赖于信号的区域表示，其中，由用户在该概略图像中选择所述区域，按照该区域进行所述针对区域的测量信号采集。如所述的那样，该概略图像由第一成像装置、即例如MR设备总是为了确定可能要求的衰减校正而拍摄。如所述的那样，连续地重建第二成像装置的图像、例如PET图像，并且可以在成像坐标系参照之后很容易地在概略图像上位置和取向精确地进行显示。即，用户获得在其中淡入了PET图像的概略图像的图像表示。用户可以从中立刻识别出PET测量的连续的进展，并且由此立刻获取可能的病理重要的区域，然后将其在概略图像或者组合图像中进行选择，其中，用户在此可以选择并改变该区域的大小和几何形状。为此，用户操作诸如屏幕光标等的对应输入装置，结合诸如线和框的可能的图形辅助装置，用户由此为了定义该区域而可以将这些图形辅助装置同样设置。这样，通过这种方式给出的区域位置和几何形状对于随后的对针对区域的测量协议的选择来说是起决定性作用的。

如已经描述的那样，特别合适的是存在这样的可能性：在所述第一成像装置在检查空间中采用另一个测量协议采集针对空间的测量信号的期间，就已经开始了所述针对区域的测量信号采集。磁共振设备可以容易地并行地处理两个不同的测量协议。也就是说，在利用第一测量协议的测量还在运行期间，就可以处理用于区域拍摄的第二测量协议。在第一测量协议按照特定的层数目、层取向等等扫描整个检查空间的期间，就可以已经按照对应的针对区域选择的层数目、层取向、针对区域的测量场等等开始了所述针对区域的测量。自然也可以考虑，紧接着第一成像装置的第一测量过程的结束进行该针对区域的测量。

可以根据一个或者多个特别是可由用户预定或由用户预定的选择标准、特别是自动的选择标准，自动地实现所述针对区域的测量协议。也就是说，可以容易地考虑，协议选择以医学问题为基础。例如，如果医学问题是寻找骨骼新陈代谢以及患者的特定疾病图像，则该针对区域的测量协议可以例如是一个用于骨骼检查的特殊序列，也就是说，采用一个原本针对待检查的器官或身体部分优化的协议。可以自动地进行该协议选择，例如通过在确定了区域之后自动地查明其是否是骨骼或者肝脏或者其它器官，从而随后可以立刻考虑对应的最佳协议。对应的选择标准可以由用户例如作为怀疑的诊断输入。

最后，可以由用户或者自动地实现对所述针对区域的测量协议的规划和/或定位。不仅对原理上作为基础的测量协议的选择(其是否为用于骨骼检查或者用于软组织检查等的协议)，而且具体的细节(例如，层数目或者层取向或者测量场的大小)均可以由用户或者自动地定义。特别是在采用第一成像装置利用所谓的“自动对齐(Autoalign)函数”(其中自动地进行对应的协议设置)时，可以容易地使用该自动的协议规划。例如在DE10357203A1中描述了这样一种自动对齐函数。作为对此的替换，自然也存在由用户手动地对测量协议进行规划和/或定位的可能性，例如在概略图像中或根据概略图像进行，在该概略图像中用户可以容易地定义层数目和层取向等等。

除了所述方法之外，本发明还涉及一种混合医学成像单元，包括具有高位置分辨率的第一成像装置和具有高灵敏度的核医学的第二成像装置，它们分别从共同的检查空间采集成像的测量信号，其中，每个成像装置优选地具有一个自身的控制装置。该成像单元被构造用于实施所描述类型的方法。为此，两个单独的控制装置例如相互通信，以便可以例如在自动的区域采集中由一个控制装置向另一个控制装置给出对应的信息，后者然后又进行协议选择和规划等等。在此优选地，所述第一成像装置是磁共振装置，而所述第二成像装置是PET装置或者SPECT装置。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节借助于附图由下面描述的实施例给出。附图中：

图1示出了本发明的混合医学成像单元的原理图，以及

图2示出了用于解释本发明的方法的原理图。

具体实施方式

图1示出了本发明的混合医学成像单元1的原理图，该混合医学成像单元包括具有高位置分辨率的第一成像装置2，在所示出的例子中是磁共振装置。没有更详细地示出该磁共振装置，这种磁共振装置的原理性结构对于专业人员来说是充分公知的并且不需要更详细地解释。

此外，设置了核医学的第二成像装置3，在此按照PET扫描器的形式，其包括组合成筒体的多个单个的检测器单元4，这些检测器单元衬在患者管5内。这种PET装置的原理性结构对于专业人员来说也是充分公知的。在所示出的例子中第一和第二成像装置2、3的运行通过一个中央的公用控制装置6得到控制。利用这种成像装置1可以同时拍摄MR图像和PET图像，因为磁共振成像不影响PET成像，反过来也是。如所述的那样，控制装置6控制两个成像装置2、3的运行，并且对所记录的测量信号进行分析和处理，在显示器7上进行可能的图像显示等的输出。

在图2中按照原理示出了本发明的基本工作方式。示出的是患者8，其被平躺地置于成像单元1的患者管5内。此时，同时地利用第一成像装置1和第二成像装置3对其进行检查，或者说同时地记录对应的测量信号。在用a)标记的左侧图像表示中示出了各个层面9，在这些层面中第一成像装置(即这里的磁共振装置)拍摄患者的各个层图像。可以看出层相对距离远，正如在实施全身图像拍摄中常见的那样。

与此同时，通过PET检测器元件4对由于施用以及连续增加的放射核素的聚积而产生的测量信号进行采集，这点在按照a)的表示中没有被更详细地示出。在此，通过检测器元件4采集伽马射线，其中对分别在PET成像装置3的相互相对的点上的同时的射线进行分析。随着越来越多的结果采集出现越来越多的单个测量信号，这些信号可以被分析，例如通过确定作为同时采集基础的结果的概率分布，从而可以整体上产生一幅活性图。

在用b)标记的部分表示中在上部示出了概略图像10，正如通过磁共振装置2所拍摄的那样。该概略图像10是必然要拍摄的，以便可以根据其对随后拍摄的图像确定并进行衰减校正。

此外，示出了PET图像11，正如可以通过PET装置3根据对所连续记录的测量信号的连续重建或者分析而产生的那样。该PET图像11可以随着越来越多的测量信号采集而被连续地进一步扩展，在该图像中涉及了所有到目前为止被记录的测量信号。也就是说，可以连续地采集在体内的核素聚积的进展并且使得其可视化。在所示出了实施例中假设，确定了一个提高的富集的区域12、即提高的活性的区域。

磁共振装置2和PET装置3的坐标系是相互相关的，也就是说，在通过PET装置3扫描的检查空间中的每个点可以精确地对应于在通过磁共振装置2扫描的检查空间中的一个点。这点允许将例如被三维地采集的区域12，在随后同样三维地采集的概略图像10中精确地确定。如在步骤c)中示出的那样，此时将来自PET图像11中的区域12位置和取向精确地显示在概略图像10中。在所示出的例子中看出了患者8的骨骼结构13，以及在该区域中并且位于脊柱14上的区域12。

该图像表示例如可以在显示器7上显示给用户，后者由此此时可以明确地定位区域12并且将其识别为病态的。如果这点没有已经自动地完成，则用户此时可以在表示c)中用虚线示出的那样，例如通过屏幕光标与控制鼠标等的结合来定义一个区域15，并且将该区域定义为紧接着的由磁共振装置2利用针对区域的测量协议进行的检查。作为对于由用户进行的区域选择的替换，这点也可以完全自动地实现。整个的控制装置6可以在磁共振装置2的检查空间中精确地确定区域12的位置，并且根据所要求的测量协议可以(例如针对层数目或层取向等)选择或者确定针对区域的新测量，以便可以在第二个高分辨率的、非常精确的MR扫描中最佳地记录该可能对于病理重要的区域。例如，该自动的选择也可以根据用户规定的自动选择标准进行。例如，假设用户怀疑骨骼新陈代谢，因此其作为待选择的针对区域的测量协议原本已经定义了一个包括专门的骨骼检查序列的测量协议。控制装置6此时选择出一个这样的骨骼检查协议，并且例如针对具体的层数目、层距离和层取向以及所要求的测量场对其进行优化，以便将所要求的区域15围绕病理区域12最优地进行尺寸确定或者覆盖。在由用户手动地进行区域确定的情况下，可以同样(例如在按照c)的表示、即在概略图像10中)由用户进行对层数目、层距离和层取向等的选择。

然后，借助于磁共振装置2进行对患者8的检查，见部分表示d)，并且是既根据已经运行的第一测量协议(如通过层9示出的那样)，又根据针对区域的第二测量协议(如通过明显更紧凑地设置的层16示出的那样，层16具体地位于前面定义的区域15中并且最佳地分辨该区域)进行。同样，同时通过PET装置3进行对测量信号的继续采集，以便借助于连续增加的测量信号数目进一步改善PET图像11。不过，在每种情况下均可以在一个非常早的时刻开始对重要区域15的单独的第二MR测量，从而在结束了所有测量之后提供一幅正常的、利用磁共振装置2拍摄的全身图像以及该核医学图像(即PET图像11)，其中，该全身图像另一方面是病理区域15的高分辨率的、格外具有说服力的图像。

Claims (11)

1.一种用于运行混合医学成像单元的方法，该混合医学成像单元包括具有高位置分辨率的第一成像装置和具有高灵敏度的核医学的第二成像装置，它们分别从共同的检查空间采集成像的测量信号，其特征在于，在所述第二成像装置的当前运行的测量信号采集期间根据连续采集的测量信号在检查空间中确定一个区域，在该区域中随后借助于所述第一成像装置采用针对区域的测量协议进行针对区域的测量信号采集。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多次或者连续地自动分析所述连续采集的测量信号并且自动地确定所述区域，按照该区域自动地进行所述针对区域的测量信号采集。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过确定随着连续的信号采集改变的信号强度并且将该信号强度与一个比较强度值进行比较而实现所述自动的区域确定。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过将根据迄今为止所采集的测量信号而产生的图像与检查空间的参考图像进行比较而实现所述自动的区域确定。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据在一幅利用第一成像装置建立的检查空间的概略图像中连续采集的测量信号，在显示器上位置精确地在该概略图像中显示依赖于信号的区域表示，其中，由用户在该概略图像中选择所述区域，按照该区域进行所述针对区域的测量信号采集。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，可以由用户选择或改变所述区域的大小或几何形状。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一成像装置在检查空间中采用另一个测量协议针对空间采集测量信号的期间，就已经开始了所述针对区域的测量信号采集。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据一个或者多个特别是可由用户预定或由用户预定的选择标准、特别是自动的选择标准，自动地实现所述针对区域的测量协议。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由用户或者自动地实现对所述针对区域的测量协议的规划和/或定位。

10.一种混合医学成像单元，该混合医学成像单元包括具有高位置分辨率的第一成像装置和具有高灵敏度的核医学的第二成像装置，它们分别从共同的检查空间采集成像的测量信号，该成像单元被构造用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。

11.根据权利要求10所述的混合医学成像单元，其特征在于，所述第一成像装置是磁共振装置，而所述第二成像装置是PET装置或者SPECT装置。

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