DE69006080T2

DE69006080T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von RI-Bildern in einem Spect-Gerät.

Info

Publication number: DE69006080T2
Application number: DE69006080T
Authority: DE
Inventors: Takashi Ichihara
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2010-03-30
Also published as: US5297035A; DE69006080D1; JPH02263183A; EP0393405B1; EP0393405A3; JPH0619438B2; EP0393405A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erzeugen von RI-Bildern in einer SPECT-Vorrichtung.
In einer herkömmlichen SPECT-Vorrichtung (single photon emission computed tomography), wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wird von dem Patienten kommende Strahlung von einem Detektor 1 erfaßt, wenn dem zu untersuchenden (nicht gezeigten) Patienten ein RI (Radio-Isotop) injiziert wird. Positionsdaten X und Y sowie zu der von dem Detektor 1 erfaßten Strahlung gehörige Helltastungsdaten UNB werden über einen A/D-Wandler 2 in einem Speicher 3 gespeichert. Da der Detektor 1 mit Hilfe einer Detektor-Dreheinheit 4 um die Achse des Patienten gedreht wird, werden während der Erfassung der Strahlung in dem Speicher 3 Daten gespeichert, die von dem Detektor 1 an verschiedenen Drehpositionen aufgenommen werden. Ein die jeweilige Drehstellung des Detektors repräsentierendes Drehstellungssignal wird von der Detektor-Dreheinheit 4 an eine Speichersteuerung 5 ausgegeben. Die Speichersteuerung 5 veranlaßt den Speicher 3, die in ihm gespeicherten Daten ansprechend auf das Drehstellungssignal an eine Bildrekonstruiereinheit 6 zu geben. Ein RI-Bild (SPECT-Bild) wird von der Bildrekonstruiereinheit 6 auf der Grundlage der Daten bei jeder Drehstellung des Detektors 1 rekonstruiert, und das rekonstruierte Bild wird über einen Anzeigespeicher 7 auf einer Anzeigeeinheit 8 dargestellt.
Wenn bei der oben erläuterten SPECT-Vorrichtung der Patient derart auf einer Lagerstatt angeordnet wird, daß die Achse des Patienten im wesentlichen übereinstimmt mit der mittleren Drehachse des Detektors, läßt sich ein RI-Bild 10 erfassen, welches einer Ebene senkrecht zu der Körperachse 9 entspricht, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Mit der Verbesserung der Leistungsfähigkeit der SPECT-Vorrichtung in den vergangenen Jahren nimmt die Anzahl der Fälle zu, daß ein RI-Bild eines Kopfes zum Zweck der Diagnose des Kopfes erfaßt wird, z.B. zur Untersuchung einer Gehirngefäßkrankheit. Wenn RI-Bilder zu Diagnose-Zwecke aufgenommen werden, muß eine Kopfaufnahme-Normlinie gemäß Fig. 3, das ist eine (im folgenden als OM-Linie bezeichnete) Linie, welche ein Auge mit einem Gehörgang des Patienten verbindet, als Bezugslinie verwendet werden, wie es z.B. der Fall ist bei einem Röntgen-CT-Bild oder einem MR-(Kernspin-) Bild. Bei der herkömmlichen SPECT-Vorrichtung wird daher die Lage des Patienten derart eingestellt, daß eine OM-Linie senkrecht zu der Drehachse des Detektors verläuft, um RI-Bilder (Schichtbilder) auf der OM-Linie zu erhalten.
Allerdings ist es häufig schwierig, einen Patienten, der Schwierigkeiten mit der Wirbelsäule, dem Hals oder dergl. hat, in dieser Weise zu lagern. In diesem Fall können RI-Bilder auf der OM-Linie nicht erhalten werden. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine SPECT-Vorrichtung entwickelt, die in der Lage ist, RI-Bilder ohne Änderung der Lage eines Patienten aufzunehmen. Bei dieser SPECT-Vorrichtung wird der Gradient der OM-Linie vorab durch eine Bedienungsperson gemessen, und der Gradient der OM-Linie wird während der Bildrekonstruktions-Verarbeitung offline eingegeben. Bei dieser Vorrichtung wird festgelegt, daß der Gradient eines Bildes demjenigen der OM-Linie gleich ist.
Die US-A-4 086 492 offenbart eine Anzeigevorrichtung für den Einsatz in der Radiographie, bei der mehrere parallele Schnittdarstellungen des Körpers eines Patienten erhalten werden. Um Bilder zu gewinnen, die Ebenen mit verschiedenen Orientierungen entsprechen, werden die gespeicherten Daten von den mehreren parallelen Schnittdarstellungen derart ausgelesen, daß innerhalb jedes von mehreren Teilintervallen eines Auslesezyklus Daten von einer verschiedenen der parallelen Schnittdarstellungen erhalten werden. Durch ein derartiges Neu-Zusammensetzen von Daten der Schnittdarstellung lassen sich Daten einer geneigten Ebene erhalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von RI-Bildern in einer SPECT-Vorrichtung anzugeben, mit dem bzw. mit der unabhängig von der Lage des Patienten RI-Bilder erhalten werden können, die einer gewünschten Sichflinie entsprechen.
Diese Aufgabe wird durch die in dem Anspruch 1 bzw. in dem Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Erfindung ergibt sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausgestaltung einer SPECT-Vorrichtung;
Fig. 2 eine Ansicht, welche die Lagebeziehung zwischen einem Patienten und RI-Bildern veranschaulicht;
Fig. 3 eine Ansicht zum Erklären einer Kopfaufhahme-Normlinie bezüglich des Patienten;
Fig. 4 und 5 Ansichten einer Ausgestaltung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Ansicht, die horizontale und vertikale Projektionslinien und eine OM-Linien-Einstellinie zeigt, die von einem Projektor auf den Patienten projiziert wird;
Fig. 7 ein Flußdiagramm zum Erläutern des Erfassens von RI-Bildern gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 8 eine Ansicht, welche die Lagebeziehung zwischen einem RI-Bild des Patienten und einer OM-Linien-Einsteiiinje zeigt; und
Fig. 9 eine Ansicht zum Erläutern des Erfassens von RI-Bildern auf einer OM-Linie.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, enthält ein erfindungsgemäßes System eine Lagerstatt 12, ein Gerüst 17, eine Lagerstattsteuerung 23 und einen Datenprozessor 24.
Die Lagerstatt 12 enthält einen Vertikal-Bewegungsmechanismus 13, einen oberen Tisch 14, einen Lagerstattantriebsabschnitt 21 und einen Stellungsfühler 22. Der obere Tisch 14 ist auf dem Vertikal-Bewegungsmechanismus 13 gelagert. Der Lagerstattantriebsabschnitt 21 bewegt den Vertikal-Bewegungsmechanismus 13 derart in vertikaler Richtung, daß der obere Tisch 14 in der Axialrichtung des Patienten bewegt wird. Der Stellungsfühler 22 erfaßt die Bewegungsstellung des oberen Tisches 14 und gibt ein Stellungssignal 22a, welches die erfaßte Bewegungsstellung repräsentiert, an die Lagerstattsteuerung 23 aus.
Die Lagerstattsteuerung 23 gibt ansprechend auf das von dem Stellungsfühler 22 kommende Stellungssignal 22a ein Treibersignal 21a an den Lagerstattantrlebsabschnitt 21, um diesen anzutreiben. Außerdem wird das Stellungssignal 22a in den Datenprozessor 24 eingegeben.
Das Gerüst 17 enthält eine Kopfauflage 15, eine Öffnung 16, in der ein Patient 11 angeordnet ist, einen Projektor 18a und einen Projektor-Drehabsehnitt 19a. Man beachte, daß bei Bedarf ein Projektor 18b und ein Projektor-Drehabschnitt 19b vorgesehen sein können. Die Kopfauflage 15 dient zum Halten des Kopfes des Patienten 11. Ein ein- oder zweidimensionaler Strahlungsdetektor (nicht dargestellt), der sich um den Patienten 11 herumdreht, ist in dem Gerüst 17 angeordnet. Der Projektor 18a ist in der Nähe der Öffnung 16 an einer Oberfläche 17a des Gerüsts 17 angebracht. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, projiziert der Projektor 18a horizontale und vertikale Projektionslinien e - e' und g - g', und eine OM-Linien-Einstellinie f - f' auf den Patienten 11. Die OM-Linien-Einsteffinie f - f' wird von dem Projektor-Drehabschnitt 19a gedreht. Ein Kodierer 20 erfaßt den Drehwinkel der OM-Linien-Einstellinie f - f', um ein für den erfaßten Drehwinkel repräsentatives Drehwinkelsignal 20a an den Datenprozessor 24 auszugeben.
Im folgenden wird anhand des Flußdiagramms in Fig. 7 die Mbeitsweise dieser Vorrichtung beschrieben.
Wenn der Vertikal-Bewegungsmechanismus 13 angetrieben wird, wird in einem Schritt A die Höhe des oberen Tisches 14 der Lagerstatt 12, auf der der Patient 11 ruht, einreguliert. Deshalb wird der Kopf des Patienten 11 bezüglich des Projektors 18a optimal positioniert. Wenn der Projektor 18a angetrieben wird, werden im Schritt A1 die horizontalen und vertikalen Projektionslinien e - e' und g - g' sowie die OM-Linien-Einstellinie f - f' auf den Patienten 11 projiziert, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Man beachte, daß der Schnittpunkt der Linien e - e', g - g' und f - f' mit der Stelle des Gehörgangs des Patienten 11 zusammenfällt.
Im Schritt A3 wird die OM-Linien-Einstellinie f - f' durch den Projektor-Drehabschnitt 19a um einen Drehwinkel 8 gedreht, so daß die OM-Linien-Einstellinie f - f' übereinstimmt mit einer Linie, welche die Stelle O des Gehörgangs mit der Lage des Auges des Patienten 11 verbindet, d.h. einer OM-Linie. Nachdem die 0M-Linie eingestellt ist, wird in den Datenprozessor 24 ein den Drehwinkel O repräsentierendes, von dem Kodierer 20 erfaßtes Drehwinkelsignal eingegeben.
Im Schritt A4 wird zum Aufnehmen von RI-Daten, die dem Kopf des Patienten 11 entsprechen, der obere Tisch 14 aus einer Position A um einen Bewegungshub L gemäß Fig. 5 in eine Position B bewegt. Man beachte, daß Fig. 5 die Position des oberen Tisches 14 nach der Bewegung zeigt.
Im Schritt A5 dient gemäß Fig. 8 nach Maßgabe der Lagebeziehung zwischen einem Kopf-RI-Bild P des Patienten 11 und der OM-Linie f - f' unter Berücksichtigung des Bewegungshubs L eine gegenüber der vertikalen Linie g - g' um den Drehwinkel θ gedrehte Linie, die bezüglich a und L zentriert ist, als die aktuelle OM-Linie. Eine solche Berechnungsverarbeitung wird von dem Datenprozessor 24 vorgenommen. Die berechneten Positionsdaten, welche die Lage der OM-Linie repräsentieren, werden in einem (nicht dargestellten) Speicher des Datenprozessors 24 zusammen mit den RI-Daten abgespeichert.
Im Schritt A6 werden gemäß Fig. 9 RI-Bilder 25, die senkrecht zu der Achse e - e' des Patienten 11 orientiert sind, auf der Grundlage der RI-Daten rekonstruiert. Zur Durchführung der Koordinatenumwandlung der RI-Bilder werden die rekonstruierten RI-Bilder 25 nach Maßgabe der Positionsdaten der OM-Linie in RI-Bilder 26 mit einem durch die OM- Linie gebildeten Winkel θ umgesetzt. Die umgesetzten RI-Bilder 26 enthalten die RI-Bilder auf der OM-Linie. Man beachte, daß, wenn die RI-Bilder 26 von der OM-Linie separiert werden, das RI-Bild leicht mit beispielsweise einem Röntgen-CT-Bild verglichen werden kann.
Obschon für das obige Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben wurde, daß der Schnittpunkt O der OM-Linien-Einstellinie f - f' und weiterer Projektionslinien mit dem Gehörgang eines menschlichen Körpers zusammenfällt, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen von RI-(Radio-isotop-)Bildern eines Patienten in einer SPECT-(single photon emission computed tomography) Vorrichtung, welches RI-Daten des Patienten unter Verwendung eines um eine Achse des Patienten drehbaren Detektors erfaßt und mehrere erste RI-Bilder für zu der Achse des Patienten senkrechte Ebenen rekonstruiert, gekennzeichnet durch:

Projizieren einer Sichtlinie (OM) auf den Patienten (11) unter einem Winkelbezüglich der Ebenen der ersten RI-Bilder, und

Ausführen einer Koordinatenumwandlung der RI-Bilder nach Maßgabe des Winkels θ der Sichtlinie (OM), um zwei RI-Bilder für solche Ebenen zu erhalten, die mit den Ebenen der ersten RI-Bilder einen Winkel θ bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Projizierens den Schritt des Anpassens der Sichtlinie an eine Normlinie beinhaltet, welche eine Linie darstellt, die die Lage eines Auges mit der Stelle eines Gehörgangs des Patienten verbindet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines von den zweiten RI-Bildern einer Bildebene entspricht, welche die Normlinie enthält.

4. System zum Erzeugen von RI-(Radioisotop-)Bildern eines Patienten in einer SPECT-(single photon emission computed tomography) Vorrichtung, weiches RI-Daten des Patienten unter Verwendung eines um die Achse des Patienten drehbaren Detektors erfaßt und mehrere erste RI-Bilder senkrecht zu der Achse des Patienten rekonstruiert,

gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zum Projizieren einer Sichtlinie auf den Patienten unter einem Winkel θ bezüglich der Ebenen der ersten RI-Bilder; und

eine Koordinaten-Umwandlungseinrichtung (24) zum Durchführen einer Koordinatenumwandlung für die ersten RI-Bilder nach Maßgabe des Winkels θ der Sichtlinie, um zweite RI-Bilder von Ebenen zu erhalten, die bezüglich der Ebenen der ersten RI-Bilder einen Winkel θ bilden.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Projiziereinrichtung (18a, 19a; 18b, 19b) Mittel (19a; 19b) erhält zum Anpassen der Sichtlinie an eine Normlinie, welche eine Linie darstellt, die eine Position eines Auges mit einer Position eines Gehörgangs des Patienten verbindet.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der zweiten RI-Bilder einer Bildebene entspricht, welche die Normlinie enthält.