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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Bildgebungssystem zur Kompensation von Patientenbewegungen bei Serienaufnahmen in der medizinischen Bildgebung, bei der in zeitlichen Abständen mehrere Bilder eines Untersuchungsbereiches eines Patienten (17) mit einem Bildgebungssystem (1) aufgezeichnet und zueinander in Beziehung gesetzt werden. Bei dem Verfahren wird mit einem Lokalisationssystem (2) während der Durchführung der Serienaufnahmen ständig oder zumindest in jeweils zeitlicher Nähe zur Aufzeichnung der einzelnen Bilder eine momentane räumliche Lage des Untersuchungsbereiches in einem fest mit dem Bildgebungssystem (1) verbundenen Bezugssystem erfasst, eine in zeitlicher Nähe zur Aufzeichnung eines ersten Bildes erfasste erste räumliche Lage des Untersuchungsbereiches festgehalten und eine Abweichung der jeweils erfassten momentanen von der ersten räumlichen Lage bestimmt und durch Verändern geometrischer Verhältnisse des Bildgebungssystems (1) in zeitlicher Nähe zur Erfassung der räumlichen Lage und/oder durch geometrische Anpassung eines Bildinhaltes eines jeweils gerade aufgezeichneten Bildes zumindest annähernd kompensiert, so dass die Bilder den Untersuchungsbereich jeweils in gleicher Position und Orientierung zeigen. Das Verfahren erfordert keine zeitaufwendige Interaktion mit dem Bediener und ist auch für die Kompensation größerer Bewegungen des Patienten geeignet.The present invention relates to a method and an imaging system for compensation of patient movements in continuous shooting in medical imaging, in which a plurality of images of an examination area of a patient (17) with an imaging system (1) are recorded at intervals and related to each other. In the method, a current spatial position of the examination area in a reference system fixedly connected to the imaging system (1) is recorded with a localization system (2) during the continuous recording continuously or at least in temporal proximity to the recording of the individual images, one in temporal proximity recorded for recording a first image detected first spatial position of the examination area and determines a deviation of each detected momentary of the first spatial position and by changing geometric conditions of the imaging system (1) in temporal proximity for detecting the spatial position and / or by geometrical adaptation of a Image content of each just recorded image at least approximately compensated, so that the images show the examination area in each case in the same position and orientation. The method does not require any time-consuming interaction with the operator and is also suitable for compensating for larger movements of the patient.
    公开号:DE102004004604A1
    申请号:DE102004004604
    申请日:2004-01-29
    公开日:2005-09-15
    发明作者:Jan Dr. Boese；Norbert Rahn
    申请人:Siemens AG；
    IPC主号:A61B5-113
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation vonPatientenbewegungen bei Serienaufnahmen in der medizinischen Bildgebung, beider in zeitlichen Abständenmehrere Bilder eines Untersuchungsbereiches eines Patienten miteinem Bildgebungssystem aufgezeichnet und zueinander in Beziehunggesetzt werden, wie dies bspw. bei der digitalen Subtraktions-Angiographie(DSA) oder der Pfadfinder-Technik (Roadmapping) der Fall ist. Die Erfindungbetrifft weiterhin ein medizinisches Bildgebungssystem mit Strahlquelle,Detektor, Patientenliege, Bildverarbeitungseinheit und Bildanzeigeeinheit, daszur Durchführungdes Verfahrens ausgebildet ist.TheThe present invention relates to a method for compensatingPatient movements during continuous shooting in medical imaging, atthe at intervalsseveral images of an examination area of a patient withrecorded in an imaging system and related to each otherbe set, such as in the case of digital subtraction angiography(DSA) or the scout technique (roadmapping) is the case. The inventionfurther relates to a medical imaging system with a beam source,Detector, patient bed, image processing unit and image display unit, theto carry outof the method is formed.
    [0002] Aufeinem Hauptanwendungsgebiet des vorliegenden Verfahrens, dem Gebietder digitalen Subtraktions-Angiographie, werden Blutgefäße des menschlichenKörpersmit dem Bildgebungssystem, in diesem Fall einer Röntgenanlage,erfasst und dargestellt. Bei dieser Methode werden Serien von Röntgenbilderndes interessierenden Untersuchungsbereiches des Patienten aufgezeichnet,währendein Kontrastmittel zur Hervorhebung der Gefäße injiziert wird (Füllungs-Bilder).Weiterhin wird ein Bild des Untersuchungsbereiches ohne Injizierungeines Kontrastmittels aufgenommen (Masken-Bild). Durch digitaleSubtraktion des Masken-Bildes von den jeweiligen Füllungsbildernwerden Subtraktions-Bilder erhalten, auf denen nur die Gefäße zu erkennensind, während Überlagerungenvon anderen röntgenabsorbierendenStrukturen wie bspw. Knochen durch die Subtraktion verschwundensind.Ona main field of application of the present method, the fieldDigital subtraction angiography, blood vessels of the humanbodywith the imaging system, in this case an x-ray system,recorded and presented. In this method are series of X-ray imagesrecorded in the patient's area of interest,whilea contrast agent for highlighting the vessels is injected (filling images).Furthermore, an image of the examination area without injectionof a contrast agent (mask image). Through digitalSubtract the mask image from the respective fill imagesSubtraction images are obtained on which only the vessels can be seenare, while overlaysfrom other X-ray absorbingStructures such as bones disappeared by subtractionare.
    [0003] DieSubtraktion der Bilder setzt allerdings voraus, dass diese unterden gleichen geometrischen Bedingungen aufgezeichnet wurden, sodass sie deckungsgleich sind. Aufgrund von Bewegungen der abgebildetenStrukturen zwischen den einzelnen Aufnahmen kann es zu störenden Bewegungsartefaktenin den subtrahierten Bildern kommen. Diese können durch Bewegungen des Patientenzwischen der Aufnahme des Masken-Bildes und den Aufnahmen der Füllungs-Bilderhervorgerufen werden. Eine Folge dieser Bewegungen kann sein, dassdas resultierende Subtraktions-Bild nicht mehr für die Diagnose verwendet werdenkann. So kann es in der Praxis vorkommen, dass durch derartige BewegungsartefaktegestörteSubtraktions-Bilder wiederholt werden müssen. Dies ist mit zusätzlichemAufwand an Zeit und Kontrastmittel sowie mit zusätzlicher Strahlenexpositiondes Patienten verbunden.TheSubtraction of the pictures presupposes, however, that these are underthe same geometric conditions were recorded, sothat they are congruent. Due to movements of the picturedStructures between each shot can cause annoying motion artifactscome in the subtracted pictures. These can be caused by movements of the patientbetween the recording of the mask image and the images of the filling imagesbe caused. One consequence of these movements may be thatthe resulting subtraction image is no longer used for the diagnosiscan. So it may happen in practice that such motion artifactsdisturbedSubtraction images must be repeated. This is with additionalExpenditure of time and contrast agent as well as with additional radiation exposureconnected to the patient.
    [0004] Einemit der digitalen Subtraktions-Angiographie verwandte Methode istdie sog. Pfadfinder-Technik, auch als Roadmapping bezeichnet. DieseTechnik wird fürdie selektive Katheterisierung von Gefäßen bei der interventionellenTherapie angewendet. Bei solchen Gefäß-Interventionen wird die aktuelle Positioneines röntgenabsorbierendenKatheters durch Röntgen-Durchleuchtung (Fluoroskopie)in einem zweidimensionalen Bild dargestellt. Um zusätzlich dasBlutgefäß als sog.Roadmap erkennen zu können,wird zu Beginn der Intervention ein Bild aufgezeichnet, bei demeine geringe Menge an Kontrastmittel injiziert wurde. Dieses Bildwird als Masken-Bild festgehalten. Die folgenden, ohne Injektion einesKontrastmittels erhaltenen Fluoroskopie-Bilder werden jeweils vomMasken-Bild subtrahiert. Auf diese Weise werden Subtraktions-Bildererhalten, auf denen der Katheter hell über dem dunklen Blutgefäß erkennbarist und der Hintergrund durch die Subtraktion eliminiert wurde.Ais related to digital subtraction angiography methodthe so-called scout technique, also known as roadmapping. TheseTechnology is forthe selective catheterization of vessels in the interventionalTherapy applied. In such vessel interventions, the current positionan X-ray absorbingCatheter by x-ray fluoroscopyshown in a two-dimensional image. In addition to thatBlood vessel as so-called.To recognize the roadmapAt the beginning of the intervention, an image is recorded in which:a small amount of contrast agent was injected. This pictureis recorded as a mask image. The following, without injection of oneContrast agent obtained fluoroscopy images are each from theSubtracted mask image. In this way are subtraction picturesobtained on which the catheter is lightly visible above the dark blood vesseland the background has been eliminated by the subtraction.
    [0005] Auchdas Roadmapping wird in gleiche Weise wie die digitale Subtraktions-Angiographiedurch Bewegungen der abgebildeten Strukturen während der Serienaufnahmen gestört. BeiBewegungen zwischen der Aufnahme des Masken-Bildes und dem jeweiligenFluoroskopie-Bild treten hier allerdings zwei Probleme auf. Zumeinen wird der Hintergrund nicht mehr richtig subtrahiert, so dassBildartefakte entstehen. Zum anderen kann es vorkommen, dass die durchdas Bild vermittelte Position des Katheters relativ zum dargestelltenBlutgefäß nichtkorrekt ist. Dieser schwerwiegende Fehler kann bspw. dazu führen, dasssich der Katheter in dem Bild außerhalb des Gefäßes darstellt,obwohl er sich tatsächlichinnerhalb des Gefäßes befindet.Im Extremfall könnensolche falschen Darstellungen zu Fehlern bei der Kathetersteuerungführenund Gefäßverletzungenzur Folge haben. Bei einer Bewegung des Patienten während derIntervention muss daher häufigdie Roadmap durch eine erneute Aufnahme eines Masken-Bildes aufgefrischtwerden. Dies erfordert zusätzlichenZeitaufwand und Kontrastmittelverbrauch und ist mit einer erhöhten Strahlendosisfür denPatienten verbunden.AlsoThe roadmapping is done in the same way as the digital subtraction angiographydisturbed by movements of the imaged structures during the continuous shooting. atMovements between the recording of the mask image and the respectiveHowever, there are two problems with the fluoroscopy image. To theone, the background is no longer properly subtracted, so thatImage artifacts arise. On the other hand it can happen that throughthe image mediated position of the catheter relative to the illustratedBlood vessel notcorrect is. For example, this fatal error can lead tothe catheter is in the picture outside the vessel,although he is actuallylocated inside the vessel.In extreme cases cansuch misrepresentations to errors in catheter controlto leadand vascular injurieshave as a consequence. During a movement of the patient during theIntervention must therefore be frequentthe roadmap refreshed by a new shot of a mask imagebecome. This requires additionalTime expenditure and contrast agent consumption and is associated with an increased radiation dosefor theConnected patients.
    [0006] ZurVermeidung oder Verminderung dieser Problematik sind derzeit unterschiedlicheLösungen bekannt.So lassen sich im Wesentlichen die folgenden 3 Typen von Lösungsansätzen unterscheiden.toAvoidance or reduction of this problem are currently differentKnown solutions.This essentially differentiates between the following 3 types of solutions.
    [0007] PatientenbezogeneLösungenzielen darauf ab, Patienten-Bewegungen bei der Aufnahme zu vermeiden.So kann bei Thorax-Untersuchungen bspw. der Patient dahingehendtrainiert werden, während derDurchführungder Serienaufnahmen den Atem anzuhalten. Eine weitere Möglichkeitbesteht darin, durch eine Vollnarkose einige Quellen von Bewegungsartefaktenzu vermeiden. Ein Nachteil der patientenbezogenen Verfahren bestehtdarin, dass sie entweder nur teilweise wirksam oder nicht immereinsetzbar sind. Eine Vollnarkose ist bspw. mit vielen Risiken verbundenund daher bei vielen Anwendungen für digitale Subtraktions-Angiographiemedizinisch nicht indiziert. Andererseits bleiben selbst bei Vollnarkoseeinige Quellen fürBewegungsartefakte, wie bspw. die Atembewegung, erhalten.Patient-related solutions aim to avoid patient movement during admission. Thus, in thoracic examinations, for example, the patient can be trained to hold his breath while performing the continuous shooting. Another possibility is to avoid some sources of motion artifacts through general anesthesia. A disadvantage of patient-related procedures is that they are either only partially effective or not always applicable. General anesthesia, for example, involves many risks and is therefore medical in many digital subtraction angiography applications not indexed. On the other hand, even under general anesthetic, some sources of motion artifacts, such as respiratory motion, are retained.
    [0008] Beiden auf die Bildaufnahme bezogenen Lösungen wird die Bildaufnahmeso durchgeführt,dass Bewegungsartefakte mini miert werden. Bisher sind hierfür vor allemsog. Gating-Verfahren bekannt, bei denen die Aufnahme mit einerphysiologischen Messung gekoppelt wird. So werden bspw. beim EKG-Gatingjeweils nur in einer bestimmten Herzphase Bilder akquiriert, sodass die Herzbewegung kompensiert wird. Gating-Verfahren sind allerdings nurfür wenigespezielle Anwendungen einsetzbar und können nur von bestimmten Quellenverursachte Bewegungsartefakten vermeiden, für die physiologische Signalegemessen werden können.atthe image acquisition related solutions becomes the image captureso performedMotion artifacts are minimized. So far, this is especially for thisSo-called gating method, in which the recording with aphysiological measurement is coupled. For example, in ECG gatingin each case only acquires images in a specific heart phase, thenthat the heart movement is compensated. Gating procedures are onlyfor a fewSpecial applications can be used and only from certain sourcesavoid causing motion artifacts, for the physiological signalscan be measured.
    [0009] Einweiterer Lösungsansatzzur Verminderung von Bewegungsartefakten besteht in der retrospektivenBildverarbeitung der aufgezeichneten Bilder. Bei diesen Technikenwird angestrebt, durch geeignete Bildverarbeitung eine bessere Übereinstimmungvon Maskenbild und Füllungsbildzu erhalten. Die einfachste eingesetzte Technik ist das sog. Pixel-Shiftingoder Subpixel-Shifting, bei der der Benutzer das Masken-Bild gegenüber demFüllungs-Bild manuellsolange in zwei Dimensionen verschiebt, bis eine Minimierung derBewegungsartefakte im Subtraktions-Bild erreicht ist. Dieses Verfahrenist in allen kommerziellen Angiographie-Systemen implementiert.Auch automatische Verfahren, die die beste Übereinstimmung anhand von quantifizierbaren Ähnlichkeitsmaßen festlegen,sind in einigen kommerziellen Angiographie-Systemen vorhanden. AufwendigereVerfahren verwenden kein globales Pixel-Shifting über demgesamten Bildbereich, sondern optimieren lokale Bereiche des Bildesgetrennt voneinander, wie dies beispielsweise in der US 4 870 692 A beschriebenist. Weiterhin werden in der wissenschaftlichen Literatur zahlreicheaufwendigere Verfahren zur Bewegungskorrektur vorgeschlagen. Hierbeihandelt es sich im Wesentlichen um Optimierungsverfahren, bei denenversucht wird, die Transformation zwischen Masken-Bild und Füllungs-Bild zufinden, die die geringsten Bewegungsartefakte zur Folge hat. WeitereBeispiele fürretrospektive Bildverarbeitung sind den Veröffentlichungen "Motion compensateddigital subtraction angiography",M. Hemmendorff et al., SPIE '99,San Diego USA, Proceedings of SPIE's International Sym posium on Medical Imaging1999, Volume 3661, Image Processing, February 1999; Meijering E.H.et al., "Reductionof patient motion artefacts in digital subtraction angiography:evaluation of a fast and fully automatic technique", Radiology, 2001Apr; 219(1): 288-293; oder "RetrospectiveMotion Correction in Digital Subtraction Angiography: A Review", Erik H. W. Meijeringet al., IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 18, No. 1, January1999, pp. 2-21 zu entnehmen.Another approach to reducing motion artifacts is to retrospectively process the recorded images. In these techniques, the aim is to obtain better matching of mask image and filling image by suitable image processing. The simplest technique used is the so-called pixel-shifting or subpixel-shifting, in which the user manually shifts the mask image in two dimensions compared to the filling image until a minimization of the motion artifacts in the subtraction image is achieved. This method is implemented in all commercial angiography systems. Even automatic methods that determine the best match on the basis of quantifiable similarity measures are present in some commercial angiography systems. More elaborate methods do not use global pixel-shifting over the entire image area, but optimize local areas of the image separately from each other, as in the example of US 4,870,692 A. is described. Furthermore, numerous more sophisticated methods of motion correction are proposed in the scientific literature. These are essentially optimization techniques that attempt to find the transformation between the mask image and the fill image, which results in the least motion artifacts. Further examples of retrospective image processing are the publications "Motion compensated digital subtraction angiography", M. Hemmendorff et al., SPIE '99, San Diego USA, Proceedings of SPIE's International Symposium on Medical Imaging 1999, Volume 3661, Image Processing, February 1999 ; Meijering EH et al., "Reduction of patient motion artifacts in digital subtraction angiography: evaluation of a fast and fully automatic technique", Radiology, 2001 Apr; 219 (1): 288-293; or "Retrospective Motion Correction in Digital Subtraction Angiography: A Review", Erik HW Meijering et al., IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 1, January 1999, pp. 2-21.
    [0010] RetrospektiveBildverarbeitung kann die Bewegungen jedoch nur näherungsweisekompensieren. Beliebige Bewegungen können nicht korrigiert werden.Selbst bei Beschränkungauf eine Korrektur von 6 Freiheitsgraden entsprechend der Rotation undTranslation eines starren Körperskann die Bewegung nicht eindeutig aus den zweidimensionalen Bildernbestimmt werden. Weiterhin sind die komplizierteren Bildverarbeitungsverfahrensehr rechenzeitaufwendig und daher nur schwer in Echtzeit implementierbar.Manuelle Verfahren zur Bildverarbeitung (Pixel-Shifting) benötigen Benutzerinteraktion undkönneneinen erheblichen Zeitaufwand erfordern. Sie sind zudem grundsätzlich nurfür dienachträglicheVerbesserung von DSA-Aufnahmen einsetzbar, da beim Roadmapping kaumZeit füreine Interaktion bleibt.retrospectiveImage processing, however, can only approximate the movementscompensate. Any movements can not be corrected.Even with limitationon a correction of 6 degrees of freedom according to the rotation andTranslation of a rigid bodyThe movement can not be unambiguous from the two-dimensional imagesbe determined. Furthermore, the more complicated image processing methodsvery time-consuming and therefore difficult to implement in real time.Manual methods for image processing (pixel-shifting) require user interaction andcanrequire a considerable amount of time. They are basically onlyfor thesubsequentImprovement of DSA recordings can be used, as in roadmapping barelytime foran interaction remains.
    [0011] Ausgehendvon diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegendenErfindung darin, ein Verfahren sowie ein zugehöriges Bildgebungssystem zurKompensation von Patientenbewegungen bei Serienaufnahmen in dermedizinischen Bildgebung anzugeben, mit denen sich Bewegungen desPatienten währendder Bildaufnahmen ohne zeitaufwendige Benutzerinteraktion kompensierenlassen, wobei sich das Verfahren in Echtzeit implementieren lässt. DasVerfahren und das zugehörigeBildgebungssystem sollen insbesondere Bildergebnisse bei der digitalenSubtraktions-Angiographie und dem Roadmapping bei geringst möglichtemZeitaufwand fürden Bediener verbessern.outgoingfrom this prior art, the object of the presentInvention therein, a method and an associated imaging system forCompensation of patient movements during continuous shooting in theindicate medical imaging with which movements of thePatients duringCompensate for image capture without time-consuming user interactionlet the method be implemented in real time. TheMethod and the associatedImaging system should in particular image results in the digitalSubtraction angiography and roadmapping with the least possibleTime required forimprove the operator.
    [0012] DieAufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie derVorrichtung gemäß Patentanspruch10 gelöst.Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Vorrichtungsind Gegenstand der Unteransprücheoder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielenentnehmen.TheTask is with the method according to claim 1 and theDevice according to claim10 solved.Advantageous embodiments of the method and the deviceare the subject of the dependent claimsor can be understood from the following description and the embodimentsremove.
    [0013] Beidem vorliegenden Verfahren zur Kompensation von Patientenbewegungenbei Serienaufnahmen in der medizinischen Bildgebung, bei der in zeitlichenAbständenmehrere Bilder eines Untersuchungsbereiches eines Patienten miteinem Bildgebungssystem aufgezeichnet und zueinander in Beziehunggesetzt werden, wird mit einem Lokalisationssystem während derDurchführungder Serienaufnahmen ständigoder zumindest in jeweils zeitlicher Nähe zur Aufzeichnung der einzelnenBilder eine momentane räumlicheLage des Untersuchungsbereiches in einem mit dem Bildgebungssystemverbundenen Bezugssystem erfasst. Eine in zeitlicher Nähe zur Aufzeichnungeines ersten Bildes erfasste erste räumliche Lage des Untersuchungsbereicheswird festgehalten und Abweichungen der jeweils erfassten momentanenvon der ersten räumlichenLage bestimmt und durch Veränderngeometrischer Verhältnissedes Bildgebungssystems in zeitlicher Nähe zur Erfassung der räumlichenLage, vorzugsweise in Echtzeit, und/oder durch geometrische Anpassung einesBildinhaltes eines jeweils gerade aufgezeichneten Bildes zumindestannäherndkompensiert, so dass die Bilder den Untersuchungsbereich jeweilsin gleicher Position und Orientierung zeigen.In the present method for compensating for patient movements in continuous shooting in medical imaging, in which a plurality of images of a patient's examination area are recorded and correlated with an imaging system at intervals, a localization system is continuously or at least used during continuous imaging each temporal proximity to the recording of the individual images detects a current spatial position of the examination area in a reference system connected to the imaging system. A detected in temporal proximity to the recording of a first image first spatial position of the examination area is recorded and deviations of each detected current from the first spatial position be is correct and at least approximately compensated by changing geometric conditions of the imaging system in temporal proximity to the detection of the spatial position, preferably in real time, and / or by geometric adjustment of an image content of a currently recorded image, so that the images in each case in the same position and orientation demonstrate.
    [0014] DasVerfahren lässtsich dabei insbesondere zur Bewegungskompensation bei der digitalenSubtraktions-Angiographie oder bei der Pfadfinder-Technik einsetzen,um möglichstdeckungsgleiche Einzelbilder fürdie Subtraktion zu erhalten. Mit dem Verfahren werden daher bereitsbei der Bildaufnahme Bewegungen des Patienten oder des ins Augegefassten Untersuchungsbereiches des Patienten durch eine Steuerung,vorzugsweise eine Echtzeit-Steuerung, der geometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems, gegebenenfalls in Kombination mit der geometrischenAnpassung des Bildinhaltes, kompensiert. Dabei werden die aktuelleräumliche Lagedes Patienten oder des Untersuchungsbereiches, d. h. sowohl dieaktuelle Position als auch die aktuelle Orientierung, durch einLokalisationssystem detektiert und dann die geometrischen Parameter desBildgebungssystems so gesteuert, dass die relative Beziehung zwischendem abzubildenden Untersuchungsbereich und dem Aufnahmesystem konstantbleibt. Einzelne Freiheitsgrade können dabei auch durch Anpassung,insbesondere Rotation oder Translation, des Bildinhaltes des aufgezeichneten Bildeskompensiert werden.TheProcedure leavesThis is especially true for motion compensation in the digitalUse subtraction angiography or scout technique,as possiblecongruent single images forto get the subtraction. Therefore, already with the methodduring image acquisition movements of the patient or the eyecontrolled examination area of the patient by a control,preferably a real-time control of the geometric relationshipsof the imaging system, optionally in combination with the geometricAdjustment of the image content, compensated. This will be the currentspatial locationthe patient or the examination area, d. H. both thecurrent position as well as the current orientation, by aLocalization system detected and then the geometric parameters ofImaging system controlled so that the relative relationship betweenthe imaging area to be imaged and the recording system constantremains. Individual degrees of freedom can also be achieved through adaptation,in particular rotation or translation, of the image content of the recorded imagebe compensated.
    [0015] AlsLokalisationssystem wird vorzugsweise ein Gerät eingesetzt, mit dem die Positionund Orientierung (insgesamt 6 Freiheitsgrade) eines Lagesensorsim dreidimensionalen Raum gemessen werden können. Beispiele für derartigeLokalisationssysteme sind optoelektronische Positionssensoren, bspw. OPTTRAK3020, Northern Digital, Waterloo, Kanada oder elektromagnetischeLokalisationssysteme, wie bspw. von Biosense Webster Inc., DiamondBar, CA, USA oder das System Bird der Firma Ascension, Milton, VT,USA. Selbstverständlichlassen sich auch andere Lokalisationssysteme, mit denen die räumlicheLage des Untersuchungsbereiches im Raum erfasst werden kann, einsetzen.So könnenbspw. auch 3 Positionssensoren am Untersuchungsobjekt angebrachtwerden, aus deren räumlicherPosition auch die Orientierung des Untersuchungsbereiches abgeleitetwerden kann. Auch optische Abtastsysteme oder ähnliches, die ohne Anbringungeines Sensors am Patienten arbeiten, sind möglich.WhenLocalization system is preferably used a device with which the positionand orientation (6 degrees of freedom in total) of a position sensorcan be measured in three-dimensional space. Examples of suchLocalization systems are optoelectronic position sensors, eg OPTTRAK3020, Northern Digital, Waterloo, Canada or electromagneticLocalization systems, such as Biosense Webster Inc., DiamondBar, CA, USA or the system Bird of the company Ascension, Milton, VT,USA. Of courseOther localization systems can be used with which the spatialPosition of the examination area can be detected in the room, use.So canFor example, also 3 position sensors attached to the examination objectbe from whose spatialPosition also derived the orientation of the examination areacan be. Also optical scanning systems or the like without attachmentof a sensor working on the patient are possible.
    [0016] Dasvorliegende Verfahren kommt im Gegensatz zu den meisten bisher bekanntenVerfahren der Bewegungskorrektur ohne Interaktion mit dem Bedieneraus. Das vorgeschlagene Verfahren erfordert ggf. nur die Anbringungeines Lagesensors am Patienten. Danach ist keinerlei Benutzerinteraktion für die Bewegungskompensationmehr erforderlich. Die bisherigen Verfahren zur retrospektiven Bildverarbeitungarbeiten prinzipbedingt nur näherungsweise.GroßeBewegungen lassen sich mit diesen Verfahren kaum korrigieren, kleineBewegungen nur näherungsweise.Das vorgeschlagene Verfahren arbeitet insbesondere auch bei großen Bewegungenmit hoher Genauigkeit, so dass die Notwendigkeit einer mehrmaligenAufnahme eines Masken-Bildes vermieden wird. Dies spart Zeit, Kontrastmittelund reduziert die applizierte Röntgendosisim Falle von Röntgenaufnahmen.Das vorliegende Verfahren ermöglichtauch, in bestimmten Fällenauf eine Sedierung oder Narkose des Patienten nur zum Zweck derMinimierung von Bewegungsartefakten zu verzichten.Thepresent method comes in contrast to most previously knownMethod of motion correction without interaction with the operatorout. The proposed method may only require attachmenta position sensor on the patient. After that there is no user interaction for the motion compensationmore required. The previous methods for retrospective image processingwork by principle only approximately.SizeMovements can hardly be corrected with these methods, small onesMovements only approximately.The proposed method works especially for large movementswith high accuracy, so the need for a multipleRecording a mask image is avoided. This saves time, contrast agentand reduces the applied X-ray dosein the case of x-rays.The present method allowsalso, in certain caseson sedation or narcosis of the patient only for the purpose ofMinimize motion artifacts.
    [0017] Für die Kompensationder Abweichungen aufgrund der Patientenbewegung durch Anpassen dergeometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems könnenunterschiedliche Komponenten des Bildgebungssystems herangezogenwerden. Vorzugsweise erfolgt diese Anpassung durch eine Translationund/oder Rotation des Patiententisches in 1 – 3 Freiheitsgraden. Der Patiententischist gerade bei C-Bogen-Gerätenfür Angiographie-Anwendungenbereits motorisch zumindest in den 3 Translationsfreiheitsgradenbewegbar.For the compensationthe deviations due to the patient movement by adjusting thegeometric relationshipsof the imaging systemdifferent components of the imaging system usedbecome. Preferably, this adaptation is done by a translationand / or rotation of the patient table in 1 - 3 degrees of freedom. The patient tableis watching C-arm devicesfor angiography applicationsalready motorized, at least in the 3 translational degrees of freedommovable.
    [0018] Weiterhinlassen sich die Abweichungen durch eine Rotation des C-Bogens inRAO/LAO bzw. Cranio/Caudaler Richtung in 2 Freiheitsgraden anpassen.In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Detektor eingesetzt, derin 1 – 3Freiheitsgraden rotiert werden kann, so dass auch durch Bewegungdes Detektors bestimmte Abweichungen kompensiert werden können.Farthercan be the deviations by a rotation of the C-arm inAdjust RAO / LAO or Cranio / Caudal direction in 2 degrees of freedom.In a further embodiment, a detector is used whichin 1 - 3Degrees of freedom can be rotated, so also through movementThe detector certain deviations can be compensated.
    [0019] Für eine Kompensationder detektierten Abweichungen ist es weiterhin möglich, die Bildinhalte deraufgezeichneten Bilder geometrisch zu verändern. Dies betrifft insbesondereeine Rotation des Bildinhaltes um eine Achse senkrecht zur Bildebenesowie die Translation in den beiden Translationsfreiheitsgradender zweidimensionalen Bildaufnahme. Weiterhin besteht die Möglichkeiteiner Skalierung des Bildes. Je nach Art der Patientenbewegung kann aucheine Kombination der beiden Kompen sationstechniken, d. h. der Änderungder geometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems und der geometrischen Anpassung des Bildinhalts,von Vorteil sein.For a compensationthe detected deviations, it is still possible, the image content of thegeometrically change recorded images. This applies in particulara rotation of the image content about an axis perpendicular to the image planeas well as the translation in the two translational degrees of freedomthe two-dimensional image recording. Furthermore, there is the possibilitya scaling of the image. Depending on the type of patient movement can alsoa combination of the two compen sation techniques, d. H. the changethe geometric relationshipsthe imaging system and the geometric fit of the image content,be beneficial.
    [0020] Selbstverständlich lassensich beim vorliegenden Verfahren nach der zumindest näherungsweisenKompensation der Bewegung auch zusätzlich retrospektive Bildverarbeitungsverfahrenanwenden, um die Bildergebnisse noch weiter zu verbessern. Die näherungsweiseKompensation durch die Änderungder geometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems kann dabei für die Kompensation grober Bewegungeneingesetzt werden, während verbleibendekleine Fehler durch retrospektive Bildverarbeitung behoben werden.Of course, in the present method, after the at least approximate compensation of the movement, additional retrospective image processing methods can also be used in order to further improve the image results. The approximate compensation by changing the geometric relationships of the image The system can be used to compensate for coarse movements, while remaining small errors can be remedied by retrospective image processing.
    [0021] Dasvorliegende Bildgebungssystem umfasst zumindest eine Strahlungsquelleund einen Detektor, eine Patientenliege, eine Steuereinheit, eine Bildverarbeitungs-und eine Bildanzeigeeinheit. Die geometrischen Verhältnissezur Bildaufnahme sind durch motorisch gesteuerte Bewegung der Patientenliegesowie der Bildaufnahmeeinheit, bestehend aus Strahlungsquelle undgegenüberliegendemDetektor, veränderbar.Das Bildgebungssystem zeichnet sich dadurch aus, dass eine Kompensationseinheitvorgesehen ist, die in Echtzeit ein oder mehrere der in der LageveränderbarenKomponenten zur Veränderungder geometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems und/oder die Bildverarbeitungseinheit zurgeometrischen Anpassung eines Bildinhaltes eines jeweils geradeaufgezeichneten Bildes so ansteuert, dass die von einem Lokalisationssystemerfassten Bewegungen eines Patienten zumindest annähernd kompensiertwerden. Das Bildgebungssystem ist hierbei vorzugsweise in Form eines C-Bogen-Gerätes ausgebildet,wobei als bewegliche Komponenten vorzugsweise der Patiententischsowie der C-Bogen in ihren Stellungen verändert werden.TheThe present imaging system comprises at least one radiation sourceand a detector, a patient couch, a control unit, an image processingand an image display unit. The geometric relationshipsfor image acquisition are by motor-driven movement of the patient bedand the image pickup unit, consisting of radiation source andopposingDetector, changeable.The imaging system is characterized in that a compensation unitis provided, which in real time one or more of the capablechangeableComponents for changethe geometric relationshipsof the imaging system and / or the image processing unit forgeometric adjustment of a picture content of each straightrecorded image so that the of a localization systemdetected movements of a patient at least approximately compensatedbecome. The imaging system is preferably designed in the form of a C-arm device,wherein as movable components preferably the patient tableas well as the C-arm are changed in their positions.
    [0022] Dasvorliegende Verfahren sowie die zugehörige Vorrichtung werden nachfolgendanhand eines Ausführungsbeispielsin Ver bindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:Thepresent methods as well as the associated device are hereafterbased on an embodimentin conjunction with the drawings explained in more detail. Hereby show:
    [0023] 1 einBeispiel fürein C-Bogen-Gerätals Bildgebungssystem zur Durchführungdes vorliegenden Verfahrens; 1 an example of a C-arm device as an imaging system for carrying out the present method;
    [0024] 2 einBeispiel fürdie Kalibrierung des Lokalisationssystems in dem C-Bogen-Gerät der 1; 2 an example of the calibration of the localization system in the C-arm device of 1 ;
    [0025] 3 einBeispiel fürdie Aufzeichnung des ersten Bildes mit der ersten räumlichenLage des Untersuchungsbereiches; und 3 an example of the recording of the first image with the first spatial position of the examination area; and
    [0026] 4 einBeispiel fürdie Aufzeichnung der weiteren Bilder sowie die Bewegungskompensation. 4 an example for the recording of the other pictures as well as the motion compensation.
    [0027] ImFolgenden wird das vorliegende Verfahren anhand einer Röntgen-Angiographieanlagefür Anwendungenin der Neuro-Radiologie beschrieben. Das Verfahren kann selbstverständlich auchauf anderen Gebieten, bei denen die digitale Subtraktions-Angiographieund/oder Roadmapping eingesetzt werden, angewendet werden. Auchbei anderen Techniken der medizinischen Bildgebung, bei denen Serienaufnahmengemacht und miteinander in Beziehung gesetzt werden müssen, lässt sichdas vorliegende Verfahren einsetzen.in theThe present method is described below with reference to an X-ray angiography systemfor applicationsdescribed in neuro-radiology. The procedure can of course alsoin other fields involving digital subtraction angiographyand / or roadmapping are used. Alsoin other medical imaging techniques that use continuous shootingcan be made and set in relationship, can beuse the present method.
    [0028] Diefolgenden Ausführungenbeschränken sichbeispielhaft auf den Fall der Korrektur von Kopfbewegungen des Patienten.Da der Kopf näherungsweiseals starrer Körperangesehen werden kann, lässtsich die Bewegung auf die 6 Freiheitsgrade der Translation und Rotationeines starren Körpersim dreidimensionalen Raum einschränken.Thefollowing versionslimit themselvesby way of example in the case of the correction of head movements of the patient.Because the head is approximatelyas a rigid bodycan be viewedThe movement is limited to the 6 degrees of freedom of translation and rotationa rigid bodyRestrict in three-dimensional space.
    [0029] Für die Bildaufnahmenwird eine Röntgen-Angiographieanlage 1 für die Neuro-Radiologie eingesetzt,die schematisch in der 1 dargestellt ist. Die Röntgen-Angiographieanlage 1 be stehtu. a. aus einem um zwei Achsen rotierbaren C-Bogen 1a, andem eine Röntgenröhre 10 undein der Röntgenröhre gegenüberliegenderDetektor 11 befestigt sind, einer Bildverarbeitungseinheit 12 undeiner Bildanzeigeeinheit 13. Weiterhin umfasst diese Anlageden motorisch verstellbaren Patiententisch 16, eine Steuereinheit 14 für die Bildaufnahmesteuerungsowie die Kompensationseinheit 15. Durch Rotation des C-Bogens 1a lassensich unterschiedliche Projektionen des Untersuchungsbereiches deswährendder Untersuchung auf dem Patiententisch 16 gelagerten Patientenals zweidimensionale Bilder aufzeichnen. Beim vorliegenden Verfahrenwird ein Lokalisationssystem 2 für die Erfassung der Lage desUntersuchungsbereiches des Patienten, im vorliegenden Beispiel desKopfes des Patienten, eingesetzt. Bei diesem Lokalisationssystem 2 handeltes sich im vorliegenden Beispiel um ein Gerät, mit dem die Position undOrientierung eines Lagesensors 2a im dreidimensionalenRaum gemessen werden kann.The images are taken by an X-ray angiography system 1 used for neuro-radiology, which is schematically shown in the 1 is shown. The X-ray angiography system 1 be stands, inter alia, of a rotatable about two axes C-arm 1a at which an x-ray tube 10 and a detector opposite the X-ray tube 11 are attached, an image processing unit 12 and an image display unit 13 , Furthermore, this system includes the motorized patient table 16 , a control unit 14 for the image acquisition control and the compensation unit 15 , By rotation of the C-arm 1a can be different projections of the examination area during the examination on the patient table 16 to record stored patients as two-dimensional images. The present method becomes a localization system 2 for detecting the position of the examination area of the patient, in the present example, the head of the patient used. In this localization system 2 In the present example, this is a device with which the position and orientation of a position sensor 2a can be measured in three-dimensional space.
    [0030] Vorder Benutzung des Lokalisationssystems 2 muss eine Kalibrierungzwischen den Koordinatensystemen der Angiographieanlage 1 unddes Lokalisationssystems 2 durchgeführt werden. Die Kalibrierungbesteht aus 6 Parametern, die die Rotation und Translation der beidenKoordinatensysteme relativ zueinander beschreiben. Für die Durchführung einer derartigenKalibrierung stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung: – EineMöglichkeitder Kalibrierung besteht darin, ein Kalibrierphantom 3 einzusetzen,das mittels Röntgenbildgebungaus verschiedenen Winkeln aufgezeichnet wird, wie dies in der 2 veranschaulichtist. Währendder Bildaufzeichnung 1b ist der Sensor 2a desLokalisationssystems 2 mit dem Kalibrierphantom 3 verbunden.Durch die feste Beziehung von Markierungen 3a am Phantom 3,die auf den aufgezeichneten Röntgenbilderndetektiert werden können,und dem Sensor 2a, kann die räumliche Lage des Sensors 2a (und somitdes Koordinatensystems des Lokalisationssystems) relativ zum Koordinatensystemder Angiographieanlage 1 in einem Berech nungsschritt 4 berechnetwerden. Diese Beziehungen bzw. Kalibrierdaten werden gespeichert(5). – Eineweitere Kalibriertechnik betrifft die Kalibrierung eines elektromagnetischenLokalisationssystems. Hier könnteder Sender an einer Stelle angebracht werden, deren Position relativzum Koordinatensystem der Angiographieanlage bekannt ist. In diesemFall sind keine weiteren Schritte für die Kalibrierung mehr erforderlich. – BeiEinsatz eines optischen Lokalisationssystems könnte eine Marker-Platte amDetektor oder einem sonstigen Teil der Angiographieanlage angebrachtwerden, dessen Position relativ zum Koordinatensystem der Angiographieanlagebekannt ist. Auch hier sind dann keine weiteren Kalibrierschrittemehr erforderlich. Eine weitere Möglichkeit ohne zusätzlicheKalibrierschritte besteht in diesem Fall darin, die Kamera des optischen Lokalisationssystemsfest an der Decke des Untersuchungsraumes zu installieren. Before using the localization system 2 must have a calibration between the coordinate systems of the angiography system 1 and the localization system 2 be performed. The calibration consists of 6 parameters describing the rotation and translation of the two coordinate systems relative to each other. Various methods are available for carrying out such a calibration: - One way of calibrating is to use a calibration phantom 3 which is recorded by X-ray imaging from different angles, as in the 2 is illustrated. During the picture recording 1b is the sensor 2a of the localization system 2 with the calibration phantom 3 connected. Due to the fixed relationship of marks 3a at the phantom 3 that can be detected on the recorded X-ray images and the sensor 2a , can the spatial location of the sensor 2a (and thus the coordinate system of the localization system) relative to the coordinate system of the An giographieanlage 1 in a calculation step 4 be calculated. These relations or calibration data are stored ( 5 ). - Another calibration technique concerns the calibration of an electromagnetic localization system. Here, the transmitter could be mounted at a location whose position relative to the coordinate system of the angiography system is known. In this case, no further steps are required for the calibration. - When using an optical localization system, a marker plate could be attached to the detector or other part of the angiography system whose position relative to the coordinate system of the angiography system is known. Again, then no further calibration steps are required. Another possibility without additional calibration steps in this case is to install the camera of the optical localization system firmly on the ceiling of the examination room.
    [0031] DieKalibrierung, die im vorliegenden Beispiel mit der ersten beschriebenenTechnik vorgenommen wird, ist in der Regel nur einmalig bei Installationdes Systems erforderlich.TheCalibration, which in the present example with the first describedTechnique is usually only once during installationrequired by the system.
    [0032] DieVorgehensweise bei der Durchführung desvorliegenden Verfahrens ist aus den 3 und 4 ersichtlich.Zunächstwird der Sensor 2a des Lokalisationssystems 2 amKopf des Patienten 17 fixiert, wie dies schematisch ausder 3 ersichtlich ist. Dies kann bspw. durch eineKlebeverbindung erfolgen. Bei Beginn der Serienaufnahmen, bspw.der DSA- oder Roadmap-Aufnahmen, wird bei Aufnahme 1b desMasken-Bildes automatisch, d. h. ohne Benutzer-Interaktion, dieaktuelle räumlicheLage des Sensors 2a und somit des Kopfes des Patienten 17 mitdem Lokalisationssystem 2 erfasst. Diese anfänglicheLage, d. h. Position und Orientierung, wird unter Berücksichtigungder abgespeicherten Kalibrierdaten 5 im Be zugssystem desBildgebungsgerätesberechnet und die Originalposition und -orientierung abgespeichert(6).The procedure for carrying out the present method is known from the 3 and 4 seen. First, the sensor 2a of the localization system 2 on the patient's head 17 fixed, as shown schematically in the 3 is apparent. This can for example be done by an adhesive bond. At the beginning of the continuous shooting, for example, the DSA or Roadmap recordings, when recording 1b the mask image automatically, ie without user interaction, the current spatial position of the sensor 2a and thus the patient's head 17 with the localization system 2 detected. This initial position, ie position and orientation, is calculated taking into account the stored calibration data 5 in the reference system of the imaging device and stored the original position and orientation ( 6 ).
    [0033] Während dernachfolgenden Bildaufnahmen 1b wird kontinuierlich dieLage des Sensors 2a bestimmt. In der Kombinationseinheit 15 wirddie momentane Lage mit der gespeicherten anfänglichen Lage 6 verglichenund aus der momentanen Lage, den gespeicherten Kalibrierdaten 5 undder gespeicherten anfänglichenLage 6 die Änderungder Patientenlage bestimmt (Schritt 7). Diese Information wirdan die Steuerung 14 der Angiographieanlage 1 übermittelt.Die Steuerung 14 passt die Aufnahmegeometrie 8 durchAnsteuerung des Antriebes fürden Patiententisch 16 sowie des Antriebs für den C-Bogen 1a undggf. durch Steuerung der Bildverarbeitung 9 so an, dassdie Patientenbewegung kompensiert wird.During the following pictures 1b will continuously change the position of the sensor 2a certainly. In the combination unit 15 becomes the current location with the stored initial location 6 compared and from the current position, the stored calibration data 5 and the saved initial location 6 the change in the patient situation is determined (step 7 ). This information is sent to the controller 14 the angiography system 1 transmitted. The control 14 fits the recording geometry 8th by controlling the drive for the patient table 16 and the drive for the C-arm 1a and possibly by controlling the image processing 9 so that the patient movement is compensated.
    [0034] Anschließend können dasMasken-Bild und die jeweiligen Füllungs-Bilderoder Fluoroskopie-Bilder in der Bildverarbeitungseinheit 12 voneinander subtrahiertund die erhaltenen Subtraktions-Bilder an der Bildanzeigeeinheit 13 dargestelltwerden (1c).Subsequently, the mask image and the respective filling images or fluoroscopic images in the image processing unit 12 subtracted from each other and the obtained subtraction images on the image display unit 13 being represented ( 1c ).
    [0035] ImPrinzip könntendie 6 Freiheitsgrade der Patientenbewegung durch eine entsprechende Nachführung desPatiententisches 16 in 6 Freiheitsgraden vollständig kompensiertwerden. Allerdings könnenauch andere Möglichkeitenfür dieDurchführungdes Verfahrens günstigersein. So bietet sich für eintypisches Neuro-Angiographiesystem bspw. die Anpassung der folgendenParameter an: – Anpassung der Translationdes Patiententisches in 3 Freiheitsgraden; – Anpassungder Rotation des C-Arms in zwei Richtungen (2 Freiheitsgrade); und – Rotationdes Bildinhaltes des aufgezeichneten Bildes (1 Freiheitsgrad). In principle, the 6 degrees of freedom of the patient movement could be achieved by an appropriate tracking of the patient table 16 be completely compensated in 6 degrees of freedom. However, other options for carrying out the process may be more favorable. Thus, for a typical neuroangiography system, for example, the adaptation of the following parameters is appropriate: - Adaptation of the translation of the patient table in 3 degrees of freedom; - adjustment of the rotation of the C-arm in two directions (2 degrees of freedom); and - Rotation of the image content of the recorded image (1 degree of freedom).
    [0036] Nachdem Ende der Serienaufnahmen wird die gespeicherte Anfangspositionbzw. Lage verworfen und fürdie Durchführungvon neuen Serienaufnahmen mit der Erfassung einer neuen anfänglichen Lagefortgefahren.Tothe end of the continuous shooting is the stored starting positionor location discarded and forthe implementationfrom new series shooting with capturing a new initial locationcontinued.
    权利要求:
    Claims (11)
    [1]
    Verfahren zur Kompensation von Patientenbewegungenbei Serienaufnahmen in der medizinischen Bildgebung, bei der inzeitlichen Abständen mehrereBilder eines Untersuchungsbereiches eines Patienten (17)mit einem Bildgebungssystem (1) aufgezeichnet und zueinanderin Beziehung gesetzt werden, insbesondere zur Bewegungskompensation beider digitalen Subtraktions-Angiographie oder bei der Pfadfindertechnik,bei dem – miteinem Lokalisationssystem (2) während der Durchführung derSerienaufnahmen ständigoder zumindest in jeweils zeitlicher Nähe zur Aufzeichnung der einzelnenBilder eine momentane räumliche Lagedes Untersuchungsbereiches in einem fest mit dem Bildgebungssystem(1) verbundenen Bezugssystem erfasst wird, – eine inzeitlicher Nähezur Aufzeichnung eines ersten Bildes erfasste erste räumlicheLage des Untersuchungsbereiches festgehalten wird, und – eine Abweichungder jeweils erfassten momentanen von der ersten räumlichenLage bestimmt und durch Veränderngeometrischer Verhältnissedes Bildgebungssystems (1) in zeitlicher Nähe zur Erfassungder räumlichenLage und/oder durch geometrische Anpassung eines Bildinhaltes einesjeweils gerade aufgezeichneten Bildes zumindest annähernd kompensiertwird, so dass die Bilder den Untersuchungsbereich jeweils in gleicherPosition und Orientierung zeigen.Method for compensating patient movements during continuous shooting in medical imaging, in which a plurality of images of an examination area of a patient (at intervals) ( 17 ) with an imaging system ( 1 ) and related, in particular for motion compensation in digital subtraction angiography or scouting technique, in which - with a localization system ( 2 ) during the continuous shooting continuously or at least in each temporal proximity to the recording of the individual images, a current spatial position of the examination area in a fixed with the imaging system ( 1 ) is recorded, - a first spatial position of the examination region recorded in temporal proximity to the recording of a first image is recorded, and - a deviation of the respectively detected instantaneous from the first spatial position determined and by changing geometric conditions of the imaging system ( 1 ) is at least approximately compensated for in temporal proximity to the detection of the spatial position and / or by geometric adaptation of an image content of a currently recorded image, so that the images respectively show the examination region in the same position and orientation.
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Veränderungder geometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems (1) eine Translation eines Patiententisches(16) des Bildgebungssystems (1) in ein, zwei oderdrei Translationsfreiheitsgraden umfasst.A method according to claim 1, characterized gekenn characterized in that the change of the geometric conditions of the imaging system ( 1 ) a translation of a patient table ( 16 ) of the imaging system ( 1 ) in one, two or three translational degrees of freedom.
    [3]
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dassdie Veränderungder geometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems (1) eine Rotation eines Patiententisches(16) des Bildgebungssystems (1) in ein, zwei oderdrei Rotationsfreiheitsgraden umfasst.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the change of the geometric conditions of the imaging system ( 1 ) a rotation of a patient table ( 16 ) of the imaging system ( 1 ) in one, two or three rotational degrees of freedom.
    [4]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Veränderungder geometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems (1) eine Rotation eines Detektors(11) fürdie Bildaufzeichnung in ein, zwei oder drei Rotationsfreiheitsgradenumfasst.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the change in the geometric conditions of the imaging system ( 1 ) a rotation of a detector ( 11 ) for image recording in one, two or three rotational degrees of freedom.
    [5]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Veränderungder geometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems (1) bei Einsatz eines C-Bogen-Gerätes eineRotation eines C-Bogens (1a) in ein oder zwei Freiheitsgradenumfasst.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the change in the geometric conditions of the imaging system ( 1 ) when using a C-arm device a rotation of a C-arm ( 1a ) in one or two degrees of freedom.
    [6]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass die geometrische Anpassung des Bildinhaltes des aufgezeichnetenBildes eine Translation in ein oder zwei Translationsfreiheitsgradenumfasst.Method according to one of claims 1 to 5, characterizedthat the geometric adjustment of the image content of the recordedImage a translation in one or two translational degrees of freedomincludes.
    [7]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass die geometrische Anpassung des Bildinhaltes des aufgezeichnetenBildes eine Skalierung umfasst.Method according to one of claims 1 to 6, characterizedthat the geometric adjustment of the image content of the recordedPicture includes a scale.
    [8]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass ein Lokalisationssystem (2) mit einem oder mehrerenSensoren (2a) eingesetzt wird, die am Patienten (17)fixiert werden.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a localization system ( 2 ) with one or more sensors ( 2a ) used on the patient ( 17 ) are fixed.
    [9]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass zusätzlichein retrospektives Bildverarbeitungsverfahren zur Korrektur vonverbleibenden Abweichungen auf die aufgezeichneten Bilder angewendetwird.Method according to one of claims 1 to 8, characterizedthat in additiona retrospective image processing method for the correction ofremaining deviations are applied to the recorded imagesbecomes.
    [10]
    Bildgebungssystem, zumindest bestehend aus einerStrahlungsquelle (10), einem Strahlungsdetektor (11),einem motorisch verstellbaren Patiententisch (16), einerSteuereinheit (14) füreine Bildaufnahmesteuerung, einer Bildverarbeitungseinheit (12)und einer Bildanzeigeeinheit (13), wobei die Strahlungsquelle(10), der Strahlungsdetektor (11) und der Patiententisch(16) in der Lage veränderbare Komponentendarstellen, durch deren gegenseitige Lage geometrische Verhältnissedes Bildgebungssystems (1) vorgeben werden, dadurch gekennzeichnet,dass eine Kompensationseinheit (15) vorgesehen ist, die über dieSteuereinheit (14) in Echtzeit ein oder mehrere der inder Lage veränderbarenKomponenten zur Veränderungder geometrischen Verhältnissedes Bildgebungssystems (1) und/oder die Bildverarbeitungseinheit(12) zur geometrischen Anpassung eines Bildinhaltes einesjeweils gerade aufgezeichneten Bildes so ansteuert, dass die voneinem Lokalisationssystem (2) erfassten Bewegungen einesPatienten (17) zumindest annähernd kompensiert werden.Imaging system, at least consisting of a radiation source ( 10 ), a radiation detector ( 11 ), a motorized patient table ( 16 ), a control unit ( 14 ) for an image pickup control, an image processing unit ( 12 ) and an image display unit ( 13 ), the radiation source ( 10 ), the radiation detector ( 11 ) and the patient table ( 16 ) able to represent variable components, the mutual position of which enables geometric conditions of the imaging system ( 1 ), characterized in that a compensation unit ( 15 ) provided by the control unit ( 14 ) one or more of the variably positionable components for modifying the geometric relationships of the imaging system ( 1 ) and / or the image processing unit ( 12 ) for geometrically adapting an image content of a currently recorded image in such a way that the information obtained by a localization system ( 2 ) detected movements of a patient ( 17 ) are at least approximately compensated.
    [11]
    Bildgebungssystem nach Anspruch 10, das als Röntgen-C-Bogen-Gerät ausgebildetist.Imaging system according to claim 10, designed as X-ray C-arm deviceis.
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004004604.2A|DE102004004604B4|2004-01-29|2004-01-29|Method and imaging system for compensating patient motion during continuous shooting in medical imaging|DE102004004604.2A| DE102004004604B4|2004-01-29|2004-01-29|Method and imaging system for compensating patient motion during continuous shooting in medical imaging|
    US11/045,721| US7421061B2|2004-01-29|2005-01-28|Method and medical imaging system for compensating for patient motion|
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