醫(yī)學(xué)成像組件、醫(yī)學(xué)成像裝置和用于采集患者運(yùn)動(dòng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有患者容納區(qū)域、至少部分地包圍患者容納區(qū)域的殼體單元、檢測(cè)器單元和運(yùn)動(dòng)采集單元的醫(yī)學(xué)成像裝置，其中運(yùn)動(dòng)采集單元具有至少兩個(gè)或多個(gè)采集元件，其被設(shè)計(jì)為用于采集采集元件與患者的距離。
【背景技術(shù)】
[0002]在需要較長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間的醫(yī)學(xué)成像檢查，例如磁共振檢查、SPECT檢查、PET檢查等中，患者運(yùn)動(dòng)可能在醫(yī)學(xué)截面圖像中導(dǎo)致偽影。在所采集的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)中對(duì)該患者運(yùn)動(dòng)進(jìn)行校正至少能夠減小該偽影。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]特別地，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，特別精確地采集醫(yī)學(xué)成像期間的患者運(yùn)動(dòng)。上述技術(shù)問(wèn)題按照本發(fā)明的特征來(lái)解決。在從屬權(quán)利要求中描述了有利構(gòu)造。
[0004]本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)成像組件，具有患者容納區(qū)域、至少部分地包圍患者容納單元的殼體單元、檢測(cè)器單元和運(yùn)動(dòng)采集單元，其中所述運(yùn)動(dòng)采集單元具有兩個(gè)或多個(gè)采集元件和分析單元，所述采集元件被設(shè)計(jì)為用于采集采集元件與患者的距離，其中所述分析單元被設(shè)計(jì)為，用于從各個(gè)運(yùn)動(dòng)采集元件的所采集的距離數(shù)據(jù)中，確定患者在患者容納區(qū)域內(nèi)部的三維運(yùn)動(dòng)。
[0005]由此能夠提供一種成本特別低廉的運(yùn)動(dòng)采集單元，其使得能夠可靠并且快速地采集患者在患者容納區(qū)域內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選以高時(shí)間分辨率讀出兩個(gè)或多個(gè)采集元件，從而能夠針對(duì)醫(yī)學(xué)成像檢查采集患者的特別精確并且始終當(dāng)前的位置改變和/或運(yùn)動(dòng)，特別是三維運(yùn)動(dòng)。借助所確定的患者運(yùn)動(dòng)，能夠在分析醫(yī)學(xué)成像檢查的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)時(shí)考慮患者的運(yùn)動(dòng)，并且因此能夠特別有利地至少減小和/或抑制醫(yī)學(xué)截面圖像中的偽影。
[0006]在此，醫(yī)學(xué)成像組件例如應(yīng)當(dāng)被理解為醫(yī)學(xué)成像裝置的具有包圍患者隧道的殼體單元和/或檢測(cè)器單元的患者隧道和/或磁共振線(xiàn)圈單元等。此外，特別地，確定三維運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)被理解為沿著三個(gè)不同的維度和/或空間方向采集運(yùn)動(dòng)和/或運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0007]此外，提出了將兩個(gè)或多個(gè)采集元件布置在殼體單元上的不同的位置上。因此能夠有利地從不同的視角采集患者的位置改變和/或運(yùn)動(dòng)。特別地，因此能夠特別簡(jiǎn)單地采集沿著三個(gè)不同的維度和/或空間方向的運(yùn)動(dòng)。
[0008]特別有利的是，運(yùn)動(dòng)采集單元具有采集陣列，其包括兩個(gè)或多個(gè)采集元件，由此特別地由于采集陣列內(nèi)部的各個(gè)采集元件的陣列布置，特別是矩陣布置，能夠特別簡(jiǎn)單地補(bǔ)償各個(gè)采集元件的故障。有利的是，在兩個(gè)相鄰的采集元件，特別是直接相鄰的采集元件之間的距尚最大是20cm，特別優(yōu)選最大是10cm。
[0009]在本發(fā)明的一種有利構(gòu)造中，提出了兩個(gè)或多個(gè)采集元件至少部分地布置在殼體單元內(nèi)部。因此能夠提供兩個(gè)或多個(gè)采集元件在醫(yī)學(xué)成像組件內(nèi)部的特別緊湊并且節(jié)省空間的布置，如這在作為距離傳感器的采集元件的構(gòu)造中是特別有意義的那樣。
[0010]特別地，可以將兩個(gè)或多個(gè)采集元件至少部分地布置在殼體單元的背向患者容納區(qū)域的一側(cè)，由此能夠提供特別節(jié)省空間并且緊湊的醫(yī)學(xué)成像組件。有利的是，為此殼體單元具有透明的部分區(qū)域，其被構(gòu)造為對(duì)于兩個(gè)或多個(gè)采集元件的運(yùn)動(dòng)采集信號(hào)是透明和/或可穿透的。
[0011]在本發(fā)明的另一種構(gòu)造中，提出了兩個(gè)或多個(gè)采集元件分別具有采集方向，并且這些采集方向?qū)?zhǔn)患者容納區(qū)域的中心軸和/或中心。因此，有利的是，各個(gè)采集元件能夠聚焦到患者，并且由此能夠采集患者，并且由此還能夠采集患者的位置改變和/或運(yùn)動(dòng)。在此，采集方向特別地應(yīng)當(dāng)被理解為借助采集元件進(jìn)行距離測(cè)量的方向。
[0012]特別有利的是，兩個(gè)或多個(gè)采集元件分別包括距離傳感器，由此采集元件能夠直接布置在包圍患者容納區(qū)域的殼體單元的表面上。此外，由于使用距離傳感器作為采集元件，特別地能夠有利地防止與焦距相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，如其例如在光學(xué)照相機(jī)中出現(xiàn)的那樣。
[0013]當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)采集元件分別包括PSD傳感器(位置敏感的設(shè)備傳感器，Posit1nSensitive Device Sensor)時(shí)，能夠有利地提供成本特別低廉的運(yùn)動(dòng)采集單元。此外，由于PSD傳感器的緊湊的結(jié)構(gòu)，還能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)采集單元的特別節(jié)省空間的布置。借助PSD傳感器，能夠采集一維或二維的光點(diǎn)的位置和/或與光點(diǎn)的距離。
[0014]作為對(duì)此的替換，兩個(gè)采集元件中的至少一個(gè)還可以包括飛行時(shí)間傳感器(Time-of Flight-Sensor)。
[0015]此外，本發(fā)明涉及一種具有醫(yī)學(xué)成像組件的醫(yī)學(xué)成像裝置，其中醫(yī)學(xué)成像組件具有患者容納區(qū)域、至少部分地包圍患者容納區(qū)域的殼體單元、檢測(cè)器單元和運(yùn)動(dòng)采集單元，其中運(yùn)動(dòng)采集單元具有兩個(gè)或多個(gè)采集元件和分析單元，所述采集元件被設(shè)計(jì)為用于采集采集元件與患者的距離，其中分析單元被設(shè)計(jì)為，用于從各個(gè)采集元件的所采集的距離數(shù)據(jù)中，確定患者在患者容納區(qū)域內(nèi)部的三維運(yùn)動(dòng)。通過(guò)這種構(gòu)造，能夠提供一種成本特別低廉的運(yùn)動(dòng)采集單元，其使得能夠可靠并且快速地采集患者在患者容納區(qū)域內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)。借助所確定的患者運(yùn)動(dòng)，能夠在分析醫(yī)學(xué)成像檢查的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)時(shí)考慮患者的運(yùn)動(dòng)，并且因此能夠特別有利地至少減小和/或抑制醫(yī)學(xué)截面圖像中的偽影。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)學(xué)成像裝置可以由所有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)視為合理的醫(yī)學(xué)成像裝置構(gòu)成，其中醫(yī)學(xué)成像檢查包括較長(zhǎng)的檢查持續(xù)時(shí)間。然而，特別有利的是，醫(yī)學(xué)成像裝置由磁共振裝置、PET裝置和/或SPECT裝置構(gòu)成。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)學(xué)成像裝置的優(yōu)點(diǎn)基本上相應(yīng)于前面詳細(xì)描述的根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)學(xué)成像組件的優(yōu)點(diǎn)。在此提及的特征、優(yōu)點(diǎn)或者替換實(shí)施方式同樣也可以轉(zhuǎn)用到其它要求保護(hù)的內(nèi)容，反之亦然。
[0018]在本發(fā)明的另一種構(gòu)造中，醫(yī)學(xué)成像組件包括磁共振線(xiàn)圈裝置，由此特別是對(duì)于磁共振檢查，可以實(shí)現(xiàn)有利的、特別是靠近患者的運(yùn)動(dòng)采集單元的布置。在此，磁共振線(xiàn)圈裝置可以由局部磁共振線(xiàn)圈裝置(例如頭部線(xiàn)圈裝置)和/或固定地安裝在磁共振裝置內(nèi)部的磁共振線(xiàn)圈裝置(例如集成在磁體單元內(nèi)部的高頻線(xiàn)圈單元)構(gòu)成。
[0019]替換地或附加地，醫(yī)學(xué)成像組件還可以包括醫(yī)學(xué)成像裝置的患者隧道，從而能夠在醫(yī)學(xué)成像裝置內(nèi)部實(shí)現(xiàn)有利的、特別是靠近患者的運(yùn)動(dòng)采集單元的布置?；颊咚淼纼?yōu)選包括殼體單元和被殼體單元包圍的患者容納區(qū)域，其中借助可運(yùn)動(dòng)地支承的患者臺(tái)將患者布置到患者容納區(qū)域中，以進(jìn)行醫(yī)學(xué)成像檢查。
[0020]此外，本發(fā)明涉及一種用于采集患者的患者運(yùn)動(dòng)的方法，患者能夠布置在醫(yī)學(xué)成像組件的患者容納區(qū)域內(nèi)部，其中醫(yī)學(xué)成像組件包括具有兩個(gè)或多個(gè)采集元件的運(yùn)動(dòng)采集單元，所述采集元件被設(shè)計(jì)為用于采集采集元件與患者的距離，所述方法包括以下步驟:
[0021]-對(duì)于患者的至少一個(gè)部分區(qū)域的身體形狀使用標(biāo)準(zhǔn)模型；
[0022]-對(duì)于患者的身體形狀的至少一個(gè)部分區(qū)域，借助兩個(gè)或多個(gè)采集元件采集第一距離數(shù)據(jù)，以確定可能與標(biāo)準(zhǔn)模型不同的患者模型；
[0023]-借助兩個(gè)或多個(gè)采集元件采集其它距離數(shù)據(jù)，其中根據(jù)其它距離數(shù)據(jù)，針對(duì)患者模型確定運(yùn)動(dòng)。
[0024]通過(guò)這種構(gòu)造，能夠特別精確地采集患者的運(yùn)動(dòng)，并且將其提供用于對(duì)醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的校正。特別地，在此能夠提供對(duì)患者的運(yùn)動(dòng)的極其可靠的確定，因?yàn)橛捎谏眢w模型，即使在一個(gè)或多個(gè)采集元件發(fā)生故障時(shí)，仍然能夠可靠地確定患者運(yùn)動(dòng)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)基本上相應(yīng)于前面詳細(xì)描述的根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)學(xué)成像組件的優(yōu)點(diǎn)。在此提及的特征、優(yōu)點(diǎn)或替換實(shí)施方式同樣也可以轉(zhuǎn)用到其它要求保護(hù)的內(nèi)容，反之亦然。
【附圖說(shuō)明】
[0026]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和特性從下面描述的實(shí)施例中以及根據(jù)附圖得出。
[0027]附圖中:
[0028]圖1以示意性示圖示出了具有醫(yī)學(xué)成像組件的根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)學(xué)成像裝置，
[0029]圖2以示意性示圖示出了醫(yī)學(xué)成像組件的替換實(shí)施例，以及
[0030]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于確定患者運(yùn)動(dòng)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]在圖1中示意性地示出了醫(yī)學(xué)成像裝置10。在本實(shí)施例中，醫(yī)學(xué)成像裝置10由磁共振裝置構(gòu)成。然而，醫(yī)學(xué)成像裝置10的構(gòu)造不限于磁共振裝置。而是，醫(yī)學(xué)成像裝置10可以由所有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)視為合理的醫(yī)學(xué)成像裝置構(gòu)成，諸如計(jì)算機(jī)斷層成像裝置、正電子發(fā)射斷層成像裝置、SPECT裝置等。
[0032]磁共振裝置包括由磁體單元11構(gòu)成的、具有用于產(chǎn)生強(qiáng)并且特別是恒定的主磁場(chǎng)13的超導(dǎo)主磁體12的檢測(cè)器單元。此外，磁共振裝置具有用于容納患者15的患者容納區(qū)域14。在本實(shí)施例中，患者容納區(qū)域14被構(gòu)造為圓柱形的，并且在圓周方向上被磁體單元11圓柱形地包圍。然而原則上，任何時(shí)候都可以考慮不同于此的患者容納區(qū)域14的構(gòu)造?；颊?5可以借助磁共振裝置的患者支承裝置16移動(dòng)到患者容納區(qū)域14中。此外，磁共振裝置具有包圍磁體單元11和患者容納區(qū)域14的殼體單元24。
[0033]此外，磁體單元11具有用于產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度的梯度線(xiàn)圈單元17，該磁場(chǎng)梯度用于在成像期間的位置編碼。借助磁共振裝置的梯度控制單元18對(duì)梯度線(xiàn)圈單元17進(jìn)行控制。此外，磁體單元11包括用于激勵(lì)極化的高頻天線(xiàn)單元19，該極化在由主磁體12產(chǎn)生的主磁場(chǎng)13中形成。高頻天線(xiàn)單元19由磁共振裝置的高頻天線(xiàn)控制單元20控制，并且將高頻的磁共振序列入射到主要由磁共振裝置的患者容納區(qū)域14形成的檢查室中。
[0034]為了控制主磁體12、梯度控制單元18并且為了控制高頻天線(xiàn)控制單元20，磁共振裝置具有控制單元21。控制單元21對(duì)磁共振裝置進(jìn)行中央控制，例如執(zhí)行預(yù)先確定的成像梯度回波序列。此外，控制單元21包括未詳細(xì)示出的用于分析圖像數(shù)據(jù)的分析單元?？刂菩畔?例如成像參數(shù))以及重建的磁共振圖像可以在磁共振裝置的顯示單元22上，例如在至少一個(gè)監(jiān)視器上向操作者顯示。此外，磁共振裝置具有輸入單元23，借助其操作者可以在測(cè)量過(guò)程期間輸入信息和/或參數(shù)。
[0035]此外，磁共振裝置包括局部磁共振線(xiàn)圈裝置25，在本實(shí)施例中其由頭部線(xiàn)圈裝置構(gòu)成。作為對(duì)此的替換，局部磁共振線(xiàn)圈裝置25也可以由膝部線(xiàn)圈裝置、臂部線(xiàn)圈裝置、胸部線(xiàn)圈裝置等構(gòu)成。
[0036]為了在磁共振檢查期間采集患者15的運(yùn)動(dòng)，磁共振裝置具有醫(yī)學(xué)成像組件28。醫(yī)學(xué)成像組件28包括磁體單元11的高頻天線(xiàn)單元19。
[0037]醫(yī)學(xué)成像組件28在圖1中示出，并且包括磁共振裝置的患者容納區(qū)域14。此外，醫(yī)學(xué)成像組件28包括包圍患者容納區(qū)域14的殼體單元24。高頻天線(xiàn)單元19在此包含在醫(yī)學(xué)成像組件28的檢測(cè)器單元中。此外，醫(yī)學(xué)成像組件28具有運(yùn)動(dòng)采集單元30，其具有多個(gè)采集元件31。各個(gè)采集元件31布置在運(yùn)動(dòng)采集單元30的采集陣列32內(nèi)部，特別是二