專利名稱：組合核醫(yī)療和x射線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測斑塊(plaque)的設(shè)備和方法，并且本發(fā)明所涉及一種設(shè)備和方法用于非侵入性定位和標(biāo)識(shí)易損性斑塊。本發(fā)明可以應(yīng)用于具有核診斷成像子系統(tǒng)與x射線成像子系統(tǒng)結(jié)合的診斷成像系統(tǒng)中，并且將特別對(duì)其進(jìn)行描述。
人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化心血管病、特別是某些方面的冠心病(CHD)是逐漸發(fā)展形成的。近些年，人們知道梗塞可以突發(fā)出現(xiàn)，其有可能導(dǎo)致形成血栓和絞痛、心肌梗死(MI)或突發(fā)死亡。在研究一種用于CHD工作機(jī)制中的變化涉及于對(duì)冠脈中可能產(chǎn)生急性冠心病的不同類型斑塊的理解。當(dāng)前CHD斑塊的研究包括對(duì)斑塊進(jìn)行標(biāo)識(shí)、特征描述和定位，更具體地包括區(qū)分CHD中的穩(wěn)定斑塊和易損性斑塊。
穩(wěn)定斑塊的特征是在液芯上具有富含纖維的蓋。易損性斑塊可能更容易侵蝕或突然地并且無預(yù)料地破裂，其具有較少的纖維、較少的肌細(xì)胞、較多的脂質(zhì)和炎性細(xì)胞。特別地，易損性斑塊的特征是在大的富脂核上具有薄的纖維覆蓋層，其包含大量炎性細(xì)胞。易損性斑塊包括各種高危斑塊，由此使得患者誘發(fā)急性血栓性冠脈綜合癥。
動(dòng)脈粥樣硬化斑塊不僅僅是動(dòng)脈壁上的膽固醇堆積。它們包括主動(dòng)收集不同移動(dòng)、增生并滲透的細(xì)胞，諸如主平滑肌細(xì)胞和帶有一個(gè)或多個(gè)免疫觸發(fā)劑的免疫細(xì)胞，諸如氧化LDL、感染物、熱休克蛋白以及其它因素。這些代謝活動(dòng)的易損性斑塊可以保持靜息和亞臨床狀態(tài)多年，然后侵蝕或突然爆發(fā)，對(duì)心臟系統(tǒng)產(chǎn)生相關(guān)的有害影響。
當(dāng)前方法不能標(biāo)識(shí)將來的急性冠脈綜合征，這就導(dǎo)致需要查找更多有效的診斷方法。當(dāng)前不是非常成功的診斷方法的一個(gè)范例就是冠脈血管造影的失敗來預(yù)測災(zāi)難性的心血管衰竭。其中一個(gè)原因就是易損性斑塊通常造影不顯著。
處于研究中的對(duì)冠狀動(dòng)脈中的斑塊進(jìn)行標(biāo)識(shí)、定位和確定特征的一些技術(shù)包括侵入性和非侵入性方法。當(dāng)前，臨床有效的方法的缺點(diǎn)就是，限制了它們在無癥狀患者中的使用，或者不能非常有效地對(duì)易損性斑塊進(jìn)行標(biāo)識(shí)、定位和確定特征，其會(huì)表現(xiàn)出更高危的致命的CHD。
當(dāng)前處于評(píng)估的某些非侵入性技術(shù)的范例包括心血管造影、血管內(nèi)超聲、血管內(nèi)溫度測量、光學(xué)相干層析技術(shù)、血管內(nèi)電阻抗成像、光子光譜分析、以及多種其它光譜分析技術(shù)。所研究的用于對(duì)斑塊進(jìn)行標(biāo)識(shí)、定位和確定特征的常規(guī)非侵入性技術(shù)包括MRI(包括造影劑)、電子束CT、多片層和螺旋CT以及常規(guī)的核成像。
即使早期對(duì)易損性斑塊進(jìn)行標(biāo)識(shí)的發(fā)展和研究具有這么多不同的診斷方法，但是當(dāng)前臨床有效的程度低于理想的臨床實(shí)際狀態(tài)。其中一個(gè)原因就是，這些成像模態(tài)中的某些最初提供解剖信息，并且假定與易損性斑塊相關(guān)的成分和代謝活動(dòng)、功能信息在確定斑塊堆積是穩(wěn)定的或易損性中是特別有用的。然而，雖然常規(guī)的核醫(yī)療成像技術(shù)可以提供功能圖像，但是全部量的易損性斑塊極其小，并且在核醫(yī)療成像中使用的全部斑塊攝入的示蹤劑比較有限。相應(yīng)地，應(yīng)用那些使用SPECT和PET檢測斑塊的常規(guī)核醫(yī)療臨床技術(shù)還不能提供臨床可接受的、產(chǎn)生臨床實(shí)際診斷結(jié)果的技術(shù)。更具體的，當(dāng)考慮典型的斑塊堆積和示蹤劑攝入量時(shí)，少量的斑塊堆積和有限的攝入示蹤劑所得到的計(jì)數(shù)獲取速率較低。為了使用這種較低的計(jì)數(shù)獲取速率得到臨床有用的圖像，掃描時(shí)間需要在典型的心肌灌溉掃描時(shí)間上大概增加40折回。這種規(guī)模的增加掃描時(shí)間在臨床上是不實(shí)際的。
另外，其它與非侵入性技術(shù)相關(guān)聯(lián)的危險(xiǎn)可能使得它們對(duì)于基于辦公室的臨床應(yīng)用而言更不理想，特別是對(duì)于無癥狀的患者人群。諸如MR I或CT的診斷成像系統(tǒng)在基于辦公室的實(shí)際中成本太可觀。用于常規(guī)全部應(yīng)用的核醫(yī)療系統(tǒng)(SPECT和PET)的當(dāng)前臨床技術(shù)在臨床上具有的掃描時(shí)間不可接受，這是由于如上所述的計(jì)數(shù)速率的限制。而且，許多有效的全部特征的斷層核醫(yī)療系統(tǒng)可能需要的成本和空間考慮使得它們對(duì)于基于辦公室的患者臨床預(yù)篩選而言更不理想。
最好具有一種更便宜、小型、非侵入性、臨床實(shí)際的診斷成像技術(shù)的設(shè)備和方法，其提供解剖和功能信息，對(duì)易損性斑塊進(jìn)行標(biāo)識(shí)、定位和確定特征，以在普通人群中廣泛地使用CHD的預(yù)篩選和早期檢測。最好也具有一種系統(tǒng)，其提供高分辨率的、相對(duì)大視野的并且在基于辦公室的臨床狀態(tài)中具有良好的臨床靈敏度。
本發(fā)明涉及一種至少滿足上述一些要求的診斷成像系統(tǒng)，以提供一種臨床應(yīng)用的用于斑塊檢測、定位和特征描述的診斷成像系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備描述了具有本發(fā)明方面的診斷成像系統(tǒng)，其包括計(jì)算機(jī)工作站，用于控制該成像系統(tǒng)、與操作者交互和產(chǎn)生圖像。坐標(biāo)系統(tǒng)與該計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并用于描述該診斷成像系統(tǒng)內(nèi)成像系統(tǒng)組件的相對(duì)位置。所包括的對(duì)象支撐可以在該坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)描述。在對(duì)象支撐周圍可以設(shè)置有x射線子系統(tǒng)。位置傳感器與該x射線子系統(tǒng)可操作連接，位置傳感器向工作站提供表示坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)x射線子系統(tǒng)的組件位置的信號(hào)。在對(duì)象支撐周圍也可以設(shè)置核相機(jī)子系統(tǒng)，并且相關(guān)的位置傳感器也與該核相機(jī)子系統(tǒng)可操作連接。位置傳感器向工作站提供表示坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)核相機(jī)子系統(tǒng)的組件位置的信號(hào)。核相機(jī)子系統(tǒng)包括平面伽馬相機(jī)和針孔準(zhǔn)直器。該工作站包括關(guān)心區(qū)域位置確定功能，用于在通過x射線子系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像中確定成像系統(tǒng)內(nèi)所關(guān)心區(qū)域的位置。通過核相機(jī)對(duì)所關(guān)心區(qū)域精確瞄準(zhǔn)成像。
描述成像系統(tǒng)中相對(duì)位置的坐標(biāo)系統(tǒng)可以是所選平面中的二維系統(tǒng)，或者是描述與該成像系統(tǒng)相關(guān)的容積內(nèi)的相對(duì)位置的三維系統(tǒng)。
該診斷成像系統(tǒng)可以包括關(guān)心區(qū)域比較數(shù)據(jù)庫，其具有參考圖像，和用于通過將所產(chǎn)生的圖像與比較數(shù)據(jù)庫的參考圖像進(jìn)行比較，以在通過成像系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像中確定關(guān)心區(qū)域的裝置。
根據(jù)本發(fā)明原理的方法包括定位用于成像對(duì)象的第一成像模態(tài)，和從第一成像模態(tài)產(chǎn)生對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)。該方法包括從第一成像模態(tài)評(píng)估圖像數(shù)據(jù)，和從所評(píng)估的數(shù)據(jù)識(shí)別所成像對(duì)象中的關(guān)心區(qū)域。接著，該方法包括的步驟有從第一圖像數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系統(tǒng)中確定關(guān)心區(qū)域的位置，和在關(guān)心區(qū)域使用所確定的關(guān)心區(qū)域的位置定位第二成像模態(tài)。
該方法在所成像的對(duì)象中標(biāo)識(shí)關(guān)心區(qū)域的步驟中可以包括步驟將從第一模態(tài)得到的圖像數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的參考圖像進(jìn)行比較。
使用來自x射線系統(tǒng)的圖像精確地瞄準(zhǔn)核相機(jī)以獲得關(guān)心區(qū)域的精確圖像，這樣可以顯著地改善圖像以獲得優(yōu)化成像對(duì)準(zhǔn)，以及將成像規(guī)程向優(yōu)化的規(guī)程改善。
應(yīng)用本發(fā)明原理的設(shè)備和方法提供了前述特征和此后將描述的、以及特別在權(quán)利要求書中指出的其它特征。下面的描述和附圖陳述了應(yīng)用本發(fā)明原理的某些說明性實(shí)施例。也應(yīng)該理解的是，應(yīng)用本發(fā)明各種原理的不同實(shí)施例可以采取各種組件形式和組件設(shè)置。所描述的這些實(shí)施例表示、但只是表示本發(fā)明的原理可以獨(dú)立地或與各種組合結(jié)合使用的各種方式中的一些，而不限制本發(fā)明精神的范圍。附圖僅僅是用于描述應(yīng)用了本發(fā)明原理的設(shè)備的、根據(jù)專利要求的實(shí)施例，而不應(yīng)該理解為將本發(fā)明限制為特定的所述結(jié)構(gòu)。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員參照附圖、考慮本發(fā)明所涉及的下面描述本發(fā)明的特征和方面的詳細(xì)描述，將會(huì)清楚本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)勢，其中

圖1的示意圖所表示的成像系統(tǒng)描述了根據(jù)本發(fā)明原理的特征；圖2的方框圖所表示的成像系統(tǒng)描述了根據(jù)本發(fā)明原理的診斷成像系統(tǒng)的方面；圖3示意圖所表示的患者支撐可以應(yīng)用本發(fā)明的原理；圖4的示意圖表示根據(jù)本發(fā)明原理的診斷成像系統(tǒng)的另一實(shí)施例；和圖5A&5B的示意圖表示應(yīng)用本發(fā)明原理的設(shè)備的替換實(shí)施例。
參照圖1，診斷成像系統(tǒng)20包括x射線子系統(tǒng)22、核相機(jī)子系統(tǒng)24和控制臺(tái)26。成像對(duì)象28被支撐在診斷成像系統(tǒng)20的檢查區(qū)域中的對(duì)象支撐30上。
諸如熒光檢查成像和/或射線照相成像系統(tǒng)的x射線診斷成像子系統(tǒng)22包括支撐部件32，其與安裝到基部結(jié)構(gòu)34的可移動(dòng)地板相連。支撐部件32可以使用伸縮支撐柱部件42與基部結(jié)構(gòu)34耦合。在所描述的該實(shí)施例中，該支撐部件32包括C型臂。
x射線源或管36與支撐部件32的第一自由端緊固在一起，并且相對(duì)的x射線探測器與支撐部件32的第二自由端緊固在一起。x射線源與x射線探測器38之間定義為熒光檢查/射線成像檢查區(qū)域?？梢韵鄬?duì)成像對(duì)象28和對(duì)象支撐30固定x射線源36和x射線探測器38，使得x射線子系統(tǒng)22的組件、對(duì)象支撐30和對(duì)象28的位置是已知的或可以通過幾何關(guān)系確定，從而完全可以在用于診斷成像系統(tǒng)20的坐標(biāo)系統(tǒng)100(圖2)中確定成像對(duì)象28中的關(guān)心區(qū)域(ROI)40。該坐標(biāo)系統(tǒng)100示意性地通過圖1中的X、Y、Z軸表示成像系統(tǒng)20的實(shí)際空間。可替換地，可以使用適當(dāng)?shù)亩S坐標(biāo)系統(tǒng)。
x射線管36包括外殼，其支撐帶有集成或單獨(dú)的高電壓供電電源的固定或旋轉(zhuǎn)陽極x射線管。x射線探測器38包括外殼，其例如支撐平面板圖像接收器，如本領(lǐng)域所熟知的。平面板圖像接收器可以包括固態(tài)探測器晶體或平面基層，諸如層疊有傳感器陣列的玻璃，諸如無定形硅晶體，其將x射線轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)。也就是，當(dāng)該固態(tài)探測器晶體或傳感器被x射線能量的光子照射時(shí)發(fā)射電勢。該電勢的大小與x射線束的強(qiáng)度相關(guān)?？梢詮男?列矩陣讀出該電信號(hào)，并然后將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。然后可以在控制臺(tái)26中處理該數(shù)據(jù)，以根據(jù)本發(fā)明的其它特征和原理應(yīng)用，和顯示適當(dāng)?shù)膱D像。
該無定形硅平面板圖像接收器的尺寸和重量比較緊湊，并且替代常規(guī)的圖像增強(qiáng)管，于是減小了x射線探測器38的尺寸。而且，該平面板圖像接收器提供矩形圖像，消除了常規(guī)圖像增強(qiáng)管常見的圖像失真，并在該圖像接收器的整個(gè)平面板上提供恒定的圖像質(zhì)量，從而將常規(guī)圖像增強(qiáng)管所典型需要的移動(dòng)鏡頭的數(shù)量最小化。應(yīng)該理解的是，該平面板圖像接收器可以是任何適當(dāng)?shù)某叽?，并且該系統(tǒng)可以簡單地升級(jí)以包括更大的平面板圖像接收器。應(yīng)該理解的是，雖然在該實(shí)施例中所描述的平面板探測器具有各種優(yōu)點(diǎn)，但是根據(jù)本發(fā)明原理，也可以根據(jù)各方面使用常規(guī)的圖像增強(qiáng)管。
位置傳感器44a可操作地遍布整個(gè)x射線子系統(tǒng)22分布，并且適當(dāng)?shù)嘏c控制臺(tái)26通信，從而可以在坐標(biāo)系統(tǒng)100內(nèi)準(zhǔn)確地確定x射線子系統(tǒng)組件的位置。位置致動(dòng)器46a可操作地與控制臺(tái)26連接，可控制地按照操作者的指引或通過從控制臺(tái)26接收到的自動(dòng)指令移動(dòng)x射線子系統(tǒng)22的組件，并固定該子系統(tǒng)的組件?？梢钥紤]將各種已知模式的固定可移動(dòng)組件用于該致動(dòng)器，諸如可以利用電機(jī)、手動(dòng)或螺線管驅(qū)動(dòng)互鎖和/或位置開關(guān)，以控制或限制x射線診斷子系統(tǒng)的各種組件的運(yùn)動(dòng)，包括基部結(jié)構(gòu)34、x射線支撐32、源36、探測器38和柱部件42?？紤]到位置傳感器44a可以檢驗(yàn)或確定x射線子系統(tǒng)組件的位置，以在診斷成像系統(tǒng)20的坐標(biāo)系統(tǒng)100中適當(dāng)?shù)囟ㄎ粚?duì)象28的關(guān)心區(qū)域40。
當(dāng)在控制臺(tái)26致動(dòng)時(shí)，診斷成像系統(tǒng)20、以及特別是x射線源36的曝光可以是連續(xù)的或脈沖的。在脈沖模式中，可以進(jìn)行射線照相程序，諸如CINE、Spot Film和DSA，從而產(chǎn)生射線照相的圖像表示。在脈沖模式中，可以使用常規(guī)的柵格控制電路或脈沖熒光高壓供電電源開啟或關(guān)閉x射線源36。
該核相機(jī)子系統(tǒng)24可以是平面核伽馬射線探測器或者單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層系統(tǒng)(SPECT)。該核探測器包括相機(jī)頭50，其接收從對(duì)象28發(fā)出的輻射并產(chǎn)生表示其的輸出信號(hào)。作為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)，相機(jī)頭50包括探測器組件51，其可以包括鎘鋅碲化物(CZT)的固態(tài)探測器晶體或其它適當(dāng)?shù)墓虘B(tài)裝置，以直接提供用于產(chǎn)生診斷圖像的信號(hào)。可替換地，探測器組件51可以包括閃爍晶體，其響應(yīng)于入射的輻射而產(chǎn)生閃光或閃爍。對(duì)于利用閃爍晶體的探測器組件，光電倍增管陣列檢測每一閃爍事件。該固態(tài)探測器或光電倍增管與位置確定電路相連，以確認(rèn)所接收的每一輻射事件或閃爍的位置、其能量、以及其它特征，并產(chǎn)生表示其的輸出信號(hào)。
探測器陣列51內(nèi)的晶體區(qū)域可以是平面晶體組件，并且具有的尺寸為40cm×40cm。該晶體在140keV時(shí)的本征分辨率為4.0mm。針孔準(zhǔn)直器56附屬在相機(jī)頭50上。該針孔準(zhǔn)直器56具有包括鉛(lead)的孔徑58，其直徑大概為2.0mm，并且該針孔準(zhǔn)直器的接受角度為53度。從孔徑58到探測器組件51的晶體的表面的距離為40.0cm。使用這些規(guī)范的針孔準(zhǔn)直器56和相機(jī)頭50成像位于對(duì)象28內(nèi)10cm(心臟成像的合適深度)的平面，放大倍數(shù)是4。視野的直徑大約為10.0cm，并且分辨率為2.7mm。心臟區(qū)域的直徑大約為7cm，并且斑塊通常出現(xiàn)在冠狀動(dòng)脈的前幾厘米中。于是，如下進(jìn)一步所述，在該關(guān)心區(qū)域40上準(zhǔn)確并精確地瞄準(zhǔn)該針孔準(zhǔn)直器和相機(jī)頭組件只需要對(duì)冠狀動(dòng)脈中的斑塊進(jìn)行定位、標(biāo)識(shí)和確定特征的單個(gè)成像事件。這種準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)提高了成像獲取和成像規(guī)程(protocol)。
當(dāng)其在檢查期間提供信號(hào)的時(shí)候，控制臺(tái)26中的圖像處理和重構(gòu)電路將相機(jī)頭50的輸出信號(hào)處理成為圖像表示。該圖像表示可以顯示在視頻監(jiān)視器上，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)在磁帶或磁盤上，用于以后調(diào)用或進(jìn)一步處理，等等。
相機(jī)頭支撐52支撐著相機(jī)頭50。所采用的支撐52可以包括伸縮組件和其它耦合部件，其可以沿在坐標(biāo)系統(tǒng)100中可定義的理想軸固定相機(jī)頭50，并可以將其在通過坐標(biāo)系統(tǒng)100所描述的空間內(nèi)移動(dòng)。相機(jī)基部結(jié)構(gòu)54可以沿著地面可控制地移動(dòng)，并支撐機(jī)架52。
位置傳感器44b可操作地遍布整個(gè)核相機(jī)子系統(tǒng)24分布，并且適當(dāng)?shù)嘏c控制臺(tái)26通信，從而可以在坐標(biāo)系統(tǒng)100內(nèi)準(zhǔn)確地確定該系統(tǒng)組件的位置?？刹僮鞯剡B接位置致動(dòng)器46b，以可控制地按照操作者的指引或通過從控制臺(tái)26接收到的自動(dòng)指令移動(dòng)核相機(jī)子系統(tǒng)24的組件，并固定該子系統(tǒng)的組件?？梢钥紤]將各種已知模式的固定可移動(dòng)組件用于該致動(dòng)器，諸如可以利用電機(jī)、手動(dòng)或螺線管驅(qū)動(dòng)互鎖和/或位置開關(guān)，以控制或限制x射線診斷子系統(tǒng)的各種組件的運(yùn)動(dòng)，包括基部件54、支撐52、相機(jī)頭50、準(zhǔn)直器孔徑58和柱部件支撐52?？紤]到位置傳感器44b可以檢驗(yàn)或確定核相機(jī)子系統(tǒng)的組件已經(jīng)被適當(dāng)?shù)胤胖?，以在診斷成像系統(tǒng)20的坐標(biāo)系統(tǒng)100中瞄準(zhǔn)并適當(dāng)?shù)貙?duì)對(duì)象28的關(guān)心區(qū)域40進(jìn)行成像。
成像系統(tǒng)控制臺(tái)26調(diào)整子系統(tǒng)22、24的操作?？梢酝ㄟ^已知的計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述部件和系統(tǒng)中的所有控制和成像處理功能，其所基于的系統(tǒng)具有部件系統(tǒng)的可操作的補(bǔ)充，諸如適當(dāng)?shù)奶幚砥?0、內(nèi)存和存儲(chǔ)器、輸入、輸出和數(shù)據(jù)通信功能。
操作者接口90包括適當(dāng)?shù)嘏c控制臺(tái)26通信的輸入和輸出裝置，如鍵盤62、觸摸屏監(jiān)視器64、鼠標(biāo)66、游戲桿(未示出)、軌跡球68及其它輸入設(shè)備或裝置，以提供操作者指令，控制成像系統(tǒng)和在監(jiān)視器64上顯示的圖像中定位關(guān)心區(qū)域40。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，所示診斷成像系統(tǒng)20的方框圖更詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明的原理在控制臺(tái)26中執(zhí)行的功能。該x射線子系統(tǒng)22與其相關(guān)的位置傳感器44a和致動(dòng)器46a連接，其可控制地與x射線位置確定和控制功能102相連。x射線位置確定和控制102接收位置傳感器信息，并與成像系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)100進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。使用該坐標(biāo)系統(tǒng)與位置傳感器信息的組合在坐標(biāo)系統(tǒng)100中定位x射線子系統(tǒng)的組件，并且是相對(duì)于診斷成像系統(tǒng)20的其它組件和對(duì)象28?？刂?02可控制地與致動(dòng)器46a相連，并向其提供控制信號(hào)，以固定x射線子系統(tǒng)22的組件。
核相機(jī)子系統(tǒng)24與其相關(guān)的位置傳感器44b和致動(dòng)器46b連接，其可控制地與核相機(jī)位置確定和控制功能104相連。該核相機(jī)位置確定和控制104接收位置傳感器信息，并與成像系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)100進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該坐標(biāo)系統(tǒng)與位置傳感器信息的組合用來在坐標(biāo)系統(tǒng)100中定位核相機(jī)子系統(tǒng)的組件，并且是相對(duì)于診斷成像系統(tǒng)20的其它組件和對(duì)象28?？刂?04可控制地與致動(dòng)器46b相連，并向其提供控制信號(hào)，以固定核相機(jī)子系統(tǒng)24的組件。
坐標(biāo)系統(tǒng)100提供一種框架結(jié)構(gòu)，其響應(yīng)于位置傳感器信號(hào)，描述成像系統(tǒng)20的組件之間的位置關(guān)系，組件與對(duì)象28之間的已知幾何關(guān)系，以及通過控制臺(tái)輸入裝置的操作者輸入。例如，操作者可以使用觸摸屏監(jiān)視器64，以在監(jiān)視器64上顯示的x射線圖像上高亮顯示所選擇的對(duì)象28的ROI40。一旦由操作者標(biāo)識(shí)了ROI40，該坐標(biāo)系統(tǒng)提供在通過坐標(biāo)系統(tǒng)表示并定義的檢查空間內(nèi)對(duì)象28中ROI的實(shí)際坐標(biāo)。提供由操作者在x射線圖像上標(biāo)識(shí)并標(biāo)記的ROI的位置，從而核相機(jī)頭50可以通過手動(dòng)或者通過核相機(jī)位置確定和控制104以及致動(dòng)器46b將針孔孔徑58準(zhǔn)確地定位在ROI40。實(shí)際上，坐標(biāo)系統(tǒng)100用來在成像系統(tǒng)20的實(shí)際空間中確定和瞄準(zhǔn)坐標(biāo)，其用來向位置致動(dòng)器46b提供控制信號(hào)，或幫助操作者手動(dòng)地將針孔準(zhǔn)直器56的孔徑58定位在對(duì)象28中待成像的實(shí)際關(guān)心區(qū)域40。
坐標(biāo)系統(tǒng)100可以是能夠在所定義的容積空間內(nèi)定義成像系統(tǒng)組件的位置關(guān)系的三維系統(tǒng)，或者有利的是定向平面二維坐標(biāo)系統(tǒng)，從而控制臺(tái)26或操作者可以監(jiān)視并控制組件的運(yùn)動(dòng)。任何一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)都可以由操作者通過使用監(jiān)視器64上的圖像的手動(dòng)地或自動(dòng)地調(diào)整或記錄，并且可以包括在監(jiān)視器上和圖像中可看見的標(biāo)記或基點(diǎn)?？梢杂欣剡x擇平面坐標(biāo)系統(tǒng)的方向，以提供有利于在成像處理期間在具體的方向上對(duì)特定的對(duì)象或ROI進(jìn)行成像的所想要的參考系統(tǒng)。有利地，所采用的坐標(biāo)平面可以用于不同的成像平面和對(duì)象方向。
簡單地參照圖3，所述為對(duì)象支撐30的范例，其所采用的二維平面坐標(biāo)系統(tǒng)的一個(gè)可能的實(shí)施方式用于與應(yīng)用本發(fā)明方面的實(shí)施例一起使用。對(duì)象28成像在支撐30上，其具有置于支撐30內(nèi)的參考標(biāo)記120。參考標(biāo)記120包括在得到的圖像數(shù)據(jù)和圖像中可以通過子系統(tǒng)22、24至少其中之一檢測的已知材料。參考標(biāo)記120可以采取任何數(shù)目的結(jié)構(gòu)，從而可以提供足夠數(shù)量的參考標(biāo)記，以在系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)100內(nèi)相對(duì)于成像系統(tǒng)20的組件精確地定位ROI40。考慮到系統(tǒng)組件與位置傳感器輸入之間的已知幾何關(guān)系可以與該范例一起使用。該ROI40的準(zhǔn)確位置能夠提供所想要的核相機(jī)50的目標(biāo)位移的信息，以根據(jù)本發(fā)明的原理成功地對(duì)ROI40成像。參考標(biāo)記120有利地可以是一組角度和/或間隔的坐標(biāo)軸、笛卡兒網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，或可以用來在坐標(biāo)系統(tǒng)100中具體地定位ROI的其它適當(dāng)?shù)年P(guān)系標(biāo)記的組合。
返回圖2，x射線成像子系統(tǒng)22將通過操作檢查區(qū)域中對(duì)象28上的x射線子系統(tǒng)22而產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)提供給x射線圖像數(shù)據(jù)處理和重構(gòu)功能106，其提供所需要的所有圖像處理、通信和存儲(chǔ)功能，以產(chǎn)生適合于以人類可讀取形式顯示的圖像。例如，部分對(duì)象的圖像可以在操作者接口90的監(jiān)視器64上查看。該處理和重構(gòu)功能106也提供在根據(jù)本發(fā)明的其它功能方面所要使用的處理信息。x射線圖像數(shù)據(jù)處理和重構(gòu)功能106可操作地與操作者接口90和關(guān)心區(qū)域(ROI)位置確定功能108連接。
ROI位置確定功能108也可操作地與坐標(biāo)系統(tǒng)100和操作者接口90連接。ROI確定功能108使用坐標(biāo)系統(tǒng)100和關(guān)于成像系統(tǒng)20的組件的位置信息、來自x射線子系統(tǒng)22的圖像信息、由操作者提供的ROI40的標(biāo)識(shí)輸入或自動(dòng)的ROI標(biāo)識(shí)和位置(如下關(guān)于數(shù)據(jù)庫比較的描述)，以在實(shí)際空間中確定ROI40的適當(dāng)坐標(biāo)，適當(dāng)?shù)囟ㄎ缓讼鄼C(jī)50，以使用核相機(jī)子系統(tǒng)24瞄準(zhǔn)并獲得對(duì)象28中ROI40的圖像。在將所確定的ROI40的坐標(biāo)提供給控制104，以產(chǎn)生使用致動(dòng)器46b對(duì)核相機(jī)子系統(tǒng)24進(jìn)行自動(dòng)定位的命令的情況下，ROI位置確定功能108進(jìn)一步與核相機(jī)位置確定和控制104連接。
該核相機(jī)子系統(tǒng)24將圖像數(shù)據(jù)提供給核相機(jī)數(shù)據(jù)處理和重構(gòu)功能110，其提供所有需要的圖像處理、通信和存儲(chǔ)功能，以產(chǎn)生適合于人類可讀取形式的圖像，例如在操作者接口90的監(jiān)視器64上顯示，該圖像數(shù)據(jù)響應(yīng)于從檢查區(qū)域中的對(duì)象28接收到的輻射通過接收來自探測器的發(fā)射數(shù)據(jù)而產(chǎn)生。該核相機(jī)數(shù)據(jù)處理和重構(gòu)功能110可以與操作者接口90和關(guān)心區(qū)域(ROI)位置確定功能108連接。該處理和重構(gòu)功能110也提供所處理的信息，以根據(jù)本發(fā)明的其它功能方面使用。例如，數(shù)據(jù)的格式可以便于驗(yàn)證通過該核相機(jī)所成像區(qū)域的坐標(biāo)，從而該ROI40的核圖像可以與先前在ROI確定功能108中所確定的ROI40的坐標(biāo)進(jìn)行比較。
在可以包括在該控制臺(tái)26的功能的另一實(shí)施例中，ROI比較數(shù)據(jù)庫112與ROI位置確定功能108進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該數(shù)據(jù)庫112存儲(chǔ)有表示要使用該子系統(tǒng)22、24成像的特定器官、諸如心臟114的圖像。與所存儲(chǔ)的心臟圖像相關(guān)聯(lián)的是該心臟特定部分的相對(duì)位置，其是對(duì)象28中所想要的關(guān)心區(qū)域。例如，所存儲(chǔ)的心臟圖像數(shù)據(jù)包括冠狀動(dòng)脈區(qū)域(大概為5cm×10cm的區(qū)域)相對(duì)于心臟圖像其余部分的相對(duì)位置信息。在該范例中所瞄準(zhǔn)的是冠狀動(dòng)脈，因?yàn)槠淇梢允菢?biāo)識(shí)CHD的易損性斑塊初始出現(xiàn)的一個(gè)區(qū)域?？梢詫⑺{(diào)用的存儲(chǔ)圖像和來自比較數(shù)據(jù)庫112的對(duì)應(yīng)的關(guān)心區(qū)域與ROI確定功能108中對(duì)象的實(shí)際x射線圖像記錄在一起?？梢允褂靡阎膰?yán)格記錄或非嚴(yán)格記錄方法自動(dòng)地或手動(dòng)地完成該記錄。一旦記錄了實(shí)際圖像和參考圖像之后，將參考圖像中所定義的ROI的坐標(biāo)與實(shí)際圖像組合，以確定在診斷成像系統(tǒng)20中待檢查的對(duì)象ROI40的位置。這樣，使用針孔準(zhǔn)直器具體地瞄準(zhǔn)心臟的一部分(ROI)要求(i)在該對(duì)象內(nèi)和在該坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)定位心臟；(ii)類似地使用操作者輸入或比較數(shù)據(jù)庫112在坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)定位并標(biāo)識(shí)待成像心臟的較小部分。根據(jù)特定的診斷程序，考慮選擇對(duì)象的器官而不是心臟或特征以及特定的目標(biāo)區(qū)域作為所關(guān)心的區(qū)域。
在所述設(shè)備的操作中，公開了一種說明本發(fā)明原理的方法，其使用的診斷系統(tǒng)具有組合的核醫(yī)療和x射線成像子系統(tǒng)。如上所述，使用常規(guī)SPECT成像檢測斑塊的主要困難在于計(jì)數(shù)獲取統(tǒng)計(jì)較差，難以對(duì)斑塊進(jìn)行定位和特征確定。例如，常規(guī)的掃描規(guī)程的象素大小為0.64cm，并且具有如下參數(shù)(i)心肌灌溉吸收約1μCi/ml，(ii)斑塊吸收約0.25μCi/ml，(iii)斑塊尺寸為0.2mm厚，5.0mm長并且周長為20mm，以及(iv)容積空間中斑塊吸收與背景比(PBR)為100∶1。在這些條件下，每體元的總斑塊吸收大約比使用ThallousChloride201T1的常規(guī)心臟灌溉掃描少40倍。如上所提到的，這就導(dǎo)致該掃描數(shù)據(jù)獲取時(shí)間對(duì)臨床實(shí)際應(yīng)用并不可接受。
在多個(gè)實(shí)例中，使用了所述具有核相機(jī)的針孔準(zhǔn)直器，由于與其相關(guān)聯(lián)的放大倍數(shù)，所投影的斑塊厚度會(huì)大于一組。這樣，所需要的計(jì)數(shù)較低。已經(jīng)可以確定適當(dāng)?shù)陌邏K探測的可行性所受到的影響有(i)斑塊與背景比，和(ii)核相機(jī)的靈敏度與針孔準(zhǔn)直器的參數(shù)。對(duì)于適當(dāng)?shù)姆独?，除了上述常?guī)掃描參數(shù)之外，應(yīng)用本發(fā)明原理的成像系統(tǒng)的附加參數(shù)包括(i)胸腔容積大小約為400mm，(ii)平面圖像的組大小、象素大小以及對(duì)象容積的體元大小約為2.5mm，以及(iii)針孔孔徑到ROI的距離約為100mm。對(duì)于斑塊覆蓋整個(gè)血管內(nèi)表面的實(shí)例，平面圖像上斑塊投影的厚度可以高至12組，并且斑塊與背景比可以高至1.15。在對(duì)血管內(nèi)斑塊覆蓋更加保守的確定中，當(dāng)所使用的斑塊與背景比為1.10并且斑塊投影厚度為4組時(shí)，可見斑塊每象素的計(jì)數(shù)可以低至4-8CPP。精確瞄準(zhǔn)的針孔核相機(jī)系統(tǒng)可以提供統(tǒng)計(jì)明顯的圖像，每象素4個(gè)計(jì)數(shù)這樣的斑塊與背景比，以及2.7mm的系統(tǒng)分辨率，大約48分鐘的臨床可接受時(shí)間。通過將針孔大小從2.0mm增加到2.4mm，系統(tǒng)分辨率降低到3.0mm，并且可以在約33分鐘內(nèi)得到具有每象素4個(gè)計(jì)數(shù)的臨床可用的診斷圖像。通過將圖像平面矩陣從128方縮減到64方，可以另外減少掃描時(shí)間。這就導(dǎo)致適合于斑塊檢測的平面圖像的獲取時(shí)間大約降低4倍，到約為10分鐘。然而，縮減圖像矩陣導(dǎo)致分辨率降低到大約5mm。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到根據(jù)本發(fā)明原理并應(yīng)用上述參數(shù)的方法的描述，對(duì)象28放置在x射線子系統(tǒng)22檢查區(qū)域中的支撐30上，并且位置傳感器44a和44b將相關(guān)組件位置信息信號(hào)提供給x射線位置確定和控制104以及核相機(jī)位置確定和控制104。使用來自坐標(biāo)系統(tǒng)100的該位置信息和數(shù)據(jù)確定x射線子系統(tǒng)22和核相機(jī)子系統(tǒng)24的組件的相關(guān)位置坐標(biāo)。然后將x射線子系統(tǒng)22的組件位置坐標(biāo)提供給ROI位置確定功能108。操作者致動(dòng)該x射線子系統(tǒng)22，產(chǎn)生來自探測器38的圖像數(shù)據(jù)。將該圖像數(shù)據(jù)提供給x射線圖像數(shù)據(jù)處理和重構(gòu)功能106。以已知方式處理該圖像數(shù)據(jù)，并將圖像提供給操作者接口的監(jiān)視器64，并且也將適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)提供給ROI位置確定功能108。該x射線子系統(tǒng)提供解剖學(xué)圖像數(shù)據(jù)，以標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)于所關(guān)心區(qū)域功能圖像的解剖關(guān)心區(qū)域。更具體地，在該范例中，x射線將心臟ROI局限為使用該核伽馬相機(jī)50成像的平面。
在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明原理的方法的成像系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，操作者在監(jiān)視器64上查看x射線圖像。ROI位置確定功能108將監(jiān)視器上的可視圖像的坐標(biāo)與成像系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)100關(guān)聯(lián)。查看該圖像，操作者可以使用任何輸入設(shè)備或裝置，選擇性地或具體地標(biāo)識(shí)和瞄準(zhǔn)可視ROI 40，并從而進(jìn)入該具體位置?？商鎿Q地，該控制臺(tái)26可以使用如上所述的ROI比較數(shù)據(jù)庫112自動(dòng)地確定ROI40。一旦確定了ROI之后，ROI位置確定功能108響應(yīng)于操作者從該圖像標(biāo)識(shí)的位置，將所瞄準(zhǔn)的ROI40的坐標(biāo)提供給核相機(jī)位置檢測和控制104。核相機(jī)位置確定和控制108向致動(dòng)器46b提供控制信號(hào)，以在所標(biāo)識(shí)的ROI40上精確地固定針孔準(zhǔn)直器56的孔徑58。
可替換地，可以手動(dòng)地固定該核相機(jī)探測頭50，并且該位置傳感器44b可以向位置確定和控制功能104提供位置信息，其最終將該相機(jī)頭50的位置信息提供給ROI位置確定和操作者接口。相機(jī)頭50的位置以及孔徑58可以在監(jiān)視器上可視地表示，使得當(dāng)核成像系統(tǒng)固定在ROI40以獲得平面核圖像時(shí)，操作者可以可視化地確認(rèn)。
在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，將放射藥劑引入到對(duì)象28中，從而可以獲得核醫(yī)療圖像。使用本發(fā)明的該設(shè)備和方法，由于根據(jù)用于核相機(jī)和針孔準(zhǔn)直器的所述參數(shù)，并結(jié)合通過使用解剖圖像和坐標(biāo)系統(tǒng)所提供的對(duì)核相機(jī)的準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)以定位ROI，其具有有利的分辨率和靈敏度，所以可以使用用于心臟應(yīng)用的常規(guī)放射藥劑。
根據(jù)本發(fā)明的原理，也可以考慮使用相對(duì)于相鄰的普通組織使得對(duì)斑塊沉積、特別是對(duì)易損性斑塊具有增加的結(jié)合特異性的放射藥劑。在標(biāo)題為“Method and Reagents for Non-Invasive Imaging ofAtherosclerotic Plaque”，授予Tsimikas等人的美國專利US6375925中更加全面的公開了適當(dāng)?shù)囊活愒噭?，其全部?nèi)容在此引作參考。
在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明原理的系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，該對(duì)象支撐30用作對(duì)象固定組件和支持結(jié)構(gòu)。也可以通過成像系統(tǒng)控制臺(tái)26可移動(dòng)地控制支撐30，以協(xié)調(diào)對(duì)象28關(guān)于成像子系統(tǒng)22和24的操作的移動(dòng)，以在沿對(duì)象28的長度的一個(gè)或多個(gè)所想要的位置獲得對(duì)象成像信息。該支撐30能夠徑向地讓對(duì)象延伸穿過成像子系統(tǒng)22和24各自的檢查區(qū)域，其可以是所想要的或適合于圖像數(shù)據(jù)獲取。在該實(shí)施方式中，移動(dòng)該支撐30將對(duì)象固定在x射線子系統(tǒng)22的檢查區(qū)域中，獲取在確定ROI40中所要使用的解剖學(xué)圖像。一旦獲得x射線圖像之后，如上所述確定ROI。然后通過移動(dòng)支撐30將對(duì)象固定在核相機(jī)50下面。支撐30具有適當(dāng)?shù)奈恢脗鞲衅?1和位置致動(dòng)器33，并且控制臺(tái)可以包括合適的對(duì)象支撐固定和控制功能116，其適當(dāng)?shù)剡B接著其它控制臺(tái)功能，以實(shí)施本發(fā)明的固定特性。
參照圖4，所示為另一實(shí)施例的診斷成像系統(tǒng)220，其包括根據(jù)本發(fā)明原理的方面。該系統(tǒng)包括x射線子系統(tǒng)222、核子系統(tǒng)224和控制臺(tái)226，其都具有與前述實(shí)施例中的元件對(duì)應(yīng)的功能。該實(shí)施例的設(shè)備包括架臺(tái)230、x射線子系統(tǒng)組件支撐232、和對(duì)象支撐234，其通過支撐臂236與架臺(tái)連接，并且用于攜載所要成像的對(duì)象。在這種情況下，通過C型臂形成組件支撐234，并且通過安裝在C型臂上的x射線源230和x射線探測器(未示出)形成成像組件。C型臂附屬在可以在徑向方向上(如車架上的箭頭所示)移動(dòng)的車架240上?？梢酝ㄟ^這種方式調(diào)節(jié)x射線管和x射線圖像探測器，使得可以在所想要的方向上并從所想要的位置以滿足本發(fā)明的原理，照射待成像的對(duì)象228，以定位和瞄準(zhǔn)特定的ROI。
支撐臂236可以繞與架臺(tái)230連接的樞軸242轉(zhuǎn)動(dòng)。所示對(duì)象支撐234也位于旋開位置，如虛線所示。可以設(shè)置鎖定裝置(在圖中未示出)，用于鎖定支撐234繞樞軸242旋開的位置，使得其在對(duì)象的核成像期間，在用于瞄準(zhǔn)ROI的坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的已知位置處保持鎖定在旋開位置。兩個(gè)子系統(tǒng)中的支撐234的位置在坐標(biāo)系統(tǒng)100中都是已知的，并且通過與上述類似的方式執(zhí)行精確的用于核圖像的ROI瞄準(zhǔn)。
參照圖5A和5B，所示為可以應(yīng)用本發(fā)明原理的設(shè)備的另一實(shí)施例。以類似的附圖標(biāo)記表示共同的元件、或與前述元件具有類似功能的元件。x射線管36緊固到可固定支撐部件39上。相機(jī)頭50附屬到相同的支撐部件39上。支撐部件30附屬到可伸縮的支撐部件42，其接著與可移動(dòng)基底(未示出)耦合。位置傳感器44與各個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部分連接，以向控制臺(tái)26提供表示x射線源36和相機(jī)頭50的位置的信號(hào)。位置致動(dòng)器46可控制地連接著控制臺(tái)26，以固定x射線源36和核相機(jī)探測器50，如箭頭所示，以使用x射線系統(tǒng)適當(dāng)?shù)貥?biāo)識(shí)所關(guān)心區(qū)域40以及準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)核相機(jī)頭，以根據(jù)本發(fā)明的原理獲得所想要的關(guān)心區(qū)域的圖像。實(shí)際上，圖5A和5B中的實(shí)施例包括共同的用于x射線源和核相機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)，通過控制臺(tái)對(duì)其進(jìn)行控制。
雖然上面僅僅參照一個(gè)所述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特定特征進(jìn)行了描述，這些特征可以與其它實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)其它特征組合，由于其可能是任何給定的特定實(shí)施例所想要的和有利的。從本發(fā)明的上述描述，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到一些改進(jìn)、變化和修改。所附權(quán)利要求書的范圍覆蓋本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員所知道的這種改進(jìn)、變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種診斷成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)工作站，用于控制該成像系統(tǒng)，與操作者交互和產(chǎn)生圖像；坐標(biāo)系統(tǒng)，與該計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，該坐標(biāo)系統(tǒng)用于描述該診斷成像系統(tǒng)中的相對(duì)位置；對(duì)象支撐，其可以在該坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)描述；x射線子系統(tǒng)，該x射線子系統(tǒng)可環(huán)繞對(duì)象支撐定位；位置傳感器，其與該x射線子系統(tǒng)和工作站可操作連接，該位置傳感器向工作站提供表示坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)x射線子系統(tǒng)的組件位置的信號(hào)；核相機(jī)子系統(tǒng)，該核相機(jī)子系統(tǒng)可環(huán)繞對(duì)象支撐定位；位置傳感器，其與該核相機(jī)子系統(tǒng)和工作站可操作連接，該位置傳感器向工作站提供表示坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)核相機(jī)子系統(tǒng)的組件位置的信號(hào)；裝置，用于從通過該x射線子系統(tǒng)所產(chǎn)生的圖像中確定與成像對(duì)象相關(guān)的關(guān)心區(qū)域的成像坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的位置；和裝置，用于瞄準(zhǔn)該核相機(jī)子系統(tǒng)，以精確地獲得所關(guān)心區(qū)域的圖像。
2.權(quán)利要求1的診斷成像系統(tǒng)，其中該坐標(biāo)系統(tǒng)是在所選擇的平面中描述成像系統(tǒng)內(nèi)組件的相對(duì)位置的二維系統(tǒng)。
3.權(quán)利要求1的診斷成像系統(tǒng)，其中該坐標(biāo)系統(tǒng)是描述與該成像系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的容積內(nèi)的組件的相對(duì)位置的三維系統(tǒng)。
4.權(quán)利要求1的診斷成像系統(tǒng)，其中該x射線子系統(tǒng)包括x射線源和x射線探測器，并且該核相機(jī)子系統(tǒng)包括核相機(jī)探測頭，該診斷成像系統(tǒng)包括機(jī)架，該機(jī)架提供定位支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)通常對(duì)x射線源和核相機(jī)探測頭進(jìn)行支撐和定位。
5.權(quán)利要求1的診斷成像系統(tǒng)，包括關(guān)心區(qū)域比較數(shù)據(jù)庫，其具有參考圖像；和裝置，用于通過比較所產(chǎn)生的圖像與比較數(shù)據(jù)庫的參考圖像，在通過該成像系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)所產(chǎn)生的圖像中確定關(guān)心區(qū)域。
6.權(quán)利要求1的診斷成像系統(tǒng)，其中該核相機(jī)子系統(tǒng)包括平面伽馬相機(jī)頭；和針孔準(zhǔn)直器。
7.權(quán)利要求1的診斷成像系統(tǒng)，包括用于定位該x射線子系統(tǒng)和核相機(jī)子系統(tǒng)的組件的裝置，該用于定位的裝置可控制地與該工作站連接。
8.一種瞄準(zhǔn)并成像對(duì)象中所關(guān)心區(qū)域的方法，該方法包括步驟定位用于成像對(duì)象的第一成像模態(tài)；從該第一成像模態(tài)產(chǎn)生該對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)；評(píng)估來自該第一成像模態(tài)的圖像數(shù)據(jù)；從所評(píng)估的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)所成像對(duì)象中的關(guān)心區(qū)域；從該第一圖像數(shù)據(jù)確定坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)所關(guān)心區(qū)域的位置；和使用所確定的關(guān)心區(qū)域的位置定位第二成像模態(tài)，以精確地瞄準(zhǔn)所關(guān)心區(qū)域。
9.權(quán)利要求8的瞄準(zhǔn)并成像對(duì)象中所關(guān)心區(qū)域的方法，包括步驟使用第二成像模態(tài)檢測從所關(guān)心區(qū)域發(fā)射的輻射；提供表示所檢測到的輻射的信號(hào)；和從表示所檢測到的所關(guān)心區(qū)域的輻射的信號(hào)產(chǎn)生圖像。
10.權(quán)利要求8的瞄準(zhǔn)并成像對(duì)象中所關(guān)心區(qū)域的方法，其中標(biāo)識(shí)所成像對(duì)象中所關(guān)心區(qū)域的步驟包括步驟將來自該第一模態(tài)的圖像數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的參考圖像進(jìn)行比較。
11.權(quán)利要求8的瞄準(zhǔn)并成像對(duì)象中所關(guān)心區(qū)域的方法，其中定位所關(guān)心區(qū)域的第二成像模態(tài)的步驟是被自動(dòng)控制的。
12.權(quán)利要求8的瞄準(zhǔn)并成像對(duì)象中所關(guān)心區(qū)域的方法，其中從第一圖像數(shù)據(jù)確定坐標(biāo)系統(tǒng)中所關(guān)心區(qū)域的位置的步驟包括在表示與該成像系統(tǒng)的組件相關(guān)的容積的三維坐標(biāo)系統(tǒng)中定位所關(guān)心區(qū)域。
13.一種診斷成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)工作站，用于控制該成像系統(tǒng)，與操作者交互和產(chǎn)生圖像；坐標(biāo)系統(tǒng)，其與該計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，該坐標(biāo)系統(tǒng)用于描述該診斷成像系統(tǒng)中組件的相對(duì)位置；對(duì)象支撐，其可以在該坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)描述，該對(duì)象支撐包括能夠在該坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)記錄的參考標(biāo)記；x射線子系統(tǒng)，該x射線子系統(tǒng)可環(huán)繞該對(duì)象支撐定位；核相機(jī)子系統(tǒng)，包括相機(jī)頭，該核相機(jī)子系統(tǒng)可環(huán)繞該對(duì)象支撐定位；裝置，用于在該坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)定位該x射線子系統(tǒng)的組件的位置；裝置，用于在該坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)定位該核相機(jī)子系統(tǒng)的組件的位置；裝置，用于相對(duì)于該對(duì)象支撐的參考標(biāo)記定位所關(guān)心區(qū)域；裝置，用于在所關(guān)心區(qū)域準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)該核相機(jī)頭。
14.一種診斷成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括裝置，用于定位用于成像一對(duì)象的第一成像模態(tài)；裝置，用于從該第一成像模態(tài)產(chǎn)生該對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)；裝置，用于評(píng)估來自該第一成像模態(tài)的該圖像數(shù)據(jù)；裝置，用于從所評(píng)估的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)所成像對(duì)象中的關(guān)心區(qū)域；裝置，用于從該第一圖像數(shù)據(jù)確定坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)所關(guān)心區(qū)域的位置；和裝置，用于使用所確定的關(guān)心區(qū)域的位置在所關(guān)心區(qū)域定位第二成像模態(tài)。
15.權(quán)利要求14的診斷成像系統(tǒng)，其中用于標(biāo)識(shí)所成像對(duì)象中的關(guān)心區(qū)域的裝置包括用于將來自該第一模態(tài)的該圖像數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的參考圖像進(jìn)行比較的裝置。
16.權(quán)利要求14的診斷成像系統(tǒng)，其中用于在所關(guān)心區(qū)域定位第二成像模態(tài)的裝置包括用于自動(dòng)地控制定位該第二成像模態(tài)的裝置。
17.權(quán)利要求14的診斷成像系統(tǒng)，其中用于從該第一圖像數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系統(tǒng)中確定所關(guān)心區(qū)域的位置的裝置包括用于在表示與該成像系統(tǒng)的組件相關(guān)的容積的三維坐標(biāo)系統(tǒng)中定位關(guān)心區(qū)域的裝置。
18.權(quán)利要求14的診斷成像系統(tǒng)，其中該第一成像模態(tài)包括x射線源和x射線探測器，并且該第二成像模態(tài)包括核相機(jī)探測器，該成像系統(tǒng)包括對(duì)x射線源和核相機(jī)探測頭進(jìn)行支撐和固定的位置共同支撐部件。
19.權(quán)利要求6的診斷成像系統(tǒng)，其中該針孔準(zhǔn)直器是多孔針孔準(zhǔn)直器。
全文摘要
一種診斷成像系統(tǒng)(20)，包括計(jì)算機(jī)工作站(26)，用于控制該成像系統(tǒng)、與操作者交互和產(chǎn)生圖像。坐標(biāo)系統(tǒng)(100)與該計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該坐標(biāo)系統(tǒng)(100)用于描述該診斷成像系統(tǒng)(20)內(nèi)成像系統(tǒng)組件的相對(duì)位置?？梢栽谠撟鴺?biāo)系統(tǒng)內(nèi)描述對(duì)象支撐(30)，并且x射線子系統(tǒng)(22)可以環(huán)繞該對(duì)象支撐(30)固定。位置傳感器(44a)與該x射線子系統(tǒng)(22)連接，并且其向工作站(26)提供表示通過該坐標(biāo)系統(tǒng)表示的空間內(nèi)x射線子系統(tǒng)(22)的組件位置的信號(hào)。核相機(jī)子系統(tǒng)(24)可以環(huán)繞該對(duì)象支撐(30)固定。位置傳感器(44b)與該核相機(jī)子系統(tǒng)(24)連接，并且其向工作站(26)提供表示該坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)該核相機(jī)子系統(tǒng)(24)的組件位置的信號(hào)。該工作站(100)包括關(guān)心區(qū)域位置確定功能(108)，用于在通過x射線子系統(tǒng)(22)所產(chǎn)生的圖像中確定成像系統(tǒng)內(nèi)關(guān)心區(qū)域(40)的位置。使用用于成像的控制臺(tái)(26)通過核相機(jī)(50)準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)關(guān)心區(qū)域(40)。
文檔編號(hào)A61B6/04GK1688899SQ03824243
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月18日
發(fā)明者L·邵, C·拜, M·K·杜爾賓 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司