用于图示医疗图像数据的方法与流程

本发明涉及用于图示医疗图像数据的方法，医疗成像装置和计算机程序产品。

背景技术：

通常，医疗图像数据通过医疗成像装置拍摄且可图示检查对象的身体的解剖结构和/或功能过程。检查对象可以是患者、健康的受试者、动物或模体。

在记录医疗数据期间，检查对象通常进行呼吸。检查对象的此呼吸导致检查对象的运动且可能因此导致所记录的医疗图像数据的不希望的改变。因此，例如可想到在所记录的医疗图像数据中出现运动伪影。也可能由于运动降低所记录的医疗图像数据的质量。已知的图像伪影对于计算机断层扫描成像的示例在此为由于检查对象的解剖结构的运动导致的所采集的图像数据的模糊或震荡(blurring)。检查对象的呼吸中的不规则性也可能导致医疗图像数据中的伪影。

也在从医疗图像数据采集时间序列时，例如从四维(4d)计算机断层扫描图像数据或磁共振图像数据中采集时间序列时，对于检查对象的呼吸的考虑具有很大意义。在计算机断层扫描图像数据或磁共振图像数据用于规划通过放射治疗装置照射检查对象时，意义进一步重要。

在此已知应以检查对象的呼吸修正医疗图像数据的时间序列的采集。因此，对于检查对象的平均呼吸循环期间的确定时刻，可采集医疗图像数据的时间序列的不同的图像数据组。确定的时刻在此可根据检查对象的呼吸循环的幅度和/或经过的时间和/或阶段来选择。

技术实现要素：

本发明的任务在于实现医疗图像数据的有说服力的图示。

根据本发明的用于图示检查对象的医疗图像数据的方法包括如下方法步骤：

-在时段上记录检查对象的医疗图像数据，

-确定表征了由于检查对象的呼吸在时段期间出现的伪影的伪影参数，和

-在显示单元上与伪影参数的图示一起显示医疗图像数据。

医疗图像数据可图示单独的三维图像数据组或包括多个三维图像数据组的时间序列。医疗图像数据的时间序列在此也可视作四维图像数据组，其中四个维度由三个空间维度和一个时间维度组成。医疗图像数据的记录可在检查对象的多个呼吸循环上进行。

伪影参数可从医疗图像数据导出。然后可特别地通过具有作为输入参数的医疗图像数据的计算算法获得伪影参数。替代地或补充地，伪影参数也可作为医疗图像数据的补充在记录医疗图像数据期间例如通过外部装置或医疗成像装置的附属装置拍摄。特别地，伪影参数可取决于在记录医疗图像数据期间检查对象的呼吸运动的时间历程。因此，伪影参数可取决于在记录医疗图像数据期间的呼吸阶段和/或呼吸阶段的呼吸幅度或时间历程和/或检查对象的呼吸幅度。

伪影参数可包括在医疗图像数据中出现的图像伪影的量化。在此意义上，伪影参数可作为伪影指标。伪影参数可时间分辨地和/或位置分辨地形成。因此，伪影参数可描述医疗图像数据中的图像伪影的强度的时间和/或空间分布。

医疗图像数据的显示和伪影参数的图示特别地在相同的显示单元上进行，例如在相同的监视器上进行。医疗图像数据和伪影参数的图示在此可在不同的窗内或在相同的窗内显示，特别地有利地重叠地显示。伪影参数在此可被颜色编码地和/或强度编码地显示。伪影参数也可作为曲线显示，所述曲线给出了图像伪影的强度与空间坐标和/或时间坐标的相关性。当然，也可构思另外的、对于专业人员表现为有意义的用于显示伪影参数的可能性。特别地，伪影参数的图示与直接涉及的、对其确定了伪影参数的医疗图像数据一起显示。

通过所述的方式可特别地有利地执行所采集的医疗图像数据的质量控制。质量控制在此可在于判断医疗图像数据内的图像伪影的存在以及强度。根据质量控制，可例如判断所采集的医疗图像数据是否适合于另外的图像处理或是否适合于诊断。通过所述方式实现的质量控制可实现对于医疗图像数据内的图像伪影的定量或定性的评估。伪影参数的图示的显示可在一定的应用情况中也包括伪影指标在所显示的医疗图像数据上的重叠，这实现了图像伪影的存在或强度的特别有利的定量判断。

以此，伪影参数的图示的显示实现了相对于医疗图像数据的纯视觉检查改进的质量控制。例如，医疗图像数据的观察者可基于伪影参数的图示直接地得到对于检查对象的可能有问题的呼吸循环的概览。也可构思直接在医疗图像数据的显示中为使用者给出提示，即对于在进行图像区域的记录期间医疗图像数据的哪个图像区域对于检查对象的呼吸可能是关键的。

在一定的应用情况中，可作为伪影参数的图示的显示的补充也进行医疗图像数据的视觉检查。为视觉检查在此可例如使用所谓的电影回放(cine-loop)。如果医疗图像数据应被用于规划照射，则可例如检查检查对象的不同的呼吸阶段中的目标肿瘤和/或风险器官的形状和/或尺寸的可能的改变。对于视觉检查，在此可围绕目标肿瘤和/或风险器官绘出不同的轮廓，使得可检查轮廓的时间改变。

一个实施形式建议描绘在时段期间检查对象的呼吸曲线，其中伪影参数的确定基于所描绘的呼吸曲线进行。

呼吸曲线的记录可通过使用医疗成像装置的附属装置进行。此附属装置可例如是被检查对象激励的呼吸带、光学传感器、肺活量计、标记元件或hooke传感器。当然，对于专业人员也可有意义的是使用用于记录呼吸曲线的元件或技术。呼吸曲线可替代地或补充地也通过使用医疗图像数据和/或通过使用作为医疗图像数据的补充而采集的测量数据(例如，磁共振导航测量数据)确定。也可构思从医疗图像数据导出呼吸曲线。

呼吸曲线特别地在时段上给出了检查对象的呼吸的时间历程，特别是呼吸幅度的时间历程。呼吸曲线也可仅在时段的部分上或在大于时段的更大的时间范围上描绘。呼吸曲线可以作为用于确定伪影参数的特别有利的基础，因为在医疗图像数据中出现的图像伪影经常与检查对象的呼吸频率和/或强度和/或呼吸模式相关联。

一个实施形式建议，伪影参数的确定包括根据呼吸曲线识别识别时段期间存在的检查对象的呼吸的不规则性。

如此，可在呼吸曲线中识别到其中检查对象的呼吸可能导致同时所采集的医疗图像数据中的不确定性的区域。检查对象的呼吸的不规则性例如可具有如下特征之一：明显的强或弱的呼吸，时段期间在时间窗内的呼吸的中断，呼吸频率的升高或降低，呼吸模式的改变。

检查对象的呼吸中的不规则性或奇异性可通过使用呼吸曲线借助于不同的方法确定。不规则性例如可手动识别。也可构思自动或半自动的识别，例如通过峰值检测算法、模式识别算法或对于呼吸频率的时间历程的分析进行。例如，可使用呼吸曲线的幅度和/或阶段的时间历程的检查来识别不规则性。也可以将呼吸曲线的一个部分与另一个部分关于一定的特征(例如，幅度和/或阶段)进行比较，以识别不规则性。

不规则性的识别可特别有利地导致在时段内可识别到如下时间窗，即在所述时间窗内所采集的图像数据由于所出现的呼吸中的不规则性而可能以高可能性含有伪影。在下文中仍将详细描述的呼吸曲线的显示可以是有利的，在所述呼吸曲线中绘出了识别到的不规则性。

一个实施形式建议，识别到的检查对象的呼吸的不规则性是发生在时段内第一时间窗期间的，其中在第一时间窗期间记录医疗图像数据的第一空间子区域，其中伪影参数的图示在空间上与医疗图像数据的第一空间子区域相关联地显示。

第一时间窗特别地短于时段且在一定的情况中也可作为单独的时刻。在相继拍摄医疗图像数据时，第一空间子区域可例如包括多个相邻的层。这特别是计算机断层扫描成像中的情况，其中医疗图像数据从轴向布置的时间上相继的层采集。每个层在此可与时间戳关联，使得可特别简单地从第一时间窗推断在第一时间窗期间记录的医疗图像数据的第一空间子区域。当然，也可构思另外类型的时间和空间的相关性作为所采集的层与各个时刻的关联。

“伪影参数的图示在空间上关于医疗图像数据的第一空间子区域显示”可意味着医疗图像数据的第一空间子区域被强调地图示。当伪影参数以曲线的形式图示时，则曲线的特征最大值可空间上关于医疗图像数据的第一空间子区域例如重叠地显示或直接在第一空间子区域旁显示。

一个实施形式建议根据所记录的医疗图像数据确定伪影参数。

如此，伪影参数特别地作为基于图像的伪影指标。伪影参数因此可通过在医疗图像数据中识别图像伪影来确定。如在下文中详细描述，伪影参数可例如根据医疗图像数据的空间相关的子区域之间的图像比较来确定。通过此方式，可有利地进行分开的测量以确定伪影参数。

一个实施形式建议，基于医疗图像数据的第二空间子区域和医疗图像数据的第三空间子区域之间的图像比较进行伪影参数的确定，其中在时段期间第三空间子区域在时间上在第二空间子区域之后被记录。

特别地，第三空间子区域在时间上在第二空间子区域之后直接被记录。第二和第三空间子区域在此也可形成为空间上相邻或空间上直接衔接。因此，可构思使得第二和第三空间子区域作为医疗图像数据的相邻的层或层组。

伪影参数的确定在此情况中可通过如下算法进行，即所述算法具有第二空间子区域和第三空间子区域作为输入参数。在图像比较中确定的在第二和第三空间子区域之间的相似性的程度可然后设为伪影参数。根据具体情况，第二和第三空间子区域之间的低或高的相似性可具有图像伪影出现的高可能性。

伪影参数可特别有利地也通过执行图像比较被位置分辨地确定。总体而言，图像比较提供了用于确定伪影参数的特别简单的可能性。

一个实施形式建议在时段期间绘制检查对象的呼吸曲线，其中伪影参数的图示的显示包括显示所绘制的呼吸曲线的图示。

呼吸曲线可空间上关于医疗图像数据显示。因此，呼吸曲线可合适地叠加到医疗图像数据显示和/或直接在医疗图像数据旁显示。也可构思使得呼吸曲线作为医疗图像数据的替代显示。有利地，所绘制的呼吸曲线的图示在空间上相对于医疗图像数据进行，使得呼吸曲线的时间范围直接与在时间范围期间所采集的医疗图像数据重叠地显示或在所述医疗图像数据旁显示。

一个实施形式建议，根据使用者在呼吸曲线的图示中的第二时间窗的选择在显示单元上强调在第二时间窗期间记录的医疗图像数据的第四空间子区域。

如此，可特别有利地强调对应于呼吸曲线的时间窗的医疗图像数据。时间窗在此也可仅包括很短的时段或仅包括时刻。此功能性使观察者可特别简单地识别医疗图像数据的在呼吸曲线内的一定的时间窗其间采集的子区域。如此，使用者可特别简单地可视地评估患者呼吸中的一定的事件(例如呼吸模式的改变)在医疗图像数据中的可能的影响。

一个实施形式建议，根据使用者对于医疗图像数据的第五空间子区域的选择在呼吸曲线的图示中强调其间记录了医疗图像数据的所述第五空间子区域的第三时间窗。

此实施形式成为与前述实施形式相反的方式。使用者可如此有利地特别快地发现对应于医疗图像数据中的一定的子区域的时间窗。因此，使用者可例如特别快地确定检查对象的呼吸中的不规则性是否可导致医疗图像数据中的一定的改变。

一个实施形式建议伪影参数在显示单元上的图示具有与医疗图像数据重叠的曲线的形式，所述曲线代表了在医疗图像数据中各位置处伪影出现的可能性。另一实施形式建议，伪影参数在显示单元上的图示具有与医疗图像数据重叠的颜色编码和/或强度编码的形式，其中颜色编码和/或强度编码代表了在医疗图像数据中各位置处伪影出现的可能性。

此类型的伪影参数的图示可实现直接判断医疗图像数据内的一定的图像区域是否涉及图像伪影的高可能性。所述的伪影参数的图示的可能性在此可任意地与用于确定伪影参数的所述不同的可能性组合。

在此所述的用于确定和/或显示伪影参数的单独的可能性可有利地也以任何组合使用，以实现图像伪影的更稳定的判断。

根据本发明的医疗成像装置包括控制设备，其中医疗成像装置形成为用于执行根据本发明的方法。

如此，医疗成像装置形成为用于执行用于图示检查对象的医疗图像数据的方法。医疗成像装置的记录单元形成为用于在时段中记录检查对象的医疗图像数据。医疗成像装置的确定单元形成为用于确定伪影参数，所述伪影参数表征了在时段期间由于检查对象的呼吸导致的伪影。医疗成像装置的显示单元形成为用于在其上与伪影参数的图示一起显示医疗图像数据。

根据本发明的计算机程序产品直接可载入到医疗成像装置的可编程的计算单元的存储器内且具有程序代码装置，以在所述计算机程序产品在医疗成像装置的计算单元中实施时执行根据本发明的方法。计算机程序产品可以是计算机程序或包括计算机程序。以此，根据本发明的方法可快速地、相同地可重复地且稳定地实施。计算机程序产品因此构造为通过计算单元可实施根据本发明的方法步骤。计算单元在此必需分别具有前提条件，例如相应的工作存储器、相应的图形卡或相应的逻辑单元，使得可有效地实施各方法步骤。计算机程序产品例如存储在计算机可读取的介质上或存储在网络或服务器上，从此处可将计算机程序产品载入到可与医疗成像装置直接连接或可形成为医疗成像装置的部分的本地计算单元的处理器内。此外，计算机程序产品的控制信息可存储在电子可读取的数据载体上。电子可读取的数据载体的控制信息可构造为使其在数据载体使用在医疗成像装置的计算单元内时实施根据本发明的方法。电子可读取的数据载体的示例为其上存储了特别是软件(见上文)的电子可读取的控制信息的dvd、磁带、硬盘或usb条。当控制信息(软件)从数据载体被读取且存储在医疗成像装置的控制和/或计算单元内时，可执行前述方法的所有根据本发明的实施形式。因此，本发明也可涉及所述计算机可读取的介质和/或所述电子可读取的介质。

根据本发明的医疗成像装置和根据本发明的计算机程序产品的优点基本上对应于前文中详述的根据本发明的方法的优点。在此提及的特征、优点和替代的实施形式也传递到另外地要求的实体且反之亦然。换言之，实体的权利要求也可扩展以结合方法描述或要求的优点。方法的相应的功能特征在此通过相应的实体模块形成，特别地也通过硬件模块形成。

附图说明

在下文中根据附图中图示的实施例详细描述和解释本发明。

各图为：

图1示出了根据本发明的医疗成像装置，

图2示出了根据本发明的方法的第一实施形式的流程图，

图3示出了根据本发明的方法的第二实施形式的流程图，

图4示出了根据本发明的方法的第三实施形式的流程图，

图5示出了根据本发明的方法的第四实施形式的流程图，

图6示出了与伪影参数的图示组合的医疗图像数据的典型的显示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的医疗成像装置1。医疗成像装置1可例如是磁共振装置、单光子发射计算机断层扫描装置(spect装置)、正电子发射计算机断层扫描装置(pet装置)、计算机断层扫描装置、超声波装置、x光装置或c弓臂装置。在此也可以是包括前述成像模式的多个的任意组合的组合的医疗成像装置1。不限制一般的发明构思，医疗成像装置1例如作为计算机断层扫描装置1示出。

计算机断层扫描装置1具有机架20、隧道形开口9、患者支承设备10和控制设备30。

机架20具有静止的支承框架21和转子24。转子24通过旋转支承设备围绕旋转轴线相对于静止的支承框架21可旋转地布置在静止的支承框架21上。在隧道形开口9内可引入检查对象13。在隧道形开口9内具有采集区域4。在采集区域4内可定位检查对象13的待成像的区域，使得电磁辐射27可从辐射源26到达待成像的区域且在与待成像的区域相互作用之后可到达辐射检测器28。患者支承设备10具有支承台11和运送板12以用于支承检查对象13。运送板12相对于支承台11可运动地布置在支承台11上，使得运送板12在其纵向方向上可引入到采集区域4内。

计算机断层扫描装置1形成为用于采集基于电磁辐射27的投影数据。计算机断层扫描装置1包括带有特别是x光源的辐射源26和特别是x光检测器的投影数据采集单元，以及特别是能量分辨的x光检测器的检测器28。辐射源26布置在转子24上且形成为用于发射带有辐射量子27的辐射特别是x光辐射。检测器28布置在转子24上且形成为用于检测辐射量子27。辐射量子27可从辐射源26到达检查对象13的待成像的区域，且在与待成像的区域相互作用之后到达检测器28上。以此方式，可通过记录单元记录待成像的区域的投影数据。

控制设备30形成为用于接收由记录单元记录的投影数据。控制设备30形成为用于控制计算机断层扫描装置1。控制设备30具有图像重构装置34。通过所述图像重构装置34可基于投影数据重构医疗图像数据。

计算机30具有存储装置31和处理器系统。计算机程序可载入到计算机30的存储装置31内，所述计算机程序存储在计算机可读取的介质32上。计算机30形成为用于实施计算机程序。

计算机断层扫描装置1具有与控制设备30连接的输入单元38和显示单元39。输入单元38形成为用于输入控制信息，例如图像重构参数和/或检查参数。显示单元39形成为特别地显示医疗图像数据。

此外，控制设备30包括伪影参数确定单元35。显示单元39特别地形成为与伪影参数的图示一起显示医疗图像数据，所述伪影参数通过伪影参数确定单元35确定。

图2示出了根据本发明的用于图示检查对象13的医疗图像数据的方法的第一实施形式的流程图。

在第一方法步骤40中，检查对象的医疗图像数据在时段上的记录通过计算机断层扫描装置1和图像重构装置34的投影数据采集单元进行。

在另外的方法步骤41中，表征了由于检查对象在时段期间的呼吸而出现的伪影的伪影参数通过伪影参数确定装置35确定。

在另外的方法步骤42中，将医疗图像数据与伪影参数的图示一起在显示单元39上显示。

在图3至图5中进行的描述基本上限制于与图2中的实施例的差异，其中对于保持相同的方法步骤在描述实施例时参考图2。基本上保持相同的方法步骤基本上提供以相同的附图标号。

在图3至图5中所示的根据本发明的方法的实施形式基本上包括根据图2的根据本发明的方法的第一实施形式的方法步骤40、41、42。此外，在图3至图5中所示的根据本发明的方法的实施形式包括附加的方法步骤和/或子步骤。也可构思作为图3至图5的替代的方法流程，所述方法流程具有在图3至图5中图示的附加的方法步骤和/或子步骤仅一个部分。当然，也可作为图3至图5的替代的附加的方法步骤和/或子步骤。

图3示出了用于图示检查对象13的医疗图像数据的根据本发明的方法的第二实施形式的流程图。

在另外的方法步骤43中描绘在时段期间检查对象15的呼吸曲线。在另外的方法步骤41的子步骤41-1中，伪影参数的确定基于所描绘的呼吸曲线进行。在此，伪影参数的确定可包括根据呼吸曲线识别在时段期间存在的检查对象的呼吸的不均匀性。

识别到的检查对象15的呼吸的不均匀性特别地在时段中的第一时间窗期间发生，其中在第一时间窗期间记录医疗图像数据的第一空间子区域。在另外的方法步骤42的子步骤42-1中，伪影参数的图示在空间上关于医疗图像数据的第一空间子区域显示。

图4示出了用于图示检查对象13的医疗图像数据的根据本发明的方法的第三实施形式的流程图。

此实施形式建议基于所记录的医疗图像数据确定伪影参数。为此，第一方法步骤40包括其中记录医疗图像数据的第二空间子区域的第一子步骤40-1和其中记录医疗图像数据的第三空间子区域的第二子步骤40-2。在此，第三空间子区域在时间上在第二空间子区域之后在时段期间被记录。

在另外的方法步骤41的子步骤41-2中，伪影参数的确定基于医疗图像数据的第二空间子区域和医疗图像数据的第三空间子区域之间的图像比较进行。

图5示出了用于图示检查对象13的医疗图像数据的根据本发明的方法的第四实施形式的流程图。

在另外的方法步骤41的子步骤41-3中，描绘时段期间检查对象的呼吸曲线。在另外的方法步骤42中显示伪影参数的图示包括在另外的方法步骤42的子步骤42-2中显示所描绘的呼吸曲线的图示。

在另外的方法步骤44中，根据使用者在呼吸曲线的图示中的第二时间窗的选择在显示单元上强调在第二时间窗期间记录的医疗图像数据的第四空间子区域。也可在另外的方法步骤45中根据使用者对于医疗图像数据的第五空间子区域的选择在呼吸曲线的图示中强调其间记录了医疗图像数据的所述第五空间子区域的第三时间窗。

图6示出了医疗图像数据68与伪影参数的图示一起的典型示出。

在图6中所示的情况中，伪影参数在显示单元上的图示以重叠在医疗图像数据68上的曲线69的形式实现，所述曲线69代表了在医疗图像数据68内各位置处伪影出现的可能性。替代地也可构思直接在医疗图像数据68旁显示所述曲线69。

在图6中图示的曲线69上以任意的单位在纵轴上绘出伪影的强度或伪影出现的可能性。在被强调的位置70处在此给出了特别高的伪影的可能性。在被强调的位置70处可见检查对象15的横膈膜的倍增和z移动，这成为伪影。在曲线69的横轴上绘出了在带有层数说明的多个层上的空间历程。

所图示的曲线69可例如直接从所采集的检查对象15的呼吸曲线导出。呼吸曲线在此可折算到空间坐标上，这通过将呼吸曲线中的时刻与在呼吸曲线中的此时刻期间对于其记录了医疗图像数据的空间坐标相关来进行。曲线69当然也可以以另外的方式获得，例如直接从医疗图像数据获得。

在图6中所示的伪影参数的图示当然仅视作为典型的，且专业人员可使用认为有意义的其他可能性。例如，可构思如下可能性，即在显示单元上以与医疗图像数据重叠的颜色编码和/或强度编码的形式进行伪影参数的图示，其中颜色编码和/或强度编码代表了在医疗图像数据的各位置处伪影出现的可能性。

虽然本发明在细节上通过优选实施例详细图示和描述，但本发明不因此通过所公开的示例限制，且可由专业人员由此导出另外的变体而不偏离本发明的保护范围。