使用成像方法来确定流体速度技术

描述了一种用于使用调查对象(O)的成像方法来确定待调查区域(VOL)中的流体的速度(vfld)的方法(100)，该成像方法优选是计算机断层摄影。在该方法(100)中，定义待调查区域(VOL)的多个分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)，所述流体正在流经这些子区域。产生用于多个分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)的时间相关的图像数据(BD(t))。而且，在用于分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)的时间相关的图像数据(BD(t))的基础上在每种情况下使用多个时间相关的强度值(μ(t))来确定时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)。附加地，在时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)中确定时间位移(Δt)。最后，基于在时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)中确定的时间位移(Δt)来确定流体速度(vfld)。还描述了一种流体速度确定设备(70)。而且，描述了一种计算机断层摄影系统(1)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于使用调查对象的成像方法(优选地，计算机断层摄影)来确定待映射体积中的流体速度的方法。附加地，本专利技术涉及一种流体速度确定设备。更进一步地，本专利技术涉及一种计算机断层摄影系统。
技术介绍
现代成像方法经常用来生成可以用于可视化所映射的调查对象的二维或三维图像数据，而且还用于其它应用。成像方法经常基于捕获X射线辐射，其中，生成所谓的投影测量数据。例如，投影测量数据可以通过使用计算机断层摄影系统(CT系统)来获取。在CT系统中，X射线源和相对布置的X射线检测器的组合通常绕着调查对象(以下在不失一般性的情况下被称为患者)所在的测量空间转动，所述组合被布置在台架上。就此而言，转动中心(还被称为“等中心”)与在z方向上延伸的所谓的系统轴(还被称为z轴)重合。在一个或多个转动期间，患者被暴露于来自X射线源的X射线辐射，投影测量数据或X射线投影数据通过使用相对放置的X射线检测器而被捕获。尤其地，所生成的投影测量数据取决于X射线检测器的设计。X射线检测器通常具有大部分以常规像素阵列的形式进行布置的多个检测单元。检测单元在每种情况下生成撞击检测单元的任何X射线辐射的检测信号，根据X射线辐射的强度和光谱分布在某些时间点对该信号进行分析，以便获得关于调查对象的结论并且生成投影测量数据。很长一段时间，是这种情况：“唯一”的解剖结构通过使用CT
成像以图像形式再现。另一方面，很长一段时间通过计算机断层摄影进行功能成像是不可能的，尤其是部分由于患者过高剂量的摄取。然而，由于技术的进步，提高了功能成像的机会，并且发现它们在过去几年中进入临床常规中。现代CT系统允许记录用于功能成像的四维图像数据。取决于记录技术，在还与患者的纵轴重合的z方向上(即，在系统轴的方向上)待映射区域的尺寸可以与在固定的台位置的情况下使用的检测器的宽度相对应，或尺寸基本上大于周期性移动的患者台的情况。存在分析以这种方式捕获的图像数据的各种方法。例如，所产生的图像数据可以被可视化为四维图像数据。就此而言，时间点和血液流过血管的水平可以以颜色来表示。因此，如果血管区域基本上稍后提供血液，则可以以图形方式表示，例如，以三维图像表示。而且，还可以执行薄壁组织(即，功能组织)的功能分析。在功能成像的情况下，还对确定流体速度并且尤其还有血流速度感兴趣。一方面，关于血流速度的知识可以帮助发现和/或表征病理(例如，狭窄)。另一方面，它使得能够在由造影剂支持的CT扫描(诸如例如，血管造影)的情况下优化获取参数。血流速度的识别对于医学测量方法(诸如例如，磁共振断层摄影(MRT)和超声(US))早已是可能的。在通过使用磁共振断层摄影来标识血流速度的情况下，人体组织通过磁场被放入到特定的电磁状态中。然后从例如由于血流(“磁共振测速”)而导致的磁化改变中标识血液的速度。造影剂并不总是这些方法所必需的。另一方面，在血流速度通过使用超声波方法标识的情况下，使用了多普勒效应，其中，声波的频率偏移表示血流速度的水平。在该方法的情况下没有任何造影剂是所必需的，并且以类似方式，还存在用来经由多普勒效应测量血流速度的光学方法(例如，使用激光)。另一方面，到目前为止，由于技术约束导致在CT成像的情况下
血流速度和其它流体速度的确定只可达到有限的范围。在CT成像的情况下，时间分辨率非常有限，并且附加地，取决于台架的转动速度。这使得更难以确定血流速度，尤其是如果覆盖范围(即，z方向上(即，在系统轴的方向上)的检测器尺寸)很小。换言之，流体速度测量的准确性取决于检测器在z方向上的尺寸大小怎样：检测器越小，准确性就越差。附加地，在基于作为时间的函数的只有几个测量值的血流速度的测量结果的情况下，伪像和相当不利的信/噪比使其更难以在那些测量值的基础上确定血液流速。而且，非等距扫描和作为z位置的函数的扫描由于必需分析未彼此同步的数据点，所以使其更难以确定流体速度。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是开发一种用于确定待调查身体的区域中的流体速度的方法，该方法还可以在常规CT机器帮助下足够准确地应用。该目的借助于根据权利要求1的用于确定流体速度的方法、借助于根据权利要求13的流体速度确定设备、以及借助于根据权利要求14的计算机断层摄影系统来实现。在用于使用调查对象的成像方法(优选地，计算机断层摄影)来确定待成像体积中的流体速度的本专利技术的方法中，定义待调查区域的多个分别间隔开的子区域，流体正在流经这些子区域。为了定义子区域，通常提前进行用于成像方法的成像系统的设置，例如，在提前所确定的关于待记录子区域的位置的信息的基础上。出于这个目的，可以例如提前记录概述图像，其中，可以更宽泛地识别患者的身体结构。定义分别间隔开的待记录子区域之后，使用成像方法来记录用于多个分别间隔开的子区域的时间相关的图像数据。在时间相关的图像数据的基础上，在每种情况下使用用于分别间隔开的子区域的多个时间相关的强度值来确定时间/密度曲线。换言之，在每种情况下，时间/密度曲线表示在每种情况下在用于一个所分配
的子区域的成像方法期间捕获的时间相关的强度值。在时间/密度曲线确定期间，分配给相应的子区域的强度值可以在相应的子区域的表面上进行平均，并且可以在这些平均强度值的基础上来确定时间/密度曲线。更进一步地，在相对于彼此分配给不同子区域的时间/密度曲线中确定时间位移。由于不同子区域被布置在不同位置，所以还创建了用于所分配的时间/密度曲线的时间位移简档(profile)。更准确地说，时间位移取决于子区域之间的间距和流体速度。相反，可以基于在时间/密度曲线中确定的时间位移还有各个时间/密度曲线所分配的子区域之间的已知的间距来计算流体速度。本专利技术的流体速度确定设备包括区域定义单元，其用于定义待调查区域的多个分别间隔开的区域，流体正在流经这些子区域。本专利技术的流体速度确定设备还包括图像数据捕获单元，其用于产生用于多个分别间隔开的子区域的时间相关的图像数据。这种类型的图像数据捕获单元通常具有用于捕获原始数据或投影测量数据并且在所捕获的原始数据的基础上重建图像数据的功能。本专利技术的流体速度确定设备还包括曲线确定单元，其用于在每种情况下在用于分别间隔开的子区域的时间相关的图像数据的基础上使用多个时间相关的强度值来确定时间/密度曲线。形成本专利技术的流体速度确定设备的一部分还可以是用于确定时间/密度曲线中的时间位移的位移确定单元、以及用于基于在时间/密度曲线中确定的时间位移来确定流体速度的速度确定单元。本专利技术的计算机断层摄影系统涵盖本专利技术的流体速度确定设备。本专利技术的计算机断层摄影系统附加地涵盖例如投影数据获取单元。投影数据获取单元包括X射线源和用于从对象中获取投影测量数据的检测器系统。更进一步地，本专利技术的计算机断层摄影系统还包括重建单元，其用于重建所捕获的投影测量数据和附加地本专利技术的流体速度确定设备，其中，在本专利技术的计算机断层摄影系统的情
况下，重建单元优选地形成流体速度确定设备的一部分。在绝大多数情况下，本专利技术的流体速度确定设备的基本组件可以以软件组件的形式实现。这个尤其涉及区域定义单元、图像数据获取单元的部件、曲线确定单元、位移确定单元和速度确定单元。然而，原则上，这些组件还可以部分地以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用调查对象(O)的成像方法来确定待调查区域(VOL)中流体的速度(vfld)的方法(100)，所述成像方法优选是计算机断层摄影，所述方法(100)包括以下步骤：‑定义待调查区域(VOL)的多个分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)，所述流体正在流经这些子区域，‑产生用于所述多个分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)的时间相关的图像数据(BD(t))，‑在用于所述分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)的所述时间相关的图像数据(BD(t))的基础上在每种情况下使用多个时间相关的强度值(μ(t))来确定时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)，‑在所述时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)中确定时间位移(Δt)，‑基于在所述时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)中确定的所述时间位移(Δt)来确定所述流体速度(vfld)。

【技术特征摘要】
2015.04.29 DE 102015207894.91.一种用于使用调查对象(O)的成像方法来确定待调查区域(VOL)中流体的速度(vfld)的方法(100)，所述成像方法优选是计算机断层摄影，所述方法(100)包括以下步骤：-定义待调查区域(VOL)的多个分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)，所述流体正在流经这些子区域，-产生用于所述多个分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)的时间相关的图像数据(BD(t))，-在用于所述分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)的所述时间相关的图像数据(BD(t))的基础上在每种情况下使用多个时间相关的强度值(μ(t))来确定时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)，-在所述时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)中确定时间位移(Δt)，-基于在所述时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)中确定的所述时间位移(Δt)来确定所述流体速度(vfld)。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中所述流体包括血液和/或流经所述待调查区域(VOL)中的血管的造影剂，或者所述流体包括流经所述待调查区域(VOL)中的薄壁组织的造影剂。3.根据权利要求1或2中的一项所述的方法(100)，其中提前记录所述待调查区域(VOL)的内存储信息位置图示，并且在所述内存储信息位置图示的基础上定义所述分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)。4.根据权利要求1-3中的一项所述的方法(100)，其中所述分别间隔开的子区域(ROI1，ROI2)位于如在所述成像系统的z方向上观察到的所述内存储信息位置图示的各种层中。5.根据权利要求1-4中的一项所述的方法(100)，其中出于产生图像数据的目的，首先在一段时间内捕获投影测量数据(PMD)，并且然后将所述投影测量数据(PMD)重建成时间相关的图像数据(BD(t))。6.根据权利要求1-5中的一项所述的方法(100)，其中所述时间相关的强度值(μ(t))包括衰减值。7.根据权利要求1-6中的一项所述的方法(100)，其中基于所述时间相关的强度值(μ(t))借助于均衡计算来确定所述时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)。8.根据权利要求1-7中的一项所述的方法(100)，其中在预先确定的时间间隔(t3，t4)中所述时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)的一段的基础上、或者在整体所述时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)的基础上来确定所述时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)中的所述时间位移(Δt)。9.根据权利要求1-8中的一项所述的方法(100)，其中在以下步骤的帮助下来确定所述时间/密度曲线(ZDK1，ZDK2)中的所述时间位移(Δt)：-在均衡计算的基础上，确定中心时间/密度曲线(ZDKm)，为其分配的所述子区域(ROI3)位于其它子区域(ROI1，ROI2，ROI4，ROI5)之间的中心，-针对其它子区域(ROI1，ROI2，ROI4，ROI5)的位置，实现所述中心时间/密度曲线(ZD...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·阿尔门丁格，T·弗洛尔，G·约斯特，H·皮奇，B·施密特，
申请(专利权)人：西门子股份公司，拜耳制药股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE