專利名稱：：用于多模態(tài)成像系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及能夠在多模態(tài)下操作的成像系統(tǒng)，特別是涉及保持被掃描物體的對準的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：多模態(tài)成像系統(tǒng)可以用多種模態(tài)進行掃描，例如，正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET)，單正電子發(fā)射計算機斷層顯像(SPECT)，超聲波(Ultrasound)，磁共振成像(MRI)，電子計算機斷層成像(CT)，靜態(tài)X射線成像，和動態(tài)(熒光透視法)X射線成像。在一個多模系統(tǒng)中(也叫做多模態(tài)系統(tǒng))，同一個硬件的一個部件被用于執(zhí)行不同的掃描(例如，由SPECT產(chǎn)生的圖像與由CT產(chǎn)生的圖像一樣通過相同計算機和顯示器分別被處理和顯示)。然而，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(也叫做“成像組件”)是不同的。例如，在一個CT/SPECT系統(tǒng)中，發(fā)射源和發(fā)射探測器結(jié)合起來使用以獲得CT數(shù)據(jù)，與此同時，典型的是將放射性藥劑和SPECT照相機結(jié)合使用來獲得SPECT數(shù)據(jù)。在多模態(tài)系統(tǒng)中，例如，在一個集成的SPECT/CT系統(tǒng)中，存在一個系統(tǒng)獲得的SPECT和CT圖像的固有重合(inherentregistration)。因為在獲取的SPECT部分和CT部分過程中，病人都靜臥在同一個掃描臺上，所以在兩個獲取過程中病人都將處于同一個位置和取向，大大簡化了關(guān)聯(lián)和融合CT與SPECT圖像的過程。這允許使用CT圖像來為SPECT圖像的再現(xiàn)(reconstruction)提供衰減修正信息，還允許讀圖者很容易關(guān)聯(lián)CT圖像中表現(xiàn)的解剖信息和SPECT圖像中表現(xiàn)的功能信息。這種固有重合(inherentregistration)假設了SPECT和CT探測器坐標系統(tǒng)的對準，或者至少一種已知的兩個坐標系統(tǒng)間的空間轉(zhuǎn)換。坐標系統(tǒng)的不對準(misalignment)可能直接導致圖像的重合失調(diào)(misregistration)。重合失調(diào)不僅會導致功能圖像的錯誤定位，還會導致錯誤的衰減修正。SPECT和CT圖像的正確重合還需要SPECT和CT坐標系統(tǒng)軸向(z)軸彼此之間的對準，不僅如此，它們還要和在SPECT和CT的獲取之間以及在SPECT和CT獲取的過程中的運載病人的掃描臺的行進方向軸(travelaxis)對準。對于一個同軸(co-axial)SPECT/CT或其它多模態(tài)系統(tǒng)，尤其是對于整體掃描來說，需要一個相對長的軸向行進距離來保證各種成像模態(tài)都能對感興趣的區(qū)域進行成像。然而，在支撐從掃描臺支架懸臂式伸出的病人時，掃描臺和掃描臺支架在檢查過程中可能無法滿足對準要求，因為為了達到兩個成像組件，掃描臺所必須行進的距離非常遠。例如，同軸成像組件布置需要一個相對較長的軌道系統(tǒng)，而床的長度可能引起其彎曲，這就會使病人的位置在兩個成像站之間發(fā)生改變，即使病人保持絕對靜止也是如此。
發(fā)明內(nèi)容在一個實施例中，提供了一種檢查病人的方法。這種方法包括通過使掃描臺對準第一檢查軸，在病人沿第一檢查軸取向時使用第一成像模態(tài)對病人成像，使掃描臺對準第二檢查軸，第二檢查軸與第一檢查軸不同，在病人沿第二檢查軸取向時使用第二成像模態(tài)對病人成像。在另一個實施例中，提供了一種成像系統(tǒng)。這種成像系統(tǒng)包括至少一個第一和一個第二分立成像組件，用來獲取病人的至少第一和第二成像模態(tài)的醫(yī)學診斷圖像，所述各成像組件沿不同的第一和第二檢查軸對準；掃描臺，配置成在第一和第二檢查過程中支持病人；支撐機構(gòu)，用來使所述第一成像組件、所述第二成像組件和所述掃描臺中的至少一個在與對應的第一和第二成像組件的所述第一和第二檢查軸對準的第一和第二檢查位置之間運動。圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的成像系統(tǒng)的簡要示意圖。圖2是另一個成像系統(tǒng)的示例性實施例的簡要示意圖。圖3是又一個成像系統(tǒng)的示例性實施例的簡要示意圖。圖4是再一個成像系統(tǒng)的示例性實施例的簡要示意圖。具體實施例方式圖1是成像系統(tǒng)100(imagesystem100)的示例性實施例的簡要示意圖。成像系統(tǒng)100包括第一成像組件102，第二成像組件104，掃描臺106，支撐機構(gòu)108。在該示例性實施例中，支撐機構(gòu)108包括至少一個導向件110，例如但不限于，軌(trail)或軌道(rail)。成像組件102包括一個關(guān)聯(lián)檢查軸112，成像組件104包括一個關(guān)聯(lián)檢查軸114。這里，每個檢查軸都涉及一個被用來對病人進行成像的各成像設備。在備選實施例中，導向件110可包括一個運載機構(gòu)，例如但不限于氣墊、輥子(rollers)、腳輪(casters)，其允許從檢查軸112到檢查軸114的無導向運動，還包括一個錨定機構(gòu)(未顯示)來固定沿檢查軸112和/或沿檢查軸114對準的支撐機構(gòu)108。至少一個錨塢(anchordock)被固定到基座(未顯示)上，例如檢查室地板。每個成像組件102和104都可以是例如下成像組件的任意結(jié)合SPECT成像組件，PET成像組件，MRI成像組件，CT成像組件，靜態(tài)X射線成像組件，動態(tài)(熒光透視法)X射線成像組件，超聲波成像組件。成像組件102和104是并行取向的，從而檢查軸112和114是基本平行的。在操作過程中，病人(未顯示)可仰臥在掃描臺106上，沿檢查軸112對準。支撐機構(gòu)108被用來沿檢查軸112將掃描臺106和例如病人伸展進入成像組件102來執(zhí)行第一成像掃描。支撐機構(gòu)108被用來將掃描臺和病人縮回到掃描臺106和支撐機構(gòu)108的預定穩(wěn)定位置，這時候使用支撐機構(gòu)108來橫向移動掃描臺106，使得掃描臺106能夠和檢查軸114對準。支撐機構(gòu)108被用來沿檢查軸114將掃描臺106和病人伸展進入成像組件104來執(zhí)行第二成像掃描，然后將掃描臺106和病人收縮到掃描臺106和支撐機構(gòu)108的預定穩(wěn)定位置。在支撐機構(gòu)108橫向轉(zhuǎn)移時為了方便保持病人、掃描臺和各檢查軸112和114對準，一個或多個導向件110固定地連接到相對成像組件102和104的基座上。在另一個備選實施例中，在由成像組件102對病人成像后，掃描臺106從對準檢查軸112的位置解除錨固(un-anchored)，移動到對準檢查軸114的位置，然后錨固在這個位置。在這樣的實施例中，成像組件102可定位在遠離成像組件104的位置，例如，在不同的檢查室。系統(tǒng)100可以對系統(tǒng)性的(systemic)或者非系統(tǒng)性的(non-systemic)重合失調(diào)進行校準。在示例性實施例中，系統(tǒng)100用一種定位在掃描臺106上預定位置中的基準標記影像(fiduciarymarkedphantom)(未顯示)來進行校準，基準標記影像被伸展到第一成像組件102中的預定位置，使得第一成像模態(tài)圖像被生成。然后掃描臺106被收縮，沿著導向件110移動到檢查軸114，伸展進入到成像組件104中，然后第二成像模態(tài)圖像被生成。兩幅圖像可以直接進行比較，并由于已知影像(phantom)不會在兩次成像過程中移動，這種對比能生成修正數(shù)據(jù)，這種修正數(shù)據(jù)可以用來關(guān)于掃描臺106位置校準成像組件102和104的位置和放大倍率，以確保它們生成的圖像是關(guān)于掃描臺106的同一個位置的。在示例性實施例中，修正數(shù)據(jù)被用來物理地調(diào)整掃描臺106關(guān)于成像組件102和104中的一者或兩者的位置，或者反之亦然，所述調(diào)整例如籍助調(diào)節(jié)螺釘(adjustmentscrew)(未顯示)進行。在備選實施例中，不進行不對準的物理調(diào)節(jié)，但是修正數(shù)據(jù)用來生成另一種數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)將被應用到而后的一組或兩組結(jié)果圖像中，來修正當時已知的不對準。在另一個備選實施例中，修正數(shù)據(jù)用來物理地調(diào)整掃描臺106關(guān)于兩個成像組件102和104中的一者或兩者的位置，或者反之亦然，例如通過調(diào)節(jié)螺釘(未顯示)進行調(diào)整，來完成粗校準，而細校準用在其后的一組或兩組結(jié)果數(shù)據(jù)上，來修正當時已知的不對準。一旦通過上述的任一示范方法執(zhí)行了預校準，當使用在病人身上時，所有的成像系統(tǒng)就可以直接涉及圖像的細節(jié)，就好像在一個等同定位掃描臺上一樣，因為兩個系統(tǒng)的掃描臺定位之間的相互關(guān)系已經(jīng)被精確地知道了。在備選實施例中，基準標記影像系統(tǒng)可以被集成在掃描臺里。例如，很多的刻痕或孔可以形成在掃描臺106的表面，在第一模態(tài)，例如CT成像模態(tài)，能看到刻痕或者孔。一個或多個發(fā)射源可以定位在刻痕或孔的內(nèi)部，使得一個或多個放射源可以被第二成像模態(tài)(例如SPECT或者PET成像模態(tài))成像。非系統(tǒng)性(non-systemic)會被那些在每次圖像獲取之間變化的因素影響，例如，諸如病人體重以及他在掃描臺106上的位置等的依賴病人的因素。通過掃描之間保持掃描臺106和支撐機構(gòu)108的基本相同條件使得消減差別非系統(tǒng)性重合失調(diào)(Differentialnon-systemicmisregistration)變得容易，從而兩個成像模態(tài)的非系統(tǒng)性重合失調(diào)就可以被忽略了。這種掃描臺106和支撐機構(gòu)108在掃描之間的基本相同條件可以這樣實現(xiàn)即通過安裝成像組件102和104使得掃描臺106和支撐機構(gòu)108到每個成像組件102和104的成像掃描平面的距離對于成像組件102和104兩者都基本相同。圖2是成像系統(tǒng)200的示例性實施例示意圖。成像系統(tǒng)200包括第一可移動成像組件202，第二可移動成像組件204，掃描臺206，和固定支撐機構(gòu)208。在示例性實施例中，一個側(cè)向可移動移動車(laterallytranslatabletrolley)209包括至少一個導向件210，例如但不限于軌(track)或軌道(rail)。成像組件202包含一個關(guān)聯(lián)檢查軸212，而成像組件204包含一個關(guān)聯(lián)檢查軸214。這里，每一檢查軸涉及被用來對病人成像的各成像裝置。當掃描臺206保持靜止而且成像組件202和204側(cè)向移動時，關(guān)聯(lián)檢查軸212或者214與成像組件一同側(cè)向移動。移動車(trolley)209可以包含一個傳送機構(gòu)，例如但不限于氣墊、輥子(roller)或者腳輪(casters)，使其可以在檢查軸212和檢查軸214間無導向運動(unguidedmovement)，它還包含一個緊固件(fastener)(未顯示)用來固定沿著檢查軸212對準的和/或沿著檢查軸對準的移動車214。每個成像組件102和104可以是例如下述成像組件的任意結(jié)合，SPECT成像組件、PET成像組件、MRI成像組件、CT成像組件、靜態(tài)X射線成像組件、動態(tài)(熒光透視法)X射線成像組件和超聲波成像組件。成像組件202和204并排地取向，使得檢查軸212和214基本保持平行。在操作過程中，病人(未顯示)可仰臥在掃描臺206上，調(diào)整成像組件202的位置使得病人沿著檢查軸212對準。支撐機構(gòu)208用來沿檢查軸212將掃描臺206和病人伸展到成像設備202中來執(zhí)行第一成像掃描。支撐機構(gòu)208用于將掃描臺206和病人縮回到支撐機構(gòu)208和掃描臺206的預定穩(wěn)定位置。然后用移動車209來分別或者一起移動成像組件202和204，使得掃描臺206對準檢查軸214。支撐機構(gòu)208用來沿檢查軸214將掃描臺206和病人伸展到成像組件204中來執(zhí)行第二成像掃描，然后將掃描臺206和病人縮回到支撐機構(gòu)208和掃描臺206的預定穩(wěn)定位置。為了在移動車209的側(cè)向轉(zhuǎn)移過程中便于保持病人、掃描臺206和每一條檢查軸212、214的對準，可以在關(guān)于掃描臺206的基座(未顯示)(例如地板)上固定地連結(jié)一個或多個導向件210。在備選實施例中，通過成像組件102完成對病人的成像之后，成像組件202從掃描臺206對準檢查軸212的位置上解除錨固，然后與成像組件204同時或者先后(sequentially)移動到掃描臺206與檢查軸214對準的位置，隨后將成像組件204錨固在這個位置。圖3是成像系統(tǒng)300的示例性實施例示意圖。成像系統(tǒng)300包括第一成像組件302，第二成像組件304，掃描臺306，和支撐機構(gòu)308。每個成像組件都被配置為相對支撐機構(gòu)308以固定的關(guān)系被固定地安裝，支撐機構(gòu)308關(guān)于中心支持件(centrepostmember)309(例如是軸承)靜止且可樞轉(zhuǎn)(pivotable)。支撐機構(gòu)308可以被配置為只能樞轉(zhuǎn)過預定轉(zhuǎn)角310，例如，這個角度可以根據(jù)中心支持件的配置來確定，或者根據(jù)用戶輸入來確定。作為另一種選擇，支撐機構(gòu)308可以被配置為能樞轉(zhuǎn)過大于轉(zhuǎn)角310的角度。轉(zhuǎn)角310可以基于包含成像系統(tǒng)100的至少一部分的檢查室大小和/或配置來進行可變的選擇。成像組件302包含一條關(guān)聯(lián)檢查軸312，而成像組件304包含一條關(guān)聯(lián)檢查軸314。這里，的每一條檢查軸都涉及被用來對病人成像的各成像裝置。每個成像組件102和104可以是例如下述成像組件的任意結(jié)合，SPECT成像組件、PET成像組件、MRI成像組件、CT成像組件、靜態(tài)X射線成像組件、動態(tài)(熒光透視法)X射線成像組件和超聲波成像組件。成像組件302和304互相成一個預定角度310地取向。在操作過程中，病人(未顯示)可以仰臥在掃描臺306上，而且支撐機構(gòu)308調(diào)整到一個位置使得病人沿檢查軸312對準。支撐機構(gòu)308用來沿檢查軸312將掃描臺306和病人伸展到成像設備302中來執(zhí)行第一成像掃描。支撐機構(gòu)308用來將掃描臺306和病人縮回到支撐機構(gòu)308和掃描臺306的預定穩(wěn)定位置。掃描臺306使用支撐機構(gòu)308來對準檢查軸314，以讓掃描臺306旋轉(zhuǎn)過角度310。支撐機構(gòu)308被用來沿檢查軸314將掃描臺306和病人伸展到成像組件304中來執(zhí)行第二成像掃描，再將病人和掃描臺306縮回到支撐機構(gòu)308和掃描臺306的預定穩(wěn)定位置。圖4是成像系統(tǒng)400的示例性實施例示意圖。成像系統(tǒng)400包括第一成像組件402，第二成像組件404，掃描臺406，和固定支撐機構(gòu)408。在這個示例性實施例中，支撐機構(gòu)408包含至少一個導向件409，例如但不限于軌或者軌道。每個成像組件402和404都被配置為以相對于支撐機構(gòu)408固定的關(guān)系而固定地安裝，且支撐機構(gòu)408關(guān)于一個末端件(distalendmember)410(例如一個軸承)靜止并可樞轉(zhuǎn)。支撐機構(gòu)408被配置為只能樞轉(zhuǎn)過預定角度411，預定角度411可例如基于末端件410的配置確定，或者基于用戶輸入確定。備選的，支撐機構(gòu)408也可以配置為樞轉(zhuǎn)過大于角度411的角度。成像組件402包含一條關(guān)聯(lián)檢查軸412，成像組件404包含一條關(guān)聯(lián)檢查軸414。這里，每一條檢查軸都涉及被用來對病人成像的各成像裝置。在示例性實施例中，支撐機構(gòu)408包含至少一個導向件409，例如但不限于軌或軌道。每個成像組件102和104可以是例如下述成像組件的結(jié)合，例如SPECT成像組件、PET成像組件、MRI成像組件、CT成像組件、靜態(tài)X射線成像組件、動態(tài)(熒光透視法)X射線成像組件和超聲波成像組件。在操作過程中，病人(未顯示)可仰臥在掃描臺406上，支撐機構(gòu)調(diào)整到一個位置使得病人和檢查軸412對準。支撐機構(gòu)408用于沿檢查軸412將掃描臺406和病人伸展到成像組件402中來執(zhí)行第一成像掃描。支撐機構(gòu)408被用來將掃描臺406和病人縮回到支撐機構(gòu)408和掃描臺406的預定穩(wěn)定位置。掃描臺406使用支撐機構(gòu)408對準檢查軸414，以使掃描臺406旋轉(zhuǎn)過角度411。支撐機構(gòu)408被用來沿檢查軸414將掃描臺406和病人伸展到成像組件404中以執(zhí)行第二成像掃描，將掃描臺406和病人縮回到支撐機構(gòu)408和掃描臺406的預定穩(wěn)定位置。上述的每個系統(tǒng)都可以使用類似關(guān)于成像系統(tǒng)100所描述的方法進行校準。每個成像組件可以配置或彼此之間可相對運動，掃描臺、檢查室容量(examineroomcontent)、檢查室結(jié)構(gòu)(examineroomstructure)被配置來方便移除成像組件的蓋件，以便于內(nèi)部構(gòu)件的接近與維護。可以預見，本發(fā)明對所有的多模態(tài)成像系統(tǒng)都有所益處，例如但不限于，CT/SPECT成像系統(tǒng)，以及使用現(xiàn)在尚未知的模態(tài)的系統(tǒng)，以及使用如下組合的系統(tǒng)，例如但不限于SPECT/超聲波成像系統(tǒng)和/或CT/MRI系統(tǒng)。上述的多模態(tài)成像系統(tǒng)為檢查病人提供了一種經(jīng)濟可靠的方式。更具體地說，每一個成像系統(tǒng)都包括可以被選擇來滿足特定成像要求的配置，例如但不限于，檢查室大小，檢察室形狀，構(gòu)件位置限制(componentlocationlimitation)，如地板承載限值。例如，一個同軸系統(tǒng)可能需要一個相對大的檢察室尺寸，因為在同軸的配置中，第一成像模態(tài)掃描平面和第二成像掃描平面之間存在“死空間”。因此，提供了這樣一種成像系統(tǒng)，這種成像系統(tǒng)允許多模態(tài)成像的同時，保持了成本以及可用地板空間限制的靈活性(flexibility)。上述實施例的進一步的優(yōu)點還包括便于對成像組件的維修和操作，當移動重量較輕的掃描臺而不是更笨重的成像組件時可減少可動結(jié)構(gòu)，通過使用相對于轉(zhuǎn)移運動較廉價的轉(zhuǎn)動來減少成本。此外，其它成像模態(tài)可以與MRI模態(tài)合并在一個多模態(tài)成像系統(tǒng)中，而其它模態(tài)不會受到來自MRI模態(tài)的雜散磁場的負面影響。而在一個同軸對準系統(tǒng)中，那些對磁場敏感的模態(tài)，例如，帶有光電子倍增管的模態(tài)，例如核醫(yī)療和CT模態(tài)，就不能經(jīng)濟地組合。上文詳細描述了一種多模態(tài)成像系統(tǒng)的示例性實施例。多模態(tài)成像系統(tǒng)的示意構(gòu)件不僅限于這里描述特定的實施例，相反，每個多模態(tài)成像系統(tǒng)的構(gòu)件可以與這里描述的其他構(gòu)件獨立地、分開地被采用。例如，上述的多模態(tài)成像系統(tǒng)的構(gòu)件可以與其他成像系統(tǒng)相結(jié)合地使用。盡管以各種具體實施例的形式描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認識到本發(fā)明可以在權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)進行更改的條件下得以實施。權(quán)利要求1.一種檢查病人的方法，所述方法包括使掃描臺對準第一檢查軸；在病人沿第一檢查軸取向時使用第一成像模態(tài)對病人成像；使掃描臺對準第二檢查軸，第二檢查軸與第一檢查軸不同；和在病人沿第二檢查軸取向時使用第二成像模態(tài)對病人成像；2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在使用第一成像模態(tài)對病人成像時沿第一檢查軸移動病人。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法還包括在使用第一和第二成像模態(tài)對病人成像時沿著第一檢查軸和第二檢查軸移動病人。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使掃描臺對準第二檢查軸還包括側(cè)向轉(zhuǎn)移掃描臺來使掃描臺對準與第一檢查軸平行的第二檢查軸。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用第一成像模態(tài)或第二成像模態(tài)對病人成像包括至少使用下列成像組件中的兩種，SPECT成像組件、PET成像組件、MRI成像組件、CT成像組件、靜態(tài)X射線成像組件、動態(tài)(熒光透視法)X射線成像組件，和超聲波成像組件。6.一種成像系統(tǒng)，包括至少一個第一和一個第二分立成像組件，用來獲取病人的至少第一和第二成像模態(tài)的醫(yī)學診斷圖像，所述各成像組件沿不同的第一和第二檢查軸對準；掃描臺，配置成在第一和第二檢查過程中支持病人；和支撐機構(gòu)，用來使所述第一成像組件、所述第二成像組件和所述掃描臺中的至少一個在與對應的第一和第二成像組件的所述第一和第二檢查軸對準的第一和第二檢查位置之間運動。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像系統(tǒng)，其中所述支撐機構(gòu)配置為在第一檢查軸和第二檢查軸之間側(cè)向移動所述掃描臺。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像系統(tǒng)，其中所述支撐機構(gòu)配置為在第一檢查軸和第二檢查軸之間移動所述至少第一和第二成像組件中的至少一個。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像系統(tǒng)，其中所述支撐機構(gòu)包括鄰近所述掃描臺的末端定位的末端柱，所述支撐機構(gòu)配置為在第一檢查軸和第二檢查軸之間轉(zhuǎn)動所述掃描臺。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像系統(tǒng)，其中所述支撐機構(gòu)包括鄰近所述掃描臺中部定位的中央柱，所述支撐機構(gòu)配置為在第一檢查軸和第二檢查軸之間轉(zhuǎn)動所述掃描臺。全文摘要本文提供了一種使用多模態(tài)成像系統(tǒng)檢查病人的方法。這種方法包括使掃描臺(106)與第一檢查軸(112)對準，然后在病人沿第一檢查軸取向時用第一成像模態(tài)(102)對病人成像，使掃描臺與第二檢查軸(114)對準，第二檢查軸與第一檢查軸不同，在病人沿第二檢查軸取向時用第二分立成像模態(tài)對病人成像。文檔編號A61B5/055GK1925790SQ200480042429公開日2007年3月7日申請日期2004年12月30日優(yōu)先權(quán)日2004年1月12日發(fā)明者利奧尼德·亞庫博夫斯基,赫南·奧爾特曼申請人:Ge醫(yī)藥系統(tǒng)環(huán)球科技公司