用于標記表面的方法和投射設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于以投射設備（2）對三維檢查對象（1）的表面（3,4,6,12）進行標記的方法，包括如下步驟：采集表面（3,4,6,12）的體貌數(shù)據(jù)（RD）；規(guī)定測量信息標記（5）；確定參考位置值（v），其表示輻射裝置（8,9）相對于表面（3,4,6,12）的位置；根據(jù)體貌數(shù)據(jù)（RD）和參考位置值（v）計算所規(guī)定的測量信息標記（5）的預校正；以及將預校正過的測量信息標記（5）從輻射裝置（8,9）向著表面（3,4,6,12）輻射。此外，本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行這種方法的投射設備（2）。此外，本發(fā)明涉及一種具有這種投射設備（2）的醫(yī)學技術成像系統(tǒng)（13）。
【專利說明】用于標記表面的方法和投射設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對三維檢查對象的表面、尤其是患者的身體表面進行標記的方法。此外，本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行這種方法的投射設備。此外，本發(fā)明涉及一種具有這種投射設備的醫(yī)學技術成像系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]當涉及具有不規(guī)則的、即不平坦和/或柔性的表面的身體時，對三維身體上確定的點之間距離的確定是 與提高的開銷相關聯(lián)的。在人類或動物身體情況下，身體表面的尺寸例如可以通過呼吸或腸道運動或者通過按壓到確定表面部分上而改變。對于在身體上的經皮介入、例如以針或解剖刀進行的經皮介入，精確確定身體表面上的、即皮膚上的尺寸是特別重要的。因此，常常手動地用柔性卷尺執(zhí)行從參考點或起始點出發(fā)的距離確定，該卷尺可以至一定程度地適配于身體的表面幾何結構或者表面地形。卷尺的使用例如在患者上的手術介入中會具有一系列對于操作者和/或患者的不利之處。其中例如有用于保證卷尺無菌性的提高的開銷、在一些身體部分上變困難的操作、卷尺的滑落風險以及其它獨特的操作缺陷，其會導致測量錯誤。

【發(fā)明內容】

[0003]基于在此示出的問題，本發(fā)明基于的技術問題是，提出一種用于以更簡單和更精確的測量信息來標記表面的方法。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的、用于以投射設備標記三維檢查對象的表面的方法包括至少以下步驟:
[0005]-采集表面的體貌數(shù)據(jù)；
[0006]-規(guī)定或定義測量信息標記；
[0007]-確定參考位置值，其表示投射設備的輻射裝置相對于表面的位置；
[0008]-根據(jù)體貌數(shù)據(jù)和參考位置值來計算所規(guī)定的測量信息標記的預校正；
[0009]-將通過測量信息標記的預校正形成的預校正過的測量信息標記向著表面輻射。
[0010]“測量信息標記”理解為包括與確定的相關測量有關的信息的標記，其例如是定義的測量間隔(MaBabstande )、確定的可能的目標區(qū)域的位置和/或延伸、結構等。尤其，這也可以是由標記點和/或標記線構成的測量信息模式，其中，各個標記點和/或標記線以定義的距離彼此間隔并且由此對于操作者用作測量信息。然而其也可以包括表示例如檢查對象的內部結構、如確定的器官的視圖。測量信息標記可以優(yōu)選是由點和/或線形成的光柵、格柵或網，其例如借助至表面上的有色光束來淡入。測量信息標記的“規(guī)定”可以包括對所存儲的標記類型(例如測量格柵或者確定的器官)進行選擇以及必要時對測量單位(例如公制還是非公制的測量單位)以及例如作為測量格柵的兩個交點之間的距離的測量尺寸(例如5mm或者Icm或者2cm)進行規(guī)定。
[0011]投射設備的輻射裝置可以包括至少一個光源，其將可見光、例如紅色或綠色的光作為標記介質投射到表面上。檢查對象可以是無生命或有生命的，例如是植物、石頭或者人類或動物身體。檢查對象的表面基本上可以是整個表面。在通過點狀輻射裝置標記三維檢查對象的情況下，表面通常形成檢查對象的部分表面。
[0012]“參考位置值”包括與如下有關的信息:檢查對象表面的應被投射標記信息的區(qū)域相對于輻射裝置而言處于何種距離、何種斜率和何種對齊。距離例如可以是在光源與患者皮膚上的參考點之間的距離。
[0013]體貌數(shù)據(jù)表示檢查對象表面的地形輪廓并且由此表示該表面相對于參考平面的不同的突起和/或凹進，該參考平面例如可以通過檢查對象的放置面、即例如患者臥榻而形成。由此，相對于例如穿過檢查對象的平行剖面而言，體貌理解為檢查對象的輪廓或外廓區(qū)段的總和。體貌數(shù)據(jù)可以在輻射測量信息標記之前的任意時刻產生，并且從任意的源傳送至投射設備。除了所描述的在數(shù)據(jù)產生或數(shù)據(jù)處理鏈中的相關性之外，根據(jù)本發(fā)明的方法的各個步驟可以按任意順序來執(zhí)行。例如，規(guī)定測量信息標記的步驟也可以在確定參考位置值的步驟之后進行。此外，該方法還可以包括在本說明書中未示出和/或未詳細示出的中間步驟。如果表面的體貌數(shù)據(jù)和例如相對于表面上的參考點的參考位置值已知，則可以為表面上的任意點和由此為每個任意標記點或目標點(在其上進行標記的點，例如將線、光點、圖像等投射到這些點上)計算空間坐標，其描述該點相對于輻射裝置的位置。由此，可以進行預校正的簡單計算。為了精確標記表面，該表面優(yōu)選應該在采集體貌數(shù)據(jù)的步驟與輻射預校正過的測量信息標記的步驟之間不運動，或者應該探測、登記和在下面的計算中隨之考慮該運動。
[0014]預校正過的測量信息標記的輻射通過輻射裝置進行，并且使得對齊過的光束射到表面上。測量信息標記的預校正的計算由此包括如下步驟:將輻射裝置的輻射角或差輻射角協(xié)調于表面上的目標點相對于光束出發(fā)點的空間坐標。對于各個目標點執(zhí)行該步驟。 [0015]于是，與表面地形對應的預校正過的測量信息標記在射到該表面上的情況下被調整為，使得從表面上確定的起始點出發(fā)，標記點或標記線與表面彎曲無關地總是相對于彼此位于精確定義的、優(yōu)選均勻的距離測量中。距離測量在此對應于經過檢查對象的不平坦表面上的兩個標記點或標記線之間的直接路徑。距離測量由此并不對應于沿著在兩個標記點或標記線之間測量的虛擬的“空中直線(Luft I inie ) ”的路徑。
[0016]優(yōu)選地，表面的體貌數(shù)據(jù)的采集和測量信息標記到表面上的輻射盡可能時間接近地進行。體貌數(shù)據(jù)的采集和預校正的計算也可以以確定的時間間隔、例如以實時測量的形式來重復，以便在有活的、運動的身體的情況下不斷更新測量信息標記。有利地，可以由此將身體運動對例如測量格柵或圖像的淡入的扭曲性影響最小化，并且明顯提高顯示精度。
[0017]相對于常規(guī)方法，根據(jù)本發(fā)明的方法提供如下優(yōu)點:測量信息標記到檢查對象表面上的投射考慮了表面的不平坦性。由此，產生了對于從之前定義的、表面上的參考點或初始點出發(fā)的距離的可靠精確并且可復制的測量。這導致對表面上的目標點的更精確定位。其可以是例如在其上進行到身體中的經皮介入的位置，方法是穿過作為檢查對象的表面的患者皮膚引導例如針、軟管或解剖刀。將光用于作為標記介質的優(yōu)點是，不需要消毒和事后清潔表面。一方面所使用的標記不能被擦除，另一方面標記介質并不覆蓋表面，而是透明的。由此，根據(jù)本發(fā)明的方法防止了潛在的重大操作失誤，如例如在由操作者手動確定測量時會出現(xiàn)那樣。然而，在需要永久性標記時，能夠以簡單方式并且非常精確地用筆或膏狀色彩繪出投射到患者皮膚上的測量信息標記。
[0018]此外，本發(fā)明包括構建用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的投射設備，其具有如下部件:
[0019]-采集單元，用于采集檢查對象表面的體貌數(shù)據(jù)；
[0020]-規(guī)定單元，用于規(guī)定測量信息標記；
[0021]-參考值確定單元，用于確定輻射裝置相對于表面的參考位置值；
[0022]-偏差計算單元，用于根據(jù)體貌數(shù)據(jù)和參考位置值計算測量信息標記的預校正；
[0023]-輻射裝置，用于將預校正過的測量信息標記向著表面輻射。
[0024]所描述的部件，尤其是規(guī)定單元、參考位置值確定單元和偏差計算單元大部分可以構建為例如在CT系統(tǒng)的控制裝置上的軟件模塊和/或單獨的電子單元。在很大程度上按軟件實現(xiàn)部件的優(yōu)點是，可以以簡單方式通過軟件更新來改裝現(xiàn)有的計算機斷層成像系統(tǒng)，以便按照根據(jù)本發(fā)明的方式來工作。
[0025]本發(fā)明此外涉及一種具有投射設備的醫(yī)學技術成像系統(tǒng)，如其已經被描述那樣。成像系統(tǒng)例如可以包括計算機斷層成像系統(tǒng)、磁共振斷層成像系統(tǒng)、正電子發(fā)射斷層成像系統(tǒng)或者單光子發(fā)射計算機斷層成像系統(tǒng)。
[0026]本發(fā)明的其它特別有利的技術方案和改進方案從【具體實施方式】和下面的描述中得出。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選技術方案，至少一部分體貌數(shù)據(jù)從檢查對象表面的測地學數(shù)據(jù)得出。術語“測地學(Topometrie)”指的是對表面的形態(tài)和形狀的測量。測地學數(shù)據(jù)可以按照已知的、例如基于三角測量的測量方法來產生，其以高分辨率測量表面形態(tài)。對此可能的方法例如在Zhang、Song/Huang、Peisen S.所著的High—resolution, real-time three-dimensional shape measurement, in:OpticalEngineering vol.45n0.12(2006)，123601_1_8 中描述。
[0028]按照根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選技術方案，至少一部分體貌數(shù)據(jù)是從檢查對象的體積圖像數(shù)據(jù)和/或剖視圖像數(shù)據(jù)和/或投射圖像數(shù)據(jù)中產生的。其包括如下可能性:還僅從檢查對象的體積圖像數(shù)據(jù)和/或剖視圖像數(shù)據(jù)和/或投射圖像數(shù)據(jù)中計算體貌數(shù)據(jù)。體積圖像數(shù)據(jù)和/或剖視圖像數(shù)據(jù)和/或投射圖像數(shù)據(jù)可以借助用于拍攝三維身體的內部的任意圖像系統(tǒng)(例如計算機斷層成像系統(tǒng))來采集。這些數(shù)據(jù)可以接下來通過接口饋入投射設備的計算單元。在帶有確定的識別興趣地檢查人類身體時，通?？偸钱a生身體部分的或整個身體的體積圖像數(shù)據(jù)和/或剖視圖像數(shù)據(jù)和/或投射圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的技術方案還提供如下優(yōu)點:可以省去特有的測量檢查對象表面的地形輪廓的方法步驟，方法是將現(xiàn)有的體積圖像數(shù)據(jù)和/或剖視圖像數(shù)據(jù)和/或投射圖像數(shù)據(jù)的集合用于計算體貌數(shù)據(jù)。
[0029]按照一個替選或者附加的優(yōu)選實施形式，至少一部分體貌數(shù)據(jù)可以是從檢查對象的外部的圖像拍攝中產生的。體貌數(shù)據(jù)還可以僅從這種圖像拍攝中計算。圖像拍攝可以包括檢查對象的外部的、即可見的表面的任意圖像。其可以例如示出兩維圖像，其中，對于每個單個圖像點(或像素)存儲表示至拍攝點的距離的距離數(shù)據(jù)。該實施形式是成本低廉的，并且節(jié)省了例如通過倫琴輻射造成的對患者的所不希望的負荷(如其在放射成像中出現(xiàn)那樣)。該實施形式此外證明為可以簡單實現(xiàn)的。[0030]優(yōu)選地，檢查對象的圖像拍攝包括立體圖像拍攝。在此，以空間錯移產生檢查對象表面的兩個二維圖像拍攝。從圖像拍攝的比較中，在慮及錯移的條件下獲得與檢查對象的三維延展有關的信息。為此可能的方法例如在Ahlvers, Udo/Zolzer,Udo/Heinrich, Gerd:Adaptive Coding, Reconstruction and 3D Visualisation ofStereoscopic Image Data, Proceedings of the4th IASTED International Conferenceon Visualisation, Imaging, and Image Processing (VIIPi 04), Marbellaj Spain, September6-8, 2004中描述。這些實施形式也具有其無需產生對檢查對象的輻射負荷的優(yōu)點。
[0031]在一個優(yōu)選的變型方案中，對檢查對象的標記可以具有不特異的測量信息標記、例如用于顯示在表面上的距離的測量格柵，和/或特異的測量信息標記。該實施形式具有的優(yōu)點是，可以將多種測量信息示出在檢查對象的表面上，使得明顯擴寬根據(jù)本發(fā)明的方法的應用范圍。
[0032]附加 地或者替選地,測量信息標記包括特定于患者的測量信息標記。特定于患者的測量信息標記可以包括具體檢查對象的單獨的測量信息，其例如表示在該檢查對象表面上或者在該檢查對象內部中的生理特性。
[0033]優(yōu)選地，在此特定于患者的測量信息標記基于檢查對象內部的圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)例如可以包括器官的詳細剖視圖像或投射圖像，其主要是在與檢查對象的在其上進行投射的表面平行的平面上產生的。圖像數(shù)據(jù)可以附加地或替選地包括器官的外廓和/或器官中的內部結構。由此，可以將例如與血管、骨骼、心臟或者肝臟有關的信息投射到患者皮膚上，使得這些信息在患者的俯視圖上精確反映內部的相應示出的器官的實際位置。這些方法允許在隨后基于標記對患者身體內部執(zhí)行介入時顯著提高對于患者的安全性。通過這些方法的精確性，其有助于對身體組織盡可能小的損害。
[0034]根據(jù)另一優(yōu)選技術方案，輻射裝置包括激光系統(tǒng)。其提供的優(yōu)點是特別精確地標記檢查對象的表面。此外，激光束不僅可以在表面上標記點和/或線，而且還可以預先給出這樣的方向，在該方向中可以到達檢查對象內部或表面下方確定的點。經過表面以確定的角度進入檢查對象，例如在借助探頭、內窺鏡、鉆或者解剖刀進行鉆或切割情況下證明為非常有利的:由此可以繞過檢查對象內部的確定的、例如特別敏感的區(qū)域，方法是替代于垂直方向而是例如沿相對于表面傾斜的方向來執(zhí)行介入。激光系統(tǒng)可以包括偏轉單元，例如鏡系統(tǒng)和/或棱鏡系統(tǒng)，其使激光束偏轉到不同方向，并且由此可以覆蓋更大的投射面。激光系統(tǒng)還可以包括多個激光和/或偏轉單元，以便例如以不同顏色的激光束將確定類型的測量信息標記投射到表面上。例如，可以以藍光在患者皮膚上淡入標記格柵，并且可以以綠光疊置地描繪患者的腎臟的輪廓。然后可以以紅光標記內窺鏡或者穿刺針的最優(yōu)定位。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]下面參考附圖借助實施例再次詳細闡述本發(fā)明。在此，在不同的附圖中，相同的部件設有相同的附圖標記。其中:
[0036]圖1示出了由輻射裝置對平的表面的標記方法的示意草圖；
[0037]圖2示出了由如圖1中的輻射裝置對彎曲表面的標記方法的示意草圖；
[0038]圖3示出了由如圖1中的輻射裝置帶有根據(jù)本發(fā)明的預校正地對彎曲表面的標記方法的示意草圖；[0039]圖4示出了具有用于執(zhí)行根據(jù)圖3的標記方法的激光系統(tǒng)的計算機斷層成像系統(tǒng)的不意圖；以及
[0040]圖5示出了對三維身體的根據(jù)本發(fā)明的標記方法的一個變型方案的詳細草圖?！揪唧w實施方式】
[0041]圖1示出了作為輻射裝置的帶有偏轉單元8的激光系統(tǒng)9以及平面表面3，其朝向彼此。激光系統(tǒng)9朝向表面3發(fā)出扇狀的光束7。任意的光束7和每個最接近的光束7總是相對于彼此處于相同的差輻射角α中。表面3的平面的性質以及相鄰光束7的相同的差輻射角α引起:光束7射到表面3上的點A1, A2, A3, A4, A5上，其中每個點A1, A2, A3, A4, A5都相對于各相鄰點處于相同的距離a中。這也意味著，在點A1與點A2之間的路徑a與在點A2和點A3之間的或者點A3和點A4之間的或者點A4和點A5之間的路徑a —樣長。借助該方法可以示出準確的、均勻的光柵測量或者測量格柵5。
[0042]圖2與圖1的區(qū)別在于，激光系統(tǒng)9朝著彎曲表面6發(fā)出光束7。光束7射到彎曲表面6上的點B1, B2, B3, B4, B5上。表面6的彎曲現(xiàn)在引起的是，在兩個相鄰的、任意的光束7之間的差輻射角度α相同(如在圖1中)的情況下，射到表面6上的光束7的距離卻是不同的。這意味著，在相鄰的點B1和B2之間的距離b和在相鄰的點B2和B3之間的距離c不等大。在此，距離b, c, d, e理解為在對應的點B1和B2、B2和B3、B3和B4以及B4和B5之間的路徑，其是遵循彎曲走向地，即在表面6上測量的。彎曲的表面6相對于偏轉單元8的具體位置以及所示出的彎曲走向引起的是，距離c大于距離b，距離d大于距離c并且距離e大于距離d。在不改變差輻射角的情況下，在平坦面上的均勻光柵測量或測量格柵5 (參見圖O于是通過該彎曲變得不均勻或“扭曲”。
[0043]為了避免扭曲，激光系統(tǒng)9在根據(jù)圖3的標記方法中在單獨的輻射角度下朝著彎曲表面6發(fā)出光束7，即匹配地“預校正”。其被控制為使得在任意光束7與各個相鄰的光束7之間的角度α，β，Y，δ，ε分別不同。在此,將不同的角度α，β，y，δ，ε恰好選擇為使得在分別相鄰的點C1和C2、C2和C3、C3和C4、C4和C5以及C5和C6之間的距離f相同，光束7在表面6上射到這些點上。在此還適用的是，距離f理解為在對應的點C1和C2、C2和C3、C3和C4、C4和C5以及C5和C6之間的路徑，其是沿著彎曲、即在表面6上測量的。在輻射的時刻被預校正的測量格柵5于是可以被操作者在彎曲的表面6上又“均衡地”看到。所示出的方法于是提供的優(yōu)點是投射到表面6上的測量格柵5與表面6的輪廓或體貌數(shù)據(jù)無關地總是示出均勻的、由操作者在初期調節(jié)過的測量距離。
[0044]圖4示出了醫(yī)學技術成像系統(tǒng)13，具有可以用以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的投射設備2。
[0045]醫(yī)學技術成像系統(tǒng)13在此例如是具有掃描儀14的計算機斷層成像系統(tǒng)13。掃描儀14通常與構成CT系統(tǒng)13的組成部分的電子控制系統(tǒng)25連接，并且掃描儀通常可以進行控制以及采集和處理測量數(shù)據(jù)，尤其可以重建圖像數(shù)據(jù)。掃描儀14主要包括患者臥榻11和測量空間15，圍繞該測量空間環(huán)形布置了可旋轉地安置在掃描儀殼體中的、帶有倫琴射線源(未示出)和探測器裝置(未示出)的機架(未示出)。
[0046]患者臥榻11在此可以駛入測量空間15中，替選地也可能的是，將掃描儀14及其殼體朝著患者臥榻11移動。在患者臥榻11上放置有作為檢查對象的患者身體I。在CT-系統(tǒng)13的運行中，由倫琴射線源發(fā)出的倫琴射線扇形或倫琴射線錐形束(未示出)穿過測量空間15，以便產生身體I的投影數(shù)據(jù)PD，于是可以從這些投影數(shù)據(jù)中以已知方式重建身體I的內部的圖像數(shù)據(jù)BD。
[0047]通過測量空間15的開口，在掃描儀14的殼體外側上安置有投射設備2的輻射裝置8、9。這些輻射裝置8、9包括激光系統(tǒng)9和偏轉單元8。激光系統(tǒng)9發(fā)射有色激光束7，其借助偏轉單元8的可調整的鏡系統(tǒng)被控制偏轉到確定的方向。于是，在此可以將帶有按照固定的光柵測量的線(例如分別間隔Icm)的均勻的標記格柵5作為測量信息標記，朝著位于其下方的患者臥榻11投射到身體I的表面6上，其中，激光束7(或者具有高頻的激光)通過平行于臥榻表面的假想面(即在此沿X和z方向)進行掃描，使得在考慮觀察者眼睛的滯后性的情況下形成完整的圖像或所希望的模式。于是通過調整偏轉單元8實現(xiàn)標記格柵5的形狀和可能的預校正。在激光系統(tǒng)9上可以調節(jié)光束7的色彩。激光系統(tǒng)9、偏轉單元
8、與其對應的控制系統(tǒng)25的部分以及可以由操作者在終端43上操作的控制器39共同構成投射設備2，其中該控制器39例如可以實現(xiàn)為在終端的圖形用戶接口上的軟件程序。 [0048]掃描儀14的控制系統(tǒng)25不僅如所提到那樣以通常方式控制掃描儀14，而且控制輻射裝置8、9，即激光系統(tǒng)9和偏轉單元8。因此，在此示出的僅有控制系統(tǒng)25的對于借助輻射裝置8、9執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的標記方法的各個步驟相關的各個元件或單元。
[0049]控制系統(tǒng)25為此包括中央的、布置在處理器上的控制裝置24以及與此連接的掃描協(xié)議存儲器41?？刂蒲b置24包括圖像產生單元17、規(guī)定單元19、參考位置值確定單元21、偏差計算單元22以及控制單元23。這些單元通過接口彼此連接，其也可以實現(xiàn)為軟件接口?？刂葡到y(tǒng)25還包括輸入或輸出接口 27，29，31，33。通過輸入接口 31，規(guī)定單元19接收來自終端43的操作者輸入信號BE。圖像產生單元17通過輸入接口 27從掃描儀14獲得倫琴射線投影數(shù)據(jù)H)?？刂茊卧?3向偏轉單元8發(fā)出控制數(shù)據(jù)SD。
[0050]通過終端43，可以在與操作者的交互中輸入和輸出選擇信息和控制信息。操作者例如可以在終端43上通過控制器39調節(jié)標記格柵5的參數(shù)，例如在線光柵的交點之間的距離，或者借助點和/或線實現(xiàn)的示圖。相應的操作者輸入信號BE通過輸入接口 31轉發(fā)到控制裝置24中或者轉發(fā)至規(guī)定單元19。
[0051]圖像產生單元17采集由掃描儀14產生的身體I的倫琴射線投影數(shù)據(jù)PD，由此產生圖像數(shù)據(jù)BD并且從圖像數(shù)據(jù)BD中提取體貌數(shù)據(jù)RD。為了從倫琴射線投影數(shù)據(jù)H)中重建圖像數(shù)據(jù)BD，圖像產生單元17也可以訪問成像系統(tǒng)13或控制裝置24的通常的(未示出的)重建單元。體貌數(shù)據(jù)RD表示身體I的表面6的地形輪廓并且附加地描述其相對于患者臥榻11的表面12的位置。
[0052]參考位置值確定單元21在空間坐標系中確定身體I的表面6相對于來自偏轉單元8的光束7的出射點的固定位置而言的“可變”位置。表面6的位置就此而言在這里可變，因為帶有身體I的患者臥榻11構建為可以相對于掃描儀14推移。相反，偏轉單元8的位置是固定的，因為其固定地安裝在掃描儀14上。參考位置值確定單元21為此首先基于患者臥榻11當前的推進位置(以及由此基于在其上布置的參考點RP和應當在其上進行投射的身體I)以及偏轉單元8的已知位置來確定校準距離V作為相對于參考點RP的參考位置值。參考位置值確定單元21然后基于校準距離V和基于體貌數(shù)據(jù)RD繼續(xù)計算表面6的各個點的位置。在此，可以由CT系統(tǒng)13或參考位置值確定單元21自己確定患者臥榻11或身體I的推進位置。該方法步驟形成對于由偏轉單元8確定的光束7相對于標記格柵5的每個單個目標點的對齊進行正確計算的前提，該標記格柵在隨后的步驟中投射到表面6上。
[0053]偏差計算單元22如上面借助圖2和3闡述那樣一方面根據(jù)體貌數(shù)據(jù)RD和身體I表面6的位置以及另一方面根據(jù)偏轉單元8的位置計算標記格柵5的預校正。
[0054]控制單元23基于偏差計算單元22的計算結果數(shù)據(jù)產生用于控制激光系統(tǒng)9或偏轉單元8的控制信號SD?？刂菩盘柣蚩刂茢?shù)據(jù)SD通過輸出接口 29輸出給激光系統(tǒng)9或偏轉單元8。
[0055]控制系統(tǒng)25通過輸出接口 33與總線45連接，在總線45上連接有大容量存儲器47和放射信息和成像系統(tǒng)49。通過輸出接口 33例如可以轉發(fā)圖像數(shù)據(jù)BD、圖像處理命令和其它信息，其應被饋送給后處理部、存儲部或至其它圖像數(shù)據(jù)用戶的轉發(fā)部。放射信息和成像系統(tǒng)49由此可以實施圖像產生單元17的(子)功能。在根據(jù)本發(fā)明的方法的不同的中間步驟中可以在大容量存儲器47中中間存儲數(shù)據(jù)集合，并且然后通過數(shù)據(jù)處理單元重新將其饋送給處理鏈。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的CT系統(tǒng)13能夠實現(xiàn)的是，可以將帶有確定識別興趣地采集身體I的投影數(shù)據(jù)ro或圖像數(shù)據(jù)BD直接用于精確標記身體I的表面6上的確定點。這尤其在如下情況下證明為有利的:如果在這些點上應進行例如到身體I中的介入。現(xiàn)有的CT系統(tǒng)13僅須通過激光系統(tǒng)9和控制系統(tǒng)25的修改來擴展。
[0057]在圖4中僅選擇示出了用于說明本發(fā)明特別合適的CT系統(tǒng)13的部件和其中包含的控制系統(tǒng)25。當然，兩個設備還包括多個其它功能組成部分。
[0058]圖5示出了在圖3中描述的原理的應用示例，其中以從偏轉單元(未示出)發(fā)出的相鄰光束7的不同的差輻射角(未示出)來標記彎曲表面6上的相同測量距離。所示出的是作為三維身體I的任意測試體。其具有不規(guī)則的彎曲表面6并且安置于具有平坦的側向表面12的患者臥榻11上。
[0059]借助光束7將標記格柵5投射到表面6、12上。其由兩個線集合構成，其中第一線集合的標記線m和第二線集合的標記線η僅在患者臥榻11的完全平坦的表面12上分別彼此平行。在該表面12上，第一集合的標記線m與第二集合的標記線η通常精確垂直，使得標記線m、η的集合彼此垂直相交。
[0060]而在將標記格柵5投射到不規(guī)則的彎曲表面6上時在許多焦點上不形成直角和直的標記線m、n。然而，將相鄰光束7相對于彼此的差輻射角(未示出)選擇為使得在表面12上的交點G和J之間的測量距離k以及在表面6上的交點R和S之間的測量距離k總是相同的。同樣，在表面12上的交點F和G之間的測量距離h以及在表面6上的交點S和T之間的測量距離h總是相同的。標記格柵5的形狀還匹配于表面6的地形，使得可靠地反映或標記了由操作者預先給出的測量距離。
[0061]在使用這種修改過的標記格柵5的情況下的距離大小實現(xiàn)了如將柔性卷尺放置在表面6上并沿著其地形輪廓測量距離時相同的效果。然而其具有的極大優(yōu)點是，其隨時可以精確復制。然而在此應保證的是，身體I在產生倫琴射線投影數(shù)據(jù)H)或體貌數(shù)據(jù)RD、借助標記格柵5進行標記以及介入到身體I中之間不運動。
[0062]在表面12上布置有量尺10，其示出了定義的測量距離。該量尺可以用于確定患者臥榻11相對于偏轉單元(未示出)的推進位置和/或用于定位身體I的表面6上的目標點。當布置在偏轉單元上的光學采集單元能夠識別量尺10上的測量距離時，該量尺此外可以輔助校準規(guī)定單元或控制單元(兩者均未示出)。由此，該量尺可以使得偏轉單元的調節(jié)變容易。因為其給出了完全平坦的表面的距離值，這些距離值可以被考慮用于作為在偏轉單元上選擇差輻射角的參考值。
[0063]最后再次要指出的是，之前詳細描述的設備僅是實施例，其可以由本領域技術人員以不同方式修改，而不偏離本發(fā)明的范圍。此外，不定冠詞“一”或“一個”的使用并不排除所涉及的特征還可以多重地存在。同樣地，術語“單元”和“模塊”并不排除其由多個共同作用的子部件構成，其必要時 也可以是空間上分散的。
【權利要求】
1.一種用于以投射設備(2)對三維檢查對象(I)的表面(3，4，6，12)進行標記的方法，包括如下步驟: -采集所述表面(3，4，6，12)的體貌數(shù)據(jù)(RD)； -規(guī)定測量信息標記(5)； -確定參考位置值(V)，其表示投射設備(2)的輻射裝置(8，9)相對于所述表面(3,4,6, 12)的位置； -根據(jù)體貌數(shù)據(jù)(RD)和參考位置值(V)計算所規(guī)定的測量信息標記(5)的預校正； -將預校正過的測量信息標記(5)從輻射裝置(8，9)向著所述表面(3，4，6，12)輻射。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，至少一部分體貌數(shù)據(jù)(RD)是從檢查對象(I)的所述表面(3，4，6，12)的測地學數(shù)據(jù)中產生的。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，至少一部分體貌數(shù)據(jù)(RD)是從檢查對象(I)的體積圖像數(shù)據(jù)和/或剖視圖像數(shù)據(jù)和/或投影圖像數(shù)據(jù)(PD)中產生的。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，至少一部分體貌數(shù)據(jù)(RD)是從檢查對象(I)的外部的圖像拍攝中產生的。
5.根據(jù)權利要求4 所述的方法，其中，檢查對象(I)的圖像拍攝包括立體圖像拍攝。
6.根據(jù)權利要求1到5中任一項所述的方法，其中，所述測量信息標記(5)包括特定于患者的測量信息標記。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述特定于患者的測量信息標記基于檢查對象(I)的內部的圖像數(shù)據(jù)。
8.一種投射設備(2)，具有: -采集單元(17)，用于采集檢查對象(I)的表面(3，4，6，12)的體貌數(shù)據(jù)(RD)； -規(guī)定單元(19，39)，用于規(guī)定測量信息標記(5)； -參考位置值確定單元(21)，用于確定投射設備(2)的輻射裝置(8，9)相對于表面(3,4,6, 12)的參考位置值(V)； -偏差計算單元(22)，用于根據(jù)體貌數(shù)據(jù)(RD)和參考位置值(V)計算測量信息標記(5)的預校正； -輻射裝置(8，9)，用于將預校正過的測量信息標記(5)向著所述表面(3，4，6，12)輻射。
9.根據(jù)權利要求8所述的投射設備，其中，所述輻射裝置(8，9)包括激光系統(tǒng)(9)。
10.一種醫(yī)學技術成像系統(tǒng)(13)，具有根據(jù)權利要求8或9所述的投射設備(2)。
【文檔編號】A61B5/103GK104013406SQ201410065525
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權日:2013年2月28日
【發(fā)明者】A.豪索特, E.羅思甘 申請人:西門子公司