本發(fā)明涉及一種用于進(jìn)行呼吸相關(guān)的計算機(jī)斷層攝影成像的方法。

背景技術(shù)：

計算機(jī)斷層攝影(ct)是用于通過分析原始圖像來以橫截面圖像顯示三維對象的x射線方法。與僅能夠識別相對粗糙的結(jié)構(gòu)和骨骼的常規(guī)透視x射線成像相比，在ct成像中還能夠以小對比度差異詳細(xì)地采集軟組織。計算機(jī)斷層圖像可以以二維(2d-ct)或三維(3d-ct)產(chǎn)生。在三維計算機(jī)斷層攝影中，從多個方向創(chuàng)建待檢查區(qū)域的吸收輪廓，并且從其重建檢查區(qū)域的體積結(jié)構(gòu)(3d-ct體積)。

重建的3d-ct體積目前常規(guī)地用于例如肺和腹部癌癥的放射治療中的照射規(guī)劃。放射治療的目的是通過電離輻射破壞惡性組織，同時最大程度地保護(hù)健康組織。在每次放射治療開始之前，執(zhí)行針對惡性組織定制的照射規(guī)劃。

在獲得用于重建3d-ct體積的原始圖像時，為此必須特別考慮待檢查患者的呼吸。由于在成像期間運動的組織結(jié)構(gòu)，在重建的圖像中產(chǎn)生不期望的偽影。為了最小化這些偽影，理想的是，僅將與特定呼吸階段相關(guān)的原始圖像用于重建。因此，為了優(yōu)化重建，必須為每個呼吸階段提供足夠的原始圖像。因此，理想的是，在不同的縱向或z位置執(zhí)行圓周掃描以獲得大量原始圖像的掃描方法的情況下，一次掃描應(yīng)覆蓋患者的至少一個完整的呼吸周期。以這種方式，可以在呼吸周期上限制腫瘤和風(fēng)險組織的運動，并且可以獲得盡可能小的規(guī)劃目標(biāo)體積(planningtargetvolume，ptv)。為了能夠?qū)⒃紙D像分配到特定的呼吸階段，已知所謂的呼吸相關(guān)的成像方法，其中，與成像同步地繪制呼吸曲線，特別是作為呼吸替代物(atemsurrogat)，并與原始圖像一起存儲。

例如作為重建3d-ct體積的基礎(chǔ)的外部呼吸替代物，通常使用合適的傳感器產(chǎn)生。這些傳感器例如是肺活量計或拉伸帶。肺活量計測量患者的呼吸流量，而拉伸帶測量胸部或腹部周長的變化。記錄患者胸部上的反射標(biāo)記的移動的照相機(jī)系統(tǒng)也適合作為傳感器。

然而，通過呼吸相關(guān)的重建方法獲得的體積圖像的精度，取決于患者在原始數(shù)據(jù)采集期間有規(guī)律和可再現(xiàn)地、即最佳地以恒定的呼吸頻率和相同的振幅呼吸。然而，這對于每個病人并非如此。然而，呼吸頻率和振幅的不規(guī)則導(dǎo)致不一致和不完整的原始數(shù)據(jù)。特別地，與相同呼吸階段相關(guān)的原始圖像因此顯示解剖結(jié)構(gòu)的差異。這又導(dǎo)致在最終重建中的不期望的偽影。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個任務(wù)是提供一種用于進(jìn)行呼吸相關(guān)的計算機(jī)斷層攝影成像的方法，其即使在呼吸不規(guī)則的情況下也能實現(xiàn)低偽影多維圖像的重建。

本發(fā)明的第二個任務(wù)是提出一種裝置，通過該裝置，相應(yīng)地即使在呼吸不規(guī)則的情況下也能實現(xiàn)低偽影圖像的重建。

按照本發(fā)明，本發(fā)明的第一個任務(wù)通過用于進(jìn)行呼吸相關(guān)的計算機(jī)斷層攝影成像的方法來實現(xiàn)，其中，記錄和在線評估患者特定的呼吸曲線，并且其中，依據(jù)在線評估的結(jié)果，與患者特定的呼吸曲線同步地控制提供多個原始圖像的計算機(jī)斷層攝影掃描。

在第一步驟中，本發(fā)明基于以下事實：在原始數(shù)據(jù)獲取期間或者在掃描期間，當(dāng)前僅在時間上與掃描并行地記錄患者的呼吸信號。盡管檢測到呼吸不規(guī)則，但是對掃描期間這種不規(guī)則性的立即反應(yīng)，例如改變掃描速度、掃描持續(xù)時間或每次掃描拍攝的投影的數(shù)量，是不可能的。

在第二步驟中，本發(fā)明基于以下考慮：患者的檢查區(qū)域的每個位置必須被掃描至少完整呼吸周期的持續(xù)時間，以便獲取完整的呼吸相關(guān)的4d-ct數(shù)據(jù)集。然而，在不規(guī)則、例如在呼吸暫?；蚩人詴r呼吸速度改變的情況下，可能發(fā)生的是，在第一檢查位置處的數(shù)據(jù)獲取是不完整的，并且在呼吸周期結(jié)束之前已經(jīng)繼續(xù)進(jìn)行對檢查區(qū)域的隨后位置的檢查。

本發(fā)明現(xiàn)在在第三步驟中認(rèn)識到，即使在患者呼吸不規(guī)則的情況下，如果在線評估在掃描期間記錄的患者特定的呼吸曲線，并且根據(jù)在線評估的結(jié)果與患者特定的呼吸曲線同步地控制掃描，則也可以采集完整的呼吸相關(guān)的4d-ct數(shù)據(jù)集。換句話說，掃描的執(zhí)行直接受患者的同時呼吸影響。對掃描的控制因此跟隨在時間上平行延伸的患者的呼吸曲線。術(shù)語“呼吸曲線”在此表示與患者呼吸相關(guān)的測量值的時間走向，即呼吸信號，因此特別包括使用任何傳感器獲取的呼吸替代物。術(shù)語“在線評估”特別應(yīng)當(dāng)理解為實時評估。

實時地在線評估患者特定的呼吸曲線使得能夠特別地對呼吸頻率波動或振幅的不規(guī)則作出反應(yīng)。特別地，根據(jù)當(dāng)前記錄的呼吸曲線來調(diào)整原始數(shù)據(jù)獲取的時間。為此合適的是，特別是對于檢查區(qū)域的每個位置，根據(jù)當(dāng)前記錄的呼吸曲線延長掃描的持續(xù)時間，直到呈現(xiàn)顯示足夠的呼吸質(zhì)量的關(guān)于足夠多的呼吸階段的足夠的原始數(shù)據(jù)或原始圖像為止。特別地，在呼吸曲線不規(guī)則的情況下，掃描的持續(xù)時間被延長，直到針對檢查區(qū)域的相應(yīng)位置采集了至少一個完整的呼吸周期為止，其中，在該意義上完整的呼吸周期依據(jù)期望的階段分辨率由足夠多的階段區(qū)段組成，在所述階段區(qū)段中分別存在具有足夠質(zhì)量的規(guī)則呼吸。以這種方式避免了，在對檢查位置的掃描中，關(guān)于具體的呼吸階段的原始數(shù)據(jù)不可用或僅具有不足的解剖學(xué)有效性。

換句話說，在線評估使得能夠通過對在掃描期間呼吸引起的變化的即時反應(yīng)，基于一致的原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生可再現(xiàn)的3d圖像，并且由此在ct重建中減少4d偽影。根據(jù)本發(fā)明，在掃描期間獲得的呼吸曲線也與原始數(shù)據(jù)或原始圖像一起被記錄和存儲。通過將呼吸階段分配到原始圖像，能夠進(jìn)行3d圖像數(shù)據(jù)的呼吸相關(guān)的重建。

呼吸曲線反映了患者特定的呼吸模式，即患者的周期性重復(fù)的吸氣和呼氣過程。在本發(fā)明的有利實施例中，從呼吸曲線在線地對于掃描確定開始時間和結(jié)束時間，其中，掃描在開始時間開始并在結(jié)束時間結(jié)束。因此，掃描的持續(xù)時間直接與患者的呼吸過程的當(dāng)前呼吸頻率或當(dāng)前持續(xù)時間相關(guān)聯(lián)。直接采集呼吸頻率的變化，并且呼吸頻率的變化導(dǎo)致掃描的持續(xù)時間的相應(yīng)變化。合適地，將開始時間和結(jié)束時間選擇為呼吸曲線上的明顯點的時間值。該明顯點例如是呼吸曲線中的極值或拐點。如果確定在呼吸曲線中達(dá)到這樣的明顯點，則例如將相應(yīng)的時間值評估為開始時間并開始掃描。然后在一時間段δt內(nèi)執(zhí)行掃描，直到確定下一個明顯點為止。將下一個明顯點的確定的時間值設(shè)置為結(jié)束時間，并結(jié)束掃描。在替換變型中，對呼吸曲線上的多個和/或不同的明顯點進(jìn)行評估和/或計數(shù)，并且從多個明顯點的序列推斷開始時間和結(jié)束時間，由此控制掃描的持續(xù)時間。

優(yōu)選選擇明顯點，使得開始時間和結(jié)束時間之間的時間段δt至少對應(yīng)于完整呼吸周期的持續(xù)時間，從而在一個掃描中包括完整的一次呼吸的所有階段，包括吸氣和呼氣。在患者的呼吸均勻和正常的情況下，掃描的開始時間和結(jié)束時間之間的時間段δt因此與當(dāng)前呼吸頻率無關(guān)地包括完整的呼吸周期。在不規(guī)則的情況下，例如當(dāng)呼吸突然變緩時，在實際呼吸周期中可能在在線評估的患者特定的呼吸曲線中沒有識別到明顯點作為結(jié)束時間。在這種情況下，掃描的開始時間和結(jié)束時間之間的時間段δt延長到呼吸曲線中的識別到的明顯點，由此顯著提高所獲取的原始數(shù)據(jù)的一致性。通過評估和識別呼吸曲線中的明顯點，同時評估呼吸的質(zhì)量。

適宜地，在時間上與第一呼吸周期并行地在患者的縱向方向上在固定位置處進(jìn)行第一掃描，其中，在第一掃描結(jié)束后，在時間上與第二呼吸周期并行地，在患者的縱向方向上的該位置的下游位置處進(jìn)行第二掃描。換句話說，在與期望分辨率或檢測器寬度對應(yīng)的、檢查區(qū)域的每個縱向位置處，執(zhí)行取決于在線評估的完整掃描。因此，ct成像系統(tǒng)優(yōu)選地以順序掃描模式工作，其中患者的檢查區(qū)域的連續(xù)位置zk至zk+x一個接一個地被掃描。在該執(zhí)行中，待檢查的患者被放置在支撐裝置上，通常是臺。該臺被移動到第一固定位置zk，并且在該位置zk執(zhí)行掃描，其持續(xù)時間在這種情況下取決于對同時獲取的呼吸曲線的評估。在此，通常計算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)的機(jī)架在位置zk處圍繞患者的檢查區(qū)域旋轉(zhuǎn)，其中，患者被來自不同方向的x射線透射，使得以投影的形式獲得多個對應(yīng)的原始圖像。在圍繞患者單次旋轉(zhuǎn)或者單次運轉(zhuǎn)的情況下，機(jī)架的旋轉(zhuǎn)時間通常為約0.5秒。根據(jù)所使用的ct系統(tǒng)，通常在機(jī)架的每次旋轉(zhuǎn)期間獲取1000至2000個投影。在成年人的典型呼吸周期持續(xù)時間為6秒的情況下，機(jī)架因此圍繞患者旋轉(zhuǎn)約12次以采集一個完整的呼吸周期，使得在一個呼吸周期中采集約12000至24000個投影。

開始時間優(yōu)選地被確定為對應(yīng)于第一吸氣最大值的、呼吸曲線極值的時間值，并且其中，結(jié)束時間被確定為對應(yīng)于第二吸氣最大值的、呼吸曲線的下一個極值的時間值。呼吸替代物通常在每個周期具有一個明顯的極值，通常是振幅最大值，其對應(yīng)于該呼吸周期內(nèi)的吸氣最大值。通過采集該極值或者相關(guān)聯(lián)的時間點，由此可以從當(dāng)前呼吸曲線采集呼吸頻率。因此，掃描通過第一次呼吸的吸氣最大值(即，吸氣最大值出現(xiàn)的時間)開始并且通過后續(xù)的呼吸過程的吸氣最大值(即，吸氣最大值出現(xiàn)的時間)停止。然后移動到第一位置zk之后的位置zk+1，并且在那里通過重復(fù)該過程來進(jìn)行掃描。兩個連續(xù)的吸氣最大值之間的時間段δt包括至少一個呼吸周期。在呼吸引起的不規(guī)則的情況下，時間段δt還包括多個呼吸周期。特別是如果患者的呼吸有時太平緩，以至于在呼吸周期中沒有吸氣最大值被確定為極值，則是這種情況。

在本發(fā)明的特別有利的實施例中，如果相應(yīng)極值的振幅的絕對值超過預(yù)先給出的額定值，則開始時間和/或結(jié)束時間才被確定為該極值或每個極值的時間值。合適地，在掃描之前基于平靜且均勻地呼吸的患者的呼吸曲線或者呼吸模式來確定額定值。如果識別出極值并且作為附加條件，極值或呼吸曲線的振幅的絕對值已超過額定值，則才開始或停止掃描。以這種方式確保了掃描在常規(guī)呼吸周期中開始并且在常規(guī)呼吸周期中停止。因此，繼續(xù)進(jìn)行掃描，直到已經(jīng)獲得了與完整呼吸周期的一致的投影數(shù)據(jù)為止。例如在咳嗽或平緩的呼吸等期間的呼吸信號的振幅的不規(guī)則性不會導(dǎo)致掃描中止。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在掃描結(jié)束后離線評估特別是存儲的患者特定的呼吸曲線。如果患者在掃描期間意外地咳嗽或呼吸曲線的質(zhì)量普遍非常差，則這可能影響呼吸周期的振幅質(zhì)量。這可能導(dǎo)致，在位置zk處沒有發(fā)現(xiàn)極值，即沒有掃描的開始時間和/或沒有結(jié)束時間，因此沒有掃描完整的呼吸周期。同樣，在呼吸曲線中可能缺少用于重建整個呼吸周期的振幅信息。通過呼吸曲線的離線評估，能夠識別這種不規(guī)則并采取適當(dāng)?shù)拇胧?。這些措施可以是在特定位置處重復(fù)執(zhí)行掃描，選擇特定原始圖像用于重建或者校正原始圖像的階段分配。有利地在每次在特定位置執(zhí)行掃描之后執(zhí)行離線評估，以便在需要時執(zhí)行掃描的重復(fù)，而不需要進(jìn)行縱向進(jìn)給。

替換地，根據(jù)離線評估，可以與患者的縱向方向上的位置相關(guān)地識別在掃描期間發(fā)生的呼吸曲線不規(guī)則。這使得即使在檢查完成之后也可以在特定位置有針對性地重復(fù)掃描。因此，在具體位置處識別到呼吸曲線中的不規(guī)則的情況下，作為適當(dāng)且有利的措施，在該位置處重新執(zhí)行掃描。

為了評估所獲取的呼吸曲線，在優(yōu)選的實施例變型中，預(yù)先給定和/或根據(jù)多個患者特定的先前呼吸曲線學(xué)習(xí)代表性呼吸曲線，其中，基于代表性呼吸曲線，在線評估患者特定的呼吸曲線。該和對此下面解釋的優(yōu)選的擴(kuò)展本身分別獨立地是有創(chuàng)造性的，其中，評估方法特別地且優(yōu)選地適于呼吸曲線的在線評估，以便由此控制用于計算機(jī)斷層攝影成像的掃描。該用于成像的方法的與此相關(guān)的特征對于借助于代表性呼吸曲線的評估方法是不重要的。

優(yōu)選地根據(jù)在實際檢查之前或先前獲取的患者的一些呼吸曲線來學(xué)習(xí)或推斷患者的代表性呼吸曲線。合適地，通過與代表性呼吸曲線的直接比較來評估當(dāng)前或具體存在的呼吸曲線。特別地，這使得可以在當(dāng)前呼吸曲線中預(yù)測具體時間，例如，達(dá)到最大吸氣時間。因此，快速并且特別是實時地評估當(dāng)前獲取的和正在進(jìn)行的呼吸曲線，以便在成像期間控制掃描。

有利地，從患者特定的呼吸曲線，基于代表性呼吸曲線，在線地特別是對于掃描確定開始時間和結(jié)束時間。特別地，通過與代表性呼吸曲線進(jìn)行比較，根據(jù)當(dāng)前呼吸曲線中的相應(yīng)極值的達(dá)到來確定這些時間，為此可以從代表性呼吸曲線導(dǎo)出對于相應(yīng)的達(dá)到的特定條件。這些條件例如是振幅的時間走向本身，呼吸曲線中對應(yīng)于特定呼吸階段的特定部分，斜率值或斜率的時間走向，即呼吸曲線的變化速度等。

在另一優(yōu)選變型中，為了進(jìn)行評估，從代表性呼吸曲線的值，形成由振幅和時間導(dǎo)數(shù)組成的元組(tupel)，其中，從元組確定中心的坐標(biāo)，其中，元組關(guān)于中心被轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)，其中，將特定角度分配給對應(yīng)于吸氣最大值的代表性呼吸曲線的極值，其中，將患者特定的呼吸曲線的值在線地關(guān)于從代表性呼吸曲線確定的中心轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)，其中，從中分別確定當(dāng)前角度，并且其中，通過將當(dāng)前確定的角度與特定角度進(jìn)行比較，分別在線地確定極值的時間值。中心的坐標(biāo)優(yōu)選地被確定為由振幅和導(dǎo)數(shù)構(gòu)成的元組的幾何重心(geometrischenschwerpunkt)的坐標(biāo)。

上述變型的優(yōu)點在于，直接通過分別評估的角度指示當(dāng)前獲取的呼吸曲線中的極值的達(dá)到。特別地，如果當(dāng)前呼吸周期的振幅小于代表性呼吸曲線的振幅，則在呼吸曲線的評估中不能獲得指示達(dá)到極值的特定角度。即，在這種情況下，代表性呼吸曲線的中心，在幾何上來看位于通過由振幅和導(dǎo)數(shù)構(gòu)成的值對或元組描述的當(dāng)前呼吸曲線的走向、即相應(yīng)的當(dāng)前呼吸周期之外，使得相對于中心的評估的角度沒有描述一個完整的周期。這同樣適用于各個導(dǎo)數(shù)值(ableitungswerte)。換句話說，由于沒有指示極值，所以在走向和振幅上不規(guī)則的呼吸周期被指定的評估算法評估為是不規(guī)則的。然而，掃描因此以期望的方式繼續(xù)，直到獲得了與完整的呼吸周期的所有希望的階段區(qū)段一致的原始數(shù)據(jù)或原始圖像為止。

本發(fā)明的第二個任務(wù)按照本發(fā)明通過用于進(jìn)行呼吸相關(guān)的計算機(jī)斷層攝影成像的裝置來實現(xiàn)，該裝置包括用于執(zhí)行提供多個原始圖像的對患者的檢查區(qū)域的掃描的計算機(jī)斷層攝影設(shè)備，用于獲取患者特定的呼吸曲線的傳感器，以及控制單元，該控制單元被設(shè)計為執(zhí)行如前所述的方法。

計算機(jī)斷層攝影設(shè)備有利地包括具有x射線放射源和檢測器的機(jī)架，其中，機(jī)架圍繞患者可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置以執(zhí)行掃描。為此，患者定位在特別是可以在患者的縱向方向上移動的臺上。在檢查的過程中，患者以待檢查的身體區(qū)域相對于機(jī)架相應(yīng)地定位。為了執(zhí)行順序掃描模式，然后將臺移動到不同的、特別是連續(xù)的位置zk，其中，在每個位置zk處，對檢查區(qū)域執(zhí)行掃描。

作為用于獲取呼吸曲線或呼吸替代物的傳感器，合適地采用肺活量計或拉伸帶。為了記錄呼吸曲線，肺活量計測量患者的呼吸流量，而拉伸帶測量胸部或腹部周長的變化。此外合適地，在替代變型中，使用照相機(jī)系統(tǒng)作為傳感器，通過該照相機(jī)系統(tǒng)觀察位于患者胸部上的特別是反射標(biāo)記的移動。

所述裝置的有利實施例從與所述方法相關(guān)的從屬權(quán)利要求中得到。在此，對于所述方法及其擴(kuò)展所提到的優(yōu)點可以類似地專用于所述裝置。

附圖說明

以下將參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的示例性實施例。其中：

圖1示出了示例性的患者特定的呼吸曲線，

圖2示出了從真實呼吸曲線確定的代表性呼吸曲線，

圖3在振幅-速度圖中示出了真實呼吸曲線和代表性呼吸曲線，以及

圖4示出了用于進(jìn)行呼吸相關(guān)的計算機(jī)斷層攝影成像的裝置，其包括計算機(jī)斷層攝影設(shè)備和用于獲取呼吸曲線的傳感器。

具體實施方式

圖1示出了患者的示例性呼吸曲線1。呼吸曲線1作為呼吸替代物使用外部傳感器、例如肺活量計或拉伸帶來測量或記錄。為了控制提供患者的檢查區(qū)域的多個原始圖像的計算機(jī)斷層攝影掃描，在線評估所獲取的患者特定的呼吸曲線。然后根據(jù)在線評估的結(jié)果控制掃描。為此目的的相應(yīng)裝置和相應(yīng)的裝置部件在圖4中示出。

通過經(jīng)由在線評估同步采集的呼吸曲線來控制掃描，特別地確保在患者的檢查區(qū)域的位置zk處，記錄與完整的呼吸周期的足夠一致的原始數(shù)據(jù)，以便能夠重建檢查區(qū)域的3d圖像，而沒有由呼吸不規(guī)律引起的偽影。

在這種情況下，圖1所示的呼吸曲線1包括五個呼吸周期3。其中的第二個呼吸周期5在其振幅上呈現(xiàn)不規(guī)則性。這可能是由于測量數(shù)據(jù)或患者的改變的呼吸。為了執(zhí)行掃描，在最大吸氣點7之后在線評估當(dāng)前呼吸曲線1。在這種情況下，這是最大振幅點，或沿著呼吸曲線1的極值8。第二個呼吸周期5還示出極值9。然而，與其他極值8相比，其處于顯著減小的振幅。

在檢查過程開始之后，應(yīng)當(dāng)在患者的縱向方向上的第一固定位置zk執(zhí)行第一掃描10。為此，從呼吸曲線1的在線評估，確定作為開始時間11的第一極值8的出現(xiàn)。在到達(dá)或確定開始時間11時，第一掃描10開始。在執(zhí)行第一掃描以從不同方向捕獲多個原始圖像的同時，進(jìn)一步同步地或在時間上并行地評估呼吸曲線1。接下來的第二個呼吸周期5的極值9不被識別為相關(guān)吸氣最大值，因為其振幅值與預(yù)先給出的額定值相比太小。在另一個呼吸周期3中，在線評估才確定呼吸曲線1中的另一極值8，因為振幅足夠高。在線評估將該另一呼吸周期3的這個極值8才評估為結(jié)束時間13，在確定或達(dá)到該結(jié)束時間時，第一掃描10結(jié)束。

可以看出，第一掃描10覆蓋兩個呼吸周期3的持續(xù)時間。第二個不規(guī)則的呼吸周期5被識別為不規(guī)則的。因此，掃描10繼續(xù)，直到在常規(guī)呼吸周期2的每個階段上采集到足夠一致的原始數(shù)據(jù)為止。特別地，不是來自不規(guī)則的第二個呼吸周期5的吸氣階段的原始數(shù)據(jù)，而是來自下一個規(guī)則的呼吸周期3的吸氣階段的原始數(shù)據(jù)，用于在位置zk處重建3d圖像。

在第一掃描10結(jié)束之后，在患者的位置改變(控制臺進(jìn)給)的情況下在位置zk+1處執(zhí)行第二掃描15。與第一掃描10不同，進(jìn)一步并行評估的呼吸曲線1在此示出呼吸不規(guī)則。在識別到或達(dá)到呼吸周期3的最大吸氣點7或極值8時，開始第二掃描15。在識別到或達(dá)到后續(xù)呼吸周期3的最大吸氣點7或極值8時，終止第二掃描15。兩個極值8處的振幅值分別超過預(yù)先給定的額定值。第二掃描15包括一個呼吸周期的持續(xù)時間。

然后，移動患者并繼續(xù)該方法，直到在所有期望的位置zk分別執(zhí)行掃描為止。還可直接看出的是，使用所提出的方法，相應(yīng)掃描的持續(xù)時間直接與呼吸頻率相關(guān)聯(lián)。延長或縮短的呼吸周期導(dǎo)致對掃描持續(xù)時間的相應(yīng)調(diào)整。

在有利的變型中，在相應(yīng)地執(zhí)行掃描之后或者在對所有位置的掃描結(jié)束后，對所采集的呼吸曲線1執(zhí)行離線評估。如果確定了呼吸曲線中的不規(guī)則性或者非常差的質(zhì)量，則特別是根據(jù)不規(guī)則性的嚴(yán)重程度進(jìn)行優(yōu)先級排序，在相應(yīng)的位置zk處重新進(jìn)行掃描。導(dǎo)致重新進(jìn)行掃描的不規(guī)則性特別是呼吸曲線中的缺失振幅信息，該信息對于3d圖像的相位選擇重建是必要的。

圖2示出了在呼吸周期的持續(xù)時間內(nèi)從患者的多個實際測量的先前呼吸曲線18平均或?qū)W習(xí)的代表性呼吸曲線20(連續(xù)粗線)。在位置tmax處，代表性呼吸曲線20具有最大吸氣點7或其極值8，這與圖1所示的規(guī)則呼吸曲線3的情況一樣。事先在執(zhí)行檢查之前，例如基于患者的一些記錄的呼吸曲線18具體地獲得代表性呼吸曲線20。還可以基于經(jīng)驗值以患者特定的方式預(yù)先給出代表性呼吸曲線20，為此訪問對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。

將代表性呼吸曲線20用于根據(jù)圖1的呼吸曲線1的在線評估，以便在患者的檢查或治療期間控制掃描，以進(jìn)行ct成像。

為此，圖3在振幅-速度圖中對于一個呼吸周期的持續(xù)時間示出了代表性呼吸曲線20以及當(dāng)前記錄的呼吸曲線1的族。相應(yīng)的振幅值r在此相對于作為時間導(dǎo)數(shù)確定的速度值v繪制。代表性呼吸曲線20的值對或元組(rrepr，vrepr)的繪制，針對一個呼吸周期由于信號的周期性，產(chǎn)生在其半徑上與角度相關(guān)的特征圓的可見旋轉(zhuǎn)(umlauf)。當(dāng)前記錄的呼吸曲線1的相應(yīng)在線評估產(chǎn)生沿著該圓旋轉(zhuǎn)的具有偏差或偏差較小的曲線路徑。

從代表性呼吸曲線20的元組(rrepr，vrepr)確定幾何(中點)或經(jīng)由振幅和速度值預(yù)先給出的中心c，呼吸曲線1、20的元組相對于其轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)，即距離p和相位角中心c在圖3中用其坐標(biāo)(cr，cv)標(biāo)記。特別地，對于代表性呼吸曲線20產(chǎn)生分配給極值8或最大吸氣8的時間的特征角在根據(jù)圖3的曲線圖中，相應(yīng)的元組用標(biāo)記。對于當(dāng)前呼吸曲線1的在線評估，其中連續(xù)地或者以時間離散增量確定相位角作為用于確定相應(yīng)極值的出現(xiàn)的明確的標(biāo)準(zhǔn)，得到并且在這種情況下，達(dá)到或超過了極值，并且相應(yīng)的時間值可以用作如上所述的開始或終止掃描的開始時間或結(jié)束時間。

根據(jù)中心c的選擇，通過所描述的在線評估，在具有低振幅的不規(guī)則呼吸周期的情況下，如果根據(jù)圖3的相應(yīng)的呼吸曲線例如位于中心c下，則在的區(qū)域中不確定相位角。在這種情況下，繼續(xù)進(jìn)行掃描，直到基于規(guī)則的呼吸周期確定了規(guī)則的中止標(biāo)準(zhǔn)為止。

將患者的實際測量的呼吸曲線1以規(guī)則的間隔用于調(diào)整代表性呼吸曲線20。因此，對呼吸信號的移動、特別是基線漂移作出反應(yīng)。此外，將代表性呼吸曲線20與患者的實際呼吸持續(xù)匹配。根據(jù)相應(yīng)的代表性呼吸曲線20，相應(yīng)地調(diào)整中心c的計算。

圖4示出了用于進(jìn)行呼吸相關(guān)的計算機(jī)斷層攝影成像的裝置81。裝置81包括計算機(jī)斷層攝影設(shè)備83，其具有可旋轉(zhuǎn)機(jī)架85，機(jī)架85包括具有扇形放射幾何結(jié)構(gòu)的x射線放射源87和弧形平板檢測器89。為了對患者(93)的檢查區(qū)域(91)進(jìn)行提供多個原始圖像的掃描，所述裝置包括用于記錄患者特定的呼吸曲線(1)的傳感器(97)和被設(shè)計為執(zhí)行根據(jù)上述方法的控制單元(99)。

借助計算機(jī)斷層攝影設(shè)備83，為了例如對放射治療進(jìn)行準(zhǔn)備，對患者93的檢查區(qū)域91進(jìn)行計算機(jī)斷層攝影掃描。在此，依次掃描連續(xù)的位置。為了進(jìn)行檢查或成像，患者位于其上的臺95移動到第一固定位置zk。機(jī)架85在該位置zk圍繞患者旋轉(zhuǎn)，直到獲得與至少一個完整呼吸周期一致的原始數(shù)據(jù)為止。借助于對患者93的同步記錄的呼吸曲線的在線評估來確定在患者93的位置處的掃描的持續(xù)時間。通過傳感器97在計算機(jī)斷層攝影檢查期間獲取呼吸曲線本身，作為呼吸替代物。作為傳感器97，例如使用拉伸測量帶。替換地，使用肺活量計。然后，患者位于其上的臺95沿著患者的縱向方向101移動到下一個固定位置zk+1，并且執(zhí)行新的掃描。

在相應(yīng)的位置zk處根據(jù)在線評估的患者特定的呼吸曲線的結(jié)果控制每個掃描。為此目的使用適當(dāng)實施的控制單元99?？刂茊卧?9被設(shè)計為如上所述基于對當(dāng)前獲取的呼吸曲線的在線評估來執(zhí)行用于控制掃描的方法。

本發(fā)明不限于上述實施例。實際上，在不脫離本發(fā)明的主題的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從中推斷出本發(fā)明的其它變體。特別地，結(jié)合實施例描述的所有單獨特征也可以彼此組合而不脫離本發(fā)明的主題。