專利名稱：確定患者在磁共振設備中的位置的方法
技術領域：
本發明涉及一種確定患者在磁共振設備中的位置的方法。
背景技術：
在用磁共振設備對患者進行檢查時可以將患者定位在八個不同的位置上。可使患者頭朝前或腳朝前、俯臥或仰臥、左側臥或右側臥。目前對如何具體定位患者、也就是如何關于磁共振設備的坐標系統設置的采集是通過操作人員在登記過程中將患者位置輸入設備計算機來瞬時進行的。通常在對患者實際定位之前輸入患者位置。如果現在患者位置與在登記過程中手動輸入的不符，則例如可能是發生了左右顛倒。也就是說在所拍攝的圖像中左和右標記與患者在磁共振設備中的實際位置不符。這可能在過后的手術中導致嚴重的后果，例如已所述的，對右腎而不是左腎進行手術等等。對錯誤輸入的患者位置的事后校正是很費事的。因此準確并正確地采集患者位置是非常重要的。而目前的方法是常常出錯的。
發明內容
因此本發明要解決的技術問題是，提供一種方法以及相應的磁共振設備，使得能夠準確地采集位置并幫助避免上述問題的發生。
本發明的技術問題通過一種本文開始所述類型的方法來解決，其中，在將患者移入之時或之后拍攝三個相互正交的定位器圖像，圖像分析裝置借助這些定位器圖像自動確定一個或多個在這些定位器圖像中示出的在定位器圖像中其位置取決于患者位置的解剖標記，并借助這些標記來確定患者的空間位置。
按照本發明的方法，建議自動確定患者的位置，為此按照本發明僅要求拍攝三個定位器圖像，這在檢查中一般總是事先完成的。這些定位器圖像不必具有高分辨率，因為其目的不是采集解剖細節，而僅是確定其位置在各定位器圖像中取決于患者的實際位置的粗略的解剖學標記或結構。
在拍攝了這些快速的定位器圖像之后，圖像分析裝置現在借助冠狀的、矢狀的和橫向的定位器截面來確定突出的解剖結構，這些解剖結構在各圖像中都被示出，并且其圖像位置關于實際患者位置是唯一的，因此給出對實際患者位置的清楚的指示。例如如果矢狀截面示出通常的頭形或顱頂，則唯一地表示患者是以頭在前移入的。借助矢狀圖像還可以確定患者是仰臥、俯臥還是側臥。如果例如患者是側臥，則可通過分析冠狀圖像根據例如方向而位于右或左的鼻子或眼窩的位置來確定方向(仰臥/俯臥)。如果患者左側臥或右側臥，則可以對橫向圖像進行分析，以仍借助鼻子或眼窩的位置來確定方向(左/右)。
因此借助這樣的自動圖像分析和對與患者實際位置相關的解剖學標記的圖像位置的確定可以簡單而快速的方式自動確定患者的實際空間位置。這樣的自動確定可以作為已實施的登記中對患者位置的登記項的基礎，但該信息還可用于對手動輸入的監控，即醫療技術助理就此在實際圖像拍攝之前還有可能對其自己的輸入進行驗證。
對于對定位器圖像的分析合適而足夠的是，圖像分析裝置將定位器圖像二進制化，即將定位器圖像作為僅能識別粗略輪廓的純黑-白顯示應用。根據所尋找的是哪些解剖學標記，可以借助預先固定給出的或用戶可選的灰度值窗化參數來進行二進制化。通常解剖結構以各自的灰度值相互區分。現在可以根據圖像分析裝置所要“尋找”的內容來以不同的方式進行二進制化，以便在圖像對比度的范圍內也能唯一識別可能存在的結構。圖像分析本身可以有針對性地通過相應的進行邊沿檢測、輪廓跟蹤的分析算法實現。
如已所述，合適的是將自動確定的患者位置隨后自動與要拍攝的檢查圖像相對應，從而可以保證也能將事實上正確的患者位置與例如用于過后的手術計劃的各圖像相對應。在此還可以將所確定的患者位置與對操作人員的輸入或確認請求一起顯示在顯示器上，操作人員僅在自動確定的患者位置與在登記中登記的以及過后拍攝的檢查圖像自動相對應之前須通過適當的輸入對自動確定的患者位置進行確認。
除了上述方法本發明還涉及一種磁共振設備，其包括具有圖像分析裝置的控制裝置，其中，在將患者移入之時或之后通過該圖像分析裝置拍攝三個相互正交的定位器圖像，用于自動采集一個或多個在這些定位器圖像中示出的在定位器圖像中其位置取決于患者位置的解剖學標記，并借助這些標記來確定患者的空間位置。
以下借助附圖和實施例對本發明的其它優點、特征和細節進行描述。其中示出圖1示出按照本發明的磁共振設備的原理圖；圖2示出顯示拍攝的冠狀、矢狀和橫向定位器圖像的空間方向的原理圖；圖3示出借助兩個定位器圖像確定患者位置的第一實施例；圖4示出借助兩個定位器圖像確定患者位置的第二實施例；圖5示出借助一個定位器圖像確定患者位置的第三實施例；圖6示出借助兩個定位器圖像確定患者位置的第四實施例。
具體實施例方式
圖1以原理圖的形式示出按照本發明的磁共振裝置1，其包括磁共振設備2和配屬于其的控制裝置3，控制裝置3在所示出的例子中具有圖像分析裝置4。此外，顯示器5用于輸出所拍攝的圖像，還設置了鍵盤形式的輸入裝置6。
在公知的磁共振裝置中通常將患者設置于患者臥榻上，并沿患者臥榻的水平方向被移入檢查設備2的管道16中。在所示出的例子中為封閉的磁共振設備，但還公知有開放的設備，其中兩個一半的設備上下相疊并相互有一定的距離地設置，從而也可從側面將患者移入。
圖2以原理圖的形式示出了管道16和磁共振設備2的坐標系，借助該坐標系來描述冠狀、矢狀和橫向定位器圖像的關于該設備坐標系的固定空間方向。
在x-z平面拍攝矢狀圖像，在y-z平面拍攝冠狀圖像，在x-y平面拍攝橫向圖像。因此對于本發明的方法定位器圖像與設備坐標系相關，但不與身體自身的患者坐標系相關。即矢狀定位器圖像不是關于患者矢向延伸，而是關于磁共振設備2矢向延伸，相應地，對于橫向和冠狀圖像也是如此。
圖3以原理圖的形式示出借助兩個定位器圖像、即矢狀圖像Asag和冠狀圖像Acor對患者位置的確定。對于這些圖像在圖2的坐標系中給出了圖像的各個方向。
在此要記住，一般地對于所有實施例來說，各個定位器圖像都要首先通過圖像分析裝置4二進制化，因此被作為縮減的黑-白顯示而進行處理，而這對于通過圖像分析裝置4查找主要為確定位置而標記的解剖結構或標記來說是足夠的。圖像分析裝置4可以利用如邊沿檢測算法等適當的分析算法或識別算法。二進制化可以尤其是根據特定的由圖像分析裝置4具體查找的結構借助預先固定給出的、例如也取決于結構的灰度值窗進行，或者借助可由用戶設置的、例如可以通過鍵盤6定義的灰度值窗進行。但對于盡可能順利的自動化有意義的是，基于預先固定給定的灰度值窗進行二進制化，其中，對于一個定位器拍攝如其所實施的可以對應于不同的窗口，以便能夠具體地預先給出在未二進制化的圖像中表示不同灰度值的不同的解剖學標記，由此來支持分析。
圖3中的矢狀圖像Asag示出患者P的輪廓7。如通過邊界的圖像區域的陰影線所示，該區域是黑的，而患者本身則除了少數結構外主要被示為白的，這些結構由于所對應的灰度值窗而在二進制化時被顯示為黑的。
由頭部的取向和頭部的輪廓以及由頭部在該矢向截面中示出的狀態可以肯定地得出，患者關于z方向以頭部在前的方式被移入檢查設備2。在此可以肯定，在移入時就已可以拍攝或者可以在將患者最后定位后拍攝定位器圖像。
現在，為了確定患者是仰臥還是俯臥圖像分析裝置4對冠狀截面進行分析。在該同樣二進制化了的黑白圖像中重新示出了輪廓7，但由于冠狀截面與矢狀截面的正交定位而顯示在另一圖像中。圖像分析裝置4現在關于醒目的解剖學標記、如眼窩8或鼻子9的位置來分析該二進制化的顯示。這些解剖學標記由于是非對稱地設置在身體上的，因此對患者P的相應的仰臥位置來說是唯一的。即借助對二進制定位器圖像的簡單分析可以通過控制裝置3和圖像分析裝置4自動確定設備坐標系中的患者位置。現在例如可以將該信息與對操作人員的輸入請求一起在顯示器5上給出，操作人員對該自動確定的位置信息進行確認。這如已所述可以通過鍵盤6實現。只要存在確認，這些位置信息例如就會全部被自動地與隨后用磁共振設備拍攝的圖像相對應。
圖4示出另外兩個二進制化的定位器圖像，即仍然是一個矢狀圖像Asag和一個橫向圖像Atrans。圖像分析裝置4在此也首先對矢狀圖像Asag關于那些解剖學標記進行分析。這里也示出患者頭的輪廓7，在此可見的還有例如勾畫出的顱頂。圖像分析裝置4現在例如將輪廓7或顱頂識別為描述頭部的唯一解剖學標記。即就此已經驗證患者是頭向前被移入的。原理上借助頭部的非對稱的及奇特的形狀就已可以從在此示出的矢狀圖像中分析出頭部是向右還是向左取向的，因此在這種情況下不一定需要在這些圖像中確定其它解剖學標記或者對其它圖像進行分析，但也可以這樣進行。
與此相關地，當矢狀截面不必在這樣的高度截取，以及在圖像中例如還可以將眼窩8或鼻子9作為解剖學標記采集(只要它們在圖像中是可見的，但這不是必須的)時，圖像分析裝置4還可識別出患者P一定是側臥的。但只要這些結構在關于x和z軸定義的定位器圖像中已可識別，借助這些圖像就已可確定患者P是關于移入方向臉向左側臥的。
如果要額外查找的、在這種情況下對于位置分析不是必須的解剖學標記一一眼窩或鼻子在矢狀圖像中不可識別，則可以利用同樣在圖4中示出的橫向定位器圖像Atrans。借助該二進制圖像可以將眼窩8作為非對稱解剖學標記來識別，并采集左側位置。
圖5示出矢狀定位器圖像Asag，其中示出患者的兩個腳10。圖像分析裝置4例如通過邊沿檢測算法在該二進制圖像中確定黑白邊界線的延伸并毫無疑義地識別出兩個腳10。根據該黑白邊界線的延伸還可以識別患者是俯臥還是仰臥。在所示的例子中腳尖11相互分離，這通常是患者俯臥的情況，因為這樣腳尖相互傾倒。即取向將由腳部區域的三角形定義。
如果從矢狀圖像得出患者是側臥的，但腳部仍然是唯一獲得的(這由通常的腳的形狀可以立即確定)，則這里也可從在矢狀截面中顯示的向左或向右的腳的取向或腳尖的方向來確定側面取向。
首先在具有敞開的結構的磁共振設備中可以因為患者臥榻的兩維可移動性將患者置于設備的中央。由此無法借助頭或腳的輪廓來進行識別。即在各定位器圖像中僅示出了軀干而沒有特殊的解剖學頭或腳標記。
在這種情況下，首先借助矢狀定位器圖像Asag確定是患者的頭部、腳、腿還是軀干被移入掃描器。
圖6在矢狀圖像中僅示出患者軀干的一截12，而沒有任何可以唯一對應于髖部或肩部的解剖學標記。所示出的僅是帶有若干脊骨14的脊椎13。圖像分析裝置4現在可以借助二進制的矢狀圖像中示出的脊骨截面形狀來識別，患者是頭向前還是腳向前移入的。因為在矢狀圖像中脊骨示出可以唯一按照方向對應的相應形狀。
圖像分析裝置4借助橫向截面圖像Atrans確定患者P是仰臥、俯臥還是側臥。在此顯然脊骨關于身體輪廓15處于下面的區域，因此患者是仰臥的。由此，這里也可以僅借助快速的定位器圖像進行唯一的位置識別，定位器圖像優選是二進制化的，這些定位器圖像然后(必要時經操作人員確認后)被自動記入記錄中。
權利要求
1.一種用于確定患者在磁共振設備中的位置的方法，其特征在于，在將患者移入之時或之后拍攝三個相互正交的定位器圖像(Asag，Acor，Atrans)，圖像分析裝置(4)借助這些定位器圖像自動確定一個或多個在這些定位器圖像中示出的、且在定位器圖像(Asag，Acor，Atrans)中的位置取決于患者位置的解剖學標記(7，8，9，10，11，13，14，15)，并借助這些標記來確定患者(P)的空間位置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，為了由所述圖像分析裝置(4)進行分析，將所述定位器圖像(Asag，Acor，Atrans)二進制化。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助預先固定給出的或用戶可選的灰度值窗口參數進行二進制化。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，將所確定的患者位置自動與隨后要拍攝的檢查圖像相對應。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，在顯示器(5)上顯示所確定的患者位置，并且為了進行自動對應須由操作人員進行確認。
6.一種磁共振設備，包括具有圖像分析裝置(4)的控制裝置，其特征在于，在將患者移入之時或之后通過該圖像分析裝置(4)拍攝三個相互正交的定位器圖像(Asag，Acor，Atrans)，用于自動采集一個或多個在這些定位器圖像中示出的、且在定位器圖像(Asag，Acor，Atrans)中的位置取決于患者位置的解剖學標記(7，8，9，10，11，13，14，15)，并借助這些標記(7，8，9，10，11，13，14，15)來確定患者(P)的空間位置。
7.根據權利要求6所述的磁共振設備，其特征在于，所述圖像分析裝置(4)在標記采集時將所述定位器圖像(Asag，Acor，Atrans)二進制化。
8.根據權利要求6或7所述的磁共振設備，其特征在于，所述圖像分析裝置(4)根據預先固定給出的或用戶可選的灰度值窗口參數進行二進制化。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的磁共振設備，其特征在于，所述圖像分析裝置(4)用于將所確定的患者位置自動與隨后要拍攝的檢查圖像相對應。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的磁共振設備，其特征在于，通過所述圖像分析裝置(4)確定的患者位置與對用戶的輸入請求一起顯示在顯示器(5)上，并且所述圖像分析裝置(4)在采集到操作人員的確認輸入后自動將所述患者位置與隨后要拍攝的檢查圖像相對應。
全文摘要
本發明涉及一種用于在磁共振設備中確定患者位置的方法和相應的磁共振設備，其中，在將患者移入之時或之后拍攝三個相互正交的定位器圖像(A
文檔編號A61B5/055GK1853583SQ20061007549
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月20日 優先權日2005年4月20日
發明者羅蘭·費伯, 奧利弗·史萊克 申請人:西門子公司