DE102004031984B4 - Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen - Google Patents

Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen Download PDF

Info

Publication number
DE102004031984B4
DE102004031984B4 DE102004031984A DE102004031984A DE102004031984B4 DE 102004031984 B4 DE102004031984 B4 DE 102004031984B4 DE 102004031984 A DE102004031984 A DE 102004031984A DE 102004031984 A DE102004031984 A DE 102004031984A DE 102004031984 B4 DE102004031984 B4 DE 102004031984B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
object volume
image
calculated
data
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102004031984A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004031984A1 (de
Inventor
Herbert Dr. Bruder
Ernst Dr. Klotz
Thomas Dr. Flohr
Karl Dr. Stierstorfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102004031984A priority Critical patent/DE102004031984B4/de
Priority to US11/169,913 priority patent/US7277524B2/en
Publication of DE102004031984A1 publication Critical patent/DE102004031984A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004031984B4 publication Critical patent/DE102004031984B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4064—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis specially adapted for producing a particular type of beam
    • A61B6/4085—Cone-beams
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/461—Displaying means of special interest
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1075—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof for measuring dimensions by non-invasive methods, e.g. for determining thickness of tissue layer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40—Imaging
    • G01N2223/419—Imaging computed tomograph
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/612—Specific applications or type of materials biological material

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen bei dem mit einem Mehrschicht-Computertomographen (1) eine Spiralabtastung des Objektvolumens mit einem Pitch p durchgeführt wird, der so klein gewählt ist, dass jede Schicht des Objektvolumens bei der Spiralabtastung mehrfach erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus Messdaten von jeweils zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen durch einen zusätzlichen Berechnungsbestandteil vor oder nach einer Bildrekonstruktion ein Bild (23) des Objektvolumens so berechnet und dargestellt wird, dass aus dem Bild (23) eine Veränderung innerhalb des Objektvolumens zwischen den zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen unmittelbar ersichtlich ist, wobei mehrere Bilder (23) für unterschiedliche zeitliche Phasen Δt < Trot/2 berechnet und dargestellt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen, insbesondere innerhalb des menschlichen Körpers, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Mit modernen bildgebenden medizintechnischen Geräten, wie den Computertomographen, lassen sich Volumenbilder vom Inneren eines Untersuchungsobjektes erfassen und darstellen. Durch Rotation einer Röntgenquelle um eine Systemachse, die sog. z-Achse, die durch das Objektvolumen verläuft, werden Röntgenprojektionen unter verschiedenen Winkeln aufgezeichnet. Aus den Messdaten der aufgezeichneten Projektionen lassen sich dann Schicht- oder Volumenbilder des Objektvolumens rekonstruieren, bspw. durch Verfahren der gefilterten Rückprojektion. Bei einer Untersuchung mit einem Computertomographen wird zur Erfassung eines größeren Volumenbereiches der Lagerungstisch für den Patienten entlang der Systemachse verfahren. Bei einer sequenziellen Abtastung (sequenzieller Scan) erfolgt die Bewegung des Patiententisches schrittweise, wobei während der Bewegung keine Messdaten erfasst werden. Bei einer Spiralabtastung (Spiral-Scan) erfolgt eine kontinuierliche Verschiebung des Patiententisches bei gleichzeitiger Messdatenerfassung. Jeder Scan umfasst dabei mehrere vollständige Umläufe des Computertomographen, d. h. mehrere vollständige Rotationen des Drehrahmens des Computertomographen um die Systemachse.
  • Zur vollständigen Erfassung eines Objektvolumens muss der Vorschub des Lagerungstisches an die mit dem Computertomographen pro Umlauf jeweils erfasste Schichtdicke angepasst sein. Dies wird durch den sog. Pitch ausgedrückt, der das Verhältnis zwischen Vorschub des Patiententisches pro vollständiger Umdrehung des Drehrahmens und Schichtdicke der mit einer Umdrehung erfassten Gesamtschicht angibt. Bei Mehrschicht-Computertomographen entspricht diese Dicke der erfassten Gesamtschicht der Ausdehnung des Detektorarrays in z-Richtung. Übliche Messungen mit Computertomographen werden hierbei mit einem Pitch > 1 durchgeführt, um eine möglichst kurze Scanzeit zu erreichen.
  • Eine schnelle Messzeit spielt bei der Erfassung dynamischer Prozesse im Objektvolumen eine wichtige Rolle. Hierbei sollen zum einen Bilder ohne Bewegungsartefakte erhalten werden. Zum anderen ist es auch wünschenswert, durch Erfassung mehrerer Schicht- bzw. Volumenbilder in kurzem zeitlichem Abstand zeitaufgelöste Messungen durchführen zu können. So ist es zur zeitaufgelösten Messung des funktionellen Kontrastmittel-Verlaufs bei der Untersuchung eines Patienten bekannt, eine Multiscan-Technik anzuwenden, bei der mehrfach hintereinander sequenzielle Scans an einer festen Bildposition durchgeführt werden.
  • Die WO 98/36690 A1 offenbart ein Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen, bei dem mit einem Mehrschicht-Computertomographen eine Spiralabtastung des Objektvolumens mit einem Pitch p durchgeführt wird, der so klein gewählt ist, dass jede Schicht des Objektvolumens bei der Spiralabtastung mehrfach erfasst wird. Bei dem Verfahren dieser Druckschrift werden zeitliche Veränderungen innerhalb des Objektvolumens auf Basis zusätzlich erhaltener Messdaten weiterer Projektionen während der Spiralabtastung durch kontinuierliches Aktualisieren des dargestellten Schichtbildes visualisiert. Es wird somit eine schnell ablaufende Bildfolge der jeweils aktualisierten Bilder dargestellt.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen anzugeben, mit dem eine erhöhte Zeitauflösung realisierbar ist.
  • Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.
  • Bei dem vorliegenden Verfahren wird eine Spiralabtastung des Objektvolumens mit einem Mehrschicht-Computertomographen mit einem Pitch p durchgeführt, der so klein gewählt ist, dass jede Schicht des Objektvolumens bei der Spiralabtastung mehrfach erfasst wird. Nach oder noch während der Messdatenerfassung wird aus Messdaten von jeweils zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen durch einen zusätzlichen Berechnungsbestandteil vor oder nach einer Bildrekonstruktion ein Bild des Objektvolumens so berechnet und dargestellt, dass aus dem Bild eine Veränderung innerhalb des Objektvolumens zwischen den zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen unmittelbar ersichtlich ist. Aus den Messdaten werden dabei mehrere Bilder für unterschiedliche zeitliche Phasen Δt < Trot/2 berechnet und dargestellt.
  • In der bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt eine schichtweise Berechnung mehrerer zeitlich aufeinander folgender Halbumlaufdatensätze. Die zeitliche Auflösung wird dabei durch die Zeitdauer Trot/2 für einen halben Umlauf des Computertomographen bestimmt, d. h. für eine halbe Rotation des Drehrahmens um die Systemachse.
  • Durch die Wahl des Pitch p der Spiralabtastung in der angegebenen Weise wird jedes Bildelement bzw. Voxel des Objektvolumens in mehreren benachbarten Halbumläufen des Drehrahmens des Computertomographen, in der vorliegenden Patentanmeldung auch als Halbumläufe des Computertomographen bezeichnet, redundant abgetastet. Dadurch lassen sich von der gleichen Schicht bzw. dem gleichen Voxel getrennte Bilddaten rekonstruieren, die unterschiedlichen Zeiten während der Spiralabtastung entsprechen. Durch eine Berechnung von getrennten Schicht- bzw. Volumenbildern des gleichen Objektvolumens aus aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen lassen sich dynamische Prozesse innerhalb des Objektvolumens mit hoher Zeitauflösung erfassen und visualisieren.
  • Vorzugsweise wird der spirale Pitch p, d. h. der auf die Detektorlänge des Computertomographen in z-Richtung bezogene Tischvorschub pro Umlauf, zu p = 2/n gewählt, wobei n ein ganzzahliger Wert > 2 ist. Der Wert n entspricht der Anzahl der Zeitpunkte, bei denen das betrachtete Bildelement aufgezeichnet werden soll.
  • Die Schicht- oder Volumenbilder des Objektvolumens werden bei dem vorliegenden Verfahren aus den Mess- oder Bilddaten von jeweils zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen so berechnet und dargestellt, dass aus den Bildern eine Veränderung zwischen den zeitlich aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen innerhalb des Objektvolumens unmittelbar ersichtlich ist. Dies kann beispielsweise durch farbliche oder alleinige Darstellung der veränderten Bildbereiche erfolgen.
  • Die Berechnung der Bilder des Objektvolumens kann in unterschiedlicher Weise durchgeführt werden, wobei Bestandteil jeder Berechnung eine Rekonstruktion von Bilddaten aus den Messdaten oder vorverarbeiteten Messdaten ist. In einer Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens erfolgt eine Subtraktion von direkten und komplementären Projektionen jeweils zweier benachbarter, d. h. unmittelbar aufeinander folgender Halbumläufe, um zunächst Differenzdaten zu erhalten. Anschließend wird das Bild aus den Differenzdaten rekonstruiert. In diesem Fall zeigt somit jedes dargestellte Schicht- oder Volumenbild lediglich die zeitliche Veränderung gegenüber dem Zeitpunkt des unmittelbar vorangehenden Halbumlaufs.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens werden aus den Messdaten der Halbumläufe jeweils zunächst die Bilddaten rekonstruiert. Aus den Bilddaten jeweils zeitlich benachbarter Halbumläufe können dann durch pixelweise Bildung der Differenzwerte zeitliche Dichtegradienten im Bildsignal dargestellt werden. Auch eine pixelbezogene Dichteauswertung der Bilddaten der rekonstruierten Halbumläufe und Vergleich mit entsprechend vorangegangenen Bilddaten ist selbstverständlich möglich.
    •
  • Das vorliegende Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung einen Mehrschicht-Computertomographen zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens;
  • 2 eine schematische Darstellung zeitlicher und räumlicher Parameter bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens; und
  • 3 eine stark schematisierte Darstellung zur Veranschaulichung der Berechnung von Bildern des Objektvolumens gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens.
  • In 1 ist ein Mehrschicht-Computertomograph 1 schematisch dargestellt, wie er zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens einsetzbar ist. Die Messanordnung dieses Computertomographen 1 weist einen Röntgenstrahler 2 mit einer diesem vorgelagerten quellennahen Einblendvorrichtung 3 und einem als mehrzeiliges oder flächenhaftes Array von mehreren Zeilen und Spalten von Detektorelementen 4 ausgebildeten Röntgendetektor 5 auf. In der Darstellung der 1 sind der Übersichtlichkeit halber nur 4 Zeilen von Detektorelementen 4 dargestellt. Der Röntgendetektor weist jedoch vorzugsweise weitere Zeilen von Detektorelementen 4 auf. Der Röntgendetektor 5 kann als Festkörper-Matrix-Detektorsystem ausgebildet sein, insbesondere als Flachbilddetektor und/oder als Detektor, der eine Szintillatorschicht sowie eine zugeordnete elektronische Photoempfängermatrix umfasst.
  • Der Röntgenstrahler 2 mit der Einblendvorrichtung 3 einerseits und der Röntgendetektor 5 mit seiner nicht dargestellten Strahlenblende andererseits sind an einem Drehrahmen einander derart gegenüberliegend angebracht, dass ein im Betrieb des Computertomographen 1 von dem Röntgenstrahler 2 ausgehendes, durch die einstellbare Einblendvorrichtung 3 eingeblendetes, pyramidenförmiges Röntgenstrahlenbündel, dessen Randstrahlen in der 1 mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet sind, auf den Röntgendetektor 5 auftrifft. Der Drehrahmen kann mittels einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung um eine Systemachse 7 in Rotation versetzt werden. Die Systemachse 7 verläuft parallel zur z-Achse eines in 1 dargestellten räumlichen rechtwinkligen Koordinatensystems. Die Spalten des Röntgendetektors 5 verlaufen ebenfalls in Richtung der z-Achse, während die Zeilen, deren Breite b in Richtung der z-Achse gemessen wird und bspw. 1 mm beträgt, quer zu der Systemachse 7 bzw. der z-Achse verlaufen.
  • Um das Untersuchungsobjekt, z. B. den Patienten, in den Strahlengang des Röntgenstrahlbündels bringen zu können, ist ein Lagerungstisch 9 vorgesehen, der parallel zu der Systemachse 7, also in Richtung der z-Achse verschiebbar ist. Die Verschiebung erfolgt derart, dass eine Synchronisation zwischen der Rotationsbewegung des Drehrahmens und der Translationsbewegung des Lagerungstisches 9 vorliegt, wobei das Verhältnis von Translations- zu Rotationsgeschwindigkeit durch Vorgabe eines gewünschten Wertes für den Vorschub h des Lagerungstisches 9 pro Umdrehung des Drehrahmens einstellbar ist. Das Verhältnis zwischen diesem Vorschub h der Lagerungsvorrichtung pro Umdrehung des Drehrahmens (Rotationszeit Trot) und der Gesamtlänge L des Röntgendetektors 5 in Richtung senkrecht zur z-Achse, d. h. der Summe der Breiten b der einzelnen Detektorzeilen, wird als Pitch p bezeichnet.
  • Durch den Betrieb dieses Computertomographen kann ein Objektvolumen eines auf dem Lagerungstisch 9 befindlichen Untersuchungsobjekts mittels Volumenabtastung untersucht werden. Bei einer Spiralabtastung, wie sie beim vorliegenden Verfahren durchgeführt wird, werden unter Rotation des Drehrahmens und gleichzeitiger Translation des Lagerungstisches 9 pro Umlauf des Drehrahmens viele Projektionen aus verschiedenen Projektionsrichtungen aufgenommen. Der Fokus 8 des Röntgenstrahlers 2 bewegt sich dabei relativ zum Lagerungstisch 9 auf einer Spiralbahn 18. Die während der Spiralabtastung aus den Detektorelementen 4 jeder aktiven Zeile des Detektorsystems 5 parallel ausgelesenen, den einzelnen Projektionen entsprechenden Messdaten werden in einer Datenaufbereitungseinheit 10 einer Analog/Digital-Wandlung unterzogen, serialisiert und als Rohdaten an einen Bildrechner 11 übertragen, der das Ergebnis einer Bildrekonstruktion oder einer darauf basierenden Bildberechnung auf der Anzeigeeinheit 12, z. B. einem Videomonitor, darstellt.
  • Der Röntgenstrahler 2, bspw. eine Röntgenröhre, wird von einer Generatoreinheit 13 mit den notwendigen Spannungen und Strömen versorgt. Um diese auf die jeweils notwendigen Werte einstellen zu können, ist der Generatoreinheit 13 eine Steuereinheit 14 mit Tastatur 15 zugeordnet, die die notwendigen Einstellungen gestattet. Auch die sonstige Bedienung und Steuerung des Computertomographen 1 erfolgt mittels der Steuereinheit 14 und der Tastatur 15. Unter anderem kann die Anzahl der aktiven Zeilen von Detektorelementen 4 und damit die Position der Einblendvorrichtung 3 und der optionalen detektornahen Strahlenblende eingestellt werden, wozu die Steuereinheit 14 mit der Einblendvorrichtung 3 und der optionalen detektornahen Strahlenblende zugeordneten Verstelleinheiten 16, 17 verbunden ist. Weiterhin kann die Rotationszeit Trot eingestellt werden, die der Drehrahmen für eine vollständige Umdrehung benötigt.
  • Durch die Einstellung der Rotationszeit Trot zusammen mit der Vorschubgeschwindigkeit des Lagerungstisches 9 wird der Verschiebeweg des Lagerungstisches 9 während einer Umdrehung des Drehrahmens festgelegt. Unter Berücksichtigung der Gesamtlänge L des Röntgendetektors 5 in z-Richtung liegt dadurch auch der Spiral-Pitch p fest. Bei dem vorliegenden Verfahren wird dieser Pitch p so klein gewählt, dass während eines Spiralscans, der mehrere Umdrehungen des Drehrahmens um die Systemachse umfasst, jedes Voxel des interessierenden Objektvolumens mehrfach erfasst wird. Bei einer beispielhaften Festlegung des Tischvorschubs h pro Umdrehung des Drehrahmens auf die halbe Länge L/2 des Röntgendetektors 5 wird jedes Voxel bzw. jede Schicht zeitlich nacheinander viermal erfasst. Dies entspricht einem Pitch von p = 1/2. Hierbei werden in vier aufeinander folgenden Halbumläufen des Drehrahmens die gleichen Voxel einer Schicht jeweils mit unterschiedlichen Detektorkanälen aufgezeichnet. Somit können aus den erfassten Messdaten vier getrennte Bildrekonstruktionen durchgeführt werden, mit denen die Voxel zu unterschiedlichen Zeiten dargestellt werden können.
  • Diese Bildrekonstruktionen zum Erhalt der Bilddaten erfolgen nach oder noch während der Messdatenerfassung, wobei im vorliegenden Beispiel die Dichtewerte der korrespondierenden Bildpunkte der rekonstruierten Bilddaten jeweils zeitlich aufeinander folgender Halbumläufe voneinander subtrahiert werden. Die sich daraus ergebenden ein oder mehreren Volumenbilder werden dem Nutzer am Monitor dargestellt.
  • 2 zeigt zur Veranschaulichung unterschiedliche zeitliche Phasen Δt1/2 im Vergleich zur halben Rotationszeit Trot/2 des Drehrahmens bei der Spiralabtastung. Hierbei werden Bilder mit der Zeitauflösung von Trot/2 zu den unterschiedlichen Phasen erhalten. Während einer vollständigen Umdrehung des Drehrahmens bewegt sich der Lagerungstisch nur um einen Bruchteil der Gesamtlänge L des Röntgendetektors in z-Richtung weiter.
  • 3 zeigt beispielhaft und stark schematisiert ein aus den Messdaten eines Halbumlaufes rekonstruiertes Bild 19 sowie das aus den Messdaten des darauf folgenden Halbumlaufes rekonstruierte Bild 20. In der Figur ist lediglich zur Veranschaulichung ein Gefäß 21 zu erkennen, in dem Kontrastmittel 22 in Pfeilrichtung fließt. Durch den beim vorliegenden Ver fahren gewählten geringen Pitch p wird in zwei aufeinander folgenden Halbumläufen die gleiche Objektschicht erfasst, so dass durch Differenzbildung zwischen den Bilddaten beider Bilder ein Differenzbild 23 berechnet und dargestellt werden kann, das lediglich die Veränderung 24 zwischen den Zeitpunkten der beiden Halbumläufe zeigt.
  • Mit dem Verfahren lassen sich bspw. bei Durchführung der Spiralabtastung am Kopf eines Patienten arteriovenöse Malformationen (AVM) der Gehirngefäße sowohl in hoher räumlicher als auch in adäquater zeitlicher Auflösung darstellen. Die damit mögliche Bewertung des Grades des arteriovenösen Kurzschlusses liefert wichtige Therapieplanungsinformation. Eine mit der Kontrastmittelinjektion synchronisierte Untersuchung mit niedrigem Pitch, die gemäß dem vorliegenden Verfahren durchgeführt wird, erlaubt eine zeitliche Auflösung der Kontrastmittelanflutung, aus der diese Information gewonnen werden kann.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen bei dem mit einem Mehrschicht-Computertomographen (1) eine Spiralabtastung des Objektvolumens mit einem Pitch p durchgeführt wird, der so klein gewählt ist, dass jede Schicht des Objektvolumens bei der Spiralabtastung mehrfach erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus Messdaten von jeweils zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen durch einen zusätzlichen Berechnungsbestandteil vor oder nach einer Bildrekonstruktion ein Bild (23) des Objektvolumens so berechnet und dargestellt wird, dass aus dem Bild (23) eine Veränderung innerhalb des Objektvolumens zwischen den zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen unmittelbar ersichtlich ist, wobei mehrere Bilder (23) für unterschiedliche zeitliche Phasen Δt < Trot/2 berechnet und dargestellt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pitch zu p = 2/n gewählt wird, wobei n ein ganzzahliger Wert > 2 ist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Messdaten der jeweils zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufe oder Halbumläufe zunächst durch Differenzbildung Differenzdaten berechnet werden und das Bild (23) des Objektvolumens anschließend aus den Differenzdaten rekonstruiert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Messdaten der jeweils zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufe oder Halbumläufe Bilddaten rekonstruiert werden und das Bild (23) des Objektvolumens durch Differenzbildung der rekonstruierten Bilddaten der jeweils zwei zeit lich aufeinander folgenden Umläufe oder Halbumläufe berechnet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass von den jeweils zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufen oder Halbumläufen Bilddaten rekonstruiert werden und das Bild (23) des Objektvolumens aus den rekonstruierten Bilddaten mittels Dichteauswertung und Vergleich der Bilddaten der jeweils zwei zeitlich aufeinander folgenden Umläufe oder Halbumläufe berechnet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild (23) des Objektvolumens als Volumenbild berechnet und dargestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Objektvolumen innerhalb eines menschlichen Körpers befindet.
DE102004031984A 2004-07-01 2004-07-01 Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen Expired - Fee Related DE102004031984B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004031984A DE102004031984B4 (de) 2004-07-01 2004-07-01 Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen
US11/169,913 US7277524B2 (en) 2004-07-01 2005-06-30 Method for detecting and visualizing dynamic processes in an object volume

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004031984A DE102004031984B4 (de) 2004-07-01 2004-07-01 Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004031984A1 DE102004031984A1 (de) 2006-02-09
DE102004031984B4 true DE102004031984B4 (de) 2007-01-11

Family

ID=35612712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004031984A Expired - Fee Related DE102004031984B4 (de) 2004-07-01 2004-07-01 Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7277524B2 (de)
DE (1) DE102004031984B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009006627A1 (de) * 2009-01-29 2010-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Veranschaulichung der Durchblutung des Gehirns eines Patienten und C-Bogen-Röntgengerät

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8615116B2 (en) * 2007-09-28 2013-12-24 The Johns Hopkins University Combined multi-detector CT angiography and CT myocardial perfusion imaging for the diagnosis of coronary artery disease
DE102010005635B4 (de) * 2010-01-25 2018-09-20 Siemens Healthcare Gmbh Verbesserte CT-Aufnahmen für Untersuchungen stark schwächender Untersuchungsobjekte
US10383590B2 (en) * 2015-09-28 2019-08-20 General Electric Company Methods and systems for adaptive scan control

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998036690A1 (en) * 1997-02-20 1998-08-27 Picker Medical Systems, Ltd. Real-time dynamic image reconstruction

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5974108A (en) * 1995-12-25 1999-10-26 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray CT scanning apparatus
US6466640B1 (en) * 1999-11-26 2002-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Computed tomography system and method
US6628742B2 (en) * 2000-09-29 2003-09-30 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Cardiac helical half scan reconstructions for multiple detector row CT
US6850585B2 (en) * 2003-03-05 2005-02-01 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Progressive updating approach for volumetric CT image reconstruction

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998036690A1 (en) * 1997-02-20 1998-08-27 Picker Medical Systems, Ltd. Real-time dynamic image reconstruction

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009006627A1 (de) * 2009-01-29 2010-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Veranschaulichung der Durchblutung des Gehirns eines Patienten und C-Bogen-Röntgengerät
DE102009006627B4 (de) * 2009-01-29 2017-01-05 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Veranschaulichung der Durchblutung des Gehirns eines Patienten und C-Bogen-Röntgengerät

Also Published As

Publication number Publication date
US20060018424A1 (en) 2006-01-26
DE102004031984A1 (de) 2006-02-09
US7277524B2 (en) 2007-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60014001T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur auf Scout basierten Verkalkungsmessung
DE10064768B4 (de) Verfahren zur Untersuchung eines Lebewesens mittels eines bildgebenden Verfahrens
DE102010027227B4 (de) Verfahren und Computertomographiegerät zur Durchführung einer angiographischen Untersuchung
DE60128496T2 (de) Computertomographie -Abbildungsgerät mit reduzierter Strahlung
DE102007053511A1 (de) Röntgentomographie-Bildgebungsgerät
DE19854939A1 (de) Verfahren und Gerät zur Erzeugung von CT-Bildern
DE10244180B4 (de) Verfahren zur Bilderstellung in der Computertomographie eines periodisch bewegten Untersuchungsobjektes und CT-Gerät zur Durchführung des Verfahrens
DE102004036726A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Visualisierung von Ablagerungen in Blutgefäßen, insbesondere in Herzkranzgefäßen
DE10000185A1 (de) Verfahren zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Blutflusses in einem Untersuchungsobjekt
DE102012200715B4 (de) Verfahren zur Aufnahme und Darstellung wenigstens zweier 3-D-Subtraktionsbilddatensätze sowie C-Bogen-Röntgenvorrichtung hierfür
DE102004004295A1 (de) Verfahren zur Bilddatenaufnahme und -auswertung mit einem Tomographiegerät
DE102007030097A1 (de) Röntgen-CT-Gerät
DE60036260T2 (de) Hybride Rekonstruktion für Hochschrittabstand-, Mehrschnitt und Wendelherzbildgebung
DE102004059663A1 (de) Verfahren zur Bildgebung mit einem Mehrzeilen-Computertomographen
DE10123797B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bildes mit einem Computertomographen
DE10118413A1 (de) Datenerfassungsmodifikationen für eine verbesserte Rekonstruktion mittels einer herkömmlichen Computertomographie
DE19854438B4 (de) Verfahren zur Bildrekonstruktion für einen Computertomographen
WO2002093489A2 (de) Verfahren für die computertomographie und copmutertomographie-gerät zur durchführung des verfahrens
DE19546378A1 (de) Gesteuertes Ringentfernungs-Rechenverfahren für eine Bildrekonstruktion
DE19842238C2 (de) Bildrekonstruktionsverfahren
DE102004031984B4 (de) Verfahren zur Erfassung und Visualisierung dynamischer Prozesse in einem Objektvolumen
DE102007050889B4 (de) Verfahren und Tomographiegerät zur Erzeugung tomographischer Bilder zu unterschiedlichen Bewegungsphasen eines sich periodisch bewegenden Organs eines Patienten
DE102018204517B3 (de) Verfahren zur Bilderzeugung mittels eines Computertomographiegeräts und Computertomographiegerät
DE102011005554A1 (de) Verfahren zur Reduzierung von Bewegungsartefakten bei der Dual-Energy-Computertomographie
DE102007042334A1 (de) CT-Gerät sowie Verfahren zum Betrieb eines CT-Gerätes

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120201