DE102005016472A1

DE102005016472A1 - Betriebsverfahren für eine Röntgenanlage, korrespondierendes Betriebsverfahren für einen Rechner und entsprechende Gegenstände

Info

Publication number: DE102005016472A1
Application number: DE102005016472A
Authority: DE
Inventors: Jan Dr. Boese; Günter Dr. Lauritsch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-04-09
Also published as: CN1843297B; CN1843297A; US20070030945A1; DE102005016472B4; US7599466B2

Abstract

Eine Steuereinrichtung (1) verschwenkt eine Röntgenanordnung (2) mehrmals zwischen zwei Endwinkellagen (alphamin, alphamax) um eine Schwenkachse (5). Sie steuert die Röntgenanordnung (2) dabei derart an, dass jeweils bei einer Vielzahl von Winkellagen (alpha) zu Erfassungszeitpunkten (t) Projektionen (P) eines im Bereich der Schwenkachse (5) angeordneten, sich iterativ bewegenden Untersuchungsobjekts (6) erfasst und der Steuereinrichtung (1) zugeführt werden, welche die Projektionen (P) und die korrespondierenden Winkellagen (alpha) speichert. Die Steuereinrichtung (1) nimmt auch ein auf das Untersuchungsobjekt (6) bezogenes Phasensignal (EKG) entgegen und ordnet jeder gespeicherten Projektion (P) eine mit einer Phasenlage (phi) des Untersuchungsobjekts (6) korrespondierende Information (z. B. phi) zu. Zur Rekonstruktion wählt ein Rechner (1) diejenigen der Projektionen (P) aus, bei denen die Phasenlage (phi) zumindest in etwa einer Rekonstruktionsphasenlage (phi2) entspricht. Für jede Winkellage (alpha), bei der er mindestens eine der Projektionen (P) ausgewählt hat, prüft der Rechner (1), ob er eine oder mehrere Projektionen (P) ausgewählt hat. Hat der Rechner (1) für eine Winkellage (alpha) eine Projektion (P) ausgewählt, bestimmt er diese Projektion (P) als Rekonstruktionsprojektion (P). Hat der Rechner (1) für eine Winkellage (alpha) mehrere Projektionen (P) ausgewählt, ermittelt er die Rekonstruktionsprojektion (P) anhand dieser Projektionen (P). Anhand der Rekonstruktionsprojektionen (P) ermittelt ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Röntgenanlage,

– wobei eine Steuereinrichtung eine Röntgenanordnung mit einer Verschwenkgeschwindigkeit zwischen einer ersten und einer zweiten Endwinkellage um eine Schwenkachse verschwenkt,
– wobei die Röntgenanordnung eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor aufweist, die einander bezüglich der Schwenkachse diametral gegenüber liegen,
– wobei die Steuereinrichtung die Röntgenanordnung während des Verschwenkvorgangs derart ansteuert, dass der Röntgendetektor bei einer Vielzahl von Winkellagen zu Erfassungszeitpunkten Projektionen eines im Bereich der Schwenkachse angeordneten, sich iterativ bewegenden Untersuchungsobjekts erfasst und der Steuereinrichtung zuführt,
– wobei die Steuereinrichtung die ihr zugeführten Projektionen und die korrespondierenden Winkellagen speichert,
– wobei die Steuereinrichtung ein mit einer Phasenlage des Untersuchungsobjekts korrespondierendes Phasensignal entgegen nimmt und jeder gespeicherten Projektion eine mit der jeweiligen Phasenlage des Untersuchungsobjekts korrespondierende Information zuordnet.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm für eine Steuereinrichtung einer Röntgenanlage zur Durchführung eines derartigen Betriebsverfahrens. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuereinrichtung für eine Röntgenanlage mit einem derartigen Datenträger und eine korrespondierende Röntgenanlage.
Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein Betriebsverfahren für einen Rechner,

– wobei der Rechner eine Anzahl von Projektionen eines sich iterativ bewegenden Untersuchungsobjekts entgegen nimmt,
– wobei das Untersuchungsobjekt während der Erfassung der Projektionen im Bereich einer Schwenkachse angeordnet war, um die eine Röntgenanordnung zwischen einer ersten und einer zweiten Endwinkellage verschwenkt wurde,
– wobei die Röntgenanordnung eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor aufwies, die einander bezüglich der Schwenkachse diametral gegenüber lagen,
– wobei die Projektionen vom Röntgendetektor bei einer Vielzahl von Winkellagen erfasst wurden,
– wobei jeder entgegen genommenen Projektion die korrespondierende Winkellage sowie eine mit einer Phasenlage des Untersuchungsobjekts korrespondierende Information zugeordnet sind,
– wobei der Rechner diejenigen der Projektionen auswählt, bei denen die Phasenlage des Untersuchungsobjekts zumindest in etwa einer Rekonstruktionsphasenlage entspricht,
– wobei der Rechner anhand der ausgewählten Projektionen eine dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts ermittelt.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung noch einen Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm für einen Rechner zur Durchführung eines solchen Betriebsverfahrens sowie den korrespondierenden Rechner selbst.
Derartige Betriebsverfahren und Einrichtungen sind allgemein bekannt. Sie werden beispielsweise in der Computertomographie und auch bei so genannten C-Bogen-Systemen und dergleichen eingesetzt. Mittels der erfassten Projektionen erfolgt in der Regel eine dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts. Das Untersuchungsobjekt ist dabei oftmals, wenn auch nicht immer, das schlagende Herz eines Menschen.
Zur Erfassung der Projektionen wird die Röntgenanordnung in der Regel um einen Verschwenkwinkel von mehr als 180° verschwenkt. Der Verschwenkwinkel liegt beispielsweise zwischen 195° und 220°. Wenn die dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts gemäß dem Feldkampalgorithmus ermittelt werden soll, der Fachleuten allgemein bekannt ist, beträgt die Mindestgröße des Verschwenkwinkels 180° + β, β ist dabei der Erfassungswinkel des Röntgendetektors.
Bei CT-Anlagen erfolgt das Verschwenken der Röntgenanordnung relativ schnell. So sind beispielsweise Verschwenkgeschwindigkeiten erreichbar, bei denen die Röntgenanordnung während nur 0,1 bis 0,2 Sekunden um den erforderlichen Verschwenkwinkel verschwenkt wird. Diese recht kurze Zeit von deutlich unter einer Sekunde ist klein genug, um während eines einzigen Herzzyklus hinreichend viele Aufnahmen aus einem hinreichend großen Winkelbereich zu erfassen, wobei sich das Herz während des gesamten Erfassungszeitraums in der Diastole befindet, in der es sich nur relativ wenig bewegt.
Bei Angiographiesystemen und C-Bogen-Anlagen hingegen liegt die Zeit, die zum Überstreichen des erforderlichen Verschwenkwinkels benötigt wird, deutlich oberhalb einer Sekunde. Typisch sind Verschwenkzeiten zwischen wenigen Sekunden (z. B. 3 bis 5 Sekunden) und einer Minute und mehr. Die oben genannten Betriebsverfahren werden daher bei diesen Röntgeneinrichtungen in der Regel nur für die Erfassung von Projektionen statischer Strukturen verwendet. Beispiele derartiger statischer Strukturen sind das Gehirn des Menschen und das Blutgefäßsystem des Gehirns.
Es ist auch schon versucht worden, die oben genannten Betriebsverfahren trotz der langen Erfassungszeiten auch bei Angiographiesystemen und C-Bogen-Anlagen für die Erfassung von Bildern des Herzens zu verwenden. Hierfür sind verschiedene Ansätze bekannt.
So ist beispielsweise bekannt, anstatt eines vollwertigen Rekonstruktionsverfahrens so genannte symbolische Rekonstruktionsverfahren anzuwenden. Bei derartigen Rekonstruktionsverfahren wird die Grobstruktur des zu rekonstruierenden Untersuchungsobjekts als bereits bekannt vorausgesetzt. Anhand der ausgewerteten Projektionen erfolgt dann nur noch eine Restkorrektur. Für eine derartige Restkorrektur sind einige wenige Projektionen (in der Regel zwischen zwei und acht Projektionen) ausreichend. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass bereits im Ansatz, also noch vor Verwertung der ersten Projektion, die Grobstruktur des zu rekonstruierenden Objekts als bekannt vorausgesetzt wird.

Ein weiterer Ansatz besteht gemäß dem Fachaufsatz von Onno Wink, Richard Kemkers, S.-Y. James Chen, John D. Carroll: „Coronary Intervention Planning Using Hybrid 3D Rekonstruction", MICCAI (1) 2002, Seiten 604 bis 611, darin, diejenigen der Projektionen auszuwählen, bei denen die Phasenlage des Untersuchungsobjekts zumindest in etwa einer Rekonstruktionsphasenlage entspricht, und das Untersuchungsobjekt anhand dieser ausgewählten Projektionen zu rekonstruieren. Je genauer die Rekonstruktionsphasenlage eingehalten werden soll, desto weniger Projektionen stehen jedoch zur Auswahl zur Verfügung. Entsprechend klein sind auch die Winkelbereiche, innerhalb derer diese ausgewählten Projektionen erfasst wurden. Vor allem aber sind zwischen diesen Winkelbereichen große Winkellücken vorhanden. Im Ergebnis bewirkt dies eine starke Reduzierung der Rekonstruktionsgenauigkeit, und zwar sowohl bezüglich des möglichen Kontrastes als auch bezüglich der Ortsauflösung der dreidimensionalen Rekonstruktion.

Es ist zwar auch möglich, das Phasenfenster um die Rekonstruktionsphasenlage herum größer zu wählen. Dies führt jedoch dazu, dass Projektionen verwertet werden, welche aus Phasenlagen des Herzens stammen, die deutlicher voneinander abweichen. Die tatsächliche Bewegung des Untersuchungsobjekts innerhalb dieses Phasenfensters wird also vernachlässigt. Dies führt zu Fehlern und Artefakten bei der Rekonstruktion, die ebenfalls sowohl Kontrast als auch Ortsauflösung beeinträchtigen.

Es ist – siehe den Fachaufsatz von Ch. Blondel, G. Malandain, R. Vaillant und N. Ayache: „4D deformation field of coronary arteries from monoplane rotational X-ray angiography", erschienen in Computer Assisted Radiology and Surgery 2003 Proceedings, Volume 1256 of ICS, Londres, United Kingdom, Juni 2003, Elsevier, Seiten 1073 bis 1078 – auch schon versucht worden, die in groben Zügen bekannte Bewegung des Untersuchungsobjekts in den Projektionen durch entsprechende Modifikationen zu kompensieren. Auch dieser Ansatz zeigt in der praktischen Anwendung aber Schwächen. Darüber hinaus ist er nur bei hochkontrastigen Untersuchungsobjekten anwendbar. Schließlich sind für diese Vorgehensweise oftmals auch lange Rechenzeiten und/oder Benutzerinteraktionen erforderlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Betriebsverfahren, Datenträger mit auf den Datenträgern gespeicherten Computerprogrammen und die entsprechenden Einrichtungen und Anlagen zu schaffen, mittels derer die oben genannten Nachteile vermieden werden können, obwohl die zum Überstreichen des Verschwenkwinkels erforderliche Zeit größer als eine Ruhephase des Untersuchungsobjekts ist.

Soweit es die Erfassung der Projektionen betrifft, wird die Aufgabe durch ein Betriebsverfahren für eine Röntgenanlage gelöst, bei dem

– eine Steuereinrichtung eine Röntgenanordnung mehrmals mit einer Verschwenkgeschwindigkeit zwischen einer ersten und einer zweiten Endwinkellage um eine Schwenkachse verschwenkt,
– die Röntgenanordnung eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor aufweist, die einander bezüglich der Schwenkachse diametral gegenüber liegen,
– die Steuereinrichtung die Röntgenanordnung während der Verschwenkvorgänge derart ansteuert, dass der Röntgendetektor jeweils bei einer Vielzahl von Winkellagen zu Erfassungszeitpunkten Projektionen eines im Bereich der Schwenkachse angeordneten, sich iterativ bewegenden Untersuchungsobjekts erfasst und der Steuereinrichtung zuführt,
– die Steuereinrichtung die ihr zugeführten Projektionen und die korrespondierenden Winkellagen speichert und
– die Steuereinrichtung ein mit einer Phasenlage des Untersuchungsobjekts korrespondierendes Phasensignal entgegen nimmt und jeder gespeicherten Projektion eine mit der jeweiligen Phasenlage des Untersuchungsobjekts korrespondierende Information zuordnet.

Im Rahmen der Erfassung der Projektionen wird die Aufgabe weiterhin auch durch einen Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm für eine Steuereinrichtung einer Röntgenanlage gelöst, wobei das Computerprogramm zur Durchführung eines derartigen Betriebsverfahrens dient. Auch wird für die Erfassung der Projektionen die Aufgabe durch eine Steuereinrichtung für eine Röntgenanlage gelöst, die einen derartigen Datenträger aufweist. Schließlich wird die Aufgabe, soweit es die Erfassung der Projektionen betrifft, noch durch eine Röntgenanlage mit einer Steuereinrichtung und einer Röntgenanordnung gelöst,

– wobei die Röntgenanordnung eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor aufweist, die einander bezüglich einer Schwenkachse diametral gegenüber liegen, und
– wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet und mit der Röntgenanordnung derart wirktechnisch verbunden ist, dass die Röntgenanlage gemäß einem solchen Betriebsverfahren betreibbar ist.

Soweit es die Auswertung der Projektionen betrifft, wird die Aufgabe durch ein Betriebsverfahren für einen Rechner gelöst,

– wobei der Rechner eine Anzahl von Projektionen eines sich iterativ bewegenden Untersuchungsobjekts entgegen nimmt,
– wobei das Untersuchungsobjekt während der Erfassung der Projektionen im Bereich einer Schwenkachse angeordnet war, um die eine Röntgenanordnung zwischen einer ersten und einer zweiten Endwinkellage verschwenkt wurde,
– wobei die Röntgenanordnung eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor aufwies, die einander bezüglich der Schwenkachse diametral gegenüber lagen,
– wobei die Projektionen vom Röntgendetektor bei einer Vielzahl von Winkellagen erfasst wurden,
– wobei jeder entgegen genommenen Projektion die korrespondierende Winkellage sowie eine mit einer Phasenlage des Untersuchungsobjekts korrespondierende Information zugeordnet sind,
– wobei der Rechner diejenigen der Projektionen auswählt, bei denen die Phasenlage des Untersuchungsobjekts zumindest in etwa einer Rekonstruktionsphasenlage entspricht,
– wobei der Rechner für jede Winkellage, bei der er mindestens eine der Projektionen ausgewählt hat, prüft, ob er genau eine der Projektionen ausgewählt hat oder ob er mehrere der Projektionen ausgewählt hat,
– wobei der Rechner für jede Winkellage, bei der er genau eine der Projektionen ausgewählt hat, diese Projektion für diese Winkellage als Rekonstruktionsprojektion bestimmt,
– wobei der Rechner für jede Winkellage, bei der er mehrere der Projektionen ausgewählt hat, anhand mindestens einer dieser Projektionen für diese Winkellage eine Rekonstruktionsprojektion ermittelt,
– wobei der Rechner anhand der Rekonstruktionsprojektionen eine dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts ermittelt.

Bezüglich der Auswertung der Projektionen wird die Aufgabe auch durch einen Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm für einen Rechner gelöst, wobei das Computerprogramm zur Durchführung eines derartigen Betriebsverfahren dient. Schließlich wird die Aufgabe, soweit es die Auswertung der Projektionen betrifft, noch durch einen Rechner mit einem derartigen Datenträger gelöst.

Bezüglich der Erfassung der Projektionen ist es möglich, dass die Verschwenkvorgänge stets von der ersten zur zweiten Endwinkellage verlaufen. Vorzugsweise aber verlaufen die Verschwenkvorgänge abwechselnd von der ersten zur zweiten Endwinkellage und von der zweiten zur ersten Endwinkellage.

In der Regel ermittelt die Steuereinrichtung die mit der Phasenlage des Untersuchungsobjekts korrespondierende Information anhand der Zeitpunkte, zu denen das Untersuchungsobjekt eine Referenzphasenlage annimmt, und der Erfassungszeitpunkte.

Es ist möglich, dass die Steuereinrichtung die einzelnen Verschwenkvorgänge unabhängig von der Phasenlage des Untersuchungsobjekts steuert. Vorzugsweise aber

– prüft die Steuereinrichtung vor jedem Verschwenkvorgang, bei welchen Winkellagen des Röntgendetektors bisher Projektionen erfasst und gespeichert wurden, während derer das Untersuchungsobjekt in etwa eine Sollphasenlage annahm, und
– beeinflusst den Verschwenkvorgang dann derart, dass zumindest ein Teil der Projektionen, während derer das Untersuchungsobjekt in etwa die Sollphasenlage annimmt, bei Winkellagen des Röntgendetektors erfasst wird, bei denen bisher noch keine Projektionen erfasst und gespeichert wurden, während derer das Untersuchungsobjekt in etwa die Sollphasenlage annahm.

Die Beeinflussung kann dabei beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Steuereinrichtung den Verschwenkvorgangs zu einem entsprechend ermittelten Startzeitpunkt beginnt. Alternativ oder zusätzlich kann die Beeinflussung auch dadurch erfolgen, dass die Steuereinrichtung die Verschwenkgeschwindigkeit während des Verschwenkvorgangs variiert.

Vorzugsweise prüft die Steuereinrichtung während der einzelnen Verschwenkvorgänge immer wieder, ob ein Auslassungskriterium erfüllt ist, und steuert die Röntgenquelle gegebenenfalls zumindest nur in reduziertem Umfang an. Denn dadurch kann die Röntgenbelastung des Untersuchungsobjekts minimiert werden. Das Auslassungskriterium kann dabei beispielsweise erfüllt sein, wenn die Phasenlage des Untersuchungsobjekts in einem Auslassungsbereich liegt. Alternativ oder zusätzlich kann das Auslassungskriterium auch erfüllt sein, wenn bei der momentanen Winkellage des Röntgendetektors und der momentanen Phasenlage des Untersuchungsobjekts bereits eine Projektion des Untersuchungsobjekts erfasst und gespeichert wurde.

Bei der Auswertung der Projektionen ist es möglich, dass der Rechner für mindestens eine der Winkellagen, bei denen er mehrere der Projektionen ausgewählt hat, eine dieser Projektionen als Rekonstruktionsprojektion bestimmt. Es ist aber auch möglich, dass der Rechner für mindestens eine der Winkellagen, bei denen er mehrere der Projektionen ausgewählt hat, anhand von mindestens zwei (in der Regel exakt zwei) dieser Projektionen die Rekonstruktionsprojektion ermittelt. Welche dieser beiden Vorgehensweisen der Rechner ergreift, kann insbesondere von den Phasenlagen der für die jeweilige Winkellage ausgewählten Projektionen in Bezug auf die Rekonstruktionsphasenlage abhängen.

Wenn der Rechner die jeweilige Rekonstruktionsprojektion anhand von mindestens zwei ausgewählten Projektionen ermittelt, ist es möglich, dass der Rechner die Rekonstruktionsprojektion durch eine bildpunktweise ausgeführte Interpolation ermittelt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass sie relativ einfach und schnell ausführbar ist. In der Regel führt es aber zu besseren Ergebnissen, wenn der Rechner zwischen mindestens zwei der Projektionen, die er zur Ermittlung der Rekonstruktionsprojektion heranzieht, eine elastische Bildverschiebung ermittelt und die Rekonstruktionsprojektion anhand der elastischen Bildverschiebung und mindestens einer der zur Ermittlung der elastischen Bildverschiebung herangezogenen Projektionen ermittelt. Zur genaueren Ermittlung der elastischen Bildverschiebung ist es dabei möglich, dass der Rechner zuvor die zur Ermittlung der elastischen Bildverschiebung he rangezogenen Projektionen einer Strukturermittlung unterzieht, z. B. eine Kantendetektion durchführt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung:
1 im Prinzipaufbau eine Röntgenanlage,
2 ein Ablaufdiagramm,
3 bis 6 Zeitdiagramme und
7 bis 9 Ablaufdiagramme.
Gemäß 1 weist eine Röntgenanlage eine Steuereinrichtung 1 und eine Röntgenanordnung 2 auf. Die Röntgenanordnung 2 weist ihrerseits wiederum eine Röntgenquelle 3 und einen Röntgendetektor 4 auf. Die Röntgenquelle 3 und der Röntgendetektor 4 liegen einander bezüglich einer Schwenkachse 5 diametral gegenüber.
Die Steuereinrichtung 1 ist, wie in 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist, mit der Röntgenanordnung 2 wirktechnisch verbunden. Sie ist daher in der Lage, die Röntgenanordnung 2 zu steuern und insbesondere auch vom Röntgendetektor 4 erfasste Projektionen P eines Untersuchungsobjekts 6 entgegen zu nehmen und zu speichern. Das Untersuchungsobjekt 6 ist dabei in aller Regel im Bereich der Schwenkachse 5 angeordnet. Bei dem Untersuchungsobjekt 6 kann es sich insbesondere um ein sich iterativ bewegendes Untersuchungsobjekt 6 handeln, z. B. um das schlagende Herz 6 eines lebenden Menschen.
Die Steuereinrichtung 1 weist unter anderem eine Recheneinheit 7 sowie ein Terminal 8 auf, über das sie mit einem Bediener 9 kommunizieren kann. Die Betriebsweise der Steuereinrichtung 1 wird durch ein Computerprogramm 10 bestimmt, das in einem Programmspeicher 11 der Steuereinrichtung 1 hinter legt ist, beispielsweise in einer Festplatte oder in einem nicht flüchtigen Halbleiterspeicher. Der Programmspeicher 11 der Steuereinrichtung 1 entspricht somit einem Datenträger 11, der der Steuereinrichtung 1 fest zugeordnet ist.
Das Computerprogramm 10 kann der Steuereinrichtung 1 auf verschiedene Arten zugeführt worden sein. Beispielsweise ist es möglich, dass das Computerprogramm 10 der Steuereinrichtung 1 über das Internet oder eine andere Netzwerkeinrichtung zugeführt worden ist. In diesem Fall ist das Computerprogramm 10 in einer Quelle, von der das Computerprogramm 10 in die Steuereinrichtung 1 geladen wird, auf einem Datenträger gespeichert. Sowohl die Netzwerkverbindung als auch die Quelle und der dortige Datenträger sind in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Es ist aber auch möglich, dass das Computerprogramm 10 auf einem Wechselmedium 12, z. B. einer CD-ROM 12 oder einem USB-Memory-Stick, gespeichert ist und der Steuereinrichtung 1 über eine entsprechende Leseeinrichtung 13 zugeführt wird.
Auf Grund der Programmierung mit dem Computerprogramm 10 führt die Steuereinrichtung 1 (und damit auch die Röntgenanlage als Ganzes) ein Betriebsverfahren aus, das nachstehend in Verbindung mit den 2 bis 6 näher erläutert wird.
Gemäß 2 wird der Steuereinrichtung 1 vom Bediener 9 in einem Schritt S1 zunächst eine Sollphasenlage φ1 des Untersuchungsobjekts 6 sowie eine maximal zulässige Phasenabweichung δφ1 vorgegeben. Die Sollphasenlage φ1 und die maximal zulässige Phasenabweichung δφ1 sind dabei in der Regel derart bestimmt, dass das Untersuchungsobjekt 6 innerhalb des so definierten Phasenfensters (φ1 – δφ1 bis φ1 + δφ1) als unbewegt angesehen werden kann. Die Sollphasenlage φ1 und die maximal zulässige Phasenabweichung δφ1 sind beispielsweise derart bestimmt, dass das Herz 6 sich im gesamten Phasenfenster in der Diastole befindet, während derer sich das Herz 6 im Wesentlichen nicht bewegt.
Sodann steuert die Steuereinrichtung 1 in einem Schritt S2 die Röntgenanordnung 2 so an, dass die Röntgenanordnung 2 mit einer Verschwenkgeschwindigkeit v von einer ersten Endwinkellage αmin zu einer zweiten Endwinkellage αmax um die Schwenkachse 5 verschwenkt wird.
Während des Verschwenkvorgangs steuert die Steuereinrichtung 1 die Röntgenanordnung 2 in einem Schritt S3 derart an, dass der Röntgendetektor 4 bei einer Vielzahl von Winkellagen α jeweils eine Projektion P des Untersuchungsobjekts 6 erfasst und der Steuereinrichtung 1 zuführt. Diese Projektionen P werden von der Steuereinrichtung 1 – immer noch im Rahmen des Schrittes S3 – gespeichert.
Das Verschwenken der Röntgenanordnung 2 wird, wie bereits erwähnt, von der Steuereinrichtung 1 gesteuert. Der Steuereinrichtung 1 ist daher für jede erfasste Projektion P bekannt, bei welcher Winkellage α diese Projektion P erfasst wurde. Sie ist somit in der Lage, in einem Schritt S4 jeder erfassten Projektion P die korrespondierende Winkellage α zuzuordnen und diese Winkellage α zusammen mit der Projektion P abzuspeichern.
Gemäß 2 erfasst die Steuereinrichtung 1 auch, zu welchen Erfassungszeitpunkten t sie die Projektionen P jeweils erfasst. Auch die Erfassungszeitpunkte t ordnet sie im Rahmen des Schrittes S4 den korrespondierenden Projektionen P zu und speichert sie zusammen mit den Projektionen P und den korrespondierenden Winkellagen α ab.
Schließlich nimmt die Steuereinrichtung 1 gemäß den 1 und 2 noch ein Phasensignal EKG des Untersuchungsobjekts 6 entgegen, also im vorliegenden Fall ein EKG-Signal des Herzens 6. Das Phasensignal EKG korrespondiert mit einer Phasenlage des Untersuchungsobjekts 6. Beispielsweise ist anhand der so genannten R-Zacke des EKG-Signals jeweils der Beginn der Systole des Herzens 6 erkennbar.
Anhand der Erfassungszeitpunkte t und der Zeitpunkte t_i, zu denen – rein beispielhaft – die R-Zacken des Phasensignals EKG auftreten, ist somit für jede Projektion P eine Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6 ermittelbar. Dabei ist es möglich, dass diese Ermittlung direkt im Rahmen des Schrittes S4 von der Steuereinrichtung 1 vorgenommen wird. Sie kann aber auch zunächst zurückgestellt werden. In diesem Fall sind die Rohinformationen selbst, also die Erfassungszeitpunkte t und die Zeitpunkte t_i der R-Zacken, eine Information über die Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6.
Wie bereits erwähnt, ist der Zeitraum, während dessen die Röntgenanordnung 2 von der ersten Endwinkellage αmin zur zweiten Endwinkellage αmax verschwenkt wird, so groß, dass das Untersuchungsobjekt 6 während dieses Verschwenkvorgangs mehrere Iterationen seines Bewegungszyklus ausführt. Im vorliegenden Fall, in dem das Herz 6 eines Menschen betrachtet wird, führt das Herz 6 also mehrere Schläge aus. Wenn die Projektionen P kontinuierlich erfasst werden, befindet sich das Untersuchungsobjekt 6 daher nur bei einem Teil der Projektionen P innerhalb des Phasenfensters, das durch die Sollphasenlage φ1 und die korrespondierende maximal zulässige Phasenabweichung δφ1 bestimmt ist.
Wenn vorab bekannt ist, dass eine spätere dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 6 nur bei der Sollphasenlage φ1 (bzw. innerhalb der maximal zulässigen Abweichung δφ1 um die Sollphasenlage φ1 herum) erfolgen soll, ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 1 die Röntgenquelle 3 und den Röntgendetektor 4 nur während eines geeignet gewählten Zeitfensters nach jedem Phasensignal EKG ansteuert. Außerhalb des Zeitfensters ist dann ein Auslassungskriterium erfüllt. Das Auslassungskriterium besteht in diesem Fall darin, dass die Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6 sich während dieses Zeitraums in einem Auslassungsbereich befindet.
Alternativ zu einem vollständigen Auslassen dieser Projektionen P wäre es auch möglich, die Röntgenquelle 3 nur in reduziertem Umfang anzusteuern, z. B. derart, dass sie nur einen Bruchteil (die Hälfte, ein Drittel, ...) der normalen Röntgenstrahlung emittiert.
Unabhängig davon, ob die Röntgenquelle 3 zeitweise nur in reduziertem Umfang oder in vollem Umfang angesteuert wird, überdecken aber die Projektionen P, bei der die Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6 im gewünschten Phasenfenster liegt, nur einen Teil des Verschwenkwinkels. Sie bilden gemäß 3 Winkelfenster 14, die durch relativ große Winkellücken 15 voneinander getrennt sind. Die in 3 angegebenen Winkel sind dabei rein beispielhaft.
Die bisher in Verbindung mit den 1 bis 3 beschriebene Vorgehensweise entspricht der Vorgehensweise des Standes der Technik. Bereits mit der in den Winkelfenstern 14 erfassten Projektionen P ist daher prinzipiell eine dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 6 möglich. Diese dreidimensionale Rekonstruktion ist aber sowohl bezüglich des Kontrasts als auch bezüglich der Ortsauflösung relativ mangelhaft. Aus diesem Grund wird das bisher beschriebene Verfahren erfindungsgemäß erweitert.
Denn gemäß 2 überprüft die Steuereinrichtung 1 als nächstes in einem Schritt S5, ob – zumindest für das im Schritt S1 vorgegebenen Phasenfenster – bereits bei allen Winkellagen α zwischen den Endwinkellagen αmin und αmax Projektionen P des Untersuchungsobjekts 6 erfasst wurden. Wenn dies der Fall ist, ist das Betriebsverfahren für die Röntgenanordnung 2 im Wesentlichen beendet. Gegebenenfalls kann die Röntgenanlage in einem Schritt S6 noch in ihre Ausgangslage verschwenkt werden.
Zumindest nach dem erstmaligen Durchlaufen der Schritte S2 bis S5 hingegen bestehen die obenstehend erwähnten Winkellücken 15. Die Steuereinrichtung 1 geht daher zum Schritt S2 zurück, durchläuft also erneut die Schritte S2 bis S5. Vorzugsweise geht die Steuereinrichtung 1 dabei direkt zum Schritt S2 zurück. Denn dann verlaufen die einzelnen Verschwenkvorgänge alternierend von der ersten zur zweiten Endwinkellage αmin, αmax und von der zweiten zur ersten Endwinkellage αmax, αmin. Dies hat insbesondere einen zeitoptimierten Betrieb der Röntgenanlage zur Folge.
Es wäre aber auch möglich, zwischen den Schritten S5 und S2 einen Schritt S7 auszuführen, in dem die Röntgenanordnung 2 in die erste Endwinkellage αmin zurückgeschwenkt wird, ohne dass Projektionen P des Untersuchungsobjekts 6 erfasst werden. In diesem Fall verlaufen die Verschwenkvorgänge stets von der ersten zur zweiten Endwinkellage αmin, αmax. Der Schritt S7 ist aber nur optional und daher in 2 nur gestrichelt dargestellt. Unabhängig vom Vorhandensein des Schrittes S7 verschwenkt die Steuereinrichtung 1 auf Grund des mehrfachen Abarbeitens der Schritte S2 bis S5 aber die Röntgenanordnung 2 mehrmals zwischen den Endwinkellagen αmin, αmax.
Die Ausführung der Schritte S2 bis S5 beim erneuten Durchlauf erfolgt im Prinzip wie zuvor bereits beschrieben. Da im Gegensatz zu den obigen Erläuterungen des ersten Durchlaufs bei den nachfolgenden Durchläufen durch die Schritte S2 bis S5 aber bereits Winkellagen α existieren, bei denen bereits Projektionen P des Untersuchungsobjekts 6 erfasst wurden, wird das Verfahren der Schritte S2 bis S5 geringfügig modifiziert. Denn zwischen den Schritten S2 und S3 werden Schritte S8 und S9 ausgeführt.
Im Schritt S8 prüft die Steuereinrichtung 1 für die Sollphasenlage φ1 (bzw. für das durch die Sollphasenlage φ1 und die maximal zulässige Phasenabweichung δφ1 definierte Phasenfenster), bei welchen Winkellagen α des Röntgendetektors 4 bisher Projektionen P des Untersuchungsobjekts 6 erfasst und gespeichert wurden. Im Schritt S9 beeinflusst die Steuereinrichtung 1 den jeweiligen Verschwenkvorgang dann derart, dass zumindest ein Teil der Projektionen P, während derer das Untersuchungsobjekt 6 die Sollphasenlage φ1 annimmt (bzw. während derer die Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6 in dem durch die Sollphasenlage φ1 und die maximal zulässige Phasenabweichung δφ1 definierten Phasenfenster liegt), bei Winkellagen α des Röntgendetektors 4 erfasst wird, bei denen bisher noch keine derartigen Projektionen P des Untersuchungsobjekts 6 erfasst und gespeichert wurden. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 1, ausgehend von einer R-Zacke des EKG-Signals EKG den Verschwenkvorgang entsprechend verzögern (bzw. zu einem entsprechend ermittelten Startzeitpunkt beginnen). Alternativ oder zusätzlich ist es im Rahmen des Schrittes S9 auch möglich, dass die Steuereinrichtung 1 die Verschwenkgeschwindigkeit v während des Verschwenkvorgangs variiert. Diese Variation ist gegebenenfalls sogar während des Verschwenkens als solchem optimierbar.
Die Schritte S8 und S9 sind zwar vorteilhaft, nicht aber zwingend erforderlich. Aus diesem Grund sind auch sie in 2 nur gestrichelt dargestellt. Wenn die Schritte S8 und S9 entfallen, steuert die Steuereinrichtung 1 die einzelnen Verschwenkvorgänge unabhängig von der Phasenlage des Untersuchungsobjekts 6.
Weiterhin ist es gemäß 2 möglich, bei den weiteren Durchläufen durch die Schritte S2 bis S5 im Rahmen des Schrittes S3 laufend zu prüfen, ob bei der momentanen Winkellage α des Röntgendetektors 4 und der momentanen Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6 bereits eine Projektion P des Untersuchungsobjekts 6 erfasst und gespeichert wurde. Wenn dies der Fall ist, kann – analog zu der Vorgehensweise, wenn die Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6 im Auslassungsbereich liegt – die Röntgenquelle 3 in reduziertem Umfang angesteuert werden, eventuell sogar ganz abgeschaltet werden.
Auf Grund des zweiten Durchlaufs der Schritte S2 bis S5 – diesmal gegebenenfalls mit den Schritten S8 und S9 – werden gemäß 4 ebenfalls eine Vielzahl von Projektionen P er fasst, wobei – analog zu 3 – ebenfalls Winkelfenster 14 gebildet werden, innerhalb derer die Projektionen P erfasst werden, während derer sich das Untersuchungsobjekt 6 im vorgegebenen Phasenfenster befindet. Die in 4 angegebenen Winkel sind dabei – wieder analog zu 3 – rein beispielhaft. Systematisch in 4 ist hingegen, dass die Winkelfenster 14 von 3 von denen von 4 verschieden sind. Sie können sich zwar möglicherweise überlappen, sind aber nicht deckungsgleich. Im Ergebnis werden die effektiven Winkelfenster 14 somit erweitert, die effektiven Winkellücken 15 verkleinert. Gleiches gilt für den dritten, den vierten und weitere Durchgänge, wobei der dritte und der vierte Durchgang durch die Schritte S2 bis S5 beispielhaft in den 5 und 6 dargestellt sind.
Auf diese Weise wird somit erreicht, dass nach und nach ein Satz von Projektionen P erfasst und gespeichert wird, wobei der Satz von Projektionen P für jede Winkellage α des Röntgendetektors 4 mindestens eine Projektion P enthält, bei der die Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6 innerhalb des vorgegebenen Phasenfensters liegt, also zumindest in etwa der Sollphasenlage φ1 entspricht. Dadurch ist es möglich, anhand dieses Satzes von Projektionen P eine gute dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 6 zu ermitteln.
Bevor nachfolgend näher auf die Ermittlung der dreidimensionalen Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 6 eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebene Auswertung des Satzes von Projektionen P zwar in Verbindung mit der Erfassung der Projektionen P möglich ist. Prinzipiell ist diese Auswertung aber von der Erfassung der Projektionen P entkoppelt. Ob sie mittels der Steuereinrichtung 1 erfolgt, die nachfolgend zu diesem Zweck als Rechner 1 bezeichnet wird, oder mittels eines eigenen Auswerterechners, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung unbeachtlich. Es ist lediglich von Bedeutung,

– dass der Rechner 1 – z. B. im Rahmen des Erfassungsverfahrens von 2 – die entsprechende Anzahl von Projektionen P des Untersuchungsobjekts 6 entgegen nimmt,
– dass das Untersuchungsobjekt 6 – siehe z. B. 1 – während der Erfassung der Projektionen P im Bereich der Schwenkachse 5 angeordnet war,
– dass die Röntgenanordnung 2 eine Röntgenquelle 3 und einen Röntgendetektor 4 aufwies, die einander bezüglich der Schwenkachse 5 diametral gegenüber lagen, und zwischen den Endwinkellagen αmin, αmax verschenkt wurde, und
– dass die Projektionen P vom Röntgendetektor 4 bei einer Vielzahl von Winkellagen α erfasst wurden und jeder entgegen genommenen Projektion P die korrespondierende Winkellage α sowie eine mit der Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6 korrespondierende Information zugeordnet sind.

Ferner ist es natürlich erforderlich, dass der Rechner 1 – beispielsweise mittels des Computerprogramms 10 – entsprechend programmiert ist, so dass er in der Lage ist, dass nachstehend in Verbindung mit 7 näher beschriebene Betriebsverfahren auszuführen.
Gemäß 7 werden dem Rechner 1 in einem Schritt S11 – analog zum Schritt S1 von 1 – eine Rekonstruktionsphasenlage φ2 sowie eine zugeordnete maximal zulässige Phasenabweichung δφ2 vorgegeben. Die Rekonstruktionsphasenlage φ2 kann dabei mit der Sollphasenlage φ1 identisch sein. Dies ist aber je nach Lage des Einzelfalls nicht zwingend erforderlich.
In einem Schritt S12 wählt der Rechner 1 sodann eine Winkellage α aus. Für diese Winkellage α ermittelt der Rechner 1 in einem Schritt S13 die korrespondierenden Projektionen P, also die Projektionen P, die für diese Winkellage α erfasst wurden. Aus diesen Projektionen P wählt der Rechner 1 in einem Schritt S14 diejenigen Projektionen P aus, bei denen die Phasenlage φ des Untersuchungsobjekts 6 in dem Phasenfenster liegt, das durch die Rekonstruktionsphasenlage φ2 und die korrespondierende maximal zulässige Phasenabweichung δφ2 de finiert ist, bei denen die Phasenlage φ also zwischen φ2 – δφ2 und φ2 + δφ2 liegt.
Die im Schritt S14 ermittelt Anzahl von Projektionen P kann Null sein. Dies wird in einem Schritt S15 überprüft. In diesem Fall wird gegebenenfalls sofort zu einem Schritt S19 gegangen.
Die im Schritt S14 ermittelt Anzahl von Projektionen P kann aber auch exakt gleich Eins sein, was in einem Schritt S16 abgeprüft wird. Wenn dieser Fall zutrifft, bestimmt der Rechner 1 in einem Schritt S17 für die momentan gewählte Winkellage α diese eine Projektion P als Rekonstruktionsprojektion P.
Anderenfalls hat der Rechner 1 für die momentan ausgewählte Winkellage α mehrere Projektionen P auffinden können, die innerhalb des zulässigen Phasenfensters um die Rekonstruktionsphasenlage φ2 herum liegen. In diesem Fall ermittelt der Rechner 1 für die momentan ausgewählte Winkellage α in einem Schritt S18 anhand mindestens einer dieser Projektionen P für diese Winkellage α eine Rekonstruktionsprojektion P.
Sowohl vom Schritt S15 (bereits erwähnt) als auch von den Schritten S17 und S18 aus setzt der Rechner 1 die Ausführung des Verfahrens mit dem Schritt S19 fort. Im Schritt S19 prüft der Rechner 1, ob er die Schritte S12 bis S18 bereits für alle Winkellagen α ausgeführt hat. Wenn dies nicht der Fall ist, geht der Rechner 1 zum Schritt S12 zurück, wo er eine andere, bisher noch nicht überprüfte Winkellage α auswählt. Anderenfalls ist die Bestimmung bzw. Ermittlung der Rekonstruktionsprojektionen P beendet. In diesem Fall setzt der Rechner 1 das erfindungsgemäße Betriebsverfahren von 7 mit einem Schritt S20 fort. Im Schritt S20 ermittelt der Rechner 1 anhand der Rekonstruktionsprojektionen P eine dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 6. Typischerweise erfolgt dies gemäß dem Fachleuten allgemein bekannten Feldkamp-Algorithmus.
Zur Implementierung des Schrittes S18 von 7 sind verschiedene Vorgehensweisen möglich.
So ist es gemäß 8 beispielsweise möglich, zunächst in Schritten S21 und S22 zu prüfen, ob bei dem momentan ausgewählten Erfassungswinkel α mindestens eine Projektion P existiert, deren Phasenlage φ exakt mit der Rekonstruktionsphasenlage φ2 übereinstimmt. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt S23 für diese Winkellage α der Durchschnitt dieser Projektionen P als Rekonstruktionsprojektion P bestimmt.
Wenn hingegen keine derartige Projektion P ermittelt wird, wird in einem Schritt S24 versucht, für die momentan ausgewählte Winkellage α eine erste und eine zweite Hilfsprojektion P', P'' zu ermitteln. Die Hilfsprojektionen P', P'' müssen selbstverständlich unter der momentan ausgewählten Winkellage α erfasst worden sein. Ihnen sind Phasenlagen φ', φ" zugeordnet, welche die Rekonstruktionsphasenlage φ2 eingabeln.
In einem Schritt S25 prüft der Rechner 1 sodann, ob er die erste Hilfsprojektion P' auffinden konnte. Wenn dies nicht der Fall ist, bestimmt er in einem Schritt S26 die zweite Hilfsprojektion P'' zur Rekonstruktionsprojektion P für die momentan ausgewählten Winkellage α.
Wenn er hingegen die erste Hilfsprojektion P' auffinden konnte, prüft dar Rechner 1 in einem Schritt S27, ob er die zweite Hilfsprojektion P'' auffinden konnte. Wenn dies nicht der Fall ist, bestimmt der Rechner 1 in einem Schritt S28 die erste Hilfsprojektion P' für die momentan ausgewählte Winkellage α zur Rekonstruktionsprojektion P.
Wenn der Rechner 1 sowohl die erste Hilfsprojektion P' als auch die zweite Hilfsprojektion P'' auffinden konnte, ermittelt der Rechner 1 in einem Schritt S29 anhand beider Hilfs projektionen P', P'' für die momentan ausgewählte Winkellage α die korrespondierende Rekonstruktionsprojektion P.
Zur Implementierung des Schrittes S29 bieten sich mehrere Vorgehensweisen an. Am einfachsten ist es, wie in 8 dargestellt, wenn der Rechner 1 die korrespondierende Rekonstruktionsprojektion P durch eine einfache bildpunktweise ausgeführte Interpolation ermittelt. Alternativ kann der Schritt S29 aber auch wie nachfolgend in Verbindung mit 9 erläutert implementiert sein.
Gemäß 9 unterzieht der Rechner 1 in einem Schritt S31 die erste Hilfsprojektion P' einer Strukturermittlung. Ein typisches Beispiel einer derartigen Strukturermittlung ist eine Kantendetektion, die Fachleuten allgemein bekannt ist. In einem Schritt S32 unterzieht der Rechner 1 sodann die zweite Hilfsprojektion P'' ebenfalls einer Strukturermittlung. Die Schritte S31 und S32 sind dabei nur optional, da sie zwar die Qualität eines nachfolgenden Schrittes S33 verbessern, der Schritt S33 aber auch ohne die Schritte S31 und S32 ausführbar ist.
Im Schritt S33 ermittelt der Rechner 1 eine elastische Bildverschiebung zwischen den Hilfsprojektionen P', P''. Verfahren zur Ermittlung der elastischen Bildverschiebung sind Fachleuten allgemein bekannt und beispielsweise in J.B.A. Maintz, M.A. Viergever: „A survey of medical image registration", Medical Image Analysis 2(1) (1998), 1–36 oder D. Rueckert, L.I. Sonoda, C. Hayes: „Non-rigid registration using free-form deformations: Applications to breast MR images", IEEE Trans. on Medical Imaging 18(8) (1999), 712–721, detailliert beschrieben.
Sodann ermittelt der Rechner 1 in einem Schritt S34 anhand der im Schritt S33 ermittelten elastischen Bildverschiebung und mindestens einer der Hilfsprojektionen P', P'' die Rekonstruktionsprojektion (P). Derartige Verfahren sind Fachleuten unter den Begriffen „image morphing" und „image warping" be kannt und beispielsweise in George Wolberg: „Digital Image Warping" (IEEE Computer Society Press Monograph), Wiley-IEEE Computer Society Pr; 1st edition (July 27, 1990), ISBN: 0818689447, Kapitel 7, Seiten 187 bis 260, beschrieben.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweisen sind somit qualitativ hochwertige dreidimensionale Rekonstruktionen des Untersuchungsobjekts 6 ermittelbar, obwohl das Untersuchungsobjekt 6 sich iterativ bewegt und die Zeit zum Verschwenken der Röntgenanordnung 2 größer als die Zykluszeit des Untersuchungsobjekts 6 ist.

Claims

Betriebsverfahren für eine Röntgenanlage, – wobei eine Steuereinrichtung (1) eine Röntgenanordnung (2) mehrmals mit einer Verschwenkgeschwindigkeit (v) zwischen einer ersten und einer zweiten Endwinkellage (αmin, αmax) um eine Schwenkachse (5) verschwenkt, – wobei die Röntgenanordnung (2) eine Röntgenquelle (3) und einen Röntgendetektor (4) aufweist, die einander bezüglich der Schwenkachse (5) diametral gegenüber liegen, – wobei die Steuereinrichtung (1) die Röntgenanordnung (2) während der Verschwenkvorgänge derart ansteuert, dass der Röntgendetektor (4) jeweils bei einer Vielzahl von Winkellagen (α) zu Erfassungszeitpunkten (t) Projektionen (P) eines im Bereich der Schwenkachse (5) angeordneten, sich iterativ bewegenden Untersuchungsobjekts (6) erfasst und der Steuereinrichtung (1) zuführt, – wobei die Steuereinrichtung (1) die ihr zugeführten Projektionen (P) und die korrespondierenden Winkellagen (α) speichert und – wobei die Steuereinrichtung (1) ein mit einer Phasenlage (φ) des Untersuchungsobjekts (6) korrespondierendes Phasensignal (EKG) entgegen nimmt und jeder gespeicherten Projektion (P) eine mit der jeweiligen Phasenlage (φ) des Untersuchungsobjekts (6) korrespondierende Information (z. B. φ) zuordnet.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkvorgänge stets von der ersten zur zweiten Endwinkellage (αmin, αmax) verlaufen.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkvorgänge alternierend von der ersten zur zweiten Endwinkellage (αmin, αmax) und von der zweiten zur ersten Endwinkellage (αmax, αmin) verlaufen.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (1) die mit der jeweiligen Phasenlage (φ) des Untersuchungsobjekts (6) korrespondierende Information (z. B. φ) anhand der Zeitpunkte (t_i), zu denen das Untersuchungsobjekt (6) eine Referenzphasenlage (z. B. R-Zacke) annimmt, und der Erfassungszeitpunkte (t) ermittelt.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (1) die einzelnen Verschwenkvorgänge unabhängig von der Phasenlage (φ) des Untersuchungsobjekts (6) steuert.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass die Steuereinrichtung (1) vor jedem Verschwenkvorgang prüft, bei welchen Winkellagen (α) des Röntgendetektors (4) bisher Projektionen (P) des Untersuchungsobjekts (6) erfasst und gespeichert wurden, während derer das Untersuchungsobjekt (6) in etwa eine Sollphasenlage (φ) annahm, und – dass die Steuereinrichtung (1) den Verschwenkvorgang dann derart beeinflusst, dass zumindest ein Teil der Projektionen (P), während derer das Untersuchungsobjekt (6) in etwa die Sollphasenlage (φ1) annimmt, bei Winkellagen (α) des Röntgendetektors (4) erfasst wird, bei denen bisher noch keine Projektionen (P) des Untersuchungsobjekts (6) erfasst und gespeichert wurden, während derer das Untersuchungsobjekt (6) in etwa die Sollphasenlage (φ1) annahm.
Betriebsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung dadurch erfolgt, dass die Steuereinrichtung (1) den Verschwenkvorgang zu einem entsprechend ermittelten Startzeitpunkt beginnt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung dadurch erfolgt, dass die Steuereinrichtung die Verschwenkgeschwindigkeit (v) während des Verschwenkvorgangs variiert.
Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (1) während der einzelnen Verschwenkvorgänge prüft, ob ein Auslassungskriterium erfüllt ist, und dass die Steuereinrichtung (1), wenn das Auslassungskriterium erfüllt ist, die Röntgenquelle (3) zumindest nur in reduziertem Umfang ansteuert.
Betriebsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassungskriterium erfüllt ist, wenn die Phasenlage (φ) des Untersuchungsobjekts (6) in einem Auslassungsbereich liegt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassungskriterium erfüllt ist, wenn bei der momentanen Winkellage (α) des Röntgendetektors (4) und der momentanen Phasenlage (φ) des Untersuchungsobjekts (6) bereits eine Projektion (P) des Untersuchungsobjekts (6) erfasst und gespeichert wurde.
Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm (10) für eine Steuereinrichtung (1) einer Röntgenanlage zur Durchführung eines Betriebsverfahrens nach einem der obigen Ansprüche.
Steuereinrichtung für eine Röntgenanlage mit einem Datenträger (11) nach Anspruch 12.
Röntgenanlage mit einer Steuereinrichtung (1) und einer Röntgenanordnung (2), – wobei die Röntgenanordnung (2) eine Röntgenquelle (3) und einen Röntgendetektor (4) aufweist, die einander bezüglich einer Schwenkachse (5) diametral gegenüber liegen, – wobei die Steuereinrichtung (1) nach Anspruch 13 ausgebildet ist und mit der Röntgenanordnung (2) derart wirktechnisch verbunden ist, dass die Röntgenanlage gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 betreibbar ist.
Betriebsverfahren für einen Rechner (1), – wobei der Rechner (1) eine Anzahl von Projektionen (P) eines sich iterativ bewegenden Untersuchungsobjekts (6) entgegen nimmt, – wobei das Untersuchungsobjekt (6) während der Erfassung der Projektionen (P) im Bereich einer Schwenkachse (5) angeordnet war, um die eine Röntgenanordnung (2) zwischen einer ersten und einer zweiten Endwinkellage (αmin, αmax) verschwenkt wurde, – wobei die Röntgenanordnung (2) eine Röntgenquelle (3) und einen Röntgendetektor (4) aufwies, die einander bezüglich der Schwenkachse (5) diametral gegenüber lagen, – wobei die Projektionen (P) vom Röntgendetektor (4) bei einer Vielzahl von Winkellagen (α) erfasst wurden, – wobei jeder entgegen genommenen Projektion (P) die korrespondierende Winkellage (α) sowie eine mit einer Phasenlage (φ) des Untersuchungsobjekts (6) korrespondierende Information (z.B. φ) zugeordnet sind, – wobei der Rechner (1) diejenigen der Projektionen (P) auswählt, bei denen die Phasenlage (φ) des Untersuchungsobjekts (6) zumindest in etwa einer Rekonstruktionsphasenlage (φ2) entspricht, – wobei der Rechner (1) für jede Winkellage (α), bei der er mindestens eine der Projektionen (P) ausgewählt hat, prüft, ob er genau eine der Projektionen (P) ausgewählt hat oder ob er mehrere der Projektionen (P) ausgewählt hat, – wobei der Rechner (1) für jede Winkellage (α), bei der er genau eine der Projektionen (P) ausgewählt hat, diese Pro jektion (P) für diese Winkellage (α) als Rekonstruktionsprojektion (P) bestimmt, – wobei der Rechner (1) für jede Winkellage (α), bei der er mehrere der Projektionen (P) ausgewählt hat, anhand mindestens einer dieser Projektionen (P) für diese Winkellage (α) eine Rekonstruktionsprojektion (P) ermittelt, – wobei der Rechner (1) anhand der Rekonstruktionsprojektionen (P) eine dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts (6) ermittelt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (1) für mindestens eine der Winkellagen (α), bei denen er mehrere der Projektionen (P) ausgewählt hat, eine dieser Projektionen (P) als Rekonstruktionsprojektion (P) bestimmt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (1) für mindestens eine der Winkellagen (α), bei denen er mehrere der Projektionen (P) ausgewählt hat, anhand von mindestens zwei dieser Projektionen (P', P'') die korrespondierende Rekonstruktionsprojektion (P) ermittelt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (1) die korrespondierende Rekonstruktionsprojektion (P) durch eine bildpunktweise ausgeführte Interpolation ermittelt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, – dass der Rechner (1) zwischen mindestens zwei der Projektionen (P', P''), die er zur Ermittlung der Rekonstruktionsprojektion (P) heranzieht, eine elastische Bildverschiebung ermittelt und – dass der Rechner (1) die Rekonstruktionsprojektion (P) anhand der elastischen Bildverschiebung und mindestens einer der zur Ermittlung der elastischen Bildverschiebung herangezogenen Projektionen (P', P'') ermittelt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (1) vor der Ermittlung der elastischen Bildverschiebung die zur Ermittlung der elastischen Bildverschiebung herangezogenen Projektionen (P', P'') einer Strukturermittlung unterzieht, z. B. eine Kantendetektion durchführt.
Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm (10) für einen Rechner (1) zur Durchführung eines Betriebsverfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 20.
Rechner mit einem Datenträger (11) nach Anspruch 21.