DE102006002895B3 - Verfahren zur Erzeugung von Kardio-CT-Darstellungen unter Applikation eines Kontrastmittels und Mehr-Röhren-CT-System zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung von Kardio-CT-Darstellungen unter Applikation eines Kontrastmittels und Mehr-Röhren-CT-System zur Durchführung dieses Verfahrens Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Kardio-CT-Darstellungen eines schlagenden Herzens eines Patienten mit Hilfe eines Mehr-Röhren-CT-Systems unter Applikation eines Kontrastmittels, welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist: DOLLAR A - Durchführung eines ersten CT-Scans mit dem Mehr-Röhren-CT-System, wobei mindestens eine Röhre ein Röntgenspektrum erzeugt, und Rekonstruktion von mindestens einer herzphasengleichen CT-Darstellung mit einer ersten Zeitauflösung DELTAT¶1¶, DOLLAR A - anschließende Durchführung eines zweiten CT-Scans mit dem Mehr-Röhren-CT-System, wobei mindestens zwei winkelversetzte Röhren unterschiedliche Röntgenspektren (S¶1¶, S¶2¶) erzeugen, DOLLAR A - Rekonstruktion von mindestens einer herzphasengleichen CT-Darstellung je Röntgenspektrum mit einer zweiten Zeitauflösung DELTAT¶2¶, und DOLLAR A - Erzeugung einer kombinierten CT-Darstellung aus Ergebnissen des ersten und des zweiten Scans.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Kardio-CT-Darstellungen eines schlagenden Herzens eines Patienten mit Hilfe eines Mehr-Röhren-CT-Systems unter Applikation eines Kontrastmittels. Außerdem betrifft die Erfindung ein Mehr-Röhren-CT-System mit mindestens zwei Strahlungsquellen und einer Kontrastmittelapplikationsvorrichtung, mit dem ein Patient unter Applikation von Kontrastmittel abgetastet werden kann, wobei jede Strahlungsquelle zur Abtastung unterschiedliche Röntgenspektren erzeugen kann, und eine Steuer- und Recheneinheit angeschlossen ist, die mindestens einen Speicher für Programme und Daten aufweist, und mit gespeicherten Programmen und Projektionsdaten eine Rekonstruktion tomographischer Darstellungen durchgeführt wird.
  • Solche Verfahren und Mehr-Röhren-CT-Systeme sind allgemein bekannt. Es wird beispielhaft auf die nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung mit amtlichem Aktenzeichen DE 10 2005 018 066.3 verwiesen. Mit derartigen Verfahren und CT-Systemen kann beispielsweise die Durchblutung der Herzwand durch Bestimmung der Wandperfusion nach einer Kontrastmittelgabe gemessen werden. Hierbei wird aufgrund der geringen Ausdehnung in Systemachsenrichtung der derzeit zur Verfügung stehenden Detektoren ein relativ begrenzter Bereich des Herzens kontinuierlich gescannt und die Konzentrationsanreicherung im Herzwandgewebe beobachtet. Problematisch ist dabei die relativ hohe Dosisbelastung des Patienten aufgrund des lang andauernden Scans. Diese Belastung sollte reduziert werden. Außerdem wäre es auch wünschenswert, wenn sich der beobachtete Herzbereich vergrößern ließe.
  • Es wird auch auf die der Erfindung am nächsten kommende Patentanmeldung DE 10 2004 004 295 A1 verwiesen, welche ein Ver fahren zur Erzeugung von CT-Darstellungen mit Hilfe eines 2-Röhren-CT-Systems unter Applikation eines Kontrastmittels offenbart, wobei beim CT-Scan die zwei winkelversetzt angeordneten Röntgenröhren zwei Röntgenspektren mit unterschiedlicher spektraler Verteilung erzeugen und aus den für jedes Röntgenspektrum getrennt rekonstruierten CT-Bildern ein Subtraktionsbild erzeugt wird.
    •
  • Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und ein CT-System zu finden, welches unter Verwendung einer geringeren Röntgendosis Ergebnisse zur Wandperfusion des Herzens liefert.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
  • Der Erfinder hat erkannt, dass durch Verwendung spektraler CT-Daten eines Mehr-Röhren-Systems die Kontrastauflösung von Kardio-CT-Darstellungen unter Applikation eines Kontrastmittels gesteigert werden kann.
  • Demgemäß schlägt der Erfinder vor, das an sich bekannte Verfahren zur Erzeugung von Kardio-CT-Darstellungen eines schlagenden Herzens eines Patienten mit Hilfe eines Mehr-Röhren-CT-Systems unter Applikation eines Kontrastmittels, dahingehend zu verbessern, dass anstelle eines lang anhaltenden Dauerscans der Herzregion die folgenden diskreten Verfahrensschritte durchgeführt werden:
    • – Durchführung eines ersten CT-Scans mit dem Mehr-Röhren-CT-System, wobei mindestens eine Röhre ein Röntgenspektrum erzeugt, und Rekonstruktion von mindestens einer herzphasengleichen CT-Darstellung mit einer ersten Zeitauflösung,
    • – anschließende Durchführung eines zweiten CT-Scans mit dem Mehr-Röhren-CT-System, wobei mindestens zwei winkelversetzte Röhren unterschiedliche Röntgenspektren erzeu gen, Rekonstruktion von mindestens einer herzphasengleichen CT-Darstellung je Röntgenspektrum mit einer zweiten Zeitauflösung, und
    • – Erzeugung einer kombinierten CT-Darstellung aus Ergebnissen des ersten und des zweiten Scans.
  • Durch die Ausführung von zwei zeitversetzten Scans, wobei der letzte Scan mit unterschiedlichen Energiespektren ausgeführt wird, wodurch bereits geringe Kontrastmittelkonzentrationen besonders gut darstellbar sind, lassen sich Gebiete mit pathologisch verminderter Wandperfusion besonders leicht lokalisieren.
  • Hierzu kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Applikation des Kontrastmittels vor dem ersten CT-Scan erfolgt. Die Zeitspanne kann dabei so bemessen werden, dass zum Zeitpunkt des ersten Scans die größte Konzentration in den großen Herzgefäßen bereits erreicht ist. Der zweite Scan mit unterschiedlichen Spektren erfolgt entsprechend später, wobei die Kontrastmittelkonzentration in den großen Blutgefäßen deutlich reduziert ist, jedoch – im Normalfall – das Kontrastmittel in der Herzwand aufgenommen und in den kleinen Blutgefäßen nachweisbar ist.
  • Es besteht jedoch auch die Möglichkeit den ersten Scan ohne Kontrastmittel durchzuführen, um eine optimale Darstellung des Herzgewebes ohne Einfluss benachbarter stark erhöhter Absorptionen zu erhalten und die Applikation des Kontrastmittels für den zweiten CT-Scan durchzuführen. Bei entsprechender zeitlich aufeinander abgestimmter Durchführung von Applikation und Scan, lasse sich dann Gebiete mit gestörter oder überhöhter Durchblutung feststellen.
  • Eine Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich erreichen, wenn beim ersten CT-Scan bereits mindestens zwei winkelversetzte Röntgenröhren verwendet werden, die das gleiche Röntgenspektrum erzeugen, und die Rekonstruktion mit Daten aus beiden Röntgenröhren durchgeführt wird. Im Idealfall lässt sich dadurch eine doppelt so hohe Zeitauflösung der CT-Darstellung bewirken. Im Ergebnis erhält man dadurch CT-Darstellungen mit wesentlich weniger Bewegungsunschärfe. Es ist also die erste Zeitauflösung des ersten CT-Scans höher als die Zeitauflösung des zweiten CT-Scans mit ΔT1 < ΔT2.
  • Die Kombination der durch die zeitversetzten Scans erzeugten Darstellungen kann beispielsweise so erfolgen, dass Voxel oder Pixel mit bestimmten HU-Wert-Differenzen oder HU-Wert-Verhältnissen aus dem zweiten Scan hervorgehoben, gegebenenfalls eingefärbt, und mit dem Bild des ersten Scans überlagert werden.
  • Es kann aber auch mit den CT-Darstellungen des zweiten Scans eine Segmentierung auf der Basis unterschiedlicher HU-Werte in Abhängigkeit vom verwendeten Röntgenspektrum durchgeführt werden, wobei als Segmentierungskriterium beispielsweise der Quotient HU(S1)/HU(S2) oder aber der Differenzbetrag |HU(S1) – HU(S2)| der jeweiligen HU-Werte (HU(S1), HU(S2)) gleicher Pixel oder Voxel aus den unterschiedlichen Spektren (S1, S2) verwendet wird. Die so segmentierten Bereiche der CT-Darstellung können dann dazu dienen, durch eine Überlagerung mit dem Bild des ersten – gegebenenfalls schärferen – Scans pathologische oder zumindest verdächtige Bereiche des Herzens zu kennzeichnen. In der kombinierten CT-Darstellung können die Bereiche mit Kontrastmittelanreicherung farbig auch so dargestellt werden, dass unter Verwendung unterschiedlicher Farben die Farbe selbst den Grad der pathologischen Veränderung der Herzwand darstellt.
  • Die unterschiedlichen Röntgenspektren können beispielsweise durch unterschiedliche Filterung der Strahlung und/oder unterschiedliche Röhrenspannung zur Erzeugung der Röntgenstrahlung bewirkt werden. Vorteilhaft ist es dabei, die verwendeten Röntgenspektren und das verwendete Kontrastmittel so aufeinander abzustimmen, dass ein möglichst großer Unterschied im Absorptionsverhalten des Kontrastmittels bei den unterschiedlich gewählten Spektren auftritt. Das erleichtert die Erkennung geringer Kontrastmittelkonzentrationen beim Vergleich der CT-Werte aus den unterschiedlichen Spektren.
  • Zur verbesserten Darstellung und zur besseren Unterscheidung von großen Gefäßen und kontrastmittelangereichertem Gewebe können Bereiche mit Kontrastmittelfüllung aus dem ersten CT-Scan mit einer anderen Farbe als Bereiche mit Kontrastmittelfüllung aus dem zweiten Scan dargestellt werden.
  • Zur Optimierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch vorgeschlagen, dass der zeitliche Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten CT-Scan so gewählt wird, dass eine Anreicherung einer gesunden Herzwand erreicht, jedoch eines Infarktgewebes noch nicht erreicht wird.
  • Gemäß einem weitergehenden Vorschlag können zusätzlich zu dem einen Scan mit unterschiedlichen Röntgenspektren weitere CT-Scans mit jeweils mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenspektren durchgeführt werden und weitere kombinierte Darstellungen aus Ergebnissen des ersten CT-Scans mit einem Energiespektrum und den weiteren CT-Scans mit unterschiedlichen Spektren erzeugt werden. Auf diese Weise kann die zeitliche Entwicklung der Anreicherung von Kontrastmittel in dem betrachteten Herzgewebe dargestellt werden.
  • In einer besonders vorteilhaften Variante kann das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit Spiral-Scans durchgeführt werden. Hierdurch ist es möglich, auch ohne breite vielzeilige Detektoren das gesamte Herzvolumen zu beobachten.
  • Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zwischen dem ersten CT-Scan und den CT-Scans mit gleichzeitig verwendeten unterschiedlichen Röntgenspektren mit reduzierter Dosis sogenannte Pilotscans durchgeführt werden, durch die in grober Auflösung der Kontrastmittelgehalt in großen Blutgefäßen gemessen wird. Derartige Pilotscans können, da sie nicht zur exakten Bilddarstellung dienen, mit einer wesentlich geringeren Strahlendosisleistung durchge führt werden. Hierzu kann entweder die Strahlendosisleistung der Röntgenröhre reduziert werden, oder es besteht die Möglichkeit für den Pilotscan den Strahlkegel stark einzuschränken, beispielsweise soweit, dass nur noch eine Detektorzeile ausgeleuchtet wird. Diese ist ausreichend, um im interessierenden Bereich großer Blutgefäße die Änderung der Kontrastmittelkonzentration festzustellen, ohne ein hochaufgelöstes Bild erstellen zu müssen. Solche Pilotscans können auch intermittierend in Zeitabständen erfolgen, die beispielsweise auch entsprechend der gemessenen Konzentrationsänderung des Kontrastmittels angepasst werden können.
  • Das dargestellte Verfahren eignet sich nicht nur zur Darstellung der Perfusionseigenschaften von Herzgewebe, ebenso kann unter Verwendung unterschiedlicher Röntgenspektren an Stelle des Herzens ein anderes Organ, vorzugsweise das Gehirn, gescannt werden und der zeitliche Verlauf der Kontrastmittelkonzentration an zumindest zwei Zeitpunkten gemessen werden, um beispielsweise die von einem Schlaganfall betroffenen Regionen zu bestimmen.
  • Entsprechend dem zuvor geschilderten Verfahren schlägt der Erfinder auch ein Mehr-Röhren-CT-System vor mit mindestens zwei Strahlungsquellen und einer Kontrastmittelapplikationsvorrichtung, mit dem ein Patient unter Applikation von Kontrastmittel abgetastet werden kann, wobei jede Strahlungsquelle zur Abtastung unterschiedliche Röntgenspektren erzeugen kann, und eine Steuer- und Recheneinheit angeschlossen ist, die mindestens einen Speicher für Programme und Daten aufweist, und mit gespeicherten Programmen und Projektionsdaten eine Rekonstruktion tomographischer Darstellungen durchgeführt wird, wobei Computerprogramme oder Programm-Module gespeichert sind, die im Betrieb die Verfahrensschritte des oben beschriebenen Verfahrens durchführen.
    •
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merk male dargestellt sind. Zur Beschreibung wurden folgende Bezugszeichen verwendet: 1: CT-System; 2: erste Röntgenröhre; 3: erster Detektor; 4: zweite Röntgenröhre; 5: zweiter Detektor; 6: Gantrygehäuse; 7: Patient; 8: verschiebbare Patientenliege; 9: Systemachse; 10: Steuer- und Recheneinheit; 11: Speicher; 12: Kontrastmittelpumpe; 13: EKG-Leitung; 14: Steuer- und Datenleitung; 15: Kontrastmittelleitung; 20: Start des Scans; 21: Applikation des Kontrastmittels; 22: Kardio-CT-Scan; 23: definierte Pause; 24: Scan mit unterschiedlichen Energiespektren; 25: Vergleich der CT-Aufnahmen; 26: Überlagerung der CT-Aufnahmen; 27: Ausgabe der überarbeiteten CT-Darstellungen; Prg1–Prgn: Computerprogramme; Prgx: Programm-Modul; Es zeigen im einzelnen:
  • 1 CT-System mit Kontrastmittelapplikationsvorrichtung, und
  • 2 Verfahrensschema einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die 1 zeigt ein CT-System, welches geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Ein solches CT-System 1 verfügt über eine erste Röntgenröhre 2 mit einem gegenüberliegenden Detektor 3 und eine zweite Röntgenröhre 4 mit einem weiteren gegenüberliegenden Detektor 5. Beide Fokus/Detektor-Systeme 2, 3 und 4, 5 sind in einem Gantrygehäuse 6 auf einer, um eine Systemachse 9 rotierenden und hier nicht sichtbar dargestellten, Gantry angeordnet. Der Patient 7 befindet sich auf einer längsverschiebbaren Patientenliege 8, die zur Abtastung des Patienten 7 während der Rotation der Fokus/Detektor-Systeme kontinuierlich oder schrittweise durch eine Öffnung im Gantrygehäuse 6 geschoben wird. Hierdurch wird der Patient 7 spiralförmig oder mehrfach kreisförmig abgetastet.
  • Zur Steuerung des CT-Systems 1 dient eine Steuer- und Recheneinheit 10, die in ihrem Speicher 11 über Computerprogramme und Programm-Module Prgx verfügt, die im Betrieb nach Bedarf geladen und abgearbeitet werden. Die Steuerung selbst und die Auslesung von Detektorausgangsdaten geschehen über die Steuer- und Datenleitung 14, welche die Steuer- und Recheneinheit 10 mit dem Gantrygehäuse 6 verbindet. Die Applikation von Kontrastmittel erfolgt mit Hilfe einer ebenfalls von der Steuer- und Recheneinheit 10 über die Leitung 15 gesteuerten Kontrastmittelpumpe 12, die das Kontrastmittel in vorgegebener Weise venös appliziert. Zusätzlich werden für den Kardio-Scan über eine EKG-Leitung 13 die Herzpotentiale abgeleitet, wobei auch hier die Steuer- und Recheneinheit 10 die Funktion eines EKG-Gerätes übernimmt und auf diese Weise eine herzphasengenaue Sammlung von Detektordaten erstellen kann, die in an sich bekannter Weise zur Rekonstruktion von Kardio-CT-Aufnahmen genutzt werden.
  • Ein bevorzugter Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der 2 schematisch dargestellt. Demgemäß wird nach dem Start 20 im ersten Verfahrensschritt 21 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt Kontrastmittel mit definierter und gegebenenfalls über die Zeit veränderter Flussrate dem Patienten 7 injiziert. Anschließen wird zeitlich abgestimmt auf die optimale zu erwartende Kontrastmittelkonzentration in den großen Herzgefäßen im Schritt 22 ein Kardio-CT-Scan mit den beiden Röhren/Detektorsystemen 2, 3, 4 und 5 unter Verwendung eines einheitlichen Energiespektrums durchgeführt, wobei durch gleichzeitige Aufnahme von EKG-Signalen die gemessenen Detektordaten beider Detektoren herzphasengleich gesammelt und zur Rekonstruktion genutzt werden. Durch die Verwendung der beiden um 90° winkelversetzt angeordneten Röhren/Detektor-Systemen 2, 3, 4 und 5 ist gegenüber einem Ein-Röhren/Detektor-System eine etwa doppelt so hohe Zeitauflösung möglich, so dass Aufnahmen mit stark reduzierter Bewegungsunschärfe rekonstruiert werden können. Die mit Kontrastmittel gut gefüllten großen Blutgefäße sind in diesen Aufnahmen deutlich erkennbar. Die Abtastung erfolgt durch einen Spiral-Scan, so dass das gesamte Herz auch mit schmalen Detektoren dargestellt wird.
  • Mit dem Verfahrensschritt 23 wird eine vorbestimmte Zeit ohne Abtastung oder höchstens mit einem niederdosierten Pilotscan abgewartet. In dieser Zeit kann entweder bei beiden Röhren/Detektorsystemen 2, 3, 4 und 5 oder bei nur einem Röhren/Detektorsystem eine unterschiedliche Beschleunigungsspannung gewählt und/oder ein anderer Strahlungsfilter in den Strahlengang eingeschoben werden, damit bei der anschließend folgenden Abtastung zwei unterschiedliche Energiespektren genutzt werden können.
  • Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit oder Erreichen einer vorgegebenen Kontrastmittelkonzentration beginnt im Verfahrensschritt 24 der Scan mit unterschiedlichen Energiespektren. Da aufgrund des unterschiedlichen Absorptionsverhaltens die Detektordaten jedes Röhren/Detektorsystems 2, 3 und 4, 5 getrennt betrachtet und getrennte Rekonstruktionen durchgeführt werden müssen, ist die zeitliche Auflösung dieser so rekonstruierten CT-Aufnahmen schlechter.
  • Im Verfahrensschritt 25 werden nun die CT-Aufnahmen des zweiten Scans pixel- oder voxelweise miteinander verglichen und es werden Bereiche bestimmt, die durch ihre unterschiedlichen CT-Werte auf das Vorhandensein von Kontrastmittel schließen lassen. Diese Bereiche werden segmentiert, wobei vorteilhaft die im ersten Scan erkannten großen Blutgefäße hiervon ausgeschlossen werden können. Anschließend werden im Schritt 26 die hochauflösenden CT-Aufnahmen des ersten Scans mit den segmentierten Bereichen aus dem zweiten Scan überlagert, wobei die segmentierten Bereiche farblich dargestellt werden können. Im Verfahrensschritt 27 werden die so aufbereiteten CT-Darstellungen an einer Konsole ausgegeben, wobei der Betrachter die durch farbliche Kennzeichnung hervorgehobenen Gebiete des Herzgewebes mit ausreichender Durchblutung farblich dargestellt sieht.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Erzeugung von Kardio-CT-Darstellungen eines schlagenden Herzens eines Patienten (7) mit Hilfe eines Mehr-Röhren-CT-Systems (1) unter Applikation eines Kontrastmittels, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: 1.1. Durchführung eines ersten CT-Scans mit dem Mehr-Röhren-CT-System (1) wobei mindestens eine Röhre (2) ein Röntgenspektrum erzeugt, und Rekonstruktion von mindestens einer herzphasengleichen CT-Darstellung mit einer ersten Zeitauflösung (ΔT1), 1.2. anschließende Durchführung eines zweiten CT-Scans mit dem Mehr-Röhren-CT-System (1) wobei mindestens zwei winkelversetzte Röhren (2, 4) unterschiedliche Röntgenspektren (S1, S2) erzeugen, 1.3. Rekonstruktion von mindestens einer herzphasengleichen CT-Darstellung je Röntgenspektrum (S1, S2) mit einer zweiten Zeitauflösung (ΔT2), und 1.4. Erzeugung einer kombinierten CT-Darstellung aus Ergebnissen des ersten und des zweiten Scans.
  2. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation des Kontrastmittels vor dem ersten CT-Scan erfolgt.
  3. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation des Kontrastmittels für den zweiten CT-Scan erfolgt.
  4. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation des Kontrastmittels intravenös erfolgt.
  5. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten CT-Scan mindestens zwei winkelversetzte Röntgenröhren (2, 4) das gleiche Röntgenspektrum erzeugen, und die Rekonstruktion mit Daten aus beiden Röntgenröhren (2, 4) durchgeführt wird.
  6. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zeitauflösung höher ist als die zweite Zeitauflösung (ΔT1 < ΔT2).
  7. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit den CT-Darstellungen des zweiten Scans eine Segmentierung auf der Basis unterschiedlicher HU-Werte in Abhängigkeit vom verwendeten Röntgenspektrum (S1, S2) durchgeführt wird.
  8. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Segmentierungskriterium der Quotient HU(S1)/HU(S2) der jeweiligen HU-Werte (HU(S1), HU(S2)) gleicher Pixel oder Voxel aus den unterschiedlichen Röntgenspektren (S1, S2) verwendet wird.
  9. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Segmentierungskriterium der Differenzbetrag |HU(S1) – HU(S2) der jeweiligen HU-Werte (HU(S1), HU(S2)) gleicher Pixel oder Voxel aus den unterschiedlichen Röntgenspektren (S1, S2) verwendet wird.
  10. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenspektren (S1, S2) durch unterschiedliche Filterung der Strahlung und/oder unterschiedliche Röhrenspannung zur Erzeugung der Röntgenstrahlung bewirkt werden.
  11. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der kombinierten CT-Darstellung Bereiche mit Kontrastmittelanreicherung farbig dargestellt werden.
  12. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche mit Kontrastmittelfüllung aus dem ersten CT-Scan mit einer anderen Farbe als Bereiche mit Kontrastmittelfüllung aus dem zweiten Scan dargestellt werden.
  13. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten CT-Scan so gewählt wird, dass eine Kontrastmittelanreicherung einer gesunden Herzwand erreicht, jedoch eines Infarktgewebes noch nicht erreicht ist.
  14. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass weitere CT-Scans mit jeweils mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenspektren (S1, S2) durchgeführt werden und weitere kombinierte Darstellungen aus Ergebnissen des ersten CT-Scans mit einem Röntgenspektrum und den weiteren CT-Scans mit unterschiedlichen Röntgenspektren (S1, S2) erzeugt werden.
  15. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die CT-Scans als Spiral-Scans durchgeführt werden.
  16. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten CT-Scan und den CT-Scans mit gleichzeitig verwendeten unterschiedlichen Röntgenspektren (S1, S2) mit reduzierter Dosis Pilotscans durchgeführt werden, durch die in grober Auflösung der Kontrastmittelgehalt in großen Blutgefäßen gemessen wird.
  17. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass für die Pilotscans der Strahlkegel auf eine Detektorzeile beschränkt wird.
  18. Mehr-Röhren-CT-System (1) mit mindestens zwei Strahlungsquellen (2, 4) und einer Kontrastmittelapplikationsvorrichtung (12), mit dem ein Patient (7) unter Applikation von Kontrastmittel abgetastet werden kann, wobei jede Strahlungsquelle (2, 4) zur Abtastung unterschiedliche Röntgenspektren (S1, S2) erzeugen kann, und eine Steuer- und Recheneinheit (10) angeschlossen ist, die mindestens einen Speicher (11) für Programme und Daten aufweist, und mit gespeicherten Programmen und Projektionsdaten eine Rekonstruktion tomographischer Darstellungen durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Programme (Prg1–Prgn) oder Programm-Module (Prgx) gespeichert sind, die im Betrieb die Verfahrensschritte eines der voranstehenden Verfahrensansprüche durchführen.
DE102006002895A 2006-01-20 2006-01-20 Verfahren zur Erzeugung von Kardio-CT-Darstellungen unter Applikation eines Kontrastmittels und Mehr-Röhren-CT-System zur Durchführung dieses Verfahrens Expired - Fee Related DE102006002895B3 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006056884A1 (de) * 2006-12-01 2008-06-05 Siemens Ag Verfahren und CT-System zur Durchführung einer Cardio-CT-Untersuchung eines Patienten
US8761479B2 (en) * 2010-11-08 2014-06-24 General Electric Company System and method for analyzing and visualizing spectral CT data
WO2012123896A2 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multiple modality cardiac imaging
US10510171B2 (en) * 2016-11-29 2019-12-17 Biosense Webster (Israel) Ltd. Visualization of anatomical cavities

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004004295A1 (de) * 2004-01-28 2005-08-25 Siemens Ag Verfahren zur Bilddatenaufnahme und -auswertung mit einem Tomographiegerät
DE102005018066A1 (de) * 2005-04-19 2006-10-26 Siemens Ag Verfahren und System zur computertomographischen Darstellung der Bewegung eines Herzens

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6473634B1 (en) * 2000-11-22 2002-10-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Medical imaging at two temporal resolutions for tumor treatment planning
DE602004024682D1 (de) * 2003-07-15 2010-01-28 Koninkl Philips Electronics Nv Ung
US20050111754A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-26 Cakir Halil I. Methods, systems and computer program products for fusion of high spatial resolution imagery with lower spatial resolution imagery using a multiresolution approach
DE102004008519B4 (de) * 2004-02-20 2010-11-25 Siemens Ag Verfahren zur Visualisierung quantitativer Information in Datensätzen der medizinischen Bildgebung
US7778380B2 (en) * 2005-09-06 2010-08-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Data handling and analysis in computed tomography with multiple energy windows

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004004295A1 (de) * 2004-01-28 2005-08-25 Siemens Ag Verfahren zur Bilddatenaufnahme und -auswertung mit einem Tomographiegerät
DE102005018066A1 (de) * 2005-04-19 2006-10-26 Siemens Ag Verfahren und System zur computertomographischen Darstellung der Bewegung eines Herzens

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