DE102006040934A1

DE102006040934A1 - Verfahren und Vorrichtung zur getrennten dreidimensionalen Darstellung des arteriellen und venösen Gefäßsystems mit C-Bogen-Angiographie-Anlagen

Info

Publication number: DE102006040934A1
Application number: DE102006040934A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Zellerhoff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2026-09-01
Also published as: US7558372B2; DE102006040934B4; US20090262897A1; US7852984B2; US20080056438A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur getrennten dreidimensionalen Darstellung von Arterien und/oder Venen eines Gefäßsystems im Körper mittels eines C-Bogen-Biplan-Systems mit zwei C-Bögen, die jeweils während eines Masken- oder Füllungslaufs eine Sequenz von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufnehmen können. Bei dem Füllungslauf nehmen beide C-Bögen Röntgenbilder (5, 6) auf, so dass die Röntgenbilder des Füllungslaufs (4a, 4b, 8a, 8b) zu einem ersten Datensatz (5), der Röntgenbilder aus der arteriellen Phase der Gefäßkontrastierung enthält, und/oder zu einem zweiten Datensatz (6), der Röntgenbilder aus der venösen Phase der Gefäßkontrastierung enthält, zusammengesetzt werden können. Dadurch können die arterielle und die venöse Phase getrennt rekonstruiert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur getrennten dreidimensionalen Darstellung von Arterien und/oder Venen eines Gefäßsystems in einem Körperteil eines Wirbeltiers mittels eines C-Bogen-Biplan-Systems, also einer Röntgen-Angiographie-Anlage mit zwei um eine Patientenliege verfahrbaren C-Bögen, in die jeweils ein Röntgen-Aufnahmesystem integriert ist.
Es besteht ein wachsender Bedarf an einer möglichst genauen dreidimensionalen Darstellung des Aussehens und Verlaufs von Gefäßen in Körperteilen, insbesondere von Arterien und Venen, zu diagnostischen Zwecken im Bereich der Gefäßerkrankungen und deren Therapie. Ein wichtiges Einsatzgebiet stellt die Untersuchung zerebraler Aneurysmen dar, die auch eine Analyse und optimale Darstellung zur Definition des Aneurysmahalses unter topografischen Verhältnissen zu benachbarten Gefäßen beinhaltet. Angiographien werden auch an anderen Körperteilen durchgeführt, um arteriosklerotische Veränderungen oder Fehlbildungen festzustellen. Mit der Einführung der computergestützten Rotationsangiographie, die dreidimensionale Darstellungen mit einer gleichmäßigen Auflösung aus den Projektionsrohdaten rekonstruiert, gelang ein technischer Durchbruch im Bereich der Diagnostik. Stand der Technik sind hierbei so genannte C-Bogen-Angiographen, bei denen eine Röntgenquelle und ein gegenüber dieser an einem C-Bogen angeordneter Röntgendetektor in einem etwa 200° umfassenden Bogen um das zu untersuchende Körperteil eines Patienten rotiert wird und dabei zwischen 50 und 500 Röntgenbilder aufgenommen und digital gespeichert werden. Aus den aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufgenommenen Röntgenbildern kann dann ein dreidimensionales Modell des geröntgten Körperteiles berechnet werden. Jedoch ist mit der herkömmlichen 3D-Angiographie eine klare Trennung nach arteriellem und venösem Gefäßsystem aufgrund der Aufnahmezeiten und der Dynamik der Kontrastmittelausbreitung nicht hinreichend möglich.
Bei der vorbekannten dreidimensionalen Gefäßdarstellung werden ein sog. Maskenlauf und ein Füllungslauf aufgenommen. Beim „Maskenlauf" rotiert der C-Bogen um den Körperteil des Patienten oder den gesamten Patienten und nimmt über den vorgegebenen Winkelbereich eine erste Sequenz Röntgenbilder ohne Kontrastierung auf. Danach wird in das interessierende Gefäß Kontrastmittel injiziert und bei einer erneuten C-Bogen-Rotation, dem sog. „Füllungslauf", eine zweite Sequenz Röntgenbilder aufgenommen. Die beiden Sequenzen werden nunmehr voneinander so subtrahiert, dass im Ergebnis nur noch die kontrastierten (d.h. Kontrastmittel enthaltenden) Gefäße zu sehen sind. Diese werden nun mit einem 3D-Rekonstruktionsverfahren zu einem dreidimensionalen Bilddatensatz rekonstruiert. Alternativ können auch Masken- und Füllungslaufsequenzen getrennt rekonstruiert und die resultierenden dreidimensionalen Datensätze voneinander subtrahiert werden.
Das Verfahren der 3D-Angiographie nach dem Stand der Technik liefert in der Regel einen dreidimensionalen Bilddatensatz, der sowohl einen Teil des arteriellen als auch Teile des venösen Gefäßsystems darstellt. Der Grund für diesen Mangel derzeitiger Angiographiesysteme ist darin zu suchen, dass die Rotationszeit des C-Bogens mit ca. 5 s deutlich länger ist als die arterielle Phase der Gefäßkontrastierung, die lediglich 2 bis 3 s andauert. Danach wandert das Kontrastmittel über die üblichen Kapillarwege in das venöse Gefäßsystem, so dass sich nach Ablauf der arteriellen Phase eine venöse Phase der Gefäßkontrastierung zeigt, die in einem späteren Teil der Rotation des Tomographen aufgezeichnet wird, so dass sich eine dreidimensionale Mischstruktur aus Arterien und Venen ergibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, dreidimensionale Bilddatensätze von Gefäßen zu erzeugen, die entweder nur Arterien oder nur Venen (je nach Wunsch) darstellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren zur getrennten dreidimensionalen Darstellung von Arterien und/oder Venen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie die Vorrichtung zur getrennten dreidimensionalen Darstellung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 9.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit einem C-Bogen-Biplan-System, also einer Röntgen-Angiographie-Anlage mit zwei C-Bögen, doppelt so viele Röntgenbilder in der gleichen Zeit akquiriert werden können wie mit einem Monoplan-System, obgleich die Auslesegeschwindigkeit des Röntgendetektors und die Rotationsgeschwindigkeit des C-Bogens gleich groß sind. Die Aufnahmezeit für einen einzigen Füllungslauf halbiert sich daher gegenüber einem Monoplan-System. Es ist somit möglich, eine arterielle Phase von ca. zwei bis drei Sekunden (bei heute üblichen Rotationszeiten von vier bis fünf Sekunden pro Lauf) isoliert aufzunehmen und zu rekonstruieren.
In einem ersten Aspekt ist die Erfindung daher gerichtet auf ein Verfahren zur getrennten dreidimensionalen Darstellung von Arterien und/oder Venen eines Gefäßsystems in einem Körperteil eines Wirbeltiers mittels eines C-Bogen-Biplan-Systems, welches zwei C-Bögen umfasst, die jeweils während eines Masken- oder Füllungslaufs um den Körperteil eine Sequenz von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufnehmen können. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Durchführen eines Maskenlaufs um einen zu untersuchenden Körperteil vor der Injektion von Kontrastmittel in das Wirbeltier, bei welchem zumindest einer der beiden C-Bögen Röntgenbilder aufnimmt;
(b) Durchführen eines Füllungslaufs um den Körperteil nach Injektion eines Kontrastmittels, bei welchem die beiden C-Bögen des Biplan-Systems in der Rotationsrichtung um einen Differenzwinkel gegeneinander versetzt sind, und bei dem mit beiden C-Bögen Röntgenbilder aufgenommen werden;
(c) Kombination der Röntgenbilder des Füllungslaufs von dem ersten und dem zweiten C-Bogen zu einem ersten Datensatz, der Röntgenbilder aus der arteriellen Phase der Gefäßkontrastierung enthält und/oder zu einem zweiten Datensatz, der Röntgenbilder aus der venösen Phase der Gefäßkontrastierung enthält; und
(d) Subtraktion des beim Maskenlauf erhaltenen Datensatzes von einem der bei der Kombination erhaltenen ersten und/oder zweiten Datensätzen, um zumindest einen End-Datensatz zu erhalten, der Daten zu einer dreidimensionalen Darstellung des arteriellen oder des venösen Gefäßsystems enthält.

Ein Maskenlauf ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Rotationslauf des C-Bogen Röntgengeräts ohne die Verwendung eines Kontrastmittels.
Unter einem Füllungslauf ist erfindungsgemäß ein Rotationslauf des C-Bogen Röntgengeräts zu verstehen, bei dem der zu untersuchende Hohlraum, in diesem Fall Gefäße, mit einem Kontrastmittel bis zu dem Grad gefüllt sind, dass sich ein hinreichender Röntgenkontrast ergibt.
Ein Kontrastmittel ist, wie Fachleuten geläufig ist, eine Substanz, die für Röntgenstrahlen relativ undurchlässig ist und damit ausgefüllte Gefäße durch einen deutlichen Röntgenschatten sichtbar macht.
Unter einer Injektion von Kontrastmittel ist die Verabreichung des Kontrastmittels in den zu untersuchenden Hohlraum bzw. das zu untersuchende Gefäß, beispielsweise mittels einer Spritze, zu verstehen.
Unter einer Kombination der Daten aus den Füllungsläufen zu Datensätzen ist zu verstehen, dass mit Hilfe eines vorgegebenen Algorithmus und ggf. unter Mitwirkung eines menschlichen Auswerters jeweils Teilmengen der Röntgenbilder der beiden C-Bögen nach vorgegebenen Regeln zu neuen Datensätzen kombiniert werden, die lediglich Röntgenbilder aus der arteriellen bzw. venösen Phase der Gefäßkontrastierung enthalten. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass jeweils die erste Hälfte der Röntgenbilder-Sequenz jedes C-Bogens der arteriellen Phase und die zweite Hälfte der venösen Phase zugeordnet wird.
Besonders bevorzugt ist der Differenzwinkel zwischen den beiden C-Bögen des Biplan-Systems zumindest während des Füllungslaufs ungefähr 90° plus den halben Fächerwinkel der C-Bögen. Da aus einer Röntgenbild-Sequenz, welche 180° plus den Fächerwinkel der C-Bögen abdeckt, bereits ein dreidimensionaler Bilddatensatz rekonstruiert werden kann, kann mit diesem Differenzwinkel bereits mit einer Rotation der C-Bögen um 90° plus den halben Fächerwinkel ein vollständiger Datensatz aufgenommen werden. Damit halbiert sich die Aufnahmezeit für einen einzelnen Lauf gegenüber dem Monoplan-System.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, wie bei den heute üblichen Monoplan-Systemen, auch mit dem Biplan-System zunächst ein Maskenlauf ohne Kontrastmittel aufgenommen. Für den Maskenlauf können entweder beide C-Bögen um jeweils 90° plus den halben Fächerwinkel oder nur ein C-Bogen um 180° plus Fächerwinkel rotieren. Nach der Injektion eines Kontrastmittels wird, eventuell um eine gewisse Zeit verzögert, in der das Kontrastmittel in das interessierende Körperteil wandert, mit beiden C-Bögen eine Rotation durchgeführt. Sind die beiden C-Bögen um 90° plus den halben Fächerwinkel gegeneinander versetzt, wird vorzugsweise eine Rotation um 90° plus den halben Fächerwinkel durchgeführt. Die von den beiden C-Bögen während dieses Füllungslaufs aufgenommenen Röntgenbilder können zu einem ersten Datensatz kombiniert werden und ergeben somit einen vollständigen Datensatz, aus dem ein dreidimensionaler Bilddatensatz in der arteriellen Phase rekonstruiert werden kann. Durch Subtraktion des Maskenlaufes vom Füllungslauf und anschließende Rekonstruktion, oder durch Rekonstruktion des Masken- und Füllungslaufs und anschließende Subtraktion, wird nun ein dreidimensionales Bild des arteriellen Gefäßsystems gewonnen.
Unmittelbar nach der Aufnahme des arteriellen Füllungslaufs kann vorzugsweise eine weitere Rotation beider C-Bögen um etwa 90° plus den halben Fächerwinkel durchgeführt werden. Diese Rotation kann sowohl in die gleiche Richtung als auch in eine entgegen gesetzte Richtung wie die erste Rotation des Füllungslaufs erfolgen. Die dadurch gewonnenen Röntgenbilder der beiden C-Bögen können in gleicher Weise zu einem rekonstruierbaren zweiten Datensatz kombiniert werden, welcher die venöse Phase der Gefäßkontrastierung erhält. Aus diesem Datensatz kann, wie oben beschrieben, ein dreidimensionaler Bilddatensatz des venösen Gefäßsystems rekonstruiert werden.
Alternativ zu der oben beschriebenen Ausführungsform, in der die C-Bögen beim Füllungslauf jeweils nur um ungefähr 90° plus den halben Fächerwinkel rotieren, kann der Füllungslauf auch eine Rotation der beiden C-Bögen um ungefähr 180° plus den ganzen Fächerwinkel der C-Bögen beinhalten. Dabei werden die Röntgenbilder der ersten 90° plus den halben Fächerwinkel beider C-Bögen zu einem ersten Datensatz der arteriellen Phase zusammengesetzt, die Bilder der zweiten 90° plus den halben Fächerwinkel zu einem zweiten Datensatz der venösen Phase.
Ebenso ist auch ein Maskenlauf denkbar, bei welchem beide C-Bögen um 180° plus Fächerwinkel rotieren, wobei nur mit einem der beiden C-Bögen Bilder aufgenommen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der untersuchte Körperteil ein Schädel eines Menschen. Ein wichtiges Einsatzgebiet ist hierbei das Auffinden von Aneurysmen in den Gefäßen des Gehirns. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Körperteile von Menschen und anderen Tierarten mit einem Gefäßsystem dem Verfahren gemäß der Erfindung grundsätzlich zugänglich sind. Das Verfahren ist erfindungsgemäß auf Wirbeltiere beschränkt worden, da diese über einen getrennten arteriellen und venösen Blutkreislauf verfügen, es versteht sich jedoch, dass ggf. das Verfahren auch bei anderen Klassen von Tieren anwendbar ist, sofern diese über ein kontrastierbares Gefäßsystem mit Arterien und Venen verfügen.
Die Erfindung ist in einem weiteren Aspekt auf eine Vorrichtung gerichtet, wobei alles bezüglich des Verfahrens Gesagte auch für die Vorrichtung oder umgekehrt gilt, so dass wechselweise Bezug genommen wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur getrennten dreidimensionalen Darstellung von Arterien und/oder Venen eines Gefäßsystems in einem Körperteil eines Wirbeltiers umfasst ein C-Bogen-Biplan-System, welches zwei C-Bögen umfasst, die dazu ausgelegt sind, jeweils während eines Masken- oder Füllungslaufs um den Körperteil eine Sequenz von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufzunehmen, und ist gekennzeichnet durch:

(a) eine Einrichtung zur Injektion von Kontrastmittel in das Wirbeltier;
(b) eine Steuereinrichtung zur Steuerung der beiden C-Bögen des Biplan-Systems derart, dass zunächst ein Maskenlauf um einen zu untersuchenden Körperteil ohne Kontrastmittel durchgeführt wird, und daraufhin ein Füllungslauf nach Injektion des Kontrastmittels, bei welchem die beiden C-Bögen des Biplan-Systems in der Rotationsrichtung um ei nen Differenzwinkel gegeneinander versetzt sind, und bei dem mit beiden C-Bögen Röntgenbilder aufgenommen werden;
(c) einen Datenspeicher zum Speichern der bei dem Maskenlauf und bei dem Füllungslauf erhaltenen Röntgenbilder;
(d) ein Rechenmodul zur Kombination der Röntgenbilder des Füllungslaufs von dem ersten und dem zweiten C-Bogen zu einem ersten Datensatz, der Röntgenbilder aus der arteriellen Phase der Gefäßkontrastierung enthält und/oder zu einem zweiten Datensatz, der Röntgenbilder aus der venösen Phase der Gefäßkontrastierung enthält; und zur Subtraktion des beim Maskenlauf erhaltenen Datensatzes von einem der bei der Kombination erhaltenen ersten und/oder zweiten Datensätzen, um zumindest einen End-Datensatz zu erhalten, der Daten zu einer dreidimensionalen Darstellung des arteriellen oder des venösen Gefäßsystems enthält.

Die Einrichtung zur Injektion von Kontrastmittel ist vorzugsweise ein automatischer Injektor, mit dem der Zeitpunkt und die Geschwindigkeit der Injektion genau festgelegt werden können.
Eine Steuereinrichtung ist zum Beispiel das Steuerungsmodul eines C-Bogen-Biplan-Systems. Dieses kann z.B. in einen PC oder dergleichen integriert sein.
Unter einem Rechenmodul ist hierbei entweder eine Vorrichtung zu verstehen, die speziell dafür ausgelegt ist, die durchzuführenden Berechnungen vorzunehmen, beispielsweise einen Analog-Rechner oder einen Digitalsignal-Prozessor mit einer entsprechenden Steuerung, oder es ist unter einem Rechenmodul ein Software-Programmprodukt zu verstehen, dass die Funktionalitäten auf eine Universal-Rechenanlage implementiert. Unter einem Datenspeicher ist jedes Gerät zu verstehen, das in der Lage ist, Digitaldaten zu speichern, sei dies ein flüchtiger oder Permanenthauptspeicher, eine Festplatte, ein opti scher Datenträger, etc., wobei auf diese von den Rechenmodulen zugegriffen werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand konkretisierter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen Folgendes dargestellt ist:
1 zeigt das Prinzip der Abtastung eines Patientenkörpers in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 zeigt das Prinzip der Abtastung eines Patientenkörpers in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ein Rotationslauf (Masken- oder Fällungslauf) des C-Bogen-Biplan-Systems jeweils ungefähr 180° plus den Fächerwinkel. In der Darstellung der 1 zeigt die obere Reihe "Ebene A" die Aufnahme aus der Sicht des ersten C-Bogens, die untere reihe "Ebene B" die Aufnahmen des zweiten C-Bogens, der in dem gezeigten Beispiel gegenüber der Ebene A um einen Differenzwinkel von ungefähr 90° plus einen halben Fächerwinkel versetzt ist, und zwar in der Rotationsrichtung.
Im linken oberen Teilbild der 1 ist der Maskenlauf schematisch dargestellt. Hierbei ist ein Patient 1 im Querschnitt angedeutet. Der Pfeil 2 zeigt die Rotationsrichtung des ersten C-Bogens, und der Sektor 3 die erfassten Projektionswinkel des Maskenlaufs. Es wird also ein vollständiger Rotationslauf um ca. 180° plus Fächerwinkel entgegen dem Uhrzeigersinn durchgeführt, wobei lediglich der erste C-Bogen (Ebene A) Röntgenbilder aufnimmt. Der zweite C-Bogen kann mitrotieren oder stillstehen.
Auf der rechten Seite ist ein Füllungslauf dargestellt, an dem beide C-Bögen (Ebene A und Ebene B) beteiligt sind. Zu Beginn werden zum Zeitpunkt 7 Kontrastmittel injiziert. Daraufhin rotieren beide C-Bögen in Richtung der Pfeile 4a, 4b im Uhrzeigersinn um etwa 180° plus Fächerwinkel. Während der ersten Hälfte dieses Füllungslaufs wird die arterielle Phase 5 erfasst, die durch einen linksschraffierten Sektor 5 angedeutet ist. Im weiteren Verlauf dieses Füllungslaufs setzt die venöse Phase ein, die jeweils durch einen rechtsschraffierten Sektor 6 angedeutet ist.
Wie aus der 1 deutlich wird, können die Sektoren 5 der Ebenen A und B zu einem vollständigen Datensatz zusammengefasst werden, der mehr als 180°, nämlich 180° plus den Fächerwinkel, abdeckt. Aus den in den Sektoren 5 aufgenommenen Röntgenbildern kann somit ein dreidimensionales Bild der arteriellen Phase rekonstruiert werden. Das gleiche gilt für die venöse Phase und die beiden Sektoren 6, die insgesamt ebenfalls zu einem rekonstruierbaren Datensatz zusammengefasst werden können.
Die Ausführungsform der 1 benötigt somit zwei Rotationen des Biplan-Systems um jeweils 180° plus Fächerwinkel. Diese können, wie dargestellt, in entgegen gesetzter Richtung erfolgen, sie können jedoch auch in die gleiche Richtung erfolgen. Dann muss das System jedoch einmal um über 360° um den Patienten 1 rotieren, was möglicherweise räumlich Schwierigkeiten bereitet.
Die Ausführungsform der 2 benötigt dagegen lediglich 90° Rotationen. Dieses Ausführungsbeispiel ist daher auf Anlagen vorzuziehen, die nur einen eingeschränkten Rotationswinkel ermöglichen.
Zur Aufnahme des Maskenlaufes rotieren beide C-Bögen um 90° plus den halben Fächerwinkel, wie in den Beiden linken Darstellungen der Ebene A und B in 2 dargestellt. Während der Rotation in Richtung der Pfeile 2a und 2b nimmt jeder C-Bogen jeweils einen Sektor 3 an Röntgenbildern auf, die daraufhin zu einem vollständigen Maskenlauf zusammengesetzt werden. Nach der Kontrastmittelinjektion 7 rotieren beide C-Bögen um 90° plus den halben Fächerwinkel entlang der Pfeile 4a, 4b in umgekehrter Richtung zurück und nehmen dabei entlang der Sektoren 5 die Bilder des arteriellen Füllungslaufes auf. Die Bilder der beiden Sektoren 5 können, wie beim Ausführungsbeispiel 1, jeweils zu einem vollständigen ersten Datensatz kombiniert werden, der Röntgenbilder lediglich aus der arteriellen Phase der Gefäßkontrastierung enthält.
Wie in den beiden rechten Teilbildern dargestellt, rotieren die beiden C-Bögen daraufhin in einer weiteren Rotation um 90° plus den halben Fächerwinkel in die gleiche Richtung wie bei dem Maskenlauf entlang der Pfeile 8a, 8b zurück und nehmen dabei entlang der Sektoren 6 Röntgenbilder der venösen Phase auf. Die Röntgenbilder der Sektoren 6 werden daraufhin zu einem zweiten Datensatz kombiniert, der Röntgenbilder aus der venösen Phase der Gefäßkontrastierung enthält. Somit ist es möglich, durch Subtraktion des beim Maskenlaufs 2a, 2b erhaltenen Datensatzes 3 von dem arteriellen Datensatz der Sektoren 5 und dem venösen Datensatz der Sektoren 6, zwei End-Datensätze zu erhalten, welche Röntgenbilder enthalten, die zu einem dreidimensionalen Bilddatensatz des arteriellen bzw. des venösen Gefäßsystems rekonstruiert werden können. Alternativ können, wie oben erwähnt, die einzelnen Datensätze des Maskenlaufs, der arteriellen und der venösen Phase auch erst zu einem dreidimensionalen Bilddatensatz rekonstruiert werden, die später voneinander subtrahiert werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, mit Hilfe eines C-Bogen-Biplan-Systems Aufnahmezeiten für einen rekonstruierbaren Datensatz aus Röntgenbildern unter drei Sekunden zu realisieren. Dadurch wird es möglich, dreidimensionale Bilddatensätze des arteriellen und venösen Gefäßsystems ohne gegenseitige Überlagerung zu gewinnen.

Claims

Verfahren zur getrennten dreidimensionalen Darstellung von Arterien und/oder Venen eines Gefäßsystems in einem Körperteil eines Wirbeltiers (1) mittels eines C-Bogen Biplan-Systems, welches zwei C-Bögen umfasst, die jeweils während eines Masken- oder Füllungslaufs um der Körperteil eine Sequenz von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufnehmen können, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Durchführen eines Maskenlaufs (2, 2a, 2b) um einen zu untersuchenden Körperteil (1) vor der Injektion von Kontrastmittel (7) in das Wirbeltier, bei welchem zumindest einer der beiden C-Bögen Röntgenbilder (3) aufnimmt; (b) Durchführen eines Füllungslaufs (4a, 4b, 8a, 8b) um den Körperteil (1) nach Injektion eines Kontrastmittels (7), bei welchem die beiden C-Bögen des Biplan-Systems in der Rotationsrichtung um einen Differenzwinkel gegeneinander versetzt sind, und bei dem mit beiden C-Bögen Röntgenbilder (5,6) aufgenommen werden; (c) Kombination der Röntgenbilder des Füllungslaufs (4a, 4b, 8a, 8b) von dem ersten und dem zweiten C-Bogen zu einem ersten Datensatz (5), der Röntgenbilder (5, 6) aus der arteriellen Phase der Gefäßkontrastierung enthält und/oder zu einem zweiten Datensatz (6), der Röntgenbilder aus der venösen Phase der Gefäßkontrastierung enthält; und (d) Subtraktion des beim Maskenlauf erhaltenen Datensatzes (3) von einem der bei der Kombination erhaltenen ersten und/oder zweiten Datensätze (5, 6), um zumindest einen End-Datensatz zu erhalten, der Daten zu einer dreidimensionalen Darstellung des arteriellen oder des venösen Gefäßsystems enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzwinkel ungefähr 90° plus den halben Fächerwinkel der C-Bögen beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllungslauf eine erste Rotation (4a, 4b) der beiden C-Bögen des Biplan-Systems in eine erste Richtung um ungefähr 90° plus den halben Fächerwinkel und eine zweite Rotation (8a, 8b) der beiden C-Bögen des Biplan-Systems in eine der ersten Richtung entgegen gesetzten zweiten Richtung um ungefähr 90° plus den halben Fächerwinkel beinhaltet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenlauf eine Rotation (2a, 2b) der beiden C-Bögen des Biplan-Systems in die zweite Richtung um ungefähr 90° plus den halben Fächerwinkel beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllungslauf eine Rotation (4a, 4b) der beiden C-Bögen des Biplan-Systems um ungefähr 180° plus den Fächerwinkel der C-Bögen beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenlauf eine Rotation (2) der beiden C-Bögen des Biplan-Systems um ungefähr 180° plus den Fächerwinkel beinhaltet, wobei nur mit einem der C-Bögen Röntgenbilder aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: Rekonstruktion von Datensätzen (3, 5, 6) zu jeweils einem dreidimensionalen Bilddatensatz, wobei die Rekonstruktion vor der Kombination der Daten, vor der Subtraktion der Datensätze oder am End-Datensatz vorgenommen werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körperteil (1) der Schädel eines Menschen ist.
Vorrichtung zur getrennten dreidimensionalen Darstellung von Arterien und/oder Venen eines Gefäßsystems in einem Körperteil eines Wirbeltiers, umfassend ein C-Bogen Biplan-System, welches zwei C-Bögen umfasst, die dazu ausgelegt sind, jeweils während eines Masken- oder Füllungslaufs um den Körperteil eine Sequenz von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufzunehmen, gekennzeichnet durch (a) eine Einrichtung zur Injektion von Kontrastmittel (7) in das Wirbeltier; (b) eine Steuereinrichtung zur Steuerung der beiden C-Bögen des Biplan-Systems derart, dass zunächst ein Maskenlauf (2, 2a, 2b) um einen zu untersuchenden Körperteil ohne Kontrastmittel durchgeführt wird, und daraufhin ein Füllungslauf (4a, 4b, 8a, 8b) nach Injektion des Kontrastmittels, bei welchem die beiden C-Bögen des Biplan-Systems in der Rotationsrichtung um einen Differenzwinkel gegeneinander versetzt sind, und bei dem mit beiden C-Bögen Röntgenbilder aufgenommen werden; (c) einen Datenspeicher zum Speichern der bei dem Maskenlauf und bei dem Füllungslauf erhaltenen Röntgenbilder (3, 5, 6); (d) ein Rechenmodul zur Kombination der Röntgenbilder des Füllungslaufs von dem ersten und dem zweiten C-Bogen zu einem ersten Datensatz, der Röntgenbilder aus der arteriellen Phase der Gefäßkontrastierung enthält und/oder zu einem zweiten Datensatz, der Röntgenbilder aus der venösen Phase der Gefäßkontrastierung enthält; und zur Subtraktion des beim Maskenlauf erhaltenen Datensatzes von einem der bei der Kombination erhaltenen ersten und/oder zweiten Datensätzen, um zumindest einen End-Datensatz zu erhalten, der Daten zu einer dreidimensionalen Darstellung des arteriellen oder des venösen Gefäßsystems enthält.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist.