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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung von auf das Blutgefäßsystem
eines Patienten bezogenen Bildaufnahmen mittels eines in seiner
Position veränderbaren
Detektors einer Einrichtung zur digitalen Subtraktionsangiographie.
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Bei
der Angiographie werden Blutgefäße mittels
diagnostischer Bildgebungsverfahren dargestellt, wobei meist zur
Sichtbarmachung bzw. zur Verstärkung
des Kontrasts in den Bildern dem Patienten ein Kontrastmittel verabreicht
wird, insbesondere durch Injektion. Angiographieverfahren kommen
beispielsweise zum Einsatz, um das Gefäßsystem von Patienten mit Arteriosklerose
zu untersuchen. Auf diese Art und Weise werden beispielsweise die
Herzkranzgefäße eines
Patienten abgebildet, um einem Arzt anschließend eine Diagnose zu ermöglichen.
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Beispielsweise
zeigt die
DE 10
2006 017 098 A1 ein verfahren und eine Vorrichtung zur
Verarbeitung von Bildern zur Subtraktionsangiographie.
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Erkrankungen
des Gefäßsystems,
beispielsweise Arteriosklerose, sind jedoch häufig systemische Erkrankungen,
d. h., dass Patienten, die beispielsweise in einem Herzkatheterlabor
auf eine Erkrankung der Herzkranzgefäße untersucht werden, mit einer
gewissen Wahrscheinlichkeit auch eine periphere Manifestation der
Erkrankung, beispielsweise in den Beinen bzw. generell den Gliedmaßen, aufweisen.
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Deswegen
ist es grundsätzlich
von Vorteil, beispielsweise bei einer Herzuntersuchung auch Aufnahmen
anderer Körperregionen,
wie beispielsweise der Beine, anzufertigen, um eine umfassende Beurteilung
der Erkrankung zu ermöglichen.
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Um
ausgedehntere, insbesondere längere anatomische
Bereiche, im Rahmen einer Angiographie aufzunehmen, wird heute oftmals
das Verfahren der peripheren (sich auf periphere Bereiche erstreckenden)
digitalen Subtraktionsangiographie, auch als „Perivision" bezeichnet, verwendet.
Dabei werden in mehreren Aufnahmepositionen, die den gesamten Bereich
abdecken, je ein anatomisches Maskenbild von einer kontrastmittelgefüllten Gefäßdarstellung subtrahiert
(digitale Subtraktionsangiographie oder DSA), um so eine Visualisierung
der Gefäße alleine zu
erhalten.
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Der
hierzu erforderliche Arbeitsablauf ist jedoch vergleichsweise aufwendig
bzw. komplex. Zum einen müssen
insgesamt drei Bildaufnahmeläufe durchgeführt werden,
insbesondere nach einem ersten Testlauf ein separater Maskenlauf
und ein sogenannter Füllungslauf
(mit Kontrastmittel im Aufnahmebereich), womit nicht nur ein beträchtlicher
Zeitaufwand, sondern auch zahlreiche Nutzerinteraktionen zur Steuerung
des Verfahrens verbunden sind.
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Des
Weiteren ist es häufig üblich, beim
Füllungslauf
zur Verfolgung des Kontrastmittels die Weiterbewegung eines Detektors
von einer Aufnahmeposition zur nächsten,
um so den Lauf des Kontrastmittels bzw. das Ausbreiten des Kontrastmittels
im Körper
des Patienten verfolgen zu können,
manuell auszulösen.
Dies erfordert eine beträchtliche
Erfahrung seitens des Bedieners.
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Der
Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein diesbezüglich verbessertes
Verfahren anzugeben.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Erstellung von auf das Blutgefäßsystem
eines Patienten bezogenen Bildaufnahmen mittels eines in seiner
Position veränderbaren
Detektors einer Einrichtung zur digitalen Subtraktionsangiographie
vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist:
- – Nach Kontrastmittelgabe
Erstellung wenigstens einer auf das Blutgefäßsystem des Patienten bezogenen
Bildaufnahme eines einer ersten Position des Detektors zugeordneten
ersten Bildaufnahmebereichs und Beobachtung und/oder Bestimmung
der Ausbreitung des Kontrastmittels in einer vorgegebenen Richtung
des ersten Bildaufnahmebereichs zur Ermittlung einer aktuellen Ausbreitungsposition,
- – in
Abhängigkeit
der Ermittlung einer bestimmten aktuellen Ausbreitungsposition des
Kontrastmittels Änderung
der Position des Detektors in der vorgegebenen Richtung in eine
zweite Position,
- – Erstellung
wenigstens einer Bildaufnahme eines der zweiten Position des Detektors
zugeordneten zweiten Bildaufnahmebereichs und
- – Verwendung
wenigstens eines sich im Bereich zwischen der bestimmten aktuellen
Ausbreitungsposition und dem Ende des ersten Bildaufnahmebereichs
in der vorgegebenen Richtung erstreckenden und somit ohne Kontrastmittel
aufgenommenen Teils einer in der ersten Position des Detektors erstellten
Bildaufnahme als Maske zur Auswertung eines örtlich korrelierten, mit Kontrastmittel
aufgenommen Teils wenigstens einer in der zweiten Position des Detektors
erstellten Bildaufnahme für
die digitale Subtraktionsangiographie.
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Vor
der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der Patient zunächst
auf einem Untersuchungstisch bzw. einer Liege positioniert. Der Startpunkt
eines Detektors beispielsweise für
eine Aufnahme des Beinbereichs kann im Beckenbereich festgelegt
werden, bei anderen Aufnahmeregionen entsprechend anders. Der Ursprung
eines entsprechenden Koordinatensystems für die zu erstellenden Bildaufnahmen
kann dann an diesem Startpunkt festgesetzt werden, wobei die z-Achse
generell bzw. besonders für
Beinaufnahmen in Richtung der Füße des Patienten
verlaufen kann.
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Anschließend kann
im Vorfeld des Verfahrens ein Kontrastmittel verabreicht, insbesondere
injiziert werden. Dies kann (vollständig) automatisch oder auch
manuell gesteuert erfolgen. Dabei kann gegebenenfalls zumindest
eine Aufnahme im Be reich des Startpunkts, also eine erste Aufnahme
einer Aufnahmeserie, noch ohne Kontrastmittel erstellt werden.
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Nach
der Verabreichung des Kontrastmittels wird dann erfindungsgemäß wenigstens
eine auf das Blutgefäßsystem
bzw. bestimmte Gefäße, also
beispielsweise auf die Gefäße bzw.
einen Teil der Gefäße im Beinbereich,
bezogene Bildaufnahme angefertigt, wobei sich der Detektor in einer
ersten Position, insbesondere in der Position, die auch bereits
für eine
Aufnahme ohne Kontrastmittel verwendet wurde, befindet. Diese Aufnahme
kann also beispielsweise einen ersten Bildaufnahmebereich ausgehend vom
Becken des Patienten in Richtung der Füße betreffen.
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Parallel
zur Erstellung dieser einen bzw. mehreren Aufnahmen in der ersten
Detektorposition wird die Ausbreitung des Kontrastmittels im Körper des
Patienten beobachtet. Diese Beobachtung kann manuell erfolgen, gegebenenfalls
unter Betrachtung von für
die erste Detektorposition in bestimmten Zeitabständen erstellten
(also mehreren) Bildaufnahmen bzw. eines Films, findet jedoch vorzugsweise
(gegebenenfalls ergänzend)
automatisiert beispielsweise unter Rückgriff auf entsprechende Modelle
bzw. unter Verwendung einer automatischen Bildverarbeitung bzw.
Bildauswertung statt.
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Dabei
steht im Blickpunkt der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung die
Verfolgung der Ausbreitung des Kontrastmittels in der Richtung,
in der die nachfolgenden Aufnahmen angefertigt werden sollen, also
beispielsweise bei der Erstellung von Beinaufnahmen ausgehend vom
Beckenbereich die Ausbreitung des Kontrastmittels in Richtung der Füße des Patienten.
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Für die Ausbreitung
des Kontrastmittels in dieser somit vorgegebenen Richtung wird z.
B. in bestimmten Zeitabständen
bzw. kontinuierlich eine Ermittlung einer aktuellen Ausbreitungsposition
durchgeführt
bzw. es wird, beispielsweise durch eine Steuerungs- und/oder Recheneinrichtung,
ermittelt, wann die aktuelle Ausbreitungsposition einer vorgegebenen
Ausbreitungsposition entspricht bzw. das Kontrastmittel sich bis
zu einer bestimmten Stelle ausgebreitet hat.
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Dabei
kann die Ausbreitungsposition unterschiedlich definiert sein. Beispielsweise
kann eine Ausbreitungsposition erreicht sein, wenn das Kontrastmittel
bzw. der Kontrastmittelbolus in einem einzigen Gefäß eine bestimmte
vordere Stelle des Bildaufnahmebereichs bzw. des Detektors erreicht. Ebenso
kann aber auch eine aktuelle Ausbreitungsposition als eingenommen
gelten, wenn in, gegebenenfalls mehreren, Gefäßen, beispielsweise ein bestimmter
Anteil des Kontrastmittels eine bestimmte z-Position des Bildaufnahmebereichs
erreicht bzw. durchflossen hat.
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In
Abhängigkeit
einer solchen Ermittlung einer bestimmten aktuellen Ausbreitungsposition
wird anschließend
die Position des Detektors in der vorgegebenen Richtung in eine
zweite Position verändert. Es
wird also beispielsweise ermittelt, wann das Kontrastmittel bzw.
ein Teil des Kontrastmittels einen bestimmten vorderen Bereich des
Bildaufnahmebereichs bzw. der Detektorlänge z. B. auf einen bestimmten
vorgegebenen Abstand näherungsweise erreicht,
woraufhin die Detektorposition verändert wird. Der Detektor wird
in der Folge um einen bestimmten Betrag in die Aufnahmerichtung,
also in den peripheren Aufnahmebereich im Beispiel der Beinaufnahme,
bewegt. Damit befindet er sich nunmehr in einer zweiten Aufnahmeposition.
Vorteilhaft ist es, im Zusammenhang mit dem Detektorvorschub, z.
B. kurz davor, eine Bildaufnahme in der jeweils vorhergehenden Position
zu erstellen, um so ein Füllbild (mit
Kontrastmittel) eines Endbereichs bzw. größeren Bereichs des Bildaufnahmegebiets
zu erhalten.
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In
dieser zweiten Aufnahmeposition des Detektors, zu der dementsprechend
ein zweiter Bildaufnahmebereich, der sich peripher erstreckt, gehört, werden
wiederum eine oder mehrere Bildaufnahmen erstellt.
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Erfindungsgemäß wird nun
ein Bereich wenigstens eines in der ersten Detektorposition aufgenommenen
Bildes, in dem sich noch kein Kontrastmittel befindet, also ein
vorderer Teil eines Bildes im Hinblick auf die vorgegebene Ausbreitungsrichtung des
Kontrastmittels, als Maske zur Auswertung eines entsprechenden Teils
eines in der zweiten Position des Detektors erstellten Bildes, bei
dem sich also, bedingt durch die fortschreitende Ausbreitung des
Kontrastmittels, im entsprechenden Bereich bereits Kontrastmittel
befindet, verwendet.
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Dieser
Teil des ersten Bildes, der auch als Bildsegment bezeichnet werden
könnte,
darf folglich, um als Maske verwendet werden zu können, nicht
mit Kontrastmittel in den entsprechenden Gefäßen aufgenommen sein. Deswegen
muss sich dieser Teil zwischen der aktuellen Ausbreitungsposition
(also gegebenenfalls beginnend mit dieser Position), die aufgrund
des Kontrastmittelflusses zur Positionsänderung des Detektors geführt hat,
und dem Ende des ersten Bildaufnahmebereichs erstrecken. Dabei kann dieser
vordere Teil zweckmäßigerweise
der gesamte Bereich von der aktuellen Ausbreitungsposition bzw. einer
Stelle mit einem (geringeren) Abstand zu dieser Ausbreitungsposition
in Richtung auf den peripheren Aufnahmebereich bis zum Ende des
ersten Bildaufnahmebereichs bzw. entsprechend der Aufnahmefläche des
Detektors sein.
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Der
jeweils vordere Teil eines aufgenommenen Bildes wird somit erfindungsgemäß als Bildteil, der
kein Kontrastmittel enthält,
für wenigstens
eine nachfolgende Aufnahme, bei der sich der Detektor ein Stück weiterbewegt
hat, also einem Vorschub unterworfen wurde, als Maske für eine Auswertung
im Rahmen der digitalen Subtraktionsangiographie verwendet.
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Dies
bietet den Vorteil, dass ein separater Maskenlauf überflüssig wird
und sich somit der Arbeitsablauf insgesamt deutlich vereinfacht
bzw. erleichtert wird. Der Maskenlauf kann also weggelassen werden,
da zur Subtraktion selektive Daten aus einem Füllungslauf verwendet werden.
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Vor
der Kontrastmittelgabe kann wenigstens eine erste auf das Blutgefäßsystem
des Patienten bezogene Bildaufnahme des der ersten Position des Detektors
zugeordneten ersten Bildaufnahmebereichs erstellt werden.
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Eine
derartige erste Aufnahme des Startpunktes, beispielsweise als erste
Aufnahme einer Aufnahmeserie, die ohne Kontrastmittel durchgeführt wird,
kann zur Optimierung der Aufnahmeparameter dienen oder auch bereits
als ein Maskenbild bzw. als Maskenbild für einen bestimmten Bereich,
der mit dieser Bildaufnahme erfasst wird, für die erste Position des Detektors
zur Subtraktion verwendet werden. Nach der Erstellung dieser Aufnahme
kann eine Injektion eines Kontrastmittels automatisch bzw. manuell
gesteuert erfolgen.
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Ein
sich im Bereich zwischen der bestimmten aktuellen Ausbreitungsposition
und dem Ende des zugehörigen
Bildaufnahmebereichs in der vorgegebenen Richtung erstreckender
und somit ohne Kontrastmittel aufgenommener Teil einer in einer
bestimmten Position des Detektors erstellten Bildaufnahme kann als
Maske zur Auswertung eines örtlich korrelierten,
mit Kontrastmittel aufgenommenen Teils wenigstens einer nach wenigstens
zwei weiteren Änderungen
der Position des Detektors in der dann aktuellen Position des Detektors
erstellten Bildaufnahme verwendet werden.
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Der
Detektor wird, abhängig
von seiner Größe, im Normalfall
für die
Erfassung des gesamten zu untersuchenden Bereichs, beispielsweise
der Beine, mehrfach in seiner Position verschoben, wobei dann ein
Bildteil, der in einer bestimmten Position aufgenommen wurde, nicht
nur als Maske für
eine Aufnahme in einer direkt darauffolgenden Detektorposition verwendet
werden kann, sondern gegebenenfalls auch als Maske für in der übernächsten oder überübernächsten Detektorposition
usw. aufgenommene Bildteile. Einzig ausschlaggebend ist, dass mit
der als Maske zu verwendenden Aufnahme ein überlappender Bereich zur in
der nächsten, übernächsten usw. Position
er stellten Aufnahme erfasst wurde, so dass dementsprechend örtlich korrelierte
Aufnahmen vorliegen.
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Die
Beobachtung und/oder Bestimmung der Ausbreitung des Kontrastmittels
und/oder die Änderung
der Position des Detektors können
seitens einer Steuerungs- und/oder Recheneinrichtung der Einrichtung
zur digitalen Subtraktionsangiographie automatisch durchgeführt werden,
insbesondere unter Verwendung geeigneter Algorithmen.
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Es
ist also insbesondere denkbar, dass ein automatisches Verfolgen
des Kontrastmittelbolus verwendet wird (Stichwort „Bolustracking"). Eine derartige,
gegebenenfalls vollständig,
automatisierte Beobachtung bzw. Verfolgung der Kontrastmittelausbreitung
beruht in der Regel auf als Programmmittel implementierten bestimmten
(mathematischen bzw. physikalischen) Modellen für das Ausbreitungsverhalten
und/oder Bildverarbeitungsverfahren, mit denen der aktuelle Ausbreitungsfluss
des Kontrastmittels anhand von Bildaufnahmen verfolgt werden kann.
Ebenso kann der Vorschub des Detektors automatisiert ausgelöst bzw.
durchgeführt
werden, insbesondere in Abhängigkeit
von dem Erreichen einer bestimmten Ausbreitungsposition seitens
des Kontrastmittels. Beispielsweise kann ein bestimmter vorderer
Bereich des Bildaufnahmebereichs vorgegeben werden, für den dann
bei einer Annäherung
des Kontrastmittels bis auf einen bestimmten Abstand ein Detektorvorschub
ausgelöst
wird.
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Erfindungsgemäß kann das
Verfahren vorteilhafterweise seitens einer Steuerungs- und/oder Recheneinrichtung,
insbesondere seitens der vorstehend erwähnten Steuerungs- und/oder
Recheneinrichtung der Einrichtung zur digitalen Subtraktionsangiographie,
gegebenenfalls nach einem bedienerinitiierten Start, vollständig automatisiert
durchgeführt werden.
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Dies
ist insbesondere angesichts dessen vorteilhaft, dass sich die Erstellung
derartiger, größere Körperbereich
abdeckender Bildaufnahmen, um so eine umfassende Diagnostik eines Patienten
zu ermöglichen,
mehr und mehr aus dem Aufgabenbereich von Radiologen hin zu den
für die
im Vordergrund stehende Erkrankung zuständigen Spezialisten, beispielsweise
Kardiologen bei einer Arteriosklerose der Herzkranzgefäße, verschiebt.
Diese Spezialisten verfügen
in aller Regel nicht über
vertiefte Kenntnisse der Aufnahmeverfahren und wünschen zudem einen möglichst
einfachen und zeitsparenden Ablauf. In diesem Fall bietet sich eine
vollständig
automatisierte Durchführung
des Verfahrens, insbesondere in Form eines „One-Button-Ablaufs" an. Selbstverständlich ist es aber ebenso möglich, dass
verschiedene Bedienereingriffe zumindest ermöglicht werden, gegebenenfalls
auch über
ein Programmmittel nachgefragt werden. Hierfür können, gegebenenfalls mehrere,
Bedienerprogramme zur Verfügung stehen,
die einen mehr oder weniger umfassenden Eingriff des Bedieners bzw.
zumindest an einigen Stellen des Programmablaufs eine bedienerseitige Bestätigung ermöglichen
bzw. erfordern. Beispielsweise kann eine Änderung der Akquisitionsparameter
aufgrund einer bei der Bildverarbeitung erkannten unzureichenden
Bildqualität
eine Bestätigung
durch einen Bediener erfordern.
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Der
Detektor und/oder ein Bildaufnahmebereich können im Rahmen der Durchführung des
Verfahrens in wenigstens zwei virtuelle Teile aufgeteilt werden,
insbesondere in drei Teile. Bei diesen Teilen, die gegebenenfalls
auch als Segmente oder dergleichen bezeichnet werden können, kann
es sich um bestimmte Segmente direkt der Detektorfläche handeln,
gegebenenfalls aber auch um Segmente, die anhand des Bildaufnahmebereichs
definiert werden. Ein vorderes Segment kann dabei das Segment zwischen
einer einen Vorschub des Detektors auslösenden Position des Kontrastmittels
bzw. einer Position mit einem bestimmten Abstand zur aktuellen Ausbreitungsposition
und dem vorderen Ende des Detektors bzw. des Bildaufnahmebereichs
sein. Die übrige
Detektorlänge
kann in entsprechend korrespondierende Teile unterteilt werden.
Die virtuelle diskrete Einteilung z. B. in Form einer Dreiteilung
erlaubt es, bestimmte unterschiedliche Bereiche für eine Akquisition
eines Füllbildes,
für ein
Bolustracking bzw. für eine
Maske zu definieren.
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Insbesondere
kann ein Teil bzw. Segment als Teil eines Bildaufnahmebereichs von
einer bestimmten aktuellen Ausbreitungsposition oder einer einen bestimmten
Abstand zu dieser aufweisenden Position bis zum Ende des entsprechenden
Bildaufnahmebereichs in der vorgegebenen Richtung und/oder ein Teil
als Teil des Detektors von einer einer bestimmten aktuellen Ausbreitungsposition
oder einer einen bestimmten Abstand zu dieser aufweisenden Position entsprechenden
Detektorstelle bis zum Ende des Detektors in der vorgegebenen Richtung
definiert werden.
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Durch
dieses Vorgehen wird ein vorderes Segment in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Nachverfolgens
bzw. der Beobachtung der Ausbreitung des Kontrastmittels definiert,
dessen Aufnahmedaten für
die Aufnahmen in der nächsten
Detektorposition bzw. des nächsten
Bildaufnahmebereichs als Maske zur Verfügung stehen, da sich in diesem
vorderen Bildabschnitt noch kein Kontrastmittel befindet.
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Vorteilhafterweise
werden der Detektor bzw. ein Bildaufnahmebereich in gleich große Teile
aufgeteilt. Es kann also eine bestimmte Anzahl von Segmenten, die
jeweils gleich groß sind,
definiert werden. Dabei bieten sich Segmente gleicher Größe an, da
in diesem Fall ohne weitere Umrechnungen und ohne eine Fehlergefahr
direkt eine Verwendung zur Subtraktion im Rahmen der digitalen Subtraktionsangiographie
möglich
ist. Dies bedeutet, dass die Bildteile, die im Rahmen der nachfolgenden
Verarbeitung, beispielsweise der Subtraktion, miteinander verknüpft werden
bzw. aufeinander bezogen werden, direkt übereinstimmende Größen aufweisen.
Selbstverständlich
ist unter Umständen
auch eine Wahl unterschiedlich großer Segmente möglich, wobei
dann jedoch hinterher bei der Verarbeitung eine Berücksichtigung
dieser unterschiedlichen Größen derart vorzunehmen
ist, dass beispielsweise das Maskenbild im Hinblick auf die mit
Kontrastmittel aufgenommenen Bilder bzw.
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Bildbereiche,
von denen es subtrahiert werden soll, tatsächlich den gesamten erforderlichen
Bereich zeigt.
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Der
Detektor und/oder ein Bildaufnahmebereich können diskret oder kontinuierlich
aufgeteilt werden. Dabei ermöglicht
eine diskrete Einteilung in Segmente eine besonders einfache Verarbeitung. Selbstverständlich ist
es aber ebenso denkbar, andere Teilungen, beispielsweise basierend
auf eine kontinuierliche Algorithmik, zu verwenden.
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Insbesondere
kann bei einer Aufteilung des Detektors und/oder eines Bildaufnahmebereichs
in mehrere Teile wenigstens ein Teil zur Akquisition eines Füllbildes
und/oder wenigstens ein Teil zur Beobachtung und/oder Bestimmung
der Ausbreitung des Kontrastmittels und/oder wenigstens ein Teil
zur Akquisition einer Maske verwendet werden.
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Damit
bietet sich vorrangig eine Dreiteilung an, bei der dann ein erster
Teil zur Akquisition eines Füllbildes,
also des Bildes mit Kontrastmittel, dient, während das zweite Segment für das Bolustracking verwendet
wird, also zur Feststellung der aktuellen Ausbreitung des Kontrastmittels,
während
das dritte Segment, das folglich einer Bildaufnahme ohne Kontrastmittel
zugeordnet ist, zur Akquisition des Maskenbildes dient. Dabei werden
die Bildaufnahmen gegebenenfalls alle drei Segmente übergreifend
(gegebenenfalls auch unter Wiederholungen) erstellt, so dass in
diesem Fall z. B. das Maskenbild strenggenommen ein Teilbild einer
größeren Aufnahme
wäre.
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Daneben
ist es auch denkbar, dass eine Aufteilung in weniger als drei Teile
erfolgt, bei der dann von einem Bereich mehrere Aufgaben übernommen werden.
Erforderlich ist es dabei lediglich, dass in einem bestimmten Bereich
eine Aufnahme ohne Kontrastmittel, die als Maske für Aufnahmen
in einer bzw. mehreren nachfolgenden Detektorpositionen zur Verfügung steht,
erstellt wird.
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Die
Position des Detektors kann erfindungsgemäß um einen Bruchteil der Anzahl
der Teile, in die der Detektor und/oder ein Bildaufnahmebereich
aufgeteilt ist, bezüglich
der gesamten Ausdehnung des Detektors in der vorgegebenen Richtung
verändert werden.
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Beispielsweise
bietet sich bei einer Dreiteilung der Detektorlänge bzw. des Bildaufnahmebereichs,
also einer Aufteilung in drei Segmente, ein Detektorvorschub um
jeweils ein Drittel der Detektorabmessung in der entsprechenden
Richtung, in der Regel der z-Richtung bzw. Richtung eines Patiententisches,
an. Allgemein ist ein solcher Vorschub um einen Bruchteil der Aufteilungssegmente
sinnvoll, da dann in der neuen Position bei gleicher Segmentaufteilung
die Aufnahme automatisch passend zur vorhergehenden Position erstellt
werden.
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Das
Verfahren kann unter Veränderung
der Position des Detektors schrittweise durchgeführt werden, bis ein vorgegebener
Bereich des Blutgefäßsystems
des Patienten aufgenommen ist und/oder ein Bediener die Durchführung des
Verfahrens beendet und/oder das Kontrastmittel nicht mehr propagiert.
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Dabei
ist selbstverständlich
(in aller Regel) keine neue Kontrastmittelgabe erforderlich, sondern lediglich
nach dem Vorschub des Detektors eine Bildaufnahme in der jeweils
neuen Position mit einem erneuten Bolustracking, um so einen weiteren
Vorschub in eine nächste
Position auslösen
zu können usw.,
zu erstellen.
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So
kann eine schrittweise Aufnahme des gesamten relevanten Bereichs
vorgenommen werden, bis der Nutzer die Akquisition stoppt bzw. bis
als Abbruchkriterium eine fehlende Propagation des Kontrastmittels
durch das Bolustracking bzw. ein anderes Kriterium festgestellt
wird.
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Während der
Erstellung der auf das Blutgefäßsystem
des Patienten bezogenen Bildaufnahmen kann wenigstens ein Aufnahmeparameter
verändert werden.
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Dies
bedeutet, dass während
bzw. beim Lauf der Akquisition der Bildaufnahmen ein bzw. mehrere Aufnahmeparameter
verändert
werden können,
z. B. zur Verbesserung der Aufnahmequalität bzw. bei geänderten
Anforderungen. Für
den Fall, dass es sich dabei um Parameter für algorithmische Nachverarbeitungsschritte
handelt, können
diese sektorweise berücksichtigt
werden. Handelt es sich um Veränderungen,
die nicht über
eine Software korrigierbar sind, wie beispielsweise eine Veränderung
der Blenden bzw. einer an einer Strahlungsquelle anliegenden Spannung,
so ist gegebenenfalls eine parallele Erstellung von Aufnahmen in
ein und derselben Detektorposition erforderlich.
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Es
kann also bei einer Veränderung
wenigstens eines Aufnahmeparameters in wenigstens einer entsprechenden
Position des Detektors wenigstens eine Bildaufnahme mit den vorhergehenden
Aufnahmeparametern und wenigstens eine Bildaufnahme mit dem wenigstens
einen veränderten
Aufnahmeparameter erstellt und dementsprechend für die Subtraktion jeweils Teile
mit sich entsprechenden Aufnahmeparametern verwendet werden.
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Das
Vorgehen ist also so, dass, beispielsweise bei einer Veränderung
einer Blendeneinstellung, für
die entsprechenden Detektorpositionen jeweils zwei Aufnahmen parallel
mit den unterschiedlichen Blendeneinstellungen bzw. den anderen
unterschiedlichen Parametereinstellungen angefertigt werden. Die
Subtraktion im Rahmen der digitalen Subtraktionsangiographie erfolgt
dann jeweils auf Basis der korrespondierenden Aufnahmen unter den
jeweiligen unterschiedlichen Einstellungsbedingungen. Beispielsweise
kann bei einer Aufteilung des Detektors in drei Segmente bei einer
Veränderung
der Aufnahmeparameter in zwei verschiedenen Positionen des Detektors
jeweils eine doppelte Aufnahme erfolgen, um so die erforderlichen
Daten für
das Subtraktionsverfahren zu erhalten.
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Ein
als Maske zur Auswertung verwendeter Teil einer Bildaufnahme kann
darüber
hinaus zur Analyse und/oder Optimierung wenigstens eines Bildaufnahmeparameters
verwendet werden. So kann beispielsweise die Bildinformation in
einem vorderen Detektorsegment zur Analyse und nachfolgenden Optimierung
der Aufnahmeparameter, beispielsweise der Blendeneinstellung, verwendet
werden, so dass ein Aufnahmeprotokoll mit nur einem Lauf, welcher
automatisch gesteuert sein kann, möglich wird. Ein separater Testlauf
zur Ermittlung geeigneter Parameter ist demnach nicht mehr erforderlich.
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Vorteilhafterweise
können
im Rahmen des Verfahrens wenigstens eine das Blutgefäßsystem
im Beinbereich und/oder vom Herzen bis zum Beinbereich des Patienten
erfassende Bildaufnahme und/oder wenigstens eine Ganzkörperbildaufnahme erstellt
werden.
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Das
Verfahren bietet sich insbesondere dann an, wenn größere Körperregionen,
insbesondere periphere Körperregionen,
im Rahmen einer Bildsequenz erfasst werden sollen. Solche Aufnahmen können beispielweise
Aufnahmen der Beine sein, unter Umständen jedoch auch Aufnahmen,
die sogar noch einen größeren Bereich,
beispielsweise vom Herzen bis zu den Beinen (inklusive der Beine)
bzw., zumindest im Wesentlichen, den gesamten Körper des Patienten, erfassen.
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Eine
Einrichtung zur digitalen Subtraktionsangiographie, die zur Durchführung eines
Verfahrens wie vorstehend geschildert ausgebildet ist, weist vorzugsweise
eine Steuerungs- und/oder
Recheneinrichtung auf, die bei Bedarf einen vollständig automatisierten
Ablauf des Verfahrens ermöglicht.
Die Steuerungs- und/oder Recheneinrichtung ist also nicht nur zur
Erstellung der Bildaufnahmen mittels einer Angiographie-Vorrichtung
der Einrichtung, z. B. eines C-Bogen mit einer Strahlungsquelle
und einem Detektor, ausgebildet, sondern darüber hinaus auch zum Auslösen des
erforderlichen Detektorvorschubs und zur Beobachtung bzw. Bestimmung
der Kontrastmittelausbreitung, insbesondere im Rahmen eines sogenannten
Bolustrackingsverfahrens. Die Verarbeitung der Bildaufnahmen inklusive
der Subtraktion, um so die fertigen Gefäßdarstellungen zur nachfolgenden
Auswertung durch ein Programmmittel bzw. durch den Arzt zu erhalten,
wird vorzugsweise ebenfalls vollautomatisch, gegebenenfalls in Abhängigkeit
von Bedienervorgaben für
eine gewünschte Darstellungsart
bzw. Form der Aufnahmen für
eine anschließende
Abspeicherung, durchgeführt.
Die fertigen Aufnahmen können
in der Steuerungs- und/oder Recheneinrichtung zum späteren Abruf
abgelegt werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand
der folgenden Ausführungsbeispiele
sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Einrichtung zur digitalen Subtraktionsangiographie zur Durchführung eines
erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 und 3 Prinzipskizzen
zur adaptiven Subtraktion zur peripheren Gefäßdarstellung,
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4 eine
Prinzipdarstellung zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
bei mehrfacher Positionsänderung
des Detektors und
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5 eine
Prinzipdarstellung zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
bei Änderung
von Aufnahmeparametern während
der Bildakquisition.
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In
der 1 ist eine Einrichtung 1 zur digitalen
Subtraktionsangiographie zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
gezeigt. Dabei befindet sich im hier dargestellten Fall ein Patient 2, von
dem digitale Subtraktionsangiographieaufnahmen des Beinbereichs
erstellt werden sollen, auf einer Patientenliege 3 der
Einrichtung 1. Die Einrichtung 1 weist zur Bildaufnahme
ein C-Bogen-System 4 mit einer Strahlungsquelle sowie einem
Detektor auf, das mit einer Steuerungs- und/oder Recheneinrichtung 5 mit
einem Bildausgabemit tel 6 verbunden ist, über das
auch Bedienereingaben möglich
sind. Seitens der Steuerungs- und/oder Recheneinrichtung 5 kann
bei diesem Ausführungsbeispiel
vollautomatisiert die Erstellung der Bildaufnahmen, gegebenenfalls
nach einem initialen Start durch einen Bediener 7, erfolgen.
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Dies
bedeutet, dass, nachdem der Bediener 7 die Bildaufnahme
einmal ausgelöst
hat, automatisch zunächst
eine Aufnahme in einer ersten Position des Detektors, der der Strahlenquelle
des C-Bogen-Systems 4 gegenüberliegend angeordnet ist,
erstellt wird. Danach wird, gegebenenfalls vollautomatisiert oder
manuell, dem Patienten 2 ein Kontrastmittel verabreicht,
woraufhin in der gleichen Detektorposition nochmals eine Aufnahme
erfolgt. Dabei wird seitens der Steuerungs- und/oder Recheneinrichtung 5 ein
automatisches Bolustrackingsverfahren verwendet, um dann, wenn das
Kontrastmittel einen bestimmten vorderen Bereich des Detektors bzw.
des Bildaufnahmebereichs erreicht hat oder in nächster Zeit erreichen wird,
einen automatisierten Detektorvorschub durchzuführen. Die Bilddaten des vorderen Bereichs,
von dem in der vorhergehenden Position Bildaufnahmen erstellt wurden,
werden dann als Maske zur Subtraktion von für die entsprechend gleiche örtliche
Lage bestimmten Bilddaten in der nachfolgenden bzw. einer nachfolgenden
Detektorposition verwendet.
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So
ist es erfindungsgemäß möglich, mit
der Einrichtung 1 zur digitalen Subtraktionsangiographie einen
bei bisherigen Realisierungen erforderlichen separaten Maskenlauf
einzusparen, da zur Subtraktion selektive Daten aus dem Füllungslauf
mit Kontrastmittel verwendet werden. Ergänzend wird die Aufnahme des
vorderen Detektorsegments der Einrichtung 1 bei Bedarf
dazu verwendet, eine Analyse und nachfolgende Optimierung der Aufnahmeparameter
durchzuführen,
wodurch es darüber
hinaus möglich
wird, einen Testlauf einzusparen.
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Die
Initiierung der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann durch den Bediener 7 beispielsweise durch Answahl
eines entsprechenden Startfeldes 8 auf dem Bildausgabemittel 6,
beispielsweise über
die Tastatur bzw. eine Computermouse oder dergleichen, erfolgen.
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Die
Bildaufnahmen, die sich als Ergebnis einer Subtraktion bzw. als
Zwischenschritte bei den Aufnahmen in den einzelnen Detektorpositionen
ergeben, können
als Aufnahmen 9 zur untersuchungsbegleitenden Kontrolle
durch den Bediener 7 bzw. zur nachfolgenden Auswertung
ebenfalls am Bildausgabemittel 6 dargestellt werden. Die
Bilddaten und weitere Daten, die im Rahmen der Durchführung des Verfahrens
ermittelt werden, können
daneben gegebenenfalls in der Steuerungs- und/oder Recheneinrichtung 5 abgespeichert
werden, um später
z. B. seitens eines Arztes ausgewertet zu werden bzw. über ein
Intranet oder das Internet an weitere oder externe Rechner verschickt
zu werden.
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Die 2 und 3 zeigen
Prinzipskizzen zur adaptiven Subtraktion zur peripheren Gefäßdarstellung.
Dabei symbolisieren der Pfeil 10 in der 2 bzw.
der Pfeil 11 in der 3 die Ausbreitung des
Kontrastmittelbolus bzw. die Richtung, in der diese beobachtet wird.
Die Verabreichung des Kontrastmittels kann vorab durch einen Arzt
bzw. medizinisches Personal oder auch vollautomatisch erfolgt sein.
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Zunächst wird,
wie in der 2 zu sehen ist, eine Reihe von
nativen Bildaufnahmen 12, 13, 14 bis 15 erstellt,
wobei aus Gründen
einer vereinfachten Darstellung weitere native Maskenaufnahmen zwischen
der nativen Bildaufnahme 14 und der Bildaufnahme 15 hier
nicht dargestellt wurden.
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Nach
einer Kontrastmittelinjektion wird an den jeweils gleichen Positionen
(örtlich
korreliert) eine Füllungsaufnahme,
also eine Aufnahme mit Kontrastmittel, erstellt, wodurch sich die
Kontrastmittelaufnahmen 16, 17, 18 und 19 ergeben,
wobei hier wiederum, wie durch die Pünktchen angedeutet wird, weitere
nicht dargestellte Aufnahmen zwischen den Orten der Kontrastmittelaufnahmen 18 und 19 erstellt wurden.
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Bei
der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Subtraktionsangiographie wird in Abhängigkeit vom Fluss des Kontrastmittels
meist mehrfach eine Positionsänderung
des Detektors durchgeführt,
um so weitere Aufnahmen zur Erfassung eines gesamten gewünschten
Bereichs zu erstellen, wobei jeweils ein vorderer Aufnahmebereich, in
dem sich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
noch kein Kontrastmittel befindet, als Maske für folgende Aufnahmen verwendet
werden kann.
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Durch
die örtlich
korrelierte Aufnahme entsprechender Bereiche können jeweils durch Durchführung einer
adaptiven Subtraktion für
die periphere Gefäßdarstellung
digitale Subtraktionsaufnahmen 20, 21, 22 und 23 (mit
weiteren dazwischenliegenden Aufnahmen) erstellt werden.
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Alternativ
ist es, wie in der 3 gezeigt ist, ebenso möglich, Maskenaufnahmen 24, 25, 26 und 27 zu
erstellen, bei denen die dazugehörigen
Kontrastmittelaufnahmen 28, 29, 30, 31 und 32,
zumindest teilweise, an anderen Positionen als die Masken aufgenommen
wurden. In diesem Fall ist jedoch zu gewährleisten, dass die Überdeckungen
von Masken- und Füllungsaufnahme
vollständig
sind, sodass die Bildteile sich abdecken bzw. sich insgesamt örtliche
Korrelationen angeben lassen, wozu die Bildteile darüber hinaus
einander zuordenbar sein müssen. Zur
Zuordnung kann dabei beispielsweise eine Speicherung der Tischposition
zu jeder Aufnahme genutzt werden. So können dann wiederum digitale
Subtraktionsaufnahmen 33, 34, 35, 36 und 37 erhalten
werden.
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Die 4 zeigt
eine Prinzipdarstellung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei
mehrfacher Positionsänderung
des Detektors.
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Die
Ausbreitung des Kontrastmittelbolus in der gewünschten Aufnahmerichtung wird
wiederum durch den Pfeil 38 angedeutet, dessen Richtung
der durch den Pfeil 39 angedeuteten z-Richtung, die auch
die Zeitachse wiedergibt, entspricht.
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Dem
hier gezeigten Verfahren liegt eine Aufteilung des Detektors, der
zur Bildaufnahme verwendet wird, in drei Segmente zugrunde, wobei
in einer ersten Position native Aufnahmen 43 für die Segmente 40, 41 und 42 erstellt
werden.
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Nach
dem Start der Kontrastmittelinjektion werden zu den Detektorsegmenten 40, 41 und 42 weitere
Aufnahmen 44 bei einer gegenüber der ersten Position unveränderten
Detektorposition erstellt. In dieser ersten Detektorposition wird
nach der Kontrastmittelgabe zumindest jeweils eine Aufnahme der einzelnen
Detektorsegmente 40, 41 und 42 erstellt. Es
ist aber ebenso möglich,
jeweils für
ein Segment 40, 41 und 42 mehrere Aufnahmen
in der ersten Position zu erstellen.
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Für den Detektorvorschub
wird ein Bolustracking verwendet, das dazu führt, dass, sobald das Kontrastmittel
in einer Position einen dem Detektorsegment 42 entsprechenden
Bereich des Körpers des
Patienten erreichen würde,
ein erster Detektorvorschub um ein Drittel der Detektorlänge erfolgt.
Daran schließen
sich eine oder mehrere Aufnahmen 45 in der neuen zweiten
Detektorposition an.
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Die
jeweils korrespondierenden Aufnahmen ohne Kontrastmittel können als
Maskenbilder für
die örtlich
entsprechenden Aufnahmen bzw. Detektorelemente bei Aufnahmen mit
Kontrastmittel verwendet werden. Dies ist hier jeweils durch die
Pfeile zwischen den einzelnen Aufnahmen angedeutet, die Segmente 40, 41, 42 gleicher
Lage hinsichtlich der Kontrastmittelausbreitungsrichtung verbinden.
Beispielsweise können
die Aufnahmen zu den Detektorsegmenten 40 und 41 der
nativen Aufnahme 43 als Masken für die Bilder zu den entsprechenden
Detektorelementen nach dem Start der Kontrastmittelinjektion, die
zu den Bildaufnahmen 44 führt, verwendet werden. Die
feinere Schraffur soll dabei in dieser Darstellung jeweils die Maskenaufnahmen,
die gröbere Schraffur
die Füllbildaufnahmen
andeuten. Die Aufnahme zum Detektorsegment 42 der Bildaufnahme 44 kann
dementsprechend für
die Bildaufnahme 45 als Maske für das Detektorsegment 41 bzw.
für die bei
einer nachfolgenden Positi onsänderung
erstellte Bildaufnahme 46 als Maske zum Detektorsegment 40 verwendet
werden usw. Nach einem nochmaligen Vorschub des Detektors werden
schließlich
in der Darstellung der 4 die Bildaufnahmen 47 der
einzelnen Segmente 40, 41, 42 erhalten
usw., bis eine Abbruchbedingung erfüllt ist.
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Es
wird also mehrfach ein Bolustracking durchgeführt, um in Abhängigkeit
davon den Detektor um ein Drittel seiner Länge zu verschieben, woraufhin
in der neuen Position erneut eine oder mehrere Aufnahmen erstellt
werden. Zur Subtraktion werden dann jeweils örtliche korrespondierende Detektorelemente
bzw. die entsprechenden Bilddaten herangezogen usw. Dieses Verfahren
wird bis zum Ende der Akquisition wiederholt.
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Die 5 zeigt
eine Prinzipdarstellung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei
einer Änderung
von Aufnahmeparametern während
der Bildakquisition. Die Ausbreitung des Kontrastmittelbolus ist
dabei durch den Pfeil 48 angedeutet. Die z-Richtung, also
die Längsachse
des Aufnahmesystems, ist durch den Pfeil 49 wiedergegeben, der
ebenfalls für
den zeitlichen Ablauf steht.
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Hierbei
werden wiederum in einer ersten Position native Aufnahmen 50 der
einzelnen Detektorsegmente 51, 52 und 53 erstellt.
Nach dem Start der Kontrastmittelinjektion werden in der gleichen
Position weitere Aufnahmen 54 erstellt, wobei, sobald das Kontrastmittel
das Detektorsegment 53 bzw. einen entsprechenden Bereich
im Gefäßsystem
erreichen würde,
ein Detektorvorschub erfolgt, woraufhin weitere Aufnahmen 55 in
dieser neuen Position angefertigt werden. Zur Subtraktion werden
jeweils wiederum die korrespondierenden Detektorelemente herangezogen,
wie hier durch die Pfeile zwischen den unterschiedlichen Aufnahmen
der einzelnen Segmente 51, 52, 53 veranschaulicht
wird.
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Weitere
Positionsänderungen
des Detektors führen
anschließend
zu den Aufnahmen 56 und 57.
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Dabei
ist in der hier verwendeten Darstellung jeweils nur für die einzelnen
Positionen nach dem Verschieben des Detektors (vgl. die Aufnahmen 55, 56 und 57)
jeweils eine Aufnahme zu jedem Detektorsegment 51, 52 und 53 gezeigt.
Selbstverständlich können aber
ebenso für
jedes der einzelnen Detektorsegmente 51, 52 und 53 bzw.
insgesamt mehrere Aufnahmen in der jeweiligen Position des Detektors erstellt
werden.
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Durch
die Linie 58a wird eine hier vorgenommene Änderung
der Akquisitionsparameter veranschaulicht. Diese Änderung
der Akquisitionsparameter erfolgt im vorliegenden Fall automatisch.
Daraufhin werden automatisch, gesteuert durch eine Steuerungs- und/oder
Recheneinrichtung der Einrichtung zur Durchführung der digitalen Subtraktionsangiographie,
für einen Übergangsbereich
die positionsspezifischen Aufnahmen jeweils für den alten Satz von Akquisitionsparametern
und für
den neuen Satz von Akquisitionsparametern parallel erstellt. Diese
bedeutet, dass im vorliegenden Fall wenigstens eine weitere Aufnahme 58 bei
einer Detektorposition, die gegenüber der für die Aufnahme 57 verwendeten
identisch ist, angefertigt werden, bei denen aber bereits die neuen
Aufnahmeparameter verwendet werden.
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In
einer nachfolgenden Position werden dann Aufnahmen 59 erstellt,
denen wiederum die ursprünglichen
Akquisitionsparameter zugrunde liegen, während nachfolgend bei einer
gegenüber
der für
die Aufnahme 59 unveränderten
Position Aufnahmen 60 erstellt werden, denen die neuen
Aufnahmeparameter zugrunde liegen.
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Nach
Abschluss dieser Übergangsphase bzw.
dieses Übergangsbereichs
können
dann in der folgenden Position, hier beginnend mit den Aufnahmen 61,
gegebenenfalls ausschließlich
Aufnahmen mit den neuen Parametern erstellt werden, da Aufnahmen
mit den alten Parametern nach dem erneuten Detektorvorschub zur
Durchführung
von Subtraktionen nicht mehr erforderlich sind.
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Das
Vorliegen anderer Akquisitionsparameter wird in der Bilddarstellung
jeweils durch eine geänderte
Schraffur angedeutet. Der vordere Bereich der Aufnahmen (zum Detektorsegment 53)
weist jeweils noch kein Kontrastmittel auf, da der Vorschub vor
der Ausbreitung des Kontrastmittels in diesen Bereich erfolgt, was
ebenfalls durch eine im Hinblick auf die hinteren Detektorsegmente 51 und 52 geänderte Schraffur
angedeutet wird.
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Insgesamt
bietet das erfindungsgemäße Verfahren
den Vorteil, dass es nicht nur vollautomatisch durchgeführt werden
kann, so dass die benötigten
Bedieneraktionen gering gehalten werden können und zudem Fehler vermieden
werden, sondern dass zudem durch das Verwenden selektiver Daten aus
dem Füllungslauf
mit Kontrastmittel ein eigenständiger
Maskenlauf eingespart werden kann. Des Weiteren ist ein Testlauf
entbehrlich, da die Aufnahmeparameter jeweils im bzw. für das vordere
Detektorsegment analysiert und nachfolgend einer Optimierung zugrunde
gelegt werden können.