-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine verschwenkbare
Polyplan-Bildgebungsanlage zur zeitaufgelösten Abbildung eines Untersuchungsobjekts,
insbesondere ein Verfahren zur zeitaufgelösten Herzbildgebung und Perfusions-Bildgebung mittels
einer Angiographie-Vorrichtung, wofür hier beispielhaft eine Biplan-C-Bogen-Vorrichtung
stehen soll, sowie ein entsprechendes Computerprogramm, einen Datenträger, auf
dem dieses gespeichert ist, und eine verschwenkbare Polyplan-Bildgebungsanlage
zur Durchführung
des Betriebsverfahrens. Ferner betrifft die Erfindung eine Bildgebungsanlage.
-
Unter
dem Begriff „Polyplan-Bildgebungsanlage” sei nachstehend
eine Bildgebungsanlage zu verstehen, die zur Bildaufnahme nicht
nur eine verschwenkbare Ebene, sondern mehrere verschwenkbare Ebenen,
insbesondere zwei oder drei, aufweist.
-
In
dieser Erfindung geht es insbesondere um Angiographiesysteme, wie
sie für
interventionelle Eingriffe z. B. am Herzen verwendet werden. Traditionell
erzeugen Angiographiesysteme einfache Röntgen-Projektionsbilder, auf
denen Strukturen wie Herzschatten, Führungsdrähte, Katheter und kontrastmittelgefüllte Katheter
erkennbar sind. Typischerweise weisen Angiographie-Vorrichtungen
neuerer Bauart einen C-förmigen
Bogen auf, an dessen einem Ende eine Röntgenquelle und an dessen anderem
Ende ein zugehöriger
Röntgendetektor
angebracht ist. Der C-Bogen ist frei um eine Patientenliege verschwenkbar
und erlaubt dadurch die Aufnahme von zweidimensionalen Echtzeit-Röntgenbildern (Fluoroskopieaufnahmen)
des Patienten aus verschiedensten Blickrichtungen. Somit können solche Angiographiesysteme
durch Rotation des C-Bogens um den Patienten auch CT-ähnliche
3D-Bilder erzeugen, was auch als C-Bogen-CT bezeichnet wird.
-
Bei
vielen Anwendungen der C-Bogen-CT muss während der Aufnahme, die typischerweise
minimal 4 bis 5 Sekunden dauert, ein Kontrastmittel injiziert werden,
um die interessierenden Strukturen wie Gefäße oder Herzkammern hervorzuheben. Während der
Aufnahme muss das Kontrastmittel dabei möglichst in zeitlich konstanter
Konzentration vorliegen. Es kommt also auf eine sehr gute Synchronisation
zwischen Kontrastmittelinjektion und Bildaufnahme an.
-
Oft
ist es allerdings nicht einfach, das Kontrastmittel für mehrere
Sekunden in genau der Struktur zu halten, die abgebildet werden
soll, und gleichzeitig zu vermeiden, dass andere Strukturen kontrastiert
werden. Besonders problematisch ist die zeitliche Dynamik bei der
Darstellung des linken Atriums. Diese Darstellung ist eine ganz
neue und sehr attraktive Methode zur Unterstützung von Ablations-Behandlungen
bei Vorhofflimmern. Ein bevorzugtes Protokoll bzw. Mess-Protokoll
beinhaltet den Zeitpunkt der Injektion des Kontrastmittels in den
Pulmonalarterien-Hauptstamm und wie schnell die Messung erfolgt.
Es wird dann durch die Lunge transportiert, und man startet die
C-Bogen-CT-Aufnahme genau dann, wenn es die Lunge passiert hat und
im linken Atrium ankommt. Der optimale Zeitpunkt dafür ist allerdings
für jeden
Patienten unterschiedlich und nicht immer einfach zu bestimmen.
-
Eine
Möglichkeit,
das Problem zu lösen,
besteht im Verabreichen einer Test-Injektion – d. h. eines Testbolus – vor der
eigentlichen 3D-Aufnahme. Dabei wird eine kleinere Menge an Kontrastmittel
injiziert, und aus Fluoroskopiebildern oder DSA-Aufnahmen (DSA =
Digitale Subtraktionsangiographie) die Kreislaufzeit (das ist die
Zeit von der Injektion des Kontrastmittels bis zu dessen Ankunft
an der zu untersuchenden Struktur) bestimmt.
-
Das
Verfahren weist aber verschiedene Probleme auf: Erstens wird dazu
eine substantielle Menge an Kontrastmittel verwendet, typischerweise
20 ml bei 80 ml für
die 3D-Aufnahme.
-
Zweitens
besitzt der Testbolus aufgrund der geringeren Kontrastmittelmenge
nicht die gleiche Dynamik wie der spätere, eigentliche Messbolus.
Drittens ist aus DSA-Aufnahmen das Timing oft nur schlecht zu erkennen,
da es sich um Projektionsaufnahmen handelt, die die dreidimensionale
Anatomie nur unzureichend auflösen.
Viertens kann es aufgrund von Änderungen
in der Kreislaufzeit (durch Puls- und Blutdruckschwankungen) zu
einem Unterschied zwischen Testbolus und endgültiger Aufnahme kommen.
-
Beim
Stand der Technik bietet die zweite Ebene eines Biplan-C-Bogen-Röntgensystems
den Vorteil, die Aufnahmezeit auf die Hälfte verkürzen zu können, indem beide Ebenen gleichzeitig
rotieren und jeweils nur einen Winkelbereich von ungefähr 100° abdecken.
Allerdings wird dann das Synchronisationsproblem noch wichtiger,
weil die Zeit für
einen Rotationslauf geringer ist. Dabei bedeutet der Begriff „Rotationslauf”, dass
ein C-Bogen über
einen Winkelbereich von (mindestens) 180° + Fächerwinkel verschwenkt wird,
wobei in der Regel 50 bis 500 Bilder aufgenommen werden. Der „Fächerwinkel” entspricht
dem Winkel, unter dem die Röntgenquelle
die Röntgenstrahlung
aussendet, und beträgt
in der Regel etwa 20°.
-
Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass das Testbolus-Verfahren das Problem nur sehr
unzureichend löst.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfahren
für eine verschwenkbare
Polyplan-Bildgebungsanlage zur zeitaufgelösten Abbildung eines Untersuchungsobjekts
sowie ein entsprechendes, ggf. auf einem Datenträger gespeichertes, Computerprogramm
bereitzustellen, womit die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile
behoben und verbesserte Messergebnisse, insbesondere Herz- und Gefäß-Darstellungen, möglich sind.
Insbesondere soll eine Gefäß-Darstellung ohne
Verwendung eines Bolus ermöglicht
werden, mit der Bilder mit maximal möglicher Kontrastauflösung bezüglich der
abzubildenden kardiologischen Strukturen gewonnen werden können. Außerdem soll
eine verschwenkbare Polyplan- Bildgebungsanlage
zur Durchführung
des Betriebsverfahrens geschaffen werden.
-
Diese
Aufgabe wird mit einem Betriebsverfahren gemäß Anspruch 1, einem Computerprogramm
bzw. Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch
17, einem Datenträger
gemäß Anspruch
18, auf dem letzteres gespeichert ist, sowie einer verschwenkbaren
Polyplan-Bildgebungsanlage gemäß Anspruch
19 gelöst.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
bietet den Vorteil, dass nach einer 3D-Rotationsaufnahme eine Serie
von Bildern erzeugt werden kann, die verschiedenen Zeitpunkten entsprechen.
Es kann so nach der Aufnahme das Bild herausgesucht werden, das
die beste Abstimmung mit einer Kontrastmittelinjektion besitzt.
Somit ist es nicht mehr erforderlich, nach der Kontrastmittelgabe
den optimalen Zeitpunkt für
den Start der Aufnahme so genau abzuschätzen wie bisher.
-
Dadurch
kann in den meisten Fällen
auf die Aufnahme eines Test-Bolus verzichtet werden, der die oben
genannten Nachteile besitzt.
-
Verallgemeinert
lässt sich
das Verfahren in allen Fällen
einsetzen, in denen eine retrospektive Synchronisation, also eine
nachträgliche
Anpassung, einer C-Bogen-CT-Aufnahme mit einem anderen zeitlich
veränderlichen
Vorgang (Kontrastmittelinjektion, Bewegung) gewünscht oder sogar nötig ist.
Das heißt
im Fall der Herzgefäß-Darstellung,
dass die anfängliche
Messung unter Ausnutzung beider Mess-Ebenen über einen deutlich größeren Winkel als
den unbedingt erforderlichen von 180° + Fächerwinkel eine Art Zeitpuffer
schafft, der zum einen durch die retrospektive Auswahl eines geänderten Aufnahmezeitpunkts
zur Verbesserung der Bildqualität
verwendet werden kann und zum anderen eine nachträgliche Anpassung
der Bildaufnahme bzw. deren Zeitpunkt an die Kontrastmittelinjektion
ermöglicht.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
beträgt
der Versatzwinkel zwischen den beiden Bildgebungsebenen 80° bis 100°, insbesondere
90°, ist
der Anfangswert des Startwinkels 0°, und ist der Endwert des Startwinkels
ein Maximum und gleich diesem Versatzwinkel.
-
Es
ist bevorzugt, den Startwinkel in Schritten von 0,1° bis 2,0°, vorzugsweise
von 0,2° bis
1,5°, zu inkrementieren.
Selbstverständlich
kann der Startwinkel auch beginnend bei seinem Maximum dekrementiert
werden.
-
Weiterhin
ist es bevorzugt, die Bildung des dritten Datensatzes im zweiten
Schritt durch Auswahl von Projektionsbildern so vorzunehmen, dass
aus dem ersten Datensatz ab dem Startwinkel α ein Winkelbereich von mindestens α bis α + (180° + β)/2 abgedeckt
und aus dem zweiten Datensatz ein Winkelbereich von mindestens α + (180° + β)/2 bis α + (180° + β) abgedeckt
wird. Dadurch lässt
sich ein optimales Ergebnis erzielen.
-
Alternativ
kann es in bestimmten Fällen
vorteilhaft sein, den dritten Datensatz im zweiten Schritt durch
Auswahl von Projektionsbildern zu bilden, und zwar so, dass aus
dem ersten Datensatz ab dem Startwinkel α ein Winkelbereich von mindestens α bis α + θ + β ausgewählt und
aus dem zweiten Datensatz ein Winkelbereich von mindestens α + θ + β bis α + 180° + β ausgewählt wird,
wobei für θ vorzugsweise allgemein
gilt: 60° ≤ θ ≤ 120°. Weiter
vorzugsweise liegt θ zwischen
70 und 110°,
insbesondere zwischen 80 und 100°,
und besonders bevorzugt zwischen 85 und 95°.
-
Es
hat sich als günstig
herausgestellt, die Auswertung des Kontrasts im sechsten Schritt
durch Maximierung des Gesamt-Grauwertes
der für
die Auswertung verwendeten Bilder unter Variation des Startwinkels
auszuführen.
-
Eine
besonders genaue und umfassende Auswertung kann erzielt werden,
wenn alle Grauwerte aller Pixel aller Projektionsbilder des dritten
Datensatzes aufsummiert werden.
-
Eine
weniger Rechenaufwand erfordernde Auswertung kann dagegen ausgeführt werden,
wenn alle Grauwerte aller Pixel des ersten und des letzten Projektionsbildes
der Projektionsbilder des dritten Datensatzes aufsummiert werden.
-
Eine
Alternative hierzu besteht darin, alle Grauwerte aller Pixel einer
stichprobenartigen Menge – z.
B. jedes fünfte
oder zehnte Bild – von
Projektionsbildern des dritten Datensatzes aufzusummieren.
-
Eine
gezielte Beeinflussung des für
die Auswertung relevanten Bereichs kann dadurch vorgenommen werden,
dass alle Grauwerte der Pixel der Projektionsbilder des dritten
Datensatzes, die in einem von einem Benutzer definierten oder automatisch
bestimmten Bereich liegen, aufsummiert werden.
-
Eine
Erweiterung der Möglichkeiten
der Auswertung ergibt sich dadurch, dass vor der Auswertung der
bereits durch das erfindungsgemäße Verfahren
gewonnenen Projektionsbilder des dritten Datensatzes ein entsprechender
Satz von Projektionsbildern unter veränderter (oder nicht erfolgender) Kontrastmittelgabe
erzeugt und von den vorhandenen dritten Projektionsbildern subtrahiert
wird, um DSA-Bilder zu erzeugen.
-
Bevorzugt
wird als Bildgebungsanlage ein Biplan-C-Bogen-Angiographiesystem
als medizinisches Röntgensystem
verwendet.
-
Die
Kontrastmittelgabe lässt
sich dadurch standardisieren und mittels eines Injektors automatisieren,
dass synchronisiert mit dem Beginn des ersten Schrittes ein Kontrastmittel
injiziert wird. Typischerweise wird dabei das Kontrastmittel so
injiziert, dass eine vollständige,
homogene Kontrastierung während
des ersten Schritts vorliegt.
-
Ein
besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mit der Auswertung
die zeitliche Dynamik der Kontrastmittelinjektion berechnet werden
und aus der zeitlichen Dynamik der Kontrastmittelinjektion die Gewebe-Perfusion
und/oder die dynamische Gefäßdarstellung
berechnet werden kann.
-
Die
erfindungsgemäße verschwenkbare
Polyplan-Bildgebungsanlage zur zeitaufgelösten Abbildung eines Untersuchungsobjekts
umfasst eine erste und eine zweite unter einem Versatzwinkel γ relativ zueinander
angeordnete, mit einem Fächerwinkel β aufnehmende,
Bildgebungsebene. In jeder Bildgebungsebene sind ein Strahler und
ein Detektor vorgesehen, die in Gegenüberstellung bezüglich ihrer Schwenkachse
und des Untersuchungsobjekts angeordnet sind und dem Aufnehmen von
ersten und zweiten Projektionsbildern in verschiedenen Winkellagen
dienen. Das Aufnehmen der Projektionsbilder erfolgt dabei unter
Verschwenken der Bildgebungsebenen um jeweils einen Winkel von mindestens φ = 180° + β zur Erzeugung
eines von der ersten Bildgebungsebene aufgenommenen ersten Datensatzes und
eines von der zweiten Bildgebungsebene aufgenommenen zweiten Datensatzes.
Die Polyplan-Bildgebungsanlage weist des Weiteren ein Steuer- und Auswertesystem
zu ihrer Steuerung auf. Das Steuer- und Auswertesystem ist so ausgestaltet,
dass es zum einen den Strahler und den Detektor für die Bildaufnahme
geeignet ansteuert und zum anderen die aufgenommenen Datensätze entsprechend
einem der vorstehend beschriebenen Verfahren auswertet.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
-
Es
zeigen schematisch:
-
1 ein
Flussdiagramm, das den grundlegenden Ablauf eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens
zur zeitaufgelösten
Herzbildgebung und Perfusions-Bildgebung darstellt,
-
2 eine
Darstellung des Zusammenhangs der bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
auftretenden Winkel und Datensätze,
-
3 eine
Darstellung der durch die Variation des Startwinkels bewirkte Verschiebung
der Aufnahmezeit, und
-
4 eine
erfindungsgemäß ausgestaltete Biplan-C-Bogen-Anlage,
auf der das erfindungsgemäße Betriebsverfahren
ausgeführt
werden kann.
-
Die
Erfindung verwendet in ihrer bevorzugten Ausführungsform zur Bildaufnahme
nicht ein typischerweise verwendetes Monoplan-Röntgensystem, sondern ein Biplan-C-Bogen-Röntgensystem.
-
In 4 ist
schematisch eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines dreidimensionalen
Bilddatensatzes eines Objekts dargestellt. Bei der Vorrichtung 1 handelt
es sich um einen Biplan-Röntgentomographen,
insbesondere eine Biplan-3D-Rotationsangiographieanlage. Bei dem
zu untersuchenden Objekt handelt es sich um den Brustbereich, insbesondere das
Herz, eines Patienten 2.
-
Die
Vorrichtung 1 umfasst in einer ersten Bildgebungsebene
A eine Aufnahmeeinheit 3 mit einem Röntgenstrahler 4 und
einem Röntgendetektor 5.
Röntgenstrahler 4 und
Röntgendetektor 5 sind
in Gegenüberstellung
an den Enden eines sogenannten C-Bogens 6 angebracht
und definieren zusammen mit letzterem die erste Bildgebungsebene
A. Der C-Bogen 6 ist wiederum etwa mittig an einem Stativ 7 um
eine isozentrische Achse 8 drehbar gelagert. Der Röntgenstrahler 4 und
der Röntgendetektor 5 sind
dabei durch Verschwenkung des C-Bogens 6 gegenüber dem
Stativ 7 derart verdrehbar, dass ein Zentralstrahl 9 der
von dem Röntgenstrahler 4 in Richtung
des Röntgendetektors 5 emittierten
Röntgenstrahlung
innerhalb einer zu der isozentrischen Achse 8 senkrechten
Aufnahmeebene gegenüber dem
umgebenden Raum in einen beliebigen Projektionswinkel von min destens
180° zuzüglich dem
sogenannten Fächerwinkel
verschwenkbar ist, wobei der Zentralstrahl 9 stets auf
die isozentrische Achse 8 ausgerichtet ist.
-
Die
Vorrichtung 1 umfasst außerdem in einer zweiten Bildgebungsebene
B (nur angedeutet perspektivisch dargestellt) eine Aufnahmeeinheit 3' mit einem Röntgenstrahler 4' und einem Röntgendetektor 5'. Röntgenstrahler 4' und Röntgendetektor 5' sind in Gegenüberstellung
an den Enden eines zweiten C-Bogens 6' angebracht und definieren zusammen mit
letzterem die zweite Bildgebungsebene B, die gegenüber der
ersten Bildgebungsebene A um einen Versatzwinkel γ von idealerweise
90° versetzt
angeordnet ist.
-
Die
Vorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Patiententisch 10 mit
einer Tischplatte 11, auf welcher der Patient 2 während einer
Untersuchung derart gelagert wird, dass seine Körperlängsachse etwa mit der isozentrischen
Achse 8 der Aufnahmeeinheit 3 fluchtet. Die Tischplatte 11 ist
für die
Untersuchung derart in die Öffnung
des C-Bogens 6 einschiebbar, dass der zu untersuchende
Körperbereich
des Patienten 2 zwischen Röntgenstrahler 4 und
Röntgendetektor 5 zu
liegen kommt.
-
Die
Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine EKG-Einheit 12 mit
einer Anzahl von EKG-Sensoren 13, die zur Aufnahme eines
Elektrokardiogramms (EKG), d. h. eines die Herzaktivität des Patienten 2 wiedergebenden
elektrischen Signals, in bekannter Weise an dem Körper des
Patienten 2 befestigt werden.
-
Die
Vorrichtung 1 umfasst weiterhin ein Steuer- und Auswertesystem 14.
Das Steuer- und Auswertesystem 14 umfasst eine Datenverarbeitungsanlage 15,
in welcher zusätzlich
zu (nicht näher
dargestellten) Bedien- und Steuerfunktionen eine Leseeinrichtung
für ein
auf einem Datenträger 18 wie
z. B. einer CD oder einem USB-Stick gespeichertes Computerprogramm 19 sowie
eine Auswerteeinheit 16 zur Erzeugung eines dreidimensionalen(3D-)Bilddatensatzes
des untersuchten Körperbereichs
des Patienten 2 implementiert ist. Das Steuer- und Auswerte system 14 umfasst
weiterhin Ein-/Ausgabemittel 17, wie z. B. Bildschirm,
Tastatur, Maus oder dgl. zur Eingabe von Steueranweisungen sowie
zur Anzeige von Zustandsgrößen, Untersuchungsergebnissen,
etc.
-
Im
Zuge des von der Vorrichtung 1 durchgeführten Verfahrens werden der
Auswerteeinheit 16 durch die Aufnahmeeinheit 3 digitale
Bilddaten zugeführt.
Weiterhin wird der Auswerteeinheit 16 seitens der EKG-Einheit 12 ein
EKG-Signal EKG des Patienten 2 zugeführt.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur zeitaufgelösten
3D-Bilderzeugung
umfasst gemäß 1 verschiedene
Schritte.
-
a) Bildaufnahme
-
Für eine 3D-Rekonstruktion
ist es nötig,
dass ein C-Bogen einen Rotationslauf über einen Winkelbereich von
(mindestens) 180° +
Fächerwinkel β ausführt und
dabei in der Regel 50 bis 500 Bilder aufgenommen werden. Im Folgenden
wird vereinfacht angenommen, dass der Fächerwinkel β 20° beträgt und somit ein Winkelbereich
von 200° abgedeckt
werden muss. Dieser Fächerwinkel β kann auch
andere Werte annehmen, beispielsweise im Bereich von 0 bis 40°, jedoch
insbesondere im Bereich von 10 bis 30°. Beide C-Bögen der Ebenen A und B sind
um den Versatzwinkel γ gegeneinander
versetzt angeordnet, wobei γ hier
ohne Beschränkung
der Allgemeinheit als 90° angenommen
wird. Daher starten die beiden C-Bögen in um 90° versetzten
Ausgangslagen (vgl. 2). Nach Start der Aufnahme
rotieren in Schritt S1 beide C-Bögen über einen
Winkelbereich von 200°,
d. h. der erste C-Bogen A nimmt einen ersten Datensatz D1 im Bereich
0°–200°, der zweite
C-Bogen B einen zweiten Datensatz D2 im Bereich 90°–290° auf.
-
b) Daten-Sortierung
-
Aus
den aufgenommenen Datensätzen
D1 und D2 der beiden Ebenen A bzw. B wird dann erfindungsgemäß in Schritt
S2 ein neuer Datensatz D3 zusammengesetzt: Es wird ab einem Startwinkel α ein Winkelbereich
von α bis α + 100° von Ebene
A mit einem Bereich von 100° + α bis 200° + α aus Ebene B
zu einem neuen Datensatz D3, der 200° überdeckt, zusammengesetzt.
-
Der
Startwinkel α kann
dabei in dieser Ausführungsform
zwischen 0 und 90° variieren.
Begonnen wird in der Regel mit einem Startwinkel von α = 0°. Beispielhaft
sind die relevanten Winkelbereiche in 2 dargestellt.
Dort repräsentieren
die dünnen
Linien an den mit A und B bezeichneten Geraden die beiden aufgenommenen
Datensätze
D1 bzw. D2, und die dicken Linien repräsentieren den Datensatz D3
(für die
in diesem Beispiel ausgewählte
Rekonstruktion). Der Datensatz D3 endet auf der Geraden A bei dem
Winkel (hier etwa 140°,
entsprechend α = 50°), bei dem
er auf der Geraden B anfängt.
-
Beim
Zusammensetzen der beiden Teildatensätze D1 und D2 können im Übergangsbereich durch
Inkonsistenzen verursachte Sprünge
erforderlichenfalls durch eine weiche Übergangsgewichtung vermieden
werden.
-
c) Bildrekonstruktion
-
Der
so zusammengesetzte neue Datensatz D3 wird der üblichen Bildrekonstruktion
(z. B. gefilterte Rückprojektion
nach Feldkamp) zugeführt.
-
Schließlich wird
gemäß Schritt
S4 α so
lange inkrementiert und werden gemäß Schritt S5 die Schritte S1
bis S4 so oft wiederholt, bis α sein
Maximum αmax (hier 90°, entsprechend γ) erreicht
hat.
-
d) Auswertung
-
Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
durch Variation von α diejenige
Serie von Projektionsbildern und/oder dreidimensionalen Bildern
rekonstruiert wird, die maximale Kontrastauflösung bezüglich der abzubildenden kardiologischen
Strukturen (beispielsweise linker Herzvorhof) aufweist. Dazu wird
schließlich
gemäß Schritt
S6 der Kontrast der für
die Auswertung verwendeten dritten Projektionsbilder ermittelt.
Wie in 1 gestrichelt darge stellt, kann ein entsprechender
Schritt S6', der ähnlich wie
Schritt S6 ist, schon früher
ausgeführt
werden, und zwar bereits vor der Inkrementierung von α. Alternativ
kann ein entsprechender Auswertungsschritt auch parallel zu einem anderen
Schritt ausgeführt
werden, sofern dies zweckmäßig ist.
-
Hierzu
kann zur Kontrastauswertung in Schritt S6 der Parameter bzw. Startwinkel α beispielsweise
durch folgende Vorgehensweisen automatisch ermittelt werden:
- 1 – Auswertung
aller Projektionsbilder der Serie durch Aufsummierung aller Grauwerte
aller Pixel und Maximierung des Gesamt-Grauwertes unter Variation
von α.
- 2 – Auswertung
des ersten und letzten Projektionsbildes der Serie durch Maximierung
des Gesamtgrauwertes unter Variation von α.
- 3 – Auswertung
einer stichprobenartigen Menge der Projektionsbilder (z. B. jedes
zehnte) und Grauwertmaximierung unter Variation von α.
- 4 – Wie
einer der Schritte 1 bis 3, aber Auswertung nicht über alle
Pixel der Projektionsbilder, sondern nur über ein automatisch bestimmtes
(z. B. durch Bilderkennung von Organstrukturen) oder vom Benutzer
definiertes ROI (region of interest, z. B. eine vom Benutzer ausgewählte Kugel im
Iso-Zentrum des C-Bogen-Systems).
- 5 – Optional
können
die Schritte 1 bis 4 auch auf DSA-Bilder angewendet werden. D. h.
die Bestimmung von α wird
auf subtrahierte Bilder angewendet. Hierzu wird neben den mit Kontrastmittel
angereicherten Projektionsbildern zusätzlich eine 3D Röntgen-Rotationsaufnahme
ohne Kontrastmittelinjektion durchgeführt (die Aufnahme der Projektionsbilder
und die Rekonstruktion der 3D-Daten erfolgt wie oben beschrieben,
also mit zwei synchron rotierenden C-Bogen-Ebenen). Anschließend wird
einer der Vorgehensweisen 1 bis 4 auf den subtrahierten Daten (”Bilder
mit Kontrastmittel” minus ”Bilder
ohne Kontrastmittel”) durchgeführt.
-
Bei
den obigen Vorgehensweisen 1, 4 und 5 kann zudem zusätzlich zur
oder statt der Auswertung der Pixel eine Auswertung der Voxel der
daraus erzeugten dreidimensionalen Bilder erfolgen, wobei in der
Regel durch die Auswertung dreidimensionaler Bilder eine bessere
Kontrastauflösung
als bei der Auswertung zweidimensionaler Projektionsbilder erzielt
werden kann.
-
Das
gesamte vorstehend beschriebene, auf einer Biplan-Anlage auszuführende Verfahren
lässt sich
auch analog auf Angiographiesysteme mit drei oder mehr Ebenen erweitern.
-
Durch
Einstellen bzw. sukzessives Inkrementieren des Parameters α zwischen
0 und 90° verschiebt
sich der Mittelwert tR der Aufnahmezeit
T zwischen 25%T und 75%T. Dieser Zusammenhang ist in 3 dargestellt.
Die Aufnahmezeit T ist dabei definiert als die Zeit zwischen dem
Start der Rotation der C-Bögen und
dem Zeitpunkt der tatsächlichen
Aufnahme eines Einzelbildes. Auf diese Weise kann nachträglich eine
Serie von Bildern mit verschiedenen Rekonstruktionszeiten erzeugt
werden.
-
Vorstehend
wurde davon ausgegangen, dass gilt: αmax = γ. Sofern
die C-Bögen
jedoch einen größeren Winkel
als die unbedingt erforderlichen 180° (zuzüglich Fächerwinkel) überstreichen,
kann auch αmax entsprechend größer gewählt werden.
-
Es
ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf die dargestellte Ausführungsform
beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise die genaue
Reihenfolge und den Ablauf einzelner Schritte, die Bemessung der
verschiedenen Winkel und die Art der für die Auswertung verwendeten
Bilder, auch bei anderen Ausführungsformen
vorhanden sein können,
außer
wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von
selbst verbietet.