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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Tomographiegerät zur Erzeugung
eines Bildes von einem durch Atmung bewegten Körperbereich eines Patienten.
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Die
Lunge eines Patienten und Körperbereiche
in einer Umgebung zur Lunge unterliegen infolge der Atmung des Patienten
ständig
einer periodischen Bewegung, welche bei der Erzeugung eines Bildes mittels
eines Tomographiegerätes
berücksichtigt werden
muss. Dieser Umstand ist insbesondere bei computertomographischen
Untersuchungen problematisch, bei denen die zu erzeugenden tomographischen
Bilder durch Rückprojektion
einer Vielzahl von aus unterschiedlichen Projektionswinkeln erfassten Projektionen
berechnet werden. Die Rückprojektion gelingt
in der Regel nur dann störungsfrei,
wenn die zugrunde gelegten Projektionen eine im Wesentlichen identische
Atmungsphase abbilden.
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Aus
der
US 6,633,775 B1 ist
zur Synchronisation zwischen Atmung und Erzeugung eines Bildes von
einem durch Lungenbewegung beeinflussten Körperbereich ein System bekannt,
bei dem das zur Bildgewinnung eingesetzte Röntgengerät durch Auswertung von Atmungssignalen
getriggert wird. Die erfassten Atmungssignale spiegeln hierbei den
jeweiligen Bewegungszustand der Lunge wider und ermöglichen
somit durch Einsatz eines einfachen Schwellwertkriteriums das Auslösen einer
Bildaufnahme zu einer vorbestimmten Atmungsphase. Aus der
DE 10 2005 033 471
A1 und der
EP
1 338 248 A2 sind darüber
hinaus Verfahren bekannt, bei denen zur Vermeidung unnötiger Strahlungsdosis
die Intensität
der Röntgenstrahlung
in Abhängigkeit
von dem Wert der Amplitude eines zyklischen Signals, im Falle der
DE 10 2005 033 471
A1 eines Atmungssignals, einen bestimmten Sollwert annimmt.
Weiterhin ist aus der
DE 101
33 237 A1 ein Bildrekonstruktionsverfahren bekannt, bei
dem während
eines Spiralscans Projektionen mit zeitlichem Bezug zu einem Atmungssignal erfasst
werden, wobei aus den Projektionen zu einer vorbestimmten Atmungsphase
ein zu dieser Atmungsphase korrespondierendes Schicht- oder Volumenbild
rekonstruiert wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. ein Tomographiegerät zur Erzeugung
eines Bildes von einem durch Atmung bewegten Körperbereich eines Patienten
so auszugestalten, dass mindestens eine vorbestimmte Atmungsphase
mit einem einzigen Abtastvorgang auf einfache Weise dann erfasst
werden kann, wenn das Aufnahmesystem einen im Vergleich zu dem Körperbereich
in z-Richtung kleineren Abtastbereich aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes von
einem durch Atmung bewegten Körperbereich
eines Patienten zu mindestens einer vorbestimmten Atmungsphase gemäß den Merkmalen
des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Verfahrens zur Erzeugung des Bildes sind Gegenstand
der Unteransprüche
2 bis 11. Darüber
hinaus wird die Aufgabe durch ein Tomographiegerät gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
12 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird das
Verfahren zur Erzeugung eines Bildes von einem durch Atmung bewegten
Körperbereich
eines Patienten zu mindestens einer vorbestimmten Atmungsphase unter
Einsatz eines Tomographiegerätes
sowie unter Einsatz einer Vorrichtung zur Erfassung von Atmungssignalen
ausgeführt.
Das Tomographiegerät
umfasst ein Aufnahmesystem zur Erfassung von Projektionen des Körperbereichs,
welches einen im Vergleich zu dem Körperbereich in z-Richtung kleineren
Abtastbereich aufweist. Das Tomographiegerät umfasst zusätzlich eine
in der z-Richtung verstellbare Lagerungsvorrichtung, auf welcher
der Patient gelagert ist. Darüber
hinaus weist das Tomographiegerät
eine Rechnereinheit zur Erzeugung des Bildes aus den erfassten Projektionen
auf. Basierend auf einer Auswertung er fasster Atmungssignale werden
folgende Verfahrensschritte zyklisch ausgeführt:
- – Ermitteln
eines Abtastzeitintervalls, zu dem die vorbestimmte Atmungsphase
eingenommen wird,
- – Erfassen
von Projektionen während
des Abtastzeitintervalls bei gleichzeitig kontinuierlicher Verstellung
der Lagerungsvorrichtung, und
- – Anpassen
der Verstellung der Lagerungsvorrichtung zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Abtastzeitintervallen zu der gleichen Atmungsphase derart, dass
der Körperbereich
von den erfassten Projektionen der beiden Abtastzeitintervalle in z-Richtung
lückenlos
abgedeckt wird, wobei
die Verstellung der Lagerungsvorrichtung
zwischen oder in aufeinanderfolgenden Abtastzeitintervallen in einer
zur Abtastrichtung aus dem letzten Zyklus entgegen gesetzter Richtung
erfolgt.
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Der
Erfinder hat erkannt, dass der im Vergleich zu dem Abtastbereich
des Tomographiegerätes
in z-Richtung größere Körperbereich
genau dann auf einfache Weise mit einem einzigen Abtastvorgang zu
einer vorbestimmten Atmungsphase erfasst werden kann, wenn zwischen
zwei Abtastzeitintervallen die Lagerungsvorrichtung jeweils abgebremst und/oder
zurückgefahren
wird, so dass in dem folgenden Abtastintervall Projektionen erfasst
werden, die in z-Richtung lückenlos
an die Projektionen der letzten Abtastung zu der gleichen Atmungsphase
anschließen.
Auf diese Weise erhält
man schrittweise einen Projektionssatz von dem zu untersuchenden Körperbereich
mit vollständiger
z-Abdeckung, welcher zur Erzeugung eines Bildes verwendet werden kann.
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Bei
der Ermittlung des Abtastzeitintervalls und der Verstellung werden
vorteilhaft neben den erfassten Atmungssignalen extrapolierte Atmungssignale
mit berücksichtigt.
Dadurch ist eine in die Zukunft gerichtete Auswertung der Atmungssignale möglich, mit
welcher der Abtastvorgang sehr genau an den At mungsrhythmus des
Patienten angepasst werden kann. Der Patient kann auf diese Weise
während
der Untersuchung normal, d. h ohne explizite Atmungskommandos, atmen.
Durch eine Extrapolation werden ungleichmäßige Rhythmen in der Atmung prospektiv
automatisch erkannt und bei der Abtastung berücksichtigt.
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Auf
besonders einfache Weise wird als Bild ein Topogramm von dem Körperbereich
erzeugt, bei dem die Projektionen aus einer zum Körperbereich fest
eingestellten Winkelposition des Aufnahmesystems erfasst werden.
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Das
Erfassen der Projektionen während
des Abtastzeitintervalls kann aber auch vorzugsweise bei gleichzeitig
kontinuierlicher Rotation des Aufnahmesystems um die z-Achse des
Tomographiegerätes
erfolgen. Dabei werden vorteilhaft jeweils so viele Projektionen
erfasst, dass zu jeder z-Position des Körperbereichs Messdaten für Parallelprojektionen über ein
Winkelintervall von insgesamt mindestens 180 Grad vorliegen. In
diesem Fall lässt
sich als Bild in einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ein Schicht- oder Volumenbild erzeugen.
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Als
vorbestimmte Atmungsphase wird eine zu einem Bewegungszustand der
Lunge des Patienten bei Einatmung und bei Ausatmung korrespondierende
Atmungsphase ausgewählt.
Für diese
Atmungsphasen ist eine besonders geringe Bewegungsänderung
der Lunge in einem Bereich um die jeweilige Phase zu beobachten.
Auch verhältnismäßig groß gewählte Abtastzeitintervalle
um die Atmungsphase herum führen
somit nur zu geringen Bewegungsartefakten in dem rekonstruierten
Bild.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung findet
die Erzeugung eines Bildes zu jeweils zwei unterschiedlichen Atmungsphasen während eines
Abtastvorgangs statt. Zu jeder der beiden Atmungsphasen wird dabei
für jeden
Atmungszyklus ein Abtastzeitintervall ermittelt, so dass Abtastzeitintervalle
für die
beiden Atmungsphasen zeitlich im Wechsel angeordnet sind. Die lückenlose Abtastung
gelingt in diesem Spezialfall beispielsweise mittels einer sinusförmigen bzw.
zick-zack-förmigen
Bewegung der Lagerungsvorrichtung während des Abtastvorgangs. Die
kontinuierliche Verstellung der Lagerungsvorrichtung zur Erfassung
der Projektionen während
des jeweiligen Abtastzeitintervalls erfolgt für die beiden Atmungsphasen
dabei in entgegen gesetzter z-Richtung. Während die Projektionen zur
ersten Atmungsphase beispielsweise jeweils durch eine Vorwärtsverstellung
der Lagerungsplatte erfasst werden, werden Projektionen zur zweiten
Atmungsphase in der dazu entgegengesetzten Richtung, also durch
eine Rückwärtsverstellung
der Lagerungsvorrichtung, erfasst.
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Zur
Einsparung von Röntgendosis
wird zur Erfassung der Projektionen während des Abtastzeitintervalls
die Intensität
einer von dem Tomographiegerät
erzeugten Röntgenstrahlung
derart moduliert, dass während
des Abtastzeitintervalls die Intensität von einem vorgebbaren Basiswert
auf einen vorgebbaren Sollwert der Röntgenstrahlung eingestellt
wird. Außerhalb
der Abtastzeitintervalle findet also keine bzw. nur eine mit dem
Basiswert verbundene geringe Röntgenstrahlenbelastung
des Patienten statt.
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Das
erfindungsgemäße Tomographiegerät weist
entsprechend eine Rechnereinheit auf, die einen Speicher mit einem
Programmcode umfasst, wobei der Programmcode zur Erzeugung eines
Bildes von einem durch Atmung bewegten Körperbereich eines Patienten
zu mindestens einer vorbestimmten Atmungsphase entsprechend den
eben beschriebenen Verfahrensschritten konfiguriert ist.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen sind
in den folgenden schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 ein
Tomographiegerät
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
und
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2 ein
Zeitverhalten zwischen Strommodulation des Röhrenstroms und Verstellung
der Lagerungsvorrichtung in Relation zum Atmungssignal des Patienten.
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Das
in 1 gezeigte Tomographiegerät zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst
im Falle des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels
ein Computertomographiegerät 1. Das
Computertomographiegerät 1 weist
eine Gantry 2 mit einem in der Gantry 2 angeordneten,
um eine in z-Richtung verlaufende Systemachse Z des Computertomographiegerätes 1 drehbaren
Drehrahmen 3 auf. An dem Drehrahmen 3 ist ein
Aufnahmesystem angeordnet, welches eine Röntgenstrahlenquelle 4 und
einen Röntgenstrahlendetektor 6 umfasst.
Die Röntgenstrahlenquelle 4 ist
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine Röntgenröhre, von
deren Fokus F ein Röntgenstrahlenbündel 5 ausgeht,
welches mit in 1 nicht dargestellten aber an
sich bekannten Blenden, beispielsweise fächerförmig oder pyramidenförmig, geformt
wird, und einen Fächer- bzw. Öffnungswinkel β aufweist.
Der im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrzeilige
Röntgenstrahlendetektor 6 ist
der Röntgenstrahlenquelle 4 gegenüberliegend
an dem Drehrahmen 3 angeordnet. Die Drehung des Drehrahmens 3 wird
mit einem dem Drehrahmen 3 zugeordneten elektrischen Antrieb 7 bewerkstelligt.
Selbstverständlich
kann das erfindungsgemäße Verfahren
auch bei Einsatz eines einzeiligen Röntgenstrahlendetektors ausgeführt werden.
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Das
Computertomographiegerät 1 umfasst weiterhin
eine an sich bekannte über
eine Rechnereinheit 10 ansteuerbare Lagerungsvorrichtung 8,
auf der ein Patient P gelagert ist und die in z-Richtung relativ
zu dem ortsfesten Drehrahmen 3 verstellbar ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
ist von der in 1 gezeigten Lagerungsvorrichtung 8 nur
eine Lagerungsplatte dargestellt.
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Zur
Untersuchung wird der Patienten P durch Verstellen der Lagerungsvorrichtung 8 in
bzw. durch die Öffnung 9 des
Drehrahmens 3 bewegt. Unabhängig davon, ob der Patient
P im Sequenzmode oder im Spiralmode untersucht wird, durchdringt
die von dem Fokus F der Röntgenstrahlenquelle 4 ausgehende Röntgenstrahlung 5 den
zu untersuchenden Körperbereich
des Patienten P und trifft auf den Röntgenstrahlendetektor 6 auf.
Dabei dreht sich der Drehrahmen 3 mit der Röntgenstrahlenquelle 4 und
dem Röntgenstrahlendetektor 6 in φ-Richtung
um die Systemachse Z des Computertomographiegerätes 1 bzw. um den
Patienten P, wobei aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen Projektionen
von dem Körperbereich
des Patienten P gewonnen werden. Zusätzlich zur Rotation des Aufnahmesystems 4, 6 findet
im Spiralmode während
des Abtastvorgangs eine Verstellung der Lagerungsvorrichtung 8 statt,
so dass das Aufnahmesystem 4, 6 den zu untersuchenden
Körperbereich
spiralförmig
umläuft
und Projektionen entlang der Systemachse Z gewonnen werden. Auf
der Grundlage der so gewonnen Projektionen wird ein Bild von einem
Körperbereich
erzeugt werden, welches einen Bereich darstellt, der im Vergleich zum
Röntgenstrahlendetektor 6 eine
größere Ausdehnung
in z-Richtung aufweist.
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Pro
Röntgenprojektion
trifft auf den Röntgenstrahlendetektor 6 durch
den Patienten P hindurch getretene und durch den Durchtritt durch
den Patienten P geschwächte
Röntgenstrahlung
auf. Der Röntgenstrahlendetektor 6 erzeugt
dabei der Intensität der
aufgetroffenen Röntgenstrahlung
entsprechende Signale. Aus den mit dem Röntgenstrahlendetektor 6 ermittelten
Signalen berechnet anschließend
die Rechnereinheit 10 in an sich bekannter Weise eine oder
mehrere zwei- oder dreidimensionale Bilder des Körperbereichs des Patienten
P. Zur Bedienung des Computertomographiegerätes 1 sind Eingabemittel, wie
die in 1 exemplarisch dargestellte Tastatur 12 und
die Computermaus 13, vorhanden.
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Zur
Erzeugung von Bildern eines Körperbereichs,
welcher eine im Vergleich zum Röntgenstrahlendetektor 6 größere Ausdehnung in
z-Richtung aufweist und welcher aufgrund der Atmung eine Bewegung
vollzieht, ist es zur Reduktion von Bewegungsartefakten erforderlich,
dass die Projektionen durch eine Auswertung von erfassten Signalen
der Atmung jeweils zu derselben vorbestimmten Atmungsphase gewonnen
werden.
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In 2 sind
zwei unterschiedliche, zyklisch wiederkehrende Atmungsphasen mit
den Bezugszeichen 21 und 22 gekennzeichnet. Das
Bezugszeichen 21 kennzeichnet dabei eine erste Atmungsphase
im Übergangsbereich
zwischen einer inspiratorischen und einer darauffolgenden exspiratorischen
Atmungsphase und das Bezugszeichen 22 eine zweite Atmungsphase
im Übergangsbereich
zwischen einer exspiratorischen und einer darauffolgenden inspiratorischen
Atmungsphase. In 2 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit
jeweils nur zwei Phasen der jeweiligen zyklisch wiederkehrenden
Atmungsphase 21, 22 mit einem Bezugszeichen versehen.
In einem Bereich um diese Atmungsphasen 21, 22 ist
eine besonders geringe Bewegungsänderung
der Lunge und somit des zu untersuchenden Körperbereichs vorhanden, so
dass die erfassten Projektionen in einem Abtastbereich um diese
Atmungsphasen 21, 22 zu geringen Bewegungsartefakten
in dem erzeugten Bild führen.
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Zur
kontinuierlichen Erfassung von Signalen der Atmung des Patienten
P weist das Computertomographiegerät 1 im Falle des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
einen so genannten Atemgürtel 14 auf,
bei dem es sich um einen dehnbaren Gürtel handelt, welcher um den
Brustkorb des Patienten P gelegt ist. In einer nicht explizit dargestellten
Tasche des Atemgürtels
befindet sich ein Drucksensor 15. Durch entsprechende Anordnung
des Drucksensors 15 in der Tasche und Vorspannungen des
Atemgürtels 14 gibt
der Drucksensor 15 bei der Atmung des Patienten P, bei
dem sich der Brustkorb des Patienten P hebt und senkt, kontinuierlich
Signale ab, welcher einer Signalverarbeitungsvorrichtung 16 zugeführt werden,
die die Signale ggf. aufbereitet, beispielsweise verstärkt, und
zur weiteren Auswertung an die Rechnereinheit 10 des Computertomographiegerä tes 1 weiterleitet.
Die an die Rechnereinheit 10 weitergeleiteten Signale werden
im Folgenden als Atmungssignale 25 des Patienten P bezeichnet
und können,
wie in 2 exemplarisch dargestellt, als Atmungskurve dargestellt
werden. In 2 sind drei Atemzyklen des Patienten
P dargestellt, wobei jeder Atmungszyklus durch eine Phase der Einatmung
und eine Phase der Ausatmung gekennzeichnet ist.
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Neben
dem in diesem Ausführungsbeispiel genannten
Atemgürtel 14 können selbstverständlich auch
andere Vorrichtungen zur Erfassung von Atmungssignalen 25 eingesetzt
werden. Beispielsweise wäre
der Einsatz eines sogenannten Realtime Position Management (RPM)
denkbar, bei dem ein im infraroten Spektralbereich reflektierender
Marker auf den Brustkorb angebracht und mittels einer Infrarotkamera
getrackt wird. Als Ergebnis des Trackings erhält man Atmungssignale 25,
welche den jeweiligen Bewegungszustand der Lunge widerspiegeln.
Darüber
hinaus wäre
es beispielsweise auch denkbar, Atmungssignale 25 direkt
aus dem durch ein Mundstück
abgeführten
Atem des Patienten mittels einer dafür vorgesehenen Vorrichtung
zu generieren.
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So
wie in 2 gezeigt, werden Abtastzeitintervalle 23, 24 zur
Erfassung von Projektionen und eine Verstellung der Lagerungsvorrichtung
so mit der Atmung synchronisiert, dass nur ein Abtastvorgang zur
Erzeugung eines Bildes der beiden Atmungsphasen 21, 22 erforderlich
ist. Durch die Synchronisation entfällt zudem das Erfordernis,
nach welchem der Patient während
des Abtastvorgangs bestimmte Atemkommandos ausführen muss. Der Abtastvorgang
stellt sich automatisch auf den natürlichen Atemvorgang des Patienten
P ein.
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Die
Auswertung der Atmungssignale 25, auf Grundlage dessen
die Synchronisation durchgeführt wird,
kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Im einfachsten Fall wird
auf das Atmungssignal 25 ein Schwellwertkriterium angewendet.
So kann beispielsweise die erste Atmungsphase 21 und somit der
Bewe gungszustand der Lunge bei Einatmung dann detektiert werden,
wenn das Atmungssignal 25 einen gewissen Schwellwert überschreitet.
Die Ermittlung des dazu korrespondierenden Abtastzeitintervalls 23 umfasst
in diesem Fall somit eine ständige Überprüfung des
Schwellwertkriteriums. Bei Überschreiten
des Schwellwertes wird der Abtastvorgang zur Erfassung von Projektionen
gestartet und so lange durchgeführt,
bis entweder ein gewisses voreingestelltes Zeitintervall verstrichen
ist oder wahlweise bis das Atmungssignal den Schwellwert wieder
unterschreitet. Die Detektion von der zweiten Atmungsphase 22 und
somit des Bewegungszustandes bei Ausatmung erfolgt in entsprechender
Weise mit einem Schwellwertkriterium, bei dem überprüft wird, ob ein festgelegter
Schwellwert unterschritten wird. Im Anschluss an den Abtastvorgang
wird die Verstellung der Lagerungsvorrichtung 8 derart
angepasst, dass der Körperbereich
bei dem nächsten
Abtastvorgang in z-Richtung lückenlos
von den erfassten Projektionen abgedeckt wird. Dabei wird die Lagerungsvorrichtung 8 beispielsweise
abgebremst und um einen Betrag in z-Richtung so weit zurückgefahren,
dass bei der darauffolgenden Abtastung Projektionen lückenlos
in z-Richtung aneinander anschließen.
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In
einer verbesserten Variante der Auswertung werden auch basierend
auf den erfassten Atmungssignalen 25 extrapolierte Atmungssignale
mit berücksichtigt.
Dies ermöglicht
die prospektive Schätzung
der jeweiligen Atmungsphase 21, 22, so dass die
Beschleunigungen der Lagerungsvorrichtung 8 bei Verstellung
auf ein notwendiges Minimum reduziert werden können, in dem der volle Zeitbereich
zwischen unmittelbar zeitlich benachbarten Abtastzeitintervallen 21, 22 ausgeschöpft wird.
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Um
den Patienten P bei der Erzeugung von Bildern von einem Körperbereich,
der sich infolge der Atmung bewegt, einer möglichst geringen Dosis von Röntgenstrahlung
auszusetzen, wird die Intensität der
von der Röntgenstrahlenquelle 4 ausgehenden Röntgenstrahlung
bei der Erfassung der Projektionen zudem derart moduliert, dass
die Intensität
in Abhängigkeit
von den Werten der Amplituden der Atemsignale und/oder der Atemlage
des Patienten P ausgehend von einem Basiswert einen Sollwert oder
einen gegenüber
dem Sollwert abgesenkten Wert einnimmt. Die Anpassung der Intensität erfolgt
in diesem Ausführungsbeispiel
durch eine Modulation des Röhrenstroms
der Röntgenröhre.
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In 2 ist,
wie bereits erläutert,
ein Zeitverhalten zwischen Strommodulation des Röhrenstroms und Verstellung
der Lagerungsvorrichtung 8 in Relation zum Atmungssignal
des Patienten 25 für
den Fall zu sehen, dass während
eines Abtastvorgangs zu zwei Atmungsphasen 21, 22 Projektionen
für eine
Bilderzeugung gewonnen werden.
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In
dem in 2 obersten Diagram ist der zeitliche Verlauf des
Atmungssignals 25 über
3 Atmungszyklen dargestellt. Jeder Zyklus weist ein lokales Minimum
und ein lokales Maximum auf, wobei das Minimum die zweiten Atmungsphase 22 und
das Maximum die ersten Atmungsphase 21 kennzeichnen. Über mehrere
Zyklen betrachtet, sind daher Abtastzeitintervalle zur ersten und
zweiten Atmungsphase 21, 22 in Richtung der Zeitachse
alternierend angeordnet. Aus Gründen
der Übersichtlichkeit
sind, wie bereits zuvor erwähnt,
diese Atmungsphasen 21, 22 nur für die beiden
ersten Zyklen mit einem Bezugszeichen versehen. Um jeder dieser
Atmungsphasen 21, 22 ist ein Abtastzeitintervall 23, 24 eingezeichnet,
innerhalb dessen Projektionen zu der jeweiligen Atmungsphase 21, 22 erfasst
werden. In dem in 2 gezeigten mittleren Diagram
ist die Strommodulation zur Reduktion der dem Patienten applizierten
Röntgendosis
dargestellt. Der Röhrenstrom
wird lediglich in dem Zeitbereich der Abtastzeitintervalle 23, 24 von
einem Basiswert 26 auf einen Sollwert 27 angehoben,
so dass nur für
das Zeitintervall der eigentlichen Abtastung die volle Intensität der Röntgenstrahlung
dem Patienten P appliziert wird. Der Basiswert 26 ist idealer
Weise Null, so dass in diesem Spezialfall kein Strom fließt und somit
keine Röntgenstrahlung
dem Patienten P zwischen den Abtastzeitintervallen 23, 24 appliziert
wird.
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In
dem untersten in 2 gezeigten Diagramm sind die
durch einen Kurvenverlauf 28 dargestellten Verstellpositionen
der Lagerungsvorrichtung 8 in z-Richtung während des
Abtastvorgangs gezeigt. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, erfolgt
eine kontinuierliche Verstellung der Lagerungsvorrichtung 8 parallel
zur Erfassung von Projektionen zu den Abtastzeitintervallen 23, 24 der
Atmungsphasen 21, 22. Die Verstellung der Lagerungsvorrichtung
erfolgt für die
beiden Atmungsphasen 21, 22 jeweils in entgegen
gesetzter z-Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt während der
ersten Atmungsphase 21 eine Verstellung in positiver z-Richtung
und während der
zweiten Atmungsphase 22 eine Verstellung in negativer z-Richtung.
Nach Abtastung der ersten Atmungsphase 21 wird die Lagerungsvorrichtung 8 abgebremst
und verharrt in der eingenommenen z-Position bis zum Erreichen des nächsten Abtastzeitintervalls
zur darauffolgenden zweiten Atmungsphase 22. Bei Erreichen
der zweiten Atmungsphase 22 wird dann die Lagerungsvorrichtung 8 in
entgegen gesetzter, hier in negativer, z-Richtung verstellt, so
dass für
die beiden Abtastzeitintervalle 23, 24 der beiden Atmungsphasen 21, 22 derselbe
z-Bereich abgetastet wird. Anschließend wird die Tischposition
auf die z-Positionen
in positiver z-Richtung auf die bei der ersten Atmungsphase 21 zuletzt
eingenommene Endposition verstellt, so dass in dem zu dieser Atmungsphase 21 nächsten Abtastzeitintervall 23 Projektionen
erfasst werden, die in z-Richtung lückenlos aneinander anschließen. Dieser
Vorgang wird zyklisch solange wiederholt, bis der zu untersuchende Körperbereich
in z-Richtung vollständig
abgetastet wird. Bei der gleichzeitigen Abtastung von zwei Atmungsphasen 21, 22 vollzieht
die Lagerungsvorrichtung 8 während des Abtastvorgangs also
eine zick-zack-Bewegung bzw. sinusförmige Bewegung. Es versteht
sich von selbst, dass auch andere Abtastmuster zur Erfassung von
Projektionen zu den beiden Atmungsphasen 21, 22 eingesetzt
werden können.
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Bei
Spiralbetrieb des Computertomographiegerätes 1 wird die Rotationsgeschwindigkeit
zudem so gewählt,
dass zu jeder z-Position
genügend
Messdaten für
Parallelprojektionen über
ein Winkelintervall von insgesamt mindestens 180 Grad vorliegen. In
diesem Fall können
aus den so gewonnenen Projektionen Schicht- oder Volumenbilder erzeugt
werden. Es wäre
selbstverständlich
zu Erzeugung von Topogrammen auch möglich, Projektionen aus einer zum
Patienten fest eingestellten Projektionsrichtung zu gewinnen.
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Zusammenfassend
kann Folgendes gesagt werden:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Erzeugung eines Bildes von einem durch Atmung bewegten Körperbereich
eines Patienten P zu mindestens einer vorbestimmten Atmungsphase 21, 22 unter
Einsatz eines Tomographiegerätes 1,
wobei basierend auf einer Auswertung von erfassten Atmungssignalen 25 zyklisch
ein Abtastzeitintervall 23, 24 ermittelt wird, zu
dem die vorbestimmte Atmungsphase 21, 22 eingenommen
wird, Projektionen während
des Abtastzeitintervalls 23, 24 bei gleichzeitig
kontinuierlicher Verstellung einer dem Tomographiegerät 1 zugeordneten
Lagerungsvorrichtung 8 erfasst werden und die Verstellung
der Lagerungsvorrichtung 8 zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Abtastzeitintervallen 23, 24 der gleichen Atmungsphase 21, 22 derart
angepasst wird, dass ein Körperbereich,
welcher in z-Richtung eine größere Ausdehnung
aufweist als der Abtastbereich eines dem Tomographiegerät 1 zugeordneten
Aufnahmesystems 4, 6, von den erfassten Projektionen
der beiden Abtastzeitintervalle 23, 24 in z-Richtung
lückenlos
abgedeckt wird. Somit ist es möglich,
eine oder mehrere Atmungsphasen 21, 22 durch einen
einzigen Abtastvorgang bildlich darzustellen. Darüber hinaus
kann auf ein Atemkommando während
des Abtastvorgangs verzichtet werden, da die Abtastung dynamisch
auf Änderungen der
Atmung des Patienten reagiert.