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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung
einer bewegten Struktur durch ein tomographisches Verfahren, bei
welchem von einer Bildaufnahmeeinheit während eines Rotationslaufs
eine Reihe von Projektionsbildern aus unterschiedlichen Aufnahmewinkeln
zwischen einem Startwinkel und einem Endwinkel zur 3-D-Datenerfassung
aufgenommen wird, wobei aus den Projektionsbildern dreidimensionale
Bilddaten rekonstruierbar sind.
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Wird
die dreidimensionale Bildgebung mit C-Bogen-Röntgengeräten
nur statisch, d. h. ohne zeitliche Information, durchgeführt,
rotiert der C-Bogen um ca. 200° (180° + Fächerwinkel)
um den Patienten und nimmt dabei zwischen 50 bis 1000 Bilder vom
Patienten auf. Mit diesen aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen
erstellten Aufnahmen lässt sich mittels eines geeigneten
Rekonstruktionsverfahrens, wie beispielsweise die gefilterte Rückprojektion,
die in
"Practical Cone-beam Algorithm" von
Feldkamp et al., J. Opt. Soc. Amer. A, Vol. 1, No. 6, June 1984,
Seiten 612 bis 619, beschrieben ist, oder dem von Klaus
Mueller et al. in ”A Fast and Accurate Projection Algorithm
for 3D Cone-Beam Reconstruction with the Algebraic Reconstruction
Technique (ART)” beschriebenen Algorithmus, ein dreidimensionales Bild
gewinnen.
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Die
DE 10 2004 057 308
A1 betrifft eine angiographische Röntgendiagnostikeinrichtung
zur Rotationsangiographie mit einem auf einer Kreisbahn bewegbaren
Röntgenstrahler, mit einer auf der Kreisbahn gegenüberliegenden
bewegbaren Bilddetektoreinheit, mit einem digitalen Bildsystem zur
Aufnahme einer Vielzahl von Projektionsbildern, mit einer Vorrichtung
zur Rekonstruktion eines 3-D-Volumenbilds und mit einer Vorrichtung
zur Korrektur physikalischer Effekte und/oder Unzulänglichkeiten
im Aufnahmesystem wie Truncation-Korrektur, Streu strahlungs-Korrektur, Überstrahlungs-Korrektur,
Ringartefakt-Korrektur, Korrektur der Strahlaufhärtung und/oder
des Low Frequency Drop zur Weichteildarstellung von Projektionsbildern
und den daraus rekonstruierten 3-D-Volumenbildern.
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Aus
der
DE 10 2006
035 067 A1 ist ein Verfahren zur zeitlichen und dreidimensionalen
Darstellung einer periodisch veränderlichen Struktur bekannt,
bei dem mehrere Rotationsaufnahmen erstellt werden. Die benötigten
Rotationsläufe werden zu einem gleichen Ereignis des periodischen
Vorgangs um einen bestimmten Winkel versetzt gestartet. Aus den
Rotationsaufnahmen werden neue Bilderserien zusammengestellt, womit
dreidimensionale Darstellungen zu verschiedenen Phasenbereichen
der Periode rekonstruiert werden.
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In
der
DE 103 36 278
A1 ist ein Verfahren zur Abbildung eines Organs des menschlichen
oder tierischen Körpers mittels einer über einen
Winkel rotierenden Aufnahmevorrichtung, bei dem die Drehgeschwindigkeit
der rotierenden Aufnahmevorrichtung in Abhängigkeit von
einem Referenzsignal, das einen aktuellen Bewegungszustand des abzubildenden
Organs repräsentiert, so moduliert wird, dass die Drehbewegung
an die Veränderungen der Lage und/oder Form des abzubildenden
Organs angepasst wird.
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Damit
genügend Daten aus der diastolischen Herzphase zur Rekonstruktion
mittels der EKG-getriggerten Rotationsangiographie akquiriert werden können,
wurden bisher in der Kardiologie erfahrungsgemäß zur
dreidimensionalen Darstellung des Herzens (DynaCT Cardiac®) als Optimierungsergebnis nach
internen und klinischen Untersuchungen vier Rotationsläufe
von jeweils 200° ausgeführt.
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Eine
Rotation benötigt ungefähr 5 Sek., sodass eine
Gesamtzeit von mehr als 20 Sek. für die Untersuchung veranschlagt
werden muss, in der Kontrastmittel appliziert und der Atem angehalten werden
müssen. Die Applikation der notwendigen Kontrastmittelmenge
sowie die relativ lange Atemanhaltezeit stellen gravierende Hindernisse
bei der erfolgreichen Anwendung an einer nicht geringen Anzahl von
Patienten dar. Die Problemstellung besteht demnach in einer zu langen
Zeit, um ausreichend Datenmaterial akquirieren zu können.
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Die
Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren der eingangs genannten
Art derart auszubilden, dass eine vollständige Datenerfassung
mit nur wenigen Rotationsläufen erfolgen kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Schritte
gelöst:
- a) Durchführung eines
ersten kontinuierlichen Rotationslaufs mit EKG-getriggerter Steuerung
der 3-D-Datenerfassung,
- b) Durchführung eines zweiten Rotationslaufs zur 3-D-Datenerfassung
in diastolischen Phasen der fehlenden Winkelbereiche von systolischen
Phasen des ersten Rotationslaufs unter Steuerung von die hämodynamischen
Verhältnisse kennzeichnenden Signalen und
- c) Rekonstruktion der dreidimensionalen Bilddaten aus den in
den Schritten a) und b) erfassten Daten.
Durch diese Verfahrensschritte
ergibt sich eine signifikante Reduktion der Aufnahmezeit bei herzgetriggerter
Rotationsangiographie mit Röntgen-C-Bogen-Systemen zur
dreidimensionalen Darstellung des Herzens.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Durchführung
des zweiten Rotationslaufs zur 3-D-Datenerfassung gemäß Schritt
b) mit einem Geschwindigkeitsprofil in Abhängigkeit von
der diastolischen Abdeckung im ersten Rotationslauf und der aus
dem EKG abgeleiteten Herzphaseninformationen während des
zweiten Rotationslaufs gefahren wird.
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In
vorteilhafter Weise kann zur Aufnahmesteuerung der fehlenden Winkelbereiche
des zweiten Rotationslaufs zusätzlich zu dem EKG-getriggerten Steuersignal
ein den Beginn der diastolischen Herzphase kennzeichnendes Steuersignal
als die hämo dynamischen Verhältnisse kennzeichnendes
Signal abgeleitet werden.
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Erfindungsgemäß kann
das zusätzliche Steuersignal aus einem Impedanz- und/oder
Phono-Kardiogramm abgeleitet werden. Durch die Verwendung von Signalen,
die die hämodynamischen Verhältnisse, vor allem
die Klappentätigkeit, während des Herzzyklus widerspiegeln
(z. B. das Impedanz- Phono-Kardiogramm) wird erreicht, dass eine
eindeutige Abgrenzung von Systole-Diastole ermöglicht wird.
Eine Vorhersage des nächsten R-Peaks auf Basis der Vergangenheit
(gleitender Mittelwert), wie dies bei der Verwendung eines EKGs
notwendig ist, entfällt hier. Eine derartige Vorgehensweise
ist fehleranfällig bei variablen Herzraten wegen nicht-konstantem
Verhältnis Systole-Diastole. Ferner entfallen die Korrekturmaßnahmen
insbesondere bei Arrhythmien nach der Akquisition.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Durchführung
des ersten Rotationslaufs zur 3-D-Datenerfassung gemäß Schritt
a) mit einem herzphasen-abhängigen Geschwindigkeitsprofil
zur Reduzierung der systolischen Lücken gefahren wird.
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Das
Anwendungsfeld von EKG-getriggerter DynaCT Cardiac® lässt
sich auf besonders arrhythmische, respektive tachykarde Patienten
erweitern, wenn während der Rotationsläufe eine
gesteuerte Herzstimulation erfolgt.
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In
vorteilhafter Weise kann vor Durchführung des ersten Rotationslaufs
zur 3-D-Datenerfassung gemäß Schritt a) ein Test-Rotationslauf
durchgeführt werden, an dessen Ende eine Injektion getriggert
und der erste kontinuierliche Rotationslauf nach einer vorgegebenen
Zeit gestartet wird.
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Erfindungsgemäß kann
der zweite Rotationslauf entgegen der Richtung des ersten Rotationslaufs
durchgeführt werden.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
bekanntes Röntgen-C-Bogen-System mit einem Industrieroboter
als Tragvorrichtung,
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2 eine
Ansicht der Bahn eines Detektors und einer Strahlungsquelle gemäß 1 um
ein zu untersuchendes Objekt in axialer Blickrichtung,
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3 Darstellungen
zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Verfahrensablaufs mit einem Test-Rotationslauf,
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4 mit
einem ersten Rotationslauf und
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5 mit
einem zweiten Rotationslauf,
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6 eine überlagerte
Darstellung der Abläufe gemäß den 3 bis 5,
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7 die
Auslösungen des ersten Rotationslaufs in Bezug auf das
EKG,
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8 die
Auslösungen des zweiten Rotationslaufs unter Steuerung
mittels des EKGs und IKGs und
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9 das
EKG und IKG in zeitlicher Synchronizität zur Erläuterung
einer einfachen Diastolen-Bestimmung.
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In
der 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung
dargestellt, die einen an einem Ständer in Form eines sechsachsigen
Industrieroboters oder Knickarmroboters 1 drehbar gelagerten
C Bogen 2 aufweist, an dessen Enden eine Röntgenstrahlungsquelle,
beispielsweise ein Röntgenstrahler 3, und ein Röntgenbilddetektor 4 als
Bildaufnahmeeinheit angebracht sind.
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Mittels
des beispielsweise aus der
DE 10 2005 012 700 A1 bekannten Knickarmroboters
1, welcher
bevorzugt sechs Drehachsen und damit sechs Freiheitsgrade aufweist,
kann der C-Bogen
2 beliebig räumlich verstellt
werden, zum Beispiel indem er um ein Drehzentrum zwischen dem Röntgenstrahler
3 und
dem Röntgendetektor
4 gedreht wird. Das erfindungsgemäße
Röntgensystem
1 bis
4 ist insbesondere
um Drehzentren und Drehachsen in der Ebene des Röntgenbilddetektors
4 drehbar,
bevorzugt um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors
4 und
um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors
4 schneidende
Drehachsen.
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Der
bekannte Knickarmroboter 1 weist ein Grundgestell auf,
welches beispielsweise auf einem Boden fest montiert ist. Daran
ist drehbar um eine erste Drehachse ein Karussell befestigt. Am
Karussell ist schwenkbar um eine zweite Drehachse eine Roboterschwinge
angebracht, an der drehbar um eine dritte Drehachse ein Roboterarm
befestigt ist. Am Ende des Roboterarms ist drehbar um eine vierte Drehachse
eine Roboterhand angebracht. Die Roboterhand weist ein Befestigungselement
für den C-Bogen 2 auf, welches um eine fünfte
Drehachse schwenkbar und um eine senkrecht dazu verlaufende sechste
Rotationsachse rotierbar ist.
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Die
Realisierung der Röntgendiagnostikeinrichtung ist nicht
auf den Industrieroboter angewiesen. Es können auch übliche
C-Bogen-Geräte Verwendung finden.
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Der
Röntgenbilddetektor 4 kann ein rechteckiger oder
quadratischer, flacher Halbleiterdetektor sein, der vorzugsweise
aus amorphem Silizium (a-Si) erstellt ist.
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Im
Strahlengang des Röntgenstrahlers 3 befindet sich
auf einem Patientenlagerungstisch 5 zur Aufnahme beispielsweise
eines Herzens ein zu untersuchender Patient 6. An der Röntgendiagnostikeinrichtung
ist eine Systemsteuerungseinheit 7 mit einem Bildsystem 8 angeschlossen,
das die Bildsignale des Röntgenbilddetektors 4 empfängt
und verarbeitet. Die Röntgenbilder können dann
auf einem Monitor 9 betrachtet werden.
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An
der Systemsteuerungseinheit 7 ist ein Impedanz-Kardiograph 10 angeschlossen,
der über Leitungen 11 mit am untersuchenden Patienten 6 angebrachten
Körper-Elektroden 12 verbunden ist. Die optimale
Lage der Körper-Elektroden 12 ist beispielsweise
der Dissertation an der Technischen Universität Ilmenau
von Andreas Berting "Methodenanalyse und -optimierung
der Impedanzplethysmographie zur Diagnostik kardialer und arterieller
Erkrankungen", 2006, zu entnehmen.
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Sensoren 13,
die beispielsweise am Brustkorb des Patienten 6 angelegt
sind, können die EKG-Signale des Patienten 6 erfassen
und sie der Systemsteuerungseinheit 7 übermitteln.
Anstelle der Impedanz-Kardiographen 10 kann ein Phono-Kardiograph
Verwendung finden, der über die Leitungen 11 mit
an dem Körper des zu untersuchenden Patienten 6 angelegten
Mikrophonen verbunden ist.
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Der
Röntgenstrahler 3 emittiert ein von einem Strahlenfokus
seiner Röntgenstrahlungsquelle ausgehendes Strahlenbündel 14,
das auf den Röntgenbilddetektor 4 trifft. Sollen
3-D-Datensätze nach dem sogenannten DynaCT-Verfahren erstellt
werden, wird der drehbar gelagerte C-Bogen 2 mit Röntgenstrahler 3 und
Röntgenbilddetektor 4 derart gedreht, dass, wie
die 2 schematisch in Aufsicht auf die Drehachse zeigt,
sich der hier bildlich durch seinen Strahlenfokus dargestellte Röntgenstrahler 3 sowie
der Röntgenbilddetektor 4 um ein im Strahlengang 14 des
Röntgenstrahlers 3 befindliches zu untersuchendes
Objekt 15 auf einer Umlaufbahn 16 bewegen. Die
Umlaufbahn 16 kann zur Erstellung eines 3-D-Datensatzes
vollständig oder teilweise durchfahren werden.
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Der
C-Bogen 2 mit Röntgenstrahler 3 und Röntgenbilddetektor 4 bewegt
sich dabei gemäß dem DynaCT-Verfahren vorzugsweise
um mindestens einen Winkelbereich von 180°, beispielsweise 180° plus
Fächerwinkel, und nimmt in schneller Folge Projektionsbilder
aus verschiedenen Projektionen auf. Die Rekonstruktion kann nur
aus einem Teilbereich dieser aufgenommenen Daten erfolgen.
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Bei
dem zu untersuchenden Objekt 15 kann es sich beispielsweise
um einen tierischen oder menschlichen Körper aber auch
einen Phantomkörper handeln.
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Der
Röntgenstrahler 3 und der Röntgenbilddetektor 4 laufen
jeweils so um das Objekt 5 herum, dass sich der Röntgenstrahler 3 und
der Röntgenbilddetektor 4 auf entgegengesetzten
Seiten des Objekts 15 gegenüberliegen.
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Bei
der normalen Radiographie oder Fluoroskopie mittels einer derartigen
Röntgendiagnostikeinrichtung werden die medizinischen 2-D-Daten
des Röntgenbilddetektors 4 im Bildsystem 8 ggf.
zwischengespeichert und anschließend auf dem Monitor 9 wiedergegeben.
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Eine
umfassende (diastolische) Winkelabdeckung mit zwei Rotationsläufen
zur signifikanten Reduktion der Akquisitionszeit bei heutigen Röntgen-C-Bogen-Systemen
auf ca. 10 Sek. bei EKG-getriggerter DynaCT Cardiac® erreicht
man mit folgendem Realisierungsvorschlag:
Geht man in erster
Näherung von einem Sinusrhythmus mit 60 bpm aus, dann sind
während des ersten Rotationslaufs etwa zwei Drittel der
notwendigen 200° diastolisch abgedeckt. Im zweiten Rotationslauf sollte
man also nur noch in den Winkelabschnitten Bilder akquirieren, die
sich während des ersten Rotationslaufs im systolischen
Bereich befunden haben.
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Hierfür
benötigt man einen zusätzlichen Trigger, um die
diastolische Phase von der systolischen zu unterscheiden. Es existieren
unterschiedliche Möglichkeiten dies zu erreichen, beispielsweise
die Phono- oder auch die Impedanzkardiographie, wie sie beispielsweise
der
DE 10 2006
057 987 A1 zu entnehmen ist. Die dort beschriebene Bildgebungsvorrichtung
weist eine Abbildungsvorrichtung zur Bildgebung an einem zu untersuchenden
Patientenkörper, einen Impedanz-Kardiographen zur Bestimmung
zumindest eines spezifischen Zeitraums der Herztätigkeit,
eine Verbindungsleitung zwischen Impedanz-Kardiographen und der
Abbildungsvorrichtung zur Übertragung von Informationen über
den zumindest einen spezifischen Zeitraum und ein Steuerungsmittel
in oder an der Abbildungsvorrichtung auf, das zur Steuerung einer
Bildakquisition durch die Abbildungsvorrichtung während
des spezifischen Zeitraums bestimmt ist.
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Im
zweiten Rotationslauf fährt man ein Geschwindigkeitsprofil,
welches abhängig ist von der diastolischen Abdeckung im
ersten Rotationslauf und von der Herzphaseninformation während
des zweiten Rotationslaufs. Als Ergebnis werden die aus dem ersten
Rotationslauf übrig gebliebenen Projektionen (aus der systolischen
Phase) mit dem zweiten Rotationslauf diastolisch erfasst.
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Das
zusätzlich zum EKG verwendete Triggersignal, beispielsweise
das Impedanzkardiogramm (IKG), bestimmt den Beginn der diastolischen
Herzphase und steuert somit im Zusammenspiel mit dem EKG und der
diastolischen Winkelabdeckung des ersten Rotationslaufs die Bildakquisition
und Rotationsgeschwindigkeit während des zweiten Rotationslaufs.
Das Ende der Diastole (rhythmisch oder arrhythmisch, beispielsweise über
eine Extrasystole) kann mit EKG und/oder dem zusätzlichen
Triggersignal bestimmt werden.
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Impedanzkardiographie
ist die nicht-invasive Messung hämodynamischer Parameter
des Herzens wie Schlagvolumen und Herz-Zeit-Volumen. Sie spielen
bei der Überwachung von Intensivpatienten eine entscheidende
Rolle. Bei der Impedanzkardiographie nutzt man Schwankungen des
Widerstandes über dem Thorax während einer Herzperiode.
Dazu wird ein kleiner, konstanter Messstrom in den Körper geleitet
und über die Spannungsänderung die Impedanzänderung
bestimmt. Aus dieser Kurve lassen sich hämodynamische Parameter
bestimmen.
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Anhand
der folgenden Figuren wird nun das erfindungsgemäße
Verfahren näher erläutert. Zuerst beginnt ein
in 3 dargestellter Test-Rotationslauf 17 von
einer Startposition 18 bei einem Startwinkel φ0 bis in eine Endposition 19 bei
einem Endwinkel φT. Nach Abschluss
des Test-Rotationslaufs 17 zum Zeitpunkt T kann beispielsweise
eine Injektion 26 erfolgen, die in 6 angedeutet
ist.
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Der
Testlauf dient zur Vermeidung von Kollisionen. Ohne den Testlauf
und mit derzeit üblicher Kollisionsvermeidung müsste
sonst die Rotationsgeschwindigkeit signifikant reduziert werden.
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In
der 4 ist ein erster Rotationslauf 20 von
der Startposition 18' bei dem Startwinkel φ'0 in die
Endposition 19' bei dem Endwinkel φ'T wiedergegeben,
wobei in diesem Falle der erste Rotationslauf 20 entgegengesetzt
dem Test-Rotationslauf 17 durchgeführt wird, sodass
Start- 18' und Endposition 19' für diesen
ersten Rotationslauf 20 vertauscht sind. Aufgrund der EKG-Steuerung
werden 3-D-Daten jedoch nur in den die diastolische Phase kennzeichnenden
markierten Bereichen 21 akquiriert. Die dazwischen liegenden
hellen Flächen markieren die die systolische Phase kennzeichnenden,
nicht erfassten systolischen Lücken 22. Der Bereich 21 kennzeichnet
also die diastolische Abdeckung im ersten Rotationslauf 20.
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Wenn
der Bezug ausschließlich zum EKG keine gute Abgrenzung
der Diastole erwarten lässt, können auch mehrere
Signale, wie beispielsweise EKG und IKG, wegen besserer Abgrenzung
auch im ersten Rotationslauf 20 verwendet werden.
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In
der 5 ist nun ein zweiter Rotationslauf 23 von
der Startposition 18 bei dem Startwinkel φ0 in die Endposition 19 bei dem
Endwinkel φT dargestellt, wobei
auch jetzt Start- 18 und Endposition 19 gegenüber
dem ersten Rotationslauf 20 vertauscht sind, sodass der
zweite Rotationslauf 23 entgegen dem ersten Rotationslauf 20 und
in gleicher Richtung wie Test- Rotationslauf 17 verläuft.
Bei diesem zweiten Rotationslauf 23 werden aufgrund der
EKG- und IKG-Steuerung 3-D-Daten nur in den die diastolische Phase
im zweiten Rotationslauf 23 kennzeichnenden schraffierten
Bereichen 24 akquiriert. Die dazwischen liegenden hellen
Flächen markieren die die systolische Phase im zweiten
Rotationslauf 23 kennzeichnenden, nicht erfassten Bereiche 25.
Diese wurden aber bereits beim ersten Rotationslauf 20 abgedeckt, sodass
nunmehr für den gesamten Bereich ein vollständiger
3-D-Datensatz vorliegt, wie dies anhand der 6 verdeutlicht
wird, in der die Gegenstände der 3 bis 5 überlagert
dargestellt sind. Die sich ergebenden, überlappenden Bereiche
können unterdrückt oder zur Erhöhung
der Genauigkeit in diesen Bereichen verwandt werden.
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Der
Bereich 24 kennzeichnet also die diastolische Abdeckung
im zweiten Rotationslauf 23. Die Bereiche 25 geben
die systolischen Lücken im zweiten Rotationslauf 23 wieder.
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Durch
die gegenläufigen Rotationsläufe wird zusätzlich
Zeit eingespart, da die Röntgenanlage nicht in ihre Ausgangslage,
der Startposition 18 zurückgebracht werden muss.
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In
der 7 ist das EKG über der Zeit mit den während
des ersten Rotationslaufs 20 auftretenden Phasen aufgetragen.
Nach dem Test-Rotationslauf 17 erfolgt eine Injektionsphase 27.
Markiert sind die Phasen in einer ersten Datenerfassung 28,
die durch nicht erfasste Bereiche 29 unterbrochen sind, da
der C-Bogen kontinuierlich weiterbewegt wird. Im ersten Rotationslauf 20 erfolgt
die Triggerung der ersten Datenerfassung 28 aufgrund von
Merkmalen des EKGs oder aber auch – wegen besserer Abgrenzung
der Diastole – von Merkmalen des IKGs.
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Die
den Datenerfassungen 28 und 30 zugeordneten Bereiche 21 und 24 weisen
eine voneinander abweichende Größe auf, denn sie
passen sich aufgrund ihrer Steuerung wechselnden Herzra ten an. Dadurch
spiegeln die Veränderung der diastolischen Bereiche sich
auch in der Bildakquisition wider.
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In
der 8 sind das EKG sowie das IKG über der
Zeit mit den während des zweiten Rotationslaufs 23 auftretenden
Phasen aufgetragen. Im zweiten Rotationslauf 20 erfolgt
die Triggerung der zweiten Datenerfassung 30 aufgrund von
Merkmalen des EKGs und des IKGs. Das Geschwindigkeitsprofil des zweiten
Rotationslaufs 23 wird ebenfalls aufgrund von Merkmalen
des EKGs und des IKGs oder eines anderen Signals, beispielsweise
des Phono-Kardiogramms, gesteuert, damit eine möglichst
gute Deckung gewährleistet ist.
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Die 9 zeigt
in der oberen Hälfte ein konventionelles EKG in seinem
zeitlichen Ablauf und in der unteren Hälfte ein erfindungsgemäß verwendbares
IKG. Das IKG stellt Impedanz-Veränderungen im Thorax dar,
die durch die Hämodynamik hervorgerufen werden.
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Das
IKG weist im Vergleich zum Phono-Kardiogramm markante Kurvenpunkte
auch in der diastolischen Phase auf, wie in 9 dargestellt
ist. So fällt der X-Punkt zeitlich zusammen mit dem Aortenklappenschluss,
das Maximum der O-Welle entspricht der Mitralklappenöffnung
(MV) und das Minimum der A-Welle als vierter Herzton ist zeitlich
kongruent mit der Vorhof-Systole. Weitere markante Punkte sind der
B-Punkt als erster Herzton, die C-Welle als systolische Welle, der
Y-Punkt als Ende des zweiten Herztons und der Z-Punkt als dritter Herzton.
Die Zeit von der Q-Zacke im EKG bis zum Beginn der systolischen
Welle (C-Welle) wird als Präejektionsperiode (PEP) bezeichnet.
Die linksventrikuläre Ejektionszeit (LVET) lässt
sich ebenfalls gut im IKG erkennen, wobei dies auch für
die Heather-Zeit (HZ) als das Zeitintervall von der R-Zacke im EKG
bis zum Maximum des systolischen Peaks im IKG gilt. Mit Hilfe des
IKGs ist es aufgrund der zahlreichen Merkmale im Kardiogramm somit
möglich, ohne unsichere Voraussagen die diastolische Herzphase
effizient und weitestgehend in voller Länge auszunutzen.
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In
einer weiteren Ausführungsform wird auch während
des ersten Rotationslaufs 20 ein herzphasen-abhängiges
Geschwindigkeitsprofil gefahren, welches die systolischen Lücken
möglichst zu reduzieren sucht, um dann im zweiten Rotationslauf 22 zu einer
noch sicheren, diastolischen Abdeckung zu kommen. Selbstverständlich
ist es auch möglich, durch ein entsprechendes Geschwindigkeitsprofil während
des ersten Rotationslaufs 20 den gesamten Winkelbereich
von 200° in einem Rotationslauf diastolisch abzudecken.
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Darüber
hinaus besteht die Möglichkeit, das oben genannte Verfahren
mit einer Herzstimulation zu kombinieren und somit das Anwendungsfeld
von EKG-getriggerter DynaCT Cardiac® auf
besonders arrhythmische respektive tachykarde Patienten zu erweitern.
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Durch
die signifikante Reduktion der Aufnahmezeit bei EKG-getriggerter
DynaCT Cardiac® kann die Anwendungsbreite
deutlich erweitert werden. Dadurch ergeben sich u. a. reduzierte
Atemanhaltezeiten sowie reduzierte Kontrastmittelgabe. Darüber
hinaus ist auch eine signifikante Reduktion der Fehleranfälligkeit
durch Veratmung respektive Patientenbewegungen zu erwarten.
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Durch
Verwendung eines herzphasengesteuerten Geschwindigkeitsprofils im
zweiten Rotationslauf können die systolischen Lücken
im ersten Rotationslauf diastolisch abgedeckt werden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren, der Kombination
von lediglich zwei gesteuerten Rotationsläufen, können
genügend Daten aus der diastolischen Herzphase akquiriert
werden, während beim Stand der Technik mindestens vier
Rotationsläufe erforderlich sind. Die Geschwindigkeitsmodulation
in unserem Vorschlag während des zweiten Rotationslaufs
hängt auch vom ersten Rotationslauf ab. Dadurch kann eine
starke Modulation der Geschwindigkeit, wie beispielsweise ein beinahes
Abstoppen, vermieden werden. Für gute 3-D-Bildqualität
ist eine ge ometrische Kalibrierung erforderlich, welche die Schwingen
während des Rotationslaufs kompensiert. Aus diesem Grund
ist eine Akquisition ausreichender Daten während nur eines
Rotationslaufs mehr als fraglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004057308
A1 [0003]
- - DE 102006035067 A1 [0004]
- - DE 10336278 A1 [0005]
- - DE 102005012700 A1 [0028]
- - DE 102006057987 A1 [0041]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - ”Practical
Cone-beam Algorithm” von Feldkamp et al., J. Opt. Soc.
Amer. A, Vol. 1, No. 6, June 1984, Seiten 612 bis 619 [0002]
- - Andreas Berting ”Methodenanalyse und -optimierung
der Impedanzplethysmographie zur Diagnostik kardialer und arterieller
Erkrankungen”, 2006 [0033]