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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, Streustrahlungs-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 beschrieben, 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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Aus der
DE 199 46 092 A1 ist ein Verfahren zur 3-D-Datenerfassung eines sich periodisch bewegenden Körperorgans eines Patienten mittels einer Röntgeneinrichtung bekannt, bei dem gleichzeitig zur Ermittlung der Projektionsdatensätze ein im Zusammenhang mit der periodischen Bewegung des Körperorgans stehendes Bewegungssignal ermittelt wird. Zur Verbesserung des Aufbaus und zur Verkürzung der für die Datenverarbeitung erforderlichen Zeit bei möglichst niedriger Strahlenbelastung für den Patienten und bei möglichst hoher Bildqualität werden gemäß dem Verfahren
- – nacheinander die für die 3-D-Datenerfassung erforderlichen Projektionsdatensätze aus unterschiedlichen in einer Ebene liegenden Röntgenpositionen ermittelt,
- – die Röntgeneinrichtung mittels des Bewegungssignals derart gesteuert, dass in jeder für die 3-D-Datenerfassung erforderlichen Röntgenposition ein Projektionsdatensatz während einer bewegungsarmen Phase des Körperorgans ermittelt wird, und
- – die während der bewegungsarmen Phase ermittelten Projektionsdatensätze zur 3-D-Datenerfassung verwendet.
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Die Projektionsdatensätze können dabei aus zwei Rotationsläufen stammen.
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Die
DE 10 2006 057 987 A1 betrifft eine Bildgebungsvorrichtung, die 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 aufweist, das zur Steuerung einer Bildakquisition durch die Abbildungsvorrichtung während des spezifischen Zeitraums bestimmt ist.
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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, wobei der zweite Rotationslauf 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, und
- c) Rekonstruktion der dreidimensionalen Bilddaten aus den in den Schritten a) und b) erfassten Daten.
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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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In vorteilhafter Weise kann zur Aufnahmesteuerung der im ersten Rotationslauf fehlenden Winkelbereiche des zweiten Rotationslaufs zusätzlich zu dem Signal zur EKG-getriggerten Steuerung ein den Beginn der diastolischen Herzphase kennzeichnendes Steuersignal als die hämodynamischen 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 15 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 Herzraten 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.
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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 geometrische Kalibrierung erforderlich, welche während des Rotationslaufs auftretende Schwingungen kompensiert. Aus diesem Grund ist eine Akquisition ausreichender Daten während nur eines Rotationslaufs mehr als fraglich.
