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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der einem Patienten
durch eine Strahlungsquelle verabreichten Röntgendosis bei einer Röntgeneinrichtung,
insbesondere einer C-Bogen-Röntgeneinrichtung,
sowie eine zugehörige
Röntgeneinrichtung.
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Röntgeneinrichtungen
verschiedener Art sind weithin bekannt und werden zur diagnostischen Untersuchung,
jedoch auch zur Überwachung
interventioneller Eingriffe beispielsweise in der Kardiologie, der
Radiologie sowie der Neurochirurgie eingesetzt. Häufig werden
C-Bogen-Röntgeneinrichtung verwendet,
welche wenigstens einen C-Bogen, an dem eine Strahlungsquelle und
ein Detektor gegenüberliegend
angeordnet sind, einen Hochspannungsgenerator zur Erzeugung der
Röntgenspannung
der Strahlungsquelle, ein Bildgebungssystem inklusive einer Darstellungseinrichtung,
eine Steuereinrichtung sowie einen Patiententisch mit einer Patientenlagerungsplatte,
auf der ein zu untersuchender Patient gelagert werden kann, umfassen.
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Durch
die Röntgenstrahlung
wird insbesondere die Haut auf der der Strahlungsquelle zugewandten
Seite dosisbelastet, da dort die weichen Anteile des Röntgenspektrums
absorbiert werden. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass bei der Überwachung
interventioneller Eingriffe die Belastung typischerweise eher höher ist,
da die Eingriffe langwierig sind und dabei häufig der Projektionswinkel,
unter dem die Röntgenbilder
aufgenommen werden, wenig geändert
wird, so dass sich auch die Position der Strahlungsquelle nur wenig
verändert
und dieselbe Hautpartie einer Röntgenstrahlung
ausgesetzt wird. Aber auch diagnostische Untersuchungen, die gegenüber der
Fluoroskopie höhere
Dosen verwenden (insbesondere dreidimensionale Anwendungen), tragen
zur Hautdosis bei.
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Daher
ist es heute bekannt, das Dosisflächenprodukt und/oder die Gesamtdosis
anzugeben, damit ein Untersucher, beispielsweise ein Radiologe, Kardiologe
oder Chirurg, die Belastung des Patienten abschätzen kann. Allerdings sind
nachteilhafterweise diese Informationen häufig nicht ausreichend, da
insbesondere das Vorliegen besonders belasteter Bereiche auf der
Haut eines Patienten aus ihnen kaum ersichtlich ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
durch das die Dosisbelastung eines Patienten einem Untersucher besser
zur Kenntnis gebracht werden kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß vorgesehen,
dass unter Berücksichtigung
von die Aufnahmegeometrie und die verabreichte Strahlung beschreibenden
Parametern ein ortsabhängiger
Dosiswert auf der insbesondere durch ein Patientenmodell beschriebenen
Oberfläche
des Patienten ermittelt und eine Darstellung des Dosiswerts und/oder
eines daraus abgeleiteten Werts angezeigt wird.
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Die
Erfindung schlägt
also vor, durch Messung und/oder aus den Einstellungen der Röntgeneinrichtung
die Aufnahmegeometrie und die verabreichte Strahlung beschreibende
technische Parameter zu ermitteln. Ist die Aufnahmegeometrie sowie die
Strahlungscharakteristik bekannt, ist es möglich, einen ortsabhängigen Dosiswert
(die Hautdosis) auf der Oberfläche
des Patienten zu ermitteln. Hierzu kann insbesondere ein Patientenmodell
genutzt werden. Aus diesem ortsabhängigen Dosiswert kann eine
Darstellung des Dosiswerts und/oder eines daraus abgeleiteten Werts
erzeugt und angezeigt werden. Dem Untersucher werden also ortsaufgelöst Informationen
darüber
präsentiert,
wie stark die Haut des Patienten durch die Aktivität der Strahlungsquelle
mit Dosis beaufschlagt wird, so dass beispielsweise eine zu hohe
Belastung oder eine Belastung in empfindlichen Bereichen weit im
Voraus erkannt und vermieden werden kann. Dem Arzt wird also ein
verbessertes Hilfsmittel an die Hand gegeben, um bei seiner Aufnahmeplanung
auch die Dosisbelastung der Haut des Patienten berücksichtigen
zu können.
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Dabei
sei an dieser Stelle angemerkt, dass das Verfahren selbstverständlich auch
in Röntgeneinrichtungen
mit mehreren Strahlungsquellen verwendet werden kann, wobei dann
die Aufnahmegeometrie und die verabreichte Strahlung bezüglich jeder
der Strahlungsquellen ermittelt und bei der Ermittlung des ortsabhängigen Dosiswerts
berücksichtigt
wird. Insbesondere Biplan-Systeme sind diesbezüglich zu nennen.
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Aus
den die Aufnahmegeometrie beschreibenden Parametern können beispielsweise
eine Relativposition und -orientierung von Patient und Strahlungsquelle
und ein Strahlungsfächer
der Strahlungsquelle ermittelt werden. Während die Relativposition den
Abstand des Patienten von der Strahlungsquelle beschreibt, ist die
Relativorientierung erforderlich, um ersehen zu können, in
welcher Richtung der Patient durch die Strahlungsquelle bestrahlt
wird. Der Strahlungsfächer
gibt schließlich
die Öffnungswinkel an,
bestimmt also letztendlich, welches Gebiet auf dem Patienten bestrahlt
wird. Damit ist aber die Aufnahmegeometrie, soweit sie zur Ermittlung
der bestrahlten Hautoberfläche
erforderlich ist, bekannt. Ein ausgezeichneter Punkt des Patienten
bzw. des Patientenmodells kann dabei als Referenz dienen, so dass
ermittelt wird, wo Bestrahlung vorliegt. Es sind zusätzlich der
oder die die verabreichte Strahlung beschreibenden Parameter berücksichtigt,
ist es demnach möglich,
einen ortsaufgelösten
Dosiswert (Hautdosis) zu ermitteln. Konkret kann hierzu beispielsweise
vorgesehen sein, dass der Strahlungsfächer der Strahlungsquelle und/oder
die bestrahlte Oberfläche
des Patienten in Teilbereiche unterteilt wird, für die dann jeweils ein Dosiswert
bestimmt wird, so dass sich insgesamt ein ortsaufgelöster Dosiswert
ergibt.
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Sind
die eben genannten Größen (Relativposition
und -orientierung von Patient und Strahlungsquelle, Strahlungsfächer der
Strahlungsquelle) gemeinsam mit dem wenigstens einen die verabreichte Strahlung
beschreibenden Parameter bekannt, so kann über das 1/R2-Gesetz,
wobei R der mittlere Abstand vom Fokus der Strahlungsquelle (beispielsweise
Anodenteller) zur Patientenoberfläche, der durch die aktuelle
Aufnahmegeometrie und das Patientenmodell gegeben ist, ist, und
die Strahlungscharakteristik der Strahlungsquelle ein ortsabhängiger Dosiswert
ermittelt werden.
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Als
die Aufnahmegeometrie beschreibende Parameter können beispielsweise die Position
und Orientierung der Strahlungsquelle und/oder der Öffnungswinkel
der Strahlungsquelle und/oder eine Kollimation der Strahlungsquelle
und/oder die Position und/oder Orientierung einer Patientenlagerungsplatte
relativ zu der Strahlungsquelle und/oder die Position und/oder Orientierung
des Patienten und/oder die Oberfläche des Patienten ermittelt
werden. Die Orientierung der Strahlungsquelle entspricht dabei im Wesentlichen
der meist ohnehin in der Steuereinrichtung der Röntgeneinrichtung ebenso wie
die Position der Strahlungsquelle gespeicherten Projektionsrichtung,
der oder die Öffnungswinkel
der Strahlungsquelle können,
insbesondere unter Berücksichtigung einer
Kollimation, dem Strahlungsfächer
der Strahlungsquelle beschreiben. Insbesondere kann vorgesehen sein,
dass die Position und Orientierung des Patienten in demselben Koordinatensystem
wie die Position und Orientierung der Strahlungsquelle ermittelt
wird, was beispielsweise möglich
ist, wenn ein ortsfest zur Strahlungsquelle vorgesehenes Messmittel,
beispielsweise eine Kamera und/oder ein Ultraschallsensor, vorgesehen
wird, so dass die Kalibrierung des Messmittels relativ zur Strahlungsquelle bekannt
ist. In einer anderen Ausführungsform
kann eine Position und Orientierung des Patienten relativ zu einer
Patientenlagerungsplatte ermittelt und/oder angenommen werden, wobei
die relative Position von Patientenlagerungsplatte und Strahlungsquelle einer
internen Kalibrierung der Röntgeneinrichtung entnommen
wird. Üblicherweise
ist es nämlich
in einer Steuereinrichtung einer Röntgeneinrichtung bekannt, wie
die Strahlungsquelle zu der Patientenlagerungsplatte steht. Dabei kann
insbesondere auch eine Verkippung der Patientenlagerungsplatte oder dergleichen
berücksichtigt
werden. Um nun die Aufnahmegeometrie bezüglich des Patienten ermitteln zu
können,
ist es folglich lediglich noch erforderlich, zu wissen, wie der
Patient auf der Patientenlagerungsplatte positioniert ist, was beispielsweise
wiederum durch ein Messmittel und/oder aus Aufnahmeparametern, beispielsweise
einer zu Beginn der Untersuchung eingegebenen Orientierung des Patienten,
ermittelt werden kann, aber auch (gegebenenfalls zusätzlich)
abgeleitet oder angenommen werden kann. Beispielsweise kann als
Annahme verwendet werden, dass der Patient mittig in einer bestimmten
Orientierung auf der Patientenlagerungsplatte angeordnet ist. Mit
einem einfachen Patientenmodell ist es bei einer solchen, gegebenenfalls
durch die Auswertung von Aufnahmeparametern noch modifizierten Annahme
bereits möglich,
ohne eine weitere Vermessung des Patienten eine lokale Hautdosis,
d. h. einen ortsabhängigen
Dosiswert, zu ermitteln.
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Wie
bereits angesprochen, können
zweckmäßigerweise
die Parameter wenigstens teilweise gemessen und/oder aus Aufnahmeparametern
abgeleitet werden. Aufnahmeparameter, also Parameter, die die Bildaufnahme
bestimmen, können
so z. B. mit umfassen, in welcher Richtung der Kopf des Patienten
auf der Patientenlagerungsplatte angeordnet ist oder dergleichen.
Auch die Position und Orientierung der Strahlungsquelle zur Bildaufnahme
ist aus den Aufnahmeparametern herleitbar, wie auch Filtereinstellungen,
Kollimatoreneinstellungen und dergleichen. Insbesondere kann jedoch
vorgesehen sein, dass eine Dosischarakteristik der Strahlungsquelle für eine Aufnahme
automatisch aus einer Betriebsspannung der Strahlungsquelle, einem
Gesamtstrom der Strahlungsquelle und im Falle einer Filterung aus einem
Vorfilterungsparameter ermittelt wird. Aus der Betriebsspannung
der Strahlungsquelle und dem Gesamtstrom kann die von der Strahlungsquelle (beispielsweise
umfassend eine Röntgenröhre) abgegebene
Dosis, gegebenenfalls spektral verteilt, bestimmt werden. Zu beachten
sind aber auch, falls eine Filterung vorgesehen ist, Einflüsse dieses Filters,
die über
einen Vorfilterungsparameter abgebildet werden können. Häufig ist auch das Spektrum
für bestimmte
Aufnahmen bereits vorbekannt, so dass direkt hieraus eine Dosischarakteristik
modelliert werden kann. In einer Alternative zu der eben beschriebenen
Bestimmung der Dosischarakteristik kann auch vorgesehen sein, dass über eine
an der Strahlungsquelle angeordnete Messeinrichtung ein Dosisflächenprodukt
gemessen wird. Messeinrichtungen zur Messung eines Dosisflächenprodukts sind
häufig
bereits bei Röntgeneinrichtungen
vorgesehen und können
auch für
das erfindungsgemäße Verfahren
genutzt werden. Das Dosisflächenprodukt eignet
sich besonders gut zur Ermittlung des ortsabhängigen Dosiswerts, da so der
ortsabhängige
Dosiswert einfach durch Division des Dosisflächenprodukts durch die bestrahlte
Fläche
ermittelt werden kann.
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Wie
bereits erwähnt,
kann in vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ebenso vorgesehen
sein, dass die Position und/oder Orientierung des Patienten, gegebenenfalls
relativ zu einer Patientenlagerungsplatte oder auch unmittelbar
relativ zu der Strahlungsquelle, optisch, insbesondere mittels einer
Kamera und/oder durch Ultraschall gemessen wird. Es sei bereits
an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich solche mittels eines Messmittels
gewonnenen Messwerte/Bilder auch zur Erstellung und/oder Anpassung
des Patientenmodells, so vorhanden, bzw. zur Bestimmung der Oberfläche des
Patienten genutzt werden können.
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Wie
bereits beschrieben, kann mit besonderem Vorteil ein Patientenmodell
zur Beschreibung der Oberfläche
des Patienten genutzt werden. In einer einfachen Ausführungsform
kann dabei vorgesehen sein, dass das Patientenmodell wenigstens
einen Zylinder und/oder Ellipsoiden umfasst. Beispielsweise können verschiedene
Gliedmaßen,
der Torso und der Kopf des Patienten jeweils als Zylinder und/oder
Ellipsoid abgebildet werden.
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In
bevorzugter weiterer Ausgestaltung kann das Patientenmodell anhand
von patientenspezifischen Informationen, insbe sondere der Größe und/oder
des Gewichts und/oder des Geschlechts und/oder des Alters, angepasst
werden. Für
größere und
schwerere Patienten kann das Patientenmodell beispielsweise gedehnt
werden, bei Änderungen
des Geschlechts beispielsweise verformt. Solche patientenspezifischen
Informationen können
beispielsweise aus einem Informationssystem, insbesondere einem
Radiologieinformationssystem (RIS) und/oder einer Patientenregistrierung
erhalten werden. Wird nämlich
der Patient in dem Informationssystem und/oder an der Röntgeneinrichtung
registriert, werden solcherlei Daten meist ohnehin abgefragt, so dass
eine patientenspezifische Anpassung eines Modells vorgenommen werden
kann.
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Es
sei jedoch darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch, wie bereits erwähnt, von
einem Messmittel, insbesondere einer Kamera und/oder einer Ultraschallsensorik,
erhaltene Daten zur Erstellung und/oder Anpassung des Patientenmodells
genutzt werden können.
Auch so kann ein Patientenmodell individuell erzeugt oder angepasst werden,
um die erhaltenen Dosisinformationen genauer zu gestalten.
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Vorteilhafterweise
kann bei Tätigung
mehrerer Aufnahmen ein ortsabhängiger
Gesamtdosiswert als Summe der Dosiswerte für einzelne Aufnahmen ermittelt
und der Gesamtdosiswert dargestellt werden. Wird also in einer Aufnahmeserie
oder beispielsweise auch bei der Fluoroskopie eine wiederholte Aufnahme
von Röntgenbildern
angestrebt/durchgeführt,
so kann ein ortsabhängiger
Gesamtdosiswert bestimmt werden, der für alle bislang durchgeführten Aufnahmen
und/oder geplanten Aufnahmen die Hautdosis wiedergibt. In zweckmäßiger weiterer
Ausgestaltung kann hierbei auch vorgesehen sein, dass Bewegungen
des Patienten zwischen den Aufnahmen ermittelt und berücksichtigt
werden. Hierzu können
beispielsweise die bereits genannten Messmittel verwendet werden,
insbesondere eine Kamera und/oder Ultraschallsensoren, über die
die Position und Orientierung des Patienten während der gesamten Untersuchung
bzw. während
des gesamten Eingriffs nachverfolgt werden, um gegebenenfalls eine Aktualisierung
der Bestimmung des Dosiswerts und/oder eine Anpassung eines vorab
bestimmten Dosiswerts vorgenommen werden kann.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann auch eine Aufschlüsselung
nach verschiedenen Teilen des Röntgenspektrums
erfolgen. Wie eingangs bereits angemerkt, wird insbesondere der
weiche Anteil des Röntgenspektrums
auf der Hautoberfläche absorbiert.
Daher kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei ortsabhängige Dosiswerte
für verschiedene
Strahlungsenergien und/oder Strahlungsenergiebereiche ermittelt
und dargestellt werden. So kann eine noch genauere Aufschlüsselung
der Hautdosis erfolgen. Insbesondere kann dabei auch als abgeleiteter
Wert eine mittlere Energie der an dem Ort auf der Patientenoberfläche auftretenden
Strahlung ermittelt und zur Anzeige gebracht werden. Dabei ist es
von besonderem Vorteil, wenn mehrere Darstellungen erzeugt und insbesondere
gleichzeitig dargestellt werden.
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Die
Darstellung kann allgemein eine Ansicht aus der aktuellen Bestrahlungsrichtung
und/oder der Bestrahlungsrichtung der aktuellen Aufnahme umfassen.
Das bedeutet, beispielsweise der Dosiswert (die Hautdosis) kann
standardmäßig zunächst immer aus
der Richtung dargestellt werden, die durch die momentane Projektionsrichtung
und/oder die momentane Einstellung der Röntgeneinrichtung, insbesondere
des C-Bogens, gegeben ist. Diese wird, wie bereits beschrieben,
durch die relative Lage von Strahlungsquelle und Detektor zur Patientenlagerungsplatte
gegeben. Bei der bereits erwähnten
Biplan-Röntgeneinrichtung
kann auch vorgesehen sein, dass eine Darstellung aus beiden Projektionsrichtungen
angezeigt wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Darstellung automatisch
angepasst wird, wenn die Position und/oder Orientierung der Strahlungsquelle,
beispielsweise mittels einer Bedieneinrichtung, angepasst werden,
das bedeutet, beispielsweise bei einer Bewegung des C-Bogens erfolgt gleich
eine Anpassung der Darstellung auf die neue Bestrahlungsrichtung.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass eine Ansichtsrichtung der Darstellung durch
einen Benutzer verändert
wird, insbesondere mittels eines Bedienelements. Hierzu eignen sich
besonders ein Joystick oder eine Maus, um die „virtuelle Bestrahlungsrichtung” zu verändern, so
dass die gesamte Oberfläche
des Patienten betrachtet werden kann.
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Selbstverständlich sind
allgemein beliebige Arten der Darstellung möglich, beispielsweise neben Projektionen
auch dreidimensionale, beispielsweise gerenderte, Darstellungen
oder dergleichen.
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In
besonders zweckmäßiger Ausgestaltung der
vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Darstellung
des Dosiswerts farbcodiert erfolgt. Eine derartige Darstellung kann
auch als spektrale Darstellung bezeichnet werden. Hierbei kann vorgesehen
sein, dass Stellen hoher Hautdosis beispielsweise rot codiert werden,
Stellen geringer Hautdosis blau. Auf diese Weise wird eine besonders eingängige und
schnell erfassbare Darstellung ermöglicht.
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Wie
bereits angedeutet, ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren zum einen möglich, den ortsabhängigen Dosiswert,
insbesondere also den Gesamtdosiswert, sowie die Darstellung im
Wesentlichen in Echtzeit mitzuführen,
das bedeutet, immer wenn eine neue Röntgenaufnahme getätigt wird, werden
die Werte und die Darstellung entsprechend aktualisiert. Selbstverständlich ist
es jedoch auch denkbar, bereits im Rahmen der Aufnahmeplanung eine
erste Abschätzung/Ermittlung
der Belastung der Haut zu ermitteln, indem bereits im Voraus Dosiswerte/Gesamtdosiswerte
ermittelt und dargestellt werden. In einer Mischform ist es selbstverständlich auch denkbar,
dass immer das als nächstes
aufzunehmende Bild bereits mitberücksichtigt wird. Beliebige Ausgestaltungen
sind hier möglich,
um einem Benutzer die bestmögliche
und benötigte
Information bieten zu können.
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Neben
dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Röntgeneinrichtung,
umfassend eine insbesondere an einem C-Bogen angeordnete Strahlungsquelle,
einen Strahlungsdetektor, eine Patientenlagerungsplatte, eine Darstellungseinrichtung und
eine zum Durchführen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ausgebildete Steuereinrichtung. An einer solchen Röntgeneinrichtung
können
also in Echtzeit mitgeführt
und/oder im Voraus berechnet ortsabhängige Dosiswerte bzw. daraus
abgeleitete Werte auf der Oberfläche
eines Patienten ermittelt und angezeigt werden, um so dem Untersucher
ein besseres Instrument an die Hand zu geben, die Belastung des Patienten
zu beurteilen. Somit kann der Benutzer eine bessere Bewertung vornehmen
und gegebenenfalls anhand der bisher applizierten Hautdosis seine
Arbeitsweise optimieren, beispielsweise die Projektionsrichtung ändern, die
Projektion invertieren – die
Position von Strahlungsquelle und Strahlungsdetektor vertauschen – oder Niedrigdosis-Diagnostikprogramme
verwenden, wo dies für
die durchzuführende
Aufnahme ausreichend ist.
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Selbstverständlich lassen
sich alle Ausführungen
bezüglich
des erfindungsgemäßen Verfahrens
auch auf die Röntgeneinrichtung übertragen; insbesondere
kann die erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung
auch diverse Messmittel umfassen, um die Parameter bestimmen zu
können.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand
der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung,
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2 eine
Skizze zur Aufnahmegeometrie, und
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3 eine
mögliche
Darstellung des Dosiswerts.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung 1,
hier eine C-Bogen-Röntgeneinrichtung.
Sie umfasst einen im vorliegenden Beispiel an einer Decke 2 befestigten
C-Bogen 3, an dem sich gegenüberliegend eine Strahlungsquelle 4 (Röntgenröhre) und
ein Strahlungsdetektor 5, beispielsweise ein Festkörperdetektor
angeordnet sind. Der C-Bogen 3 ist relativ zu einem Patiententisch 6 mit
einer Patientenlagerungsplatte 7, auf der ein Patient 8 zur Untersuchung
platziert werden kann, bewegbar, insbesondere rotierbar. Die Röntgeneinrichtung 1 umfasst
ferner eine hier nur schematisch dargestellte Steuereinrichtung 9,
die zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ausgebildet ist. Ferner ist eine Darstellungseinrichtung 10 mit
mehreren Monitoren 11 vorgesehen, auf der neben aufgenommenen Bildern
und/oder Aufnahmeparametern auch eine Darstellung 12 eines
ortsabhängigen
Dosiswerts auf der Oberfläche
des Patienten 8 dargestellt werden kann. Über eine
ebenso nur schematisch dargestellte Bedieneinrichtung 13 können Aufnahmeparameter eingegeben
und die Komponenten der Röntgeneinrichtung 1 verstellt
werden. Schließlich
umfasst die hier beispielhaft dargestellte Röntgeneinrichtung 1 als
Messmittel noch eine Kamera 14 zur Messung von Position,
Orientierung und Oberfläche
des Patienten 8. Alternativ oder zusätzlich könnten im Übrigen auch Ultraschallsensoren
und/oder dergleichen vorgesehen sein.
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Die
Steuereinrichtung 9 steht weiterhin über ein Netzwerk in Kontakt
mit einem Informationssystem 15, vorliegend einem Radiologieinformationssystem,
von wo Daten über
die anstehende Untersuchung und/oder den Patienten 8 abgerufen
werden können.
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Es
liegt ferner eine interne Kalibrierung der einzelnen Komponenten
der Röntgeneinrichtung 1 vor.
So ist grundsätzlich
bekannt, in welcher relativen Position zur Patientenlagerungsplatte 7 und
zur Kamera 14 sich der C-Bogen 3 befindet. Diese
Aufnahmeparameter sind praktisch ständig für die Steuereinrichtung 9 verfügbar.
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Erfindungsgemäß ist die
Steuereinrichtung 9 nun, wie bereits erwähnt, ausgebildet,
unter Berücksichtigung
von die Aufnahmegeometrie und die verabreichte Strahlung beschreibenden
Pa rametern einen ortsabhängigen
Dosiswert auf der durch ein Patientenmodell beschriebenen Oberfläche des
Patienten 8 zu ermitteln, hieraus eine Darstellung des
Dosiswerts und/oder eines daraus abgeleiteten Werts zu erzeugen
und diese an der Darstellungseinrichtung 10 wiederzugeben.
Zunächst
müssen
also die die Aufnahmegeometrie und die verabreichte Strahlung beschreibenden
Parameter ermittelt werden. Dazu werden intrinsisch in der Röntgeneinrichtung 1 vorliegende
Aufnahmeparameter/Einstellungen betrachtet, hier die Position und
Orientierung der Strahlungsquelle 4. Daraus folgen aufgrund
der internen Kalibrierung die Position und Orientierung der Patientenlagerungsplatte 7 relativ
zu der Strahlungsquelle 4, der Öffnungswinkel der Strahlungsquelle 4 und gegebenenfalls
eine Kollimation der Strahlungsquelle 4, falls etwas Derartiges
vorgesehen ist. Um die zur Bestimmung der Aufnahmegeometrie und
der bestrahlten Oberfläche
des Patienten im Folgenden benutzte Relativposition und -orientierung
von Patient 8 und Strahlungsquelle 4 zu ermitteln,
ist ferner folglich noch die Position und Orientierung des Patienten 8 relativ
zu der Patientenlagerungsplatte 7 festzustellen, was mittels
der Kamera 14, genauer, der Auswertung ihrer Bildsignale,
geschehen kann. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass
es selbstverständlich
auch möglich
ist, beispielsweise die Position des Patienten 8 relativ
zur Strahlungsquelle 4 unmittelbar zu bestimmen oder auch
die Kamera 14 wegzulassen, um Annahmen, gegebenenfalls
unterstützt
durch beispielsweise während
der Patientenregistrierung eingegebene Aufnahmeparameter, über die
Position und die Orientierung des Patienten 8 zu treffen.
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Vorliegend
wird ein Patientenmodell verwendet, in dem die Oberfläche des
Patienten durch Ellipsoide (Kopf, Torso) und Zylinder (Extremitäten) beschrieben
werden soll. Dieses Patientenmodell kann patientenspezifisch angepasst
werden, indem beispielsweise aus dem Informationssystem 15 erhältliche
oder an der Bedieneinrichtung 13 eingegebene patientenspezifische
Informationen berücksichtigt werden,
hier die Größe, das
Gewicht, das Geschlecht und das Alter des Patienten 8.
Es ist selbstverständlich
grundsätzlich
auch denkbar, das Patientenmodell anhand von Daten der Kamera 14,
die ja schon die Position und Orientierung des Patienten 8 ermittelt, weiter
anzupassen, oder das Patientenmodell gar gänzlich aufgrund solcher Daten
zu ermitteln. Es sei zudem angemerkt, dass selbstverständlich beliebig genaue
Modelle/Messungen der Patientenoberfläche hergenommen werden können.
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Nachdem
also die Position und Orientierung des Patientenmodells relativ
zu der Patientenlagerungsplatte 7 und mithin auch zur Strahlungsquelle 4 bekannt
ist und der Strahlungsfächer
der Strahlungsquelle 4 aufgrund der Öffnungswinkel und gegebenenfalls
der Kollimatoreigenschaften bestimmt werden kann, kann auch ermittelt
werden, welcher Bereich der Oberfläche des Patienten 8 von
der Strahlung der Strahlungsquelle 4 betroffen ist. Dies
wird durch 2 näher erläutert.
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Dort
ist die Strahlungsquelle 4 punktförmig modelliert und der Strahlungsfächer 16 dargestellt. Ersichtlich
werden in diesem Beispiel Teile des Torsos 17 und des Arms 18 des
Patienten 8 bestrahlt. Ist die Strahlungscharakteristik
der Strahlungsquelle 4 auch bekannt, so kann über das
1/R2-Gesetz (R gibt, wie in 2 gezeigt,
den Abstand der Strahlungsquelle 4 zur Oberfläche des
Patienten 8 wieder) angewandt werden, um den ortsabhängigen Dosiswert, also
die Hautdosis, für
die bestrahlten Bereiche zu ermitteln. Hierzu kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass der Strahlungsfächer 16 oder auch
der bestrahlte Bereich in Teilflächen/Teilbereiche
eingeteilt werden, für
die dann jeweils ein Dosiswert bestimmt wird.
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Die
Strahlungscharakteristik der Strahlungsquelle 4 wird im
vorliegenden Beispiel der Röntgeneinrichtung 1 gemessen,
nämlich
mittels einer Dosismesseinrichtung 19, die das Dosisflächenprodukt misst.
Durch Division beispielsweise durch die Teilflächen kann der Dosiswert auf
der Oberfläche
des Patienten 8 ermittelt werden.
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Selbstverständlich ist
es auch möglich,
die Strahlungscharakteristik bzw. Dosischarakteristik der Strahlungsquelle 4 für eine Aufnahme
automatisch aus Betriebsparametern bzw. Aufnahmeparametern der Strahlungsquelle 4 zu
bestimmen, insbesondere der Betriebsspannung der Strahlungsquelle 4,
einem Gesamtstrom der Strahlungsquelle 4 für die Aufnahme
und im Falle einer Filterung unter Berücksichtigung von die Filterung
beschreibenden Vorfilterungsparametern. Auch dann kann über die üblichen
Zusammenhänge
der ortsabhängige
Dosiswert für
die Aufnahmegeometrie und Aufnahme ermittelt werden.
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Es
sei an dieser Stelle angemerkt, dass es auch möglich ist, mehrere ortsabhängige Dosiswerte zu
bestimmen, die dann jeweils verschiedenen Strahlungsenergien und/oder
Strahlungsenergiebereichen zugeordnet sind. Dann ist auch eine Betrachtung
in verschiedenen Bereichen des Röntgenspektrums
möglich.
Daraus kann dann beispielsweise eine mittlere Energie der an einem
bestimmten Ort auf der Patientenoberfläche auftretenden Strahlung
ermittelt werden. Die mittlere Energie und/oder die mehreren Dosiswerte
können
dann ebenso dargestellt werden, insbesondere auch mehrere dieser
Größen gleichzeitig,
so dass ein Vergleich und eine möglichst
umfassende Information erreicht wird.
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Während einer
Untersuchung oder der Überwachung
eines Eingriffs werden üblicherweise
mehrere Aufnahmen durch die Röntgeneinrichtung 1 getätigt. In
diesem Fall wird der ortsabhängige
Gesamtdosiswert betrachtet, das bedeutet, es wird in Echtzeit nach
jeder Aufnahme eine Bestimmung des ortsabhängigen Dosiswerts für diese
Aufnahme vorgenommen, woraufhin dieser Dosiswert der letzten Aufnahme
zu den Dosiswerten der vorangegangenen Aufnahmen addiert wird. Gleichzeitig
wird die Darstellung 12 aktualisiert. So kann die Entwicklung
der Hautdosis während
der Untersuchung/des Eingriffs ständig zur Anzeige gebracht werden,
so dass gegebenenfalls Anpassungen vom Benutzer durchgeführt werden
können.
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Selbstverständlich ist
es auch möglich,
den Gesamtdosiswert ganz oder teilweise im Voraus zu berechnen,
beispielsweise wenn sämtliche
Aufnahmen bereits im Voraus geplant sind oder der Effekt einer weiteren,
zeitnah zu tätigenden
Aufnahme betrachtet werden soll. Beispielsweise kann dies von einem
Benutzer über
die Bedieneinrichtung 13 geeignet konfiguriert werden.
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Wird
ein solcher Gesamtdosiswert bestimmt, ist vorgesehen, dass mittels
der Kamera 14 die Position und Orientierung des Patienten 8 ständig überwacht
wird, um Veränderungen
feststellen und berücksichtigen
zu können.
So können
auch Bewegungen des Patienten zwischen den Aufnahmen ermittelt und
berücksichtigt
werden.
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3 zeigt
eine beispielhafte Darstellung 12 des Gesamtdosiswerts.
Zu sehen ist eine Aufsicht auf die Oberfläche des Patienten 8.
Im vorliegenden Fall sind der Einfachheit halber lediglich zwei
Aufnahmen mit der gleichen Strahlungscharakteristik im Bereich des
Torso 17 getätigt
worden, deren Bestrahlungsfelder 20, 21 in einem
Bereich 22 überlappen,
in dem folglich ein höherer
Gesamtsdosiswert, also eine höhere
Hautdosis, gegeben ist. Dies wird im vorliegenden Fall farbcodiert
dargestellt, das bedeutet, ein hoher Gesamtdosiswert wird rot abgebildet,
ein niedriger Gesamtdosiswert blau. Selbstverständlich sind auch andere Farbskalen
denkbar.
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Die
Darstellung erfolgt zunächst
grundsätzlich
so, dass eine Ansicht aus der aktuellen Bestrahlungsrichtung (Projektionsrichtung)
gezeigt wird. Diese „virtuelle
Bestrahlungsrichtung” kann
durch einen Benutzer mittels eines an der Bedieneinrichtung 13 vorgesehenen
Joysticks 23 als Bedienelement verändert werden, eine Veränderung
ist jedoch ferner auch dadurch möglich,
dass der C-Bogen 3 selbst bewegt wird, so dass sich die
aktuelle Bestrahlungsrichtung ändert.
Gegebenenfalls kann zwischen verschiedenen Modi durch einen Benutzer
gewechselt werden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch andere Darstellungsarten,
beispielsweise eine gerenderte 3D-Darstellung, möglich sind.
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Schließlich ist
darauf hinzuweisen, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren auch auf Röntgeneinrichtungen
mit mehreren Strahlungsquellen anwenden lässt, indem die Berechnungen
dann für
jede Strahlungsquelle durchgeführt
und berücksichtigt werden.
Gegebenenfalls ist eine Darstellung, beispielsweise bei einer Biplan-Röntgeneinrichtung,
aus mehreren, insbesondere beiden, Bestrahlungsrichtungen möglich. Diese
Darstellungen werden gleichzeitig zur Anzeige gebracht.