DE102009056721A1 - Verfahren zur Unterstützung der Auswahl einer Aufnahmekonfiguration, Computertomographiegerät und Datenträger - Google Patents

Verfahren zur Unterstützung der Auswahl einer Aufnahmekonfiguration, Computertomographiegerät und Datenträger Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung der Auswahl einer Aufnahmekonfiguration aus einer Menge von einstellbaren Aufnahmekonfigurationen für die Aufnahme von Röntgenprojektionen vom Herzen (H) eines Patienten (P) mit einem Computertomographiegerät (1) zur Untersuchung des Herzens (H) des Patienten (P), bei dem, basierend auf einer anzugebenden Untersuchungsform, wenigstens zwei, an dem Computertomographiegerät (1) einstellbare Aufnahmekonfigurationen für die angegebene Untersuchungsform in Frage kommen, für die jeweils wenigstens eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion bereitgehalten wird, die für die jeweilige Aufnahmekonfiguration für eine bestimmte, einen Menschen betreffende Größe und/oder für die einem Menschen zu applizierende Röntgendosis ermittelt wurde, und bei dem, basierend auf wenigstens einer anzugebenden, den aktuell zu untersuchenden Patienten (P) betreffenden, bestimmten Größe und/oder basierend auf einem die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wert, unter Verwendung der wenigstens zwei Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen die für die Untersuchung des Herzens (H) des Patienten (P) nach der angegebenen Untersuchungsform am besten geeignete Aufnahmekonfiguration aus den wenigstens zwei einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen ermittelt wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein ein derartiges Verfahren aufweisendes Computertomographiegerät (1) und einen ein derartiges Verfahren aufweisenden Datenträger (16).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung der Auswahl einer Aufnahmekonfiguration aus einer Menge von einstellbaren Aufnahmekonfigurationen für die Aufnahme von Röntgenprojektionen vom Herzen eines Patienten mit einem Röntgencomputertomographiegerät zur Untersuchung des Herzens des Patienten. Die Erfindung betrifft außerdem ein Röntgencomputertomographiegerät zur Ausführung des Verfahrens sowie einen Datenträger, welcher ein das Verfahren umsetzendes Rechenprogramm aufweist.
  • Computertomographiegeräte, welche für die Bildgebung vom Herzen eines Patienten eingesetzt werden, bieten heutzutage eine Fülle von Einstellmöglichkeiten zur Aufnahme von Röntgenprojektionen vom Herzen, welche die Basis für die Rekonstruktion von Schichtbildern oder eines Volumendatensatzes des Herzens bilden. Die Aufnahme der Röntgenprojektionen kann beispielsweise in einem Sequenzmodus oder einem Spiralmodus, mit kleinem oder großem Pulsingfester für die Applikation von Röntgenstrahlung, mit verhältnismäßig niedriger oder hoher Röntgenenergie etc. erfolgen. Die Vielzahl der Einstellmöglichkeiten bietet dem Benutzer eines solchen Computertomographiegerätes ein hohes Maß an Freiheit, die erfahrene Benutzer auch zielführend zur Erreichung einer möglichst optimalen Bildqualität für die zu rekonstruierenden Schichtbilder oder 3D-Bilder einsetzen. Unerfahrene Benutzer derartiger Computertomographiegeräte empfinden die Vielzahl der Einstellmöglichkeiten aber häufig eher als verwirrend. Die erreichbare Bildqualität bei rekonstruierten Schichtbilder oder 3D-Bilder hängt deshalb nicht nur von dem Computertomographiegerät an sich, sondern auch von der Erfahrung des jeweiligen Benutzers ab.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren, ein Computertomographiegerät sowie einen Datenträger der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass ein Benutzer eines Computertomographiegerätes besser bei der Einstellung des Computertomographiegerätes für die Aufnahme von Röntgenprojektionen vom Herzen eines Patienten unterstützt wird.
  • Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Unterstützung der Auswahl einer Aufnahmekonfiguration aus einer Menge von einstellbaren Aufnahmekonfigurationen für die Aufnahme von Röntgenprojektionen vom Herzen eines Patienten mit einem Computertomographiegerät zur Untersuchung des Herzens des Patienten, bei dem basierend auf einer anzugebenden Untersuchungsform, wenigstens zwei, an dem Computertomographiegerät einstellbare Aufnahmekonfigurationen für die angegebene Untersuchungsform in Frage kommen, für die jeweils wenigstens eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion bereitgehalten wird, die für die jeweilige Aufnahmekonfiguration für eine bestimmte einen Menschen betreffende Größe und/oder für die einem Menschen zu applizierende Röntgendosis ermittelt wurde, und bei dem basierend auf wenigstens einer anzugebenden, den aktuell zu untersuchenden Patienten betreffenden, bestimmten Größe und/oder basierend auf einem die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wert unter Verwendung der wenigstens zwei Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen die für die Untersuchung des Herzens des Patienten nach der angegebenen Untersuchungsform am besten geeignete Aufnahmekonfigurationen aus den wenigstens zwei einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen ermittelt wird.
  • Unter einer einstellbaren Aufnahmekonfiguration bzw. einem einstellbaren Scanprotokoll wird ein vorgegebener Satz von Einstellparametern für ein Computertomographiegerät zur Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen verstanden, welcher beispielsweise den Aufnahmemodus, also z. B. Sequenz oder Spirale, die Breite des Pulsingfensters, die Lage des Pulsingfenster bezüglich des Herzzyklus eines Patienten, die Röhrenspannung, den Pitch bei Spirale etc. aufweist. Von solchen einstellbaren Aufnahmekonfigurationen sind mehrere z. B. in einem Speicher des Computertomographiegerätes zur Auswahl hinterlegt. Wird eine der Aufnahmekonfigurationen ausgewählt, erfolgt vorzugsweise automatisch die Einstellung der Einstellparameter an dem Computertomographiegerät ohne weitere Benutzerinteraktion. Dies heißt jedoch nicht, dass der Benutzer nicht dennoch eigenständig einzelne Parameter ändern kann.
  • Für jede einzelne einstellbare Aufnahmekonfiguration liegen in einem Speicher des Computertomographiegerätes vorzugsweise mehrere Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen vor. In der Regel liegen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen vor, welche speziell für eine bestimmte Größe ermittelt worden sind, welche eine Körperfunktion, z. B. die Herzrate, oder eine Eigenschaft eines Menschen, z. B. das Geschlecht, betrifft und im Hinblick auf die bestimmte Größe den Zusammenhang dieser Größe mit der Wahrscheinlichkeit der Eignung dieser Aufnahmekonfiguration für die Untersuchung enthält. Des Weiteren liegt vorzugsweise für jede Aufnahmekonfiguration eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen vor, welche die einem Menschen zu applizierende Röntgendosis betrifft, wobei die Röntgendosis mit der Qualität der basierend auf den aufgenommenen Röntgenprojektionen rekonstruierten Schichtbilder oder 3D-Bilder vom Herzen korreliert. Die Ermittlung der einzelnen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen beruht in der Regel auf Erfahrungswerten. Eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion muss dabei nicht als analytische Funktion, sondern kann beispielsweise auch in Tabellenform vorliegen.
  • Wird die Untersuchungsform einer Untersuchung des Herzens mit dem Computertomographiegerät durch einen Benutzer vorgegeben, werden aus der Menge der einstellbaren Aufnahmekonfigurationen die für die angegebene Untersuchungsform in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen herangezogen und die diesen zugeordneten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen basierend auf angegebenen, patientenindividuelle, Körperfunktionen oder Eigenschaften des Patienten betreffende Größen und/oder basierend auf einem angegebenen Wert für die für die Untersuchung durch den Benutzer akzeptierte, dem Patienten zu applizierende Röntgendosis dahingehend ausgewertet, dass die für die Untersuchungsform am besten geeignete Aufnahmekonfigurationen ermittelt wird. Auf diese Weise kann ein Benutzer bei der Einstellung von Aufnahmeparametern in verbesserter Form unterstützt werden.
  • Nach einer Variante der Erfindung ist die anzugebende Untersuchungsform eine CT-Angiographie zur Gewinnung von Bildern vom Herzen für eine bestimmte Herzphase oder eine CT-Angiographie zur Gewinnung von Bildern vom Herzen für eine bestimmte Herzphase und zur Ermittlung der Funktion des Herzens. Jeder dieser Untersuchungsformen des Herzens sind wenigstens zwei Aufnahmekonfigurationen zugeordnet.
  • Vorzugsweise umfassen die an dem Computertomographiegerät einstellbaren Aufnahmekonfigurationen wenigstens eine Sequenzaufnahmekonfiguration und wenigstens eine Spiralaufnahmekonfiguration. In der Regel sind mehrer Sequenzaufnahmekonfiguration und Spiralaufnahmekonfigurationen vorhanden, welche sich beispielsweise durch die Breite des Pulsingfensters, die Lage des Pulsingfenster in Bezug auf den Herzzyklus eines Patienten, die einzustellende Röntgenenergie, den Pitch bei einer Spiralaufnahmekonfiguration etc. unterscheiden.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird für jede einstellbare Aufnahmekonfiguration wenigstens eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion bereitgehalten, welche die Herzrate, die Herzratenvariabilität, den Kalzium-Score, das Alter, das Geschlecht oder das Gewicht eines Menschen betrifft. Wie bereits erwähnt, gibt eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion im Hinblick auf z. B. die Herzrate, die Herzratenvariabilität, den Kalzium-Score etc. den Zusammenhang dieser Größe mit der Wahrscheinlichkeit der Eignung der dieser Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zugeordneten Aufnahmekonfiguration an.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist konsequenterweise die wenigstens eine anzugebende, den aktuell zu untersuchenden Patienten betreffende, bestimmte Größe die Herzrate, die Herzratenvariabilität, der Kalzium-Score, das Alter, das Geschlecht oder das Gewicht des zu untersuchenden Patienten.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird zur Ermittlung der am besten für die gewählte Untersuchungsform geeigneten Aufnahmekonfiguration für jede einstellbare, in Frage kommende Aufnahmekonfiguration basierend auf einer normalisierten Likelihood-Funktion unter Rückgriff auf die wenigstens eine Wahrscheinlichkeitsdichtfunktion ein Wahrscheinlichkeitsmaß für die Eignung der jeweiligen Aufnahmekonfiguration ermittelt.
  • Nach einer Variante der Erfindung wird das Wahrscheinlichkeitsmaß pi für eine bestimmte einstellbare, in Frage kommende Aufnahmekonfiguration unter Verwendung des Theorems von Bayes wie folgt ermittelt:
    Figure 00050001
  • Dabei gilt:
    X → = (x0, x1, ..., xn) ist der Vektor der angegebenen bestimmten Größen des aktuell zu untersuchenden Patienten und/oder des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes.
    Θi mit i ∊ (1, 2, ..., m) steht für eine bestimmte, einstellbare, in Frage kommende Aufnahmekonfiguration.
    L(Θi|X →) ist die Likelihood-Funktion zur der bestimmten, einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfiguration Θi unter Berücksichtigung der angegebenen, bestimmten Größen des aktuell zu untersuchenden Patienten und/oder des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes.
    f(xji) steht für einen Werte einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion f für eine angegebene bestimmte Größe des aktuell zu untersuchenden Patienten oder des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes für die bestimmte, einstellbare, in Frage kommende Aufnahmekonfiguration Θi.
    Figure 00060001
    ist die Summe der Likelihood-Funktionen aller einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen Θk mit k ∊ (1, 2, ..., m) unter Berücksichtigung der angegebenen, bestimmten Größen des aktuell zu untersuchenden Patienten und/oder des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes.
  • Die Summe der Wahrscheinlichkeitsmaße pi der einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen beträgt eins
    Figure 00060002
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Reihenfolge der Eignung der einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfiguration für die angegebenen Untersuchungsform vorzugsweise basierend auf den ermittelten Wahrscheinlichkeitsmaßen pi erstellt und dem Benutzer angezeigt, wobei die am besten geeignete Aufnahmekonfiguration gekennzeichnet wird.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein Computertomographiegerät, welches eine Speichereinheit sowie eine Recheneinheit zur Ausführung eines der vorstehend beschriebenen Verfahren aufweist.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen Datenträger, der ein eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzendes Rechenprogramm aufweist, welches auf dem Datenträger gespeichert und von einer Recheneinheit von dem Datenträger ladbar ist, um eines der vorstehen beschriebenen Verfahren auszuführen, wenn das Rechenprogramm in der Recheneinheit geladen ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
  • 1 ein Röntgencomputertomographiegerät und
  • 2 bis 9 Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Komponenten, Gewebe etc. durchwegs mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht zwingend maßstabsgetreu, wobei Maßstäbe zwischen den Figuren variieren können. Auf das in 1 dargestellte Röntgencomputertomographiegerät 1 wird im Folgenden und ohne Einschränkung der Allgemeinheit nur insoweit eingegangen als es zum Verständnis der Erfindung für erforderlich erachtet wird.
  • Das in 1 gezeigte Röntgencomputertomographiegerät 1 weist eine Patientenliege 2 zur Lagerung eines zu untersuchenden Patienten P auf. Das Röntgencomputertomographiegerät 1 umfasst ferner eine Gantry 4 mit einem um eine Systemachse 5 drehbar gelagerten Röhren-Detektor-System. Das Röhren-Detektor-System weist einander gegenüberliegend eine Röntgenröhre 6 und eine Röntgendetektoreinheit 7 auf. Im Betrieb geht von der Röntgenröhre 6 Röntgenstrahlung 8 in Richtung der Röntgendetektoreinheit 7 aus, und wird mittels dieser erfasst.
  • Die Patientenliege 2 weist einen Liegensockel 9 auf, an dem eine zur eigentlichen Lagerung des Patienten P vorgesehene Patientenlagerungsplatte 10 angeordnet ist. Die Patientenlagerungsplatte 10 ist derart relativ zu dem Liegensockel 9 verstellbar, dass die Patientenlagerungsplatte 10 mit dem Patienten P in die Öffnung 3 der Gantry 4 zur Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen von dem Patienten P, z. B. in einem Sequenzscan oder einem Spiralscan, eingeführt werden kann. Die rechnerische Verarbeitung der 2D-Röntgenprojektionen, d. h. die Rekonstruktion von Schichtbildern oder eines Volumendatensatzes von einer Körperregion des Patienten P basierend auf den 2D-Röntgenprojektionen erfolgt mit einem schematisch dargestellten Bildrechner 11 des Röntgencomputertomographiegerätes 1. Der Bildrechner 11 des Röntgencomputertomographiegerätes 1 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einer Recheneinheit 12 zur Steuerung des Röntgencomputertomographiegerätes 1 verbunden.
  • Mit dem Röntgencomputertomographiegerät 1 soll vorliegend eine Untersuchung des Herzens H des Patienten P erfolgen. Hierzu stehen prinzipiell mehrere potentiell geeignete, sich hinsichtlich ihrer Einstellparameter aber unterscheidende Aufnahmekonfigurationen bzw. Scanprotokolle zur Auswahl durch den Benutzer des Röntgencomputertomographiegerätes 1 zur Verfügung. Um den Benutzer bei der Auswahl einer zur Erreichung seines Ziels der Untersuchung des Herzens H des Patienten P geeigneten Aufnahmekonfiguration zu unterstützen ist die Recheneinheit 12 mit einem entsprechenden Rechenprogramm 13 versehen, das vorliegend mittels eines tragbaren Datenträgers 16 bzw. Speichermediums, beispielsweise einer CD, in die Recheneinheit 12 geladen wurde.
  • Das Rechenprogramm 13 setzt ein Verfahren zur Unterstützung eines Benutzers des Röntgencomputertomographiegerätes 1 bei der Auswahl einer Aufnahmekonfiguration aus einer Menge von einstellbaren Aufnahmekonfigurationen für die Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen vom Herzen eines Patienten mit dem Röntgencomputertomographiegerät 1 zur Untersuchung des Herzens des Patienten um.
  • Das Rechenprogramm 13 beinhaltet beispielsweise in Tabellenform für verschiedene Untersuchungsformen bzw. für verschiedene Ziele der Untersuchung eines Herzens mit dem Röntgencomputertomographiegerät 1 prinzipiell in Frage kommende Aufnahmekonfigurationen bzw. Scanprotokolle des Röntgencomputertomographiegerätes 1, die nach dem Laden des Rechenprogramms 13 in einer Speichereinheit 14 der Recheneinheit 12 bereitgehalten werden. Eine derartige Zuordnung ist in der nachfolgenden Tabelle 1 exemplarisch angegeben.
    Untersuchungsform Prinzipiell hierfür in Frage kommende Aufnahmekonfiguration
    Standard CT-Angiographie zur Gewinnung von Bildern vom Herzen für eine bestimmte Herzphase • Sequenzaufnahmekonfiguration I • Spiralaufnahmekonfiguration I
    CT-Angiographie zur Gewinnung von Bildern vom Herzen für eine bestimmte Herzphase und zur Ermittlung der Funktion des Herzens • Sequenzaufnahmekonfiguration II • Spiralaufnahmekonfiguration II
  • Die angeführten Sequenz- bzw. Spiralaufnahmekonfigurationen unterscheiden sich abgesehen vom Sequenz- und Spiralmodus in wenigstens einem ihrer festgelegten Einstellparameter, z. B. der Breite des Pulsingfensters, der Lage des Pulsingfensters in Bezug auf den Herzzyklus des Patienten, der einzustellenden Röhrenspannung, der voraussichtlichen Dauer des Scans, dem Pitch bei einem Spiralmodus, etc..
  • Jeder einstellbaren Aufnahmekonfiguration sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung mehrere Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen zugeordnet. Jede einer Aufnahmekonfiguration zugeordnete Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion einer ersten Klasse von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen gibt jeweils für eine bestimmte, einen Menschen, sei es eine Körperfunktion oder sei es eine Eigenschaft des Menschen betreffende Größe den Zusammenhang dieser Größe mit der Wahrscheinlichkeit der Eignung der dieser Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zugeordneten Aufnahmekonfiguration an.
  • Eine zweite Klasse von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen besteht im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung nur aus einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, die die einem Menschen zu applizierende Röntgendosis betrifft. Jeder Aufnahmekonfiguration ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung eine derartige Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zugeordnet, welche den Zusammenhang der einem Menschen zu applizierenden Röntgendosis mit der Wahrscheinlichkeit der Eignung der dieser Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zugeordneten Aufnahmekonfiguration angibt. Hierbei wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung für die Röntgendosis eine Hilfsskala von null bis zehn verwendet, wobei null für eine sehr hohe Bildqualität und damit für eine verhältnismäßig hohe Röntgendosis und zehn für eine adäquate Bildgebung mit einer möglichst geringen Röntgendosis steht.
  • Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen sind von dem Datenträger 16 in die Speichereinheit 14 geladen.
  • Gesteuert durch das Rechenprogramm 13 wird der Benutzer des Röntgencomputertomographiegerätes 1 zunächst aufgefordert beispielsweise über die Tatstatur der Recheneinheit 12 die gewünschte Untersuchungsform bzw. das Ziel der Untersuchung des Herzens H des Patienten P einzugeben bzw. aus einer bereitgestellten, vorzugsweise auf dem Sichtgerät 15 der Recheneinheit 12 angezeigten Auswahl von möglichen Untersuchungsformen bzw. Untersuchungszielen die gewünschte Untersuchungsform bzw. das gewünschte Ziel der Untersuchung auszuwählen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist als Untersuchungsform eine Standard CT-Angiographie zur Gewinnung von Bildern vom Herzen für eine bestimmte Herzphase ausgewählt worden.
  • Gemäß der angegebenen bzw. ausgewählten Untersuchungsform des Herzens H des Patienten P kommen im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung laut Tabelle 1 zwei Aufnahmekonfigurationen, nämlich die Sequenzaufnahmekonfiguration I sowie die Spiralaufnahmekonfiguration I potenziell in Frage.
  • Demnach werden für das weitere Verfahren die diesen beiden Aufnahmekonfigurationen zugeordneten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen herangezogen. In den 2 bis 9 sind exemplarisch für die beiden in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen jeweils vier Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen dargestellt.
  • Für die Sequenzaufnahmekonfiguration I ist in 2 die die Herzrate HR [in der Einheit „Beats per Minute”] eines Menschen betreffende Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion gezeigt, welche den Zusammenhang zwischen der Herzrate eines Menschen und der Wahrscheinlichkeit der Eignung der Sequenzaufnahmekonfiguration I in Bezug auf die Herzrate angibt.
  • In den 3 bis 5 sind für die Sequenzaufnahmekonfiguration I die entsprechende Zusammenhänge für die Herzratenvarianz HRV [in der Einheit „Beats per Minute”], das Alter A [in der Einheit „Jahre”] eines Menschen bzw. die einem Menschen zu applizierende Röntgendosis in der Hilfseinheit mit der dimensionslosen Skala von null bis zehn gezeigt.
  • Für die Spiralaufnahmekonfiguration I ist in 6 die die Herzrate HR [in der Einheit „Beats per Minute”] eines Menschen betreffende Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion gezeigt, welche wiederum den Zusammenhang zwischen der Herzrate eines Menschen und der Wahrscheinlichkeit der Eignung der Spiralaufnahmekonfiguration I in Bezug auf die Herzrate angibt.
  • In den 7 bis 9 sind für die Spiralaufnahmekonfiguration I die entsprechenden Zusammenhänge für die Herzratenvarianz HRV [in der Einheit „Beats per Minute”], das Alter A [in der Einheit „Jahre”] eines Menschen bzw. die einem Menschen zu applizierende Röntgendosis in der Hilfseinheit mit der dimensionslosen Skala von null bis zehn gezeigt.
  • Um für die Untersuchung des Patienten P eine Unterstützung bei der Auswahl der am besten geeigneten Aufnahmekonfiguration zu erhalten, wird der Benutzer programmgesteuert aufgefordert, den Wert xHR der Herzrate des Herzens H des Patienten P, den Wert xHRV der Herzratenvarianz des Herzens H des Patienten P sowie das Alter xA des Patienten P anzugeben. Außerdem wird der Benutzer programmgesteuert aufgefordert, einen Wert xDosis zwischen null und zehn einzugeben, welche die einem Menschen zu applizierende Röntgendosis betrifft. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der Skala zwischen null und zehn um eine Hilfsskala, wobei null für eine sehr hohe Bildqualität und damit der Akzeptanz des Benutzers steht, dass dem Patienten P bei der Aufnahme der Röntgenprojektionen unter Umständen eine verhältnismäßig hohe Röntgendosis appliziert wird. Zehn steht hingegen dafür, dass dem Patienten P für eine adäquate Bildgebung eine möglichst geringe Röntgendosis appliziert wird. Über die Angabe eines Wertes zwischen null und zehn kann der Benutzer also Einfluss darauf nehmen, ob ihm für die Untersuchungsform eine Aufnahmekonfiguration vorgeschlagen wird, bei der dem Patienten P eine verhältnismäßig hohe oder eine verhältnismäßig niedrige Röntgendosis appliziert wird. Aus den Angaben des Benutzers lässt sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung für den Patienten P der Vektor X →Patient = (xHR, xHRV, xA, xDosis) bilden.
  • Unter Verwendung der Angaben des Benutzers und der den in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen zugeordneten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen wird für jede in Frage kommende Aufnahmekonfiguration ein Wahrscheinlichkeitsmaß basierend auf einer normalisierten Likelihood-Funktion ermittelt, indem Verhältnisse von Likelihood-Funktionen gebildet werden.
  • Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung werden für die beiden in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen die Wahrscheinlichkeitsmaß pSequenzI und PSpiraleI wie folgt ermittelt:
    Figure 00120001
    wobei im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung gilt:
    i ∊ (SequenzI = 1, SpiraleI = 2)
    X → = (x0 = xHR, x1 = xHRV, x3 = xA, x4 = xDosis) ist der Vektor der angegebenen bestimmten Größen xHR, xHRV, xA des aktuell zu untersuchenden Patienten P und des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes xDosis.
    Θi mit i ∊ (SequenzI = 1, SpiraleI = 2) steht jeweils für eine der beiden einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen.
    L(Θi|X →) ist die Likelihood-Funktion zu jeweils einer der beiden einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen Θi unter Berücksichtigung der angegebenen, bestimmten Größen xHR, xHRV, xA des aktuell zu untersuchenden Patienten P und des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes xDosis.
    f(xji) steht jeweils für einen Werte einer der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion f für eine angegebene bestimmte Größe xHR, xHRV, xA des aktuell zu untersuchenden Patienten P oder des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes xDosis für jeweils eine der beiden einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen Θi.
    Figure 00130001
    ist die Summe der Likelihood-Funktionen aller einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen Θk mit k ∊ (SequenzI = 1, SpiraleI = 2) unter Berücksichtigung der angegebenen, bestimmten Größen xHR, xHRV, xA des aktuell zu untersuchenden Patienten P und des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes xDosis.
  • Demnach ergeben sich pSequenzI zu
    Figure 00130002
    und pSpiraleI zu
    Figure 00130003
  • Die zur Berechnung der Wahrscheinlichkeitsmaße pSequenzI und pSpiraleI erforderlichen Werte der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen werden jeweils den in den 2 bis 9 dargestellten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen unter Verwendung der vom Benutzer angegebenen Werte X →Patient = (xHR, xHRV, xA, xDosis) entnommen.
  • Basierend auf den berechneten Werten der Wahrscheinlichkeitsmaße pSequenzI und pSpiraleI erhält man eine Reihenfolge der Eignung der beiden einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen Sequenzaufnahmekonfiguration I und Spiralaufnahmekonfiguration I, wobei die am besten für die gewählte Untersuchungsform des Patienten P geeignete Aufnahmekonfiguration gekennzeichnet wird, indem diese beispielsweise entsprechend auf dem Sichtgerät 15 dargestellt wird.
  • Die als am besten geeignete Aufnahmekonfiguration ermittelte Aufnahmekonfiguration kann entweder automatisch eingestellt oder dem Benutzer zur Auswahl angeboten werden.
  • Im Unterschied zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung können auch mehr als zwei Aufnahmekonfigurationen für eine Untersuchungsform eines Herzens eines Patienten in Frage kommen.
  • Des Weiteren können jeder Aufnahmekonfiguration mehr als die vier beschriebenen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen zugeordnet sein, welche zusätzlich beispielsweise das Geschlecht, das Gewicht oder den Kalzium-Score des Patienten betreffen.
  • Es kann dabei auch vorgesehen sein, dem Benutzer eine Auswahl treffen zu lassen, welche Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen für die Ermittlung der Wahrscheinlichkeitsmaße herangezogen werden. Eine solche Auswahl ist am besten über eine bereitgestellte Auswahlliste zu treffen.
  • Ist die Reihenfolge der Eignung der Aufnahmekonfigurationen ermittelt, können problematische bzw. weniger gut geeignete Aufnahmekonfigurationen entsprechend gekennzeichnet oder sogar zur Auswahl gesperrt werden.
  • Das Röntgencomputertomographiegerät 1 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung nur ein Röntgensystem mit einer Röntgenstrahlenquelle und einem Röntgenstrahlenempfänger auf. Die Erfindung betrifft aber auch Röntgencomputertomographiegeräte mit zwei oder sogar mehr Röntgensystemen.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Unterstützung der Auswahl einer Aufnahmekonfiguration aus einer Menge von einstellbaren Aufnahmekonfigurationen für die Aufnahme von Röntgenprojektionen vom Herzen (H) eines Patienten (P) mit einem Computertomographiegerät (1) zur Untersuchung des Herzens (H) des Patienten (P), bei dem – basierend auf einer anzugebenden Untersuchungsform, – wenigstens zwei, an dem Computertomographiegerät (1) einstellbare Aufnahmekonfigurationen für die angegebene Untersuchungsform in Frage kommen, für die jeweils wenigstens eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion bereitgehalten wird, die für die jeweilige Aufnahmekonfiguration für eine bestimmte, einen Menschen betreffende Größe und/oder für die einem Menschen zu applizierende Röntgendosis ermittelt wurde, und – bei dem, basierend auf wenigstens einer anzugebenden, den aktuell zu untersuchenden Patienten (P) betreffenden, bestimmten Größe und/oder basierend auf einem die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wert, unter Verwendung der wenigstens zwei Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen die für die Untersuchung des Herzens (H) des Patienten (P) nach der angegebenen Untersuchungsform am besten geeignete Aufnahmekonfiguration aus den wenigstens zwei einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die anzugebende Untersuchungsform eine CT-Angiographie zur Gewinnung von Bildern vom Herzen für eine bestimmte Herzphase oder eine CT-Angiographie zur Gewinnung von Bildern vom Herzen für eine bestimmte Herzphase und zur Ermittlung der Funktion des Herzens ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die an dem Computertomographiegerät (1) einstellbaren Aufnahmekonfigurationen wenigstens eine Sequenzaufnahmekonfiguration und wenigstens eine Spiralaufnahmekonfiguration umfassen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem für jede einstellbare Aufnahmekonfiguration wenigstens eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion bereitgehalten wird, welche die Herzrate, die Herzratenvariabilität, den Kalzium-Score, das Alter, das Geschlecht oder das Gewicht eines Menschen betrifft.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die wenigstens eine anzugebende, den aktuell zu untersuchenden Patienten betreffende, bestimmte Größe die Herzrate, die Herzratenvariabilität, der Kalzium-Score, das Alter, das Geschlecht oder das Gewicht des zu untersuchenden Patienten ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem für jede einstellbare, in Frage kommende Aufnahmekonfiguration basierend auf einer normalisierten Likelihood-Funktion unter Rückgriff auf die wenigstens eine Wahrscheinlichkeitsdichtfunktion ein Wahrscheinlichkeitsmaß für die Eignung der jeweiligen Aufnahmekonfiguration ermittelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Wahrscheinlichkeitsmaß pi für eine bestimmte einstellbare, in Frage kommende Aufnahmekonfiguration wie folgt ermittelt wird:
    Figure 00170001
    Dabei gilt: X → = (x0, x1, ..., xn) ist der Vektor der angegebenen bestimmten Größen des aktuell zu untersuchenden Patienten und/oder des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes. Θi mit i ∊ (1, 2, ..., m) steht für eine bestimmte, einstellbare, in Frage kommende Aufnahmekonfiguration. L(Θi|X →) ist die Likelihood-Funktion zur der bestimmten, einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfiguration Θi unter Berücksichtigung der angegebenen, bestimmten Größen des aktuell zu untersuchenden Patienten und/oder des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes. f(xji) steht für einen Werte einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion f für eine angegebene bestimmte Größe des aktuell zu untersuchenden Patienten oder des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes für die bestimmte, einstellbare, in Frage kommende Aufnahmekonfiguration Θi.
    Figure 00180001
    ist die Summe der Likelihood-Funktionen aller einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen Θk mit k ∊ (1, 2, ..., m) unter Berücksichtigung der angegebenen, bestimmten Größen des aktuell zu untersuchenden Patienten und/oder des angegebenen, die zu applizierende Röntgendosis betreffenden Wertes.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem eine Reihenfolge der Eignung der einstellbaren, in Frage kommenden Aufnahmekonfigurationen für die angegebene Untersuchungsform ermittelt und angezeigt wird, wobei die am besten geeignete Aufnahmekonfiguration gekennzeichnet wird.
  9. Computertomographiegerät aufweisend eine Speichereinheit (14) sowie eine Recheneinheit (12) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Datenträger (16), aufweisend ein ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umsetzendes Rechenprogramm (13), welches auf dem Datenträger (16) gespeichert und von einer Recheneinheit (12) von dem Datenträger (16) ladbar ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen, wenn das Rechenprogramm (13) in der Recheneinheit (12) geladen ist.
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