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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswahl des Wertes einer an einer Röntgenröhre eines Computertomographiegerätes für einen Scan eines Patienten einzustellenden Spannung vor einer Aufnahme von Röntgenprojektionen von einem Körperbereich des Patienten zur Reduzierung der dem Patienten im Zuge des Scans zu applizierenden Dosis an Röntgenstrahlung. Die Erfindung betrifft außerdem ein Computertomographiegerät, an dessen Röntgenröhre die Spannung einzustellen ist, sowie einen Datenträger, der ein das Verfahren umsetzendes Programm aufweist.
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Seit Beginn der Röntgencomputertomographie ist man stets bestrebt, die einem Patienten im Rahmen einer radiologischen Untersuchung des Patienten applizierte Dosis an Röntgenstrahlung zu minimieren. Hierzu gab es verschiedene Vorschläge. Beispielsweise sind in der
DE 199 05 974 A1 in z-Richtung wirkende Blenden vorgeschlagen worden, die während der Abtastung so eingestellt werden, dass stets im Wesentlichen nur der zur Rekonstruktion von Bildern verwendete Bereich eines Patienten von einem Röntgenstrahlenbündel durchdrungen wird.
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In der
DE 199 50 794 A1 sind in φ-Richtung dynamisch einstellbare Blenden vorgeschlagen worden, die während der Abtastung in Abhängigkeit vom Drehwinkel derart eingestellt werden, dass ebenfalls im Wesentlichen nur der zur Rekonstruktion von Bildern verwendete Bereich eines Patienten von einem Röntgenstrahlenbündel durchstrahlt wird.
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Des Weiteren ist von der Firma Siemens ein Produkt namens „CAREDose” entwickelt worden, bei dem in Abhängigkeit vom Drehwinkel und somit vom zu durchstrahlenden Körperquerschnitt eines Patienten der Röhrenstrom der Röntgenröhre des Computertomographiegerätes zur Reduzierung der einem Patienten zu applizierenden Dosis an Röntgenstrahlung moduliert wird. Der Röhrenstrom wird beispielsweise bei Röntgenprojektionen in anterior-posterior Richtung reduziert und bei Röntgenprojektionen in lateraler Richtung erhöht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren, ein Computertomographiegerät und einen Datenträger der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass die Voraussetzungen geschaffen werden, die einem Patienten im Zuge eines Scans mit einem Computertomographiegerät zu applizierende Dosis an Röntgenstrahlung weiter zu senken.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Auswahl des Wertes einer an einer Röntgenröhre eines Computertomographiegerätes für einen Scan eines Patienten einzustellenden Spannung vor einer Aufnahme von Röntgenprojektionen von einem Körperbereich des Patienten zur Reduzierung der dem Patienten im Zuge des Scans zu applizierenden Dosis an Röntgenstrahlung, bei dem die Auswahl des Wertes der Spannung unter Berücksichtigung von wenigstens einer einem erzeugten Topogramm des Patienten entnehmbaren Information und wenigstens einer einer vorzugsweise elektronischen Patientenakte des Patienten entnehmbaren, Information über den Patienten erfolgt.
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Die Erfinder schlagen vor, die Auswahl einer an einer Röntgenröhre eines Computertomographiegerätes für einen Scan eines Patienten einzustellenden Spannung nicht nur von einem Topogramm abhängig zu machen, das im Vorfeld des Scan von dem Patienten aufgenommen und aus dem die Schwächung der Röntgenstrahlung durch den Körper des Patienten zur Auswahl der Spannung abgeschätzt wird, sondern zusätzlich von wenigstens einer individuellen, einer vorzugsweise elektronischen Patientenakte entnehmbaren Information. Während die dem Topogramm entnehmbare Information zur Auswahl einer geeigneten Spannung eine rein physikalische Größe, nämlich die zu erwartende Schwächung der Röntgenstrahlung durch den Körper des Patienten, berücksichtigt, wird durch die wenigstens eine der Patientenakte entnehmbare Information die medizinische Vorgeschichte bzw. die individuelle körperliche Verfassung des Patienten berücksichtigt. Auf diese Weise kann die Auswahl der einzustellenden Spannung zusätzlich an der medizinischen Vorgeschichte bzw. der individuellen körperlichen Verfassung des Patienten orientiert werden und, sollten es die Umstände erlauben, eine niedrigere Spannung als aus dem Topogramm ermittelt zur Einsparung von Dosis an Röntgenstrahlung ausgewählt und eingestellt werden.
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Nach einer Variante der Erfindung erfolgt die Auswahl des Wertes der Spannung zusätzlich unter Berücksichtigung der Art der Untersuchung des Patienten, d. h. in Abhängigkeit davon, welches Gewebe, Organ oder welche Körperregion gescannt wird. Beispielsweise wird für einen CT-Angiographiescan (CTA) ein geringerer Wert für die Spannung der Röntgenröhre gewählt als für einen Scan der Leber bei demselben Patienten, da die Anforderungen an die Bildqualität, insbesondere im Hinblick auf das Rauschen für Bilder von Gefäßen geringer sind als für Bilder von der Leber. Unter einem Scan wird im Übrigen die Aufnahme von Röntgenprojektionen von einem Körperbereich eines Patienten aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen verstanden, wobei sich ein wenigstens eine Röntgenröhre und wenigstens einen Röntgenstrahlendetektor umfassendes Röntgensystem des Computertomographiegerätes und der Patient zum Abscannen der Körperregion in der Regel relativ zueinander bewegen. Eine solche Bewegung kann auch unterbleiben, wenn der Röntgenstrahlendetektor eine derartige Ausdehnung in z-Richtung aufweist, dass die gesamte zu scannende Körperregion durch den Röntgenstrahlendetektor abgedeckt wird bzw. dass Messdaten bezüglich der gesamten zu scannenden Körperregion erfasst werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine der Patientenakte des Patienten entnehmbare Information die Anzahl oder die Häufigkeit von bereits bei dem Patienten durchgeführten Scans, eine Einschätzung oder Wahrscheinlichkeit des Patienten an Krebs zu erkranken, eine Information über eine Vorerkrankung des Patienten, eine Information über den Gesundheitszustand, eine Körper- oder eine Gewebeeigenschaft des Patienten, eine Information über eine Kontrastmittelunverträglichkeit des Patienten und/oder eine Information über eine Menge an Kontrastmittel, die einem Patienten maximal appliziert werden darf. Liegen derartige Informationen über einen Patienten in einer Patientenakte vorzugsweise elektronisch abrufbar vor, so können diese Informationen genutzt werden, um beispielsweise in einem Vergleich mit Erfahrungswerten und Wissen, welche bzw. welches bei anderen Patienten gewonnenen wurden bzw. wurde und z. B. in einer Datenbank oder in einer Lookup-Tabelle zusammengefasst sind bzw. ist, ggf. einen auf Basis des Topogramms gewonnenen einzustellenden Wert für die Spannung der Röntgenröhre nach unten zu korrigieren.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine Information über den Gesundheitszustand, eine Körper- und/oder eine Gewebeeigenschaft des Patienten eine Information über den Gesundheitszustand der Nieren des Patienten und/oder die Venenverhältnisse oder die Durchmesser der Venen des Patienten. Bei schlechten Venenverhältnissen eines Patienten oder bei verhältnismäßig geringen Durchmessern der Venen des Patienten würden die Venen des Patienten bei einer Untersuchung der Venen mit einem Computertomographiegerät unter Gabe von Kontrastmittel geschädigt werden, wenn hierzu eine gängige Flussrate eines Kontrastmittels, d. h. eine gängige Injektion von Kontrastmittel pro Zeiteinheit in die Venen, für die Untersuchung der Venen des Patienten mit Kontrastmittel verwendet würde. In Abhängigkeit von den Venenverhältnissen oder den Durchmessern der Venen muss daher die Flussrate des Kontrastmittels für die Untersuchung des die schlechten Venenverhältnisse oder die verhältnismäßig geringen Durchmesser der Venen aufweisenden Patienten gesenkt werden. Ist der Gesundheitszustand der Nieren des Patienten angegriffen muss die dem Patienten zu applizierende Menge an Kontrastmittel herabgesetzt werden, um eine zusätzliche Schädigung der Nieren des Patienten durch das Kontrastmittel zu vermeiden. Die geringere Flussrate des Kontrastmittels und/oder die herabgesetzte Menge von dem Patienten appliziertem Kontrastmittel hat jedoch Einfluss auf den erzielbaren Kontrast bei der Aufnahme von Röntgenprojektionen. Für die Auswahl der einzustellenden Spannung der Röntgenröhre auf Basis des Topogramms des Patienten spielt dies keine Rolle. Berücksichtigt man die Information über die schlechten Venenverhältnisse, die verhältnismäßig geringen Durchmessern der Venen und/oder den Gesundheitszustand der Nieren des Patienten und die damit verbundene geringere Flussrate oder Menge des Kontrastmittels bzw. die geringere Dichte von Kontrastmittel in den Venen bei der Untersuchung jedoch bei der Auswahl der einzustellenden Spannung an der Röntgenröhre, kann auf eine niedrigere Spannung als auf Basis des Topogramms ermittelt gewechselt werden, wodurch sich der Kontrast in rekonstruierten Bildern von den Venen verbessert und in erwünschter Weise, dem Patienten weniger Dosis an Röntgenstrahlung appliziert wird.
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In der gleichen Weise kann auf eine niedrigere Spannung als auf Basis des Topogramms ermittelt gewechselt werden, wenn, wie bereits vorstehend erwähnt, ein Patient eine der Patientenakte entnehmbare Kontrastmittelunverträglichkeit, beispielweise in Form einer Allergie auf ein bestimmtes Kontrastmittel, aufweist oder wenn dem Patienten nur eine bestimmte Menge an Kontrastmittel appliziert werden darf. Auch in diesen Fällen ist die Menge an dem Patienten appliziertem Kontrastmittel in der Regel reduziert, so dass auf eine niedrigere Spannung gewechselt werden kann.
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Gemäß einer Variante der Erfindung erfolgt in Abhängigkeit von der wenigstens einen, der Patientenakte des Patienten entnehmbaren Information eine Auswahl eines Wertes eines für den Scan des Patienten einzustellenden mAs-Produkts. Durch die Reduzierung der an der Röntgenröhre anzulegenden Spannung beispielsweise bei der Untersuchung eines Patienten mit schlechten Venenverhältnissen wird das Rauschen bei der Aufnahme der Messdaten erhöht. Unter Berücksichtigung der Kenntnis der schlechten Venenverhältnisse und der reduzierten Spannung kann das mAs-Produkt erhöht werden, um der Erhöhung des Rauschens entgegen zu wirken.
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Vorzugsweise ist die Patientenakte elektronisch in einem Krankenhausinformationssystem (HIS = Hospital Information System) und/oder in einem Radiologieinformationssystem (RIS = Radiology Information System) gespeichert und elektronisch, beispielsweise über ein Netzwerk abrufbar.
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Die das Computertomographiegerät betreffende Aufgabe wird gelöst durch ein Computertomographiegerät, das eine Recheneinheit aufweist, welche zur Ausführung eines der vorstehend beschriebenen Verfahren programmtechnisch eingerichtet ist.
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Die den Datenträger betreffende Aufgabe wird gelöst durch einen Datenträger, der ein Rechenprogramm aufweist, welches eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzt, wobei das Rechenprogramm von einer Recheneinheit von dem Datenträger ladbar ist, um eines der vorstehend beschriebenen Verfahren auszuführen, wenn das Rechenprogramm in der Recheneinheit geladen ist. Bei dem Datenträger kann es sich beispielsweise um eine CD oder ein anderes tragbares Speichermedium handeln. Der Datenträger kann aber auch ein Server sein, von dem das Rechenprogramm abrufbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten schematischen Zeichnung dargestellt, die ein Computertomographiegerät zur Untersuchung eines Patienten zeigt. Auf das in der Figur dargestellte Computertomographiegerät 1 wird im Folgenden und ohne Einschränkung der Allgemeinheit jedoch nur insoweit eingegangen als es zum Verständnis der Erfindung für erforderlich erachtet wird.
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Das in der Figur gezeigte Computertomographiegerät 1 weist eine Patientenliege 2 zur Lagerung eines zu untersuchenden Patienten P auf. Der Röntgencomputertomograph 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.
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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 Röntgenprojektionen von dem Patienten P, z. B. für ein Topogramm oder in einem Spiralscan, eingeführt werden kann. Die rechnerische Verarbeitung der Röntgenprojektionen, beispielsweise die Erzeugung eines Topogramms oder die Rekonstruktion eines Volumendatensatzes von einer Körperregion des Patienten P basierend auf den Röntgenprojektionen erfolgt mit einem schematisch dargestellten Bildrechner 11 des Röntgencomputertomographen 1.
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Das Computertomographiegerät 1 weist außerdem eine Recheneinheit 12 auf, mit der Rechenprogramme zur Bedienung und Steuerung des Computertomographiegerätes 1 ausführbar sind und ausgeführt werden. Die Recheneinheit 12 muss dabei nicht als separate Recheneinheit 12 ausgebildet, sondern kann auch in das Computertomographiegerät 1 integriert sein.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung soll mit dem Computertomographiegerät 1 ein Scan bzw. eine Untersuchung von blutführenden Gefäßen, insbesondere von Venen des Patienten P erfolgen, wozu dem Patienten P Kontrastmittel injiziert werden soll.
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In Vorbereitung des Scans wird von dem Patienten P mit dem Computertomographiegerät 1 zunächst in an sich bekannter Weise ein Topogramm aufgenommen.
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Des Weiteren wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung mit der Recheneinheit 12 aus einer Anzahl von für verschiedene Untersuchungen zur Verfügung stehenden Aufnahmeprotokollen ein für eine Untersuchung blutführender Gefäße geeignetes Aufnahmeprotokoll ausgewählt. Ein solches Aufnahmeprotokoll weist eine Vielzahl von Aufnahmeparametern auf, die an dem Computertomographiegerät 1 zur Gewinnung von Röntgenprojektionen vom Körper des Patienten für die jeweilige Untersuchung einzustellen sind bzw. zur Einstellung vorgeschlagen werden. Hierzu gehören beispielsweise die an der Röntgenröhre einzustellende Spannung, der Tischvorschub, die Scanzeit etc..
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Für die vorliegende Erfindung ist insbesondere die an der Röntgenröhre einzustellende Spannung relevant, deren Höhe von Bedeutung für die dem Patienten P während des Scans bzw. der Untersuchung applizierte Dosis an Röntgenstrahlung ist. Um die Voraussetzungen zu schaffen, den Patienten P im Zuge des Scans mit einer möglichst geringen Dosis an Röntgenstrahlung zu beaufschlagen, ist in die Recheneinheit 12 ein Rechenprogramm geladen, das in der Figur symbolisch mit dem Bezugszeichen 13 versehen ist. Das Rechenprogramm 13 kann von einem tragbaren Datenträger, beispielsweise einer CD 14, oder von einem Server 15 über ein Netzwerk 16 in die Recheneinheit 12 geladen worden sein und setzt ein Verfahren um, bei dem die Auswahl bzw. der Vorschlag des Wertes der an der Röntgenröhre 6 für den Scan einzustellenden Spannung unter Berücksichtigung von wenigstens einer dem Topogramm des Patienten P entnehmbaren Information und wenigstens einer einer Patientenakte des Patienten P entnehmbaren Information über den Patienten P erfolgt.
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Das von dem Patienten aufgenommene Topogramm wird gemäß dem Verfahren zunächst hinsichtlich der Information ausgewertet, welche Schwächung der Röntgenstrahlung durch den Körper des Patienten P zu erwarten ist.
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Basierend auf dieser Information über die zu erwartende Schwächung der Röntgenstrahlung kann der aus dem Aufnahmeprotokoll stammende Wert für die an der Röntgenröhre 6 des Computertomographiegerätes 1 einzustellende Spannung beibehalten, nach oben oder nach unten korrigiert werden, wobei in der Regel ein konkreter Wert für die einzustellende Spannung vorgeschlagen wird, der aus auf einer Vielzahl von ausgewerteten Topogrammen anderer Patienten basierenden Erfahrungswerten abgeleitet ist. Auf diese Weise werden die rein physikalischen Umstände für die Auswahl des einzustellenden Wertes der Spannung berücksichtigt.
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Des Weiteren wird bei dem Verfahren aber auch wenigstens eine einer Patientenakte des Patienten P entnehmbare, individuell den Patienten P betreffende Information verwendet. Bei der Patientenakte handelt es sich bevorzugt um eine elektronische Patientenakte, die in einem Krankenhausinformationssystem (HIS = Hospital Information System), einem Radiologieinformationssystem (RIS = Radiology Information System) oder einem anderen in Krankenhäusern oder Klinken verwendeten elektronischen Informationssystem gespeichert und über ein Netzwerk abrufbar sein kann. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist die Patientenakte in einem Krankenhausinformationssystem gespeichert und über das Netzwerk 16 abrufbar, welches Krankenhausinformationssystem durch das Bezugszeichen 17 symbolisiert ist.
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Die elektronische Patientenakte enthält in der Regel alle relevanten, den Patienten P betreffenden bekannten medizinischen Informationen wozu unter anderem Informationen über Vorerkrankungen des Patienten P, Informationen über den Gesundheitszustand, eine Körper- oder eine Gewebeeigenschaft des Patienten P, Informationen über eine Kontrastmittelunverträglichkeit des Patienten P und/oder Informationen über eine Menge an Kontrastmittel gehören, die einem Patienten maximal appliziert werden darf. Des Weiteren kann die Patientenakte Informationen über die Anzahl oder die Häufigkeit von bereits bei dem Patienten P durchgeführten Scans sowie eine Einschätzung oder Wahrscheinlichkeit des Patienten P an Krebs zu erkranken enthalten.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung enthält die Patientenakte eine für die beabsichtigte Untersuchung relevante Information über eine Gewebeeigenschaft des Patienten P, nämlich dass der Patienten P schlechte Venenverhältnisse aufweist. Schlechte Venenverhältnisse bedeuten, dass die Flussrate bzw. die Injektionsrate des Kontrastmittels bei der Untersuchung bzw. bei dem Scan reduziert werden muss, um die Venen des Patienten P nicht zu schädigen. Beispielsweise sollte die Flussrate von gewöhnlich 5 ml/s auf 2,5 ml/s herabgesetzt werden. Eine solche Maßnahme kann z. B. auch erforderlich sein, wenn der Patientenakte entnehmbar ist, dass der Patient P an einer durch Kontrastmittel induzierten Nephropathie leidet, bei der es sich um eine iatrogene, also um eine durch eine medizinische Maßnahme entstandene Funktionsstörung nach einer Kontrastmittelexposition handelt.
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In einem solchen Fall einer reduzierten Flussrate eines Kontrastmittels würde sich aufgrund des verhältnismäßig geringeren Volumens von Kontrastmittel in den blutführenden Gefäßen des Patienten P bei einer höheren Röhrenspannung kein besserer Kontrast in rekonstruierten Bilddaten einstellen. Aus diesem Grund kann unter Berücksichtigung der der Patientenakte des Patient P entnehmbaren Information über die schlechten Venenverhältnisse des Patienten P die Röhrenspannung bzw. die an der Röntgenröhre 6 anzulegende Spannung reduziert werden. Die tatsächliche Höhe der einzustellenden Spannung kann beispielsweise einer auf Erfahrungswerten und Wissen beruhenden Datenbank entnommen werden. Die Datenbank kann z. B. derart entwickelt worden sein, dass der Datenbank unter Angabe der aus dem Togogramm abgeleiteten Röhrenspannung und der Information über die schlechten Venenverhältnisse ein Wert für die einzustellende Spannung entnommen wird, der in vergleichbaren Fällen verwendet wurde und gute Ergebnisse geliefert hat. An Stelle einer Datenbank kann auch eine Lookup-Tabelle verwendet werden, die die benötigen Informationen bzw. Werte enthält.
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Ergänzend kann der Datenbank bzw. der Lookup-Tabelle die Information entnommen werden, dass in diesem Fall das mAs-Produkt erhöht werden sollte, um dem Rauschen durch die Erniedrigung der Spannung entgegenzuwirken und insgesamt eine gute Visualisierung des Kontrastmittels, beispielsweise Jod, zu erhalten. Der Wert für das mAs-Produkt kann ebenfalls der Datenbank bzw. der Lookup-Tabelle entnommen bzw. basierend auf der Datenbank bzw. der Lookup-Tabelle entsprechend vorgeschlagen werden, wobei der Wert, wie zuvor erwähnt, auf Erfahrungswerten und auf Erfahrungswissen aus vergleichbaren Fällen beruht.
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Das Verfahren kann derart umgesetzt sein, dass die ermittelte bzw. ausgewählte einzustellende Spannung und/oder das ermittelte bzw. ausgewählte einzustellende mAs-Produkt direkt bzw. automatisch an dem Computertomographiegerät 1 eingestellt werden. Bevorzugt werden die ermittelte bzw. ausgewählte einzustellende Spannung und/oder das ermittelte bzw. ausgewählte einzustellende mAs-Produkt aber dem Bediener des Computertomographiegerätes 1 zur Einstellung vorgeschlagen, so dass der Bediener einzelne Vorschläge annehmen oder ablehnen kann.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung wurden die einzustellende Spannung und das einzustellende mAs-Produkt auf Basis des Topogramms und der Information über die schlechten Venenverhältnisse des Patienten P ermittelt. Insbesondere im Hinblick auf die einer Patientenakte eines Patienten entnehmbaren Information können auch weitere Informationen über Vorerkrankungen des Patienten, über den Gesundheitszustand des Patienten etc. zur Auswahl der einzustellenden Spannung und des einzustellenden mAs-Produkts verwendet werden. Diese Informationen sowie der anhand des Togogramms ermittelte Wert für die Spannung bilden quasi ein Tupel von Eingangsgrößen für die Datenbank bzw. die Lookup-Tabelle, aus der basierend auf den Eingangsgrößen der Wert für die einzustellende Spannung bzw. für das einzustellende mAs-Produkt ausgewählt bzw. vorgeschlagen wird. Der Vorschlag für das mAs-Produkt ist dabei optional.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19905974 A1 [0002]
- DE 19950794 A1 [0003]
