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Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Computertomographiegerät zur Reduzierung der Belastung wenigstens einer technischen Komponente des Computertomographiegerätes im Betrieb der wenigstens einen technischen Komponente. Die Erfindung betrifft außerdem ein das Verfahren umsetzendes Rechenprogramm, einen das Rechenprogramm aufweisenden Datenträger sowie ein mit dem Rechenprogramm versehenes Computertomographiegerät.
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Ein Computertomographiegerät, insbesondere ein Computertomographiegerät der dritten Generation weist eine Reihe von technischen Komponenten auf, welche im Betrieb des Computertomographiegerätes einer hohen Belastung ausgesetzt sind und demnach einer Alterung unterliegen bzw. einem Verschleiß unterworfen sind. Die Alterung bzw. der Verschleiß sind in der Regel umso höher bzw. umso ausgeprägter, je näher die jeweilige technische Komponente an ihrer Belastungsgrenze betrieben wird.
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Eine derartige technische Komponente stellt beispielsweise eine Röntgenröhre eines Computertomographiegerätes dar. Die Lebensdauer einer Röntgenröhre wird maßgeblich von der Höhe der im Betrieb der Röntgenröhre verwendeten Röhrenströme beeinflusst. Ein besonderes Problem stellen dabei starke Temperaturschwankungen dar, die insbesondere durch am Strahlenaustrittsfenster der Röntgenröhre auftreffende Sekundärelektronen auftreten. Die Temperatur steigt hier linear mit dem verwendeten Röhrenstrom. Insbesondere Röntgenröhren, die häufig nahe oder mit ihrem maximal zulässigen Röhrenstrom betrieben werden, altern daher schneller und müssen nicht selten frühzeitig ausgetauscht werden, was mit nicht unerheblichen Kosten verbunden ist.
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Weitere technische Komponenten des Computertomographiegerätes, welche bei Betrieb an oder nahe an ihrer Belastungsgrenze erhöhtem Verschleiß unterworfen sind, stellen Lager zur drehbaren Lagerung des rotierbaren Teils relativ zum stationären Teil der Gantry sowie Schleifringe zur Daten- und/oder Energieübertragung zwischen dem rotierbaren und dem stationären Teil der Gantry des Computertomographiegerätes dar.
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Die Ursache des Betriebs technischer Komponenten an ihrer Belastung- bzw. Leistungsgrenze liegt häufig im Betrieb eines Computertomographiegerätes, dessen technische Komponenten aus Kostengründen eine geringe Leistungsreserve aufweisen, mit Programmautomatiken, z. B. einer Dosisautomatik, bei der 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 unter Gewährleistung einer möglichst guten Bildqualität moduliert wird. Der Röhrenstrom wird beispielsweise bei Röntgenprojektionen in anterior-posterior Richtung reduziert und bei Röntgenprojektionen in lateraler Richtung, bei der die Strahlenschwächung größer ist, erhöht. Die Dosisautomatik sorgt somit für einen schonenden Scan eines Patienten. Um von einem adipösen Patienten, der im Vergleich zu einem normalgewichtigen Patienten insgesamt eine stärkere Strahlenschwächung aufweist, auch Bildinformationen hoher Qualität gewinnen zu können, muss die Dosisautomatik den Röhrenstrom häufig derart erhöhen, dass die Röntgenröhre mit geringer Leistungsreserve nahe an oder mit ihrem maximal zulässigen Röhrenstrom betrieben wird, somit stark belastet wird und demnach einer vorzeitigen Alterung unterworfen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren, ein Rechenprogramm, einen Datenträger und ein Computertomographiegerät der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass die Belastung wenigstens einer technischen Komponenten des Computertomographiegerätes im Betrieb des Computertomographiegerätes reduziert ist.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren für ein Computertomographiegerät zur Reduzierung der Belastung wenigstens einer technischen Komponente des Computertomographiegerätes im Betrieb der wenigstens einen technischen Komponente, wobei für wenigstens einen die technische Komponente betreffenden Scan- oder Betriebsparameter des Computertomographiegerätes ein Extremwert definiert ist, wobei das Verfahren einen Betriebsmodus für das Computertomographiegerät darstellt, bei dem in dem Betriebsmodus der einstellbare Wert für den wenigstens einen die technische Komponente betreffenden Scan- oder Betriebsparameter für den Betrieb der technischen Komponente auf einen bestimmten Prozentsatz unter- oder oberhalb des Extremwertes begrenzt ist.
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Die Erfindung beruht auf der Überlegung für ein Computertomographiegerät einen Betriebsmodus und zwar eine Art „Economy Mode” zur Verfügung zu stellen, in dem für wenigstens eine, vorzugsweise für mehrere technische Komponenten des Computertomographiegerätes in Orientierung an für die technischen Komponenten definierte maximal oder minimal zulässige Scan- oder Betriebsparameter nur die Einstellung solcher Werte für die Scan- oder Betriebsparameter zugelassen werden, die unterhalb der definierten, maximal zulässigen Werte oder oberhalb der definierten, minimal zulässigen Werte liegen. Beispielsweise werden nur Werte zugelassen, die 10% oder mehr unterhalb der maximal zulässigen Werte oder oberhalb der minimal zulässigen Werte liegen. Während andere Betriebsmodi beispielsweise auf eine Optimierung der Bildqualität ausgerichtet sind, ist es Ziel des vorliegenden Betriebsmodus, die Belastung technischer Komponenten des Computertomographiegerätes zu reduzieren, um die Alterung bzw. den Verschleiß der technischen Komponenten und somit deren Austausch hinauszuzögern.
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Bei dem Betriebsmodus kann es sich beispielsweise um eine modifizierte Dosisautomatik handeln, die nicht nur auf eine Reduzierung der einem Patienten zu applizierenden Dosis an Röntgenstrahlung, sondern auch auf eine möglichst geringe Belastung von technischen Komponenten des Computertomographiegerätes ausgelegt ist. Dabei können bewusst Einbußen bei der Bildqualität in Kauf genommen werden, solange diese für die Bildgebung noch akzeptabel sind oder in Bildbereichen auftreten, die beispielsweise für die beabsichtigte Diagnostik nicht relevant sind.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine technische Komponente wenigstens eine Röntgenröhre, wenigstens ein Schleifring zur Daten- und/oder Energieübertragung zwischen einem rotierbaren und einem stationären Teil einer Gantry und/oder wenigstens ein Lager zur drehbaren Lagerung des rotierbaren relativ zu dem stationären Teil der Gantry des Computertomographiegerätes.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist für die wenigstens eine Röntgenröhre als Scan- oder Betriebsparameter der einstellbare Wert für den Röhrenstrom und/oder die mittlere Leistungsaufnahme der wenigstens einen Röntgenröhre pro Umlauf des rotierbaren Teils der Gantry und/oder die Röhrenspannung und/oder die Größe des Fokus auf der Anode der Röntgenröhre begrenzt. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Röntgenröhre nahe an oder an ihrer Belastungsgrenze betrieben wird, wodurch eine vorzeitige Alterung verursacht durch hohe Betriebstemperaturen und somit ein vorzeitiger Austausch der Röntgenröhre vermieden wird. Beispielsweise ist der Röhrenstrom auf 90% seines herstellerseitig angegebenen, maximal zulässigen Wertes begrenzt. Des Weiteren kann die Größe des Fokus, d. h. seine flächenmäßige Ausdehnung auf der Oberfläche der Anode, dahingehend begrenzt sein, dass diese 10% über ihren minimal zulässigen Wert liegt, um die thermische Belastung der Anode der Röntgenröhre, insbesondere der Brennbahn auf der Anode und somit deren Abnutzung während des Betriebes zu reduzieren.
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Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Größe des Fokus auf der Anode der Röntgenröhre in Abhängigkeit von einem Scan- oder Aufnahmeprotokoll des Computertomographiegerätes und/oder von einer bestimmten Untersuchung eines Patienten eingestellt wird. Für klinische Fragestellungen, bei denen die Bildschärfe von geringerer Relevanz ist, beispielsweise bei Untersuchungen oder Scans von Weichteilen, wie Gehirn oder Leber, kann festgelegt in einem entsprechenden Scan- oder Aufnahmeprotokoll mit einem verhältnismäßig großen Fokus gearbeitet werden, der die Anode der Röntgenröhre weniger thermisch belastet. Für Fragestellungen, bei denen die Bildschärfe im Vordergrund steht, wie Untersuchungen oder Scans von Knochen, werden vergleichsweise kleine Größen des Fokus eingestellt. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Einstellung der Größe des Fokus vorzugsweise protokollspezifisch und oberhalb des definierten Minimalwertes für die Größe des Fokus.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist für den wenigstens einen Schleifring oder das wenigstens eine Lager als Scan- oder Betriebsparameter der einstellbare Wert für die Drehzahl bzw. Rotationszeit und/oder den Pitch begrenzt. Eine geringe Rotationszeit bzw. eine hohe Drehzahl oder Umlaufgeschwindigkeit oder ein hoher Pitch, worunter das Verhältnis von Tischvorschub pro Rotation zur Schichtkollimation verstanden wird, erhöhen die Belastung für das Lager sowie den Verschleiß an Schleifringen. Wird daher die Drehzahl nach oben bzw. die Rotationszeit nach unten und/oder der Pitch nach oben begrenzt, verringert sich die Belastung des oder der Lager sowie des oder der Schleifringe des Computertomographiegerätes.
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Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist in dem Betriebsmodus wenigstens eine Betriebsfunktion oder wenigstens eine Betriebsart des Computertomographiegerätes deaktiviert, insbesondere wenn diese für die technischen Komponenten des Computertomographiegerätes belastender ist als eine alternativ zur Verfügung stehende Betriebsfunktion oder Betriebsart.
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In diesem Sinne ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Betriebsfunktion oder Betriebsart „Sequenzscan” deaktiviert, da ein Sequenzscan die technischen Komponenten des Computertomographiegerätes mehr belastet als beispielsweise die alternativ zur Verfügung stehende Betriebsfunktion oder Betriebsart des Spiralscans.
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Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Betriebsmodus von einem Benutzer wahlweise aktivierbar und deaktivierbar ist. Auf diese Weise kann der Betriebsmodus bzw. der „Economy Mode” insbesondere in den Fällen deaktiviert werden, in denen die gesamte Leistungsfähigkeit des Computertomographiegerätes erforderlich ist. Hierzu kann beispielsweise ein graphisches Benutzerinterface mit einem Button bzw. einer Schaltfläche zur Aktivierung bzw. Deaktivierung zur Verfügung gestellt werden.
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Eine Deaktivierung des „Economy Mode” kann aber auch dadurch erfolgen, dass der Benutzer den einstellbaren Wert eines wenigstens eine technische Komponente betreffenden Scan- oder Betriebsparameters über seinen vorgegebenen Grenz- oder Extremwert hinaus verändert, so dass dieser außerhalb des für den „Economy Mode” definierten Bereiches liegt. Die Deaktivierung und der Grund der Deaktivierung des „Economy Mode” werden dem Benutzer bevorzugt in einem Informationsfenster des graphischen Benutzerinterfaces mitgeteilt. In einem solchen Fall ist der Button zur Aktivierung nicht mehr betätigbar. Die Aktivierung des „Economy Mode” ist erst wieder möglich, wenn die Bedingungen hierfür wieder erfüllt sind, d. h. wenn die Werte der relevanten Scan- oder Betriebsparameter wieder innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegen.
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Nach einer Variante der Erfindung wird in dem Fall, dass der in einem bestimmten Aufnahme- bzw. Scanprotokoll für eine bestimmte Untersuchung eines Patienten vorgesehene Wert für den die wenigstens eine technische Komponente betreffenden Scan- oder Betriebsparameter in Folge der Begrenzung des einstellbaren Wertes für den wenigstens einen Scan- oder Betriebsparameter nicht eingestellt werden kann, der Wert für den die wenigstens eine technische Komponente betreffenden Scan- oder Betriebsparameter auf den bestimmten Prozentsatz unter- oder oberhalb des Extremwertes eingestellt und der Wert eines anderen Scan- oder Betriebsparameters wird bevorzugt derart automatisiert angepasst, dass die Untersuchung des Patienten vorzugsweise unter Beibehaltung der gewünschten Bildqualität dennoch erfolgen kann. Nach einer weiteren Variante der Erfindung handelt es sich bei dem anderen Scan- oder Betriebsparameter um die Scanzeit.
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Kann beispielsweise in Folge der Begrenzung des Wertes des Röhrenstroms im „Economy Mode” der für die Untersuchung eines Patienten vorgesehene Röhrenstrom gänzlich oder auch nur zeitweise in der Höhe nicht eingestellt werden, wird automatisch die Scanzeit in entsprechender Weise verlängert, so dass der Scan bzw. die Untersuchung des Patienten dennoch durchgeführt werden kann. In den Fällen, in denen der Konflikt durch eine Verlängerung des Scanzeit nicht gelöst werden kann, beispielsweise weil Bewegungsartefakte zu befürchten sind, muss der Scan außerhalb des „Economy Mode” erfolgen.
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Nach einer anderen Variante der Erfindung überprüft ein Röhrenlastrechner für die wenigstens eine Röntgenröhre für die die wenigstens eine Röntgenröhre betreffenden Scan- oder Betriebsparameter die Durchführbarkeit eines beabsichtigten Scans bzw. einer beabsichtigten Untersuchung eines Patienten. Ggf. veranlasst der Röhrenlastrechner die Anpassung eines Scan- oder Betriebsparameters, wie die Scanzeit, damit die Untersuchung des Patienten erfolgen kann. Der Röhrenlastrechner überprüft demnach vor der Untersuchung bzw. vor dem Scan beispielsweise anhand der Schwächungswerte eines von dem Patienten aufgenommenen Topogramms, der aktuellen Temperatur der Röntgenröhre etc., ob die beabsichtigte Untersuchung bzw. der beabsichtigte Scan des Patienten mit den gewünschten Scan- oder Betriebsparametern durchführbar ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden mit dem Betriebsmodus bzw. dem „Economy Mode” einhergehende Konsequenzen für einen Scan eines Patienten und/oder für in Folge eines Scans eines Patienten erhaltbare Bildinformationen von dem Patienten visualisiert. Vorzugsweise werden eine mit der Begrenzung der Rotationszeit oder des Röhrenstroms einhergehende Verlängerung der Scanzeit und/oder eine mit der Begrenzung des Röhrenstroms einhergehende Einbuße an erreichbarer Bildqualität visualisiert.
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Nach einer Variante der Erfindung wird visualisiert, bezügliche welcher Körperregion des Patienten und/oder in welchem Maße eine Einbuße an Bildqualität erfolgt, wozu unter anderem auch auf das in der
DE 10 2008 014 737 A1 beschriebene Verfahren zurückgegriffen werden kann. Bevorzugt wird hierzu das bereits vorstehend erwähnte graphische Benutzerinterface verwendet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird während des gesamten Betriebes des Computertomographiegerätes die Nutzung des Betriebsmodus protokolliert und/oder visualisiert. Die Protokollierung erfolgt quasi im Hintergrund von der ersten Inbetriebnahme bis zur endgültigen Stilllegung des Computertomographiegerätes. Die Visualisierung kann wiederum basierend auf dem graphischen Benutzerinterface erfolgen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Protokollierung der Nutzung des Betriebsmodus durch einen Kunden und Nutzer des Computertomographiegerätes als Basis zur Berechnung von dem Kunden des Computertomographiegerätes einzuräumenden Rabatten im Rahmen eines das Computertomographiegerät betreffenden Service-Vertrags oder zur Gewährung einer Incentivierung des Kunden des Computertomographiegerätes herangezogen. Bei der Incentivierung kann es sich beispielsweise um eine Verlängerung der Herstellergarantie etc. handeln. Der Kunde des Computertomographiegerätes erhält auf diese Weise einen Anreiz den Betriebsmodus bzw. den „Economy Mode” möglichst häufig zu nutzen.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein für eine Recheneinheit vorgesehenes Rechenprogramm, welches eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzt. Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch einen Datenträger, welcher ein solches Rechenprogramm aufweist, und ein Computertomographiegerät, welches eine Recheneinheit mit einem solchen Rechenprogramm umfasst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 ein Röntgencomputertomographiegerät und
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2 ein graphisches Benutzerinterface des Röntgencomputertomographiegerätes aus 1.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente durchwegs mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht zwingend maßstabsgetreu. 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.
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Das in 1 gezeigte Computertomographiegerät 1 umfasst eine Gantry 2 mit einem stationären Teil 3 und mit einem schematisch angedeuteten, um eine Systemachse 5 rotierbaren Teil 4, der mittels eines in 1 nicht dargestellten Lagers drehbar gegen das stationäre Teil 3 gelagert ist. Der rotierbare Teil 4 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ein Röntgensystem auf, welches eine Röntgenstrahlenquelle 6 und einen Röntgenstrahlendetektor 7 umfasst, die an dem rotierbaren Teil 4 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Im Betrieb des Computertomographiegerätes 1 geht von der Röntgenstrahlenquelle 6 Röntgenstrahlung 8 in Richtung des Röntgenstrahlendetektors 7 aus, durchdringt ein Messobjekt und wird vom Röntgenstrahlendetektor 7 in Form von Messdaten bzw. Messsignalen erfasst.
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Das Computertomographiegerät 1 weist des Weiteren eine Patientenliege 9 zur Lagerung eines zu untersuchenden Patienten P auf. Die Patientenliege 9 umfasst einen Liegensockel 10, an dem eine zur eigentlichen Lagerung des Patienten P vorgesehene Patientenlagerungsplatte 11 angeordnet ist. Die Patientenlagerungsplatte 11 ist derart relativ zu dem Liegensockel 10 in Richtung der Systemachse 5 motorisch verstellbar, dass sie zusammen mit dem Patienten P in die Öffnung 12 der Gantry 2 zur Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen von dem Patienten P, z. B. in einem Spiralscan, eingeführt werden kann.
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Die rechnerische Verarbeitung der mit dem Röntgensystem aufgenommenen 2D-Röntgenprojektionen bzw. die Rekonstruktion von Schichtbildern, 3D-Bildern oder eines 3D-Datensatzes basierend auf den Messdaten bzw. den Messsignalen der 2D-Röntgenprojektionen erfolgt mit einem schematisch dargestellten Bildrechner 13 des Computertomographiegerätes 1.
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Das Computertomographiegerät 1 weist außerdem eine Recheneinheit 14 auf, mit der Rechenprogramme zur Bedienung und Steuerung des Computertomographiegerätes 1 ausführbar sind und ausgeführt werden. Die Recheneinheit 14 muss dabei nicht als separate Recheneinheit 14 ausgebildet, sondern kann auch in das Computertomographiegerät 1 integriert sein.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in die Recheneinheit 14 ein Rechenprogramm 15 geladen, welches ein Verfahren zur Reduzierung der Belastung wenigstens einer technischen Komponente des Computertomographiegerätes 1 im Betrieb der technischen Komponente bzw. des Computertomographiegerätes 1 umsetzt. Das Rechenprogramm 15 stellt dabei einen speziellen Betriebsmodus für das Computertomographiegerät 1 dar und kann von einem tragbaren Datenträger, z. B. von einer CD 16 oder von einem Memory Stick, oder auch von einem Server 17 über ein Netzwerk 18, welches ein öffentliches als auch ein klinik- bzw. krankenhausinternes Netzwerk sein kann, in die Recheneinheit 14 geladen worden sein.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung handelt es sich bei dem Betriebsmodus um eine modifizierte Dosisautomatik, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch als „Economy Mode” bezeichnet werden kann, welcher neben der Dosismodulation zum schonenden Scan des Patienten P darauf ausgelegt ist, die technischen Komponenten des Computertomographiegerätes 1 möglichst wenig zu belasten, indem wenigstens ein Schwellwert für wenigstens einen einstellbaren Scanparameter für zumindest eine oder mehrere technische Komponenten derart festgelegt worden ist, dass die jeweilige technische Komponente nicht an bzw. dass sie unterhalb ihrer Belastungsgrenze betrieben wird.
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Bei den zu schonenden technischen Komponenten handelt es sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung um die Röntgenstrahlenquelle 6 bzw. die Röntgenröhre 6, das Lager zur drehbaren Lagerung des rotierbaren Teils 4 relativ zum stationären Teil 3 der Gantry 2 und um nicht dargestellte, aber an sich bekannte Schleifringe zur Daten- und/oder Energieübertragung zwischen dem rotierbaren Teil 4 und stationären Teil 3 der Gantry 2.
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Im Falle der Röntgenröhre 6 ist beispielsweise für den Röhrestrom vom Hersteller der Röntgenröhre 6 ein Extremwert bzw. ein Wert für den maximal zulässigen Röhrenstrom vorgegeben bzw. definiert worden. In dem vorliegenden Betriebsmodus wird zur Schonung der Röntgenröhre 6 neben dem herstellerseitig angegebenen maximal zulässigen Röhrenstrom ein Schwellwert für den Röhrenstrom vorgegeben bzw. festgelegt, der im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung 10% unter dem maximal zulässigen Röhrenstrom liegt. Für den Scanparameter „Röhrenstrom” kann in dem Betriebsmodus also nur ein Wert eingestellt werden, der 10% oder mehr unter dem maximal zulässigen Röhrenstrom liegt. In vergleichbarer Weise wird für den Scanparameter der mittleren Leistungsaufnahme der Röntgenröhre 6 pro Umlauf des rotierbaren Teils 4 um den stationären Teil 3 der Gantry 2 ein Schwellwert festgelegt, so dass die mittlere Leistungsaufnahme einen bestimmten Prozentsatz unterhalb der an sich maximal zulässigen Leistungsaufnahme der Röntgenröhre 6 pro Umlauf des rotierbaren Teils 4 um den stationären Teil 3 der Gantry 2 liegt. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Röntgenröhre 6 an ihrer Leistungsgrenze betrieben wird, bzw. wird sichergestellt, dass die Röntgenröhre 6 in einem Bereich betrieben wird, der die Röntgenröhre 6 nicht übergebührend belastet und nicht zu einer vorzeitigen Alterung bis zu einem vorzeitigen Austausch der Röntgenröhre 6 führt.
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Des Weiteren wird ein Schwellwert für die Größe des Fokus auf der nicht explizit dargestellten Anode der Röntgenröhre 6 festgelegt. Da die Belastung der Röntgenröhre 6, insbesondere der Anode der Röntgenröhre 6 mit einer Verkleinerung der Größe des Fokus steigt, wird der Schwellwert derart festgelegt, dass die Größe des Fokus im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung mindestens 10% größer sein muss als die minimal zulässige Größe des Fokus.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung wird zusätzlich die Größe des Fokus auf der Anode der Röntgenröhre 6 vorzugsweise in Abhängigkeit von einem Scanprotokoll bzw. der beabsichtigten Untersuchung eines Patienten P eingestellt. Während z. B. bei Weichteiluntersuchungen, bei denen die Bildschärfe von geringerer Relevanz ist, der Fokus vergleichsweise groß ist, wird der Fokus z. B. bei Knochenuntersuchungen, bei denen die Bildschärfe im Vordergrund steht, vergleichsweise verringert. Im „Economy Mode” sinkt diese jedoch nicht unter den definierten, an dem Extremwert orientierten Schwellwert.
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Zur Schonung des Lagers zur drehbaren Lagerung des rotierbaren Teils 4 relativ zu dem stationären Teil 3 und der Schleifringe vor übermäßiger Belastung und Abnutzung, welche vor allem bei hohen Drehzahlen bzw. niedrigen Rotationszeiten des rotierbaren Teils 4 relativ zu dem stationären Teil 3 der Gantry 2 auftreten, werden im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung in dem Betriebsmodus als Scanparameter die einstellbaren Werte für die Drehzahl und den Pitch begrenzt, wozu wiederum jeweils ein Schwellwert vorgegeben wird, der einen bestimmten Prozentsatz unterhalb des an sich maximal zulässigen Wertes liegt. Auf diese Weise wird ein schonender bzw. weniger belastender Betrieb des Lagers und der Schleifringe sichergestellt, deren Austausch, insbesondere deren vorzeitiger Austausch mit hohen Kosten für einen Betreiber bzw. Nutzer des Computertomographiegerätes 1 verbunden wäre.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in dem Betriebsmodus außerdem die Betriebsfunktion oder Betriebsart „Sequenzscan” deaktiviert, so dass Sequenzscans nicht möglich sind, bei denen an mehreren aufeinanderfolgenden Tischpositionen durch Drehung des Röntgensystems um den Patienten P 2D-Röntgenprojektionen von dem Patienten aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommen werden. Während der Aufnahme der 2D-Röntgenprojektionen wird die Patientenlagerungsplatte 10 mit dem Patienten dabei nicht bewegt, sondern nur zwischen den Aufnahmen, um das Röntgensystem relativ zu einem anderen Körperabschnitt des Patienten anzuordnen. Ein derartiger Sequenzscan ist durch die wiederholte Aktivierung der Röntgenröhre 6 und die dadurch bedingten schnellen Temperaturänderungen belastend für die Röntgenröhre 6. Aus diesem Grund sind in dem Betriebsmodus nur Spiralscans möglich, bei denen die Röntgenröhre 6 kontinuierlich betrieben wird. Zusätzlich ist die maximale Rotationsgeschwindigkeit begrenzt, um die Belastung des Lagers und der Schleifringe zu reduzieren.
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Ist der Betriebsmodus „Economy Mode” gewählt und halten die Scanparameter eines ebenfalls ausgewählten Aufnahme- bzw. Scanprotokolls zur Untersuchung eines Patienten die Grenz- bzw. Schwellwerte des „Economy Mode” ein, kann der Scan bzw. die Untersuchung des Patienten unmittelbar durchgeführt werden.
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In der Regel überprüft dabei ein nicht dargestellter Röhrenlastrechner für die Röntgenröhre 6 für die die Röntgenröhre 6 betreffenden Scanparameter die Durchführbarkeit des Scans bzw. der Untersuchung des Patienten P. Basierend auf den Schwächungswerten eines vor der Untersuchung bzw. vor dem Scan aufgenommenen Topogramms des Patienten P wird unter Berücksichtigung der aktuellen Temperatur der Röntgenröhre 6, der Scanzeit, des Millisekunden-Ampere-Produkts, der Röhrenspannung, der Länge des zu scannenden Körperbereichs, des Tischvorschubs etc. überprüft, ob der Scan mit den gewünschten Scanparametern durchführbar ist.
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In Folge des Betriebsmodus kann es vorkommen, dass z. B. der nach einem Scanprotokoll einzustellende Wert des Röhrenstroms nicht eingestellt werden kann, da dieser oberhalb des Grenz- bzw. Schwellwertes des „Economy Mode” liegt. Der Benutzer kann in einem solchen Fall den „Economy Mode” deaktivieren oder einen oder mehrere andere Scanparameter des Scanprotokolls anpassen, um den Scan auch mit begrenztem Röhrenstrom durchführen zu können. Bevorzugt erfolgt die Anpassung des einen oder der mehreren Scanparameter automatisch, z. B. durch den Röhrenlastrechner. Im Falle eines durch den „Economy Mode” reduzierten Röhrenstroms wird z. B. die Scanzeit, also die Zeit, die für den Scan benötigt wird, automatisch verlängert, um den Scan mit der erwünschten Bildqualität durchführen zu können. Des Weiteren kann es in Folge der Begrenzung der Drehzahl und des Pitches zu einer automatischen oder auch manuell vorgenommenen Erhöhung der Scanzeit kommen, um die Untersuchung des Patienten überhaupt durchführen zu können.
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Darüber hinaus können in Folge des „Economy Mode”, insbesondere durch die Begrenzung des Röhrenstromes Fälle auftreten, bei denen trotz einer Verlängerung der Scanzeit beim Scan bestimmter Körperregionen eines Patienten, wie dem Schulterbereich, oder beim Scan von adipösen Patienten die Bildqualität aufgrund der starken Schwächung der Röntgenstrahlen durch das Körpergewebe nicht optimal ist.
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In all diesen Fällen werden einem Nutzer des Computertomographiegerätes 1 die mit dem Betriebsmodus einhergehenden Konsequenzen vorzugsweise in einem graphischen Benutzerinterface visualisiert. In 2 ist ein derartiges graphisches Benutzerinterface 19 schematisch dargestellt.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung weist das graphische Benutzerinterface 19 einen Bereich 20 auf, in dem ein üblicherweise vor einem Scan des Patienten P vom Patienten P aufgenommenes Topogramm angezeigt wird. In dem Topogramm ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung der Bereich 21 visualisiert, in dem aufgrund des Betriebsmodus eine Einbuße an erreichbarer Bildqualität in Kauf genommen werden muss. Auf diese Weise kann ein Benutzer sofort erkennen, ob die Einbuße akzeptabel ist oder nicht. Soll beispielsweise vorrangig das Herz 22 des Patienten P gescannt werden, so ist die Einbuße an Bildqualität im Schulterbereich des Patienten P nur von geringer Bedeutung, so dass der Scan wie beabsichtigt durchgeführt werden kann.
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In einem Bereich 23 des graphischen Benutzerinterface 19 wird mit dem Balken 24 zusätzlich das Maß der Einbuße an Bildqualität in dem Bereich 21 in Form einer Prozentangabe visualisiert. Zusätzlich werden in dem Bereich 23 die Scanzeit 25 und eine durch den Betriebsmodus verursachte Verlängerung 26 der Scanzeit visualisiert.
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In dem Bereich 27 werden weitere Scanparameter, wie beispielweise die Rotationszeit 28 etc. visualisiert. Darüber hinaus weist das graphische Benutzerinterface 19 einen Button 29 auf, der zur Aktivierung bzw. Deaktivierung des Betriebsmodus dient. Sind die Einbußen an Bildqualität für einen Benutzer z. B. nicht akzeptabel, kann er somit den Betriebsmodus bzw. den „Economy Mode” deaktivieren und den Patienten unter Verwendung eines alternativen Betriebsmodus scannen.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung wird die Nutzung des Betriebsmodus durch den Betreiber des Computertomographiegerätes 1 während der gesamten Betriebsdauer des Computertomographiegerätes 1, d. h. von seiner ersten Inbetriebnahme bis zur endgültigen Stilllegung beispielsweise in einer Ereignisprotokolldatei der Recheneinheit 14 protokolliert. Basierend auf der Protokollierung kann dem Betreiber des Computertomographiegerätes 1 die Rate der Nutzung des Betriebsmodus mit dem graphischen Benutzerinterface 19 visualisiert werden.
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Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass der Hersteller 30 des Computertomographiegerätes 1 oder ein Wartungsarbeiten an dem Computertomographiegerät 1 durchführendes Serviceunternehmen die Ereignisprotokolldatei beispielsweise über das Netzwerk 18 abfragen kann. Auch eine vorzugsweise regelmäßige Versendung der Ereignisprotokolldatei via Email an das Serviceunternehmen bzw. den Hersteller 30 des Computertomographiegerätes 1 ist möglich. In diesem Fall kann die Protokollierung der Nutzung des Betriebsmodus als Basis zur Berechnung von dem Benutzer des Computertomographiegerätes 1 einzuräumenden Rabatten im Rahmen eines das Computertomographiegerät 1 betreffenden Service-Vertrags oder zur Gewährung einer Incentivierung des Benutzer des Computertomographiegerätes herangezogen werden. Der Kunde kann durch die Nutzung des Betriebsmodus also beispielsweise seine Kosten im Rahmen eines Service-Vertrages senken, wenn in dem Vertrag mit dem Serviceunternehmen, das auch der Hersteller des Computertomographiegerätes sein kann, festgelegt ist, dass dem Kunden in Abhängigkeit von der Nutzung des Betriebsmodus Rabatte eingeräumt werden. In vergleichbarer Weise kann mit dem Hersteller des Computertomographiegerätes 1 vereinbart werden, in Abhängigkeit von der Nutzung des Betriebsmodus als Incentivierung die Herstellergarantie auf das Computertomographiegerät 1 zu verlängern, woraus der Kunde ebenfalls einen finanziellen Vorteil ziehen kann.
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Im Unterschied zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung können auch für weitere technische Komponenten des Computertomographiegerätes einzustellende Werte für Scan- oder Betriebsparameter derart begrenzt sein, dass der jeweilige Wert einen bestimmten Prozentsatz unter- oder oberhalb eines definierten Extremwertes für die jeweilige technische Komponente liegt, um die Belastung der jeweiligen technischen Komponente im Betrieb der technischen Komponente zu reduzieren. Die Festlegung eines Schwell- bzw. Grenzwertes orientiert sich dabei jeweils an dem Leistungsvermögen der jeweiligen technischen Komponente. Die Festlegung eines Schwell- bzw. Grenzwertes muss dabei nicht notwendigerweise wie vorstehend exemplarisch beschrieben derart erfolgen, dass der Schwell- bzw. Grenzwert 10% unterhalb oder oberhalb des Extremwertes liegt. Vielmehr sind auch andere Prozentsätze oder Abstufungen möglich.
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Durch die Erfindung werden demnach die technischen Komponenten eines Computertomographiegerätes weniger stark beansprucht, wodurch deren Lebensdauer in vorteilhafter Weise verlängert werden kann. Ggf. muss der Nutzer des Computertomographiegerätes eine geringfügig schlechtere Bildqualität in Kauf nehmen. In den meisten Fällen ist die Verschlechterung der Bildqualität jedoch so gering, dass der Nutzer diese sogar nicht ohne weiteres erkennen wird. Bei Scans mit ohnehin geringer Dosis, wie bei Scans von Kindern oder Organen wie der Lunge, bleibt die gewohnt Bildqualität erhalten. Selbst bei adipösen Patienten ist in der Regel nur in bestimmten Körperregionen, wie dem Schulterbereich oder dem Beckenbereich, mit einer geringfügig schlechteren Bildqualität zu rechnen.
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Im Unterschied zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung müssen die Betriebsmodi Dosisautomatik und „Economy Mode” nicht miteinander kombiniert werden. Vielmehr können beide Modi unabhängig voneinander und nebeneinander bestehen, aktiviert und deaktiviert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008014737 A1 [0022]
