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Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Computertomographiegerät und ein Computertomographiegerät zur dynamischen CT-Untersuchung eines Patienten, welches Computertomographiegerät eine Gantry mit einem stationären Teil und einem um eine Systemachse rotierbaren Teil, an dem einander gegenüberliegend eine Röntgenstrahlenquelle und ein Röntgenstrahlendetektor angeordnet sind, sowie eine in Richtung der Systemachse verstellbare Patientenlagerungsplatte aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Datenträger, welcher ein das Verfahren umsetzendes Rechenprogramm aufweist.
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DE 10 2005 018 811 A1 offenbart eine Blendenvorrichtung für eine zur Abtastung eines Objektes vorgesehene Röntgeneinrichtung.
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US 2010 / 0 054 395 A1 offenbart ein Röntgencomputertomographiegerät, umfassend ein Paar von Kollimatoren, die Röntgenstrahlen von der Röntgenröhre in eine Kegelstrahlform formen, und ein Kollimatorbewegungsmechanismus.
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US 2011 / 0 058 645 A1 offenbart ein CT-Bildgebungssystem, umfassend eine Strahlungsquelle, die sich um eine Untersuchungsregion um eine Längsachse dreht und während ihrer Verschiebung in einer Richtung der Längsachse während einer Durchflugerfassung Strahlung emittiert, wobei sich die Strahlungsquelle während der Erfassung physikalisch in der Richtung der Längsachse verschiebt, und einen Quellenkollimator, umfassend mindestens ein Kollimatorblatt, das die emittierte Strahlung während der Durchflugerfassung kollimiert, um ein im Allgemeinen konisch geformtes Strahlenbündel zu bilden, das die Untersuchungsregion durchquert, wobei der Quellenkollimator die Kollimation dynamisch variiert, um den Strahlungswinkel des Strahlenbündels kegelförmig zu verengen oder zu verringern, wenn sich die Strahlungsquelle auf eine der Grenzen des Verfahrwegs zu bewegt.
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Neben konventionellen CT-Untersuchungen, bei denen Schichtbilder oder 3D-Bilder von einem Körperbereich eines Patienten rekonstruiert werden, um Informationen über die Morphologie des Patienten zu erhalten, haben sich sogenannte dynamische CT-Untersuchungen von Patienten etabliert, mit deren Hilfe funktionelle Informationen beispielsweise über ein Gewebe des Patienten gewonnen werden können. In der Computertomographie kommen dabei häufig Kontrastmittel zum Einsatz.
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Exemplarisch sei hier eine Mehrphasen-Untersuchung der Leber eines Patienten genannt, von der in verschiedenen zeitlichen Phasen oder in verschiedenen Zuständen Bilder erzeugt werden, um verschiedenartige Läsionen in der Leber zu diagnostischen Zwecken voneinander unterscheiden zu können. Im Falle der Leber werden die verschiedenen Phasen bzw. Zustände durch die Gabe von Kontrastmittel hervorgerufen, welches von den verschiedenartigen Läsionen zeitlich unterschiedlich aufgenommen wird. Die Mehrphasen-Untersuchung der Leber umfasst daher eine sogenannte native Phase, in der noch kein Kontrastmittel in der Leber vorhanden ist, eine zweite arterielle Phase nach der Gabe von Kontrastmittel und eine dritte venöse Phase nach der Gabe des Kontrastmittels, welche sich an die arterielle Phase anschließt. Um Bilder in allen Phasen der Leber rekonstruieren zu können, ist es erforderlich über einen längeren Zeitraum von ca. 30 bis 50 Sekunden Röntgenprojektionen von dem die Leber aufweisenden Körperbereich in allen Phasen der Leber aufzunehmen, z.B. für eine Auswertung von Perfusionsparametern.
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Nach einem ersten Verfahren wird der die Leber aufweisende Körperbereich des Patienten mit der Patientenlagerungsplatte in dem durch die Röntgenstrahlenquelle und den Röntgenstrahlendetektor festgelegten Messvolumen des Computertomographiegerätes positioniert und es werden bei unbewegter Patientenlagerungsplatte aufeinanderfolgend Röntgenprojektionen von dem die Leber aufweisenden Körperbereich des Patienten zur Rekonstruktion von Bildern aufgenommen. Der Nachteil dieser Aufnahmetechnik besteht darin, dass der untersuchbare Körperbereich in Richtung der Systemachse bzw. der Patientenlängsachse betrachtete auf die Breite des Röntgenstrahlendetektors beschränkt ist, die zumindest bei bestehenden Computertomographiegeräten nicht ohne Weiteres verbreitert werden kann. Aufgrund von willkürlichen Patientenbewegungen und von Atembewegungen ist es jedoch wünschenswert eine größere Abdeckung in Patientenlängsrichtung bei der Aufnahme von Röntgenprojektionen zu haben. 1 zeigt die beschriebene Situation, wonach die Breite des Röntgenstrahlendetektors bzw. die Ausdehnung A1 einer Röntgenprojektion PR in Richtung der Systemachse SY den Scanbereich S1 in Richtung der Systemachse SY bzw. den zu untersuchenden Körperbereich des Patienten P festlegt. Das Dosisprofil D1 der dem Patienten P im Zuge der Aufnahme von Röntgenprojektionen applizierten Dosis an Röntgenstrahlung ist verhältnismäßig homogen und basiert ebenfalls auf der Breite des Röntgenstrahlendetektors bzw. auf der Ausdehnung A1 der Röntgenprojektionen PR in Richtung der Systemachse SY.
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Zur Vermeidung der Nachteile des ersten Verfahrens wurde ein zweites Verfahren geschaffen, bei dem bei ansonsten gleichem Messsystem die Patientenlagerungsplatte mit dem Patienten während der Aufnahme von Röntgenprojektionen periodisch und kontinuierlich in Richtung der Systemachse bzw. der Patientenlängsachse betrachtet innerhalb eines Scanbereichs S2 vor und zurück bewegt wird, so dass effektiv von einem längeren Körperbereich des Patienten Röntgenprojektionen PR aufgenommen werden können. Im Vergleich zu dem ersten Verfahren verbreitert sich dabei zwar das Dosisprofil D2 der im Zuge der Aufnahme von Röntgenprojektionen PR dem Patienten applizierten Dosis an Röntgenstrahlung. Die Verteilung der Dosis in Richtung der Patientenlängsachse betrachtet ist jedoch vergleichsweise homogen. 2 veranschaulicht das Verfahren, bei dem durch die Bewegung der den Patienten aufnehmenden Patientenlagerungsplatte und bei feststehendem Röntgenstrahlendetektor ein größerer bzw. längerer Körperbereich des Patienten untersucht werden kann.
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Inzwischen sind Computertomographiegeräte im Einsatz, die im Vergleich zu früher verwendeten Computertomographiegeräten einen in Richtung der Systemachse betrachtet breiteren Röntgenstrahlendetektor aufweisen. Während noch vor einigen Jahren sogenannte 16-Zeiler der Standard bei Röntgenstrahlendetektoren war, sind dies heutzutage 64-Zeiler oder Röntgenstrahlendetektoren mit noch mehr Zeilen. Im Falle breiterer Röntgenstrahlendetektoren verändert sich jedoch unter der zutreffenden Annahme eines nicht länger werdenden Scanbereichs, da sich die Anatomie der Patienten nicht ändert, die Form des Dosisprofils der dem Patienten im Zuge der Aufnahme von Röntgenprojektionen applizierten Dosis an Röntgenstrahlung. Insbesondere im Falle eines verhältnismäßig kurzen Scanbereichs im Vergleich zur Detektorabdeckung kommt es zu einem deutlichen Anstieg der Dosis an Röntgenstrahlung in dem zentralen Körperabschnitt des zu untersuchenden Körperbereichs des Patienten, der trotz Verstellung der Patientenlagerungsplatte quasi ständig von Röntgenstrahlung durchsetzt wird, ohne dass die zusätzlich gewonnene Information diagnostisch notwendig wäre. 3 veranschaulicht die Problematik. Während der Scanbereich S3 dem Scanbereich S2 aus 2 entspricht, ist die Breite des Röntgenstrahlendetektors bzw. die Ausdehnung A3 einer Röntgenprojektion PR in Richtung der Systemachse deutlich größer als die Breite des Röntgenstrahlendetektors bzw. die Ausdehnung A1 einer Röntgenprojektion PR in Richtung der Systemachse aus 2. Trotz Verstellung der Patientenlagerungsplatte wird der der Mitte des Scanbereichs zuzuordnende Körperabschnitt des Patienten permanent durchstrahlt, so dass sich das Dosisprofil D3 ergibt mit einem deutlichen Anstieg der Dosis an Röntgenstrahlung im Zentralbereich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Computertomographiegerät zur dynamischen CT-Untersuchung eines Patienten sowie einen Datenträger der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass die dem Patienten bei einer dynamischen CT-Untersuchung applizierte Dosis an Röntgenstrahlung reduziert und über den untersuchten Körperbereich homogenisiert wird.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren für ein Computertomographiegerät zur dynamischen CT-Untersuchung eines Patienten aufweisend eine Gantry mit einem stationären Teil und einem um eine Systemachse rotierbaren Teil, an dem einander gegenüberliegend eine Röntgenstrahlenquelle und ein Röntgenstrahlendetektor angeordnet sind, welcher Röntgenstrahlenquelle eine Blende zugeordnet ist, welche in Richtung der Systemachse verstellbare Blendenelemente zur Begrenzung eines von der Röntgenstrahlenquelle ausgehenden Röntgenstrahlenbündels in Richtung der Systemachse aufweist, und eine in Richtung der Systemachse verstellbare Patientenlagerungsplatte, bei dem zu einer dynamischen CT-Untersuchung eines Körperbereichs des Patienten die Patientenlagerungsplatte in Richtung der Systemachse zwischen einer ersten und einer zweiten Endposition der Patientenlagerungsplatte vorzugsweise vor und zurück verstellt wird und bei dem gleichzeitig die Blendenelemente der Blende in Richtung der Systemachse zwischen einer ersten und einer zweiten Endposition der Blendenelemente vorzugsweise vor und zurück verstellt werden.
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Es wird also vorgeschlagen der vorzugsweise periodischen Verstellung bzw. der vorzugsweise periodischen Bewegung der Patientenlagerungsplatte in Richtung der Systemachse eine vorzugsweise periodische Verstellung bzw. eine vorzugsweise periodische Bewegung von Blendenelementen, z.B. Blendenlamellen, einer der Röntgenstrahlenquelle zugeordneten Blende in Richtung der Systemachse während der Aufnahme von Röntgenprojektionen zu überlagern, um auf diese Weise steuern zu können, welcher Körperabschnitt des zu untersuchenden Körperbereichs bzw. des Scanbereichs von Röntgenstrahlung durchsetzt werden soll. Durch eine gezielte Steuerung insbesondere der Verstellung der Blendenelemente kann demnach nicht nur die dem Patienten im Zuge der dynamischen CT-Untersuchung applizierte Dosis an Röntgenstrahlung beeinflusst und vorzugsweise reduziert werden, sondern auch die Dosisverteilung bzw. die Dosiskurve beeinflusst, insbesondere homogenisiert werden.
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Das Verfahren ist vor allem für dynamische CT-Untersuchungen vorgesehen, bei denen der Scanbereich bzw. der zu untersuchende Körperbereich eines Patienten verhältnismäßig klein unter Berücksichtigung der Breite des Röntgenstrahlendetektors des Computertomographiegerätes bzw. der Ausdehnung einer den Röntgenstrahlendetektor vollständig ausleuchtenden Röntgenprojektion in Richtung der Systemachse betrachtet ist. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn der Scanbereich z.B. kürzer bzw. kleiner ist als die doppelte Breite des Röntgenstrahlendetektors in Richtung der Systemachse des Computertomographiegerätes betrachtet.
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Zudem weisen die Blendenelemente in Richtung der Systemachse betrachtet eine bestimmte Öffnungsweite zur Begrenzung des von der Röntgenstrahlenquelle ausgehenden Röntgenstrahlenbündels in Richtung der Systemachse auf, welche derart gewählt wird, dass das Röntgenstrahlenbündel beim Auftreffen auf den Röntgenstrahlendetektor in Richtung der Systemachse betrachtet nur einen Teil der Detektorfläche des Röntgenstrahlendetektors ausleuchtet. Das Röntgenstrahlenbündel wird also gezielt derart in Richtung der Systemachse geformt bzw. begrenzt, dass nur ein Teil des Röntgenstrahlendetektors ausgeleuchtet und somit auch nur ein Teil des an sich pro Röntgenprojektion durchleuchtbaren Körperabschnitts des zu untersuchenden Körperbereiches durchleuchtet wird. Durch gezielte Steuerung der Verstellung der Blendenelemente kann auf diese Weise eine Überabtastung im zentralen Körperabschnitt des zu untersuchenden Körperbereiches des Patienten vermieden werden.
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Nach einer weiteren Variante der Erfindung werden die Patientenlagerungsplatte und die Blendenelemente derart entgegengesetzt relativ zueinander verstellt, dass das Röntgenstrahlenbündel während der Verstellung der Patientenlagerungsplatte aus ihrer ersten Endposition heraus in ihre zweite Endposition und der gleichzeitigen Verstellung der Blendenelemente aus ihrer ersten Endposition heraus in ihre zweite Endposition den Röntgenstrahlendetektor in Richtung der Systemachse betrachtet einmal vollständig ausleuchtet. Hierzu sind die Verstellgeschwindigkeiten für die Patientenlagerungsplatte und die Blendenelemente unter anderem in Abhängigkeit von der Größe des Scanbereichs, der Öffnungsweite der Blendenelemente und der Breite des Röntgenstrahlendetektors in Richtung der Systemachse betrachtet zu wählen.
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Die Blendenelemente weisen, wie bereits erwähnt, in Richtung der Systemachse betrachtet eine bestimmte Öffnungsweite zur Begrenzung des von der Röntgenstrahlenquelle ausgehenden Röntgenstrahlenbündels in Richtung der Systemachse auf, welche Öffnungsweite während der Verstellbewegung der Blendenelemente in Richtung der Systemachse konstant bleibt.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Patientenlagerungsplatte und die Blendenelemente gleichzeitig in die beiden entgegengesetzten Richtungen der Systemachse vorzugsweise periodisch vor und zurück relativ zueinander verstellt. Sowohl die Blendenelemente als auch die Patientenlagerungsplatte werden linear mit vorzugsweise jeweils konstanter Verstellgeschwindigkeit, abgesehen von den Umkehrpunkten bzw. von den Umkehrpositionen, in die beiden Richtungen der Systemachse verstellt. Auf diese Weise kann auch eine höhere Scangeschwindigkeit erzielt werden im Vergleich zu der alleinigen Verstellung der Patientenlagerungsplatte.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Fokus der Röntgenstrahlenquelle bei der Verstellung der Blendenelemente in Richtung der Systemachse in dieselbe Richtung in Bezug auf die Systemachse verstellt wie die Blendenelemente. Je nach Stellung der Blendenelemente bzw. der Öffnungsweite der Blendenelemente relativ zu der Röntgenstrahlenquelle wird also der Fokus auf der Anode der Röntgenstrahlenquelle in Richtung der Systemachse nachgeführt.
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Vorzugsweise erfolgt die Verstellung des Fokus sprunghaft, also unter Verwendung des Prinzips des sogenannten Springfokus.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden während der Verstellung der Patientenlagerungsplatte und der Blendenelemente Röntgenprojektionen von dem Körperbereich des Patienten vorzugsweise aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommen und Bilder von dem Körperbereich des Patienten rekonstruiert.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein Computertomographiegerät zur dynamischen CT-Untersuchung eines Patienten aufweisend eine Gantry mit einem stationären Teil und einem um eine Systemachse rotierbaren Teil, an dem einander gegenüberliegend eine Röntgenstrahlenquelle und ein Röntgenstrahlendetektor angeordnet sind, welcher Röntgenstrahlenquelle eine Blende zugeordnet ist, welche in Richtung der Systemachse verstellbare Blendenelemente zur Begrenzung eines von der Röntgenstrahlenquelle ausgehenden Röntgenstrahlenbündels in Richtung der Systemachse aufweist, eine in Richtung der Systemachse verstellbare Patientenlagerungsplatte und eine Recheneinrichtung, welche ein Rechenprogramm umfasst, welches eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen Datenträger, der ein Rechenprogramm aufweist, das eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
- 1 bis Prinzipien dynamischen CT-Untersuchungen eines
- 3 Patienten nach dem Stand der Technik,
- 4 ein Computertomographiegerät nach der Erfindung,
- 5 bis 8 das Prinzip der dynamischen CT-Untersuchung eines Patienten nach der Erfindung und
- 9 das sich bei der dynamischen CT-Untersuchung ergebende Dosisprofil.
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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 Computertomographiegerät 11 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 4 gezeigte Computertomographiegerät 11 umfasst eine Gantry 12 mit einem stationären Teil 13 und mit einem um eine Systemachse 15 rotierbaren Teil 14. Der rotierbare Teil 14 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ein Röntgensystem auf, welches eine Röntgenstrahlenquelle 16 und einen Röntgenstrahlendetektor 17 umfasst, die an dem rotierbaren Teil 14 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Im Betrieb des Computertomographiegerätes 11 geht von der Röntgenstrahlenquelle 16 Röntgenstrahlung 18 in Richtung des Röntgenstrahlendetektors 17 aus, durchdringt ein Messobjekt und wird vom Röntgenstrahlendetektor 17 in Form von Messdaten bzw. Messsignalen erfasst.
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Das Computertomographiegerät 11 weist des Weiteren eine Patientenliege 19 zur Lagerung eines zu untersuchenden Patienten P auf. Die Patientenliege 19 umfasst einen Liegensockel 20, an dem eine zur eigentlichen Lagerung des Patienten P vorgesehene Patientenlagerungsplatte 21 angeordnet ist. Die Patientenlagerungsplatte 21 ist derart relativ zu dem Liegensockel 20 in Richtung der Systemachse 15 verstellbar, dass sie zusammen mit dem Patienten P in die Öffnung 22 der Gantry 12 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 23 des Computertomographiegerätes 11.
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Das Computertomographiegerät 11 weist außerdem eine Recheneinheit 24 auf, mit der Rechenprogramme zur Bedienung und Steuerung des Computertomographiegerätes 11 ausführbar sind und ausgeführt werden. Die Recheneinheit 24 muss dabei nicht als separate Recheneinheit 24 ausgebildet, sondern kann auch in das Computertomographiegerät 11 integriert sein.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in die Recheneinheit 24 ein Rechenprogramm 25 geladen, welches das erfindungsgemäße Verfahren zur dynamischen CT-Untersuchung eines Patienten P umsetzt. Das Rechenprogramm 25 stellt dabei einen speziellen Betriebsmodus für das Computertomographiegerät 11 dar und kann von einem tragbaren Datenträger, z.B. von einer CD 26 oder von einem Memory Stick, oder auch von einem Server 27 über ein Netzwerk 28, welches ein öffentliches als auch ein klinik- bzw. krankenhausinternes Netzwerk sein kann, in die Recheneinheit 24 geladen worden sein.
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Für eine dynamische CT-Untersuchung des Patienten P nach der Erfindung, beispielsweise für eine dynamische CT-Untersuchung des die Leber aufweisenden Körperbereichs des Patienten P unter Verwendung von Kontrastmittel, ist der Röntgenstrahlenquelle 16 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung eine Blende 30 zugeordnet, die zwei in die zwei Richtungen der Systemachse 15 verstellbare Blendenelemente bzw. Blendenlamellen 31 und 32 aufweist. Die Verstellung der Blendenlamellen 31, 32 kann durch einen oder mehrere elektrische, nicht dargestellte Antriebe erfolgt, welche von der Recheneinheit 25 zumindest indirekt angesteuert werden.
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Im Zuge der dynamischen CT-Untersuchung des die Leber aufweisenden Körperbereichs des Patienten P wird zunächst ein Scanbereich S in Richtung der Systemachse 15 festgelegt, in dem Röntgenprojektionen aus unterschiedlichen Richtungen von dem Körperbereich des Patienten P über ca. 50 Sekunden aufgenommen werden. Der Scanbereich S ist in Richtung der Systemachse 15 betrachtet größer als die Breite B des Röntgenstrahlendetektors 17. Um periodisch Röntgenprojektionen aus dem gesamten Scanbereich S aufnehmen zu können, muss daher die Patientenlagerungsplatte 21 periodisch zwischen einer ersten Endposition E1PL und einer zweiten Endposition E2PL vor und zurück verstellt werden. Würde der Röntgenstrahlendetektor 17 dabei ständig über seine ganze in Richtung der Systemachse 15 betrachtete Breite B von dem von der Röntgenstrahlenquelle 16 ausgehenden Röntgenstrahlenbündel 18 ausgeleuchtet, würde dem Patienten P im mittleren Körperabschnitt des zu scannenden bzw. zu untersuchenden Körperbereichs eine verhältnismäßig hohe Dosis an Röntgenstrahlung appliziert, da dort eine Art Überabtastung erfolgen würde, ohne die zusätzlich Information sinnvoll nutzen zu können.
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Aus diesem Grund werden die Blendenelemente 31, 32 der Blende 30 programmgesteuert entgegengesetzt zu der Patientenlagerungsplatte 21 in Richtung der Systemachse 15 von einer ersten Endposition E1Blende in eine zweite Endposition E2Blende verstellt. Die Blendenlamellen 31, 32 weisen dabei in Richtung der Systemachse 15 betrachtet eine wählbare Öffnungsweite W derart auf, dass das von der Röntgenstrahlenquelle 16 ausgehende Röntgenstrahlenbündel 18 beim Auftreffen auf den Röntgenstrahlendetektor 17 in Richtung der Systemachse 15 betrachtet jeweils nur einen Teil der Detektorfläche des Röntgenstrahlendetektors 17 ausleuchtet. Während der Verstellung der Blendenlamellen 31, 32 und der Aufnahme von Röntgenprojektionen bleibt die Öffnungsweite W konstant.
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Die Patientenlagerungsplatte 21 und die Blendenlamellen 31, 32 werden derart entgegensetzt relativ zueinander programmgesteuert verstellt, dass das Röntgenstrahlenbündel 18 während der Verstellung der Patientenlagerungsplatte 21 aus ihrer ersten Endposition E1PL heraus in ihre zweite Endposition E2PL und der gleichzeitigen Verstellung der Blendenlamellen 31, 32 aus ihrer ersten Endposition E1Blende, heraus in ihre zweite Endposition E2Blende den Röntgenstrahlendetektor 17 in Richtung der Systemachse 15 betrachtet einmal vollständig ausleuchtet. Hierzu sind die Verstellgeschwindigkeiten für die Patientenlagerungsplatte 21 und die Blendenlamellen 31, 32 unter anderem in Abhängigkeit von der Größe des Scanbereichs S, der Öffnungsweite W der Blendenlamellen 31, 32 und der Breite B des Röntgenstrahlendetektors 17 in Richtung der Systemachse 15 betrachtet entsprechend zu wählen bzw. einzustellen. Diese Einstellungen werden durch das Rechenprogramm 25 unterstützt, das vorzugsweise auch eine graphische Benutzeroberfläche zur Verfügung stellt, welche auf der Anzeigevorrichtung der Recheneinheit 24 darstellbar ist.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung handelt es sich bei der Röntgenstrahlenquelle 16 um eine Röntgenröhre 16 mit einem Springfokus. Die Röntgenröhre 16 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung zwei in Richtung der Systemachse 15 versetzte Foki F1 und F2 auf. Dies ermöglicht es, im Zuge der Verstellung der Blendenlamellen 31, 32 in Richtung der Systemachse 15 den jeweils aktiven, zur Erzeugung von Röntgenstrahlung genutzten Fokus ebenfalls in Richtung der Systemachse 15 zu verstellen, um jeweils ein adäquates Röntgenstrahlenbündel 18 für den Scan erzeugen zu können.
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Der Ablauf der dynamischen CT-Untersuchung ist anhand der 5 bis 8 für vier Zeitpunkte einer periodischen Verstellung veranschaulicht.
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5 zeigt die Ausgangssituation, bei der sich die Patientenlagerungsplatte 21 in ihrer ersten Endposition E1PL und die Blendenlamellen 31, 32 in ihrer ersten Endposition E1Blende befinden. Die Öffnungsweite W der Blendenlamellen 31, 32 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung derart gewählt worden, dass ca. ein Viertel der Detektorfläche des Röntgenstrahlendetektors 17 von dem von dem Fokus F1 der Röntgenröhre 16 ausgehenden Röntgenstrahlenbündel 18 ausgeleuchtet wird. Demnach wird bei dieser Konstellation auch nur ein Teil des zu scannenden Körperbereichs des Patienten P von dem Röntgenstrahlenbündel 18 durchdrungen. Die Patientenlagerungsplatte 21 wird nun zunächst in Richtung des Pfeils a und die Blendenlamellen 31, 32 werden gleichzeitig entgegengesetzt in Richtung des Pfeils b verstellt.
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6 zeigt die Anordnung aus 5 zu einem Zeitpunkt, zu dem die Patientenlagerungsplatte 17 ein Stück in Richtung des Pfeils a und die Blendenlamellen ein Stück in Richtung des Pfeils b verstellt wurden.
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7 zeigt die Anordnung aus 5 zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wechsel von Fokus F1 zu Fokus F2 stattgefunden hat, so dass der Fokus der Bewegung der Blendenlamellen 31, 32 folgt.
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8 zeigt die Anordnung aus 5 zu einem Zeitpunkt, zu dem die Patientenlagerungsplatte 17 ihre Endposition E2PL und die Blendenlamellen 31, 32 ihre Endposition E2Blende erreicht haben. Die Endposition E2PL ist zugleich der Umkehrpunkt für die Verstellung der Patientenlagerungsplatte 17, die sich nun in Richtung des Pfeils b bewegt. In entsprechender Weise ist die Endposition E2Blende der Umkehrpunkt für die Verstellung der Blendenlamellen 31, 32, die sich nun in Richtung des Pfeils a bewegen und demnach wieder entgegengesetzt zu der Patientenlagerungsplatte 21. Insofern ist der Ablauf nun umgekehrt (vgl. 8 bis 5). Die Endpositionen E1Pl und E1Blende stellen ebenfalls Umkehrpunkte für die Verstellungen dar.
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Während die Patientenlagerungsplatte 21 und die Blendenlamellen 31, 32 periodisch zwischen ihren Endpositionen vor und zurückverstellt werden, werden bei um den Patienten P rotierendem rotierbaren Teil 14 kontinuierlich Röntgenprojektionen von dem zu untersuchenden Körperbereich des Patienten P aufgenommen, aus denen mit Hilfe des Bildrechners 23 vorzugsweise Schichtbilder rekonstruiert werden. Da die Schichtbilder zeitlich aufeinanderfolgend erzeugt werden, lässt sich die Leber wie eingangs erwähnt in verschiedenen Phasen darstellen, die durch das Kontrastmittel hervorgerufen werden.
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Aus den 5 bis 8 ist zu erkennen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren keine Überabtastung im mittleren Körperabschnitt des zu untersuchenden bzw. zu scannenden Körperbereichs des Patienten P erfolgt, so dass dem Patienten P eine geringere Dosis an Röntgenstrahlung appliziert wird im Vergleich zu einem Scan, bei dem nur die Patientenlagerungsplatte periodisch zwischen ihren Endpositionen bei pro Röntgenprojektion jeweils vollständig ausgeleuchtetem Röntgenstrahlendetektor verstellt wird (vgl. 3). Des Weiteren wird das in 9 dargestellte Dosisprofil D homogener.
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Darüber hinaus wird durch die gleichzeitige Verstellung von Patientenlagerungsplatte 21 und Blendenlamellen 31, 32 eine höhere Scangeschwindigkeit erzielt als mit der Verstellung der Patientenlagerungsplatte 21 alleine. Außerdem kann zum Erhalt der gleiche Scangeschwindigkeit wie bei dem Verfahren, bei dem nur eine Verstellung der Patientenlagerungsplatte erfolgt, die Geschwindigkeit der Patientenlagerungsplatte in Folge der entgegengesetzten Verstellung der Blendenlamellen verringert werden, so dass auch der Patient geringeren Beschleunigungskräften zum Erreichen der jeweiligen Geschwindigkeit ausgesetzt ist.
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Da die Verstellung und Positionierung der Blendenlamellen sehr schnell erfolgen kann, sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch dynamisch getriggerte Herzaufnahmen möglich. Der Patient wird dabei entsprechend seiner Herzrate mit der Patientenlagerungsplatte zwischen zwei Endpositionen vor und zurück bewegt. Treten Variationen in der Herzrate des Patienten auf, die aufgrund der Trägheit der Patientenlagerungsplatte nicht durch eine entsprechende Änderung der Verstellgeschwindigkeit der Patientenlagerungsplatte kompensiert werden können, wird stattdessen die Verstellgeschwindigkeit der Blendenlamellen an die geänderte Herzrate angepasst, um die gewünschte Triggerung bei der Aufnahme von Röntgenprojektionen zu erzielen. Hieraus wird deutlich, dass die Verstellgeschwindigkeiten der Patientenlagerungsplatte und der Blendenlamellen nicht konstant sein müssen, sondern variieren bzw. an die Aufnahmesituation angepasst werden können.
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Im Unterschied zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung muss der Fokus der Röntgenstrahlenquelle nicht notwendigerweise ein Springfokus sein. Die Röntgenstrahlenquelle kann also auch nur einen stationären Fokus aufweisen.
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Des Weiteren ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung insgesamt nur als exemplarisch zu betrachten. Insbesondere können Einstellungen wie die Öffnungsweite der Blendenlamellen, der Scanbereich etc. auch anders gewählt werden.
