DE102016207367A1

DE102016207367A1 - Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme mit Hilfe einer Außenbildaufnahme

Info

Publication number: DE102016207367A1
Application number: DE102016207367.2A
Authority: DE
Inventors: Ute Feuerlein; Stefan Grosskopf; Grzegorz Soza; Michael Sühling
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2017-11-02
Also published as: CN107334485B; CN107334485A; US10470738B2; US20170311921A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme (CT-SC) eines Untersuchungsbereichs (FoV) eines Untersuchungsobjekts (O) mit einem CT-System (1) beschrieben. Bei dem Verfahren wird eine Außenbildaufnahme (BA) von äußeren Merkmalen des Untersuchungsobjekts (O) mit Hilfe einer zusätzlichen Bildaufnahmeeinheit (K) durchgeführt. Weiterhin wird mindestens ein Scanparameter in axialer Richtung des CT-Systems auf Basis der Außenbildaufnahme (BA) ermittelt. Schließlich wird eine CT-Bildaufnahme (CT-SC) unter Anwendung des ermittelten mindestens einen Scanparameters durchgeführt. Überdies wird eine CT-Scanbereich-Festlegungseinrichtung (30) beschrieben. Außerdem wird ein Computertomographiesystem (1) beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einem CT-System. Überdies betrifft die Erfindung eine CT-Scanparameter-Festlegungseinrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Computertomographiesystem.
Mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren werden häufig zwei- oder dreidimensionale Bilddaten erzeugt, die zur Visualisierung eines abgebildeten Untersuchungsobjekts und darüber hinaus auch für weitere Anwendungen genutzt werden können.
Häufig basieren die bildgebenden Verfahren auf der Erfassung von Röntgenstrahlung, wobei sogenannte Projektionsmessdaten erzeugt werden. Beispielsweise können Projektionsmessdaten mit Hilfe eines Computertomographie-Systems (CT-Systems) akquiriert werden. Bei CT-Systemen läuft gewöhnlich eine an einer Gantry angeordnete Kombination aus Röntgenquelle und gegenüberliegend angeordnetem Röntgendetektor um einen Messraum um, in dem sich das Untersuchungsobjekt (das im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Patient bezeichnet wird) befindet. Das Drehzentrum (auch „Isozentrum“ genannt) fällt dabei mit einer sogenannten Systemachse z zusammen. Bei einem oder mehreren Umläufen wird der Patient mit Röntgenstrahlung der Röntgenquelle durchstrahlt, wobei mit Hilfe des gegenüberliegenden Röntgendetektors Projektionsmessdaten bzw. Röntgenprojektionsdaten erfasst werden.
Die bei der CT-Bildgebung verwendeten Röntgendetektoren weisen gewöhnlich eine Mehrzahl von Detektionseinheiten auf, die meist in Form eines regelmäßigen Pixelarrays angeordnet sind. Die Detektionseinheiten erzeugen jeweils für auf die Detektionseinheiten auftreffende Röntgenstrahlung ein Detektionssignal, welches zu bestimmten Zeitpunkten hinsichtlich Intensität und spektraler Verteilung der Röntgenstrahlung analysiert wird, um Rückschlüsse auf das Untersuchungsobjekt zu erhalten und Projektionsmessdaten zu erzeugen.
Bei der Bildgebung von Strukturen des Körpers von Patienten werden häufig sogenannte Kontrastmittel verwendet. Bevor jedoch die kontrastmittelgestützte medizinische Bildgebung gestartet werden kann, muss gewährleistet sein, dass sich das Kontrastmittel nach dem Injizieren des Kontrastmittels in den Körper des Patienten auch im zu untersuchenden Bereich des Körpers des Patienten befindet.
Oft wird der Startzeitpunkt der Bildgebung anhand von Erfahrungswerten einfach geschätzt. Allerdings ist ein solches Vorgehen nicht besonders präzise. Wird der Zeitpunkt des Startens der Bildaufnahme zu spät angesetzt, so verlängert sich die Gesamtzeit, zu der sich das Kontrastmittel im Patienten befindet. Grundsätzlich wird jedoch eine möglichst kurze Verweildauer des Kontrastmittels im Körper zu erreichen versucht, da das Kontrastmittel für den menschlichen Körper belastend sein kann. Wird die Bildaufnahme zu früh gestartet, so kann dies eine Verschlechterung der Bildqualität zur Folge haben. Im ungünstigsten Fall müssen die Bildaufnahme sowie die Kontrastmittelgabe sogar wiederholt werden, was für den Patienten eine zusätzliche Belastung darstellt.
Eine Möglichkeit, die Verteilung des Kontrastmittels im Körper vor der eigentlichen Bildgebung sichtbar zu machen, besteht in der Durchführung eines sogenannten Bolus-Tracking-Scans (kurz BT-Scan), welcher vor der eigentlichen Bildgebung durchgeführt wird. Bei einem solchen BT-Scan kann es sich um eine zeitabhängige Bildaufnahme, zum Beispiel eine CT-Aufnahme, mit niedriger Auflösung handeln, mit der eine Zeit-Dichte-Kurve eines Teilbereichs eines zu untersuchenden Bereichs erfasst wird.
Üblicherweise umfasst ein solcher Teilbereich für einen BT-Scan eine Schicht, welche orthogonal zur z-Richtung, d.h. der Richtung der Systemachse des bildgebenden Systems, ausgebildet ist und auch betrachtet wird. Konkret werden bei dem BT-Scan Abschwächungswerte in Abhängigkeit von Zeit und Raum in einem Teilbereich des zu untersuchenden Bereichs erfasst, in dem sich meist eine Arterie befindet. Fließt nun das injizierte Kontrastmittel durch die beobachtete Arterie, so werden die Abschwächungswerte deutlich erhöht. Wird ein vorbestimmter Schwellenwert der Abschwächungswerte überschritten, beispielsweise 150 Hounsfield Units (HU), so kann das als Nachweis gedeutet werden, dass das Kontrastmittel in dem zu untersuchenden Bereich in ausreichender Konzentration vorhanden ist, und die eigentliche Bilduntersuchung gestartet werden. Für einen solchen Bolus-Scan muss vor der eigentlichen Bildgebung die Position einer bei dem Bolus-Scan abzubildenden Schicht ermittelt werden.
Im Allgemeinen werden für eine CT-Bildakquisition eine Ausdehnung eines abzubildenden Bereichs in z-Richtung, im Folgenden auch als Scanbereich bezeichnet und eine Breite des abzubildenden Bereichs, welche das sogenannte Field of View (FoV) definiert, und eventuell auch die Position einer bei einem Bolus-Scan abzubildenden Schicht vorab ermittelt. Dazu wird üblicherweise ein sogenanntes Topogramm aufgenommen. Dabei handelt es sich um eine zweidimensionale Röntgenprojektion des Patienten. Anhand des Topogramms werden dann die Scanstartposition, die Endposition des Abtastvorgangs, im Weiteren als Scanbereich zusammengefasst, und das Field of View sowie eventuell die Positionierung einer Bolus-Scan-Schicht durch Fachpersonal oder mit Hilfe eines automatisierten Algorithmus ermittelt.
Allerdings bedeutet die topogrammbasierte Planung eines CT-Bildgebungsablaufs einen zusätzlichen Aufwand. Weiterhin muss der Patient für einen längeren Zeitraum in dem CT-System ausharren, damit das Topogramm durchgeführt werden kann. Zudem bedeutet die Aufnahme des Topogramms eine zusätzliche Belastung des Patienten durch Röntgenstrahlung.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, im Zusammenhang mit der CT-Bildgebung ein vereinfachtes und effektiveres Verfahren zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme gemäß Patentanspruch 1, eine CT-Scanparameter-Festlegungseinrichtung gemäß Patentanspruch 13 sowie ein Computertomographiesystem gemäß Patentanspruch 14 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einem CT-System wird eine Außenbildaufnahme von äußeren Merkmalen des Untersuchungsobjekts mit Hilfe einer zusätzlichen Bildaufnahmeeinheit durchgeführt. Die Außenbildaufnahme ist bevorzugt eine 3D-Bildaufnahme, welche die dreidimensionalen Konturen des Untersuchungsobjekts verdeutlicht. Alternativ kann für das Erzeugen der Außenbildaufnahme auch eine 2D-Bildaufnahmeeinheit, beispielsweise eine 2D-Kamera genutzt werden, wenn zum Beispiel die Position einer inneren Struktur nur in zwei Dimensionen anhand der Außenbildaufnahme ermittelt werden muss, da noch Zusatzinformationen hinsichtlich einer Position der abzubildenden inneren Strukturen in der dritten Dimensionen verfügbar sind. Die genannten äußeren Merkmale umfassen insbesondere die Oberfläche des Untersuchungsobjekts und dessen Position und Orientierung. Auf Basis der Außenbildaufnahme wird mindestens ein Scanparameter, beispielsweise ein Scanbereich in axialer Richtung des CT-Systems, ermittelt. Im Fall der Ermittlung eines Scanbereichs wird die Position sowie die Länge des Scanbereichs der folgenden CT-Bildaufnahme in z-Richtung ermittelt. Weiterhin wird eine CT-Bildaufnahme unter Anwendung des ermittelten mindestens einen Scanparameters durchgeführt. Als Scanparameter soll in diesem Zusammenhang ein Parameter für die CT-Bildgebung betrachtet werden, welcher in Abhängigkeit von individuellen Merkmalen des Untersuchungsobjekts und/oder der Art und der Spezifikation einer vorzunehmenden CT-Bildaufnahme ermittelt bzw. festgelegt wird. Ein solcher Scanparameter bzw. der diesem zugeordnete Parameterwert wird üblicherweise in einem Messprotokoll festgelegt. Wird von der Ermittlung eines Scanparameters gesprochen, so soll das, soweit nichts anderes explizit vermerkt ist, stets die Ermittlung eines dem betreffenden Scanparamter zugeordneten Scanparameterwerts umfassen. Die Außenbildaufnahme gibt zunächst Informationen über die Umrisse eines Untersuchungsobjekts, insbesondere eines Patienten sowie dessen Position und Orientierung. Aus den Umrissen können gewisse Landmarken, im Falle eines Patienten zum Beispiel die Position einzelner Körperteile, ermittelt werden, die Anhaltspunkte hinsichtlich der Position eines abzubildenden Körperteils oder Organs liefern. Somit können Scanparameter, wie zum Beispiel, Parameter betreffend den Untersuchungsbereich bzw. den Scanbereich, anhand der aus der Außenbildaufnahme gewonnenen Informationen geschätzt bzw. ermittelt werden.
Vorteilhaft kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Festlegung der Scanparameter auf ein vorab angefertigtes Topogramm verzichtet werden. Auf diese Weise wird das Bildgebungsverfahren vereinfacht, die Zeit, in der ein Patient sich in einer CT-Scaneinheit befinden muss, reduziert und die Strahlungsbelastung des Patienten aufgrund des eingesparten Topogramms, welches auf einer Röntgenaufnahme beruht, ebenfalls etwas verringert.
Die erfindungsgemäße CT-Scanparameter-Festlegungseinrichtung zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einem CT-System weist eine Ansteuerungseinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, eine Außenbildaufnahmeeinheit zum Durchführen einer Außenbildaufnahme des Untersuchungsobjekts anzusteuern. Teil der erfindungsgemäßen CT-Scanparameter-Festlegungseinrichtung ist fernerhin eine Scanparameter-Ermittlungseinheit zum Ermitteln mindestens eines Scanparameters bzw. eines dem betreffenden Scanparameter zugeordneten Parameterwerts auf Basis der Außenbildaufnahme.
Das erfindungsgemäße Computertomographiesystem umfasst eine Scaneinheit zum Erfassen eines zu untersuchenden Bereichs eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe von Röntgenstrahlung. Außerdem weist das erfindungsgemäße Computertomographiesystem eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Scaneinheit auf. Überdies umfasst das erfindungsgemäße Computertomographiesystem auch eine erfindungsgemäße CT-Scanparameter-Festlegungseinrichtung.
Die Implementierung der Erfindung in ein CT-System hat die Vorteile, dass die Scan-Dauer eines CT-Systems relativ kurz ist. Sie beträgt nur wenige Sekunden im Vergleich zur Aufnahme mit MRT-Systemen, welche mehrere Minuten benötigen kann. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Untersuchung von Notfallpatienten, bei denen jede Zeitverzögerung lebensbedrohlich sein kann. Zudem sind CT-Systeme weiter verbreitet und kostengünstiger als MRT-Systeme.
Die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen CT-Scanparameter-Festlegungseinrichtung können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere Teile der Ansteuerungseinheit und die Scanparameter-Ermittlungseinheit. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die eventuell zwischen den einzelnen Einheiten benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden.
Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Computertomographiesysteme nach einer Hardwaremodifikation, zum Beispiel durch Hinzufügung einer Kamera und einer entsprechenden Schnittstelle zur Ansteuerung der Kamera, auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung eines Computertomographiesystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in dem Computertomographiesystem ausgeführt wird.
Insbesondere kann das Computerprogrammprodukt das Computerprogramm sein oder neben dem Computerprogramm mindestens einen zusätzlichen Bestandteil aufweisen. Der mindestens eine zusätzliche Bestandteil des Computerprogrammprodukts kann beispielsweise aus der Gruppe gewählt sein, welche aus

– einer Speichervorrichtung, auf der zumindest ein Teil des Computerprogramms gespeichert ist,
– einem Schlüssel zur Authentifizierung eines Benutzers des Computerprogramms, wobei der Schlüssel in Form von Hardware (z. B. Dongle) und/oder Software ausgebildet sein kann,
– einer Dokumentation, welche das Computerprogramm betrifft, in gedruckter und/oder digitaler Fassung,
– einem ersten zusätzlichen Computerprogramm, welches zusammen mit dem Computerprogramm ein Softwarepaket bildet,
– einem zweiten zusätzlichen Computerprogramm, welches zum Komprimieren und/oder zum Dekomprimieren des Computerprogramms ausgebildet ist und/oder welches zusammen mit dem Computerprogramm ein Installationspaket bildet,
– einem dritten zusätzlichen Computerprogramm, welches zum Verteilen von Verarbeitungsschritten, die beim Ausführen des Computerprogramms ausgeführt werden, auf verschiedene Verarbeitungseinheiten eines Cloud-Computing-Systems ausgebildet ist und/oder welches zusammen mit dem Computerprogramm eine Cloud-Computing-Anwendung bildet, und Kombinationen davon besteht.

Zum Transport zu dem Computertomographiesystem und/oder zur Speicherung an oder in dem Computertomographiesystem kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit des Computertomographiesystems einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen.
Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einem CT-System handelt es sich bei dem mindestens einen ermittelten Scanparameter einen Parameter einer der folgenden Parameterarten:

– eine Position und/oder mindestens eine Abmessung eines Scanbereichs, der in axialer Richtung des CT-Systems verläuft,
– einen Scanparameter für die Modulation der Röntgendosis.

Im Rahmen dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt für den Fall einer Ermittlung mindestens eines Scanparameters für einen Scanbereich bei dem Schritt des Durchführens einer CT-Bildaufnahme die CT-Bildaufnahme in dem ermittelten bzw. die den mindestens einen Scanparameter festgelegten Scanbereich.
Als Scanbereich soll in diesem Zusammenhang ein Abschnitt betrachtet werden, welcher bei einer anschließenden CT-Bildgebung mit Röntgenstrahlung abgetastet wird. Wie bereits erwähnt, geht es in der Anmeldung um die Position sowie die Ausdehnung des Scanbereichs in z-Richtung, wenn von dem Scanbereich gesprochen wird.
Für den Fall einer Ermittlung mindestens eines Scanparameters für die Modulation der Röntgendosis erfolgt bei dem Schritt des Durchführens einer CT-Bildaufnahme eine Modulation der Röntgendosis in Abhängigkeit von dem ermittelten mindestens einen Scanparameter. In diesem Fall wird aus den Außenaufnahmen und CT-Referenzbilddaten zum Beispiel die Röntgendichte für die automatische Modulation der Röntgendosis ermittelt.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einem CT-System wird der Untersuchungsbereich auf Basis der Außenbildaufnahme ermittelt. D.h., es wird insbesondere die Breite bzw. die Position und die Abmessungen des Untersuchungsbereichs in Breitenrichtung ermittelt. Zusätzlich kann auch auf Basis der Außenbildaufnahme eine Schicht des Untersuchungsbereichs als Schicht zur Beobachtung eines Kontrastmittelbolus ermittelt werden. Als Untersuchungsbereich, auch als Field of View bezeichnet, soll in diesem Zusammenhang der Bereich des Untersuchungsojekts verstanden werden, von dem nach der CT-Bildaufnahme Bilddaten rekonstruiert werden. Üblicherweise entspricht die Ausdehnung des Untersuchungsbereichs in z-Richtung der Länge des Scanbereichs. In der Breite oder auch in Tiefenrichtung kann der Untersuchungsbereich jedoch von dem Scanbereich abweichen, allerdings nur dahingehend, dass der Untersuchungsbereich einen Teilbereich des Scanbereichs, also des bei einer CT-Bildgebung abgetasteten Bereichs umfasst. Der Untersuchungsbereich sollte so gewählt werden, dass ein bildlich darzustellendes Organ oder Körperteil in dem Untersuchungsbereich zentriert ist, da nur so bei einer CT-Bildgebung eine scharfe Bilddarstellung des interessierenden Organs oder Körperteils erreicht wird. Insbesondere bei einer Herzdarstellung ist eine solche Zentrierung besonders wichtig. Die Außenbildaufnahme gibt gewisse Anhaltspunkte auf die Position eines abzubildenden Körperteils oder Organs. Somit kann der Untersuchungsbereich anhand dieser aus der Außenbildaufnahme gewonnenen Informationen geschätzt bzw. ermittelt werden.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Ermitteln des mindestens einen Scanparameters und/ oder des Untersuchungsbereichs zusätzlich auf Basis von CT-Referenzbilddaten erfolgt. Werden zusätzlich CT-Bilddaten von vergleichbaren Objekten bzw. Patienten zu Rate gezogen, so kann anhand dieser ähnlich strukturierten Objekte auf die Lage und Abmessungen innerer, mit Hilfe des CT-Bildgebungsverfahrens abzubildender Strukturen, insbesondere Organe oder andere innere Körperbestandteile, geschlossen werden. Auf diese Weise wird also die anhand einer Umrissmessung vorgenommene grobe Schätzung der Position und Abmessung einer abzubildenden Struktur präzisiert.
Besonders bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren während der CT-Bildaufnahme der Scanbereich auf Basis von bereits erfassten CT-Bilddaten nachjustiert. Bei dieser besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden bei der CT-Bildgebung quasi in Echtzeit vorläufige Bilddaten, vorzugsweise mit niedriger Auflösung, auf Basis der bei der CT-Abtastung erfassten Röntgenprojektionsmessdaten gewonnen. Anhand dieser vorläufigen Bilddaten vom Inneren des Untersuchungsobjekts können sehr genaue Informationen hinsichtlich der Position und der Abmessungen, insbesondere des Anfangs und des Endes, der abzubildenden inneren Strukturen gewonnen werden. Daraus kann dann zum Beispiel ein Endpunkt für den Scanvorgang ermittelt werden und auf diese Weise während des CT-Bildgebungsverfahren der Scanbereich bzw. dessen Abmessungen nachjustiert werden. Die zunächst auf Basis der Umrissabbildung des Patienten vorgenommene Schätzung eines Scanbereichs kann also während der CT-Bildgebung ständig präzisiert werden. Mithin wird bei dieser Ausgestaltung eine erhöhte Präzision bei der Festlegung eines Scanbereichs erzielt, was insbesondere den Patienten vor übermäßiger Röntgenbestrahlung sensibler Bereiche schützt und gleichzeitig sicher stellt, dass der gesamte diagnostisch notwendige Bereich gescannt wird.
Besonders einfach und komfortabel kann das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden, wenn die CT-Bildaufnahme in Abhängigkeit von dem nachjustierten Scanbereich vollautomatisiert beendet wird. Bei dieser Variante muss das Bedienpersonal nicht in den CT-Bildgebungsprozess eingreifen, um diesen zu beenden. Mithin wird das Bedienpersonal entlastet und kann sich auf die Überwachung anderer Aspekte der Bildgebung konzentrieren.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird kurz vor dem Erreichen des Endes des nachjustierten Scanbereichs die Geschwindigkeit der Abtastung bei der CT-Bildaufnahme automatisch reduziert. Diese Variante kann auch als halbautomatische Scanbereichsüberwachung angesehen werden. Dabei wird während einer laufenden CT-Bildgebung ein nahendes Ende des Scanbereichs automatisiert erkannt und dem Bedienpersonal durch das Verlangsamen der CT-Bildaufnahme die Möglichkeit gegeben, den Bildgebungsprozess rechtzeitig bei Erreichen des Endes des Scanbereichs von Hand zu stoppen. Die niedrigere Abtastgeschwindigkeit erhöht die Genauigkeit bei dem manuellen Stoppen des Scanvorgangs. Das nahende Ende des Abtastvorgangs kann zum Beispiel zusätzlich durch das Visualisieren einer Angabe bezüglich des Abstands (z.B. in mm) der aktuellen Scanposition zu einer Stoppposition realisiert werden. Weiterhin können die ermittelte Stoppposition und die aktuelle Scanposition auch an einem personalisierten Patienten-Avatar oder einem anatomischen Piktogramm dem Bedienpersonal angezeigt werden. Überdies kann auch ein Farbschema oder ein ampelähnlicher Farbcode den Anstand zur Stoppposition anzeigen. Nähert sich die Scaneinheit dem Ende des Scanbereichs, so kann zum Beispiel eine Ampel von der Farbe Grün zur Farbe Rot wechseln.
In einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einem CT-System wird vor dem Erreichen des Endes des nachjustierten Scanbereichs in einen anderen CT-Bildaufnahmemodus mit einer niedrigeren Abtastgeschwindigkeit gewechselt. Beispielsweise wird von einem Modus, in dem eine Abtastung mit Hilfe eines Spiral-Scans erfolgt, zu einem Modus gewechselt, in dem ein sogenannter Sequenz-Scan durchgeführt wird, der deutlich langsamer abläuft als das erstgenannte Scanverfahren und bei dem ein Rekonstruktionsverfahren zum Einsatz kommt, das keinen (konstanten) Tischvorschub in z-Richtung voraussetzt. Vorteilhaft kann der größte Teil des Scanprozesses jedoch mit dem schnelleren Spiral-Scan-Verfahren absolviert werden, wodurch Zeit gespart wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dahingehend ausgestaltet sein, dass die CT-Referenzbilddaten nach einem der folgenden Vorgehensweisen, im Folgenden als Untervariante bezeichnet, für das Ermitteln des mindestens einen Scanparameters, vorzugsweise betreffend den Scanbereich, genutzt werden:

– die CT-Referenzbilddaten werden unverändert genutzt, wobei die CT-Referenzbilddaten, welche am besten zu dem Untersuchungsobjekt passen, aus einer Datenbank ausgewählt werden,
– die CT-Referenzbilddaten werden deformiert, um an die mit Hilfe der CT-Bildaufnahme bereits aufgezeichneten Bilddaten angepasst zu werden,
– die CT-Referenzbilddaten werden anhand eines statistischen Modells auf Basis einer großen Gesamtheit von CT-Referenzbilddaten erzeugt.

Bei der ersten Untervariante muss also nur ein Vergleichsprozess und ein Auswahlschritt vorgenommen werden, um geeignete Referenzbilddaten für eine präzisere Festlegung eines Scanbereichs aufzufinden. Der Vergleichsprozess umfasst zum Beispiel das Vergleichen von Volumina, welche auf Basis der Außenbildaufnahme abgeleitet wurden, mit den entsprechenden Volumina in den CT-Referenzdaten der Datenbank. Zusätzlich können auch weitere Informationen bei der Auswahl, wie zum Beispiel ein zugeordnetes Scanprotokoll, das Patientengeschlecht, das Alter und das Gewicht, verwendet werden. Bei der zweiten Untervariante erfolgt zusätzlich eine Deformation der CT-Referenzbilddaten, um diese an die mit Hilfe der CT-Bildaufnahme bereits aufgezeichneten Bilddaten anzupassen. Hier werden also die CT-Referenzbilddaten auf die bereits erfassten CT-Bilddaten registriert, um die CT-Referenzbilddaten noch genauer an die Form und Größe der realen Strukturen anzupassen und so eine noch präzisere Abschätzung der Position von inneren Strukturen, insbesondere inneren Organen und deren Abmessungen vornehmen zu können. Bei der dritten Untervariante schließlich wird eine breite Datenbasis für die Erzeugung von CT-Referenzbilddaten genutzt und ein statistisches Modell, welches auf der breiten Datenbasis basiert, verwendet, um geeignete CT-Referenzbilddaten auszuwählen. Das statistische Modell kann zum Beispiel zusätzliche, über den Patienten vorhandene Informationen bei der Gewichtung der CT-Referenzbilddaten der Datenbasis verwenden, um so modellhaft eine individuelle Anpassung an den konkreten Patienten vorzunehmen.
In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Nachjustierung des Scanbereichs auf Basis eines maschinellen Lern-Verfahrens, welches auf die bereits aufgezeichneten CT-Bilddaten angewendet wird. Solche Verfahren können zum Beispiel auf einer Regression beruhen. Dabei wird die Position einer anatomischen Struktur, bei der der Abtastvorgang gestoppt werden soll, durch ein Regressionsverfahren ermittelt. Die Ermittlung erfolgt auf der Basis von während der Bildgebung bereits detektierter anatomischer Strukturen. Zum Beispiel soll für eine Bildgebung der Lunge per Regression die Position der Unterseite der Lunge ermittelt werden. Dies kann zum Beispiel auf Basis von bereits abgetasteten anatomischen Strukturen, wie zum Beispiel der Carina oder dem Herzen geschehen.
In einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Nachjustierung des Scanbereichs das Registrieren der bei der Vorermittlung des Scanbereichs genutzten CT-Referenzbilddaten auf die bereits aufgezeichneten CT-Bilddaten. Besonders bevorzugt werden dabei für die Nachjustierung nach Abtastung einer oder mehrerer neuer CT-Bildschichten neue, zu den aufgezeichneten CT-Bilddaten möglichst ähnliche CT-Referenzbilddaten aus einer Datenbank erneut automatisiert herausgesucht. Bei dieser Variante werden also die bei der Ermittlung bzw. der Präzisierung der Position des Endpunkts des Scanbereichs verwendeten CT-Referenzbilddaten während der eigentlichen CT-Bildgebung ständig aktualisiert, so dass eine besonders exakt an die tatsächliche Situation in dem Scanbereich angepasste Referenzdatenbasis genutzt wird, um den Endpunkt des Scanbereichs zu ermitteln.
In einer ebenfalls sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Abschluss der Aufzeichnung der CT-Bilddaten der Untersuchungsbereich auf Basis der aufgezeichneten CT-Bilddaten nachjustiert. D.h., der zu rekonstruierende Bildbereich bzw. dessen Abmessung und Position kann auf der Basis der bereits aufgenommenen vorläufigen Bilddaten, die zum Beispiel mit einer niedrigeren Auflösung erfasst rekonstruiert wurden, ermittelt werden, wodurch die Präzision der Wiedergabe der abzubildenden inneren Strukturen verbessert wird.
Für die in Echtzeit während der CT-Bildgebung verwendeten CT-Bilddaten können zum Beispiel statt aufwändig zu rekonstruierende 3D-Bilddaten zweidimensionale Bildprojektionen verwendet werden. Die zweidimensionalen Bildprojektionen reichen für eine Markierung eines Scanbereichs vollständig aus und benötigen keine Rekonstruktionszeit, da sie ohne aufwändiges Rekonstruktionsverfahren direkt auf Basis der angetasteten Projektionsmessdaten erzeugt werden können.
Die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ schließt nicht aus, dass das betroffene Merkmal auch mehrfach vorhanden sein kann. Die Verwendung des Ausdrucks „aufweisen“ schließt nicht aus, dass die mittels des Ausdrucks „aufweisen“ verknüpften Begriffe identisch sein können. Beispielsweise weist das Computertomographiesystem das Computertomographiesystem auf. Die Verwendung des Ausdrucks „Einheit“ schließt nicht aus, dass der Gegenstand, auf den sich der Ausdruck „Einheit“ bezieht, mehrere Komponenten aufweisen kann, die räumlich voneinander separiert sind. Die Verwendung von Ordnungszahlwörtern (erste, zweite, dritte etc.) in der Bezeichnung von Merkmalen dient im Kontext der vorliegenden Anmeldung vor allem der besseren Unterscheidbarkeit der unter Verwendung von Ordnungszahlwörtern bezeichneten Merkmale. Das Nichtvorhandensein eines Merkmals, welches durch eine Kombination eines gegebenen Ordnungszahlworts und eines Begriffs bezeichnet wird, schließt nicht aus, dass ein Merkmal vorhanden sein kann, welches durch eine Kombination eines dem gegebenen Ordnungszahlwort nachfolgenden Ordnungszahlworts und des Begriffs bezeichnet wird.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einem CT-System gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
2 ein Blockdiagramm, welches eine CT-Scanbereich-Festlegungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
3 ein Computertomographiesystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In 1 ist ein Flussdiagramm 100 gezeigt, mit dem ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einem CT-System veranschaulicht wird. Bei dem Schritt 1.I erfolgt zunächst eine Bildaufnahme BA von einem Patienten mit Hilfe einer Kamera. Die Kamera ist derart relativ zu dem Untersuchungsobjekt, in diesem Fall ein Patient, angeordnet, dass zumindest ein Abschnitt des Patienten, welcher einen gewünschten Untersuchungsbereich FoV umfasst, aufgezeichnet werden kann. In dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird als Kamera eine 3D-Kamera verwendet, mit der ein 3D-Profil des Patienten aufgenommen wird. Bei dem Schritt 1.II werden anhand der Bildaufnahme BA CT-Referenzbilddaten BD_ref aus einer Datenbank ermittelt, welche zu der Bildaufnahme BA möglichst gut passen. Beispielsweise sollten die Abmessungen des auf der Bildaufnahme BA aufgezeichneten Körperbereichs zu den entsprechenden Abmessungen der Referenzbilddaten BD_ref passen. Anhand der ausgewählten CT-Referenzbilddaten BD_ref wird ein Scanbereich ScB ermittelt. D.h. es wird eine Position sowie eine Länge eines mit einer späteren CT-Bildaufnahme abzubildenden Bereichs in z-Richtung, d.h. in Axialrichtung des verwendeten CT-Systems ermittelt. Nachfolgend wird bei dem Schritt 1.III ein Breitenmaß eines abzubildenden Untersuchungsbereichs FoV auf Basis der Bildaufnahme BA mit der Kamera K ermittelt, so dass dann die Position sowie die Abmessungen des abzubildenden Untersuchungsbereichs FoV bekannt sind.
Bei dem Schritt 1.IV wird nun die eigentliche CT-Bildaufnahme CT-SC von dem ermittelten Untersuchungsbereich FoV gestartet. Bei dem Schritt 1.V erfolgt während der CT-Bildaufnahme CT-SC eine Aktualisierung der für eine Ermittlung des Scanbereichs ScB verwendeten Referenz-Bilddaten BD_ref. Dabei werden die bereits erfassten CT-Bilddaten BD zu einem Vergleich genutzt, um passende CT-Referenzbilddaten BD_ref aus einer Datenbank herauszusuchen. Anschließend werden bei dem Schritt 1.VI die Abmessungs- und Positionswerte für den Scanbereich ScB unter Zuhilfenahme der aktualisierten CT-Referenzbilddaten BD_ref zu einem adjustierten Scanbereich ScB_adj zugeordneten Scanbereichswerten adjustiert. D.h., die bereits aufgezeichneten CT-Bilddaten BD werden zur Korrektur des Scanbereichs ScB der CT-Bildaufnahme CT-SC selbst genutzt. Nach Abschluss der CT-Bildaufnahme CT-SC wird bei dem Schritt 1.VII der Untersuchungsbereich FoV, in diesem Fall der Bereich, der bei der Bildrekonstruktion bzw. der Bilddarstellung berücksichtigt werden soll, entsprechend den aufgezeichneten Bilddaten BD angepasst, so dass ein adjustierter Untersuchungsbereich FoV_adj erzeugt wird. Die während der CT-Bildaufnahme CT-SC in Echtzeit aufgezeichneten Bilddaten BD können zum Beispiel, um Zeit zu sparen, mit einer geringen Auflösung rekonstruiert werden, so dass die für die Bilddatenrekonstruktion benötigte Zeit an die Echtzeitanforderungen angepasst ist. Schließlich erfolgt bei dem Schritt 1.VIII die eigentliche Bildrekonstruktion der Bilddaten BD in einer für eine nachfolgende Diagnose notwendigen Auflösung.
In 2 wird eine CT-Scanbereich-Festlegungseinrichtung 30 zum Steuern einer Bildaufnahme CT-SC eines zu untersuchenden Bereichs FoV eines Untersuchungsobjekts mit einem CT-System veranschaulicht. Die CT-Scanbereich-Festlegungseinrichtung 30 umfasst eine 3D-Kamera K, mit der vor dem Start einer CT-Bildgebung vorab ein dreidimensionales Bild BA zumindest von einem Körperabschnitt eines Patienten aufgenommenen wird. Zudem umfasst die CT-Scanbereich-Festlegungseinrichtung 30 eine CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31, welche die von der 3D-Kamera K erfasste Bildaufnahme BA verarbeitet. Zum Empfang der Bildaufnahmedaten BA weist die CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 eine Bildaufnahmedaten-Eingangsschnittstelle 32 auf. Weiterhin weist die CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 auch eine Ansteuerungseinheit A zum Ansteuern der Kamera K auf, um eine Bildaufnahme BA des Untersuchungsobjekts auszulösen und zu steuern. Teil der CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 ist außerdem eine Scanbereich-Ermittlungseinheit 33.
Die Scanbereich-Ermittlungseinheit 33 verarbeitet die empfangenen Bildaufnahmedaten BA dahingehend, dass die Position und insbesondere die Länge eines Scanbereichs ScB in axialer Richtung des CT-Systems auf Basis der Bildaufnahmedaten BA ermittelt werden. Zusätzlich werden von der Scanbereich-Ermittlungseinheit 33 CT-Referenzbilddaten BD_ref von einer Datenbank (nicht gezeigt) über eine Referenzbilddaten-Schnittstelle 37 empfangen. Die Scanbereich-Ermittlungseinheit 33 nutzt die CT-Referenzbilddaten BD_ref dazu, die Abmessungen des Scanbereichs ScB sowie dessen Position in axialer Richtung zu ermitteln. Dabei werden aus der Datenbank zu den auf Basis der Bildaufnahmedaten BA ermittelten Abmessungen des Patienten passende CT-Referenzbilddaten BD_ref ausgewählt. Die CT-Referenzbilddaten BD_ref geben Auskunft über die Position und die Abmessungen von mit dem CT-Bildgebungsverfahren abzubildenden Körperstrukturen des Patienten. Zwar sind sie nicht direkt vom Patienten aufgenommen worden, jedoch kann anhand der vorab vorgenommenen Bildaufnahme BA der 3D-Kamera K ein entsprechendes CT-Referenzbild BD_ref aus der Datenbank ausgewählt werden, dessen Merkmale den Merkmalen der Bildaufnahme BA der 3D-Kamera nahekommen.
Anschließend werden auf Basis der ermittelten Parameter für den Scanbereich ScB sowie der CT-Referenzbilddaten BD_ref von einer Untersuchungsbereich-Ermittlungseinheit 34 die Abmessungen eines abzubildenden Untersuchungsbereichs FoV ermittelt. Dabei wird für die Festlegung des Untersuchungsbereichs FoV zum Beispiel die Länge des Scanbereichs ScB als Abmessung in z-Richtung verwendet und die Abmessung in Breitenrichtung und Tiefenrichtung, d.h. in x- und y-Richtung, anhand der ausgewählten CT-Referenz-Bilddaten BD_ref ermittelt. Weiterhin wird von einer Protokoll-Ermittlungseinheit 35 ein Scan-Protokoll P_sc eines CT-Bildgebungsverfahrens festgelegt, welches die ermittelten Positionen und Abmessungen (insbesondere die Länge in z-Richtung) für den Scanbereich ScB und den zu untersuchenden Bereich FoV (die Länge entspricht der Länge des Scanbereichs, Tiefe, Breite) festlegt. Dieses Protokoll wird anschließend über eine Ausgabeschnittstelle 36 an eine Ansteuerungseinheit (nicht gezeigt) zur Ansteuerung einer Scaneinheit eines CT-Systems ausgegeben.
Zusätzlich umfasst die CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 eine Bilddateneingangsschnittstelle 38, welche CT-Bilddaten BD während der eigentlichen CT-Bildgebung empfängt. Die CT-Bilddaten BD stammen von einer Bilddatenrekonstruktionseinheit einer Steuereinrichtung (siehe 3) eines CT-Systems und umfassen in Echtzeit rekonstruiertes Bildmaterial von der aktuellen CT-Bildgebung. D.h., die zeilenweise erfassten Röntgenprojektionsmessdaten werden bereits während des Scanprozesses, vorzugsweise mit grober Auflösung, rekonstruiert und an die die CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 übermittelt. In der CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 werden die als Echtzeitbilddaten erfassten Bilddaten BD an eine Referenzbilddaten-Ermittlungseinheit 39 übermittelt, die anhand der aktuellen Bilddaten BD aus der Datenbank Referenzbilddaten BD_ref(BD) heraussucht, die zu den bereits bildlich erfassten Strukturen des gerade dem CT-Bildgebungsverfahren unterworfenen Patienten hinsichtlich der Abmessungen und der Positionen und der Ausprägung der Strukturen passen.
Diese neu ermittelten Referenzbilddaten BD_ref(BD) werden während des Bildgebungsverfahrens von der Scanbereich-Ermittlungseinheit 33 dazu genutzt, die Position und die Abmessungen des Scanbereichs ScB zu korrigieren. Anschließend werden die ausgewählten Referenzbilddaten BD_ref(BD) von der Untersuchungsbereich-Ermittlungseinheit 34 dazu genutzt, auch die Position und die Abmessungen des Untersuchungsbereichs FoV abgestimmt auf die Referenzbilddaten BD_ref(BD) zu korrigieren. Weiterhin erfolgt während des CT-Bildgebungsverfahrens eine Änderung des Scan-Protokolls P_sc hinsichtlich der Abmessungen und Positionen des Scanbereichs ScB und des Untersuchungsbereichs FoV. Auf diese Weise wird die CT-Bildgebung selbstjustierend gesteuert, so dass eine Topogrammaufnahme vor der eigentlichen CT-Bildgebung mit Hilfe der CT-Scaneinheit entfallen kann.
In 3 ist ein Computertomographiesystem 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, welches auch eine der in 2 gezeigten Anordnung entsprechende CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 umfasst. Das CT-System 1 besteht dabei im Wesentlichen aus einer üblichen Scaneinheit 10, in welchem an einer Gantry 11 eine Projektionsdatenakquisitionseinheit 5 mit einem Detektor 16 und einer dem Detektor 16 gegenüberliegenden Röntgenquelle 15 um einen Messraum 12 umläuft. Vor der Scaneinheit 10 befindet sich eine Patientenlagerungseinrichtung 3 bzw. ein Patiententisch 3, dessen oberer Teil 2 mit einem darauf befindlichen Patienten O zur Scaneinheit 10 hin verschoben werden kann, um den Patienten O durch den Messraum 12 hindurch relativ zum Detektorsystem 16 zu bewegen. Angesteuert werden die Scaneinheit 10 und der Patiententisch 3 durch eine Steuereinrichtung 20, von der aus über eine übliche Steuerschnittstelle 24 Akquisitionssteuersignale AS kommen, um das gesamte System gemäß vorgegebener Messprotokolle anzusteuern. Im Fall einer Spiralakquisition ergibt sich durch eine Bewegung des Patienten O entlang der z-Richtung, welche der Systemachse z längs durch den Messraum 12 entspricht, und den gleichzeitigen Umlauf der Röntgenquelle 15 für die Röntgenquelle 15 relativ zum Patienten O während der Messung eine Helixbahn bzw. eine Kreisbahn bei einem Sequenz-Scan. Parallel läuft dabei immer gegenüber der Röntgenquelle 15 der Detektor 16 mit, um Projektionsmessdaten PMD zu erfassen, die dann zur Rekonstruktion von Volumen- und/oder Schicht-Bilddaten genutzt werden. Ebenso kann auch ein sequentielles Messverfahren durchgeführt werden, bei dem eine feste Position in z-Richtung angefahren wird und dann während eines Umlaufs, eines Teilumlaufs oder mehrerer Umläufe an der betreffenden z-Position die erforderlichen Projektionsmessdaten PMD erfasst werden, um ein Schnittbild an dieser z-Position zu rekonstruieren oder um aus den Projektionsmessdaten mehrerer z-Positionen Bilddaten BD zu rekonstruieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich auch an anderen CT-Systemen, z. B. mit mehreren Röntgenquellen und/oder Detektoren und/oder mit einem einen vollständigen Ring bildenden Detektor, einsetzbar.
Die vom Detektor 16 akquirierten Projektionsmessdaten PMD (im Folgenden auch Rohdaten genannt) werden über eine Rohdatenschnittstelle 23, auch Rohdatenerfassungseinheit genannt, an die Steuereinrichtung 20 übergeben. Diese Rohdaten PMD werden dann, gegebenenfalls nach einer geeigneten Vorverarbeitung (z. B. Filterung und/oder Strahlaufhärtungskorrektur), in einer Bildrekonstruktionseinheit 25 weiterverarbeitet, die in diesem Ausführungsbeispiel in der Steuereinrichtung 20 in Form von Software auf einem Prozessor realisiert ist. Diese Bildrekonstruktionseinheit 25 rekonstruiert auf Basis der Rohdaten PMD Bilddaten BD mit Hilfe eines Rekonstruktionsverfahrens. Als Rekonstruktionsverfahren kann zum Beispiel ein auf der gefilterten Rückprojektion basierendes Rekonstruktionsverfahren verwendet werden.
Die erfassten Bilddaten BD werden in einem Speicher 22 der Steuereinrichtung 20 hinterlegt und/oder in üblicher Weise auf dem Bildschirm der Steuereinrichtung 20 ausgegeben. Sie können auch über eine in 3 nicht dargestellte Schnittstelle in ein an das Computertomographiesystem 1 angeschlossenes Netz, beispielsweise ein radiologisches Informations- und Bildarchivierungssystem (RIS/PACS), eingespeist und in einem dort zugänglichen Massenspeicher hinterlegt oder auf dort angeschlossenen Druckern oder Filming-Stationen als Bilder ausgegeben werden. Die Daten können so in beliebiger Weise weiterverarbeitet und dann gespeichert oder ausgegeben werden. Das RIS ist ein rein administratives System zur Erfassung der Patientendaten und Steuerung der medizinischen Abläufe. Zusätzlich ist ein Picture Archiving and Communication System (PACS) vorhanden, das die speicherintensiven Bilddaten BD langfristig ablegt.
Zusätzlich ist in 3 auch eine CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 gezeigt, welche von einer Kamera K Bilddaten BA von dem Patienten O empfängt. Auf Basis der Bilddaten BA ermittelt die CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 die Position und die Abmessungen eines Scanbereichs ScB und legt auch den Untersuchungsbereich FoV einer CT-Bildgebung fest. Wie im Zusammenhang mit 1 und 2 beschrieben, werden von der CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 auch während der CT-Bildgebung auf Basis der rekonstruierten Bilddaten BD sowie von Referenzbilddaten BD_ref Protokollparameter für ein Bildaufnahmeprotokoll des CT-Systems 1 geändert, wodurch insbesondere der Untersuchungsbereich FoV sowie der Scanbereich ScB an die tatsächlich vorgefundene Situation bei der Bildgebung CT-SC angepasst werden.
Die CT-Scanbereich-Festlegungseinheit 31 ist in 3 als Teil der Steuereinrichtung 20 veranschaulicht. Weiterhin umfasst das in 3 gezeigte CT-System 1 auch eine Kontrastmittel-Injektionseinrichtung 50, mit der dem Patienten O vor dem Beginn eines CT-Bildgebungsverfahrens ein Kontrastmittel injizierbar ist, mit dem Bildkontraste in einem Untersuchungsbereich beeinflusst werden können.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorbeschriebenen Verfahren und der beschriebenen CT-Scanbereich-Festlegungseinrichtung 30 sowie dem beschriebenen Computertomographiesystem 1 lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Verfahren zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme (CT-SC) eines Untersuchungsbereichs (FoV) eines Untersuchungsobjekts (O) mit einem CT-System (1), aufweisend die Schritte: – Durchführen einer Außenbildaufnahme (BA) von äußeren Merkmalen des Untersuchungsobjekts (O) mit Hilfe einer zusätzlichen Bildaufnahmeeinheit (K), – Ermitteln mindestens eines Scanparameters des CT-Systems (1) auf Basis der Außenbildaufnahme (BA), – Durchführen einer CT-Bildaufnahme (CT-SC) unter Anwendung des ermittelten mindestens einen Scanparameters.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Scanparameter mindestens eine der folgenden Parameterarten aufweist: – eine Position und/oder mindestens eine Abmessung eines Scanbereichs (ScB), – einen Scanparameter für die Modulation der Röntgendosis, wobei – für den Fall einer Ermittlung mindestens eines Scanparameters für einen Scanbereich (ScB) bei dem Schritt des Durchführens einer CT-Bildaufnahme (CT-SC) die CT-Bildaufnahme (CT-SC) in dem ermittelten Scanbereich (ScB) erfolgt und – für den Fall einer Ermittlung mindestens eines Scanparameters für die Modulation der Röntgendosis bei dem Schritt des Durchführens einer CT-Bildaufnahme (CT-SC) eine Modulation der Röntgendosis in Abhängigkeit von dem ermittelten mindestens einen Scanparameter erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Untersuchungsbereich (FoV) auf Basis der Außenbildaufnahme (BA) ermittelt wird und/oder auf Basis der Außenbildaufnahme (BA) zusätzlich eine Schicht des Untersuchungsbereichs (FoV) als Schicht zur Beobachtung eines Kontrastmittelbolus ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ermitteln des mindestens einen Scanparameters und/oder des Untersuchungsbereichs (FoV) zusätzlich auf Basis von CT-Referenzbilddaten (BD_ref) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei während der CT-Bildaufnahme (CT-SC) der Scanbereich (ScB) auf Basis von bereits erfassten CT-Bilddaten (BD) nachjustiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die CT-Bildaufnahme (CT-SC) in Abhängigkeit von dem ursprünglichen oder nachjustierten Scanbereich (ScB) vollautomatisiert beendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei kurz vor dem Erreichen des Endes des nachjustierten Scanbereichs (ScB) die Geschwindigkeit der Abtastung bei der CT-Bildaufnahme (CT-SC) reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei vor dem Erreichen des Endes des nachjustierten Scanbereichs (ScB) in einen anderen CT-Bildaufnahmemodus mit einer niedrigeren Abtastgeschwindigkeit gewechselt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die CT-Referenzbilddaten (BD_ref) nach einer der folgenden Vorgehensweisen für das Ermitteln des mindestens einen Scanparameters genutzt werden: – die CT-Referenzbilddaten (BD_ref) werden unverändert genutzt, wobei die CT-Referenzbilddaten (BD_ref), welche am besten zu dem Untersuchungsobjekt (O) passen, aus einer Datenbank (22) ausgewählt werden, – die CT-Referenzbilddaten (BD_ref) werden deformiert, um an die mit Hilfe der CT-Bildaufnahme (CT-SC) bereits aufgezeichneten Bilddaten (BD) angepasst zu werden, – die CT-Referenzbilddaten (BD_ref) werden anhand eines statistischen Modells auf Basis einer großen Gesamtheit von CT-Referenzbilddaten erzeugt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Nachjustierung des Scanbereichs (ScB) auf Basis eines maschinellen Lern-Verfahrens, welches auf die bereits erfassten CT-Bilddaten (BD) angewendet wird, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Nachjustierung des Scanbereichs (ScB) ein Registrieren der bei der Vorermittlung des Scanbereichs (ScB) genutzten CT-Referenzbilddaten (BD_ref) auf die bereits erfassten CT-Bilddaten (BD) umfasst und vorzugsweise für die Nachjustierung nach Abtastung einer oder mehrerer neuer CT-Bildschichten neue, zu den bereits erfassten CT-Bilddaten (BD) möglichst ähnliche CT-Referenzbilddaten (BD_ref) aus einer Datenbank (22) erneut automatisiert herausgesucht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei nach Abschluss der Aufzeichnung der CT-Bilddaten (BD) der Untersuchungsbereich (FoV) auf Basis der aufgezeichneten CT-Bilddaten (BD) nachjustiert wird.
CT-Scanparameter-Festlegungseinrichtung (30) zum Festlegen von Scanparametern einer CT-Bildaufnahme (CT-SC) eines Untersuchungsbereichs (FoV) eines Untersuchungsobjekts (O) mit einem CT-System (1), aufweisend: – eine Ansteuerungseinheit (A) zum Ansteuern einer Außenbildaufnahmeeinheit (K) zum Durchführen einer Außenbildaufnahme (BA) des Untersuchungsobjekts (O), – eine Scanparameter-Ermittlungseinheit (33) zum Ermitteln mindestens eines Scanparameters des CT-Systems (1) auf Basis der Außenbildaufnahme (BA).
Computertomographiesystem (1), aufweisend: – eine Scaneinheit (10) zum Erfassen eines zu untersuchenden Bereichs (FoV) eines Untersuchungsobjekts (O), – eine Steuereinrichtung (20) zum Ansteuern der Scaneinheit (10), – eine CT-Scanbereich-Festlegungseinrichtung (30) nach Anspruch 13.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinrichtung eines Computertomographiesystems (1) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Computertomographiesystem ausgeführt wird.
Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit einlesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechnereinheit ausgeführt werden.