DE102018006763A1 - Method for recording a scan of an object with a C-arm with a focus ejectory with one rotary and two translational sections and C-arm X-ray diagnostic system for implementing the method - Google Patents
Method for recording a scan of an object with a C-arm with a focus ejectory with one rotary and two translational sections and C-arm X-ray diagnostic system for implementing the method Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018006763A1 DE102018006763A1 DE102018006763.8A DE102018006763A DE102018006763A1 DE 102018006763 A1 DE102018006763 A1 DE 102018006763A1 DE 102018006763 A DE102018006763 A DE 102018006763A DE 102018006763 A1 DE102018006763 A1 DE 102018006763A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- focus
- scan
- arm
- ray
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 81
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 13
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 7
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 claims description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 14
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 241000965481 Darksidea alpha Species 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 0 CCCC1(C)C2C1C*C2 Chemical compound CCCC1(C)C2C1C*C2 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000007408 cone-beam computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
- A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
- A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
- A61B6/4441—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4021—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot
- A61B6/4028—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot resulting in acquisition of views from substantially different positions, e.g. EBCT
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4064—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis specially adapted for producing a particular type of beam
- A61B6/4085—Cone-beams
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/10—Safety means specially adapted therefor
- A61B6/102—Protection against mechanical damage, e.g. anti-collision devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/547—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving tracking of position of the device or parts of the device
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Das mittels eines C-Bogen-Röntgendiagnostiksystem realisierbare Verfahren zur Aufnahme eines Scans eines Objekts mit einem Scanzentrum im POI und einer Fokustrajektorie mit einem rotatorischen und zwei translatorischen Abschnitten sieht vor, eine ausgewählte Fokustrajektorie in Polarkoordinaten (r, α) mit dem Scanzentrum als Koordinatenursprung umzurechnen und die Fokussollpositionen auf der Fokustrajektorie, an denen Röntgenprojektionsaufnahmen aufgenommen werden sollen unter der Vorgabe zu bestimmen, dass die Winkelabstände Δα zweier Fokussollpositionen über die gesamte Fokustrajektorie konstant sind. Die Röntgenprojektionsaufnahmen, die zur Rekonstruktion verwendet werden, werden an Fokuspositionen in der Nähe der festgelegten Fokussollpositionen auf der Fokustrajektorie mittels eines Triggersignals oder ein der Fokusgeschwindigkeit auf der Fokustrajektorie angepasstes Bildaufnahmefrequenzsignal aufgenommen.The method for recording a scan of an object with a scan center in the POI and a focus ejectory with one rotary and two translational sections, which can be implemented using a C-arm x-ray diagnostic system, provides for converting a selected focus ejectory into polar coordinates (r, α) with the scan center as the coordinate origin and the target focus positions on the focus ejector, at which x-ray projection recordings are to be taken, with the stipulation that the angular distances Δα between two focus target positions are constant over the entire focus ejectory. The x-ray projection recordings that are used for the reconstruction are recorded at focus positions in the vicinity of the defined focus target positions on the focus projection by means of a trigger signal or an image recording frequency signal that is adapted to the focus speed on the focus projection.
Description
Bei bekannten Kegelstrahl-Computertomographen (CBCT, Cone Beam Computer Tomography) rotiert eine Röntgenbildaufnahmeeinheit aus einem Röntgenstrahler und einem Röntgendetektor, vorzugsweise einem Flat Panel Detektor (FPD) um ein Scanzentrum, wobei die Trajektorien des Fokus der Röntgenquelle und ein beliebiger Punkt auf dem FPD konzentrische Kreise oder Kreisbögen unterschiedlicher Radien mit dem Scanzentrum als Mittelpunkt aufweisen. Dabei läuft die Röntgenbildaufnahmeeinheit vorzugsweise mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um das Scanzentrum und es werden Röntgenprojektionsbilder mit einer konstanten Taktfrequenz aufgenommen. Bei jeder Aufnahme eines Röntgenprojektionsbildes werden mittels einer Dosisleistungsregelung die Röntgenstrahlungsparameter, insbesondere der Röhrenstrom so geregelt, dass die von dem FPD aufgenommenen Bilder ein vorbestimmtes Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen. Die Scanwinkelintervalle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fokuspositionen, bei denen eine Projektionsaufnahme aufgenommen wird, sollen dabei zum einen klein genug sein, um Artefakte in den rekonstruierten 3D-Bildern zu vermeiden, zum anderen sollen die Scanwinkelintervalle über den gesamten Scanbereich konstant sein, um keine Projektionsrichtung zu bevorzugen. Werden die Winkelabstände zwischen den Fokuspositionen, an denen eine Projektionsaufnahme aufgenommen wird, zu groß gewählt, treten bei der Volumenrekonstruktion Artefakte wegen fehlender Projektionswinkel auf. Werden die Winkelabstände zwischen den Fokuspositionen, an denen eine Projektionsaufnahme aufgenommen wird, zunehmend kleiner gewählt, so wird dadurch die applizierte Dosis für den Patienten ansteigen, ohne dass dadurch eine Verbesserung der Rekonstruktionsgüte zu erwarten wäre. Unter der Maßgabe der Dosishygiene für den Patienten ist daher eine zu dichte Abtastung (Oversampling) zu vermeiden.In known cone beam computed tomographs (CBCT, Cone Beam Computer Tomography), an x-ray image recording unit consisting of an x-ray emitter and an x-ray detector, preferably a flat panel detector (FPD), rotates around a scanning center, the trajectories of the focus of the x-ray source and an arbitrary point on the FPD being concentric Have circles or arcs of different radii with the scan center as the center. The x-ray image recording unit preferably runs around the scan center at a constant angular velocity and x-ray projection images are recorded at a constant clock frequency. Each time an x-ray projection image is recorded, the x-ray radiation parameters, in particular the tube current, are regulated by means of a dose rate control in such a way that the images recorded by the FPD have a predetermined signal-to-noise ratio. The scan angle intervals between two successive focus positions, at which a projection image is taken, should on the one hand be small enough to avoid artifacts in the reconstructed 3D images, and on the other hand, the scan angle intervals should be constant over the entire scan area so that no projection direction is preferred , If the angular distances between the focus positions at which a projection image is taken are chosen too large, artefacts occur in the volume reconstruction because of the missing projection angle. If the angular distances between the focus positions at which a projection image is taken are selected to be increasingly smaller, the dose applied to the patient will increase without an improvement in the quality of the reconstruction being expected. Provided the dose hygiene for the patient is too high, oversampling should be avoided.
Um einen in der Scanebene vollständigen Projektionsdatensatz zu erhalten, muß der Scanwinkelbereich 180 Grad plus die Winkelbreite des FPD in der Scanebene betragen. C-Bogen-Röntgengeräte, die zur Aufnahme von Scans vorgesehen sind, haben häufig einen begrenzten Scanwinkelbereich von weniger als 180 Grad und sind nicht geeignet, einen vollständigen Projektionsdatensatz mit einem Rotationsscan zu erzeugen. Es ist jedoch bekannt, mit derartigen C-Bogen-Geräten vollständige Scans zu erzeugen, wenn an den Endpunkten des Rotationsscans translatorische Trajektorienabschnitte angefügt werden. Derartige Trajektorien, die rotatorische und translatorische Abschnitte aufweisen, werden in der Regel nicht mit konstanter Bahngeschwindigkeit durchfahren, da an den Übergängen zwischen dem rotatorischen Abschnitt und einem translatorischen Abschnitt eine Geschwindigkeitsänderung der an der Bewegung beteiligten C-Bogen-Verstellachsen (insbesondere der Orbitalachse, der Horizontal- und der Vertikalverstellachse der C-Bogen-Halterung) nötig macht, welche im Übrigen auch zu Beginn und Ende einer Trajektorie auftritt, da der C-Bogen mit dem Röntgenstrahler und dem FPD nur mit einer begrenzten Beschleunigung auf die gewünschte Bahngeschwindigkeiten des Scans gebracht werden.In order to obtain a complete projection data set in the scan plane, the scan angle range must be 180 degrees plus the angular width of the FPD in the scan plane. C-arm x-ray devices which are intended to record scans often have a limited scanning angle range of less than 180 degrees and are not suitable for generating a complete projection data set with a rotation scan. However, it is known to generate complete scans with such C-arm devices if translational trajectory sections are added to the end points of the rotation scan. Trajectories of this type, which have rotary and translational sections, are generally not traversed at a constant path speed, since at the transitions between the rotary section and a translational section, a change in the speed of the C-arm adjustment axes involved in the movement (in particular the orbital axis, the Horizontal and the vertical adjustment axis of the C-arm holder), which also occurs at the beginning and end of a trajectory, because the C-arm can only be brought to the desired path speeds of the scan with the X-ray emitter and the FPD with a limited acceleration become.
Insbesondere dann, wenn die rotatorischen Abschnitte der Trajektorien nicht-kreisförmig sind, ändern sich bei konstanter Rotationsgeschwindigkeit des C-Bogens die Bahngeschwindigkeiten von Röntgenfokus und Röntgendetektor sowie der Abstand des Röntgenfokus vom Scanzentrum über den gesamten Scanbereich. Damit einhergehend wird bei konstanter Bildaufnahmerate über den gesamten Scanwinkelbereich eine Bildsequenz aufgenommen, deren einzelne Bilder keinen konstanten Winkelabstand zueinander aufweisen. Insbesondere werden in den Übergangsbereichen zwischen rotatorischer und translatorischer Bewegung sowie zu Beginn und Ende der Trajektorien nahezu redundante, eng benachbarte Projektionsaufnahmen aufgenommen (Oversampling), die die Strahlenbelastung eines zu untersuchenden Patienten unnötig erhöht und sie ungleichmäßig über den gesamten Winkelbereich verteilt.In particular, if the rotary sections of the trajectories are non-circular, the path speeds of the X-ray focus and the X-ray detector and the distance of the X-ray focus from the scanning center change over the entire scanning area with a constant rotational speed of the C-arm. In conjunction with this, an image sequence is recorded at a constant image acquisition rate over the entire scan angle range, the individual images of which do not have a constant angular distance from one another. In particular, in the transition areas between rotary and translational movement and at the beginning and end of the trajectories, almost redundant, closely adjacent projection recordings (oversampling) are recorded, which unnecessarily increases the radiation exposure of a patient to be examined and distributes them unevenly over the entire angular range.
Es sind mobile C-Bogen-Röntgengeräte und zugehörige Betriebsverfahren bekannt, die Aufnahmen von ebenen Scans mit jeweils einem rotatorischen und wenigstens zwei translatorischen Abschnitten in der Fokus- und der Detektortrajektorie aufweisen. Der C-Bogen ist bei mobilen C-Bogen-Röntgengeräten aus Gewichts- und ergonomischen Gründen vorzugsweise als nicht-isozentrischer C-Bogen ausgeführt, bei dem das mechanische Rotationszentrum und damit der Mittelpunkt des kreisförmigen C-Bogens nicht auf dem durch die Verbindungslinie des Fokus mit dem Mittelpunkt des Röntgendetektor-Eingangsfensters gebildeten Zentralstrahlvektor liegt. Um einen Rotationsscan eines Untersuchungsobjekts mit einem Bereich des Interesses (Region of Interest, ROI) aufnehmen zu können muß die Halterung des C-Bogens während des Scans korreliert mit der Orbitalbewegung in der Ebene des C-Bogens derart verstellt werden, dass der Zentralstrahlvektor stets durch das Scanzentrum verläuft.Mobile C-arm x-ray devices and associated operating methods are known, which have images of plane scans each with one rotary and at least two translational sections in the focus and detector trajectories. For weight and ergonomic reasons, the C-arm in mobile C-arm X-ray devices is preferably designed as a non-isocentric C-arm, in which the mechanical center of rotation and thus the center of the circular C-arm do not lie on the one through the connecting line of the focus with the center of the X-ray detector input window formed central beam vector. In order to be able to record a rotation scan of an examination object with a region of interest (ROI), the holder of the C-arm has to be adjusted in correlation with the orbital movement in the plane of the C-arm during the scan in such a way that the central beam vector always passes through the scan center runs.
Das zu rekonstruierende Volumen hat die Form eines Zylinders, wobei die Zylinderachse senkrecht auf der Ebene des C-Bogens steht. In der Ebene des C-Bogens stellt der Schnitt durch das zylindrische zu rekonstruierende Volumen einen vorzugsweise kreisförmigen ROI und der Durchstoßpunkt der Zylinderachse durch die Ebene des C-Bogens das im Kreismittelpunkt des ROI liegende Scanzentrum dar. Die Ebene des C-Bogens bleibt während der Aufnahme der Röntgenprojektionen raumfest. Insbesondere ist es für den Raumbedarf eines C-Bogen-Röntgengeräts während der Aufnahme eines Scans vorteilhaft, wenn die Ebene des C-Bogens vertikal im Raum steht. Es sind aber auch andere Stellungen der raumfesten Ebene des C-Bogens vorgesehen, insbesondere dann, wenn eine nicht senkrecht im Raum stehende Schnittebene des Untersuchungsobjekts artefaktfrei rekonstruiert werden soll und das Untersuchungsobjekt nicht derart ausgerichtet werden kann, dass die gewünschte Schnittebene mit dem darin enthaltenen ROI senkrecht im Raum steht.The volume to be reconstructed has the shape of a cylinder, the cylinder axis being perpendicular to the plane of the C-arm. In the plane of the C-arm, the section through the cylindrical volume to be reconstructed represents a preferably circular ROI and the point of penetration of the cylinder axis through the plane of the C-arm represents the scanning center located in the center of the circle of the ROI. The plane of the C-arm remains during the Recording the X-ray projections fixed in space. In particular, for the space requirement of a C-arm X-ray device during the recording of a scan, it is advantageous if the plane of the C-arm is vertical in the room. However, other positions of the spatially fixed plane of the C-arm are also provided, in particular when a section plane of the examination object that is not perpendicular in space is to be reconstructed without artefacts and the examination object cannot be aligned in such a way that the desired section plane with the ROI contained therein stands vertically in the room.
Das C-Bogen-Röntgengerät ist dazu bestimmt, für einen ROI mit einem Scanzentrum einen Projektionsdatensatz zur Verfügung zu stellen, der im Hinblick auf eine Feldkamp-3D-Rekonstruktion eines scheibenförmigen ROI vollständig ist. Bei dem aus dem Dokument
Bekannte mobile, nicht-isozentrische C-Bogen-Röntgengeräte weisen meist einen begrenzten Rotationsbereich in der Orbitalbewegungsachse von weniger als 180º auf. Mit einem derart begrenzten Rotationsbereich ist kein vollständiger Projektionsdatensatz für eine analytische Rekonstruktion eines scheibenförmigen zylindrischen Röntgenvolumens vom Feldkamp-Typ aufnehmbar. Um einen vollständigen Projektionsdatensatz für den in der Ebene eines C-Bogens liegenden scheibenförmigen ROI der Zentralschicht mit der Dicke eines Voxels zu erzeugen, müssen die fehlenden Projektionsdaten mit weiteren nichtrotatorischen, beispielsweise translatorischen ebenen Trajektorienabschnitten aufgenommen werden.Known mobile, non-isocentric C-arm x-ray devices usually have a limited range of rotation in the orbital movement axis of less than 180 °. With such a limited range of rotation, it is not possible to record a complete projection data set for an analytical reconstruction of a disc-shaped cylindrical X-ray volume of the Feldkamp type. In order to generate a complete projection data record for the disk-shaped ROI of the central layer lying in the plane of a C-arm with the thickness of a voxel, the missing projection data must be recorded with further non-rotatory, for example translatory, flat trajectory sections.
In
In den einzelnen Bewegungsphasen sind Parallelverschiebungen des Zentralstrahlvektors längs seiner Richtung, beispielsweise zur Umgehung von Hindernissen und zur Vermeidung von Kollisionen vorgesehen.In the individual movement phases, parallel displacements of the central beam vector are provided along its direction, for example to avoid obstacles and to avoid collisions.
Das Verfahren zur Aufnahme eines Scans eines interessierenden Bereichs ROI
Am Startpunkt der Fokustrajektorie wird der C-Bogen in der Orbitalbewegungsachse in der ersten Extremstellung positioniert und die verstellbare Halterung des C-Bogens derart positioniert, dass ein auf der dem C-Bogen abgewandten Seite des Zentralstrahlvektors liegender erster Begrenzungsstrahl des Fächerstrahls den ROI
In einem ersten Abschnitt
In einem zweiten Abschnitt
In einem dritten Abschnitt
Bei den in
Aus dem deutschen Patent
Aus dem Dokument
Aus dem Dokument
Aus dem Dokument
Aus dem Dokument
Aus dem Dokument
Im Bereich der Übergänge der Trajektorien von einem rotatorischen zu einem translatorischen Abschnitt werden die Trajektorien von Fokus und FPD zur Begrenzung von auftretenden Beschleunigungen mit einer reduzierten Bahngeschwindigkeit durchfahren. Würden bei einem derartigen Scan die Projektionsaufnahmen mit einer konstanten Bildaufnahmerate oder Framerate aufgenommen werden, so würde in den Übergangs- und Endbereichen eines Scans die Aufnahmedichte erhöht sein. Bei einer nachfolgenden 3D-Rekonstruktion aus den aufgenommenen 2D-Projektionsaufnahmen würde für die Übergangs- und Endbereiche des Scans eine höhere Dichte von auszuwertenden Linienintegralen der Abschwächungsdaten zur Verfügung stehen, ohne dass dadurch die Bildinformation und damit der diagnostische Nutzen der 3D-Rekonstruktion erhöht werden würde. Es würde vielmehr entgegen der Regeln der Dosishygiene Dosis ohne diagnostischen Nutzen auf das Untersuchungsobjekt appliziert werden. Die Dichte der aufzunehmenden Projektionsaufnahmen bei einem Scan muß weiterhin zur Erzielung eines befriedigenden Rekonstruktionsergebnisses über den gesamten Scanbereich eine Mindestdichte aufweisen; andernfalls würden bei einer Volumenrekonstruktion Streifenartefakte auftreten.In the area of the transitions of the trajectories from a rotary to a translatory section, the trajectories of focus and FPD are traversed at a reduced path speed in order to limit accelerations that occur. If the projection recordings were taken at a constant image recording rate or frame rate during such a scan, the recording density would be increased in the transition and end regions of a scan. In the case of a subsequent 3D reconstruction from the recorded 2D projection recordings, a higher density of line integrals of the attenuation data to be evaluated would be available for the transition and end regions of the scan, without the image information and thus the diagnostic use of the 3D reconstruction being increased thereby , Rather, contrary to the rules of dose hygiene, the dose would be applied to the examination object without diagnostic benefit. The density of the projection recordings to be recorded during a scan must also have a minimum density over the entire scan area in order to achieve a satisfactory reconstruction result; otherwise streak artifacts would occur during volume reconstruction.
Es besteht ein Bedarf an einem Scanverfahren, das bei aus rotatorischen und translatorischen Anteilen zusammengesetzten Trajektorien für den Röntgenfokus zur Verbesserung der Dosishygiene für ein Untersuchungsobjekt mit einem im POI liegenden Scanzentrum ein Oversampling durch nahezu redundante, eng benachbarte und daher überflüssige Projektionen bei der Aufnahme von Röntgenprojektionsaufnahmen vermeidet.There is a need for a scanning method which, in the case of trajectories for the x-ray focus composed of rotatory and translatory parts to improve the dose hygiene for an examination object with a scanning center located in the POI, oversampling by means of almost redundant, closely adjacent and therefore superfluous projections when taking x-ray projection recordings avoids.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Aufnahme eines Scans mit einem Scanzentrum in einem POI eines Objekts zu schaffen, das ein Oversampling bei einem Scan mit rotatorischen und translatorischen Anteilen einer Fokustrajektorie vermeidet und die Dosishygiene für das Untersuchungsobjekt ohne Einbußen der Rekonstruktionsqualität verbessert.It is the object of the invention to create a method for recording a scan with a scan center in a POI of an object, which avoids oversampling during a scan with rotational and translational parts of a focus ejection and improves the dose hygiene for the examination object without sacrificing the reconstruction quality.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere dadurch gelöst, dass die Fokussollpositionen auf der Fokustrajektorie zum Zeitpunkt der Aufnahme der Röntgenprojektionsaufnahmen eines Scans unter der Vorgabe berechnet werden, dass die Winkelabstände Δα zweier Fokussollpositionen über die gesamte Fokustrajektorie in Polarkoordinaten (r, α) mit dem Scanzentrum als Koordinatenursprung konstant sind und die Röntgenprojektionsaufnahmen, die zur Rekonstruktion verwendet werden, werden an Fokuspositionen in der Nähe der festgelegten Fokussollpositionen auf der Fokustrajektorie aufgenommen werden.The object is solved by the features of
Dazu werden Positionen auf einer ausgewählten oder einer aktuell gefahrenen Fokustrajektorie ermittelt, an denen entsprechend der Gleichmäßigkeitsbedingung für die Dichte der Projektionsaufnahmen Röntgenprojektionsaufnahmen ausgelöst werden sollen. Diese Ermittlung kann, wenn eine bestimmte Fokustrajektorie ausgewählt wurde, vor Beginn des Scans erfolgen oder in Echtzeit während eines Scans. Die Auslösung der einzelnen Projektionsaufnahmen wird dabei von einer Steuerung getriggert ausgelöst.For this purpose, positions on a selected or a currently driven focus ejectory are determined at which x-ray projection recordings are to be triggered in accordance with the uniformity condition for the density of the projection recordings. This determination can take place before the start of the scan, or in real time during a scan, if a particular focus ejection has been selected. The triggering of the individual projection recordings is triggered by a control.
Es ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die Projektionsaufnahmen in einem Videomodus aufzunehmen und die Bildaufnahmerate oder Framerate abhängig von der Stellung oder der aktuellen Bewegungsparameter der Fokustrajektorie derart zu steuern, dass die Gleichmäßigkeitsbedingung für die Dichte der Projektionsaufnahmen an jeder Stelle der Fokustrajektorie erfüllt ist.It is provided within the scope of the invention to record the projection recordings in a video mode and to control the image recording rate or frame rate depending on the position or the current movement parameters of the focus projection such that the uniformity condition for the density of the projection recordings is fulfilled at every point of the focus projection.
Es ist vorgesehen, den Verlauf der Bildaufnahmerate über den Scanverlauf vor Beginn eines Scans zu ermitteln und in einem Speicher der abzulegen. Beim Start des Scans ist vorgesehen, die Werte für die Aufnahmerate aus dem Speicher der auszulesen und die Projektionsaufnahmen mit der vorberechneten Aufnahmerate aufzunehmen.It is intended to determine the course of the image recording rate via the scan course before the start of a scan and to store it in a memory. At the start of the scan, it is intended to read out the values for the acquisition rate from the memory and to record the projection recordings at the pre-calculated acquisition rate.
Es ist im Rahmen der Erfindung weiterhin vorgesehen, die Aufnahmerate längs der Trajektorien in Echtzeit während eines Scans zu berechnen und zu steuern, wobei der Steuerung die Trajektorie und die Momentangeschwindigkeit des Röntgenfokus zur Verfügung gestellt wird.It is further provided within the scope of the invention to calculate and control the acquisition rate along the trajectories in real time during a scan, the control providing the trajectory and the instantaneous speed of the X-ray focus.
Die Erfindung wird anhand der Abbildungen erläutert.
In
In
Ein kreisbogenförmiger C-Bogen
Eine Röntgenröhre
Ein ölgefüllter Hochspannungsgenerator
Vorzugsweise ist zwischen dem Fokus
An dem C-Bogen
Aus den ausgelesenen Bilddaten des FPD bei einer Projektionsaufnahme wird in einer Projektionsbilderzeugungseinheit
Ein Scanzentrum
Als Zentralstrahl
Ein zu untersuchendes Objekt
Eine C-Bogen-Motorsteuerungseinheit
Eine Liegen-Motorsteuerungseinheit
Eine übergeordnete Systemsteuerungseinheit
Eine Röntgenstrahlersteuerungseinheit
Es ist vorgesehen, dass in der Röntgenstrahlersteuerungseinheit
Das C-Bogen-Röntgendiagnostiksystem
Eine Bewegungssteuerungseinheit
Eine Bildaufnahmesteuerungseinheit
Eine FPD-Steuerungseinheit
In einer Bildverarbeitungs- und Speichereinheit
In einer Scanparameter-Erzeugungseinheit
Die Scanparameter-Erzeugungseinheit
Die Scanparameter-Erzeugungseinheit
In einer Fokus-Sollpositionsermittlungseinheit
Es ist wenigstens ein Display
Eine Eingabevorrichtungseinheit
Die Systemsteuerung
Die Systemsteuerung
Die Systemsteuerungseinheit
Es ist eine Energiemanagementeinheit
Die Systemsteuereinheit
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, mit der Bildaufnahmesteuerungseinheit
Bei einem zu rekonstruierenden würfelförmigen Volumen mit einer Kantenlänge von 16cm wird beispielsweise ein Voxelvolumen von 320x320x320 Voxeln gewählt, bei einem zu rekonstruierenden würfelförmigen Volumen mit einer Kantenlänge von 20cm wird beispielsweise ein Voxelvolumen von 512x512x512 Voxeln gewählt. For a cube-shaped volume to be reconstructed with an edge length of 16cm, for example, a voxel volume of 320x320x320 voxels is selected; for a cube-shaped volume to be reconstructed with an edge length of 20cm, for example, a voxel volume of 512x512x512 voxels is selected.
Die Abtastfrequenz dn/dϕ, nämlich die Anzahl der Röntgenprojektionsaufnahmen pro Scanwinkel ϕ wird dabei über den gesamten Bereich des Kreisscans konstant gehalten
Auf der kreisförmigen Trajektorie des Fokus werden in diesem Fall Projektionsaufnahmen nach jeweils durchlaufenen gleichen Winkelintervallen Δφ aufgenommen.The scanning frequency dn / dϕ, namely the number of x-ray projection images per scanning angle ϕ is kept constant over the entire area of the circular scan
In this case, projection recordings are taken on the circular trajectory of the focus after the same angular intervals .DELTA..phi.
Bei nicht kreisförmigen Rotationsscans ändern sich die Abstände der Fokustrajektorie vom Scanzentrum abhängig vom Winkel ϕ. Es ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die unter der Annahme eines Kreisscans berechnete Aufnahmerate an den Abstand der Fokustrajektorie vom Scanzentrum anzupassen. Die Aufnahmerate wird dabei umso kleiner gewählt, je größer der Abstand der Fokustrajektorie vom Scanzentrum ist. Es ist vorgesehen, die unter der Annahme einer kreisförmigen Fokustrajektorie mit einem Radius r0 berechnete Aufnahmerate winkelabhängig mit einem linear vom aktuellen Abstand r der Fokustrajektorie abhängigen Korrekturfaktor K1 zu multiplizieren, wobei
Der Erfinder hat als vorteilhaft erkannt, die vollständige Fokustrajektorie mit rotatorischem Anteil und zwei translatorischen Anteilen in Polarkoordinaten mit dem Scanzentrum als Koordinatenursprung, mit einem Radius r als Abstand eines Punktes auf der Fokustrajektorie zum Scanzentrum und mit einem Polarwinkel α darzustellen. Der Polarwinkel α kann als synthetischer Scanwinkel für die gesamte Fokustrajektorie angesehen werden; im rotatorischen Abschnitt der Fokustrajektorie entspricht dieser Winkel α dem Orbitalwinkel der C-Bogen-Orbitalbewegung.The inventor has recognized as advantageous to represent the complete focus ejectory with a rotary component and two translatory components in polar coordinates with the scan center as the coordinate origin, with a radius r as the distance of a point on the focus ejectory from the scan center and with a polar angle α. The polar angle α can be viewed as a synthetic scan angle for the entire focus ejection; in the rotary section of the focus ejector, this angle α corresponds to the orbital angle of the C-arm orbital movement.
Der Erfinder hat weiterhin erkannt, dass ein Oversampling bei der Aufnahme eines Scans mit einem rotatorischen und translatorischen Abschnitten der Fokustrajektorie dadurch vermieden wird, dass eine Gleichmäßigkeitsbedingung für die Dichte der Projektionsaufnahmen längs der Fokustrajektorie des Scans erfüllt ist. Die Gleichmäßigkeitsbedingung ist dann erfüllt, wenn die Winkelabstände Δα zwischen den Soll-Fokuspositionen auf der Fokustrajektorie über den gesamten Scanbereich gleich sind. Der Winkelabstand zwischen den einzelnen Aufnahmepositionen errechnet sich aus der dem Winkelbereich der Fokustrajektorie zwischen dem Anfangswinkel αanfang, dem Endwinkel αende und der Gesamtzahl N der vorgesehenen Projektionsaufnahmen:
Die Aufnahmedichte der Projektionsaufnahmen, d.h. die Anzahl der Aufnahmen pro Winkelintervall dα sind über den gesamten Scanbereich konstant. Diese Bedingung wird als Gleichmäßigkeitsbedingung bezeichnet:
Die Konstante hängt von der Gesamtzahl N der vorgesehenen Projektionsaufnahmen ab. Bei einem Scan mit einer nicht festgelegten Fokustrajektorie, insbesondere einer Fokustrajektorie mit einem unbekannten Gesamtwinkelbereich ist vorgesehen, anstelle der Gesamtzahl N den Winkelabstand zwischen zwei Projektionsaufnahmen oder dazu gleichwertig die Anzahl der Projektionsaufnahmen pro Winkelintervall α vorzugeben.The constant depends on the total number N of projection projections provided. In the case of a scan with an undefined focus ejectory, in particular a focus ejectory with an unknown total angular range, instead of the total number N, it is provided to specify the angular distance between two projection recordings or the equivalent number of projection recordings per angular interval α.
Es ist vorteilhaft, wenn die Repräsentation der Fokustrajektorie in der Bewegungssteuerungseinheit oder/und in der Organprogramm-Datenbank
Die Gleichmäßigkeitsbedingung kann auch auf Kreisscans angewandt werden. In diesem Fall entsprechen die Winkelintervalle Δα den Winkelintervallen der Orbitalbewegung des C-Bogens.
Weiterhin ist vorgesehen, die Gleichmäßigkeitsbedingung auf nicht-ebene Scans anzuwenden, die rotatorische und translatorische Abschnitte in der Fokustrajektorie aufweisen. Als Beispiel sei hier ein Scan vom Typ „arc-line“ genannt, bei dem an einen ebenen Kreisscan eine lineare Bewegung des Fokus senkrecht zu der Ebene anschließt.The uniformity condition can also be applied to circular scans. In this case, the angular intervals Δα correspond to the angular intervals of the orbital movement of the C-arm.
Furthermore, it is envisaged to apply the uniformity condition to non-planar scans which have rotary and translational sections in the focus ejectory. An example here is an “arc-line” scan, in which a linear circular scan is followed by a linear movement of the focus perpendicular to the plane.
Im Falle von nicht-ebenen Fokustrajektorien ist vorgesehen, die jeweilige Fokustrajektorie in räumlichen Polarkoordinaten bezüglich des Scanzentrums
Die Gleichmäßigkeitsbedingung für nicht-ebene Fokustrajektorien lautet dann entsprechend zu der Bedingung im Fall einer ebenen Fokustrajektorie
The uniformity condition for non-flat focus ejectors then corresponds to the condition in the case of a flat focus ejectory
Es ist vorgesehen, während eines Scans in Echtzeit die Winkelgeschwindigkeit dα/dt aus der zeitlichen Abfolge der Positionen der Verstellachsen des Röntgenaufnahmesystems zu bestimmen, und daraus zusammen mit der Gleichmäßigkeitsbedingung die Soll-Bildaufnahmerate dn/dt (Anzahl der Projektionsaufnahmen pro Sekunde) zu berechnen. Weiterhin ist vorgesehen, in der Bildaufnahmesteuerung während eines Scans in Echtzeit den Winkel α aus den Stellungen der Verstellachsen des Röntgenaufnahmesystems zu bestimmen und jeweils nach Überstreichen eines Winkelintervalls Δα eine Projektionsaufnahme aufzunehmen. Die Fokustrajektorie wird dabei vorab der Bildaufnahmesteuerung von der Bewegungssteuerungseinheit
Es ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die Fokustrajektorie in der aus den aktuell in der Bewegungssteuerungseinheit
Im Speicher der Bewegungssteuerungseinheit des C-Bogen-Röntgensystems sind vorzugsweise auch die Bahngeschwindigkeiten auf der Fokustrajektorie abhängig vom Winkel α der Fokustrajektorie festgelegt; sie werden zusammen mit der Fokustrajektorie der Scanparameter-Erzeugungseinheit
Die Auslösung einer Röntgenprojektionsaufnahme kann neben der Zurverfügungstellung eines Triggersignals zu einem Zeitpunkt, wenn sich der Fokus an einer Fokus-Sollposition der Fokustrajektorie befindet, auch dadurch erfolgen, dass ein Videostream mit einer Taktfrequenz aufgenommen wird und diese Taktfrequenz derart an die Fokustrajektorie angepaßt wird, dass die Videoframes an den Fokus-Sollpositionen aufgenommen werden. Es ist bekannt, die Röntgenprojektionsaufnahmen eines Scans mit konstanten Frameraten aufzunehmen, die aus einem V-Sync-artigen Signal konstanter Frequenz generiert werden (im Folgenden V-Sync genannt). Dieser V-Sync stellt in der Regel ein periodisches Signal dar, an dessen steigender oder fallender Flanke ein Bildauslösesignal generiert wird. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Aufnahme von Röntgenprojektionsaufnahmen eines Scans sind zwei alternative Strategien der Veränderung der V-Sync-Frequenz vorgesehen.In addition to the provision of a trigger signal at a point in time when the focus is on a target target position of the focus ejectory, an x-ray projection recording can also be triggered by recording a video stream with a clock frequency and adapting this clock frequency to the focus ejectory in such a way that the video frames are recorded at the focus target positions. It is known to record the x-ray projection recordings of a scan with constant frame rates, which are generated from a V-Sync-like signal of constant frequency (hereinafter referred to as V-Sync). This V-Sync generally represents a periodic signal, on the rising or falling edge of which an image trigger signal is generated. In a method according to the invention for recording x-ray projection recordings of a scan, two alternative strategies for changing the V-sync frequency are provided.
Es ist vorgesehen, die V-Sync Frequenz konstant zu halten und die Bildaufnahmefrequenz durch Austasten von V-Sync-Signalen zeitlich zu verringern. Liegt beispielsweise eine Frequenz von 25 Hz vor, kann vorgesehen sein, nur alle drei Perioden Projektionsbilder aufzunehmen, also konstant mit einer Bildaufnahmefrequenz von 8,3 Hz. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Bildaufnahmefrequenz während des Scans Aufnahme derart zu variieren, dass sie diskrete Werte von f=25Hz/m annimmt, wobei m eine natürliche Zahl darstellt, die dynamisch während des Scans variiert wird.It is intended to keep the V-Sync frequency constant and to reduce the image recording frequency by blanking out V-Sync signals. If, for example, there is a frequency of 25 Hz, it can be provided to record projection images only every three periods, i.e. constantly with an image recording frequency of 8.3 Hz. According to the invention, it is provided that the image recording frequency is varied during the recording scan so that it has discrete values of f = 25Hz / m, where m is a natural number that is varied dynamically during the scan.
Es ist weiterhin vorgesehen, die V-Sync Frequenz dynamisch während des Scans so anzupassen, dass das V-Sync-Signal direkt als Bildauslösesignal verwendbar ist, wobei die Bildauslösung an den Fokus-Soll-Positionen auf der Fokustrajektorie erfolgt. Am Ende eines Scans oder bei Inaktivität der Röntgenaufnahmeeinheit wird das V-Sync-Signal abgeschaltet, so dass keine Bildaufnahme erfolgt.It is also provided that the V-Sync frequency is dynamically adjusted during the scan so that the V-Sync signal can be used directly as an image trigger signal, the image triggering taking place at the target focus positions on the focus extractor. At the end of a scan or if the X-ray recording unit is inactive, the V-Sync signal is switched off, so that no image is taken.
Bei den beschriebenen Verfahren zur Anpassung der Bildaufnahmeraten können die V-Sync-Frequenzen nach Auswahl einer Bahnkurve, aber vor Start eines Scans errechnet werden. Alternativ ist vorgesehen, die erforderlichen Bildraten in Echtzeit während der Aufnahme des Scans zu berechnen und einzustellen.In the described methods for adapting the image acquisition rates, the V-sync frequencies can be calculated after selecting a path curve, but before starting a scan. Alternatively, it is provided to calculate and set the required frame rates in real time during the recording of the scan.
Abhängig von einem gewählten Organprogramm und insbesondere bei einem dicken Patienten kann der absolute Wert der Bildaufnahmerate dn/dα oder die Gesamtzahl der Röntgenprojektionsaufnahmen pro Scan erhöht werden, um ein akzeptables Signal-zu-Rauschverhältnis im rekonstruierten Volumen zu erreichen. Wählt der Benutzer also einen entsprechenden Patienten, so wird in der Scanparameter-Erzeugungseinheit
Bei einem Scan mit einer Aufnahme einer Anzahl von Projektionsaufnahmen und einem Scanzentrum
Rotatorische Abschnitte der Fokustrajektorie sind solche, bei denen der Zentralstrahl bei Verlagerung des C-Bogens stets durch das Scanzentrum
Translatorische Abschnitte der Fokustrajektorie sind solche, bei denen der Zentralstrahl bei Verlagerung des C-Bogens kontinuierlich den Abstand zum Scanzentrum ändert. Die Form der Fokustrajektorie ist dabei unerheblich; sie kann eine lineare, eine bogenförmige oder eine beliebige andere Form annehmen.Translatory sections of the focus ejectory are those in which the central beam continuously changes the distance to the scan center when the C-arm is displaced. The shape of the focus ejector is irrelevant; it can take a linear, arcuate or any other form.
Weist ein C-Bogen-Röntgendiagnostiksystem neben den drei oben beschriebenen steuerbaren Verstellachsen eine weitere mit einer Verstellkomponente senkrecht zur Orbitalebene auf oder ist eine synchron zum C-Bogen gesteuert verstellbare Patientenliege vorgesehen, so ist es möglich, eine nicht-ebene Fokustrajektorie, beispielsweise eine sogenannte arc-line-Trajektorie mit einem ebenen Kreisbogen und einem senkrecht zur Kreisfläche sich erstreckenden linearen Abschnitts, der an einem Ende des Kreisbogens ansetzt, zu realisieren. Bei einer nicht-ebenen Fokustrajektorie würde zur Ermittlung der Soll-Fokuspositionen eine Umrechnung der Fokustrajektorie aus einem kartesischen Koordinatensystem in in räumliche Polarkoordinaten (r,α,θ) vorgenommen werden. Der Gesamtwinkelbereich bei einem arc-line-Scan wäre der Winkelbereich des rotatorischen Abschnitts (αenderot - αanfang), der Winkelbereich des translatorischen Abschnitts senkrecht zu der Scanebene mit der Bedingung für die senkrechte Linie α = const. und der Bedingung für die Scanebene θ = 0 beträgt θende-0 = θende. Der Gesamtwinkelbereich setzt sich aus dem Gesamtwinkelbereich des rotatorischen Abschnitts und dem Gesamtwinkelbereich des translatorischen Abschnitts zusammen. Die Gleichmäßigkeitsbedingung für räumliche Polarkoordinaten lautet
Trägt man der Einfachheit halber zur Bestimmung der Soll-Fokuspositionen den Winkelabschnitt linear an der abgewinkelten Fokustrajektorie einer Arc-line-Trajektorie ab, so tritt im Abwinkelbereich bei einem einzigen Winkelschritt ein Fehler auf; der Winkelabstand wird dort um maximal 30% zu klein gewählt, was bei einer Gesamtzahl von größenordnungsmäßig 400 Projektionsaufnahmen eines Scans einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Gesamtdosis hat.If, for the sake of simplicity, the angular section is linearly removed from the angled focus trajectory of an arc-line trajectory in order to determine the target focus positions, an error occurs in the angular range in a single angular step; the angular distance there is chosen to be too small by a maximum of 30%, which has a negligible influence on the total dose given a total of 400 projection images of a scan.
Betrachtet man die Trajektorien aus
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, die Aufnahme der Projektionsaufnahmen mit einer konstanten Bildaufnahmerate, charakterisiert durch eine konstante V-Sync-Frequenz aufzunehmen und durch Auslassen oder Austasten von einzelnen Triggersignalen bei einzelnen Soll-Fokuspositionen oder einzelnen Soll-Triggerzeitpunkten die Bildaufnahmerate diskret verändert wird.Within the scope of the invention, the recording of the projection recordings is recorded at a constant image recording rate, characterized by a constant V-sync frequency, and the image recording rate is changed discretely by omitting or blanking out individual trigger signals at individual target focus positions or individual target trigger times.
Es ist bekannt, dass das Bildaufnahmesystem beispielsweise mit einer V-Sync-Frequenz von 25 Hz betrieben wird. Eine Projektionsbildaufnahmefrequenz von von 8,3 Hz wird dadurch realisiert, dass nur bei jedem dritten Triggerzeitpunkt eine Projektionsaufnahme aufgenommen wird.It is known that the image recording system is operated, for example, with a V-sync frequency of 25 Hz. A projection image recording frequency of 8.3 Hz is realized in that a projection recording is only taken at every third trigger time.
Die Erfindung sieht vor, während des Scans die Röntgenprojektionen mit einer variablen Aufnahmerate von f= fV-Sync/m aufzunehmen, wobei fV-Sync die V-Sync-Frequenz und m eine natürliche Zahl darstellt, die während des Scans verändert wird. Nachstehend sind die ersten mit diesem Verfahren realisierbaren Bildaufnahmefrequenzen der Reihe angegeben.
- m
- Bildaufnahmefrequenz/Hz bei V-Sync-Frequenz (Triggerfrequenz)
von 25 Hz - 1
- 25
- 2
- 12,5
- 3
- 8,3
- 4
- 6,2
- 5
- 5
- 6
- 4,2
- 7
- 3,6
- 8
- 3,1
- ···
- ···
- m
- Image acquisition frequency / Hz at V-sync frequency (trigger frequency) of 25 Hz
- 1
- 25
- 2
- 12.5
- 3
- 8.3
- 4
- 6.2
- 5
- 5
- 6
- 4.2
- 7
- 3.6
- 8th
- 3.1
- ···
- ···
Das beschriebene Verfahren zur Variation der Bildaufnahmerate führt zu unterschiedlich großen Änderungen der Bildaufnahmefrequenz im oberen und im unteren Frequenzbereich. Soll, ausgehend von einer Bildaufnahmefrequenz von 8,3 Hz im Bereich eines Kreisabschnitts einer Trajektorie, die Bildaufnahmefrequenz bei Annäherung des Detektors an den Übergangsbereich zu einem translatorischen Abschnitt verringert werden, so erfolgt dies über die Frequenzschritte 6,2Hz, 5Hz, 4,3Hz, etc.The described method for varying the image recording rate leads to changes in the image recording frequency of different sizes in the upper and in the lower frequency range. If, based on an image recording frequency of 8.3 Hz in the area of a circular section of a trajectory, the image recording frequency is to be reduced when the detector approaches the transition area to a translatory section, this is done via the frequency steps 6.2 Hz, 5 Hz, 4.3 Hz. Etc.
Der Parameter m wird aus der Fokustrajektorie, der Bahngeschwindigkeit, aus dem Scanwinkelbereich und der Anzahl der aufzunehmenden Projektionsaufnahmen N in Echtzeit oder vor dem Start eines Scans berechnet oder aus einer vorberechneten und abgespeicherten LUT entnommen.The parameter m is calculated from the focus ejectory, the path speed, from the scan angle range and the number of projection recordings N to be recorded in real time or before the start of a scan or is taken from a pre-calculated and stored LUT.
Alternativ ist vorgesehen, die Bildaufnahmerate während der Aufnahme eines Scans dadurch anzupassen, dass die V-Sync-Frequenz dynamisch verändert wird und eine Aufnahme eines Projektionsbildes zu jedem Triggerzeitpunkt und ohne Auslassen von Triggersignalen erfolgt.Alternatively, it is provided to adapt the image recording rate during the recording of a scan by dynamically changing the V-sync frequency and recording a projection image at every trigger point in time and without missing trigger signals.
Vorzugsweise löst ein als Bildauslösesignal bezeichnetes Triggersignal die Aktivierung der Röntgenstrahlenquelle und die Belichtung des FPD aus. In den Strahlungspausen, insbesondere auch bei längerer Inaktivität der Röntgengenerators liegt kein V-Sync-Signal und mithin kein Triggersignal an.A trigger signal referred to as an image trigger signal preferably triggers the activation of the X-ray source and the exposure of the FPD. There is no V-sync signal and therefore no trigger signal in the radiation pauses, especially even when the x-ray generator is inactive for a long time.
In
In
Um die Triggersignalzeitpunkte und damit die aktuelle V-Sync-Frequenz zu bestimmen, wird das folgende erfindungsgemäße Verfahren angewandt: Eine vom Benutzer des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems ausgewählte Fokustrajektorie wird der Systemsteuerung zur Verfügung gestellt. Der Zurverfügungstellung der Fokustrajektorie geht vorzugsweise die Auswahl eines patientenabmessungsabhängigen Organprogramms voraus. Die Fokustrajektorie, die in einem kartesischen Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems vorliegt, wird in Polarkoordinaten umgerechnet, wobei der Ursprung des Polarkoordinatensystems im Scanzentrum liegt. Die Fokustrajektorie ist durch den Abstand r(α) vom Koordinatenursprung festgelegt. Die Radien r(α) fallen nur im rotatorischen Abschnitt der Fokustrajektorie mit der Richtung des Zentralstrahls
Den Endpunkten der Fokustrajektorie sind die Polarwinkel αanfang und αende zugeordnet. In Polarkoordinaten wird ein Scanbereichswinkel = (αende - αanfang) eingeführt, über den die Gesamtzahl N der Projektionsaufnahmen zunächst gleichmäßig verteilt wird. Dadurch ergeben sich gleiche Winkelabstände des Polarwinkels α zwischen den Soll-Fokuspositionen auf der Fokustrajektorie, nämlich
Es werden also Projektionsaufnahmen erzeugt, wenn sich der Fokus auf der Fokustrajektorie an den Sollpositionen
Es ist vorgesehen, zur Erzielung von Projektionsaufnahmen mit einem vorgebbaren Signal-Rausch-Verhältnis bei jeder Projektionsaufnahme die Dosis in Echtzeit in bekannter Weise über den Röhrenstrom zu regeln. In order to achieve projection recordings with a predeterminable signal-to-noise ratio, it is provided to regulate the dose in real time in a known manner via the tube current for each projection recording.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, die Trajektorien für Detektor und Röntgenfokus und Scanzentrum von Beginn eines Scans durch den Benutzer festzulegen, wobei die Trajektorien zunächst vorzugsweise in kartesischen Koordinaten im Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems vorliegen. Jedem Paar aus einem Punkt auf der Detektortrajektorie und einem Punkt auf der Fokustrajektorie ist einerseits eine eindeutige Lage und Orientierung der Röntgenaufnahmeeinheit und andererseits ein Tripel von Stellungswerten der wenigstens 3 Verstellachsen, nämlich der horizontalen Verstellachse, der vertikalen Verstellachse und der Orbitalachse des C-Bogengeräts zugeordnet. Die Stellungswerte der Verstellachsen sind wiederum eindeutig mit den Stellungswerten der Antriebsmotoren in diesen Verstellachsen verknüpft.Within the scope of the invention, it is provided that the trajectories for the detector and the X-ray focus and scan center are determined by the user from the start of a scan, the trajectories initially being present in Cartesian coordinates in the coordinate system of the C-arm X-ray diagnostic system. Each pair of a point on the detector trajectory and a point on the focus trajectory is on the one hand a unique position and orientation of the x-ray unit and on the other hand, a triple of position values assigned to the at least 3 adjustment axes, namely the horizontal adjustment axis, the vertical adjustment axis and the orbital axis of the C-arm device. The position values of the adjustment axes are in turn clearly linked to the position values of the drive motors in these adjustment axes.
Der Zusammenhang zwischen den Stellungswerten der Antriebsmotoren und dem Punktepaar auf den Detektor- und Fokustrajektorien ist theoretisch aus der Kenntnis der Kinematik des C-Bogens errechenbar, wird aber bekanntermaßen mittels eines Kalibrierlaufs überprüft; Abweichungen von der theoretischen Kinematik werden im Rahmen eines Kalibrierlaufs korrigiert und als kalibrierte Kinematik vorzugsweise in LUTs in einem Speicher des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems abrufbar gespeichert.The relationship between the position values of the drive motors and the pair of points on the detector and focus ejectors can theoretically be calculated from knowledge of the kinematics of the C-arm, but is known to be checked by means of a calibration run; Deviations from the theoretical kinematics are corrected in the course of a calibration run and stored as calibrated kinematics, preferably in LUTs, in a memory of the C-arm x-ray diagnostic system.
Für eine Volumenrekonstruktion werden zu jeder Projektionsaufnahme die Projektionsgeometrien der kalibrierten Kinematik verwendet.
Zur Ermittlung der Aufnahmewinkel der Aufnahmepositionen wird die ausgewählte und der Steuerung des C-Bogens zur Verfügung gestellte Fokustrajektorie in Polarkoordinaten umgerechnet. Die Projektionsaufnahmen werden bei Erreichen der errechneten Soll-Fokuspositionen auf der Fokustrajektorie durch den Trigger eines Bildauslösesignals aufgenommen. Das Verfahren ist vorteilhaft, weil für die Ermittlung der Zeitpunkte zu denen eine errechnete Soll-Fokusposition erreicht wurde, keine Kenntnisse über die aktuellen Geschwindigkeiten der Verstellachsen oder über die Geschwindigkeit des Fokus auf der Fokustrajektorie erforderlich sind.For a volume reconstruction, the projection geometries of the calibrated kinematics are used for each projection image.
To determine the recording angles of the recording positions, the selected focus ejectory, which is made available to the control of the C-arm, is converted into polar coordinates. The projection recordings are taken when the calculated target focus positions are reached on the focus ejectory by the trigger of an image trigger signal. The method is advantageous because no knowledge of the current speeds of the adjustment axes or of the speed of the focus on the focus ejectory is required to determine the times at which a calculated target focus position was reached.
Wenn der durch ein Bildauslösesignal festgelegte Zeitpunkt für die Aufnahme einer Projektionsaufnahme durch die Bedingung des Erreichens der Winkelposition einer Soll-Fokusposition auf der Fokustrajektorie festgelegt wird, erfolgt dies unabhängig von den Geschwindigkeiten, mit denen die Trajektorien durchfahren werden. Insbesondere auch dann, wenn bei detektierter Kollisionsgefahr eines Teils des C-Bogens (FPD oder Röntgenstrahler) die Geschwindigkeiten auf den Trajektorien von FPD und Röntgenfokus durch die Bewegungssteuerungseinheit des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems verringert werden.If the point in time for the recording of a projection recording, which is determined by an image trigger signal, is determined by the condition of reaching the angular position of a target focus position on the focus ejection, this is done regardless of the speeds at which the trajectories are traversed. In particular, even if the speed on the trajectories of FPD and X-ray focus is reduced by the movement control unit of the C-arm X-ray diagnostic system when a risk of collision of a part of the C-arm (FPD or X-ray emitter) is reduced.
Die Errechnung der Aufnahmewinkelpositionen kann vor Beginn eines Scans oder in Echtzeit während des Scans erfolgen.The angle of view positions can be calculated before the start of a scan or in real time during the scan.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, die Frequenz der Aufnahme der Röntgenprojektionen (Aufnahmerate oder Framerate) während des Scans in den rotatorischen und translatorischen Trajektorienabschnitt als Funktion der aktuellen Position oder der aktuellen Winkelgeschwindigkeit des Polarwinkels α vor Beginn des Durchlaufens der Scantrajektorien festzulegen oder in Echtzeit während des Scans zu berechnen. Die Aufnahmerate ist abhängig von der Zeit, in der ein Winkelintervall Δα durchfahren wird beziehungsweise von der Winkelgeschwindigkeit dα/dt, mit der die Trajektorien durchfahren werden.Within the scope of the invention it is provided to determine the frequency of the recording of the x-ray projections (recording rate or frame rate) during the scan in the rotary and translational trajectory section as a function of the current position or the current angular velocity of the polar angle α before the start of the scanning trajectory or in real time during it to calculate the scan. The acquisition rate depends on the time in which an angular interval Δα is traversed or on the angular velocity dα / dt at which the trajectories are traversed.
Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, nicht die Soll-Fokusposition, sondern die Framerate als Funktion des Zeitpunktes der Auslösung einer Projektionsaufnahme und des überstrichenen Polarwinkels Δα festzulegen.Within the scope of the invention, it is further provided not to determine the target focus position, but rather the frame rate as a function of the time at which a projection recording is triggered and the swept polar angle Δα.
Im Sinne der gesetzlich geforderten Vorgaben für die Dosishygiene bei einer Röntgenuntersuchung mit anschließenden Volumenrekonstruktion ist zum Einen jede Patientendosis zu vermeiden, die für die diagnostische Aufgabe keinen oder keinen zusätzlichen Informationswert generiert und zum Anderen ist ein Scan mit einer ausreichenden Dichte und Anzahl von Projektionsaufnahmen zu durchlaufen, um eine vorgegebene Rekonstruktionsqualität des Röntgenvolumens sicher zu stellen. Eine solche Rekonstruktionsqualität kann nicht erreicht werden und führt möglicherweise dazu, dass keinerlei diagnostische Information aus den Röntgenprojektionen gewonnen werden kann, wenn der Scan beispielsweise wegen zu geringer Energiereserven in der Energieversorgung des Hochspannungsgenerators zu Ende gefahren werden kann. Es ist daher vorgesehen, einen geplanten Scan mit einer geplanten Anzahl von Projektionsaufnahmen und einer für die Diagnostikaufgabe veranschlagten Dosis in einer Energiemanagementeinheit
Tritt bei einem Scan der unerwartete Fall ein, dass abzusehen ist, dass der Scan mit den vorgesehenen Scanparametern nicht zu Ende gefahren werden kann, so ist vorgesehen, die Winkelintervalle Δα bis zum Ende des Scans zu vergrößern und damit die Restzahl der aufzunehmenden Projektionsaufnahmen zu verringern.If an unexpected case occurs during a scan that it can be foreseen that the scan cannot be completed with the scan parameters provided, then it is provided that the angular intervals Δα be increased until the end of the scan and thus the remaining number of the projection recordings to be recorded is reduced ,
Es ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die Bedingungen für die Aufnahmezeitpunkte oder für die Aufnahmeorte auf der Fokustrajektorie vorab oder dynamisch zu berechnen. It is provided within the scope of the invention to calculate the conditions for the recording times or for the recording locations on the focus ejector in advance or dynamically.
Triggerverfahrentrigger procedures
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufnahme eines Scans mit der Auslösung der Aufnahme einer Projektionsaufnahme durch ein Bildauslösesignal ist nachstehend anhand einzelner, nummerierter Verfahrensschritte beschrieben.The method according to the invention for recording a scan with the triggering of the recording of a projection recording by means of an image trigger signal is described below on the basis of individual, numbered method steps.
Schritt 3.1Step 3.1
Empfange Trajektorien von Fokus und FPD im Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems in der Scanparameter-Erzeugungseinheit
Schritt 3.2Step 3.2
Empfange die Position des Scanzentrums im Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems in der Scanparameter-Erzeugungseinheit
Schritt 3.3Step 3.3
Empfange die Gesamtzahl N der vorgesehenen Röntgenprojektionsaufnahmen des Scans in der Scanparameter-Erzeugungseinheit
Schritt 3.4Step 3.4
Berechne in der Scanparameter-Erzeugungseinheit
Schritt 3.5Step 3.5
Berechne in der Scanparameter-Erzeugungseinheit
Schritt 6.6Step 6.6
Empfange in der Bewegungssteuerungseinheit
Schritt 3.7Step 3.7
Berechne die Verstellparameter der Verstellachsen des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems in der Bewegungssteuerungseinheit
Schritt 3.8Step 3.8
Überwache den Empfang eines Scan-Startsignals und starte die Bewegung des C-Bogens und gegebenenfalls der Patientenliege zum Durchlaufen der Fokustrajektorie und gehe zu Schritt
Schritt 3.9Step 3.9
Bewege den C-Bogen und gegebenenfalls die Patientenliege mit dem Fokus längs der Fokustrajektorie und gehe zu Schritt
Schritt 3.10Step 3.10
Entscheide, ob sich der Fokus an einer Soll-Aufnahmeposition der Fokustrajektorie befindet.
Wenn ja: gehe zu Schritt
If so: go to step
Schritt 3.11Step 3.11
Entscheide, ob die Fokus-Sollposition die letzte vorgesehene Position auf der Fokustrajektorie ist.
Wenn ja: Übertrage ein Bildauslösesignal an die Bildaufnahmesteuerungseinheit, arbeite dort parallel die Schritte ab Schritt
If yes: transmit an image trigger signal to the image acquisition control unit, work in parallel there the steps from step
Schritt 3.12Step 3.12
Empfange ein Bildauslösesignal in der Bildaufnahmesteuerungseinheit 104Receive an image trigger signal in the image
Schritt 3.13Step 3.13
Entscheide, ob ein Bildauslösesignal ansteht.
Wenn ja: gehe weiter zu Schritt
If yes: go to step
Schritt 3.14Step 3.14
Empfange ein Verhinderungssignal aus einer der Einheiten: Kollisionsüberwachungssteuerungseinheit, Energiemanagementeinheit, Eingabeeinheit (Not-Aus).Receive a prevention signal from one of the units: collision monitoring control unit, energy management unit, input unit (emergency stop).
Schritt 3.15Step 3.15
Entscheide, ob ein Verhinderungssignal anliegt.
Wenn ja: breche den Verfahrensschritt ab und sende ein Abbruchsignal mit einem Abbruchprotokoll an die Systemsteuerungseinheit
If so: cancel the process step and send an abort signal with an abort log to the
Schritt 3.16Step 3.16
Ansteuerung der Röhrensteuerungseinheit
Schritt 3.17Step 3.17
Entscheide, ob die Projektionsaufnahme den vorgegebenen Anforderungen (z.B. hinsichtlich des Signal-Rauschverhältnisses) entspricht.
Wenn ja: gehe zu Schritt
If so: go to step
Schritt 3.18Step 3.18
Entscheide, ob die maximale Anzahl von Wiederholungen von Projektionsaufnahmen am gleichen Aufnahmeort erreicht ist.
Wenn ja: und sende ein Wiederholungsstatusprotokoll an die Systemsteuerung
If so: and send a retry status log to the
Schritt 3.19Step 3.19
Löse die Aufnahme eines weiteren Projektionsbildes aus und gehe zu Schritt
Nach Abarbeitung der Verfahrensschritte stehen der Systemsteuerung
Eine weitere Lösung der Aufgabe stellen Verfahren dar, bei denen die Projektionsbildaufnahmefrequenz über den Verlauf der Fokustrajektorie variabel gesteuert werden („Frequenzberechnungsverfahren“ oder „Fokuspositionsberechnungsverfahren“)A further solution to the problem are methods in which the projection image recording frequency is variably controlled over the course of the focus ejection (“frequency calculation method” or “focus position calculation method”)
Vorab-FrequenzberechnungsverfahrenPreliminary frequency calculation method
Ein erfindungsgemäßes Projektionsbild-Aufnahmeverfahren unter Berücksichtigung des Verlaufs der Winkelgeschwindigkeit dα/dt bei einer Vorab-Berechnung weist folgende Verfahrensschritte auf:A projection image recording method according to the invention, taking into account the course of the angular velocity dα / dt in a preliminary calculation, has the following method steps:
Schritt 4.1Step 4.1
Empfangen einer ausgewählten FokustrajektorieReceive a selected focus ejection
Schritt 4.2Step 4.2
Empfangen einer Winkelgeschwindigkeit dα/dt für jeden Punkt der FokustrajektorieReceiving an angular velocity dα / dt for each point of the focus ejection
Schritt 4.3Step 4.3
Empfangen einer ausgewählten konstanten Soll-Aufnahmedichte dnsoll/dα, nämlich die Anzahl der Projektionsaufnahmen pro Winkelintervall Δα aus dem Speicher der Systemsteuerungseinheit
Schritt 4.4Step 4.4
Berechnung der vom Winkel alpha abhängigen Aufnahmerate
Schritt 4.5Step 4.5
Empfangen einer minimalen und maximalen Bildaufnahmerate fmin und fmax sowie einer optionalen Start-Bildaufnahmerate fstart aus dem Speicher der Systemsteuerungseinheit
Schritt 4.6Step 4.6
Berechnen der vom Winkel α abhängigen gewünschten Bildaufnahmerate dn/dt unter Berücksichtigung von fmin und fmax sowie einer optionalen Start-Bildaufnahmerate fstart.Calculate the desired image acquisition rate dn / dt depending on the angle α, taking into account f min and f max as well as an optional start image acquisition rate f start .
Schritt 4.7Step 4.7
Auslösen des Starts des Scans und Variation der Aufnahmefrequenz f abhängig vom Winkel α , an dem sich der Fokus auf der Fokustrajektorie befindet gemäß des vorberechneten und abgespeicherten FrequenzverlaufsTriggering the start of the scan and varying the recording frequency f depending on the angle α at which the focus is on the focus ejection located according to the pre-calculated and saved frequency response
Schritt 4.8Step 4.8
Stetige Erhöhung der Projektionsbildaufnahmerate gegenüber der Sollbildrate an jeder Winkelposition der Fokustrajektorie, wenn ein AEC-low-Statussignal empfangen wird und stetiges Zurückkehren der Bildaufnahmefrequenz zu der Soll-Bildrate, wenn kein AEC-low-Statussignal Signal empfangen wird.Continuous increase of the projection image acquisition rate compared to the target image rate at each angular position of the focus ejectory when an AEC low status signal is received and steady return of the image acquisition frequency to the target image rate when no AEC low status signal signal is received.
Dynamisches FrequenzberechnungsverfahrenDynamic frequency calculation method
Ein erfindungsgemäßes Projektionsbild-Aufnahmeverfahren unter Berücksichtigung des Verlaufs der Winkelgeschwindigkeit dα/dt bei einer dynamischen Berechnung weist folgende Verfahrensschritte auf:A projection image recording method according to the invention, taking into account the course of the angular velocity dα / dt in a dynamic calculation, has the following method steps:
Schritt 5.1Step 5.1
Empfangen einer Soll-Abtastrate dnsoll/dα aus dem Speicher der Systemsteuerungseinheit
Schritt 5.2Step 5.2
Empfangen einer minimalen und maximalen Bildaufnahmerate fmin und fmax sowie einer optionalen Start-Bildaufnahmerate fstart aus dem Speicher der Systemsteuerungseinheit
Schritt 5.3Step 5.3
Starte den Scan mit der Start-Bildaufnahmerate fstart.Start the scan at the start image acquisition rate f start .
Schritt 5.4Step 5.4
Kontinuierliches Berechnen der aktuellen Winkelgeschwindigkeit dα/dt und der Soll-Bildaufnahmerate dn(α)/dt = dn(α)/dα * dα/dt und Anwenden der Bildaufnahmerate unter Berücksichtigung von fmin und fmax.Continuous calculation of the current angular velocity dα / dt and the target image acquisition rate dn (α) / dt = dn (α) / dα * dα / dt and application of the image acquisition rate taking into account fmin and fmax.
Schritt 5.5Step 5.5
Optional zu jedem Zeitpunkt: stetige Erhöhung der Projektionsbildaufnahmerate gegenüber der Sollbildrate an jeder Winkelposition der Fokustrajektorie, stetige Erhöhung der Projektionsbildaufnahmerate gegenüber der Sollbildrate an jeder Winkelposition der Fokustrajektorie, wenn ein AEC-low-Statussignal empfangen wird und stetiges Zurückkehren der Projektionsbildaufnahmerate, wenn kein AEC-low-Statussignal empfangen wird.Optional at any time: steady increase of the projection image acquisition rate compared to the target image rate at every angular position of the focus ejectory, steady increase of the projection image acquisition rate compared to the target image rate at every angular position of the focus ejectory if an AEC low status signal is received and steady return of the projection image acquisition rate if no AEC low status signal is received.
Vorab-FokuspositionsberechnungsverfahrenPre-focus position calculation method
Ein erfindungsgemäßes Projektionsbild-Aufnahmeverfahren unter Berücksichtigung der aktuellen Position des Fokus auf der Fokustrajektorie bei einer Vorab-Berechnung weist folgende Verfahrensschritte auf:A projection image recording method according to the invention, taking into account the current position of the focus on the focus trajectory with a pre-calculation, has the following method steps:
Schritt 6.1Step 6.1
Empfangen einer ausgewählten Fokustrajektorie sowie einer Soll-Aufnahmedichte dnsoll/dα aus dem Speicher der Systemsteuerungseinheit
Schritt 6.2Step 6.2
Empfangen einer minimalen und maximalen Bildaufnahmerate fmin und fmaxReceive a minimum and maximum image acquisition rate fmin and fmax
Schritt 6.3Step 6.3
Wählen der Startposition auf der Fokustrajektorie als erste Aufnahmeposition.Select the starting position on the focus trajectory as the first recording position.
Schritt 6.4Step 6.4
Berechnen der Polarwinkel α der Aufnahmeorte des Fokus auf der Fokustrajektorie, an denen die Projektionsbilder aufgenommen werden sollen unter Berücksichtigung von fmin und fmax.Calculate the polar angle α of the recording locations of the focus on the focus ejectory at which the projection images are to be recorded, taking into account fmin and fmax.
Schritt 6.5Step 6.5
Durchführen der Aufnahme und Auslösen der Einzelprojektionen an den berechneten Orten mit dem Polarwinkel α.Carrying out the recording and triggering the individual projections at the calculated locations with the polar angle α.
Schritt 6.6Step 6.6
Optional wird an jedem Aufnahmeort (r, α) eine stetige Erhöhung der Aufnahmedichte dn/dα gegenüber der Soll-Aufnahmedichte an jeder Winkelposition der Fokustrajektorie vorgenommen, wenn ein AEC-low-Statussignal empfangen wird, und es wird ein stetiges Zurückkehren der Aufnahmedichte zu der Sollaufnahmedichte vorgenommen, wenn kein AEC-low-Statussignal empfangen wird, wobei die Steuerung beim Anliegen eines AEC-low-Statussignals in einen vorbestimmten der drei nachstehend beschriebenen Modi wechselt:
- - Wechsel in den dynamischen Modus, wobei die vorberechneten Positionen der Aufnahme der Projektionsaufnahmen dem Speicher gelöscht werden/verworfen werden
- - Wechsel in den Vorberechnungsmodus, wobei die vorberechneten Aufnahmepositionen aus dem Speicher gelöscht werden/verworfen werden und eine neue Vorberechnung entsprechend aktueller Anforderung erfolgt, wobei diese neu berechneten Positionen wieder verworfen werden und entsprechend aktueller Anforderung wiederum neu berechnet werden, wenn ein AEC-low-Statussignal empfangen wird und dann wieder Vorberechnung und Auslösen an den vorberechneten Positionen, solange kein AEC-low-Statussignal anliegt oder die Endposition der Fokustrajektorie erreicht ist; andernfalls Neuberechnung bis zur nächsten Anforderung oder bis Aufnahmeende.
- - Wechsel in den regulären Vsync-Modus mit Auslösen zusätzlicher Projektionsaufnahmen bei Vorliegen eines AEC-low-Statussignals in den sonst ausgelassenen Slots und Fortsetzung des Scans mit Auslösen von Projektionsaufnahmen an den abgespeicherten vorbestimmten Winkelpositionen, wenn kein AEC-low-Statussignal anliegt.
- - Switch to dynamic mode, whereby the pre-calculated positions of the recording of the projection recordings are deleted / discarded in the memory
- - Change to the precalculation mode, the precalculated recording positions being deleted / discarded from the memory and a new precalculation taking place in accordance with the current requirement, wherein these recalculated positions are rejected and, according to current requirements, are recalculated when an AEC low status signal is received and then recalculation and triggering at the precalculated positions as long as no AEC low status signal is present or the end position of the focus ejection is reached is; otherwise recalculation until the next request or until the end of admission.
- - Change to the regular V sync mode with triggering additional projection recordings when an AEC-low status signal is present in the otherwise omitted slots and continue the scan with triggering projection recordings at the stored predetermined angular positions if there is no AEC-low status signal.
Dynamisches FokuspositionsberechnungsverfahrenDynamic focus position calculation method
Ein erfindungsgemäßes Projektionsbild-Aufnahmeverfahren unter Berücksichtigung der aktuellen Position des Fokus auf der Fokustrajektorie bei einer dynamischen Berechnung weist folgende Verfahrensschritte auf:A projection image recording method according to the invention, taking into account the current position of the focus on the focus trajectory in a dynamic calculation, has the following method steps:
Schritt 7.1Step 7.1
Empfangen einer Fokustrajektorie und einer Soll-Aufnahmedichte dnsoll/dα aus dem Speicher der Systemsteuerungseinheit
Schritt 7.2Step 7.2
Positionierung des C-Bogens derart, dass sich der Fokus in einem Anfangspunkt der Fokustrajektorie befindetPosition the C-arm in such a way that the focus is at a starting point of the focus ejection
Schritt 7.3Step 7.3
Auslösen einer Projektionsaufnahme vor dem Start der Bewegung des C-Bogens.Triggering a projection recording before the start of the movement of the C-arm.
Schritt 7.4Step 7.4
Berechne kontinuierlich das seit der letzten Aufnahme zurückgelegte Winkelintervall Δα.Continuously calculate the angular interval Δα since the last exposure.
Schritt 7.5Step 7.5
Berechne kontinuierlich die dimensionslose Größe k = Δα * dn/dα, wobei dn/dα die festgelegte Aufnahmedichte ist und übertrage ein Projektionsbildauslösesignal an die Bildaufnahmesteuerungseinheit, wenn k≥1 und löse eine Projektionsbildaufnahme aus, wenn ein AEC-low-Statussignal vorliegt und gehe nach Auslösen der Projektionsaufnahme zu Schritt
Schritt 7.6Step 7.6
Erhöhe stetig die Projektionsbildaufnahmedichte dn/dα, wenn ein AEC-low-Statussignal empfangen wurde und stetiges Zurückkehren von der aktuellen Aufnahmedichte zu der Soll-Aufnahmedichte dnsoll/dα, wenn kein AEC-low-Statussignal empfangen wird.Increasing steadily dn the projection image recording density / d.alpha when an AEC-low-state signal has been received and steady return to dn-recording density set by the current recording density to the / d.alpha if no AEC-low-status signal is received.
Eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung für ein C-Bogen-Röntgendiagnostiksystem ist so ausgebildet, dass zur Aufnahme eines Scans aus einer vorgegebenen Anzahl von Projektionsaufnahmen das C-Bogen-Röntgengerät zunächst so angesteuert wird,
dass die Röntgenprojektionsaufnahmen an Soll-Fokuspositionen auf der Fokustrajektorie aufgenommen werden, die einen gleichbleibenden Polarwinkelabstand aufweisen.A control device according to the invention for a C-arm X-ray diagnostic system is designed in such a way that the C-arm X-ray device is first activated in order to record a scan from a predetermined number of projection recordings,
that the x-ray projection recordings are taken at target focus positions on the focus ejectory that have a constant polar angle distance.
Vorzugsweise wird das Steuerungsverfahren zur Aufnahme eines Scans softwaremäßig umgesetzt. Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung des Steuerungsverfahrens hat den Vorteil, dass auch bereits bisher verwendete Steuereinrichtungen für C-Bogen-Röntgendiagnostiksysteme 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 einer Steuereinrichtung eines C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Steuerungseinrichtung ausgeführt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie beispielsweise eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Komponenten zur Nutzung der Software, umfassen.The control method for recording a scan is preferably implemented in software. A largely software-based implementation of the control method has the advantage that previously used control devices for C-arm X-ray diagnostic systems can also be easily upgraded by a software update in order to work in the manner according to the invention. In this respect, the object is also achieved by a corresponding computer program product with a computer program which can be loaded directly into a memory device of a control device of a C-arm x-ray diagnostic system, with program sections, in order to carry out all steps of the method according to the invention when the computer program is executed in the control device. In addition to the computer program, such a computer program product can optionally include additional components such as documentation and / or additional components, including hardware components for using the software.
Zum Transport zur Steuerungseinrichtung und/oder zur Speicherung an oder in der Steuerungseinrichtung kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit der Steuerungseinrichtung einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Dem Transport kann auch eine Verbindung zu einem an einem Netzwerk angeschlossenen Krankenhausinformationssystem, zu einem Radiologieinformationssystem oder zu einem globalen Netz dienen, in welchen Systemen die von einer Rechnereinheit der Steuerungseinrichtung einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z. B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen.For transport to the control device and / or for storage on or in the control device, a computer-readable medium, for example a memory stick, a hard disk or another portable or permanently installed data carrier, can be used, on which the program sections of the computer program that can be read and executed by a computer unit of the control device can be stored are. A connection to a hospital information system connected to a network, to a radiology information system or to a global network can also serve for the transport, in which systems the program sections of the computer program that can be read and executed by a computer unit of the control device are stored. The computing unit can e.g. B. this one or have several cooperating microprocessors or the like.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele bzw. Varianten zu neuen Ausführungsbeispielen bzw. Varianten kombiniert werden können.Further, particularly advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims and the description, the independent claims of one claim category also being able to be developed analogously to the dependent claims of another claim category, and in particular also individual features of different exemplary embodiments or variants of new exemplary embodiments or variants can be combined.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Aufnahme eines Scans eines interessierenden Bereichs ROI (
einem in einer Halterung längs des Umfangs um eine Orbitalbewegungsachse ϕ und in der C-Bogen-Ebene in zwei unabhängigen Achsen x und y motorisch verstellbaren C-Bogen, wobei der C-Bogen ein Röntgenbildaufnahmesystem mit einer an einem Ende des C-Bogens angeordneten Röntgenröhre (
einer Bewegungssteuerungseinheit (
einer Bildaufnahmesteuerungseinheit (
einer Scanparameter-Erzeugungseinheit (
einer Rekonstruktionseinheit (
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Empfange eine von einem Benutzer aus einer Vielzahl von in einer Organprogramm-Datenbank (
115 ) zur Verfügung stehenden Fokustrajektorien ausgewählte Fokustrajektorie mit rotatorischem und translatorischen Anteilen im Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems (1 ) durch die Scanparameter-Erzeugungseinheit (107 ), - empfange eine Information über die Lage des gewünschten Scanzentrums (
20 ,51 ) im Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems (1 ) durch die Scanparameter-Erzeugungseinheit (107 ), - empfange eine Information über die Soll-Aufnahmedichte der Röntgenprojektionsaufnahmen, wobei die Information eine der Information ist aus der Gesamtzahl
N der Aufnahmen über die gesamte Länge der Fokustrajektorie und dem mittleren Winkelabstand Δαsoll im rotatorischen Teil der Fokustrajektorie zwischen zwei Fokuspositionen bezogen auf das Scanzentrum durch die Scanparameter-Erzeugungseinheit (107 ), - übermittle die Scanparameter an die Fokus-Sollpositionsermittlungseinheit (
108 ), - rechne die Fokustrajektorie mit dem Scanzentrum (
20 ,51 ) als Koordinatenursprung in Polarkoordinaten um, - errechne die Fokussollpositionen Fi(ri,αi) auf der Fokustrajektorie, an denen jeweils eine Röntgenprojektionsaufnahme aufgenommen werden soll mit der Vorgabe einer konstanten Aufnahmedichte dn/dα der Projektionsaufnahmen, wobei die Polarwinkel αi der Fokussollpositionen zwischen dem Polarwinkel αanfang=α1 am Startpunkt der Fokustrajektorie und dem Polarwinkel αende am Endpunkt der Fokustrajektorie bei gegebenem N der Bedingung αi=α1+(i - 1)
*Δα mit 1=1 bis i=N, wobei Δα= (αende-α1) / (N-1) und bei gegebenem Δαsoll der Bedingung αi=α1+(i-1) *Δαsoll mit i=1 bis i=M, wobei M= (αende-α1) /Δαsoll, - stelle die Fokussollpositionen der Bewegungssteuerungseinheit (
103 ) zur Verfügung, - berechne aus der in der Scanparameter-Erzeugungseinheit (
107 ) hinterlegten Fokustrajektorie, einem kinematischen Modell des C-Bogens und damit verknüpften Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofilen die Motoransteuersignale für die motorisierten Achsen (x(t), y(t), ϕ(t)), die die zeitabhängige Bewegung des Fokus auf der Fokustrajektorie beschreiben sowie den zeitlichen Verlauf des Polarwinkels α(t), - erzeuge eine Information über das Erreichen einer Fokussollposition und übermittle diese an die Bildaufnahmesteuerungseinheit (
103 ), - veranlasse die Bildaufnahmesteuerungseinheit (
104 ), zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine Röntgenprojektionsaufnahme auszulösen, nehme sukzessive die Reihe der Röntgenprojektionsaufnahmen auf und stelle die Bilddaten der Röntgenprojektionsaufnahmen mit den Koordinaten des Fokus zum Aufnahmezeitpunkt, der Fokustrajektorie und der Lage des Scanzentrums der Rekonstruktionseinheit (117 ) zur Verfügung.
a motor-adjustable C-arm in a holder along the circumference around an orbital movement axis ϕ and in the C-arm plane in two independent axes x and y, the C-arm an X-ray image recording system with an X-ray tube arranged at one end of the C-arm (
a motion control unit (
an image acquisition control unit (
a scan parameter generation unit (
a reconstruction unit (
the method comprising the following steps:
- Receive one from a variety of users in an organ program database (
115 ) available focus ejectors selected focus ejectors with rotary and translational components in the coordinate system of the C-arm X-ray diagnostic system (1 ) by the scan parameter generation unit (107 ) - receive information about the location of the desired scan center (
20 .51 ) in the coordinate system of the C-arm X-ray diagnostic system (1 ) by the scan parameter generation unit (107 ) - receive information about the target recording density of the x-ray projection recordings, the information being one of the information from the total number
N of the recordings over the entire length of the focus ejectory and the mean angular distance Δα should be in the rotary part of the focus ejectory between two focus positions in relation to the scan center by the scan parameter generation unit (107 ) - transmit the scan parameters to the focus target position determination unit (
108 ) - calculate the focus ejector with the scan center (
20 .51 ) as a coordinate origin in polar coordinates, - calculate the focus target positions F i (r i , α i ) on the focus ejectory, at each of which an X-ray projection image is to be recorded with the specification of a constant recording density dn / dα of the projection recordings, the polar angles α i of the focus target positions between the polar angles α beginning = α 1 at the start point of the focus ejectory and the polar angle α end at the end point of the focus ejectory given N the condition α i = α 1 + (i - 1) * Δα with 1 = 1 to i = N, where Δα = (α end -α 1 ) / (N-1) and at a given Δα to the condition α i = α 1 + (i-1) * Δα to i = 1 to i = M, where M = (α end -α 1) / Δα to .
- set the focus target positions of the motion control unit (
103 ) to disposal, - calculate from the in the scan parameter generation unit (
107 ) deposited focus ejectory, a kinematic model of the C-arm and the associated speed and acceleration profiles, the motor control signals for the motorized axes (x (t), y (t), ϕ (t)), which show the time-dependent movement of the focus on the focus ejectory describe and the time course of the polar angle α (t), - generate information about reaching a focus target position and transmit it to the image recording control unit (
103 ) - initiate the image acquisition control unit (
104 ) to trigger an x-ray projection picture as soon as possible, take the series of x-ray projection pictures successively and compose the image data of the x-ray projection pictures with the Coordinates of the focus at the time of recording, the focus ejectory and the position of the scan center of the reconstruction unit (117 ) to disposal.
Die Fokuspositionen, an denen Röntgenprojektionsaufnahmen aufgenommen werden sollen, werden erfindungsgemäß unter der Vorgabe bestimmt, dass die Winkelabstände Δα zweier Fokussollpositionen über die gesamte Fokustrajektorie konstant sind. Die Fokuspositionen, an denen tatsächlich Röntgenprojektionsaufnahmen zur Gewinnung der Projektionsdaten für eine 3D-Rekonstruktion aufgenommen werden, unterscheiden sich systembedingt von den Fokussollpositionen. Für die Rekonstruktion werden die Fokuspositionen verwendet, an denen tatsächlich Röntgenprojektionsaufnahmen aufgenommen wurden.The focus positions at which x-ray projection recordings are to be taken are determined according to the invention on the basis that the angular distances Δα between two focus target positions are constant over the entire focus ejectory. The focus positions, at which X-ray projection recordings are actually taken to obtain the projection data for a 3D reconstruction, differ from the focus target positions due to the system. The focus positions at which x-ray projection images were actually taken are used for the reconstruction.
Es ist vorgesehen, dass die Information über das Erreichen einer Fokussollposition im Merkmal i) dadurch gewonnen wird, dass die Polarwinkelgeschwindigkeit dα/dt des Fokus auf der Fokustrajektorie errechnet wird und zusammen mit dem Polarwinkelabstand Δα zweier Fokus-Sollpositionen ein zeitabhängiges Soll-Bildaufnahmefrequenzsignal f(t)=dα/dt*1/Δa errechnet wird und das Soll-Bildaufnahmefrequenzsignal synchron an die Bildaufnahmesteuerungseinheit (
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Information über das Erreichen einer Fokussollposition im Merkmal i) durch Überwachen des Polarwinkels α(t) erzeugt wird, wobei bei Erreichen eines Polarwinkels αi einer Fokussollposition ein Triggersignal an die die Bildaufnahmesteuerungseinheit (
Es ist vorgesehen, dass die Bildaufnahmesteuerungseinheit (
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Systemsteuerungseinheit (
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Projektionsbildaufnahmedichte dn/dα stetig erhöht wird, wenn in der Bildaufnahmesteuerungseinheit (
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Bildaufnahmesteuerungseinheit (
Es ist weiterhin vorgesehen, dass das C-Bogen-Röntgendiagnostiksystem (
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Scanparameter-Erzeugungseinheit (
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Scanparameter-Erzeugungseinheit (
Das zur Realisierung des Verfahrens geeignete C-Bogen-Röntgendiagnostiksystem (
- eine Scanparameter-Erzeugungseinheit (
107 ) die eingerichtet ist, eine von einem Benutzer aus einer Vielzahl von in einer Organprogramm-Datenbank (115 ) zur Verfügung stehenden Fokustrajektorien ausgewählte Fokustrajektorie mit rotatorischem und translatorischen Anteilen im Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems (1 ), eine Information über das gewünschte Scanzentrum (20 ,51 ) im Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems (1 ), eine Information über die Soll-Aufnahmedichte zu empfangen, wobei die Information eine der Information über die GesamtzahlN der Aufnahmen über die gesamte Länge der Fokustrajektorie und über den mittleren Winkelabstand Δαsoll im rotatorischen Teil der Fokustrajektorie zwischen zwei Fokuspositionen bezogen auf das Scanzentrum darstellt und weiterhin eingerichtet ist, die Scanparameter der Fokus-Sollpositionsermittlungseinheit (108 ) zur Verfügung zu stellen, - eine Fokus-Sollpositionsermittlungseinheit (
108 ), die eingerichtet ist, die Fokustrajektorie mit dem Scanzentrum (20 ,51 ) als Koordinatenursprung in Polarkoordinaten umzurechnen, die Fokussollpositionen Fi(ri,αi) auf der Fokustrajektorie, an denen jeweils eine Röntgenprojektionsaufnahme aufgenommen werden soll, zu berechnen, wobei die Polarwinkel αi der Fokussollpositionen zwischen dem Polarwinkel αanfang=α1 am Startpunkt der Fokustrajektorie und dem Polarwinkel αende am Endpunkt der Fokustrajektorie bei gegebenem N der Bedingung αi=α1+(i-1)*Δα mit 1=1 bis i=N, wobei Δα=(αende- α1)/(N-1) und bei gegebenem Δαsoll der Bedingung αi=α1+(i-1) * Δαsoll mit i=1 bis i=M, wobei M= (αende-α1)/Δαsoll und weiterhin eingerichtet ist, die Fokussollpositionen der Bewegungssteuerungseinheit (103 ) zur Verfügung zu stellen, - eine Bewegungssteuerungseinheit (
103 ), die eingerichtet ist, eine aus der in der Scanparameter-Erzeugungseinheit (107 ) hinterlegten Fokustrajektorie, einem kinematischen Modell des C-Bogens und damit verknüpften Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofilen die Motoransteuersignale für die motorisierten Achsen (x(t), y(t), ϕ(t)), die die zeitabhängige Bewegung des Fokus auf der Fokustrajektorie beschreiben, zu berechnen sowie den zeitlichen Verlauf des Polarwinkels α(t) zu berechnen und eine Information über das Erreichen einer Fokussollposition an die Bildaufnahmesteuerungseinheit (103 ) abzugeben, - eine Bildaufnahmesteuerungseinheit (
104 ), die eingerichtet ist, nach Erhalt einer Information zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine Röntgenprojektionsaufnahme auszulösen und die Bewegungssteuerungseinheit (103 ) zu veranlassen, die Koordinaten des Fokus zum Zeitpunkt der Bildaufnahme zu ermitteln und der Rekonstruktionseinheit (117 ) zur Verfügung zu stellen.
- a scan parameter generation unit (
107 ) which is set up by a user from a multitude of in an organ program database (115 ) available focus ejectors selected focus ejectors with rotary and translational components in the coordinate system of the C-arm X-ray diagnostic system (1 ), information about the desired scan center (20 .51 ) in the coordinate system of the C-arm X-ray diagnostic system (1 ) to receive information about the target recording density, the information being one of the information about the total numberN of the recordings over the entire length of the focus ejectory and over the mean angular distance Δα should represent in the rotary part of the focus ejectory between two focus positions in relation to the scan center and is also set up the scan parameters of the focus target position determination unit (108 ) to provide, - a focus target position determination unit (
108 ), which is set up, the focus ejector with the scan center (20 .51 ) as the origin of the coordinates to convert into polar coordinates, to calculate the focus target positions F i (r i , α i ) on the focus ejectory, at which an x-ray projection image is to be taken, the polar angle α i of the focus target positions between the polar angle α beginning = α 1 am Starting point of the focus ejectory and the polar angle α end at the end point of the focus ejectory for a given N of the condition α i = α 1 + (i-1) * Δα with 1 = 1 to i = N, where Δα = (α end - α 1 ) / (N-1) and at a given Δα the condition α i = α 1 + (i-1) * Δα is intended to i = 1 to i = M, where M = (α end -α 1) / Δα should and continue to is set up, the focus target positions of the motion control unit (103 ) to provide, - a motion control unit (
103 ), which is set up, one from the in the scan parameter generation unit (107 ) deposited focus ejectory, a kinematic model of the C-arm and the associated speed and acceleration profiles, the motor control signals for the motorized axes (x (t), y (t), ϕ (t)), which show the time-dependent movement of the focus on the focus ejectory describe, calculate and calculate the temporal course of the polar angle α (t) and information about reaching a focus target position to the image recording control unit (103 ) to deliver - an image acquisition control unit (
104 ), which is set up to trigger an x-ray projection recording as soon as possible after receiving information, and the movement control unit (103 ) to determine the coordinates of the focus at the time of the image acquisition and the reconstruction unit (117 ) to provide.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mittels eines Computers mit einem ein Computerprogramm enthaltendes Computerprogrammprodukt realisiert, welches direkt in eine Speichereinheit der Steuerungseinheit des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems (
Figurenlistelist of figures
-
1 : C-Bogen-Röntgendiagnostiksystem1 : C-arm X-ray diagnostic system -
2 : Fokustrajektorie und Detektortrajektorie zur Aufnahme eines vollständigen Projektionsdatensatzes mit rotatorischen und translatorischen Abschnitten.2 : Focus ejector and detector trajectory for recording a complete projection data set with rotary and translational sections. -
3 : Fokustrajektorie mit einem nicht-kreisförmigen rotatorischen und translatorischen Abschnitten in Polarkoordinatendarstellung r, alpha3 : Focus ejectory with a non-circular rotary and translational sections in polar coordinate representation r, alpha -
4 : Verlauf der Bildaufnahmefrequenz f(α) über den Scanbereich von α anfang bis α ende.4 : The course of image recording frequency f (α) over the beginning of the scan area of α to α end. -
5 : Verlauf der Gewichtungsfunktion g(α) über den Scanbereich von α anfang bis α ende.5 : History of the weighting function g (α) over the scanning range of α α beginning to end.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- C-Bogen-RöntgendiagnostiksystemC-arm X-ray diagnostic system
- 22
- C-BogenC-arm
- 33
- RöntgenröhreX-ray tube
- 44
- HochspannungsgeneratorHigh voltage generator
- 55
- Kollimatorcollimator
- 66
- Röntgenbilddetektor FPDX-ray image detector FPD
- 77
- ProjektionsbilderzeugungseinheitProjection image generation unit
- 20, 5120, 51
- Scanzentrumscan center
- 2121
- Objektobject
- 2222
- Zentralstrahlcentral beam
- 2323
- Patientenliegepatient support
- 2424
- C-Bogen-MotorsteuerungseinheitC-arm motor control unit
- 2525
- Liegen-MotorsteuerungseinheitAre engine control unit
- 5050
- Interessierender Bereich / ROIArea of interest / ROI
- 100100
- SystemsteuerungseinheitControl unit
- 101101
- RöntgenstrahlersteuerungseinheitX-ray control unit
- 102102
- KollisionsüberwachungseinheitCollision monitoring unit
- 103103
- BewegungssteuerungseinheitMotion control unit
- 104104
- BildaufnahmesteuerungseinheitImage capture control unit
- 105105
- FPD-SteuerungseinheitFPD control unit
- 106106
- Bildverarbeitungs- und SpeichereinheitImage processing and storage unit
- 107107
- Scanparameter-ErzeugungseinheitScan parameter generation unit
- 108108
- Fokus-SollpositionsermittlungseinheitFocus set position determining unit
- 111111
- Displaydisplay
- 112112
- EingabevorrichtungseinheitInput device unit
- 113113
- Bedienperson/OperatorOperator / Operator
- 114114
- Ausgabeeinheitoutput unit
- 115115
- Organprogramm-DatenbankOrgan program database
- 116116
- Massenspeichermass storage
- 117117
- Rekonstruktionseinheitreconstruction unit
- 118118
- EnergiemanagementeinheitEnergy management unit
- 130130
- DICOM-InterfaceDICOM Interface
- 140140
- Netzwerknetwork
- 141141
- RIS Radiologie-InformationssystemRIS radiology information system
- 142142
- HIS KrankenhausinformationssystemHIS hospital information system
- 181181
- Erster Abschnitt der ersten FokustrajektorieFirst section of the first focus ejector
- 182182
- zweiter Abschnitt der ersten Fokustrajektoriesecond section of the first focus ejector
- 183183
- dritter Abschnitt der ersten Fokustrajektoriethird section of the first focus ejector
- 191191
- erster Abschnitt der zweiten Fokustrajektoriefirst section of the second focus ejector
- 193193
- dritter Abschnitt der zweiten Fokustrajektoriethird section of the second focus ejector
- 201201
- dritter Abschnitt der ersten Detektortrajektoriethird section of the first detector trajectory
- 202202
- zweiter Abschnitt der ersten Detektortrajektoriesecond section of the first detector trajectory
- 203203
- erster Abschnitt der ersten Detektortrajektoriefirst section of the first detector trajectory
- 211211
- dritter Abschnitt der zweiten Detektortrajektoriethird section of the second detector trajectory
- 213213
- erster Abschnitt der zweiten Detektortrajektoriefirst section of the second detector trajectory
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102013013552 B3 [0006, 0016, 0031, 0085]DE 102013013552 B3 [0006, 0016, 0031, 0085]
- US 20170265821 A1 [0016]US 20170265821 A1 [0016]
- DE 202017002625 U1 [0017]DE 202017002625 U1 [0017]
- DE 102009020400 B4 [0018]DE 102009020400 B4 [0018]
- DE 102009042922 A1 [0019]DE 102009042922 A1 [0019]
- DE 102009052453 A1 [0020]DE 102009052453 A1 [0020]
- EP 1737346 B1 [0021]EP 1737346 B1 [0021]
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018006763.8A DE102018006763A1 (en) | 2018-08-25 | 2018-08-25 | Method for recording a scan of an object with a C-arm with a focus ejectory with one rotary and two translational sections and C-arm X-ray diagnostic system for implementing the method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018006763.8A DE102018006763A1 (en) | 2018-08-25 | 2018-08-25 | Method for recording a scan of an object with a C-arm with a focus ejectory with one rotary and two translational sections and C-arm X-ray diagnostic system for implementing the method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018006763A1 true DE102018006763A1 (en) | 2020-02-27 |
Family
ID=69412708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018006763.8A Pending DE102018006763A1 (en) | 2018-08-25 | 2018-08-25 | Method for recording a scan of an object with a C-arm with a focus ejectory with one rotary and two translational sections and C-arm X-ray diagnostic system for implementing the method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018006763A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113332616A (en) * | 2020-03-02 | 2021-09-03 | 医科达医疗器械有限公司 | Treatment planning |
-
2018
- 2018-08-25 DE DE102018006763.8A patent/DE102018006763A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113332616A (en) * | 2020-03-02 | 2021-09-03 | 医科达医疗器械有限公司 | Treatment planning |
CN113332616B (en) * | 2020-03-02 | 2024-04-16 | 医科达医疗器械有限公司 | Treatment planning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19527518B4 (en) | X-ray tube current modulation during computed tomography scanning | |
DE69433045T2 (en) | CT Scanner | |
DE60034748T2 (en) | Method and device for motion-free cardiological computed tomography | |
DE102013013552B3 (en) | Method for recording scan of region of interest (ROI) of patient using C-arm X-ray unit, involves parallelly displacing support in plane of C-arm until central ray vector opposes boundary ray of fan beam tangent to ROI | |
DE19957082B4 (en) | Method for examining an area of the body performing a periodic movement | |
DE19957083B4 (en) | Method for examining an area of the body performing a periodic movement | |
US20070211845A1 (en) | X-Ray CT Apparatus | |
DE19748080A1 (en) | Contrast medium injection tomographic imaging method | |
DE102006027045A1 (en) | Cardiac CT imaging with step-by-step recording | |
DE19748891A1 (en) | Modifying slice thickness of imaging system during spiral scanning of object | |
DE19738342A1 (en) | Method and device for scanning an object and displaying an image in a computer tomography system | |
DE102005038561A1 (en) | Scan control method and X-ray CT apparatus | |
DE10043725A1 (en) | Reconstructing image using data recorded through cone beam scanning, involves producing final corrected image using image with segmented data and error image produced using high-density image data set | |
DE102004054405A1 (en) | A method and apparatus for reducing artifacts in computed tomography imaging systems | |
DE10354900A1 (en) | A method of generating tomographic slices of a periodically moving object having a plurality of focus-detector combinations | |
EP2909812B1 (en) | Method and device for generating a three-dimensional image of an object | |
DE19547277A1 (en) | Image reconstruction for a computer tomography system using a spiral scan with a double fan beam | |
DE10129931A1 (en) | Method and device for computer tomography of patient using multiple section helical scanning to provide suitable images using high speed imaging mode involving number of image processing steps | |
DE102017004705A1 (en) | A method for generating a complete in the central layer 3D data set for volume reconstruction and X-ray system with a cone beam C-arm X-ray apparatus for performing the method | |
DE10235849A1 (en) | Medical examination apparatus for imaging periodically-moving object, has two-dimensional radiation receiver associated with x-ray source mounted on carrier whose movement is controlled by derived synchronization signal | |
DE10118413A1 (en) | Imaging an object using computer tomography imaging system, by determining dynamic parameters and integrated in projection current | |
DE10139832A1 (en) | High-pitch reconstruction of multi-slice CT scans | |
DE10001492A1 (en) | Computer tomography method for generating a scannogram | |
EP3210537B1 (en) | Creation of a three dimensional image of a portion of a body by a x-ray apparatus | |
DE102009047867B4 (en) | Method and device for correcting truncated projection data |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |