DE10344357A1

DE10344357A1 - Verfahren und Gerät zur automatischen Expositionssteuerung bei der Computertomographie

Info

Publication number: DE10344357A1
Application number: DE10344357A
Authority: DE
Inventors: Stefan Prof. Popescu; Christoph Dr. Süss; Heiko Wolf; Dietmar Dr. Hentschel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2004-04-22
Also published as: US20040062341A1; US6744846B2; JP2004113791A; CN1496713A

Abstract

In einem Computertomographie-Gerät und einem Verfahren zur automatischen Expositionssteuerung einer Computertomographie-Untersuchung berechnet eine Expositionssteuereinrichtung (12) während einer ersten Hälfte einer Umdrehung eines Röntgenbrennpunkts um einen Patienten (4) ein tatsächliches Schwächungsprofil eines Schnitts des Patienten (4), ausgehend von elektrischen Signalen, die von der Strahlungserfassungseinrichtung (5) während der ersten Hälfte der Umdrehung erzeugt werden, und berechnet ein extrapoliertes Schwächungsprofil des Schnitts für eine zweite Hälfte der Umdrehung, ausgehend von dem tatsächlichen Schwächungsprofil und reguliert einen Betriebsparameter der Röntgenquelle (1), wie den Röhrenstrom, zur Modifizierung der Strahlungsdosis, die von der Röntgenquelle (1) während der zweiten Hälfte der Umdrehung in Abhängigkeit von dem extrapolierten Schwächungsprofil abgegeben wird. Das extrapolierte Schwächungsprofil kann zum Erzielen eines vorher festgelegten, angestrebten Pixelrauschens des Bildes des Schnitts, der aktuell abgetastet wird, berechnet werden. Bei einer Spiral-Abtastung, die aus mehreren solcher Schnitte besteht, können jeweils unterschiedliche angestrebte Werte des Pixelrauschens verwendet werden, um die Strahlungsdosis der Abtastung jedes Schnitts in Abhängigkeit von der Strahlungsabsorption des Schnitts des Patienten (4), der aktuell abgetastet wird, passend einzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Steuerung der Exposition während einer Computertomographie-Untersuchung (CT-Scan) sowie ein Gerät zur automatischen Steuerung der Exposition bei der Computertomographie.
Computertomographieanlagen der letzten Generation sind besser in der Lage, großvolumige Abtastungen einer größeren Region des Körpers eines zu untersuchenden Patienten vorzunehmen. Mit dieser Fähigkeit wird die Leistungsfähigkeit von CT-Anlagen durch die Verkürzung der Untersuchungszeit und die sich daraus ergebende höhere Zahl von untersuchten Patienten verbessert. Während relativ langer Untersuchungen, wie Spiraluntersuchungen, die ein großes Körpervolumen des Patienten erfassen, verändert sich die Strahlungsabsorption des Patienten entlang der Spirale erheblich. Ohne die Durchführung zusätzlicher Maßnahmen verwendet eine CT-Anlage jedoch Röntgenstrahlen gleich bleibender Intensität für das gesamte abgetastete Volumen. Wenn beispielsweise die Schulter-Thorax-Region des Patienten abgetastet wird, ist die Strahlungsabsorption des Patienten in den Schulterschnitten sehr hoch, was eine höhere Röntgenintensität verlangt, um Bilder mit geringem Bildrauschen zu erhalten. Beim Abtasten der Lunge an einem anderen Schnittort entlang der Längsachse des Körpers kann diese Röntgenintensität aber übertrieben sein, da die Lungen eine sehr geringe Dichte haben und so eine schwächere Röntgenabsorption zeigen.
Es ist höchst wünschenswert, eine gute Bildqualität mit einer angemessenen Röntgenexposition zu erreichen, weswegen ein Bedarf nach einer automatischen Expositionssteuerung für diese Arten relativ langer Abtastungen besteht. Eine solche automatische Expositionssteuerung dient dem Zweck, die Röntgenintensität in jedem Schnitt gemäß der Patientenabsorption zu regulieren, die in der Körperregion vorherrscht, von der ein Bild erstellt wird.
Bei der herkömmlichen radiographischen Bildgebung stellt die automatische Expositionssteuerung ein normales Merkmal dar, mit dem die Verwendung unzureichender Röntgendosen oder höherer Röntgendosen als erforderlich verhindert wird. Zahlreiche Benutzer von CT-Anlagen verlangen inzwischen eine automatische Expositionssteuerung in diesen Anlagen, um die Gesamtdosis, der ein Patient ausgesetzt ist, zu verringern.
Zur Umsetzung einer automatischen Expositionssteuerung während langer Computertomographie-Untersuchungen, d. h. Abtastungen mit zahlreichen Drehungen um den Körper des Patienten, bei denen zahlreiche Schnittbilder erzeugt werden, sind mehrere Verfahren bekannt. Üblicherweise werden zu diesem Zweck drei grundlegende Ansätze verwendet.
Einer dieser Ansätze basiert auf Informationen, die vor einer Hauptabtastung gesammelt werden, d. h. Informationen, die mit einer so genannten Vorabtastung (Scout Scan) gesammelt werden. Diese Technik ist beispielhaft in US-Patent Nr. 5,400,387 beschrieben. Bei dieser bekannten Technik werden zwei orthogonale (topographische) Vorabtastungen über das gesamte Körpersegment durchgeführt, das anschließend zu Diagnosezwecken abgetastet werden soll. Auf der Grundlage der Schwächungsdaten, die mit diesen Vorabtastungen erhalten werden, und abhängig vom angestrebten Pixelrauschen ermittelt die Anlage den passenden Röhrenstrom der Röntgenröhre für jeden Schnitt der Hauptabtastung. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass der Patient während der Vorabtastungen einer zusätzlichen Strahlungsdosis ausgesetzt ist. Diese bekannte Technik verlangt außerdem eine längere Gesamtuntersuchungszeit und verringert so den Durchsatz durch die CT-Anlage. Außerdem reichen die Informationen, die in den Vor abtastungen gesammelt werden, unter Umständen nicht zur Ermittlung des passenden Röhrenstroms aus, wenn es mittels der Vorabtastungen beispielsweise nicht möglich ist, die maximale bzw. minimale Patientenabsorption für jeden Schnitt zu identifizieren. Üblicherweise werden Vorabtastungen so durchgeführt, dass eine laterale oder eine anterior-posteriore Ansicht erhalten wird, es ist jedoch bekannt, dass die maximale bzw. minimale Patientenabsorption in bestimmten Körperregionen, wie dem Abdominalbereich, am besten unter anderen (unterschiedlichen) Betrachtungswinkeln identifiziert wird. Weiterhin ist allgemein gesagt die Verwendung von nur zwei orthogonalen Ansichten zur vollständigen Definition des Patientenabsorptionsprofils in einem vollständigen Schnitt, wie dies für eine vollständig genaue Ermittlung des Röhrenstroms erforderlich ist, unzureichend. Zudem liefert diese bekannte Technik ungenaue Ergebnisse, wenn der Körper des Patienten zwischen den Vorabtastungen und der Hauptabtastung bewegt wird.
Eine weitere bekannte Technik ist die Durchführung der automatischen Expositionssteuerung mit Hilfe eines Regelkreises mit negativer Rückkopplung, der die Röntgenröhre und den Spannungs- und Stromgenerator umfasst, der die Röntgenröhre sowie eine oder mehrere Erfassungseinrichtungen versorgt. Diese Technik ist beispielhaft in US-Patent Nr. 5,696,807 beschrieben. Bei dieser bekannten Technik misst eine Rückkopplungssteuereinrichtung das mittlere Signal einer Erfassungseinrichtung für Röntgenstrahlen (üblicherweise Photonensättigung genannt) und reguliert den Röhrenstrom so, dass jegliche Abweichung zwischen einem vorher festgelegten gewünschten Signalpegel und dem tatsächlichen Signalpegel minimiert wird. Der vorher festgelegte Signalpegel wird im Voraus berechnet, um ein spezifisches Zielrauschen zu erzielen. Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist dessen begrenzte praktische Anwendbarkeit, da es bekannt ist, dass der von einer herkömmlichen Röntgenröhre ausgesendete Röntgenstrahl aufgrund der thermischen Trägheit des Heizsystems der Röntgenröhre nicht schnell genug modifiziert werden kann, um das Verfolgen schneller Veränderungen des Röhrenstroms zu ermöglichen. Mit anderen Worten kommt es nach einer Änderung des Röhrenstroms zu einer zeitlichen Verzögerung, ehe die Röntgenstrahlen tatsächlich mit einer Dosis ausgesendet werden, die dem veränderten Strom entspricht. Es ist ebenfalls bekannt, dass das Patientenabsorptionsprofil beim Drehen der Röhre um den Patienten starke Änderungen zeigt. Ein System mit negativer Rückkopplung, das den Röhrenstrom anhand des Patientenabsorptionsprofils moduliert, verlangt eine höhere Modulationsgeschwindigkeit der Röntgenröhre und kann deshalb nicht in Verbindung mit herkömmlichen CT-Röntgenröhren verwendet werden. Die Abhilfe einer Verlangsamung der Reaktionszeit der Rückkopplungssteuereinrichtung zur Anpassung an die langsame Modulationsfähigkeit der Röntgenröhre verursacht in der Regel Probleme bei der Gesamtreaktion der Anlage. In einer solchen Situation passt das jeweils verwendete Strahlenprofil nicht zu dem tatsächlichen Patientenabsorptionsprofil, was entweder zu einem erhöhten Bildrauschen oder zu einer unzureichenden Röntgendosis führt.
Eine dritte bekannte Technik betrifft die Durchführung der Expositionskontrolle auf der Grundlage von statistischen Daten und Benutzereingaben, wie in US-Patent Nr. 6,094,468 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird der passende Röhrenstrom auf der Grundlage von statistischen Daten über die erwartete Patientenabsorption innerhalb verschiedener anatomischer Körperregionen und/oder auf der Grundlage von geometrischen Messungen der Größe und anderen Maße des Patienten unter Berücksichtigung von Korrektureingaben eines Bedieners ermittelt. Aus diesem Grund kann diese Technik nicht als eine echte automatische Expositionssteuerung beschrieben werden, sondern ist vielmehr eine vorprogrammierte Modulation des Dosisprofils, weswegen mit diesem Verfahren nicht unbedingt die besten Ergebnisse erzielt werden. Diese Technik ist von der Vorhersagegenauigkeit der Patientenabsorption abhängig, die von Patient zu Patient erhebliche Unterschiede zeigen kann. Dieses System ist außerdem von den Fähigkeiten und dem Wissen des Bedieners bezüglich der Bestimmung und Eingabe geeigneter Korrekturangaben abhängig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und eines Geräts zur Durchführung einer automatischen Expositionssteuerung während einer Computertomographie-Untersuchung, wobei die vorstehend genannten Nachteile bekannter Systeme und Techniken vermieden oder zumindest auf ein Mindestmaß begrenzt werden.

Die Aufgabe wird gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung mit einem Computertomographie-Gerät und mit einem Verfahren zum Betrieb eines Computertomographie-Geräts gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Dabei wird wenigstens der Brennpunkt einer Röntgenquelle zur Durchführung einer Computertomographie-Untersuchung an einem Patienten über wenigstens eine Umdrehung um den zu untersuchenden Patienten gedreht, wobei eine Steuervorrichtung mit einer Strahlungserfassungseinrichtung verbunden ist, in die ein Röntgenstrahl, der von der Röntgenquelle ausgesendet wird, nach der Schwächung durch einen zu untersuchenden Patienten einfällt, sowie mit der Röntgenquelle, und wobei die Steuervorrichtung während einer ersten Hälfte der Umdrehung ein Schwächungsprofil eines Teils des Patienten ausgehend von elektrischen Signalen berechnet, die von der Strahlungserfassungseinrichtung während der ersten Hälfte der Umdrehung erzeugt werden, und ein extrapoliertes Schwächungsprofil für eine zweite Hälfte der Umdrehung ausgehend von dem tatsächlichen Schwächungsprofil berechnet und wenigstens einen Betriebsparameter der Röntgenquelle während der zweiten Hälfte der Umdrehung in Abhängigkeit von dem extrapolierten Schwächungsprofil reguliert.

Die Regulierung wenigstens eines Parameters der Röntgenquelle während der zweiten Hälfte der Umdrehung kann mit dem Ziel vorgenommen werden, ein angestrebtes Pixelrauschen in jedem Schnittbild zu erzielen. Dieses angestrebte Rauschen kann für jede Körperregion oder für jedes Untersuchungsprotokoll unterschiedlich sein. Die jeweiligen Werte für das angestrebte Rauschen für verschiedene Körperregionen und/oder verschiedene Untersuchungsprotokolle können in einem Speicher in Vorgabetabellen gespeichert oder selektiv von einem Bediener der CT-Anlage über eine Schnittstelle vorgegeben werden.

Wenn eine relativ lange Spiral- oder Sequenz-Computertomographie-Untersuchung durchgeführt werden soll, können unterschiedliche angestrebte Rauschwerte für verschiedene Schnittorte entlang der Längsachse der Abtastung in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Schwächungsprofilen der nacheinander abgetasteten Körperregionen eingestellt werden. Auf diese Weise wird für jede Körperregion, das heißt für jedes Schnittbild, eine passende Röntgendosis verwendet, um eine gute Bildqualität zu erzielen, ohne dabei den zu untersuchenden Patienten einer unnötig hohen Strahlungsdosis auszusetzen, wenn diese für die gute Bildqualität nicht erforderlich ist.

Bei dem zu regulierenden Betriebsparameter der Röntgenquelle kann es sich um den Strom der Röntgenröhre handeln. Um das angestrebte Pixelrauschen für das Schnittbilds zu erzielen, reguliert die Expositionssteuerung den Strom der Röntgenröhre während der Abtastung automatisch einmal pro halbe Umdrehung. Der Röhrenstrom, der für das angestrebte Pixelrauschen erforderlich ist, wird auf der Grundlage des Röntgenabsorptionsprofils während der vorherigen halben Umdrehung berechnet und für die nächste halbe Umdrehung extrapoliert. Die Steuerung des Röhrenstroms erfolgt durch Berücksichtigung der Verzögerung, die mit der Reaktion der Röntgenröhre verbunden ist, und der Röhrenstrom wird mittels einer Vorhersage eingestellt, sodass die gewünschte Röntgenintensität zum korrekten Zeitpunkt und unter Berücksichtigung der Verzöge rung erreicht wird. Diese Vorhersage ist als Ausgleich für die langsame Reaktion herkömmlicher Röntgenröhren notwendig. Ein geeignetes Verfahren und Gerät zur Modulation eines Parameters einer Röntgenröhre unter Berücksichtigung der Modulationsgeschwindigkeit der Röntgenröhre ist in US 6,507,639 B1 (US-Anmeldung mit der lfd. Nr. 09/945,521, eingereicht am 30. August 2001, "Method and Apparatus for Modulating the Radiation Dose from an X-ray Tube"), offenbart, deren Lehren hier durch Bezugnahme eingeschlossen sind.

Wie von einer Analyse von Patientendaten gestützt, verändert sich das Schwächungsprofil eines Patienten nicht wesentlich zwischen aufeinander folgenden halben Umdrehungen, weswegen die vorstehend genannte Extrapolation des Schwächungsprofils mit einer akzeptablen Genauigkeit durchgeführt werden kann. Ein Software-Algorithmus beurteilt das Schwächungsprofil der vorherigen halben Umdrehung und berechnet den Betriebsparameter, wie den Strom der Röntgenröhre, der für die Exposition bei der nächsten halben Umdrehung geeignet ist. Während der ersten halben Umdrehung im Rahmen der Abtastung "erlernt" der Software-Algorithmus das tatsächliche Schwächungsprofil und stellt den Röhrenstrom auf dieser Grundlage auf einen Nennwert ein. Der Algorithmus sampelt und integriert auch das Schwächungsprofil der aktuell abgetasteten halben Umdrehung und verarbeitet diese Informationen zur Berechnung und Vorhersage des Röhrenstroms, der zum Erzielen des angestrebten Rauschens während der nächsten halben Umdrehung erforderlich ist.

Außerdem verändert sich das Patientenschwächungsprofil nicht wesentlich zwischen aufeinander folgenden Projektionen (das heißt aufeinander folgenden Umdrehungen), weswegen die Expositionssteuereinrichtung alternativ nur jede N-te Projektion zu beurteilen braucht, um das extrapolierte Schwächungsprofil zu berechnen, wobei N > 1 ist.

Weiterhin kann es innerhalb einer einzigen Projektion ausreichen, nur die maximale durchschnittliche Schwächung zu erfassen, die die Gesamtsumme für die Projektion dominiert, anstatt eine Berechnung für jede Strahlenstellung innerhalb der Projektion zu erstellen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das Verfahren und das Gerät für automatische Exposition, die hier beschrieben sind, können mit bekannten Techniken zur Modulation der Dosis in Abhängigkeit vom Expositionswinkel während einer Umdrehung, wie dies in US-Patent 5,867,555 beschrieben ist, kombiniert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigen:

1 ein schematisches Blockdiagramm eines CT-Geräts mit einer automatischen Expositionssteuerung, das gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung gebaut und betrieben wird,

2 eine Darstellung der Dosis, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen automatischen Expositionssteuerung erzeugt wird, und Vergleich dieser mit einer Nenndosis, die bei einer herkömmlichen Computertomographie-Untersuchung verwendet wird, und

3 ein Flussdiagramm einer grundlegenden Ausführungsform der automatischen Expositionssteuerung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Die in 1 dargestellte Computertomographie-Anlage weist eine Röntgenröhre 1 auf, die einen Röntgenstrahl 2 von einem Brennpunkt aussendet. Der Röntgenstrahl 2 durchläuft eine Strahlenblende 3 und pflanzt sich durch einen zu untersu chenden Patienten 4 fort, um in eine Strahlungserfassungseinrichtung 5 einzufallen. Die Röntgenstrahlen, die in die Strahlungserfassungseinrichtung 5 einfallen, werden somit von dem zu untersuchenden Patienten 4 geschwächt, und die Strahlungserfassungseinrichtung 5 erzeugt elektrische Signale, die den darin einfallenden geschwächten Röntgenstrahlen entsprechen.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Röntgenröhre 1 und die Strahlungserfassungseinrichtung 5 auf einem drehbaren Fasslager 6 montiert, das von einem Antrieb 7 gedreht wird. Der Röntgenstrahl 2 wird daher zur Drehung um den zu untersuchenden Patienten 4 gebracht, sodass eine Serie von Projektionen erstellt wird, die jeweils unter unterschiedlichen Projektionswinkeln erhalten werden. Jede Projektion ist mit einem Datensatz der vorstehend genannten elektrischen Signale verbunden. Diese Datensätze werden für jede Projektion von der Strahlungserfassungseinrichtung 5 zu einem Datenmesssystem 8 übertragen, wo sie gesammelt und bearbeitet werden, und die Datensätze werden von dem Datenmesssystem 8 zu einem Bildaufbaucomputer 9 übertragen, der anhand der Projektionsdaten auf bekannte Weise ein Computertomogramm des zu untersuchenden Patienten 4 erstellt. Dieses Bild wird auf einem Monitor 10 dargestellt, der mit dem Computer 9 verbunden ist.

Die Anlage umfasst auch eine Benutzerschnittstelle 11, die mit dem Bildaufbaucomputer 9 verbunden ist. Der Bildaufbaucomputer 9 dieser Ausführungsform dient somit auch als Steuercomputer der Anlage und umfasst deswegen in bekannter Weise auch nicht dargestellte Anschlüsse zu verschiedenen Komponenten, wie dem Antrieb 7, einer Spannungsversorgung für die Röntgenröhre 1, die in einer Steuereinrichtung des Röhrenstroms 14 enthalten ist, und der Strahlenblende 3. Alternativ kann zu diesem Zweck auch ein getrennter Steuercomputer verwendet werden.

Erfindungsgemäß umfasst die in 1 dargestellte Anlage auch eine Expositionssteuereinrichtung 12 und eine Dosisüberwachungseinrichtung 13. Die Expositionssteuereinrichtung 12 empfängt ein Signal von der Dosisüberwachungseinrichtung 13, die im Röntgenstrahl 2 angeordnet ist, welches die Intensität der Röntgenstrahlen vor der Schwächung durch den zu untersuchenden Patienten 4 angibt. Die Expositionssteuereinrichtung 12 empfängt auch Signale vom Datenmesssystem 8, die die geschwächten Röntgenstrahlen darstellen, sodass die Expositionssteuereinrichtung 12 ein Schwächungsprofil des Patienten 4 ausgehend von den Signalen der Dosisüberwachungseinrichtung 13 und des Datenmesssystems 8 berechnen kann. Wie nachstehend ausführlicher erläutert berechnet die Expositionssteuereinrichtung 12 ein tatsächliches Schwächungsprofil während der ersten halben Umdrehung der Röntgenröhre 1 um den zu untersuchenden Patienten und berechnet auf der Grundlage dieses tatsächlichen Schwächungsprofils ein extrapoliertes Schwächungsprofil für die zweite Hälfte der Umdrehung. Auf der Grundlage dieses extrapolierten Schwächungsprofils reguliert die Expositionssteuereinrichtung 12 wenigstens einen Betriebsparameter der Röntgenröhre 1. Bei der in 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform ist dieser Parameter der Röhrenstrom, weswegen die Expositionssteuereinrichtung 12 so dargestellt ist, dass sie ein Steuersignal an die Steuereinrichtung des Röhrenstroms 14 überträgt. Wie oben festgestellt ist die Steuereinrichtung des Röhrenstroms 14 jedoch in eine Spannungsversorgung für die Röntgenröhre 1 integriert, die die Röntgenröhre 1 mit allen erforderlichen Betriebsspannungen und -strömen versorgt. Der Röhrenstrom ist der primäre Betriebsparameter, der mit der Röntgenintensität, und damit mit der Röntgendosis, in Bezug steht, erfindungsgemäß kann jedoch auch jeder andere Betriebsparameter der Röntgenröhre 1, der zur Strahlungsdosis beiträgt, gesteuert werden.

Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Expositionssteuereinrichtung 12 darüber hinaus so dargestellt, dass sie direkt mit der Benutzerschnittstelle 11 verbunden ist, sodass ein Bediener über die Benutzerschnittstelle 11 Steuerungseinstellungen in die Expositionssteuereinrichtung 12 eingeben und so selektiv die Art und Frequenz zur Berechnung der Schwächungsprofile bestimmen kann. Eine direkte Verbindung von der Benutzerschnittstelle 11 zur Expositionssteuereinrichtung 12 ist für diesen Zweck jedoch nicht erforderlich, solche Einstellungen können auch über die Benutzerschnittstelle 11 eingegeben und vom Steuercomputer der Anlage, ob in den Bildaufbaucomputer 9 integriert oder als separater Computer, zur Expositionssteuereinrichtung 12 übertragen werden.

Ein Beispiel dafür, wie die Röntgendosis erfindungsgemäß reguliert wird, ist in 2 dargestellt, in der der untere Teil eine Abtastung mit einer automatischen Expositionssteuerung darstellt. Wie aus der Figur hervorgeht, wird in einer ersten halben Rotation oder Umdrehung der Röntgenröhre 1 um den zu untersuchenden Patienten 4 eine nominelle Röntgendosis verwendet. Auf der Grundlage des tatsächlichen Schwächungsprofils, das während dieser ersten halben Umdrehung berechnet wird, wird ein extrapoliertes Schwächungsprofil berechnet und von der Expositionssteuereinrichtung 12 zur Steuerung der Steuereinrichtung des Röhrenstroms 14 verwendet, um so den Röhrenstrom während der zweiten Hälfte der ersten Umdrehung zu regulieren.

Während dieser zweiten Hälfte der ersten Umdrehung wird das Schwächungsprofil erneut berechnet und dann von der Expositionssteuereinrichtung 12 zur Steuerung der Steuereinrichtung des Röhrenstroms 14 verwendet, um den Röhrenstrom auf passende Weise während der ersten Hälfte der nächsten Umdrehung der Röntgenröhre 1 um den zu untersuchenden Patienten 4 zu regulieren, welche zur Erzeugung eines zweiten Schnittbilds verwendet wird. Dieses Verfahren wird bei allen folgenden Schnitten wiederholt, wobei nur der dritte und vierte zusätzliche Schnitt in 2 dargestellt sind.

Die erfindungsgemäß erreichte Dosis wird in 2 mit der Nenndosis verglichen, die bei einer herkömmlichen Abtastung ununterbrochen verwendet wird, siehe den oberen Teil von 2.

Dieses Verfahren ist im Flussdiagramm in 3 erklärt, das eine grundlegende Ausführungsform des Software-Algorithmus, der in der Expositionssteuereinrichtung 12 verwendet wird, darstellt. In einem ersten Schritt wird ein Beginn der Abtastung erkannt und der vorstehend genannte Röhrennennstrom eingestellt. Dann werden während einer ersten halben Umdrehung Schwächungswerte mit diesem Röhrennennstrom berechnet und integriert. Diese Werte werden in einer Schleife berechnet, die ununterbrochen nachfragt, ob die aktuelle halbe Umdrehung beendet ist. Wenn die Antwort auf diese Anfrage negativ ausfällt, wird die Schleife wiederholt. Wenn die Antwort auf diese Anfrage positiv ausfällt, berechnet die Expositionssteuereinrichtung 12 einen passenden Röhrenstrom und stellt diesen ein und überträgt diesen berechneten Röhrenstrom als ein Steuersignal an die Steuereinrichtung des Röhrenstroms 14. Diese Berechnung kann von der Expositionssteuereinrichtung 12 so durchgeführt werden, dass die Modulationsgeschwindigkeit der Röntgenröhre 1, das heißt die Verzögerung, die die Röntgenröhre 1 bei der Erzeugung einer Veränderung des ausgestrahlten Röntgenstrahls 2 nach einer Veränderung eines Betriebsparameters, wie dem Röhrenstrom, zeigt, berücksichtigt wird.

Die Expositionssteuereinrichtung 12 ermittelt dann auf der Grundlage der über die Benutzerschnittstelle 11 eingegebenen Werte, die die Art der durchgeführten Abtastung beschreiben, wann die gesamte Abtastung beendet ist. Wenn die Abtastung nicht beendet ist, wird das vorstehend genannte Verfahren zur Berechnung des Röhrenstroms wiederholt. Wenn die Abtastung beendet ist, ist das Verfahren beendet.

Zur Ermittlung, ob jede halbe Umdrehung beendet ist, und zur Ermittlung, ob die Abtastung beendet ist, kann von der Expositionssteuereinrichtung 12 abhängig von den Informationen, die über die Benutzerschnittstelle 11 übertragen werden, jede geeignete bekannte Technik verwendet werden. In der Annahme, dass sich die Röntgenröhre 1 mit konstanter Geschwindigkeit um den zu untersuchenden Patienten 4 dreht, können der Anfang und das Ende jeder halben Umdrehung und das Ende der Abtastung einfach durch eine Zeitzählung angezeigt werden. Alternativ kann die Expositionssteuereinrichtung 12 eine direkte Verbindung zum Antrieb 7 aufweisen, damit ein Drehzahlmesser- oder Drehgebersignal vom Antrieb 7 an die Expositionssteuereinrichtung 12 übertragen werden kann, oder die Expositionssteuereinrichtung 12 kann direkte Signale vom Steuercomputer der Anlage, ob als separater Computer oder in den Bildaufbaucomputer 9 integriert, erhalten.

Wie vorstehend festgestellt kann die automatische Expositionssteuerung so durchgeführt werden, dass für jedes Schnittbild ein angestrebtes Pixelrauschen erzielt wird. Wie in "Noise Due to Photon Counting Statistics in Computed X-ray Tomography", Chesler et al., J. of Comp. Assist. Tomog., Band 1, Nr. 1 (1977), S. 64–74 offenbart, kann die Varianz (σ) des Quantenrauschens, das in einem Bildelement eines Computertomogramms entsteht, von der Patientenadsorption und der verwendeten Dosis abgeleitet werden. Die theoretische Gleichung, die das Gesamtpixelrauschen als eine Funktion des Gesamtquantenrauschens jeder Projektion darstellt, die für den Aufbau des Schnittbilds verwendet wird, lautet: σ2 Gesamt = σ2 1 + σ2 2 + ... σ2 N (1)wobei N die Gesamtanzahl der zum Aufbau verwendeten Projektionen und σ_i das Quantenrauschen in jeder Projektion (i = 1 ... N) darstellt. Das Gesamtquantenrauschen_Projektion einer bestimmten Projektion ist vom Signalrauschen in jeder Erfas sungseinheit (Messkanal) der Strahlungserfassungseinrichtung 5 gemäß der folgenden Gleichung abhängig: σ2 Projektion = σ2 1 + σ2 2 + ... σ2M (2)wobei M die Gesamtanzahl der für die Projektion gemessenen Kanäle darstellt.

Das Signalrauschen in jedem Kanal der Erfassungseinrichtung hängt vom Röhrenstrom, der Expositionszeit (Röntgendosis) und der Schnittdicke wie folgt ab:

wobei K eine Konstante für eine Abtastung in Abhängigkeit von der Hochspannung der Röntgenröhre 1, der Anlagengeometrie und des Aufbau-Kernels darstellt, der im Aufbau-Algorithmus des Bildaufbaucomputers 9 verwendet wird, A stellt die Schwächung des aktuellen Expositionsstrahls dar, der sich vom Brennpunkt der Röntgenröhre 1 zur Strahlungserfassungseinrichtung 5 fortpflanzt, "Dosis" stellt das MaS-Produkt der aktuellen Messung dar, und "Schnitt" stellt die Breite der Strahlungserfassungseinrichtung 5 entlang der Anlagenachse dar, um die sich die Röntgenröhre 1 oder deren Brennpunkt dreht (Schichtdicke).

Auf der Grundlage der obigen Gleichungen besteht folgendes Verhältnis zwischen dem Röhrenstrom, der zum Erzielen eines angestrebten Pixelrauschens σ_Ziel im endgültigen Bild erforderlich ist, und der Exposition sowie der Patientenabsorption:

wobei T die Expositionszeit (in der CT-Terminologie auch als Integrationszeit bezeichnet) darstellt und die anderen Begriffe wie vorstehend definiert sind.

Zur Schätzung des erforderlichen Röhrenstroms zum Erzielen des angestrebten Rauschens muss der Software-Algorithmus in der Expositionssteuereinrichtung 12 somit die Schwächung durch den Patienten für jeden Expositionsstrahl bei jeder Projektion berechnen und integrieren (akkumulieren).

Auf diese Weise berechnet die Expositionssteuereinrichtung 12 auf der Grundlage der Signale, die sie vom Datenmesssystem 8 und der Dosisüberwachungseinrichtung 13 empfängt, die Patientenabsorption für jede Einheit der Erfassungseinrichtung und jede Projektion (Untersuchungsstrahl) wie folgt:

wobei U_i das Signal des Kanals i darstellt, und U_mon stellt das Referenzüberwachungssignal der Dosisüberwachungseinrichtung 13 dar. Während einer halben Umdrehung akkumuliert die Expositionssteuereinrichtung 12 alle diese Schwächungswerte. Nach Beendigung einer halben Umdrehung berechnet die Expositionssteuereinrichtung 12 den benötigten Röhrenstrom für den aktuellen Schnitt mithilfe des angestrebten Pixelrauschens, das durch eine Eingabe über die Benutzerschnittstelle 11 erhalten wird, und erzeugt ein Steuersignal für die Steuereinrichtung des Röhrenstroms 14 zur bedarfsgerechten Modulation des Röhrenstroms. Während dieser Akkumulierung kann die laufende Summe den vorigen Gesamtwert übertreffen, wobei in diesem Fall der Röhrenstrom für die nächste halbe Umdrehung erhöht werden muss. Wie vorstehend festgestellt kann die Expositionssteuereinrichtung 12 die Modulationsgeschwindigkeit (Verzögerung) der Röntgenröhre 1 bei der Zeiteinstellung für die Erzeugung des passenden Steuersignals berücksichtigen.

Die vorstehend beschriebene beispielhafte Ausführungsform wird zwar in Zusammenhang mit einem CT-Gerät eines Typs beschrieben, bei dem sowohl die Röntgenröhre als auch die Strahlungserfassungseinrichtung um den zu untersuchenden Patienten drehbar sind, es ist jedoch offensichtlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Steuergerät auch zur Verwendung mit einem CT-Gerät jeder beliebigen Generation geeignet sind, einschließlich solcher Anlagen, bei denen sich nur die Röntgenröhre um den Patienten dreht oder bei denen sich nur der Brennpunkt der Röntgenröhre um den Patienten dreht.

Abwandlungen und Änderungen können zwar sicher von Fachleuten vorgeschlagen werden, es ist jedoch die Absicht der Erfinder, in dieses Patent alle Änderungen und Abwandlungen einzubeziehen, die angemessenerweise und korrekterweise in den Schutzumfang ihres Beitrags zum Fachbereich fallen.

Claims

Computertomographie-Gerät, umfassend: – eine Röntgenquelle (1), die einen Röntgenstrahl (2) von einem Brennpunkt aussendet, wobei die Röntgenquelle wenigstens einen Betriebsparameter hat, der eine mit dem Röntgenstrahl (2) verbundene Strahlungsdosis bestimmt, – eine Strahlungserfassungseinrichtung (5), in die der Röntgenstrahl (2) einfällt, wobei die Röntgenquelle (1) und die Strahlungserfassungseinrichtung (5) so beschaffen sind, dass ein Patient (4) zwischen ihnen angeordnet werden kann, sodass der Röntgenstrahl (2) in die Strahlungserfassungseinrichtung (5) einfällt, nachdem er durch den Patienten (4) geschwächt wurde, wobei die Strahlungserfassungseinrichtung (5) in Abhängigkeit von den darin einfallenden Röntgenstrahlen elektrische Signale erzeugt, – wobei wenigstens der Brennpunkt zur Durchführung einer Computertomographie-Untersuchung wenigstens über eine Umdrehung um den Patienten (4) drehbar ist, wobei die elektrischen Signale Projektionsdaten für einen Schnitt durch den Patienten (4) bilden, – einen Computer (9), an den die Projektionsdaten zum Aufbau eines Bildes des Schnitts daraus übertragen werden und – eine Steuervorrichtung, die mit der Strahlungserfassungseinrichtung (5) und der Röntgenquelle (1) verbunden ist, um während einer ersten Hälfte der Umdrehung ein tatsächliches Schwächungsprofil des Schnitts ausgehend von den elektrischen Signalen, die während der ersten Hälfte der Umdrehung erzeugt werden, zu berechnen und um ein extrapoliertes Schwächungsprofil des Schnitts für eine zweite Hälfte der Umdrehung ausgehend von dem tatsächlichen Schwächungsprofil zu berechnen und um den wenigstens einen Betriebsparameter zur Modifikation der Strahlungsdosis während der zweiten Hälfte der Umdrehung in Abhängigkeit von dem extrapolierten Schwächungsprofil zu regulieren.
Computertomographie-Gerät nach Anspruch 1, wobei das Bild aus einer Vielzahl von Pixeln mit einem damit verbundenen Pixelrauschen besteht und wobei die Steuervorrichtung den wenigstens einen Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem extrapolierten Schwächungsprofil so reguliert, dass die Strahlungsdosis zum Erzielen eines angestrebten Pixelrauschens eingestellt wird.
Computertomographie-Gerät nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend eine Benutzerschnittstelle (11), die mit der Steuervorrichtung verbunden ist, damit einem Benutzer die Eingabe eines ausgewählten Werts für das angestrebte Pixelrauschen möglich ist.
Computertomographie-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens der Brennpunkt der Röntgenquelle (1) zur Durchführung einer Spiral-Computertomographie-Untersuchung, die aus mehreren Schnitten besteht, über mehrere Umdrehungen um den Patienten (4) drehbar ist und wobei jeder der Schnitte jeweils ein damit verbundenes angestrebtes Pixelrauschen aufweist und wobei die Steuervorrichtung den wenigstens einen Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem extrapolierten Schwächungsprofil während der Abtastung des jeweiligen Schnitts reguliert, um das jeweils angestrebte Pixelrauschen des fraglichen Schnitts zu erzielen.
Computertomographie-Gerät nach Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung einen Speicher umfasst, in dem Werte des jeweils angestrebten Pixelrauschens der Schnitte der Spiral-Computertomographie-Untersuchung gespeichert sind.
Computertomographie-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Röntgenquelle (1) einen damit verbundenen Röhrenstrom aufweist und wobei die Steuereinrichtung (12) den Röhrenstrom als den wenigstens einen Betriebsparameter reguliert.
Computertomographie-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuervorrichtung eine Dosisüberwachungseinrichtung (13) umfasst, die in dem Röntgenstrahl (2) angeordnet ist und in die der Röntgenstrahl (2) vor der Schwächung durch den Patienten (4) einfällt, wobei die Dosisüberwachungseinrichtung (13) in Abhängigkeit von der Röntgenstrahlung des darin einfallenden Röntgenstrahls (2) ein Überwachungsausgangssignal erzeugt und wobei die Steuervorrichtung weiter eine Expositionssteuereinrichtung (12) umfasst, die mit der Dosisüberwachungseinrichtung (13) und mit der Strahlungserfassungseinrichtung (5) verbunden ist, wobei die Expositionssteuereinrichtung (12) das tatsächliche Schwächungsprofil ausgehend von den elektrischen Signalen, die von der Strahlungserfassungseinrichtung (5) erzeugt werden, und von dem Überwachungsausgangssignal berechnet.
Computertomographie-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Röntgenquelle (1) eine damit verbundene Modulationsgeschwindigkeit aufweist, mit der die Röntgenquelle (1) die Strahlungsdosis in Abhängigkeit von einer Veränderung des wenigstens einen Betriebsparameters modifiziert, und wobei die Steuervorrichtung den wenigstens einen Betriebsparameter zuvor in Abhängigkeit von der Modulationsgeschwindigkeit reguliert.
Computertomographie-Gerät, umfassend: – eine Röntgenquelle (1), die einen Röntgenstrahl (2) von einem Brennpunkt aussendet, wobei die Röntgenquelle (1) einen Röhrenstrom hat, der eine mit dem Röntgenstrahl (2) verbundene Strahlungsdosis bestimmt, – eine Strahlungserfassungseinrichtung (5), in die der Röntgenstrahl (2) einfällt, wobei die Röntgenquelle (1) und die Strahlungserfassungseinrichtung (5) so beschaffen sind, dass ein Patient (4) zwischen ihnen angeordnet werden kann, sodass der Röntgenstrahl (2) in die Strahlungserfassungseinrichtung (5) einfällt, nachdem er durch den Patienten (4) geschwächt wurde, wobei die Strahlungserfassungseinrichtung (5) in Abhängigkeit von den darin einfallenden Röntgenstrahlen elektrische Signale erzeugt, – wobei wenigstens der Brennpunkt zur Durchführung einer Computertomographie-Untersuchung wenigstens über eine Umdrehung um den Patienten (4) drehbar ist, wobei die elektrischen Signale die Projektionsdaten für einen Schnitt durch den Patienten (4) bilden, – einen Computer (9), an den die Projektionsdaten zum Aufbau eines Bildes des Schnitts daraus übertragen werden, wobei das Bild aus einer Vielzahl von Pixeln mit einem damit verbundenen Pixelrauschen besteht, – eine Dosisüberwachungseinrichtung (13), die in dem Röntgenstrahl (2) angeordnet ist und in die der Röntgenstrahl (2) vor der Schwächung durch den Patienten (4) einfällt, wobei die Dosisüberwachungseinrichtung (13) in Abhängigkeit von der Röntgenstrahlung des darin einfallenden Röntgenstrahls (2) ein Überwachungsausgangssignal erzeugt, – eine Steuereinrichtung (14) des Röhrenstroms, die mit der Röntgenquelle (1) zur Regulierung des Röhrenstroms verbunden ist, und – eine Expositionssteuereinrichtung (12), die mit der Strahlungserfassungseinrichtung (5), der Dosisüberwachungseinrichtung (13) und der Steuereinrichtung (14) des Röhrenstroms verbunden ist, wobei die Expositionssteuereinrichtung (12) während einer ersten Hälfte der Umdrehung ein tatsächliches Schwächungsprofil des Schnitts ausgehend von dem Überwachungsausgangssignal und den elektrischen Signalen, die während der ersten Hälfte der Umdrehung erzeugt werden, berechnet und ein extrapoliertes Schwächungsprofil für eine zweite Hälfte der Umdrehung ausgehend von dem tatsächlichen Schwächungsprofil zum Erzielen eines angestrebten Pixelrauschens während der zweiten Hälfte der Umdrehung berechnet, wobei die Expositionssteuereinrichtung (12) ein Steuersignal wenigstens zu Beginn der zweiten Hälfte der Umdrehung zur Regulierung des Röhrenstroms an die Steuereinrichtung (14) des Röhrenstroms überträgt und so die Strahlungsdosis während der zweiten Hälfte der Umdrehung modifiziert.
Computertomographie-Gerät nach Anspruch 9, wobei wenigstens der Brennpunkt zur Durchführung einer Spiral-Computertomographie-Untersuchung über mehrere Umdrehungen um den Patienten (4) drehbar ist, um jeweils Projektionsdatensätze für mehrere Schnitte des Patienten (4) zu erhalten, wobei jeder der Schnitte ein angestrebtes Pixelrauschen aufweist, und wobei die Expositionssteuereinrichtung (12) das extrapolierte Schwächungsprofil für eine zweite Hälfte jeder der Umdrehungen in Abhängigkeit von dem jeweils angestrebten Pixelrauschen des aktuell abgetasteten Schnitts berechnet.
Verfahren zum Betrieb eines Computertomographie-Geräts, umfassend folgende Schritte: – Aussenden eines Röntgenstrahls von einem Brennpunkt einer Röntgenquelle (1), wobei die Röntgenquelle (1) wenigstens einen Betriebsparameter hat, der eine mit dem Röntgenstrahl (2) verbundene Strahlungsdosis bestimmt, – Erfassen des Röntgenstrahls (2) mit einer Strahlungserfassungseinrichtung (5), in die der Röntgenstrahl (2) einfällt, – Anordnen eines Patienten (4) zwischen der Röntgenquelle (1) und der Strahlungserfassungseinrichtung (5), sodass der Röntgenstrahl (2) in die Strahlungserfassungseinrichtung (5) einfällt, nachdem er durch den Patienten (4) geschwächt wurde, wobei die Strahlungserfassungseinrichtung (5) in Abhängigkeit von den darin einfallenden Röntgenstrahlen (2) elektrische Signale erzeugt, – Drehen wenigstens des Brennpunkts über wenigstens Umdrehung um den Patienten (4) zur Durchführung einer Computertomographie-Untersuchung, wobei die elektrischen Signale Projektionsdaten für einen Schnitt durch den Patienten (4) bilden, – Bereitstellen eines Computers (9), an den die Projektionsdaten übertragen werden, und Aufbau eines Bildes des Schnitts daraus und – Berechnen eines tatsächlichen Schwächungsprofils des Schnitts ausgehend von den elektrischen Signalen, die während der ersten Hälfte der Umdrehung erzeugt werden, und Berechnen eines extrapolierten Schwächungsprofils des Schnitts für eine zweite Hälfte der Umdrehung ausgehend von dem tatsächlichen Schwächungsprofil in einer Steuervorrichtung, die mit der Strahlungserfassungseinrichtung (5) und der Röntgenquelle (1) verbunden ist, während einer ersten Hälfte der Umdrehung und – Regulieren des wenigstens einen Betriebsparameters zur Modifikation der Strahlungsdosis während der zweiten Hälfte der Umdrehung in Abhängigkeit von dem extrapolierten Schwächungsprofil.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bild aus einer Vielzahl von Pixeln mit einem damit verbundenen Pixelrauschen besteht und das Verfahren das Regulieren des wenigstens einen Betriebsparameters in Abhängigkeit von dem extrapolierten Schwächungsprofil umfasst, sodass die Strahlungsdosis zum Erzielen eines angestrebten Pixelrauschens eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, weiterhin umfassend die Eingabe eines ausgewählten Werts für das angestrebte Pixelrauschen über eine Benutzerschnittstelle, die mit der Steuervorrichtung verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, umfassend das Drehen wenigstens des Brennpunkts der Röntgenquelle (1) zur Durchführung einer Spiral-Computertomographie-Untersuchung, die aus mehreren Schnitten besteht, über mehrere Umdrehungen um den Patienten (4), wobei jeder der Schnitte jeweils ein damit verbundenes angestrebtes Pixelrauschen aufweist, und das Regulieren wenigstens des einen Betriebsparameters in Abhängigkeit von dem extrapolierten Schwächungsprofil während der Abtastung der jeweiligen Schnitte, um das jeweils angestrebte Pixelrauschen für jeden der fraglichen Schnitte zu erzielen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, umfassend das Speichern von Werten des jeweils angestrebten Pixelrauschens für die Schnitte der Spiral-Computertomographie-Untersuchung in einem Speicher der Steuervorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Röntgenquelle (1) einen damit verbundenen Röhrenstrom aufweist und das Verfahren das Regulieren des Röhrenstroms als des wenigstens einen Betriebsparameters umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, umfassend das Anordnen einer Dosisüberwachungseinrichtung (13), in die der Röntgenstrahl (2) vor der Schwächung durch den Patienten (4) einfällt, in dem Röntgenstrahl (2), wobei die Dosisüberwachungseinrichtung (13) in Abhängigkeit von der Röntgenstrahlung des darin einfallenden Röntgenstrahls (2) ein Überwachungsausgangssignal erzeugt und wobei die Steuervorrichtung weiter eine Expositionssteuereinrichtung (12) umfasst, die mit der Dosisüberwachungseinrichtung (13) und mit der Strahlungserfassungseinrichtung (5) verbunden ist, und Berechnen des tatsächlichen Schwächungsprofils in der Expositionssteuereinrichtung (12) ausgehend von den elektrischen Signalen, die von der Strahlungserfassungseinrichtung (5) erzeugt werden, und von dem Überwachungsausgangssignal.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die Röntgenquelle (1) eine damit verbundene Modulationsgeschwindigkeit aufweist, mit der die Röntgenquelle (1) die Strahlungsdosis in Abhängigkeit von einer Veränderung des wenigstens einen Betriebsparameters modifiziert, und das Verfahren die vorherige Regulierung des wenigstens einen Betriebsparameters in Abhängigkeit von der Modulationsgeschwindigkeit umfasst.
Verfahren zum Betrieb eines Computertomographie-Geräts, umfassend folgende Schritte: – Aussenden eines Röntgenstrahls (2) von einem Brennpunkt einer Röntgenquelle (1), wobei die Röntgenquelle (1) einen Röhrenstrom hat, der eine mit dem Röntgenstrahl verbundene Strahlungsdosis bestimmt, – Erfassen des Röntgenstrahls (2) mit einer Strahlungserfassungseinrichtung (5), in die der Röntgenstrahl (2) einfällt, – Anordnen eines Patienten (4) zwischen der Röntgenquelle (1) und der Strahlungserfassungseinrichtung (5), sodass der Röntgenstrahl (2) in die Strahlungserfassungseinrichtung (5) einfällt, nachdem er durch den Patienten (4) geschwächt wurde, wobei die Strahlungserfassungseinrichtung (5) in Abhängigkeit von den darin einfallenden Röntgenstrahlen (2) elektrische Signale erzeugt, – Drehen wenigstens des Brennpunkts über wenigstens eine Umdrehung um den Patienten (4) zur Durchführung einer Computertomographie-Untersuchung, wobei die elektrischen Signale Projektionsdaten für einen Schnitt durch den Patienten (4) bilden, – Bereitstellen eines Computers (9), an den die Projektionsdaten übertragen werden, und Aufbau eines Bildes des Schnitts daraus, wobei das Bild aus einer Vielzahl von Pixeln mit einem damit verbundenen Pixelrauschen besteht, – Anordnen einer Dosisüberwachungseinrichtung (13), in die der Röntgenstrahl (2) vor der Schwächung durch den Patienten (4) einfällt, in dem Röntgenstrahl, wobei die Dosisüberwachungseinrichtung (13) in Abhängigkeit von der Röntgenstrahlung des darin einfallenden Röntgenstrahls (2) ein Überwachungsausgangssignal erzeugt, – Regulieren des Röhrenstroms mit einer Steuereinrichtung (14) des Röhrenstroms, die mit der Röntgenquelle (1) verbunden ist, – Berechnen eines tatsächlichen Schwächungsprofils des Schnitts ausgehend von dem Überwachungsausgangssignal und den elektrischen Signalen, die während der ersten Hälfte der Umdrehung erzeugt werden, und Berechnen eines extrapolierten Schwächungsprofils für eine zweite Hälfte der Umdrehung ausgehend von dem tatsächlichen Schwächungsprofil zum Erzielen eines angestrebten Pixelrauschens während der zweiten Hälfte der Umdrehung in einer Expositionssteuereinrichtung (12), die mit der Strahlungserfassungseinrichtung (5), der Dosisüberwachungseinrichtung (13) und der Steuereinrichtung (14) des Röhrenstroms verbunden ist, während der ersten Hälfte der Umdrehung und – Übertragen eines Steuersignals wenigstens zu Beginn der zweiten Hälfte der Umdrehung von der Expositionssteuereinrichtung (12) an die Steuereinrichtung (14) des Röhrenstroms zur Regulierung des Röhrenstroms und dadurch Modifizierung der Strahlungsdosis während der zweiten Hälfte der Umdrehung.
Verfahren nach Anspruch 19, umfassend das Drehen wenigstens des Brennpunkts zur Durchführung einer Spiral-Computertomographie-Untersuchung über mehrere Umdrehungen um den Patienten (4), um jeweils Projektionsdatensätze für mehrere Schnitte des Patienten zu erhalten, wobei jeder der Schnitte ein angestrebtes Pixelrauschen aufweist, und Berechnen des extrapolierten Schwächungsprofils für eine zweite Hälfte jeder der Umdrehungen in Abhängigkeit von dem jeweils angestrebten Pixelrauschen des aktuell abgetasteten Schnitts in der Expositionssteuereinrichtung (12).