DE19527518A1 - Röntgenröhren-Strommodulation während der Computertomographie-Abtastung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Computertomographie- (CT)-Abbildungsvorrichtung, und insbesondere die Modulation bzw. Steuerung einer Röntgenstrahldosis, die auf einen Patienten während der Abtastung übertragen wird.

In einem Computertomographiesystem projiziert eine Röntgen­ quelle einen fächerförmigen Strahl, der derart kollimiert ist, daß er in einer X-Y-Ebene eines kartesischen Koordinatensystems liegt, wobei die Ebene als "Abbildungsebene" bezeichnet wird. Der Röntgenstrahl durchsetzt das abzubildende Objekt, wie bei­ spielsweise einen unter ärztlicher Behandlung stehenden Patien­ ten, und trifft auf ein Array oder eine regelmäßige Anordnung von Strahlungsdetektoren. Die Intensität der übertragenen Strahlung hängt von der Abschwächung des Röntgenstrahls durch das Objekt ab, und jeder Detektor erzeugt ein getrenntes elek­ trisches Signal, das eine Messung der Strahlabschwächung dar­ stellt. Die Schwächungsmessungen von sämtlichen Detektoren wer­ den getrennt erfaßt, um ein Transmissionsprofil zu erzeugen.

Die Quelle und das Detektor-Array bei einem herkömmlichen CT- System werden auf einem Gestell in der Abbildungsebene sowie um das Objekt herum derart gedreht, daß der Winkel, unter welchem der Röntgenstrahl das Objekt schneidet, sich konstant ändert. Auf eine Gruppe von Röntgen-Schwächungsmessungen durch das De­ tektor-Array unter einem gegebenen Winkel wird als eine "An­ sicht" (View) bezeichnet, und eine "Abtastung" (Scan) des Ob­ jekts umfaßt einen Satz von Ansichten, die unter unterschied­ lichen Winkelorientierungen während eines Umlaufs der Röntgen­ strahlquelle und des Detektors erzeugt werden. In einer 2D-Ab­ tastung werden Daten verarbeitet, um ein Bild zu konstruieren, das einer zweidimensionalen Scheibe entspricht, die durch das Objekt hindurch aufgenommen wurde. Das vorherrschende Verfahren zur Rekonstruktion eines Bilds aus 2D-Daten wird auf diesem Ge­ biet der Technik als gefilterte Rückprojektionstechnik bezeich­ net. Dieses Verfahren wandelt die Abschwächungsmessungen einer Abtastung in ganze Zahlen um, die "CT-Zahlen" oder "Hounsfield- Einheiten" genannt werden, die verwendet werden, um die Hellig­ keit eines entsprechenden Pixels auf einer Kathodenstrahlröh­ renanzeige zu steuern.

Quantenrauschen verschlechtert die Diagnosequalität eines CT- Bilds, und dieses Rauschen bezieht sich auf die Menge an Rönt­ genstrahlen oder die "Dosis", die verwendet wird, um die Ab­ schwächungsmessungen und die Abschwächungscharakteristiken oder -eigenschaften des Patienten zu erfassen. Bildartefakte auf­ grund von Rauschen nehmen zu, wenn die am Detektor gemessenen Röntgenstrahlen auf niedrige Pegel entweder deshalb abfallen, weil die vorbestimmte Röntgendosis zu gering ist oder der Strahl durch die Anatomie des Patienten stark abgeschwächt wird. Die Röntgendosis wird während der Bestrahlung durch den Emissionsstrom ("mA") gesteuert, der in der Röntgenröhre fließt, und es war in der Vergangenheit üblich, diesen Strom auf einem Pegel zu fixieren, der während der gesamten Abtastung eine konstante Dosis erbringt. Kürzlich ist jedoch die Röntgen­ dosis während der Abtastung durch Modulieren bzw. Steuern des Röntgenstroms von Scheibe zu Scheibe sowie während der Erfas­ sung jeder Scheibe variiert worden. Dieses Verfahren ist bei­ spielsweise in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung, Seriennr. 155 037, angemeldet am 19. November 1993, mit dem Ti­ tel "Variable Dose Application by Modulation of X-Ray Tube Cur­ rent During CT Scanning", beschrieben.

Es existiert eine Anzahl praktischer Probleme beim Implementie­ ren einer variablen Dosis durch die Röhrenstrommodulation. Um effektiv zu sein, muß der Röntgenröhrenstrom zunächst mit einer Geschwindigkeit moduliert werden, die an die Röntgenstrahlsteu­ erung hohe Anforderungen stellt. Außerdem erfordert die Sicher­ heit, daß die Röntgenstrahl-Dosis sorgfältig überwacht wird, was kompliziert ist, wenn die Dosis während der Abtastung kon­ tinuierlich moduliert wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein CT-Abbildungssystem, bei dem die Röntgenstrahl-Dosis moduliert wird, wenn das Gestell während einer Abtastung in Drehung versetzt wird. Insbesondere handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein CT-Sy­ stem, das eine Gestellwinkeleinrichtung zum Anzeigen des Ge­ stellwinkels in regelmäßigen Intervallen während einer Abta­ stung, eine Basistabelle zum Speichern einer Modulationswellen­ form als Funktion des Gestellwinkels, eine Einrichtung zum Le­ sen eines Werts aus der Basistabelle unter Verwendung des Ge­ stellwinkels, und eine Recheneinrichtung aufweist zum Erzeugen eines Strombefehls bzw. Sollstroms für die Röntgenröhre auf der Grundlage des Wertes aus der Basistabelle.

Ein allgemeines Ziel der Erfindung besteht darin, Strombefehle für eine Röntgenröhre zu erzeugen, die in Übereinstimmung mit einer bekannten Wellenform moduliert werden. Die Wellenform ist als Tabelle gespeichert, und Werte werden unter Verwendung ei­ ner Funktion des Gestellwinkels als Index in der Tabelle ver­ wendet. Die Tabellenwerte können normiert sein, um sie allge­ meiner verwendbar zu machen, in welchem Fall ein Modulations­ index in Kombination mit dem Tabellenwert und einem Maximal­ strombefehl verwendet wird, um den Sollstrom zu berechnen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die auf einen Patienten übertragene Röntgendosis während der Abtastung durch ein Rückführungssignal überwacht, das den Röntgenröhren-Emis­ sionsstrom anzeigt. Das Rückführungssignal wird mit dem Soll­ strom verglichen, der während des vorausgehenden Zeitintervalls erzeugt wurde, um zu ermitteln, ob die Röntgenstrahldosis sich signifikant von dem modulierten Sollstrom unterscheidet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel­ haft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine bildliche Darstellung eines CT-Abbildungssystems, in dem die vorliegende Erfindung angewendet wird,

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm des CT-Abbildungssy­ stems,

Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Strommodulationspro­ fils während eines Umlaufs des CT-Systems,

Fig. 4 eine graphische Wiedergabe einer normierten Wellenform, die durch die vorliegende Erfindung verwendet wird, um das Strommodulationsprofil von Fig. 3 zu erzeugen,

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Computersystems, das einen Teil des CT-Systems von Fig. 2 bildet,

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Programms, das durch das Compu­ tersystem von Fig. 5 ausgeführt wird, um eine Abtastung durch­ zuführen,

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines weiteren Programms, das durch das Computersystem von Fig. 5 ausgeführt wird, um die Gestellposi­ tion zu steuern,

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Programms, das durch das Compu­ tersystem von Fig. 5 ausgeführt wird, um den Röntgenröhrenstrom zu steuern, und

Fig. 9 ein Flußdiagramm eines weiteren Programms, das durch den Computer von Fig. 5 ausgeführt wird, um den Gestellwinkelindex zu korrigieren, der in dem Programm von Fig. 8 verwendet wird.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßt ein Computertomographie- (CT)-Abbildungssystem 10 ein Gestell bzw. einen Drehaufbau 12, der für einen CT-Abtaster der "dritten Generation" typisch ist. Der Drehaufbau 12 hat eine Röntgenquelle 13, die einen Röntgen­ strahl 14 zu einem Detektor-Array 16 auf der gegenüberliegenden Seite des Drehaufbaus projiziert. Das Detektor-Array 16 wird durch eine Anzahl von Detektorelementen 18 gebildet, die zusam­ men die projizierten Röntgenstrahlen abtasten oder erfassen, die durch einen Patienten 15 hindurchtreten. Jedes Detektore­ lement 18 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahls wiedergibt und dadurch die Abschwächung des durch den Patienten hindurchlaufenden Strahls. Während einer Abtastung zur Erfassung der Röntgenstrahlprojek­ tionsdaten drehen sich der Drehaufbau 12 und die daran ange­ brachten Bestandteile um ein Drehzentrum 19, das im Patienten 15 liegt. Ein Bezugsdetektor an einem Ende des Array 16 mißt eine nicht-abgeschwächte Strahlintensität während der Abta­ stung, um Variationen oder Änderungen der zugeführten Röntgen­ dosis zu ermitteln. Diese Bezugsdaten werden beim darauffol­ genden Verarbeiten der Röntgenstrahlprojektionsdaten verwendet, um sie auf eine gemeinsame Bezugsdosis zu normieren.

Die Drehung des Gestells und der Betrieb der Röntgenquelle 13 werden durch einen Steuermechanismus 20 des CT-Systems gere­ gelt. Der Steuermechanismus 20 umfaßt eine Röntgenstrahlsteue­ rung 22, die an die Röntgenquelle 13 Strom oder Energie und Taktsignale liefert, und eine Gestellmotorsteuerung 23, welche die Drehzahl und die Position des Gestells 12 steuert. Ein Da­ tenerfassungssystem (DAS) 24 in dem Steuermechanismus 20 tastet Analogdaten von den Detektorelementen 18 ab und wandelt diese Daten in Digitalsignale für die darauffolgende Verarbeitung. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 25 empfängt abgetastete und digitalisierte Röntgenstrahldaten von dem DAS 24 und führt eine Hochgeschwindigkeitsbild-Rekonstruktion durch. Das rekonstru­ ierte Bild wird in ein Computersystem 26 eingegeben, das das Bild in einer Massenspeichervorrichtung 29 speichert.

Das Computersystem 26 empfängt außerdem Befehle und Abtastpara­ meter von einer Bedienperson über eine Konsole 30, die ein Ta­ stenfeld aufweist. Eine zugeordnete Kathodenstrahlröhrenanzeige 32 erlaubt es der Bedienperson, das rekonstruierte Bild sowie weitere Daten aus dem Computersystem 26 zu beobachten. Die durch die Bedienperson eingegebenen Befehle und Parameter wer­ den durch das Computersystem 26 verwendet, um die Steuersignale sowie Informationen zu dem DAS 24, der Röntgenstrahlsteuerung 22 und der Gestellmotorsteuerung 23 zu übertragen. Außerdem be­ tätigt das Computersystem 26 eine Tischmotorsteuerung 34, die einen motorisierten Tisch 36 steuert, um den Patienten 15 in dem Drehaufbau 12 zu positionieren. Für den Fachmann liegt auf der Hand, daß das Computersystem 26 mehrere Prozessoren umfas­ sen kann, die getrennt programmiert und in einem System unter­ einander verbunden sind, das diese Funktionen durchführt.

Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt ist, steuert das Computersy­ stem 26 die Systembestandteile dahingehend, die vorbestimmte Abtastung in Übereinstimmung mit den gespeicherten Programmen durchzuführen. Wenn eine mA-Modulationsstrategie durch die Be­ dienperson ausgewählt wird, wird das im Flußdiagramm in Fig. 6 gezeigte Programm durch das Computersystem 26 ausgeführt, um die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Der erste Schritt dient zum Erfassen von Auf­ klärungsdaten, wie beim Prozeßblock 110 angezeigt. Diese Auf­ klärungsdaten umfassen zwei orthogonale Ansichten von jeder Scheibe bei der vorbeschriebenen Abtastung, und bei einer be­ vorzugten Ausführungsform ist eine Ansicht unter einem Drehauf­ bauwinkel von 0° und die andere unter einem Winkel von 90° er­ faßt. Der nächste Schritt besteht darin, wie beim Prozeßblock 111 gezeigt, den maximalen Röntgenröhrenstrom (mA_max) für jede Scheibe unter Verwendung der Aufklärungsdaten zu berechnen. Dies ist in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung, Se­ riennr. 08/155 045, angemeldet am 19. November 1993, mit dem Titel "Dynamic Dose Control In Multi-Slice CT Scan", beschrie­ ben, deren Inhalt zum Gegenstand dieser Anmeldung erklärt wird. Dies erlaubt eine Reduzierung der Röntgendosis für Scheiben mit reduzierter Abschwächung des Röntgenstrahls, ohne das vorbe­ stimmte Bildrauschen zu übertreffen. Es führt zu einem Array oder einer regelmäßigen Anordnung gespeicherter Werte (mA_max), und zwar jeweils einen für jede Scheibe in der Abtastung.

Wie beim Prozeßblock 112 gezeigt, wird in ähnlicher Weise ein Satz von Modulationsindices aus den Aufklärungsdaten berechnet. Dies ist in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung, Se­ riennr. 155 037, angemeldet am 19. November 1993, mit dem Titel "Variable Dose Application By Modulation Of X-Ray Tube Current During CT Scanning", beschrieben, deren Inhalt hiermit zum Ge­ genstand der vorliegenden Anmeldung erklärt wird. Der Modulati­ onsindex wird aus dem Verhältnis der Aufklärungsdaten bestimmt, und er zeigt den Grad an, bis zu dem der Röntgenröhrenstrom während der Erfassung einer Scheibe moduliert werden kann, ohne Rauschartefakte signifikant zu vergrößern. Dies führt zu in ei­ ner Array gespeicherten Werten (α), wobei jeweils einer für jede der Scheiben in der Abtastung steht.

Vor dem Starten der Abtastung werden beim Prozeßblock 114 aus den durch die Bedienperson zur Verfügung gestellten Abtastpara­ metern zwei Werte berechnet. Der erste ist der Gestellwinkel, unter dem die Daten für die erste Scheibe zunächst erfaßt wer­ den, und der zweite Wert ist eine Zahl, die die Geschwindigkeit wiedergibt, mit der der Drehaufbau sich während der Abtastung dreht. Die Bedienperson kann Geschwindigkeiten 1, 2, 3 und 4 Sekunden wählen. Die ausgewählte Geschwindigkeit wird in einen "Sprungwert" gewandelt, der die Änderung des Basiswellenform­ tabellenindex wiedergibt, der zum Synthetisieren der gewünsch­ ten Wellenform mit der geeigneten Aktualisierungsgeschwindig­ keit erforderlich ist.

Obwohl viele Kombinationen möglich sind, hat sich eine Basis­ wellenformtabelle mit einer Halbgradschrittauflösung als zu­ friedenstellend herausgestellt, die mit einer 25-ms-Aktuali­ sierungsgeschwindigkeit durchlaufen wird.

Weiterhin mit Bezug auf die Fig. 2 und 6 startet der Computer 26 die Abtastung beim Prozeßblock 120, indem die Gestellmotor­ steuerung 23 angesteuert wird. Er tritt dann in eine Schleife ein, in der jede Scheibe erfaßt wird, wie beim Prozeßblock 121 gezeigt, bis die letzte Scheibe beim Entscheidungsblock 122 de­ tektiert ist. Die Abtastung wird bei 123 unterbrochen, und das Programm endet. Wie im nachfolgenden mehr im einzelnen erläu­ tert wird, wird jede Scheibe mit einem geeigneten Röntgen­ strahl-Dosispegel (mA_max) erfaßt, und die Röntgenstrahldosis wird während jeder Scheibenerfassung mit einem geeigneten Aus­ maß (α) moduliert.

Die erfaßten Röntgenstrahlprofildaten werden in der üblichen Weise verarbeitet, um ein Scheibenbild zu rekonstruieren. Da die Ansichten mit variierender Röntgenstrahlintensität erfaßt werden, werden die Daten mit dem Bezugsdetektorsignal normali­ siert, wie vorstehend erwähnt, so daß die Rekonstruktion des Bilds mit den Röntgenstrahlprofildaten im wesentlichen äquiva­ lent zu denjenigen durchgeführt wird, die mit einer konstanten Röntgenstrahlintensität während der gesamten Abtastung erfaßt werden.

Wie insbesondere in Fig. 3 gezeigt, wird der Röntgenstrahlröh­ ren-Strombefehl (mA) während einer Scheibenerfassung als Funk­ tion des Drehaufbauwinkels moduliert. Während eines vollständi­ gen Gestellumlaufs wird der Röhrenstrom (mA) mit einer Frequenz moduliert, die doppelt so groß ist wie diejenige des Drehauf­ bauumlaufs, wie durch die Kurve 130 gezeigt. Der Röhrenstrom (mA) wird von der vorberechneten maximalen Dosis (mA_max) bis zur minimalen Dosis (mA_min) moduliert, die durch den vorbe­ rechneten Modulationsindex (α) bestimmt ist. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Röntgenröhren-Strombefehle (mA), die der Kurve 130 folgen, exakt auszugeben. Es ist außer­ dem ein Ziel der vorliegenden Erfindung, den Röntgenröhrenstrom während der Scheibenerfassung zu überwachen, um sicherzustel­ len, daß auf den Patienten die geeignete Dosis übertragen wird. Insbesondere unter Bezug auf die Fig. 5 und 8 führt der Compu­ ter 26 diese Funktionen unter der Steuerung einer Interrupt- oder Unterbrechungsroutine durch, die während jeder Scheibener­ fassung wiederholt durchgeführt wird. Bei der bevorzugten Aus­ führungsform wird diese Routine jeweils nach 25 ms bei 132 ein­ gegeben und eine "Abtastungs"-Flagge wird beim Entscheidungs­ block 136 geprüft, um zu bestimmen, ob das mA-Rückkopplungssig­ nal 133 von der Röntgenstrahlsteuerung 22 beim Prozeßblock 135 eingegeben werden muß. Dieses mA-Rückführungssignal wird mit einem mA-Sollwertsignal verglichen, das während des vorausge­ henden 50-ms-Abtastintervalls erzeugt wird, und wenn die beiden Werte innerhalb einer vorausgewählten Toleranz (beispielsweise 3% bis 10%) in bezug aufeinander sind, verzweigt sich der Pro­ zeß beim Entscheidungsblock 137, um eine Flagge beim Prozeß­ block 139 zurückzusetzen. Wenn das mA-Rückführungssignal nicht innerhalb der Toleranz liegt, wird dieselbe Flagge beim Ent­ scheidungsblock 141 getestet, um zu bestimmen, ob sie während des vorausgehenden 50-ms-Intervalls gesetzt wurde. Wenn dies der Fall ist, wird die Abtastung verworfen, wie beim Prozeß­ block 143 gezeigt, und wenn nicht, wird die Flagge beim Prozeß­ block 145 gesetzt. Dadurch wird der sich kontinuierlich än­ dernde Röntgenröhrenstrom kontinuierlich überwacht, um sicher­ zustellen, daß er der befohlenen Wellenform folgt. Wenn der Röhrenstrom außerhalb der Toleranz für zwei aufeinanderfolgende 50-ms-Intervalle ist, wird eine Fehlfunktion angenommen, und die Abtastung wird verworfen.

Die Abtastflagge wird beim Prozeßblock 146 derart rückgesetzt, daß während des nächsten 25-ms-Interrupts diese Überwachungs­ funktion übersprungen wird. Die Abtastflagge wird beim Prozeß­ block 134 während des nächsten Interrupts gesetzt.

Nachdem die Überwachungsfunktion beendet ist, wird ein neuer Röhrenstrombefehl(-Sollwert) (mA) 146 berechnet. Wie in Fig. 8 beim Prozeßblock 147 gezeigt, erfolgt dies, indem zunächst ein Gestellwinkelindex aktualisiert wird, um das Ausmaß der Ge­ stellbewegung während des vorausgehenden Zeitintervalls wie­ derzugeben. Dieses Aktualisierungsausmaß ist der Sprungwert, der vor dem Start der Datensammlung berechnet und vorstehend in der Gleichung (1) beschrieben ist.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist eine Basiswellenformtabelle 149 im Computer 26 gespeichert. Wie durch die Kurve 150 in Fig. 4 ge­ zeigt, gibt diese Tabelle 149 den normierten Wert der Modula­ tionswellenform in Inkrementen (beispielsweise 0,25° oder 0,5°) über einen 180°-Drehaufbau-Drehbereich an. Der aktualisierte Drehaufbauwinkelindex wird verwendet, um einen Wert aus der Ta­ belle 149 zu lesen, wie beim Prozeßblock 151 gezeigt, und um daraufhin einen mA-Befehl für das Stromaktualisierungsintervall zu berechnen, wie beim Prozeßblock 153 gezeigt. Da die Basis­ wellenformtabelle 149 lediglich die Modulationswellenform wäh­ rend 180 Drehaufbauwinkelgraden speichert, wenn der Drehaufbau­ winkelindex 180° übersteigt, wird er durch die Tabelle durch Subtrahieren von 180° zurückgeführt, bevor er verwendet wird, um aus der Tabelle 149 zu lesen. Für den Fachmann liegt auf der Hand, daß die normierte Wellenform 150 bei der bevorzugten Aus­ führungsform im wesentlichen sinusförmig ist, daß jedoch andere Formen abhängig von der speziellen abzubildenden Anatomie mög­ lich sind.

Der mA-Befehl wird beim Prozeßblock 153 unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:

mA-Befehl = mA_max (1-(α*Basistabellenwert)) (2)

Diese Berechnung kann schnell in "Realzeit" durchgeführt wer­ den, und der resultierende mA-Befehl wird unmittelbar zu der Röntgenstrahlsteuerung 22 ausgegeben, wie beim Prozeßblock 155 gezeigt. Das System kehrt daraufhin von dem Interrupt bei 156 zurück, um weitere nunmehr erläuterte Funktionen durchzuführen.

Wie insbesondere in Fig. 5 und 7 gezeigt, führt der Computer 26 eine 20-ms-Interruptroutine aus, welche die Gestelldrehung durch die Gestellmotorsteuerung 23 steuert. Jeweils nach 20 ms wird das Programm bei 160 eingegeben, und ein Drehaufbaupositi­ onsrückführungssignal 161 wird bei Prozeßblock 162 eingegeben. Dieses Signal entspricht der gesammelten Zählrate von einem (nicht gezeigten) Welleninkrementkodierer, der die Drehaufbau­ drehung mißt, seit sie während eines Bezugsbetriebs, der zwi­ schen Abtastungen auftritt, das letzte Mal auf Null zurückge­ setzt wurde. Zu Beginn der Abtastung wird die Drehaufbaurück­ führungsposition als der "Start der Abtastdrehaufbauposition" gespeichert. Unter Verwendung der bekannten Gestellperiode und der Anzahl von 20-ms-Interrupts für einen Umlauf kann ein voll­ ständiger Drehaufbauumlauf durch Zählen der Interrupts ermit­ telt werden. Dieses Ereignis wird beim Entscheidungsblock 163 ermittelt, und wenn es auftritt, wird das Positionsrückfüh­ rungssignal gespeichert, wie beim Prozeßblock 165 gezeigt, und der 20-ms-Interrupt-Zähler wird beim Prozeßblock 166 zurückge­ setzt. Eine Positionsprüfflagge wird beim Prozeßblock 167 ge­ setzt, um eine nachfolgend erläuterte Aufgabe zu aktivieren, die sicherstellt, daß der vorstehend beschriebene Drehaufbau­ winkelindex dicht und unmittelbar dem wahren Gestellwinkel folgt, der durch das Drehaufbaurückführungssignal 161 angezeigt wird. Der neue Drehaufbaupositionsbefehl 168 wird daraufhin beim Prozeßblock 169 berechnet und zu der Drehaufbaumotorsteu­ erung 23 beim Prozeßblock 170 ausgegeben. Wie auf diesem Gebiet der Technik bekannt, wird der Drehaufbaupositionsbefehl unter Verwendung des Drehaufbaupositionsrückführungssignals 161 und der befohlenen Drehaufbaudrehzahl berechnet, die durch die Be­ dienperson ausgewählt ist, um die Drehaufbaudrehung mit einer konstanten Geschwindigkeit während der Abtastung beizubehalten.

Wie vorstehend aufgezeigt, aktiviert die durch die 20-ms-Inter­ ruptroutine gesetzte Prüfflagge eine Aufgabe, die eine geeig­ nete oder richtige Drehaufbauwinkelanzeige prüft. Diese Aufgabe wird bei 180 eingegeben, und der angenommene Drehaufbauwinkel wird bei Prozeßblock 181 aktualisiert, und die seit dem Start der Abtastung vervollständigte Umdrehungszahl wird beim Prozeß­ block 182 inkrementiert. Der angenommene Drehaufbauwinkel wird beim Prozeßblock 181 unter Verwendung folgender Formel berech­ net:

angenommener Drehaufbauwinkelwinkel=Drehaufbauposition beim Abtaststart +
(Anzahl der Kodiererzahlraten pro Umdrehung)* (3)

(Anzahl der seit dem Abtaststart vervollständigten Umdrehungen).

Die aktuelle Drehaufbauposition wird mit der angenommenen Dre­ haufbauposition für die vervollständigte Umdrehung verglichen, wie beim Entscheidungsblock 183 gezeigt. Wenn die aktuelle Drehaufbauposition von dem erwarteten Wert um mehr als 15° abweicht, wird die Drehaufbauwinkelkorrektur beim Prozeßblock 185 berechnet und zu dem 25-ms-Interruptabwickler geschickt, um dazu verwendet zu werden, das Indizieren des nächsten 25-ms- Interrupts zu korrigieren. Der Start des Abtastdrehaufbauwin­ kels wird daraufhin beim Prozeßblock 187 auf den aktuellen Drehaufbauwinkel zurückgesetzt, und die vervollständigte Um­ drehungszahl seit dem Abtaststart wird gelöscht. Wenn die ak­ tuelle Drehaufbauposition um nicht mehr als 15° abweicht, wird an den 25-ms-Interruptabwickler keine Korrektur geschickt. Die Drehaufbauwinkelkorrektur ist die Anzahl oder Zahl der 0,25- Grad-Zählraten, die notwendig sind, um den Drehaufbauwinkelin­ dex in Ausrichtung mit dem Drehaufbaupositionsrückführungssi­ gnal zu bringen, und sie hat eine Auswirkung, wenn der nächste 25-ms-Interrupt auftritt, um einen neuen mA-Befehl zu berech­ nen.

Für den Fachmann liegt auf der Hand, daß viele Modifikationen der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform möglich sind, oh­ ne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können andere Modulationsprofile gespeichert und der Bedienperson zur Verwendung während der Abtastung präsentiert werden. Während die Sinusform mit der doppelten Drehaufbaufrequenz als All­ zweckschablone bevorzugt ist, sind ferner andere Formen mög­ lich. Während die Patientenprojektionsdaten bei einer Vorab- oder Aufklärungsabtastung erhalten werden, bei der die Ansich­ ten unter Drehaufbauwinkeln von 0° bis 90° bei der bevorzugten Ausführungsform erfaßt werden, können unterschiedliche Winkel verwendet werden, und mehr Aufklärungsansichten können erfaßt werden, um die Patientenabschwächungs-Profilinformation zu er­ fassen. Die Patientenprojektionsdaten können außerdem bei einer wendelförmigen Überblicksabtastung oder aus einer benachbarten Scheibe erfaßt werden, die bereits erfaßt worden ist. Die Er­ findung ist offensichtlich auch auf ein CT-System anwendbar, das jede Scheibe erfaßt, während der Patiententisch stationär ist oder in einer Wendelabtastung, bei der der Tisch kontinu­ ierlich während der gesamten Datensammlung bewegt wird.

Claims (7)

1. Verfahren zum Modulieren bzw. Steuern der Dosis eines Rönt­ genbündels, das auf einen Patienten durch ein Röntgen-CT- System während einer Abtastung übertragen wird, gekenn­ zeichnet durch:
Berechnen (111) eines Befehls mA_max, der die maximale Dosis des Röntgenbündels bestimmt,
Speichern einer Wellenformtabelle (149), welche die ge­ wünschte Modulation als Funktion eines Röntgen-CT-System- Gestellwinkels anzeigt,
periodisches Berechnen eines mA-Befehls während der Abta­ stung, der die Dosis des Röntgenbündels steuert durch

• (a) Bestimmen des aktuellen Röntgen-CT-System-Gestellwin­ kels (162-170),
• (b) Lesen eines Wertes (151) von der gespeicherten Wellen­ form unter Verwendung des Röntgen-CT-System-Gestellwin­ kels als Index in die Wellenformtabelle, und
• (c) Multiplizieren (153) des Befehls mA_max mit dem Wert, der aus der Wellenformtabelle gelesen wurde, und

Ausgeben (155) des berechneten mA-Befehls an eine Röntgen- Steuereinrichtung, welche die Dosis des Röntgenbündels be­ rechnet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
periodisches Überwachen der Dosis des auf den Patienten übertragenen Röntgenbündels während der Abtastungsüberwa­ chung durch:
Eingeben eines mA-Rückführungssignals (135), das die Rönt­ gendosis anzeigt,
Vergleichen (137) des mA-Rückführungssignals mit dem letz­ ten mA-Befehl, der zur Röntgensteuerung ausgegeben wurde, und
Erzeugen eines Außertoleranz-Zustandes (143), wenn das mA- Rückführungssignal sich von dem letzten mA-Befehl um mehr als ein vorbestimmtes Ausmaß unterscheidet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außertoleranz-Zustand die Abtastung (143) des Patienten un­ terbricht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mA-Befehl den Strom in der Röntgenröhre bestimmt, der das Röntgenbündel erzeugt, und das mA-Rückführungssignal die Höhe des Stroms in der Röntgenröhre anzeigt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt umfaßt: Berechnen (112) eines Modulationsindex (α), wobei der Schritt c) durch Durchführen der folgenden Berechnung ausgeführt wird: mA-Befehl = mA_max (1-(α*Wellenformtabellenwert)).

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Röntgen-CT-System-Gestellwinkel durch periodisches Eingeben eines Gestellpositionsrückführungssignals (162) bestimmt wird.