DE19625867A1 - Röntgendiagnostikeinrichtung für periphere Subtraktionsangiographie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung für Subtraktionsangiographie mit einer Röntgeneinheit zur Erzeu­ gung von Röntgenbilder repräsentierende Videosignale und einem Patientenlagerungstisch zur Lagerung einer Untersu­ chungsperson, die relativ zueinander durch eine Antriebs­ vorrichtung verstellbar gehalten sind, wobei die Röntgen­ diagnostikeinrichtung einen Bildprozessor mit einem Bild­ speicher und mit einer Subtraktionsvorrichtung zur Bildung der Differenz von gespeicherten Videosignalen von Masken­ bildern ohne Kontrastmittel und Videosignalen von Füllungs­ bildern mit Kontrastmittel aufweist. Derartige Röntgendiagno­ stikeinrichtungen dienen zur Darstellung von Blutgefäßen der Extremitäten, insbesondere der Beine.

In der DE 39 19 473 C ist eine derartige Röntgendiagnostik­ einrichtung beschrieben, bei der zur Untersuchung eines grö­ ßeren Körperabschnittes, beispielsweise eines Beines, in meh­ reren Gerätepositionen zuerst Röntgenaufnahmen ohne Kontrast­ mittel, sogenannte Maskenbilder, angefertigt und in einem Bildspeicher abgespeichert werden, wobei entweder die Patien­ tenliege oder die Röntgeneinheit von den Füßen an aufwärts längs des Beines von Position zu Position bis zum Becken ver­ schoben wird. Anschließend erfolgt eine Kontrastmittelinjek­ tion. Jetzt werden Röntgenaufnahmen mit Kontrastmittel, die Füllungsbilder, in den gleichen Gerätepositionen erstellt, wobei lediglich die Bewegungsrichtung umgekehrt wird, so daß die Bewegung zu den Füßen hin erfolgt.

Die Folge von Masken- und Füllungsbildern wird entweder manu­ ell oder automatisch nach einer vorprogrammierbaren Zeit unter Berücksichtigung der Fließgeschwindigkeit des Kontrast­ mittels ausgelöst, wobei nach der Auslösung der Aufnahme jeweils die entsprechenden Komponenten, entweder Röntgenein­ heit oder Patientenlagerungstisch, weiterbewegt werden.

Die zu den jeweiligen Gerätepositionen gehörenden Masken- und Füllungsbilder werden digital voneinander subtrahiert, so daß sowohl Gewebe als auch Knochen in dem Subtraktionsbild nicht mehr sichtbar sind. Lediglich der mit Kontrastmittel gefüllte gesamte arterielle Gefäßbaum ist überlagerungsfrei erkennbar.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Methode ist, daß die erfor­ derliche Positioniergenauigkeit und Reproduzierbarkeit (0,1 mm bis 0,3 mm) einen sehr hohen Anspruch an die Mechanik und die Antriebstechnik stellt, so daß ein derartiges Gerätes sehr kostspielig ist. Eine größere Ungenauigkeit bewirkt Artefakte und macht dieses untersuchungsverfahren unmöglich.

Bei einem einfachen Verfahren zur Darstellung der Gefäß­ systeme in den Extremitäten mit Hilfe eines Kontrastmittels wird eine Aufnahmeserie gestartet und dem Patienten intra­ arteriell ein Kontrastmittel injiziert. Das Aufnahmesystem oder die Lagerungsplatte mit dem Patienten wird während der Aufnahmeserie derart kontinuierlich bewegt, daß die Aufnahmen dem Kontrastmittelfluß folgen. Die so gewonnenen Aufnahmen sind Nativdarstellungen ohne digitale Subtraktionsangiogra­ phie (DSA). Leider erlaubt dieses im Vergleich zu erstgenann­ tem Verfahren wesentlich einfachere Verfahren keine DSA. Auch ist eine Zusammensetzung der einzelnen Aufnahmen zu einem Röntgenbild schwierig und aufwendig.

Aus der DE 30 43 703 C ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung zur digitalen Subtraktionsangiographie bekannt, bei der an einem Bildspeicher ein Adressenrechner angeschlossen ist, der die in dem Bildspeicher enthaltenen Röntgenbilder so lange verschiebt, bis deren Differenz ein Minimum ergibt. Bei eventuellen Bewegungen oder Verzeichnungen kann jedoch keine genaue Überlagerung stattfinden, so daß derartig automatisch erstellte Subtraktionsbilder unbrauchbar sein können.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagno­ stikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine erforderliche genaue Positionierung zur Erstellung von artefaktfreien Subtraktionsbildern auch ohne großen mechanischen Aufwand erfolgt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in bezug auf die Untersuchungsperson feststehende, im Röntgenstrahlen­ bild erkennbare Markierungen vorgesehen sind und daß der Bildprozessor einen Detektor aufweist, der die Markierungen im Videosignal der Röntgenbilder erkennt und die Röntgen­ bilder derart verschiebt, daß die Markierungen sich decken.

Dadurch wird erreicht, daß unabhängig von in den unterschied­ lichen Gerätepositionen erstellten Röntgenbilder optimale Differenzbilder erhält, die den vollständigen Flußverlauf des Kontrastmittels in den periphären Gefäßsträngen des Patienten zeigen.

Erfindungsgemäß können die Markierungen auf dem Patienten­ lagerungstisch oder innerhalb des Patientenlagerungstisch angebracht sein. Auch kann ein Träger vorgesehen sein, an dem die Markierungen angebracht sind.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Bildprozessor Verzeichnungen des Röntgenbildwandlers der Röntgeneinheit kompensiert.

Eine für den Patienten angenehme Untersuchung ohne Schritt­ verstellungen mit hohen Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und ruckartigen Bewegungen erhält man, wenn die Antriebs­ vorrichtung derart ausgebildet ist, daß eine kontinuierliche Relativbewegung zwischen Röntgeneinheit und Patientenlage­ rungstisch erfolgt.

Eine Anpassung an die Geschwindigkeit des Kontrastmittel­ flusses kann erreicht werden, wenn der Antriebsvorrichtung eine Stellvorrichtung zugeordnet ist, durch die die Stell­ geschwindigkeit während der Untersuchung veränderlich ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 den mechanischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung und

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung der in Fig. 1 darge­ stellten erfindungsgemäßen Röntgendiagnostik­ einrichtung.

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Röntgendiagnostik­ einrichtung mit einer beispielsweise an der Decke 1 ange­ brachten verfahrbaren Halterung 2 dargestellt, die einen sogenannten C-Bogen 3 verschieb- und drehbar hält. An den Enden des C-Bogens 3 ist ein Röntgenstrahler 4 und gegenüber­ liegend ein Röntgenbildverstärker 5 mit angekoppelter Fern­ sehkamera 6 oder ein anderer Röntgenbildwandler, beispiels­ weise ein Halbleiter-Detektor angebracht. In den Strahlengang 17 des Röntgenstrahlers 4 ist ein Patientenlagerungstisch 7 mit Patient 8 einfahrbar. Die Röntgeneinheit, bestehend aus C-Bogen 3, Röntgenstrahler 4 und die Bildverstärker-Kamera­ einheit 5 und 6, läßt sich beispielsweise durch die an der Decke 1 angebrachte verfahrbare Halterung 2 in Richtung des Pfeiles 9 kontinuierlich, mit gleicher oder veränderlicher Geschwindigkeit verschieben.

Anstelle der Verschiebung des C-Bogens 3 kann auch der Patientenlagerungstisch 7 mit Patient 8 in Richtung des Pfeiles 10 bewegt werden.

In unterschiedlichen Positionen können dann jeweils durch einen Röntgenschuß Röntgenbilder erzeugt werden, die von dem Röntgenbildverstärker 5 und der Fernsehkamera 6 in Video­ signale umgewandelt werden.

Erfindungsgemäß sind auf oder in dem Patientenlagerungstisch 7 Markierungen 11 bis 14 angebracht, die das Röntgenstrahlen­ bild schwächen, so daß sie in dem Röntgenbild sichtbar sind. Dies können beispielsweise Kugeln oder Stifte aus Blei sein.

Es kann aber auch ein Träger mit derartigen Markierungen 11 bis 14 vorgesehen sein. Auch ein mit derartigen Markierungen 11 bis 14 versehener Klebestreifen zur Befestigung auf dem oder seitlich von dem Patientenlagerungstisch 7 oder ein ent­ sprechendes Band zur beliebigen Ablage können das Röntgen­ strahlenbild zur Kennzeichnung von bestimmten Positionen innerhalb der Röntgenbilder schwächen.

In der Fig. 2 ist der elektrische Aufbau der in Fig. 1 dar­ gestellten erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung wiedergegeben, die weiterhin einen Hochspannungsgenerator 15 aufweist, der eine in dem Röntgenstrahler 4 angeordnete Rönt­ genröhre 16 speist, in derem Strahlengang 17 sich der Patient 8 befindet. Der im Strahlengang 17 nachfolgende Röntgenbild­ verstärker 5 ist über eine Optik 18 mit der Fernsehkamera 6 gekoppelt, deren Ausgangssignal einem Bildprozessor 19 zuge­ führt ist. An dem Bildprozessor 19 ist ein Monitor 20 zur Wiedergabe des verarbeiteten Röntgenstrahlenbildes ange­ schlossen.

Der Bildprozessor 19 weist einen Bildspeicher 22 auf, in dem die in unterschiedlichen Positionen erstellten Masken- und Füllungsbilder zur nachfolgenden Verarbeitung abgespeichert werden. An dem Bildspeicher 22 ist ein Detektor 23 ange­ schlossen, der die Markierungen 11 bis 14 in den Röntgenbil­ dern erkennt und eine Zuordnung der jeweiligen Markierungen 11 bis 14 innerhalb der einzelnen Röntgenbilder bewirkt.

Aufgrund dieser Zuordnung ermittelt der Detektor 23 einen Wert, der der zur deckungsgleichen Überlagerung erforder­ lichen Verschiebung entspricht.

Mit dem Bildspeicher 22 ist weiterhin eine Subtraktionsvor­ richtung 21 verbunden, die die Differenz von den Masken- und Füllungsbildern bildet. Diese Röntgenbilder werden dabei wäh­ rend der Auslesung aus dem Bildspeicher 22 aufgrund des ermittelten Wertes derart zueinander verschoben, daß sie bildpunktgenau subtrahiert werden können.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikein­ richtung wird nachfolgend näher erläutert. Zu Beginn der Untersuchung werden Maskenbilder, d. h. Aufnahmen des Patien­ ten 8 ohne Kontrastmittel, erstellt. Dazu wird beginnend mit den Füßen die Röntgeneinheit 3 bis 6 oder der Patientenlage­ rungstisch 7 kontinuierlich verschoben, wobei in mehreren Positionen jeweils eine oder mehrere Röntgenaufnahmen erstellt werden, deren Videosignale in dem Bildspeicher 22 abgespeichert werden.

Anschließend wird dem Patienten 8 ein Kontrastmittel inji­ ziert. Die Röntgendiagnostikeinrichtung wird im Aufnahmemodus zur Erstellung von Aufnahmeserien mit beispielsweise zwei Röntgenbilder pro Sekunde betrieben. Das Erscheinen des Kon­ trastmittels sowie dessen Verlauf kann nun auf dem Monitor 20 verfolgt werden. Dabei füllen sich die Gefäße im Monitorbild.

Wenn die Gefäße mit Kontrastmittel gefüllt sind, kann die kontinuierliche Verschiebung entweder der Röntgeneinheit 2 bis 6 oder des Patientenlagerungstisches 7 durch die Antriebsvorrichtung 24 gestartet werden.

Dabei wird das Differenzbild auf dem Monitor 20 wiedergege­ ben, so daß eine Sichtkontrolle des Kontrastmittelverlaufes erfolgen kann. Nach einer ausreichenden Verschiebung, bei der sich das gespeicherte und das aktuelle Röntgenbild noch über­ lappen, wird erneut ein Röntgenbild in den Bildspeicher 22 abgespeichert. Dies wird solange fortgeführt, bis die gewünschten Aufnahmen abgespeichert sind und beispielsweise der gesamte Gefäßverlauf des Patienten 8 aus dem Bildspeicher 22 abrufbar ist und auf dem Monitor 20 wiedergegeben werden kann.

Eine Steuervorrichtung 25 dient zur Synchronisation und Steuerung der einzelnen Gerätekomponenten der Fernsehkette 6, 19 und 20 sowie der Antriebsvorrichtung 24 und zur Einstel­ lung des Hochspannungsgenerators 15. Durch eine Stellvorrich­ tung läßt sich die Geschwindigkeit der Verschiebung verän­ dern, so daß unter Sichtkontrolle eine optimale Verfolgung des Kontrastmittelverlaufes auch bei unterschiedlichen Fluß­ geschwindigkeiten des Kontrastmittels erreicht werden kann.

Durch diese erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung erhält man eine Vorrichtung zur peripheren digitalen Subtrak­ tionsangiographie, bei der es nicht auf eine präzise Überein­ stimmung von Masken- und Füllungsbildern ankommt, da diese Bilder nachträglich auf elektronischem Wege zur Deckung gebracht werden.

Zunächst wird also eine Aufnahmeserie als Maskenfahrt durch­ geführt, die jedoch kontinuierlich erfolgen kann. Nach der Kontrastmittelgabe wird der gleiche Vorgang wiederholt. Der Bildprozessor 19 setzt die Bilder der Füllungsfahrt mit Hilfe der auf der Tischplatte angebrachten Markierungen, die vom Bildprozessor 19 erkannt werden können, so zusammen, daß sie mit den Bildern der Maskenfahrt zur Deckung gebracht und von diesen subtrahiert werden können.

Durch ihre erfindungsgemäße Ausführung ergeben sich viele Vorteile, da die Röntgendiagnostikeinrichtung keine speziel­ len Vorleistungen wie Schrittverschiebung, präzise Mechanik, hohe Positioniergenauigkeit benötigt, da diese für eine erfolgreiche Subtraktion erforderlichen Leistungen im Bild­ prozessor 19 stecken. Weiterhin kann der Untersucher die Röntgeneinheit 2 bis 6 oder den Patientenlagerungstisch 7 so feinfühlig steuern, daß dem Kontrastmittelfluß optimal gefolgt wird.

Auch ist eine kontinuierliche Bewegung für den Patienten 8 angenehmer als eine Bewegung in Schritten mit hohen Geschwin­ digkeiten, Beschleunigungen und ruckartigen Bewegungen.

Bei größerer Ungenauigkeit der Positionierung können geome­ trische Verzerrungen des Bildaufnehmers, beispielsweise die Vignettierung des Röntgenbildverstärkers 5, rechnerisch kom­ pensiert werden. Dies ist bei einem Halbleiterdetektor z. B. einen Flachdetektor, der eine feste geometrische Zuordnung der Bildpunkte (Pixel) bietet, nicht notwendig.

Die erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung läßt sich jedoch nicht nur bei Längsverschiebungen, sondern auch bei einer Rotationsangiografie einsetzen, bei der die Röntgen­ einheit 3 bis 6 um den Patienten 8 gedreht wird und so in unterschiedlichen Winkelstellungen sowohl Masken- als auch Füllungsaufnahmen erstellt werden können.

Claims (7)

1. Röntgendiagnostikeinrichtung für Subtraktionsangiographie mit einer Röntgeneinheit (2 bis 6) zur Erzeugung von Röntgen­ bilder repräsentierende Videosignale und einem Patientenlage­ rungstisch (7) zur Lagerung einer Untersuchungsperson (8), die relativ zueinander durch eine Antriebsvorrichtung (24) verstellbar gehalten sind, wobei die Röntgendiagnostikein­ richtung einen Bildprozessor (19) mit einem Bildspeicher (22) und mit einer Subtraktionsvorrichtung (21) zur Bildung der Differenz von gespeicherten Videosignalen von Maskenbildern ohne Kontrastmittel und Videosignalen von Füllungsbildern mit Kontrastmittel aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in bezug auf die Untersuchungsperson feststehende, im Röntgenstrahlenbild erkennbare Markierungen (11 bis 14) vorgesehen sind und daß der Bildprozessor (19) einen Detektor (23) aufweist, der die Markierungen (11 bis 14) im Videosignal der Röntgenbilder erkennt und die Röntgen­ bilder derart verschiebt, daß die Markierungen (11 bis 14) sich decken.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mar­ kierungen (11 bis 14) auf dem Patientenlagerungstisch ange­ bracht sind.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mar­ kierungen (11 bis 14) innerhalb des Patientenlagerungstisch angebracht sind.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Trä­ ger vorgesehen ist, an dem die Markierungen (11 bis 14) ange­ bracht sind.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildprozessor (19) Verzeichnungen des Röntgenbild­ wandlers (5) der Röntgeneinheit (2 bis 6) kompensiert.

6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (24) derart ausgebildet ist, daß eine kontinuierliche Relativbewegung zwischen Röntgeneinheit (2 bis 6) und Patientenlagerungstisch (7) erfolgt.

7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsvorrichtung (24) eine Stellvorrichtung (26) zugeordnet ist, durch die die Stellgeschwindigkeit während der Untersuchung veränderlich ist.