DE19950794A1 - Röntgeneinrichtung und Verfahren zur Beeinflussung von Röntgenstrahlung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenstrahlenquelle (3) und einem Röntgenstrahlenempfänger (4), welche Röntgenstrahlenquelle (3) relativ zu einem Objekt (P) verstellbar ist und im Zuge radiologischer Aufnahmen von dem Objekt (P) Röntgenstrahlung in Richtung auf den Röntgenstrahlenempfänger (4) aussendet. Die Röntgeneinrichtung weist im Strahlengang der Röntgenstrahlung angeordnete Mittel (11, 20) zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung auf, wobei die Mittel (11, 20) während radiologischer Aufnahmen von dem Objekt (P) zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung dynamisch einstellbar sind. Die erfindungsgemäßen Verfahren betreffen die Art und Weise der dynamischen Einstellung der Mittel (11, 20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung aufweisend eine Röntgenstrahlenquelle und einen Röntgenstrahlenempfän­ ger, welche Röntgenstrahlenquelle relativ zu einem Objekt verstellbar ist und im Zuge radiologischer Aufnahmen von dem Objekt Röntgenstrahlung in Richtung auf den Röntgenstrah­ lenempfänger aussendet, und im Strahlengang der Röntgenstrah­ lung angeordnete Mittel zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung. Die Erfindung betrifft außerdem Verfahren zur Beeinflussung von Röntgen­ strahlung.

Bei der Erzeugung von Röntgenbildern von einem Objekt besteht grundsätzlich der Wunsch, den für eine Untersuchung interes­ sierenden Bereich des Objektes in sehr guter Qualität, d. h. mit geringem Bildrauschen, im Röntgenbild darzustellen. Das zu untersuchende Objekt wird deshalb mit einer derartigen Röntgendosis beaufschlagt, daß sich ein gutes Signal-/Rausch­ verhältnis einstellt, also das Bildrauschen in dem einen interessierenden Bereich darstellenden Bildbereich relativ gering ist. Nachteilig ist dabei, insbesondere im Hinblick auf die medizinische Anwendung von Röntgenstrahlung, bei­ spielsweise bei der Erzeugung von Röntgenbildern von relativ kleinen, diagnostisch interessierenden Geweberegionen, wie dem Herzen oder Gefäßen, daß das das interessierende Gewebe umgebende, diagnostisch weniger oder nicht relevante Gewebe, dessen Darstellung in schlechterer Bildqualität tolerierbar wäre, bei der Bildaufnahme ebenfalls der hohen Röntgendosis ausgesetzt wird.

Um die Strahlenbelastung für das das interessierende Gewebe umgebende Gewebe zu reduzieren, ist es beispielsweise aus der Computertomographie bekannt, Keilfilter zu verwenden, welche in der Regel ein von einer Röntgenstrahlenquelle ausgehendes Röntgenstrahlenbündel derart beeinflussen, daß die Intensität der auf die zentralen Röntgendetektoren des Röntgenstrah­ lenempfängers auftreffenden Röntgenstrahlen des Röntgenstrah­ lenbündels höher ist als die Intensität der Röntgenstrahlen, welche auf die äußeren Röntgendetektoren des Röntgenstrah­ lenempfängers auftreffen, da diese bereits durch das Keilfil­ ter vor dem Durchtritt durch das Objekt geschwächt werden. Wird das interessierende Gewebe eines zu untersuchenden Ob­ jektes demnach im Rotationszentrum des Computertomographen plaziert, ergibt sich für das das interessierende Gewebe um­ gebende Gewebe infolge der Wirkung des Keilfilters eine ver­ hältnismäßig geringe Strahlenbelastung. Die verwendeten Keil­ filter sind dabei in der Regel an das Absorptionsprofil eines homogenen, zirkularen Phantoms angepaßt. Das Intensitätspro­ fil der Röntgenstrahlung, welches sich mit einem derartigen Keilfilter erzeugen läßt, ist demnach zwar relativ gut an das Absorptionsprofil des Phantoms, aber nur in Ausnahmefällen, gut an das Absorptionsprofil verschiedener Körperschichten von einem oder verschiedenen Patienten angepaßt.

Ein anderes Vorgehen um die Strahlenbelastung für das das in­ teressierende Gewebe umgebende Gewebe zu reduzieren, besteht in der Verwendung eines der Röntgenstrahlenquelle zugeordne­ ten Kollimators mit einem verkleinerten zentralen Strahlungs­ fenster, so daß beispielsweise bei der Röntgenbildgebung mit einem Computertomographen das interessierende Gewebe in einer Kreisscheibe, deren Mittelpunkt mit dem Rotationszentrum des Computertomographen zusammenfällt, abgebildet wird. Dieses Vorgehen erlaubt jedoch nur die Einstellung des Durchmessers der das interessierende Gewebe zeigenden Kreisscheibe und er­ fordert zudem, daß das interessierende Gewebe bei einer Un­ tersuchung möglichst genau im Rotationszentrum der Röntgen­ einrichtung plaziert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenein­ richtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, daß die Erzeugung eines qualitativ hochwertigen Röntgenbildes von einem interessierenden Bereich eines Objektes vereinfacht und mit geringerer Strahlenbelastung für den den interessierenden Bereich des Objektes umgebenden Bereich verbunden ist. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, für die Bild­ gebung mit Röntgenstrahlung ein Verfahren zur Reduzierung der Strahlenbelastung für einen einen interessierenden Bereich eines Objektes umgebenden Bereich anzugeben.

Nach der Erfindung wird die eine Aufgabe gelöst durch eine Röntgeneinrichtung aufweisend eine Röntgenstrahlenquelle und einen Röntgenstrahlenempfänger, welche Röntgenstrahlenquelle relativ zu einem Objekt verstellbar ist und im Zuge radiolo­ gischer Aufnahmen von dem Objekt Röntgenstrahlung in Richtung auf den Röntgenstrahlenempfänger aussendet, und im Strahlen­ gang der Röntgenstrahlung angeordnete Mittel zur Beeinflus­ sung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgen­ strahlung, wobei die Mittel während radiologischer Aufnahmen von dem Objekt zur Beeinflussung der Form und/oder des Inten­ sitätsprofils der Röntgenstrahlung dynamisch einstellbar sind. Die dynamische, d. h. die automatisch veränderbare, Einstellung der Mittel erlaubt es, die Form und/oder das In­ tensitätsprofil der in Richtung des Objektes von der Röntgen­ strahlenquelle ausgesandten Röntgenstrahlung bei verschiede­ nen aufeinanderfolgenden radiologischen Aufnahmen von dem Ob­ jekt, beispielsweise bei Verstellungen der Röntgenstrahlen­ quelle relativ zu dem zu untersuchenden Objekt, den voneinan­ der verschiedenen Lagen des Fokus der Röntgenstrahlenquelle relativ zu einem interessierenden Bereich des Objektes derart anzupassen, daß der den interessierenden Bereich umgebende Bereich des Objektes mit keiner oder einer nur geringen Rönt­ genstrahlung beaufschlagt wird. Dabei muß sich der interes­ sierende Bereich bei einer rotatorischen Verstellung der Röntgenstrahlenquelle relativ zu dem Objekt nicht notwendi­ gerweise im Rotationszentrum der Röntgenstrahlenquelle befin­ den, wodurch wiederum die Bildaufnahme aufgrund entfallender langwieriger Ausrichtprozesse des Objektes und der Röntgeneinrichtung relativ zueinander vereinfacht wird. Die den je­ weiligen Gegebenheiten bei radiologischen Aufnahmen von einem Objekt vorzunehmenden Einstellungen der Mittel zur Beein­ flussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Rönt­ genstrahlung erfolgt vorzugsweise durch den Mitteln zugeord­ nete Steuermittel.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Mittel zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung einen der Röntgenstrahlenquelle zugeord­ neten, ein Strahlungsfenster aufweisenden Kollimator umfas­ sen, wobei die Größe des Strahlungsfensters dynamisch ein­ stellbar ist. Gemäß einer Variante der Erfindung ist die Größe des Strahlungsfensters des Kollimators durch sich rela­ tiv zueinander bewegende Elemente des Kollimators veränder­ bar. Durch entsprechende Verstellung der Elemente kann dem­ nach nicht nur die Form der Röntgenstrahlung, d. h. deren Strahlenquerschnitt, sondern auch die Lage des Strahlungsfen­ sters des Kollimators relativ zum Fokus der Röntgenstrahlen­ quelle und somit der Verlauf der Röntgenstrahlung eingestellt werden. Auf diese Weise ist der Verlauf der Röntgenstrahlung derart beeinflußbar, daß unabhängig von der Lage des Fokus relativ zu einem zu untersuchenden Objekt im wesentlichen nur der interessierende Bereich des Objektes durchstrahlt wird. Die Röntgenstrahlung, welche auf das Material des Kollimators trifft, wird dabei im Vergleich zu der durch das in seiner Größe, Form und Lage dynamisch einstellbare Strahlungsfen­ sters des Kollimators hindurchtretenden Röntgenstrahlung deutlich geschwächt oder sogar vollkommen von dem Material des Kollimators absorbiert, so daß die Röntgendosis mit der ein einen interessierenden Bereich umgebender Bereich eines Objektes beaufschlagt wird, wesentlich geringer ist als die Röntgendosis, welche den interessierenden Bereich beauf­ schlagt.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß sich die Elemente des Kollimators entlang einer Kreisbahn bewegen, deren Krümmungsmittelpunkt vorzugsweise im Fokus der Röntgenstrahlen­ quelle liegt. Diese Ausführung ist dahingehend vorteilhaft, daß sich bei konstanter Materialdicke der verstellbaren Ele­ mente des Kollimators aufgrund der stets wenigstens im we­ sentlichen gleichen Wegstrecke, welche die Röntgenstrahlung beim durchqueren der Elemente zurücklegt, die sich durch die Verstellung der Elemente ergebenden Variationsmöglichkeiten im Absorptionsprofil des Kollimators minimieren. Bei Elemen­ ten, welche nahezu kreisförmig mit der Krümmung der Kreisbahn gekrümmt sind, erlaubt dies für ausgewählte Einstellungen der Elemente des Kollimators und Intensitäten der Röntgenstrah­ lung die Ermittlung und Speicherung einiger weniger für die Bildgebung erforderlicher Absorptionsprofile des Kollimators, welche zur Bereitstellung des bei einer Röntgenaufnahme der aktuellen Stellung der Elemente entsprechenden Absorptions­ profils des Kollimators nur einfachen Shift-Operationen un­ terzogen werden müssen. Anstelle von kreisförmig gekrümmten Elementen können auch planare oder anders geformte Elemente verwendet werden, welche jedoch bei die Größe des Strahlungs­ fensters verändernden Einstellungen der Elemente zur Minimie­ rung der Variationsmöglichkeiten im Absorptionsprofil des Kollimators entlang der Kreisbahn bewegt werden sollten. An­ dernfalls variieren die Absorptionsprofile des Kollimators stark bei verschiedenen Einstellungen der Elemente, da die Pfadlänge der Röntgenstrahlung durch des Kollimatormaterial bzw. dessen verstellbare Elemente eine Funktion des Abstandes der Elemente vom Fokus der Röntgenstrahlenquelle ist. In die­ sem Fall müssen für verschiedene Einstellungen der Elemente jeweils Absorptionstabellen erstellt werden, da mit einfachen Shift-Operationen einiger weniger ermittelter Absorptionspro­ file die für die Rekonstruktion von Röntgenbildern benötigten Absorptionsprofile nicht ermittelbar sind.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Mittel zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitäts­ profils der Röntgenstrahlung wenigstens einen der Röntgen­ strahlenquelle zugeordneten, relativ zueinander bewegliche Elemente aufweisenden Keilfilter umfassen, dessen Elemente sich gemäß einer Variante der Erfindung zur Minimierung der Variationsmöglichkeiten im Absorptionsprofil des Keilfilters wie die Elemente des Kollimators auf einer Kreisbahn bewegen. Auch mit den einstellbaren Elementen des Keilfilters lassen sich die Form und/oder das Intensitätsprofil der von der Röntgenstrahlenquelle ausgehenden Röntgenstrahlung derart be­ einflussen, daß ein einen diagnostisch interessierenden Be­ reich umgebender, diagnostisch weniger relevanter Bereich mit einer verhältnismäßig geringen Röntgendosis beaufschlagt wird.

Eine Variante der Erfindung sieht Meßmittel zur Erfassung der Einstellung der Mittel zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung vor. Nach einer anderen Variante der Erfindung sind die Mittel zur Beeinflus­ sung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgen­ strahlung mit Mitteln versehen, welche einen markanten, de­ tektierbaren Hub im Intensitätsprofil der Röntgenstrahlung bewirken. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die den markanten, detektierbaren Hub im Intensitätsprofil der Röntgenstrahlung hervorrufenden Mittel in Form einer Materi­ alschwächung und/oder einer Materialverstärkung der Mittel zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung ausgebildet. Eine derartige Material­ schwächung kann beispielsweise in Form eines Schlitzes und eine Materialverstärkung in Form eines Steges ausgebildet sein. Sowohl die Meßmittel als auch die Mittel, welche den detektierbaren Hub im Intensitätsprofil bewirken, dienen dazu, bei jeder Röntgenaufnahme für die aktuelle Einstellung der Mittel zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensi­ tätsprofils der Röntgenstrahlung das jeweils für die Rekon­ struktion von Bildern erforderliche Absorptionsprofil der Mittel aus den vorzugsweise vor Objektmessungen ermittelten und gespeicherten Absorptionstabellen zu bestimmen.

Die andere Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Ver­ fahren zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitäts­ profils der Röntgenstrahlung mit einer erfindungsgemäß ausge­ bildeten Röntgeneinrichtung, bei der die Einstellung der Mit­ tel auf Basis einer vor einer Objektmessung in Abhängigkeit von den während der Objektmessung von der Röntgenstrahlen­ quelle einzunehmenden Positionen ermittelten Funktion er­ folgt. Die Einstellung der Mittel erfolgt vorzugsweise durch Steuermittel, welche die Mittel zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils entsprechend der offline, also vor einer Objektmessung, ermittelten Funktion während der Objektmessung einstellen. Für einen Computertomographen ist die Einstellung der Mittel und somit die Modulation der Röntgenstrahlung, beispielsweise eine Funktion des Drehwin­ kels der Röntgenstrahlenquelle um das Drehzentrum des Compu­ tertomographen.

Die andere Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensi­ tätsprofils der Röntgenstrahlung einer erfindungsgemäß ausge­ bildeten Röntgeneinrichtung, bei dem die Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung auf Basis von während einer Objektmessung ermittelter Strahlen­ schwächungswerte, also online, erfolgt. In diesem Fall werden die mit einem Datenmeßsystem ermittelten Strahlenschwächungs­ werte beispielsweise den Steuermitteln zur Verfügung ge­ stellt, welche anhand der Strahlenschwächungswerte die Ein­ stellung der Mittel zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils berechnen und veranlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung am Beispiel eines Computertomographen,

Fig. 2 der Kollimator des Computertomographen aus Fig. 1 und

Fig. 3 das Keilfilter des Computertomographen aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsge­ mäße Röntgeneinrichtung in Form eines Computertomographen 1. Der Computertomograph 1 weist eine Gantry 2 auf, welche mit einer Röntgenstrahlenquelle 3 und einem Röntgenstrahlendetek­ tor 4 versehen ist und um ein Drehzentrum 5 drehbar ist. Die Drehbewegung der Gantry 2 wird in nicht dargestellter Weise von einem elektrischen Antrieb bewerkstelligt, der von einer Systemsteuerung 6 des Computertomographen 1 angesteuert wird.

Im Betrieb des Computertomographen 1 dreht sich die Gantry 2 um ein Meßobjekt, im Falle des vorliegenden Ausführungsbei­ spiels um einen Patienten P, wobei von der Röntgenstrahlen­ quelle 3 ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel 7 ausgeht, welches den Patienten P durchdringt, und auf den Röntgen­ strahlendetektor 4 auftrifft. Mit dem Röntgenstrahlendetektor 4 ist ein Datenmeßsystem 8 verbunden, welches während der Pa­ tientenmessung die von dem Röntgenstrahlendetektor 4 gemesse­ nen Strahlenschwächungswerte ausliest und an ein Bildrekon­ struktionssystem 9 weiterleitet. Auf Basis der gemessenen Strahlenschwächungswerte und der Positionsdaten der Gantry 2, welche die Systemsteuerung 6 dem Bildrekonstruktionssystem 9 zur Verfügung stellt, kann das Bildrekonstruktionssystem 9 Schnittbilder oder 3D-Bilder von untersuchten Körperregionen des Patienten P rekonstruieren. Die Darstellung der rekon­ struierten Bilder kann in an sich bekannter Weise auf einer nicht dargestellten Anzeigeeinrichtung erfolgen.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird mit dem Computertomographen 1 das Herz 10 des Patienten P diagno­ stisch untersucht. Das an sich bei einer Röntgenprojektion ein scheibenförmiges Querschnittsvolumen des Patienten P durchdringende Röntgenstrahlenbündel ist im Falle des vorlie­ genden Ausführungsbeispiels durch einen der Röntgenstrahlen­ quelle 3 zugeordneten, ein in Größe, Form und Lage relativ zum Fokus F der Röntgenstrahlenquelle 3 einstellbares Strah­ lungsfenster 15 aufweisenden Kollimator 11 derart dynamisch beeinflußbar, daß es unabhängig von der Lage des Fokus F re­ lativ zum Patienten P stets im wesentlichen nur die das Herz 10 aufweisende Körperregion des Patienten P durchdringt. Eine dem Kollimator 11 zugeordnete Kollimatorsteuerung 12 sorgt im Betrieb des Computertomographen 1 dabei dafür, daß die Größe, Form und Lage des Strahlungsfensters 15 des Kollimators 11 dem radiologisch zu untersuchenden Bereich stets dynamisch angepaßt ist, d. h. daß ein Röntgenstrahlenbündel 7 geformt wird, welches im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels nur die das Herz 10 aufweisende Körperregion des Patienten P durchdringt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Röntgen­ dosis, mit welcher das diagnostisch nicht interessierende, das Herz 10 umgebende Gewebe während der radiologischen Un­ tersuchung des Herzens 10 beaufschlagt wird, im Vergleich zu den bekannten Aufnahmemethoden deutlich reduziert ist. In Fig. 1 ist für zwei Stellungen I und II der Gantry 2 der Verlauf des Röntgenstrahlenbündels 7 exemplarisch gezeigt.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Kollimator 11 mit in Richtung der Doppelpfeile a verstellbaren, die Größe, Form und Lage des Strahlungsfensters 15 relativ zum Fokus F einstellenden Elementen 13, 14, welche unabhängig voneinander von der Kollimatorsteuerung 12 ansteuerbar, d. h. dynamisch in eine bestimmte Position einstellbar, sind. In Abhängigkeit von dem Material und der Dicke des Material des Kollimators 11 kann außerhalb des einstellbaren Strahlungsfensters 15 nur Röntgenstrahlung geringer Intensität zum Patienten P gelan­ gen. Der Kollimator 11 kann jedoch auch derart ausgebildet sein, daß die Röntgenstrahlung, welche auf die Elemente 13, 14 des Kollimator 11 trifft, vollständig absorbiert wird.

Die Verstellung der Elemente 13, 14 erfolgt vorzugsweise ent­ lang einer Kreisbahn 16, deren Krümmungsmittelpunkt im Fokus F der Röntgenstrahlenquelle 3 liegt. Auf diese Weise reduzie­ ren sich bei im wesentlichen konstanter Dicke der verstellba­ ren Elemente 13, 14 des Kollimators 11 aufgrund der stets we­ nigstens im wesentlichen gleichen Wegstrecke, welche die Röntgenstrahlung beim durchqueren der Elemente 13, 14 zurück­ legt, die sich durch die Verstellung der Elemente 13, 14 er­ gebenden Variationsmöglichkeiten im Absorptionsprofils des Kollimators 11, dessen Kenntnis für die Rekonstruktion von Bildern erforderlich ist. Demnach vereinfacht sich auch die Ermittlung der bei verschiedenen Einstellungen der Elemente 13, 14 wirksamen Absorptionsprofile des Kollimators 11. Vor­ zugsweise erfolgt die Ermittlung von Absorptionsprofilen des Kollimators 11 für verschiedene Einstellungen der Elemente 13, 14 des Kollimators 11 vor Patientenmessungen. Die ermit­ telten Absorptionsprofile werden anschließend in Absorpti­ onstabellen gespeichert und können bei der Rekonstruktion von Bildern aus mit dem Computertomographen 1 angefertigten Rönt­ genaufnahmen für die dabei gewählte Einstellung der Elemente 13, 14 aus den Absorptionstabellen bestimmt werden. Sind wie im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Elemente 13, 14 mit einer der Kreisbahn 16 entsprechenden Krümmung ge­ krümmt ausgeführt und entlang der Kreisbahn 16 verstellbar, müssen für nur wenige Einstellungen der Elemente 13, 14 Ab­ sorptionsprofile ermittelt und gespeichert werden, da sich Absorptionsprofile, welche bei anderen Einstellungen der Ele­ mente 13, 14 als bei den gemessenen vorherrschen, durch ein­ fache auf die gemessenen Absorptionsprofile anwendbare Shift- Operationen ermitteln lassen. Unter einer Shift-Operation ist dabei zu verstehen, daß bei einer physikalischen Verschiebung der Elemente 13, 14 eine entsprechende rechnerisch vorzuneh­ mende Verschiebung der Absorptionswerte eines zur Rekonstruk­ tion eines Bildes erforderlichen, zuvor ermittelten und ge­ speicherten Absortionsprofils des Kollimators 11 vorzunehmen ist.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Kollimator 11 kann ein in Fig. 1 schematisch angedeutetes Keilfilter 20 zur Beeinflus­ sung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgen­ strahlung der Röntgenstrahlenquelle 3 vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt ein derartiges Keilfilter 20, welches in mit dem Kollimator 11 vergleichbarer Weise zwei entlang einer Kreis­ bahn 21, deren Krümmungsmittelpunkt vorzugsweise im Fokus F der Röntgenstrahlenquelle 3 liegt, in Richtung der Doppel­ pfeile b bewegliche Elemente 22, 23 umfaßt. Das Keilfilter 20 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine dem zu untersuchenden Herzen 10 angepaßte Absorptionscharakteri­ stik auf und ist ebenfalls mit seinen Elementen 22, 23 derart einstellbar, daß das zu untersuchende Herz 10 mit hoher und das das Herz 10 umgebende Gewebe mit einer relativ niedrigen Röntgendosis beaufschlagt wird. In Abhängigkeit von der Lage des Fokus F relativ zum Herzen 10 werden dabei, wie im Falle des Kollimators 11, die Elemente 22, 23 des Keilfilters 20 entsprechend von der Kollimatorsteuerung 12 eingestellt. Wie im Falle des Kollimators 11 werden auch für das Keilfilter 20 in der Regel vor Objektmessungen für unterschiedliche Ein­ stellungen der Elemente 22, 23 Absorptionstabellen erstellt, welche bei der Rekonstruktion von Bildern vom Herzen 10 des Patienten P herangezogen werden.

Neben den in Fig. 2 gezeigten Elementen 13, 14 des Kollimators 11 und den in Fig. 3 gezeigten Elementen 22, 23 des Keilfil­ ters 20 können der Kollimator 11 und das Keilfilter 20 noch zusätzliche relativ zueinander und relativ den Elementen 13, 14 bzw. den Elementen 22, 23 bewegliche Elemente aufweisen, mit denen das Röntgenstrahlenbündel formbar ist. Vorzugsweise bewegen sich die zusätzlichen Elemente ebenfalls auf einer Kreisbahn deren Krümmungsmittelpunkt der Fokus F der Röntgen­ strahlenquelle ist.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, mehrere, beispiels­ weise an unterschiedliche anatomischen Regionen von Menschen angepaßte, Kollimatoren und Keilfilter autoselektierbar in dem Computertomographen 1 bereitzuhalten und für entsprechen­ den Untersuchungen wahlweise einzusetzen.

Um bei jeder Röntgenaufnahme das der aktuellen Einstellung des Kollimators 11 bzw. des Keilfilters 20 entsprechende Ab­ sorptionsprofil dem Bildrekonstruktionssystem 9 für die Re­ konstruktion von Bildern bereitstellen zu können, weist der Computertomograph 1 im Falle des vorliegenden Ausführungsbei­ spieles Meßmittel 17, z. B. Wegaufnehmer, auf, welche die Einstellung der Elemente 13, 14 des Kollimators 11 bzw. die Einstellung der Elemente 22, 23 des Keilfilters 20 ermitteln und der Systemsteuerung 6 zur Verfügung stellen. Alternativ kann die Ermittlung der aktuellen Einstellung des Kollimators 11 und des Keilfilters 20 auch dadurch bewerkstelligt werden, daß, wie in Fig. 3 für das Keilfilter 20 exemplarisch gezeigt, an jedem Element 22, 23 des Keilfilters 20 Mittel in Form ei­ nes Schlitzes 24 und eines Steges 25 vorhanden sind, welche markante, detektierbare Hübe in den Intensitätsprofilen bzw. in den mit dem Röntgenstrahlendetektor 4 und dem Datenmeßsy­ stem 8 ermittelten Strahlenschwächungsprofilen bewirken. An­ hand der Lagen der markanten Hübe in den Strahlenschwächungs­ profilen können, beispielsweise auf Basis von Korrelationsal­ gorithmen, ebenfalls die jeweils aktuellen Einstellungen des Kollimators 11 sowie des Keilfilters 20 ermittelt werden und somit die jeweils zugehörigen Absorptionsprofile mit Hilfe der Absorptionstabellen für die Rekonstruktion von Bildern bestimmt werden.

Diese Formen der Ermittlung der aktuellen Einstellungen des Kollimators 11 bzw. des Keilfilters 20 bei Röntgenprojektio­ nen machen mechanisch aufwendige Mittel zur exakten Einstel­ lung der Elemente 13, 14 bzw. 22, 23 entbehrlich.

Sind derartige Mittel zur Einstellung der Elemente 13, 14 des Kollimators 11 bzw. der Elemente 22, 23 des Keilfilters 20 jedoch vorhanden und somit die präzisen Einstellungen der Elemente 13, 14 des Kollimators 11 bzw. der Elemente 22, 23 des Keilfilters 20 aus den Steuerdaten der Kollimatorsteue­ rung 12 für jede Projektion für das Bildrekonstruktionssystem 9 verfügbar, kann auf die Meßmittel 17 sowie auf die Mittel, welche detektierbare Hübe im Intensitätsprofil erzeugen, ganz verzichtet werden.

Für den in Fig. 1 gezeigten Computertomographen 1 sind ver­ schiedene Betriebsmodi möglich.

In einem ersten Betriebsmodus gibt das Bildrekonstruktionssy­ stem 9 der Kollimatorsteuerung 12 eine Einstellung für die Größe, Form und Lage des Strahlungsfensters 15 des Kolli­ mators 11 relativ zum Fokus F der Röntgenstrahlenquelle 3 vor. Die Kollimatorsteuerung 12 stellt entsprechend der Vor­ gabe die Elemente 13, 14 des Kollimators 11 ein und hält diese während der gesamten Aufnahme von Röntgenbildern kon­ stant.

In einem zweiten Betriebsmodus erhält die Kollimatorsteuerung 12 von dem Datenmeßsystem 8 über die Systemsteuerung 6 gemes­ sene Strahlenschwächungswerte. Die Kollimatorsteuerung 12 stellt während eines Scans anhand der im Zuge jeder Projek­ tion des Scans gemessenen Strahlenschwächungswerte, welche die Ermittlung der Größe und der Lage des Herzens 10 gestat­ ten, die Größe, Lage und Form des Strahlungsfensters 15 des Kollimators 11 derart ein, daß die Form bzw. der Verlauf des Röntgenstrahlenbündels 7 an die Lage des Herzens 10 des Pati­ enten P relativ zum Fokus F der Röntgenstrahlenquelle 3 ange­ paßt ist.

In einem dritten Betriebsmodus übermittelt das Bildrekon­ struktionssystem 9 der Kollimatorsteuerung 12 anhand der er­ mittelten Strahlenschwächungswerte die Größe und die Lage des Herzens 10. Die Kollimatorsteuerung 12 erhält darüber hinaus den aktuellen Drehwinkel der Gantry 2 von der Systemsteuerung 6, so daß die Kollimatorsteuerung 12 basierend auf diesen In­ formationen die Größe, Form und Lage des Strahlungsfensters 15 des Kollimators während der Rotation der Gantry 2 einstel­ len kann.

In einem vierten Betriebsmodus kann die Einstellung der Form, Lage und Größe des Strahlungsfensters 15 des Kollimators 11 auf Basis einer vor der Patientenmessung ermittelten Funktion und zwar in Abhängigkeit von den während der Patientenmessung von der Röntgenstrahlenquelle 3 einzunehmenden Positionen er­ folgen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann die Einstellung des Kollimators 11 funktionsgesteuert z. B. in Abhängigkeit von Drehwinkel der Gantry 2 erfolgen. Derar­ tige Funktionen lassen sich für die Untersuchungen verschie­ dener Körperregionen ermitteln und im Bedarfsfall bei Patien­ tenmessungen anwenden.

In analoger Weise zu der dynamischen Einstellung des Kolli­ mators 11, wie sie exemplarisch an den aufgezeigten Betriebs­ modi des Computertomographen 1 erläutert wurde, kann auch die Einstellung des Keilfilters 20 durch die Kollimatorsteuerung 12 erfolgen.

Das Keilfilter 20 kann dabei alternativ oder zusätzlich zu dem Kollimator 11 an der Röntgeneinrichtung vorhanden sein und betrieben werden. Kommen sowohl der Kollimator 11 als auch das Keilfilter 20 gleichzeitig zum Einsatz müssen ent­ sprechende Absorptionsprofile, welche für die Rekonstruktion von Bildern erforderlich sind, bei unterschiedlichen Einstel­ lungen der Elemente des Kollimators und des Keilfilters auf­ genommen und für den späteren Gebrauch gespeichert werden.

Claims (11)

1. Röntgeneinrichtung aufweisend eine Röntgenstrahlenquelle (3) und einen Röntgenstrahlenempfänger (4), welche Röntgen­ strahlenquelle (3) relativ zu einem Objekt (P) verstellbar ist und im Zuge radiologischer Aufnahmen von dem Objekt (P) Röntgenstrahlung (7) in Richtung auf den Röntgenstrahlenemp­ fänger (4) aussendet, und im Strahlengang der Röntgenstrah­ lung angeordnete Mittel (11, 20) zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung (7), wo­ bei die Mittel (11, 20) während radiologischer Aufnahmen von dem Objekt (P) zur Beeinflussung der Form und/oder des Inten­ sitätsprofils der Röntgenstrahlung dynamisch einstellbar sind.

2. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Mittel (11, 20) zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitäts­ profils der Röntgenstrahlung einen der Röntgenstrahlenquelle (3) zugeordneten, ein Strahlungsfenster (15) aufweisenden Kollimator (11) umfassen, wobei die Größe des Strahlungsfen­ sters (15) einstellbar ist.

3. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Größe des Strahlungsfensters (15) des Kollimators (11) durch sich rela­ tiv zueinander bewegende Elemente (13, 14) des Kollimators (11) veränderbar ist.

4. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 3, bei der sich die Ele­ mente (13, 14) des Kollimators (11) entlang einer Kreisbahn (16) bewegen.

5. Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Mittel (11, 20) zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung wenigstens einen der Röntgenstrahlenquelle (3) zugeordneten, relativ zueinan­ der bewegliche Elemente (22, 23) aufweisenden Keilfilter (20) umfassen.

6. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 5, bei der sich die Ele­ mente (22, 23) des Keilfilters (20) entlang einer Kreisbahn (21) bewegen.

7. Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wel­ che Meßmittel (17) zur Erfassung der Einstellung der Mittel (11, 20) zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitäts­ profils der Röntgenstrahlung umfaßt.

8. Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Mittel (11, 20) zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung mit Mitteln (24, 25) versehen sind, welche einen detektierbaren Hub im Inten­ sitätsprofil der Röntgenstrahlung bewirken.

9. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 8, bei der die den detek­ tierbaren Hub im Intensitätsprofil der Röntgenstrahlung her­ vorrufenden Mittel in Form einer Materialschwächung (24) und/oder einer Materialverstärkung (25) der Mittel (11, 20) zur Beeinflussung der Form und/oder des Intensitätsprofils der Röntgenstrahlung ausgebildet sind.

10. Verfahren zur Beeinflussung der Form und/oder des Inten­ sitätsprofils der Röntgenstrahlung für eine nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildete Röntgeneinrichtung, bei dem die dynamische Einstellung der Mittel (11, 20) auf Basis ei­ ner vor einer Objektmessung in Abhängigkeit von den während der Objektmessung von der Röntgenstrahlenquelle (3) einzuneh­ menden Positionen ermittelten Funktion erfolgt.

11. Verfahren zur Beeinflussung der Form und/oder des Inten­ sitätsprofils der Röntgenstrahlung (7) für eine nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildete Röntgeneinrichtung, bei dem die dynamische Einstellung der Mittel (11, 20) auf Basis von während einer Objektmessung ermittelter Strahlenschwä­ chungswerte erfolgt.