DE3919473C1

DE3919473C1 -

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Publication number: DE3919473C1
Application number: DE19893919473
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. 8400 Regensburg De Hubauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1990-12-20
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: WO1990015574A1

Abstract

The invention concerns a process for the production of X-ray photographs, in particular for angiography, in which a blank image of the zone under investigation, recorded using digital signals, is subtracted from a correspondingly recorded image of the same area after injection of a contrast medium, thus giving an image of the contrast-medium flow route alone. In order to ensure low contrast-medium consumption, blank or post-injection images of the zone under investigation are produced and stored in succession for pre-determined positions. This is followed by the recording and storage of a sequence of post-injection or blank images in the same positions. The images recorded in the same positions are then subtracted from each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie z. B. aus der Druckschrift "electromedica" 51 (1983), Heft 1, 20-31, bekannt ist.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1 e.g. B. from the publication "electromedica" 51 (1983), Issue 1, 20-31.

Zur Untersuchung der Gefäße eines größeren Körperabschnitts, z. B. eines Beines, ist es bekannt, kontrastmittelgefüllte Gefäßabschnitte mittels üblicher Röntgenaufnahmen aufzuzeichnen. Nach Einspritzen des Kontrast mittels über einen Katheter in das Gefäßsystem gelangt das Kontrastmittel durch den systemischen Blutdruck nach und nach in die Extremitätenperi pherie, wobei zum Zeitpunkt der Kontrastmittelanflutung, beginnend im körperstammnahen (proximal) interessierenden Gefäßabschnitt bis zum körperstammfernen (distal) interessierenden Gefäßabschnitt, entsprechend der Fließgeschwindigkeit des Kontrastmittels Röntgenaufnahmen angefertigt werden.To examine the vessels of a larger body section, e.g. B. one Leg, it is known to use contrast medium-filled vascular sections usual X-ray recordings. After contrast injection the contrast medium reaches the vascular system via a catheter systemic blood pressure gradually into the extremities pheria, whereby at the time of contrast medium flooding, beginning in Vascular section close to the body trunk (proximal) of interest up to Vascular section of interest (distal), corresponding to the flow rate of the contrast medium X-rays taken will.

Hierbei erfolgt eine stufenweise Relativbewegung zwischen Röntgeneinheit und Patient, wobei diese Relativbewegung entsprechend der erwarteten Fließgeschwindigkeit des Kontrastmittels vorprogrammiert ist und auto matisch erfolgt.Here, a gradual relative movement between the X-ray unit takes place and patient, this relative movement corresponding to the expected Flow rate of the contrast medium is pre-programmed and auto is done mathematically.

Nachteilig bei diesem als konventionelle Blattfilm-Angiographie bezeich neten Verfahren ist vor allem, daß eine hohe Kontrastmittelkonzentration in den interessierenden Gefäßabschnitten vorhanden sein muß, um trotz der durch Weichteile und Knochen hervorgerufenen Röntgenstrahlenabsorption kontrastreiche Röntgenaufnahmen der Gefäße zu erhalten. A disadvantage of this as conventional sheet film angiography What is particularly important is that a high contrast agent concentration must be present in the vascular sections of interest in order to the X-ray absorption caused by soft tissues and bones to obtain high-contrast x-rays of the vessels.

Um bei geringeren Kontrastmittelkonzentrationen in den Gefäßen eine kontrastreiche Abbildung zu erhalten, ist es bekannt, zunächst von einem Gefäßabschnitt mittels geeigneter Röntgenstrahlung ein oder mehrere gleiche Röntgenaufnahmen ohne Kontrastmittel (Leermaske) anzufertigen und die digitalen Daten dieser Aufnahmen in einem Speicher abzuspeichern. Nach Injektion des Kontrastmittels wird die Anflutung des Kontrastmittels im selben Gefäßabschnitt röntgenologisch beobachtet und die Füllungsbilder werden in einem zweiten Speicher abgespeichert.In order to achieve a low contrast agent concentration in the vessels To obtain high-contrast imaging, it is known, first of all Vascular section using suitable X-rays take the same x-ray without contrast media (blank mask) and store the digital data of these recordings in a memory. After the contrast medium has been injected, the contrast medium is flooded X-ray observed in the same vascular section and the fillings are stored in a second memory.

Im Bildprozessor wird die Leermaske von jedem Füllungsbild subtrahiert. Es verbleibt nur noch die Abbildung des mit Kontrastmittel gefüllten Gefäßabschnitts. Die Subtraktionsbilder werden dem Untersucher simultan auf einen Bildmonitor übertragen.The empty mask is subtracted from each fill image in the image processor. Only the image of the one filled with contrast medium remains Vessel section. The subtraction images become simultaneous to the examiner transferred to an image monitor.

Bei diesem als digitale Subtraktionsangiographie bezeichneten Verfahren wird für den nächstfolgenden zu untersuchenden Gefäßabschnitt wieder eine Leermaske angefertigt, erneut eine Kontrastmittelinjektion vorge nommen und dann Füllungsaufnahmen aufgezeichnet.In this procedure, known as digital subtraction angiography is again for the next following section of the vessel to be examined made an empty mask, pre-contrast injection and then recorded fillings.

Durch die durch das Subtraktionsbild erreichte, gute Kontrastauf lösung genügt jeweils eine geringe Kontrastmittelkonzentration im darge stellten Gefäßabschnitt und erlaubt neben der arteriellen Verabreichung die Injektion des Kontrastmittels in eine geeignete Vene, wodurch das Kontrastmittel über den kleinen Kreislauf in das arterielle Gefäßsystem gelangt.Due to the good contrast achieved by the subtraction image A small concentration of contrast medium in the darge is sufficient for each solution placed vascular section and allowed in addition to arterial administration the injection of the contrast medium into a suitable vein, which causes the Contrast agent through the small circulation in the arterial vascular system reached.

Zwar genügt in dieser Technik in dem jeweils beobachteten Gefäßabschnitt eine jeweils geringe Kontrastmittelkonzentration um ein kontrastreiches Bild zu erhalten, jedoch sind für die Darstellung eines längeren Gefäßab schnittes, z. B. eines gesamten Beines etwa fünf Aufnahmevorgänge mit entsprechend fünf Kontrastmittelinjektionen erforderlich.In this technique, it is sufficient in the vessel section observed in each case a low contrast agent concentration around a high contrast Image, but are necessary to display a longer vessel cut, e.g. B. an entire leg with about five shots corresponding to five contrast agent injections required.

Dieses Verfahren ist dementsprechend zeitaufwendig, und es ergibt sich aufgrund der wiederholten Injektionen ein beträchtlicher Kontrastmittel verbrauch. Hinzu kommt, daß die Strahlenbelastung für Patienten und Unter sucher relativ hoch ist.Accordingly, this process is time-consuming and results a considerable contrast agent due to the repeated injections consumption. Add to that the radiation exposure for patients and sub seeker is relatively high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß man bei geringem Kontrastmittel verbrauch in kurzer Zeit kontrastreiche Abbildungen von aufeinander folgenden Gefäßabschnitten erhält.The invention has for its object a device of the beginning Specify the specified type so that with low contrast medium consume high-contrast images of one another in a short time following vessel sections.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß von den aufeinanderfolgenden Gefäß abschnitten unmittelbar nacheinander Leermasken aufgezeichnet und in den exakt gleichen Stellungen aufeinanderfolgende Füllungsaufnahmen (oder umgekehrt) angefertigt und voneinander subtrahiert werden, kann mittels einer einzigen Kontrastmittelinjektion von geringer Dosis eine Folge von kontrastreichen Bildern erhalten werden. Der Kontrastmittelverbrauch ist dabei im Verhältnis zu den bekannten Verfahren gering, wie auch die Strahlenbelastung für Patienten und Untersucher. Durch die dichte Folge der Aufnahmen ergibt sich auch eine sehr kurze Untersuchungsdauer.This object is achieved by the features in the license plate of claim 1 solved. Because of the successive vessel Sections of empty masks recorded one after the other and in the exact same positions of successive fillings (or vice versa) and subtracted from each other can be done using a single low dose contrast medium injection of high-contrast images. The contrast medium consumption is small in relation to the known methods, as is the Radiation exposure for patients and examiners. Because of the dense episode the recordings also result in a very short examination time.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the further claims.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch eine Vorrichtung zeigt.For example Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing explained in more detail schematically a device shows.

Nach einer Ausführungsform werden (beispielsweise für die Darstellung der Gefäße eines Beines) beginnend vom distal interessierenden Gefäß abschnitt (Fuß) bis zum proximal interessierenden Gefäßabschnitt (Hüfte) digital verarbeitete Leeraufnahmen (Leermasken) angefertigt, ohne daß sich Kontrastmittel in den interessierenden Gefäßabschnitten befindet. Durch Kontrastmittelinjektion zum geeigneten Zeitpunkt flutet danach Kontrastmittel zunächst im proximal interessierenden Gefäßabschnitt (Hüfte) an. Durch eine stufenweise Relativbewegung zwischen Patient und Röntgeneinheit in genau den gleichen Stellungen, in denen zuvor Leermasken aufgezeichnet wurden, wird der Kontrastmittelabstrom nach distal (fuß wärts) verfolgt und es werden die Füllungsaufnahmen gewonnen. Diese werden ebenfalls aufgezeichnet und in digitaler Form gespeichert. According to one embodiment, (for example, for illustration the vessels of one leg) starting from the vessel of interest distally section (foot) to the proximal vascular section (hip) digitally processed blank recordings (blank masks) made without there is contrast medium in the vascular sections of interest. Subsequently flooded by injection of contrast medium at the appropriate time Contrast medium initially in the proximal vascular section (Hip) on. Through a gradual relative movement between patient and X-ray unit in exactly the same positions in which previously empty masks were used the contrast medium outflow is recorded distally (foot downwards) and the fillings are obtained. These will also recorded and stored in digital form.

Der Bildprozessor ordnet die Leermasken der einzelnen Abschnitte den jeweils stellungsgleichen, in einem Aufnahmevorgang gewonnenen Füllungsbildern zu und subtrahiert diese in der Weise, daß von jeder Aufnahmestellung kontrastreiche Substraktionsbilder lediglich der von Kontrastmittel durchströmten Gefäße erhalten werden. Die Subtraktions bilder werden ebenfalls aufgezeichnet und digital gespeichert.The image processor arranges the empty masks of the individual sections the positionally equal, obtained in one admission process Fillers and subtracts them in such a way that from each High contrast subtraction images only that of Contrast medium flow vessels can be obtained. The subtraction Images are also recorded and stored digitally.

Hierbei kann in der Weise vorgegangen werden, daß nach Aufzeichnung und Speicherung der Leermasken die Folge von Füllungsaufnahmen ausgeführt und danach der Subtraktionsvorgang ausgeführt wird, oder es wird nach Aufzeichnung und Speicherung der Leermaskenfolge jede einzelne Füllungs aufnahme sofort von der entsprechenden Leermaske der gleichen Aufnahme stellung subtrahiert, so daß man während der Aufzeichnung der Füllungsaufnahmen sofort Subtraktionsbilder der einzelnen Gefäßabschnitte erhält und beispielsweise auf einem Monitor die aufeinanderfolgenden Aufnahmen und damit den Kontrastmittelabstrom verfolgen kann.This can be done in such a way that after recording and Storage of the empty masks carried out the sequence of fillings and after that the subtraction process is carried out or it becomes after Recording and storage of the empty mask sequence for each individual filling Immediate recording from the corresponding blank mask of the same recording position subtracted so that you can while recording the Fillings immediately subtract images of the individual vessel sections receives and for example on a monitor the successive Recordings and thus the contrast medium outflow.

Die Folge von Leermasken wird automatisch bzw. vorprogrammiert in der Weise angefertigt, daß unmittelbar nacheinander durch eine Relativbewegung zwischen Röntgeneinheit und Patient schrittweise Aufnahmen von aufein anderfolgenden Abschnitten des zu untersuchenden Bereichs angefertigt werden. Die Folge der Füllungsaufnahmen kann ebenfalls automatisch bzw. vorprogrammiert entsprechend der erwarteten Fließgeschwindigkeit des Kontrastmittels in den Gefäßen angefertigt werden. Es ist aber auch möglich, insbesondere in Verbindung mit einer Überwachung der Aufnahme folge über einen Monitor, die einzelnen Aufnahmen durch eine Fernsteuerung zum Beispiel von Hand auszulösen, wobei automatisch nach ausreichender Kontrastmittelanflutung im beobachteten Gefäßabschnitt eine entsprechende Relativverschiebung zwischen Röntgeneinheit und Patient in die nächste Aufnahmestellung erfolgt, die exakt der vorhergehenden entsprechenden Stellung für die Leermaske entspricht. The sequence of empty masks is automatically or preprogrammed in the Made way that immediately one after the other by a relative movement step-by-step recordings between the x-ray unit and patient other sections of the area to be examined will. The sequence of fillings can also be automatic or preprogrammed according to the expected flow rate of the Contrast medium can be made in the vessels. It is also possible, especially in connection with monitoring the recording follow a monitor, the individual shots by remote control for example by hand, automatically after sufficient A corresponding flood of contrast medium in the observed vascular section Relative shift between the X-ray unit and the patient in the next Recording position takes place, which corresponds exactly to the previous one Position for the empty mask corresponds.

Es ist auch möglich, zunächst nach Kontrastmittelinjektion eine Folge von Füllungsbildern in vorbestimmten aufeinanderfolgenden Stellungen entsprechend der Fließgeschwindigkeit des Kontrastmittels in den Gefäßen anzufertigen, worauf nach Abfluten des Kontrastmittels Leeraufnahmen in genau gleichen Stellungen angefertigt und danach Füllungs- und Leer bilder gleicher Aufnahmestellungen voneinander subtrahiert werden.It is also possible to start a sequence first after contrast agent injection of filling images in predetermined successive positions according to the flow rate of the contrast medium in the vessels to make what after the contrast medium has been drained empty shots Made in exactly the same positions and then fill and empty images of the same shooting positions are subtracted from each other.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen Tisch 1 und eine Röntgeneinheit 2, wobei Tisch und Röntgeneinheit relativ zueinander schrittweise durch eine Steuereinrichtung so bewegbar sind, daß die einzelnen Relativ stellungen zueinander exakt wieder eingenommen werden können. Vorteilhafterweise wird zur Erfassung des Gefäßverlaufes eine Relativ verschiebung in zwei zueinander senkrechten, horizontalen Richtungen vorgesehen. Weiterhin kann eine Höhenverstellung des Röntgentisches sowie von Röntgenröhre und Bildverstärkerempfangseinheit zueinander vorgenommen werden. Tisch 1 wird relativ zur Röntgeneinheit 2 durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung verschoben.The drawing shows schematically a table 1 and an x-ray unit 2 , the table and x-ray unit being movable relative to one another step by step by a control device so that the individual relative positions can be taken up again exactly. Advantageously, a relative displacement in two mutually perpendicular, horizontal directions is provided for detecting the course of the vessel. Furthermore, a height adjustment of the x-ray table and of the x-ray tube and image intensifier receiving unit can be carried out relative to one another. Table 1 is moved relative to the X-ray unit 2 by a drive device, not shown.

Bei der Aufnahmefolge wird jeweils ein Gefäßabschnitt von etwa 30 cm entsprechend dem Aufnahmebereich der Bildverstärkerempfangseinheit aufgenommen, wie durch gestrichelte Linien angedeutet, worauf sich der folgende Abschnitt nach einer entsprechenden Relativverschiebung unmit telbar anschließt. Hierbei können sich die einzelnen Aufnahmen im Rand bereich etwas überlappen. Die Aufnahmen werden in einer Einheit 3 in digitale Signale umgesetzt, die an eine Einheit 4 weitergegeben werden, in der jede Aufnahme unter Zuordnung zu der jeweiligen Aufnahmeposition gespeichert und durch einen Bildprozessor im Subtraktionsverfahren verarbeitet wird. Hierbei kann für jede Aufnahme ein gesonderter Speicher oder ein entsprechend groß ausgelegter Speicher für mehrere Aufnahmen vorgesehen sein. An die Vorrichtung kann eine nicht dargestellte Über wachungsanlage mit Monitor angeschlossen sein. In the recording sequence, a vessel section of approximately 30 cm is recorded corresponding to the recording area of the image intensifier receiving unit, as indicated by dashed lines, whereupon the following section immediately follows after a corresponding relative shift. The individual images can overlap somewhat in the edge area. The recordings are converted into digital signals in a unit 3 , which are forwarded to a unit 4 , in which each recording is stored with assignment to the respective recording position and processed by an image processor in the subtraction process. A separate memory or a correspondingly large memory for several recordings can be provided for each recording. A monitoring system (not shown) with a monitor can be connected to the device.

Die Vorrichtung ist so ausgebildet, daß die Verschiebung des Tisches bzw. der Röntgeneinheit erschütterungsfrei erfolgt.The device is designed so that the displacement of the table or the X-ray unit is vibration-free.

Den einzelnen Aufnahmestellungen können auf den jeweils zu untersuchenden Körperabschnitt abgestimmte Röntgendosiswerte einschließlich einer ge eigneten Einblendung der Röntgenstrahlung zugeordnet werden. Diese Para meter sowie die Zahl und Richtung der Relativverschiebungen können in einem Standartprogramm primär programmiert sein oder vor dem eigentlichen Aufnahmevorgang an den zu untersuchenden Patienten individuell angepaßt werden. Es können auch bekannte Hilfsmittel wie z. B. Röntgenstrahlen absorber (Reismehlsäcke) verwendet werden. Die aufgezeichneten Bilder können mit an sich bekannten Nachverarbeitungsverfahren, wie z. B. Pixel-Shift aufbereitet werden.The individual shooting positions can be based on the one to be examined X-ray dose values including a ge can be assigned to suitable insertion of the x-rays. That para meters as well as the number and direction of the relative displacements can be in be primarily programmed in a standard program or before the actual one Admission process individually adapted to the patient to be examined will. Known aids such as e.g. B. X-rays absorber (rice flour sacks) can be used. The recorded images can with known post-processing methods such. B. Pixel shift can be prepared.

Da die Aufnahmen in dichter Folge vorge nommen werden können, ergibt sich eine kurze Untersuchungszeit, verbunden mit einer entsprechend geringen Strahlenbelastung des Patienten. Die Strahlenbelastung des Untersuchers kann dadurch weiter verringert werden, daß die Steuerung der Vorrichtung mittels Monitorüberwachung außerhalb des Untersuchungsraumes erfolgt.Since the recordings are featured in close succession can be taken, there is a short examination time, connected with a correspondingly low radiation exposure to the patient. The This can further reduce the radiation exposure of the examiner, that the control of the device by means of monitor monitoring outside of the examination room.

Die erforderliche Kontrastmittelmenge und -konzentration kann für die einmalige Einspritzung gering gehalten werden.The required amount and concentration of contrast medium can be used for one-time injection can be kept low.

Durch die Vorrichtung gelingt es, kontrastreiche Röntgenaufnahmen der untersuchten Gefäßabschnitte bei niedrigem Kontrastmittelverbrauch und entsprechend geringer Belastung des Patienten mit dem potentiell dosis abhängig toxischen Kontrastmittel zu erhalten. Die Vorrichtung kann auch für die Untersuchung von technischen Leitungssystemen und dgl. eingesetzt werden.The device enables high-contrast X-ray images of the examined vascular sections with low contrast medium consumption and correspondingly low patient exposure to the potential dose dependent on getting toxic contrast media. The device can also for the investigation of technical piping systems and the like.

Claims

1. An apparatus for producing x-rays for angiography, an empty image of a section to be examined recorded by means of digital signals being stored and subtracted from a correspondingly recorded filling image of the same section flooded with contrast medium in order to obtain an image of only the flow path of the contrast medium, thereby featured,
that the device can be adjusted directly in succession in predetermined positions along a line section and takes empty pictures in the predetermined positions, and
that after contrast medium flooding, the device takes fillings immediately in succession in the same positions.

2. Device according to claim 1, characterized, that each individual filling intake immediately from the assigned blank recording for playback on a Monitor is subtracted.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized, that the fillings by manual control can be triggered.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized, that each individual fill intake can be stored.