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Die
vorliegende Erfindung betrifft die medizinische Bildgebung, und
insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren
einer Akquisitionseinrichtung und zum Akquirieren eines Bildes auf
der Basis von Bilddaten.
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Gegenwärtige medizinische
Röntgenverfahren,
wie beispielsweise die Röntgenfluoreszenz,
verwenden eine hohe Akquisitionsdatenrate für die Röntgenbilder. Die Bilder, die
in der Röntgenfluoreszenz
erzeugt werden, werden dann verwendet, um manuell ein Werkzeug durch
die innere Struktur eines lichtundurchlässigen Körper oder Objekts (beispielsweise
eines menschlichen Körpers)
zu führen. Das
gerichtete Führen
des Werkzeuges, das eine medizinische Einrichtung, wie beispielsweise
ein Katheder, sein kann, durch ein lichtundurchlässiges Objekt ist gewöhnlich sehr
ineffizient und ungenau, solange dieses auf dem Bediener der Röntgenfluoreszenzeinrichtung
und der Röntgenanlage
beruht, um manuell die nächste
Position unter Verwendung verschiedener Typen der Steuerungstechniken,
die für diesen
Zweck entwickelt wurden, zu ermitteln. Die Röntgenfluoreszenz wird für minimalinvasive
medizinische Verfahren, wie beispielsweise die Ballonangioplastie
und die Neuroembolisierungen, verwendet. Diese medizinischen Verfahren
sind sehr erfolgreich und werden weit verbreitet angewendet. Ihre
weit verbreite Anwendung hat dazu geführt, dass auf die Röntgenfluoreszenz
mehr als die Hälfte
der diagnostischen Röntgenbelastung
entfällt.
Eine derartige weit verbreitete Verwendung hat jedoch zu dokumentierten
Beispielen von ernsten Hautverletzungen geführt.
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Ein
Weg, um die Strahlenbelastung des Patienten und des Bedieners zu
verringern würde
sein, die Röntgenbildakquisition
und Filtertechniken, die für
die Röntgenfluoreszenz
verwendet werden, zu optimieren. Ein derartiger Ansatz verwendet
eine Kombination von einer niedrigeren Akquisitionsdatenrate der
Röntgenfluoreszenz
und eine Steigerung der Röntgenbildauflösung, um
die Röntgenfluoreszenzanlage
zu regeln. Dieser Ansatz beruht jedoch auf dem menschlichen Bediener,
der manuell die Röntgenanlage
steuert, was eine Unsicherheit einbringt.
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Heutzutage
gibt es keine Lösung,
die die Unsicherheit behandelt, die durch einen Bediener eingeführt wird,
der manuelle der Röntgenfluoreszenzanlage
steuert. Statt dessen sind die Lösungen,
die in der Medizintechnikindustrie erforscht werden, beschränkt auf
die Effizienz der Röntgenfluoreszenzanlage
durch eine Erhöhung
der Bildauflösung,
oder durch eine Reduzieren der Strahlungsbelastung für den Bediener
und den Patienten, indem die Anzahl der verrauschten Bilder verringert
wird, die durch die Röntgenfluoreszenzanlage
erzeugt werden.
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Was
benötigt
wird, ist ein Röntgen-Kontrollsystem,
eine Einrichtung und ein Verfahren zur interaktiven Bearbeitung
eines Auswahlpunktes für
eine Röntgenbestrahlung
auf der Basis einer vorherigen Röntgenbestrahlung,
um die Produktivität
und Sicherheit des medizinischen Röntgenverfahrens zu verbessern.
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Das
Dokument
DE 33 30 552
A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen
eines Röntgenbildes,
um einem Benutzer zu erlauben eine Position auf dem Bild aus zuwählen, und
zur Einstellung der Position auf dem Patiententisch zusammen mit
einer Konfiguration des Diaphragmas, sodass die ausgewählte Position
im Zentrum des neuen Bildes erscheint.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Röntgen-System und ein Verfahren zur
Verwendung in einer medizinischen Anwendung beschrieben, um die
Fluoreszenz zu ergänzen
oder zu ersetzten. Das Röntgensystem
enthält
eine Darstellungsvorrichtung, eine Gantry, die einen Röntgen-Generator aufweist,
einen Tisch, der einen Röntgensensor
aufweist, und ein Röntgen-Steuerungssystem
oder Röntgen-Kontrollsystem, das
mit der Darstellungsvorrichtung, der Gantry und dem Tisch verbunden
ist. Das Röntgenkontrollsystem
enthält eine
Benutzereingabe zur Anzeige der Position der nächsten Röntgenbestrahlung. Das Röntgen-Kontrollsystem
empfängt
Röntgendaten
von dem Sensor, verarbeitet die Daten, um ein Röntgenbild zu erzeugen, stellt
das Röntgenbild
auf der Darstellungsvorrichtung dar und verschiebt den Röntgen-Generator relativ
zu dem Röntgen-Sensor.
Der Berag und die Richtung der Verschiebung werden unter Verwendung
von Daten aus dem vorherigen Röntgenbild
genau ermittelt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden ein System und
ein Verfahren zur Positionierung des Röntgen-Generators relativ zu
dem Röntgen-Sensor
beschrieben. Die Röntgendaten
werden von dem Sensor empfangen und bilden ein Röntgenbild. Die Röntgendaten
werden auf einer Darstellungsvorrichtung dargestellt und auf dem
Röntgenbild
wird eine Position ausgewählt.
Der Röntgen-Generator
wird relativ zu dem Röntgensensor
als Funktion der Position verschoben, die auf dem Röntgenbild
ausgewählt
wurde.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, werden ein System und
ein Verfahren zum Tracking oder Nachverfolgen eines ersten Objektes
innerhalb eines zweiten Objektes beschrieben. Die Röntgenstrahlen
werden durch das zweite Objekt in der Umgebung des ersten Objektes projiziert,
erfasst und verwendet, um ein Darstellungs-Bild zu erzeugen. Das
Darstellungs-Bild wird dargestellt. Das Aussehen des ersten Objekts
wird innerhalb des zweiten Objekts hervorgehoben, die Bewegung des
ersten Objekts innerhalb des zweiten Objekts wird detektiert und
die relative Position des zweiten Objekts zur Röntgenquelle wird als Funktion der
Bewegung des ersten Objekts geändert,
bevor ein neues Darstellungs-Bild aufgenommen wird.
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Das
Röntgen-Kontrollsystem,
die Einrichtung und das Verfahren verwenden ein Computersystem,
um die nächste
Position der Röntgenfluoreszenzanlage
auf der Basis von Informationen zu ermitteln, die aus dem vorherigen
Röntgenbild
verarbeitet werden, und folglich wird die Unsicherheit verringert, die
durch einen die Röntgenanlage
händisch
steuernden Benutzer hervorgerufen wurde. Der Ort der nächsten Bestrahlung
ist genauer, da er durch ein Röntgen-Kontrollsystem gesteuert
wird. Ein derartiger Ansatz steht im Gegensatz zu den gegenwärtigen Röntgenfluoreszenztechniken,
die auf einem Benutzer beruhen, um die Röntgenfluoreszenzanlage manuell
zu steuern. Die genaue Steuerung der Röntgenfluoreszenzanlage verringert
ebenfalls die Strahlenbelastung, sowohl für den Bediener als auch für den Patienten.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Hand von Beispielen in Bezug auf die
Zeichnung genauer beschrieben, in der:
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1 eine
Ausführungsform
des Röntgen-Kontrollsystem darstellt;
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2 eine
Ausführungsform
eines Blockdiagramms des Röntgen-Kontrollsystems
von 1 zeigt;
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3 eine
Ausführungsform
eines Blockdiagramms eines Röntgen-Kontrollsystems
gemäß 2 zeigt;
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4a und 4b eine
Ausführungsform eines
Auswahlprozesses für
die Auswahl einer neuen Röntgenbestrahlung
darstellt;
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5a und 5b eine
weitere Ausführungsform
eines Auswahlprozesses für
die Auswahl einer neuen Röntgenbestrahlung
darstellt;
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6a, 6b und 6c eine
Zoom-Eigenschaft darstellen;
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7 eine
alternative Ausführungsform
eines Blockdiagramms von 2 darstellt,
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8 ein detailliertes Blockdiagramm eines Röntgen-Systems gemäß dem Blockdiagramm
von 7 zeigt.
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Teile
der genauen Beschreibungen, die folgen, werden bezogen auf Algorithmen
und symbolische Darstellungen von Operationen auf Datenbits innerhalb
eines Computerspeichers dargestellt. Diese Beschreibungen und Darstellungen
in Form eines Algorithmus sind die Mittel oder Einrichtungen, die von
dem Fachmann der Datenverarbeitung verwendet werden, um den Grundgedanken
ihrer Arbeit effizienter mit anderen Fachleuten auf diesem Gebiet auszutauschen
und diesen mitzuteilen. Jeder Algorithmus ist eine selbstkonsistente
Sequenz von Schritten, die zu einem gewünschten Ergebnis führen. Die
Schritte enthalten jene physikalischen Manipulationen von physikalischen
Größen. Gewöhnlich, aber
nicht notwendigerweise, haben diese Größen die Form von elektrischen
oder magnetischen Signalen, die gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen
und auf andere Art und Weise manipuliert werden können. Es
hat sich zeitweise als günstig
erwiesen, hauptsächlich
aus Gründen
der einfachen Verwendung, diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole,
Zeichen, Zahlen oder Ähnliches
zu bezeichnen. Es sollte jedoch im Gedächtnis bleiben, dass alle diese
und ähnliche
Ausdrücke
zu den geeigneten physikalischen Quantitäten gehören und lediglich der bequemen
Kennzeichnung dieser Quantitäten
dienen. Außer
wenn dies ausdrücklich
aus der nachfolgenden Diskussionen ersichtlich ist, wird angenommen,
dass im Rahmen der vorliegende Erfindung, die in den Diskussionen
verwendeten Ausdrücke,
wie beispielsweise „bearbeiten" oder „verarbeiten
mit dem Computer" oder „berechnen" oder „ermitteln" oder „darstellen" oder Ähnliches,
sich auf Handlungen und Prozesse eines Computersystems oder einer ähnlichen
elektronischen Rechnereinrichtung beziehen, der oder die die Daten,
die als physikalische (elektronische) Quantität dargestellt sind, innerhalb
der Register und Speicher des Computersystems manipuliert oder in
andere Daten übertragen werden,
die auf ähnliche
Art und Weise physikalische Größen innerhalb
der Computersystemspeicher oder Register oder anderer Informationsspeicher, Übertragungs-
oder Darstellungseinrichtungen repräsentieren.
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In 1 ist
ein Röntgen-System 100 gezeigt. Das
Röntgen-System 100 enthält eine
Anzeige- oder Darstellungs einridhtung 110, eine Gantry 130 und
einen Tische 140, alle verbunden mit einem Röntgen-Kontrollsystem 120.
in einer Ausführungsform, wie
die in 1 gezeigte, enthält die Röntgen-Gantry 130 einen
Röntgen-Generator 132 und
der Tisch 140 enthält
einen Röntgen-Sensor 142.
In einer anderen Ausführungsform
enthält
die Röntgen-Gantry 130 sowohl
den Röntgen-Generator 132 als
auch den Röntgen-Sensor 142 und
bewegt den Generator 132 und den Sensor 142 relativ
zu einem Ort auf dem Tische 140.
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Das
Röntgen-Kontrollsystem 120 speichert eine
Röntgenbestrahlung
als ein Bild zusammen mit den zugehörigen Positionen der Röntgen-Gantry 130 und
dem Tisch 140. Die Röntgenbilder
werden auf der Darstellungsvorrichtung 110 in verschiedenen Konfigurationen
dargestellt. Typischerweise wird die letzte Röntgenbestrahlung, die aufgenommen
wurde, auf der Darstellungsvorrichtung oder dem Display 110 dargestellt.
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In
einer Ausführungsform
enthält
das Röntgen-Kontrollsystem 120 einen
oder mehr Benutzereingaben 122. Die Benutzereingaben 122 führen das Röntgen-Kontrollsystem 120 unter
der Bedienerkontrolle der Bewegung der Röntgen-Gantry 130 oder des
Tisches 140 oder beidem zu einer neuen Position zwischen
den Röntgenbelichtungen.
In einer Ausführungsform
ist die Darstellungsvorrichtung 110 nahe dem Bediener platziert
und er oder sie verwenden eine Zeigevorrichtung, um die Position
auf der Darstellungsvorrichtung 110 auszuwählen, an
der er oder sie die nächste
Röntgenbestrahlung
zentrieren möchte.
Die Zeigevorrichtung kann, ist aber nicht darauf beschränkt, eine
Maus, ein Trackball oder ein berührungsempfindlicher
Bildschirm sein. Das Röntgen-Kontrollsystem 120 detektiert
oder erfasst die Benutzereingabe 122 und korreliert die
Benutzereingabe 122 auf eine neue Röntgenbestrahlungszentrumsposition
oder einen Referenzpunkt. Nachdem eine neue Zentrumsposition oder
ein Referenzpunkt ermittelt ist, bewegt das Röntgen–Kontrollsystem 120 die
Röntgen-Gantry 130 und/oder
den Tisch 140 zu ihrem verlangten Ort für eine neue Röntgenbestrahlung
und nimmt eine neue Röntgenbestrahlung
vor. Die neue Röntgenbestrahlung
wird dann als ein Bild auf der Darstellungsvorrichtung 110 dargestellt.
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Ein
in 2 dargestelltes Blockdiagramm zeigt eine Ausführungsform 200 des
Röntgen-Steuerungsverfahrens,
das vorstehend diskutiert wurde. Im Verfahrensschritt 210 stellt
das System 100 ein Röntgenbild
auf der Darstellungsvorrichtung 110 dar. Im Verfahrensschritt 220 wählt ein
Bediener eine Position zur Aufnahme eines zweiten Röntgenbildes
aus und im Verfahrensschritt 230 verschiebt das System 100 die
Röntgen-Gantry 130 oder
den Tisch 140 oder beides an die nächste Position. Wenn die Verschiebung
komplett ist, verlangt das System 100 in Verfahrensschritt 250 eine
durchzuführende
Röntgenbestrahlung
von der Gantry 130. Im Verfahrensschritt 250 wird
eine Bildbearbeitung durch das Kontrollsystem 120 vervollständigt und
in Verfahrensschritt 260 wird ein Bild, das die Röntgenstrahlen
repräsentiert, auf
der Darstellungsvorrichtung 110 dargestellt. Dieser Prozess
wird so oft wie nötig
wiederholt, um die gewünschten
Röntgenbilder
aufzunehmen.
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Eine
weitere Ausführungsform 300 des
vorstehend diskutierten Röntgensteuerungsverfahrens ist
in 3 gezeigt. Im Verfahrensschritt 310 werden eine
Röntgen-Gantry-Position
und eine Tisch-Position mit Daten von der ersten Bestrahlung gespeichert. In
einer derartigen Ausführungsform werden
die Röntgen-Gantry-Position
und die Tisch-Position automatisch als Teil der Aufnahme der ersten
Bestrahlung gespeichert. In einer weiteren derartigen Ausführungsform
gibt der Benutzer die Röntgen-Gantry-Position
und die Tisch-Position ein.
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Im
Verfahrensschritt 315 wird die Steuerung an den Verfahrensschritt 315 weitergegeben,
wo ein Bild, das die Aufnahme der ersten Bestrahlung repräsentiert,
für den
Bediener dargestellt wird. Die Steuerung wird dann an den Verfahrensschritt 320 weitergegeben,
wo das System 120 auf eine Eingabe von dem Bediener wartet,
die einen Ort anzeigt, der zur Position der Gantry 130 und/oder
des Tisches 140 für die
nächste
Bestrahlung verwendet wird. Sobald diese empfangen sind, wird die
Steuerung an den Verfahrensschritt 325 weitergegeben, in
dem das System 100 den ausgewählten Ort mit der neuen Röntgenbestrahlung
in Beziehung bringt. In einer Ausführungsform wird der ausgewählte Ort
auf dem Display als Zentrumsposition für die nächste Bestrahlung behandelt.
Es sollte jedoch bemerkt werden, dass der ausgewählte Ort nicht notwendigerweise
als die Zentrumsposition für
die nächste
Bestrahlung gewählt werden
muss. Stattdessen könnte
der ausgewählte Ort
interpretiert werden, um mit anderen nützlichen Referenzpunkten für die Röntgenfluoreszenzanlage in
Beziehung gesetzt zu werden.
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Im
Verfahrensschritt 330 bewegt das Röntgen-Kontrollsystem 120 die
Röntgen-Gantry 130 oder
den Tische 140 oder beide als eine Funktion des ausgewählten Ortes
an eine neue Position. Im Verfahrensschritt 335 speichert
das Kontrollsystem 120 die neue Position der Gantry 130 oder
des Tisches 140. Im Verfahrensschritt 340 wird
eine neue Bestrahlung durch das Röntgen-Kontrollsystem 120 durchgeführt. Die Steuerung
wird dann an Verfahrensschritt 320 weitergegeben, wo das
Röntgen-Kontrollsystem 120 auf
die Bedienereingabe für den
nächsten
ausgewählten
Ort wartet.
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In
einer Ausführungsform
werden die Röntgenstrahlen
ausgeschaltet, während
das System 100 sich an eine neue Position bewegt. Solange
die Röntgenstrahlen
nicht erzeugt werden während
die Röntgen-Gantry 130 und
der Tisch 140 in Bewegung sind, wird die Röntgendosis
effektiv verringert. Zusätzlich wird
die Position der Röntgen-Gantry 130 und
des Tische 140 durch das Röntgen-Kontrollsystem 120 genauer
ermittelt. Dies steht in scharfem Gegensatz zu den traditionellen
Verfahren, die Gesundheits- und Sicherheitsprobleme in Bezug auf
eine erhöhte
Röntgenstrahlenbelastung
aufweisen. Wegen der verwendeten hohen Akquisitionsdatenrate bei
solchen traditionellen Verfahren, empfangen sowohl die Bediener
als auch die Patienten eine höhere
Strahlenbelastung.
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Die
Bilder, die aufeinander folgende Bildakquisitionen repräsentieren,
sind in den 4a und 4b, den 5a und 5b und
in den 6a bis 6c gezeigt.
Das Beispiel, das in den 4a und 4b,
in den 5a und 5b und
in den 6a bis 6c gezeigt
ist, verwendet eine rechteckige Bit-Karte eines Herzens, das in
der Mayo-Klinik unter Verwendung einer berührungsempfindlichen Bildschirm-Darstellungsvorrichtung
aufgenommen wurde. In der Ausführungsform,
die in den 4a und 4b gezeigt
ist, ist ein Punkt 402, der außerhalb eines ersten Bildes 400 liegt,
für eine
neue Röntgenbestrahlung
durch einen Bediener ausgewählt.
Das Kontrollsystem 120 bearbeitet dann den ausgewählten Ort,
um eine neue Position entweder für
die Röntgen-Gantry 130 oder
den Tisch 140 oder beides zu ermitteln, und eine Bestrahlung
wird durchgeführt.
Ein Bild, das die erfolgte Bestrahlung repräsentiert, ist als Bild 404 in 4b gezeigt.
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In
dem Beispiel, das in den 5a und 5b gezeigt
ist, wird ein Punkt 502 innerhalb eines Röntgenbildes 500 von
einem Bediener ausgewählt.
Das Kontrollsystem 120 nimmt dann eine neue Röntgenbestrahlung
vor, die als Bild 504 in 5b gezeigt
ist, auf der Basis des Punktes, der von dem Bediener ausgewählt wurde.
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In
einer Ausführungsform
enthält
das Röntgenkontrollsystem 120 ein
Zoom-Merkmal. Sobald der Bediener zwei oder mehr Röntgenbestrahlungen bearbeitet
hat, kann der Bediener die Zoom-Funktion verwenden, um ein Bild
darzustellen, das eine Zusammensetzung der Röntgenbilder an diesem Punkt ist.
Ein Beispiel eines derartigen zusammengesetzten Bildes 600 ist
in 6a gezeigt. In dem zusammengesetzten Bild 600,
das in 6a gezeigt ist, wurden die Bilder 602, 604, 606 und 608 in
bestimmter Reihenfolge aufgenommen. Der Bediener stellt das zusammengesetzte
Bild 600 dar und verwendet dieses Bild, um den Ort 610 der
nächsten
Bestrahlung auszuwählen.
Wenn, wie dies in 6a gezeigt ist, eine Auswahl
innerhalb des fehlenden Quadranten getroffen wurde, werden die Röntgen-Gantry 130 und/oder
der Tisch 140 zu geeigneten Positionen bewegt. (In einer
Ausführungsform
jedoch muss der ausgewählte
Ort in dem Zentrum des fehlenden Quadranten ausgewählt werden,
um ein Bild zu erzeugen, das die Gesamtheit des fehlenden Quadranten abdeckt).
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Sobald
der Ort 610 ausgewählt
ist, wird eine Bestrahlung durchgeführt und ein Bild, wie beispielsweise
das Bild 612, das in 6b gezeigt
ist, wird erzeugt. Der Bedie ner kann das Zoom-Merkmal verwenden,
um ein neues zusammengesetztes Bild 614 darzustellen, das
Beiträge
von jedem der Bilder 602, 604, 606, 608 und 614 erzeugt.
Die überlappenden Flächen werden
unter Verwendung von Standart-Bildbearbeitungsverfahren zusammengefasst und
verbunden.
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In
den Beispielen, die in den 4a, 4b, 5a, 5b und 6a bis 6c gezeigt
sind, ist eine Röntgenfluoreszenz
nicht während
die Röntgen-Gantry 130 oder
der Tisch 140 oder beides bewegt werden, verlangt, da die
räumlichen
Abstände durch
das Röntgen-Kontrollsystem 120 auf
der Basis des Punktes, der von dem Bediener ausgewählt wurde,
ermittelt wird. Als ein Ergebnis wird die Röntgendosis sowohl für die Bediener
als auch für
die Patienten stark verringert.
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Das
Blockdiagramm, das in 7 gezeigt ist, stellt eine weitere
Ausführungsform
des Röntgen-Systems 100 dar.
Jeder der Blöcke
des Systems 100 führt
eine oder mehrere Handlungen aus, wie dies durch die Legende 705 bezeichnet
ist. In der in 7 gezeigten Ausführungsform
enthält
das System 100 einen Systemkontroller 710, ein
Eingabe/Ausgabesystem 715, einen Positionierer 720,
einen Bildprozessor 725, ein Akquisitionssystem 730 und
einen Röntgen-Generatorsystem 735.
Der Systemkontroller 710 steuert jedes der Positionierer 720, Bildprozessor 725,
Bildakquisitionssystem 730 und Röntgenerzeugungssystem 735 unter
Verwendung der Steuerleitungen 702 und Datenleitungen 703. Das
Bildakquisitionssystem 730 empfängt die Röntgenstrahlen, die durch das
Röntgenstrahlenerzeugungssystem 735 erzeugt
werden, und leitet Daten, die für
die empfangenen Röntgenstrahlen
repräsentativ
sind, an den Bildprozessor 725 weiter. Der Bildprozessor 725 enthält eine
oder mehrere Dar stellungsvorrichtungen. Der Bildprozessor 725 erzeugt Bilder
auf der Basis von Daten, die von dem Bildakquisitionssystem 730 empfangen
werden, und stellt Bilder auf seiner Darstellungsvorrichtung dar.
Ein Bediener wählt
einen Ort innerhalb des Bildes aus, der auf der Darstellungsvorrichtung
gezeigt ist, und die Information bezüglich des ausgewählten Ortes
wird zu dem Systemkontroller 710 übermittelt. Der Systemkontroller 710 bearbeitet
die vom Bediener empfangene Information und verweist den Positionierer auf
die gewünschte
Position des Patienten relativ zu der Röntgenquelle. In einer derartigen
Ausführungsform
wird der Patient stationär
gehalten, während
die Quelle und der Empfänger
sich um den Patienten bewegen. In einer weiteren Ausführungsform
werden sowohl der Tisch, auf dem der Patient liegt, als auch die
Röntgenquelle
bewegt, während
dieser für
die nächste
Bestrahlung positioniert wird.
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In
der Ausführungsform,
die in 7 gezeigt ist, ist das Eingangs/Ausgangssystem 715 verwendet,
um mit Service-Werkzeugen mit externen Netzwerken oder externen
Monitoren verbunden zu werden. Bilder, die innerhalb des Systemkontrollers 710 aufgenommen
sind, können
zu dem System 715 exportiert werden, wo sie über das
Netzwerk übertragen,
von einen Service-Werkzeug gelesen oder auf einem externen Darstellungsvorrichtung
dargestellt werden können.
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Ein
detailliertes Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Röntgen-Systems 100 ist in 8 dargestellt. In einer Ausführungsform
enthält das
Röntgen-System 100 ein
Systemgehäuse 902, eine
externe Videoaufnahme- und Videodarstellungsvorrichtungen 904,
Service-Werkzeuge 906, externe Netzwerkschnittstellen 908,
zwei Röntgenquellen 930 und 932,
eine Darstellungsvorrichtung 934 und zugeordnete Datenaufnahme-
und Patientenpositioniersteuerungen.
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In
einer Ausführungsform
werden Bilder in Echtzeit für
eine Zustands-Änderung
oder Bewegung der relevanten Struktur oder des Flusses aufgenommen
(nachfolgend als ein Objekt bezeichnet). In einer Ausführungsform
wird eine Mustererkennung verwendet, um das Bild für eine Zustands-Änderung oder Bewegung der relevanten
Struktur oder des Flusses zu untersuchen. Die aus dem Bild selbst über das
Objekt erhaltene Information ist mit einer Position in dem Bild
korreliert und liegt in einer derartigen Ausführungsform in dem Patienten.
Wenn das Objekt relative Positionen in dem Bild ändert, wird die Änderung
automatisch durch das Röntgen-Kontrollsystem
nach verfolgt.
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In
einer derartigen Ausführungsform
wird die Steuerlogik verwendet, um das Objekt nach zu verfolgen
oder zu tracken und um die relative Position des Patienten zu der
Röntgenquelle
zu ändern,
um dem Objekt zu folgen (beispielsweise den Tisch zu bewegen, um
das Objekt im Zentrum zu halten). Zusätzlich kann die Steuerlogik Änderungen
dazu verwendet werden, um die Größe und Dosis
der Röntgenstrahlen
zu ändern
(beispielsweise kollimieren, um die Größe des Bildes zu verringern
und damit die Dosis für
den Patienten).
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In
einer Ausführungsform,
werden Darstellungsverfahren verwendet, um das Objekt hervorzuheben
und um es von der umgebenden Anatomie zu unterscheiden (beispielsweise
unter Verwendung einer Farbe, um einen Kathederspitze zu bezeichnen und
eine andere um die Gefäßwände darzustellen).
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Die
Rüstungs-
und Transportindustrie haben neue Technologien hervorgebracht, die
die Identifizierung von sowohl beweglichen als auch feststehenden
Objekten betreffen in digitalen Bildern betreffen. Derartige Verbesserungen
habe ihren Weg in die Massenmedien gemacht, wo in Echtzeit sich
schnell bewegende Objekte (beispielsweise ein Hockeypuck) nach verfolgt
werden und durch Farbe verstärkt werden,
sodass der Betrachter dem Objekt besser folgen kann. In der Medizinindustrie,
wurde die computerunterstützte
Detektion zur Lokalisierung von Brustkrebs demonstriert – obwohl
eine derartige Detektion eher Offline als in Echtzeit erfolgt. Da
Röntgenbilder
heutzutage in hochaufgelöstem
digitalen Format erzeugt werden, gibt es eine Gelegenheit, die Informationen
in digitalen Bildern als Eingabe für ein Röntgensystem zu verwenden und
zu ermöglichen dieses
in seinem Betriebsverhalten zu ändern.
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Die
potentiellen Vorteile der Verwendung der automatischen Bilddaten-Rückkopplung
und Steuerung, wie vorstehend beschrieben, enthält schnellere Prozesse, weniger
Bedienereinschreiten während
eines Röntgenprozesses
und geringere Dosis für
die Bediener und Patienten.
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In
einer Ausführungsform,
folgt das Röntgen-Kontrollsystem 120 automatisch
der Spitze eines Katheders, während
der Arzt diesen in ein Bein während
eines Embolisierungs-Prozesses
einführt. Die
Kathederspitze kann genau in dem Bild zentriert werden oder diese
kann in einer bestimmten Entfernung von der Kante des Bildes positioniert
werden. Durch die Verwendung der Bilddaten-Rückkopplung ist die Anzahl,
die Größe und die
Dauer des Röntgenbildes
verringert.
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In
einer zweiten Ausführungsform
folgt das Röntgen-Kontrollsystem 120 automatisch
einem Kontrast, der in einen Körper
injiziert wurde, während dieser
durch die Blutgefäße einer
Hauptarterie fließt. In
einer derartigen Ausführungsform
wird die Größe des Bildes
aufrechterhalten und als ein Ergebnis wird die Bestrahlungsdosis
für den
Patienten begrenzt. In einer derartigen Ausführungsform ist die Anzahl und Größe der Bilder
verringert, die benötigt
werden, indem die Information über
den Ort des Bolus als Eingabe in das Röntgen-Kontrollsystem 120 gegeben wird.
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In
einer dritten Ausführungsform,
verstärkt das
Röntgensystem 100 die
Anti-Kollisionstechniken in der Röntgen-Fluoreszenz durch Erkennen der Haut,
der Organe oder Knochen in dem Röntgenbild, und
verwendet anatomische Beziehungen, um Kollisionen zu vermeiden.
Ein derartiger Ansatz erlaubt es eine kleinere Entfernung zwischen
dem Patienten und dem Detektor aufrechtzuerhalten, speziell während der
vorstehend beschriebenen automatischen Nachverfolgung.
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In
einer vierten Ausführungsform ändert das Röntgensystem 100 die
Farbe einer Kathederspitze während
diese eingeführt
wird, sodass ein Bediener diese leichter lokalisieren kann.
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Ein
Vorteil des Röntgensystems 100 ist,
dass ein Bediener oder Kontrollsystem interaktiv die Position der
nächsten
Röntgenbestrahlung
auf der Basis von Bild-Informationen auswählen kann, die in vorherigen
Röntgenbestrahlungen
enthalten sind. Zusätzlich,
ermittelt das vorliegende Röntgen-Kontrollsystem
genauer den Ort eines Röntgenstrahls,
der zu einer geringeren Strahlungsdosis führt. In einer Ausführungsform
wird die Verwendung der Röntgen- Fluoreszenz komplett
eliminiert. Darüber
hinaus schafft die genaue Ortung der Röntgenbestrahlung eine Gelegenheit,
um den Bildausschnitt (field of view: FOV) zu verkleinern, der die
Röntgenbestrahlung
weiter reduziert, und gleichzeitig die Bildqualität erhöht.
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Das
Röntgensystem 100 schafft
folglich verschiedene übergreifende
Vorteile. Es liegt eine Reduzierung der totalen Strahlungsdosis
für die
Bediener und die Patienten vor, wenn weniger Röntgen-Fluoreszenz verwendet
wird. Die genaue Ortung der nächsten
Röntgenbestrahlung
ergibt ein schnelleres Röntgenmedizinisches
Verfahren und reduziert ebenfalls die gesamte Strahlungsdosis für die Patienten
und Bediener. Letztendlich wird durch die Verwendung kleinerer Bildausschnitte
(FOVs) innerhalb des Röntgenmedizinischen
Verfahrens, die Bildqualität
des Röntgensystems 100 gesteigert,
während
die Bestrahlungsdosis verringert wird.