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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bestimmungsverfahren für die Scanbedingungen
eines tomographischen Bildes, ein tomographisches Bildgebungsverfahren
und eine Röntgenstrahlen-CT-(Computertomographie)-Vorrichtung
und insbesondere ein Bestimmungsverfahren für die Scanbedingungen eines
tomographischen Bildes, ein tomographisches Bildgebungsverfahren
und eine Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung,
die eine Bestrahlungsdosis ohne Über-
oder Unterschreitung in Bezug auf einen zulässigen Wert des Bildrauschens
bestimmen kann.
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1 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines konventionellen Bestimmungsprozess
der Röntgenstrahlendosis
in einer CT-Vorrichtung zeigt, die einen einzelnen Detektor aufweist,
beispielsweise einen Detektor, der eine Detektorzeile aufweist.
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In
Schritt SU1 wird eine Vorab- oder Scout-Bildgebung in zwei orthogonalen
Richtungen durchgeführt,
um ein Bild in der sagitalen und einer coronalen Ebene zu erzeugen.
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In
Schritt SU2 werden eine Röhrenspannung,
eine Schichtdicke und eine Rekonstruktionsfunktion ausgewählt.
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In
Schritt SU3 wird eine Scan-Position (Schichtposition) in der tomographischen
Röntgen-Bildgebung
in Bezug auf die Scout-Bilder bestimmt.
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In
Schritt SU4 wird eine Standartabweichung SDσ
Pixel eines
Bildes SD unter der Annahme, dass der Wirkungsquerschnitt des Objektes
kreisförmig berechnet
wird auf der Basis einer projizierten Fläche S
Objekt bei
der Bildgebung eines Objektes bei vorgegebenen Bildgebungs-Bedingungen,
einer vorgegebenen Röntgenstrahlen-Dosis
default_mAs (die ein Produkt aus den Röhrenstrom und der Emissionszeit ist)
und einer Schichtdicke Th, wie folgt:
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Die
Standartabweichung SDσPixel wird als ein Wert des Bildrauschens,
der im Sinne der Erfindung mit Bildrauschwert bezeichnet wird, betrachtet.
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Die
projizierte Fläche
SObjekt ist grob aus den sagitalen und coronalen
Ebenen-Bildern ermittelt.
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In
Schritt SU5 wird die Standardabweichung SDσPixel entsprechend
dem Abschwächungsverhältnis zwischen
den Bildern der sagitalen und der coronalen Ebenenbilder korrigiert,
um eine Standardabweichung SDσ'Pixel entsprechend
der aktuellen Querschnittsgestalt des Objektes zu erhalten.
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In
Schritt SU6 wird ein zulässiger
oder erlaubter Wert SDσZiel für
die Standardabweichung (Bildrauschwert) des Bildes SD eingegeben.
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In
Schritt SU7 wird eine Röntgendosis Scan_mAs
für jede
Schicht berechnet, die die Standardabweichung SDσ
Ziel erfüllt stellt,
wie nachfolgend aufgeführt
ist:
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as
zugrunde liegende Prinzip des Bestimmungsprozesses der Röntgendosis,
entsprechend dem vorstehend diskutierten, ist beispielsweise in
der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung Nr. H11-104121 offen
gelegt.
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Kürzlich wurde
eine Technik entwickelt, die die Durchführung eines helikalen Scans
durch eine Röntgen-CT-Vorrichtung
durchführt,
die einen Multidetektor aufweist, beispielsweise einen Detektor,
der mehrere parallel angeordnete Detektorreihen aufweist, und der
die gewichteten Daten der jeweiligen Schichten (Vielfachschichten),
die zu den Vielfachschichten der Detektors gehören, zu Bildrekonstruktion
kombiniert, um dadurch die erhebliche Schichtdicke oder Bilddicke
zu steigern. Das bedeutet, auch wenn die Röntgenstrahlbreite verringert
wird, kann ein tomographisches Röntgenbild
mit einer großen Bilddicke
oder Bildtiefe durch Verwendung einer ausgedehnten Reichweite der
Daten bei der Bildrekonstruktion erhalten werden (beispielsweise
durch Steigern der Anzahl der Drehungen der Röntgenröhre und des Vielfachdetektors
auf mehr als Eins). In diesem Fall kann die Röntgendosis, die verlangt ist,
um ein tomographisches Röntgenbild
mit demselben Bildrauschwert zu erhalten, im Vergleich zu der durch eine
Drehung erhaltenen, verringert werden.
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Da
die Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung,
die den Vielfachdetektor enthält,
jedoch immer noch den Bestimmungsprozess der Röntgendosis für ein konventionelles
Einzelschicht-CT (siehe 1) enthält, ist das gegenwärtige Bildrauschniveau
größer oder kleiner
als der erlaubte Bildrauschwert bei einigen Scan-Bedingungen. Wenn
das gegenwärtige
Bidlrauschniveau größer ist
als der zulässige
Wert, kann die verlangte Bildqualität nicht erreicht werden, und wenn
das aktuelle Rauschniveau kleiner ist, ist die Röntgendosis unnötig groß. Das Dokument 05-A-5485484
offenbart ein Verfahren zur Modulation des Röntgenröhrenstroms während des
CT-Scannens.
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KURZE ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER
ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung ein Bestimmungsverfahren für die Scan-Bedingungen
eines tomographischen Bildes, ein tomographisches Bildgebungsverfahren
und eine Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
zu schaffen, die eine Strahlungsdosis bestimmen können, ohne Überschreitung
oder Unterschreitung bezogen auf einen erlaubten Wert des Bildrauschens
bei der Durchführung
eines helikalen Scans mittels einer CT-Vorrichtung, die einen Multidetektor
aufweist. Die Erfindung ist in dem nachfolgenden Anspruchssatz definiert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Bestimmungsverfahren für die Scan-Bedingungen
eines tomographischen Bildes geschaffen, das eine Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
verwendet, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist:
vorläufiges
Bestimmen einer Strahlungsdosis beim Erhalten des tomographischen
Bildes durch das Einzelschicht-CT
unter Verwendung eines Bestimmungsalgorithmus für eine Einzelschicht-CT-Strahlungsdosis,
wenn ein tomographisches Bild mit einer Bilddicke durch einen helikalen Scan
mittels einer CT-Vorrichtung erzeugt werden soll, die einen Vielfachdetektor
mit mehreren parallel angeordneten Detektorreihen aufweist, Korrigierender
Strahlungsdosis so, dass ein Bildrauschewert des tomographischen
Bildes, das durch die Durchführung
des helikalen Scans erhalten wird, einen erlaubten Wert nicht über- oder
unterschreitet, und Bestimmen der tomographischen Bildgebungs-Scan-Bedingungen
angemessen für
die korrigierte Strahlungsdosis.
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In
dem Bestimmungsverfahren für
die Scan-Bedingungen eines tomographischen Bildes eines ersten Aspekts,
wird eine Strahlungsdosis, die vorläufig bestimmt wird, um ein
tomographisches Bild zu erhalten, das eine bestimmte Bilddicke aufweist, so
korrigiert, dass ein Wert des Bildrauschens des tomographischen
Bildes, das durch die Durchführung eines
heleikalen Scans erhalten ist, bezüglich eines erlaubten Wertes
nicht über-
oder unterschritten wird. Deshalb kann eine minimale Strahlungsdosis,
die den Anforderungen an den Wert des Bildrauschens genügt, genau
berechnet werden.
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Folglich
kann der Nachteil, dass die verlangte Bildqualität auf Grund unzureichender
Strahlungsdosis nicht erreicht werden kann, vermieden werden und
ein Objekt kann vor einer unnötigen
Strahlenbelastung auf Grund einer überschrittenen Strahlungsdosis
bewahrt werden. Darüber
hinaus ist die Komplexität
für den
menschlichen Bediener reduziert, da die am besten geeignete Strahlungsdosis
automatisch oder halbautomatisch bestimmt werden kann.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Bestimmungsverfahren für die Scan-Bedingungen
eines tomographischen Bildes geschaffen, das die folgenden Schritte
aufweist: Auswählen
einer Bilddicke eines tomographischen Bildes, das durch einen helikalen
Scan durch eine CT-Vorrichtung erzeugt wird, die einen Vielfachdetektor
mit mehreren parallel angeordneten Detektorreihen aufweist, vorläufiges Bestimmen
einer Strahlungsdosis, indem das tomographische Bild mit der Bilddicke
durch ein Einzelschicht-CT unter Verwendung eines Bestimmungsalgorithmus
für eine
Einzelschicht-CT-Strahlungsdosis erhalten wird, Auswählen der
Scan-Bedingungen des durchzuführenden
helikalen Scans, Korrigieren der vorläufigen bestimmten Strahlungsdosis,
um eine Strahlungsdosis so zu bestimmen, dass ein Bildrauschwert
des mittels Durchführen
eines helikalen Scans bei den Scan-Bedingungen erhaltenen tomographischen
Bildes, bezogen auf den zulässigen
Wert nicht über-
oder unterschritten wird, und Bestimmen der tomographischen Bildgebungs-Scan-Bedingungen,
die für
die korrigierte Strahlungsdosis geeignet oder angepasst sind.
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Das
Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der tomographischen Bildgebung
des zweiten Aspekts erreicht denselben Effekte wie das Bestimmungsverfahren
der Scan-Bedingungen der tomographischen Bildgebung des ersten Aspekts.
Darüber
hinaus kann die Bilddicke eines tomographischen Bildes, das erzeugt
werden soll, ausgewählt werden.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen
der tomographischen Bildgebung des zweiten Aspekts wie in dem ersten
und zweiten Aspekt geschaffen, das den Schritt der bevorzugten Spezifizierung
entweder eines elektrischen Stroms, der an die emittierende Quelle
angelegt wird, oder einer Emissionszeit aufweist, um Strahlung mit
der korrigierten Bestrahlungsdosis zu emittieren.
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In
dem Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der tomographischen
Bildgebung des dritten Aspekts kann die emittierende Quelle vor Überlast
bewahrt werden, wenn der elektrische Strom, der an die emittierende
Quelle angelegt wird, bevorzugt spezifiziert ist. Wenn die Emissionszeit
bevorzugt spezifiziert ist, kann die Scan-Zeit unter Berücksichtigung
einer Auswirkung der Körperbewegung
des Objekts auf die Bildqualität
angepasst werden, usw.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung, wird ein Bestimmungsverfahren der
Scan-Bedingungen der tomographischen Bildgebung des dritten Aspekts
geschaffen, das den Schritt der Anpassung der Bilddicke durch Ändern mindestens
einer Gewichtungsfunktion aufweist, durch Kombinieren der Daten der
Reihen des Vielfachdetektors, einer Strahlungsbreite und einer Bewegungsgeschwindigkeit
eines Bildgebungstisches zum Plazieren eines Objektes für die Bildrekonstruktion.
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In
dem Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der tomographischen
Bildgebung des vierten Aspekts kann die Bilddicke angepasst werden,
wenn eine Gewichtungsfunktion zur Bildrekonstruktion nur durch einen
Berechnungsprozess ohne mechanische Kontrolle geändert wird. Wenn die Strahlungsbreite
verändert
wird, kann die Bilddicke angepasst werden, indem beispielsweise
die Öffnungsbreite
einer Kollimatorapertur gesteuert wird. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit
eines Bildgebungstisches verändert
wird, kann die Bilddicke durch Steuern einer Ansteuereinrichtung
des Bildgebungstisches angepasst werden.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der Erfindung wird ein Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen
der tomographischen Bildgebung wie dieses in einem der ersten bis
vierten Aspekte betrachtet wurde, das den Schritt der Korrektur
der Strahlungsdosis mit einem Dosiskorrekturfaktor auf der Basis
eines Bezugswertes aufweist, wobei der Bezugswert eine Strahlungsdosis
beim Durchführen
eines axialen Scans mit einer Schichtdicke ist, die gleich der Bilddicke
ist.
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In
dem Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der tomographischen
Bildgebung des fünften
Aspekts wird die Strahlungsdosis mit einem Korrekturfaktor auf der
Basis einer Strahlungsdosis eines axialen Scans korrigiert. Deshalb
kann eine Strahlungsdosis, die für
die Scan-Bedingungen geeignet oder angepasst ist, durch eine einfache
Berechnung berechnet werden.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der Erfindung wird ein tomographischen Bildgebungsverfahren
geschaffen, das den Schritt der Erzeugung eines tomographischen
Bildes aufweist, indem ein helikaler Scan bei Scan-Bedingungen der
tomographischen Bildgebung durchgeführt wird, die durch das vorstehende
Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der tomographischen Bildgebung,
wie dies bezogen auf einen der ersten bis fünften Aspekte beschrieben wurde,
bestimmt wurden.
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In
dem tomographischen Bildgebungverfahren des sechsten Aspekts wird
ein tomographisches Bild unter Verwendung der tomographischen Scan-Bedingungen,
die durch das vorstehende Bestimmungsverfahren der tomographischen
Scan-Bedingungen bestimmt wurde, erzeugt. Deshalb kann ein tomographisches
Bild mit der verlangten Bildqualität durch eine minimale Bestrahlung
erhalten werden.
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Gemäß einem
siebenten Aspekt der Erfindung wird ein Bestimmungsverfahren der
Scan-Bedingungen der tomographischen Bildgebung geschaffen, das
die folgenden Schritte aufweist: vorläufiges Bestimmen einer Röntgendosis
beim Erhalten des tomographischen Röntgenbildes durch ein Eizelschicht-CT
unter Verwendung eines Bestimmungsalgorithmus für ein Einzelschicht-CT, wenn
ein tomographisches Bild mit einer Bilddicke mittels eines helikalen
Scan durch eine CT-Vorrichtung erzeugt werden soll, die einen Vielfachdetektor
mit mehreren parallel angeordneten Detektorreihen aufweist, Auswählen der
Scan-Bedingungen für
den helikalen Scan, der durchgeführt werden
soll, Korrigieren der Röntgenstrahlendosis
einer Röntgenstrahlendosis so,
dass ein Wert des Bildrauschens des tomographischen Bildes, das
durch die Durchführung
des helikalen Scans erhalten wird, einen erlaubten Wert nicht über- oder
unterschreitet, und Bestimmen der tomographischen Bildgebungs-Scan-Bedingungen,
die für die
korrigierte Strahlungsdosis geeignet sind.
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In
dem Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der tomographischen
Bildgebung des siebenten Aspekts kann ein Nachteil überwunden
werden, dass die Bildqualität
eines tomographischen Röntgenbildes
auf Grund einer unzureichenden Strahlungsdosis extrem herabgesetzt
wird, den Schritt der bevorzugten Spezifizierung entweder des Röntgenröhrenstroms
oder einer Emissionszeit, um Röntgenstrahlen
mit der korrigierten Strahlendosis zu emittieren, und ein Objekt
kann vor unnötiger
Bestrahlung auf Grund einer überschrittenen
Röntgendosis
bewahrt werden.
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Gemäß einem
achten Aspekt der Erfindung wird ein Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen
der tomographischen Bildgebung, wie dies im siebenten Aspekt beschrieben
wurde, geschaffen, das den Schritt der bevorzugten Spezifizierung
entweder des Röntgenröhrenstroms
oder einer Emissionszeit aufweist, um einen Röntgenstrahl mit der korrigierten
Röntgendosis
zu emittieren.
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In
dem Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der tomographischen
Bildgebung des achten Aspekts kann die Röntgenröhre vor der Überlast
und dem Herabsetzten der Lebensdauer bewahrt werden, wenn der Röntgenröhrenstrom
bevorzugt spezifiziert wird. Wenn die Emissionszeit bevorzugt spezifiziert
ist, kann die Scan-Zeit unter Beachtung einer Wirkung der Körperbewegung
des Objekts auf die Bildqualität
angepasst werden, usw..
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Gemäß einem
neunten Aspekt der Erfindung, wird ein Bestimmungsverfahren der
Scan-Bedingungen der tomographischen Bildgebung geschaffen, wie
dies in Bezug auf den siebenten oder achten Aspekt beschrieben wurde,
das den Schritt der Korrektur der Röntgenstrahlendosis mit einem Korrekturfaktor
auf der Basis eines Referenzwertes aufweist, wobei der Referenzwert
eine Röntgstrahlendosis
ist, die eine Röntgstrahlendosis
beim Durchführen
eines axialen Scans mit einer Schichtdicke ist, die gleich der Bilddicke
ist.
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In
dem Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der tomographischen
Bildgebung des neunten Aspekts ist die Röntgendosis auf der Basis einer
Röntgendosis
in einem axialen Scan korrigiert. Deshalb kann eine Röntgenstrahlendosis
durch eine einfache Berechnung, die geeignet für die Scan-Bedingungen ist,
berechnet werden.
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Gemäß einem
zehnten Aspekt der Erfindung wird ein Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen
der tomographischen Bildgebung geschaffen, wie dies bezogen auf
den neunten Aspekt beschrieben wurde, dass die Schritte aufweist:
Erhalten eines Dosiskorrekturfaktors, der eine Röntgendosis durch einen Multiplikationsfaktor
auf der Basis eines Referenzwertes ausdrückt, wobei der Referenzwert
eine Röntgendosis
bei der Durchführung
eines axialen Scans durch ein Einzelschicht-CT auf einem Phantom
ist, das eine CT-Werte-Verteilung des Standardobjektes mit einer
Schichtdicke ist, die gleich einer gewünschten Bilddicke ist, wobei
die Röntgenstrahlendosis
eine Röntgenddosis
ist, zum Erhalten eines tomographischen Röntgenbildes durch einen helikalen
Scan ist, der einen Vielfach detektor mit einem Bildrauschwert verwendet,
der gleich dem in dem axialen Scan ist, und Korrigieren der Röntgenstrahlendosis
durch Multiplizieren der vorher bestimmten Röntgendosis durch den Röntgenstrahlenkorrekturfaktor.
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In
dem Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der tomographischen
Bildgebung des zehnten Aspekts, wird die Röntgenstrahlendosis mit einer
Dosiskorrekturfunktion auf der Basis einer Röntgendosis korrigiert, indem
ein axialer Scan auf einem Phantom durchgeführt wird. Deshalb kann eine
Röntgenstrahlendosis,
die für
die Bildgebungs eines Objektes geeignet ist, mit guter Genauigkeit berechnet
werden.
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Gemäß einem
elften Aspekt der Erfindung wird ein tomographisches Bildgebungsverfahren
geschaffen, das den Schritt des Erzeugens eines tomographischen
Röntgenbildes
aufweist, indem ein helikaler Scan unter tomographischen Scan-Bedingungen
durchgeführt
wird, die durch das Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen der
tomographischen Bildgebung bestimmt wurden, wie dies in einem der
Aspekte sieben bis zehn beschrieben ist.
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In
dem tomographischen Bildgebungsverfahren des elften Aspekts wird
ein tomographisches Röntgenbild
unter Verwendung der Scan-Bedingungen der tomographischen Bildegebung
erzeugt, die durch das vorstehende Bestimmungsverfahren der Scan-Bedingungen
der tomographischen Bildgebung bestimmt sind. Deshalb kann ein tomographisches Bild
mit der verlangten Bildqualität
durch eine minimale Bestrahlung erhalten werden.
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Gemäß einem
zwölften
Aspekt der Erfindung wird eine Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
geschaffen, die aufweist: eine Röntgenröhre zum
emittieren von Röntgenstrahlen,
einen Viel fachdetektor, der mehrere parallel angeordnete Detektorreihen
aufweist, eine Einrichtung zum Ermitteln einer vorläufigen Röntgenstrahlendosis,
wenn ein tomographisches Röntgenbild
mit der Bilddicke erzeugt wird, die mittels eines helikalen Scans
unter Verwendung des Vielfachdetektors erzeugt wird, wobei vorläufig eine Röntgenstrahlendosis
durch Erhalten des tomographischen Röntgenbildes durch das Einzelschicht-CT unter
Verwendung eines Bestimmungsalgorithmus einer Einzelschicht-CT-Röntgendosis
bestimmt wird, eine Korrektureinrichtung der Röntgenstrahlendosis zum Korrigieren
der vorläufig
ermittelten Röntgenstrahlendosis
so, dass ein Wert des Bildrauschens des tomographischen Röntgenbildes,
das durch die Durchführung
eines helikalen Scan erhalten wird, nicht überschreitend oder unterschreitend
bezogen auf einen erlaubten Wert erfolgt, und Scan-Steuerseinrichtung
zum Durchführen
der Steuerung des helikalen Scans, die die korrigierte Röntgenstrahlendosis
bestätigt.
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In
der Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
des zwölften
Aspekts wird eine vorläufige
Röntgenstrahlendosis,
die so bestimmt ist, dass ein tomographisches Röntgenbild mit einer bestimmten
Bilddicke erhalten wird, so korrigiert, dass ein Wert des Bildrauschens
des tomographischen Röntgenbildes
nicht über-
oder unterschritten wird in Bezug auf einen erlaubten Wert. Deshalb
kann eine minimale Röntgendosis,
die eine Anforderung an einen Wert des Bildrauschens Zufrieden stellend
genau erfüllt,
berechnet werden, und ein helikaler Scan, der der Bedingung genügt, kann
durchgeführt
werden.
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Folglich
kann ein Nachteil, dass die verlangte Bildqualität auf Grund einer unzureichenden
Röntgenstrahlendosis
nicht erreicht werden kann, vermieden werden, und ein Objekt kann
vor unnötiger
Röntgenbestrahlung
auf Grund eines Überschreitens
der Röntgendosis
bewahrt werden.
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Gemäß einem
dreizehnten Aspekt der Erfindung wird eine Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
geschaffen, die aufweist: eine Röntgenröhre zum
Emittieren von Röntgenstrahlen,
einen Vielfachdetektor, der mehrere parallel angeordnete Detektorreihen aufweist,
eine Dickenauswahl-Einrichtung zum Auswählen der Bilddicke eines tomographischen
Röntgenbildes,
das durch einen helikalen Scan erzeugt werden soll, der einen Vielfachdetektor
verwendet, eine Röntgendosisbestimmungs-Einrichtung
zum Bestimmen einer vorläufigen
Röntgenstrahlendosis beim
Erhalten des tomographische Röntgenbild
mit der Bilddicke, die mittels eines helikalen Scans mittels des
Einzelschicht-CTs Vielfachdetektors erzeugt wird, eine vorläufige Bestimmung
eunter Verwendung eines Bestimmungsalgorithmus einer Einzelschicht-CT-Röntgendosis,
einer Scan-Bedingungesauswahl-Einrichtung zum Auswählen der
A'Scan-Bedingungen
für den
helikalen Scan, der durchgeführt werden
soll, einer KorrekturEinrichtung der Röntgenstrahlendosis zum Korrigieren
der vorläufig
ermittelten Röntgenstrahlendosis
auf eine Röntgenstrahlendosis
so, dass ein Wert des Bildrauschens des tomographischen Röntgenbildes,
das durch die Durchführung
eines helikalen Scan erhalten wurde, nicht bezogen auf einen erlaubten
Wert überschritten
oder unterschritten wird, und Scan-Steuer-Einrichtung zum Durchführen der
Steuerung des helikalen Scans, der die korrigierte Röntgenstrahlendosis
bestätigt.
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Die
Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
des dreizehnten Aspekts erreicht dieselben Effekte wie die Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung des zwölften Aspekts.
Darüber
hinaus kann die Bilddicke eines tomographischen Röntgensbildes,
das erzeugt werden soll, unter Verwendung der Bilddicken-Auswahleinrich tung
ausgewählt
werden. Darüber
hinaus können die
Scan-Bedingungen für
einen helikalen Scan unter Verwendung der Scan-Bedingungs-Auswahleinrichtung
ausgewählt
werden.
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Gemäß einem
vierzehnten Aspekt der Erfindung wird eine Röntgenstrahlen-CT-Einrichtung
geschaffen, die aufweist: eine Röntgenröhre zum
Emittieren von Röntgenstrahlen,
einen Vielfachdetektor mit mehreren parallel angeordneten Detektorreihen, eine
Dickenauswahleinrichtung zum Auswählen einer Bilddicke eines
tomographischen Röntgenbildes, das
durch einen helikalen Scan unter Verwendung des Vielfachdetektors
erzeugt werden soll, eine Bestimmungseinrichtung für die vorläufige Röntgenstrahlendosis
zum vorläufigen
Bestimmen einer Röntgenstrahlendosis
durch das Erhalten des tomographischen Röntgenbildes mit der Bilddicke
mittels eines Einzelschicht-CTs unter Verwendung eines Bestimmungsalgorithmus
der Einzelschicht-CT-Röntgenstrahlendosis,
einer Scan-Bedingsungs-Auswahleinrichtung zum Auswählen der
Scan-Bedingungen für
den durchzuführenden
helikalen Scan, eine Dosiskorrekturfaktortabelle zum Speichern eines
Dosiskorrekturfaktors für
jede Bilddicke und jede Scan-Bedingung, eine Dosiskorrektureinrichtung
zum Korrigieren der vorläufig
bestimmten Röntgenstrahlendosis
durch Lesen eines Dosiskorrekturfaktors, der zu der ausgewählten Bilddicke
und den Scan-Bedingungen aus der Korrekturfaktortabelle gehört, und
Multiplizieren mit dem vorläufig
bestimmten Röntgenstrahlendosiskorrekturfaktor,
und eine Scan-Steuereinrichtung zum Durchführen der Steuerung des helikalen
Scans, der in Übereinstimmung
mit der korrigierten Röntgenstrahlendosis
ist.
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Die
Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
des vierzehnten Aspekts erreicht dieselben Effekte wie die Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung des dreizehnten Aspekts.
Darüber
hinaus wird die Röntgenstrahlendosis
unter Verwendung eines Dosiskorrekturfaktors korrigiert, der aus
einer Dosiskorrekturfaktortabelle gelesen wird, die zu einer Schichtdicke
und den zu erreichenden Scan-Bedingungen gehört. Deshalb kann eine Strahlungsdosis
durch eine einfache Berechnung berechnet werden, die für die Scan-Bedingungen
geeignet ist.
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Gemäß einem
fünfzehnten
Aspekt der Erfindung wird eine Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
geschaffen, wie diese bezogen auf den vierzehnten Aspekt beschrieben
wurde, worin die Dosiskorrekturfaktortabelle zugehörig zu mehreren
Bilddicken erzeugt wird, die ausgewählt werden können, und
speichert einen Dosiskorrekturfaktor, der eine Röntgenstrahlendosis ausdrückt durch
einen Multiplikationsfaktor auf der Basis eines Referenzwertes,
wobei der Referenzwert eine Röntgenstrahlendosis
ist, zur Durchführung
eines axialen Scans durch ein Einzelschicht-CT auf einem Phantom,
der eine CT-Werte-Verteilung eines Standardobjektes mit einer Schichtdicke
imitiert, die gleich einer gewünschten Bilddicke
ist, wobei die Röntgendosis
eine Röntgenstrahlendosis
zum Erhalten eines tomographischen Röntgenbildes durch einen helikalen
Scan unter Verwendung des Vielfachdetektors mit einem Wert für das Bildrauschen
ist, der gleich dem in einem axialen Scan ist.
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In
der Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
des fünfzehnten
Aspekts wird die Röntgenstrahlendosis korrigiert
mit einem Dosiskorrekturfaktor auf der Basis einer Röntgenstrahlendosis
zur Durchführung
eines axialen Scans auf einem Phantom. Deshalb kann eine Röntgenstrahlendosis,
die zur Bildgebung eines Objektes geeignet ist, in guter Genauigkeit
berechnet werden.
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Gemäß einem
sechzehnten Aspekt der Erfindung wird eine Röntgentrahlen-CT-Vorrichtung
wie in Bezug auf den vierzehn ten oder den fünfzehnten Aspekt beschrieben,
worin die Dosiskorrekturfaktortabelle einen Dosiskorrekturfaktor
für jede
Bewegungsgeschwindigkeit eines Bildgebungstisches und einer Röntgenstrahlbreite
an einem Scan-Zentrum speichert.
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In
der Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
des sechzehnten Aspekts wird ein Dosiskorrekturfaktor in einer Dosiskorrekturtabelle
für jede
Bewegungsgeschwindigkeit einer Bildgebung zur einfachen Nutzung
und Bildgebungseffizienz weiter verbessert werden. Deshalb kann
eine klinische Nutzung und Bildgebugnseffizienz weiter verbessert
werden.
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Gemäß dem Bestimmungsverfahren
der Scan-Bedingungen für
die tomographische Bildgebung und dem tomographischen Bildgebungsverfahrens
der vorliegenden Erfindung, wird die Bestrahlungsdosis eines Objektes
auf ein Minimum reduziert, das einen Erwartungswert für das Bildrauschen erfüllt. Deshalb
kann der Nachteil, dass das Objekt mehr als notwendig bestrahlt
wird, vermieden werden.
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Darüber hinaus
kann gemäß die Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung ein tomographisches Röntgenbild, das eine Werteanforderung
an das Bildrauschen erfüllt,
mit einer minimalen Röntgenstrahlendosis
erhalten werden. Deshalb kann die Sicherheit zusätzlich verbessert werden.
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Weiter
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
deutlich, wie die die in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt
sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Ablaufdiagramm eines Beispiels eines konventionellen Bestimmungsprozesses der
Röntgenstrahlendosis;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die eine Röntgenstrahlenröhre, einen
Kollimator und einen Vielfachdetektor darstellt;
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4 ist
ein beispielhaftes Diagramm, das den Inhalt einer Dosiskorrekturfaktor-Tabelle
darstellt;
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5 ist
ein Ablaufdiagramm eines tomographischen Röntgenstrahlen-Bildgebungsprozsses durch
die Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung von 2.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend genauer in Bezug auf die
Ausführungsformen
beschrieben, die in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt sind.
Es sollte bemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
diese beschränkt
ist.
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2 ist
ein Blockdiagramm einer Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung 100 weist
eine Bedienerkonsole 1, einen Bildgebungstisch 10 und
eine Scan-Gantry 20 auf.
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Die
Bedienerkonsole 1 weist eine Eingabeeinrichtung 2 zum
Empfangen eines Befehls oder einer Informationseingabe auf, die
durch einen menschlichen Bediener unterstützt wird, eine zentrale Bearbeitungsvorrichtung 3 zum
Ausführen
eines Röntgenstrahlen-Bildgebungsprozesses,
einschließlich
eines Prozesses zum vorläufigen
Bestimmen einer Röntgenstrahlendosis,
die für
den helikalen Scan verlangt wird, einer Steuerschnittstelle 4 zum
Austauschen eines Steuersignals und Ähnlichem mit dem Bildgebungstisch 10 und
einer Scan-Gantry 20, eines Datenaufnahme-Buffers 5 zum
Aufnehmen der Daten, die durch die Scan-Gantry 20 aufgenommen werden,
eines CRT 6, der ein tomographisches Röntgenbild darstellt, das aus
den Daten rekonstruiert ist, einer Speichereinrichtung 7 zum
Speichern eines Programms, von Daten und eines tomographischen Bildes
und einer Dosiskorrekturfaktortabelle 8 zum Speichern der
Dosiskorrekturfaktoren, um die vorläufig bestimmte Röntgenstrahlendosis
zu korrigieren.
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Die
Scan-Gantry 20 weist eine Röntgenröhre 21, einen Röntgen-Kontroller 22,
einen Kollimator 23, einen Kollimator-Kontroller 24, einen Dreh-Kotroller 26 zum
Drehen der Röntgenröhre 21 und Ähnlichem um
ein Scan-Zentrum (das mit SC in 3 bezeichnet
ist), einen Vielfachdetektor 27 mit vier Reihen von parallel
angeordneten Detektoren und einem Datenaufnahme-Abschnitt 28 zum
Aufnehmen von Daten, die aus dem Vielfachdetektor 27 extrahiert
werden.
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3 ist
eine schematische Ansicht, die die Röntgenröhre 21, den Kollimator 23 und
den Vielfachdetektor 27 darstellt.
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Ein
Röntgenstrahl
Io, der von der Röntgensröhre 21 emittiert
wird, wird als ein flacher Röntgenstrahl
Xr gebildet, nachdem er durch eine Apertur S des Kollimators 23 getreten
ist, und trifft auf die erste bis zur vierten Detektorreihe 27A–27D des
Vielfachdetektors.
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Die Öffnungsbreite
und Position der Apertur S des Kollimators 23 werden durch
den Kollimator-Kontroller 23 auf der Basis einer Anweisung
von der zentralen Bearbeitungs-Vorrichtung 3 eingestellt.
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Die
Breite des Röntgenstrahls
Xr am Scan-Zentrum SC wird als Röntgenstrahlenbreite
Xo bezeichnet. Die Breite eines Bereiches der Röntgenstrahlenbreite Xo, die
auf die erste Detektorreihe 27A trifft, ist eine erste
Schichtdicke Ao; die Breite des Bereiches, der auf die zweite Detektorreihe 27B trifft,
ist eine zweite Schichtdicke Bo, die Breite eines Bereiches, der
auf die dritte Detektorreihe 27C trifft, ist die dritte
Schichtdicke Co und die Breite eines Bereiches, der auf die vierte
Detektorreihe 27D trifft, ist die vierte Schichtdicke Do.
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4 ist
ein beispielhaftes Diagramm, das den Inhalt der Dosiskorrekturtabelle 8 darstellt.
Die dargestellte Tabelle gehört
zu einer Bilddicke von IT = 5 mm. Die Faktoren für anderen Bilddicken IT, die ausgewählt werden
können,
werden im gleichen Format gespeichert.
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In
der Tabelle 8 wird ein Dosiskorrekturfaktor im Voraus für jede Bewegungsgeschwindigkeit [mm/Drehung]
der Bildgebungs-Tabelle 10 und der Röntgenstrahlbreite Xo [mm] an
dem Scan-Zentrum SC gespeichert. Der Dosis Korrekturfaktor drückt eine
Röntgenstrahlendosis
durch einen Multiplikationsfaktor auf der Basis eines Referenzwertes
aus, worin der Referenzwert eine Röntgenstrahlendosis bei der
Durchführung
eines axialen Scans durch ein Einzelschicht-CT an einem Phantom
ist, das eine Bildgebungs-CT-Werte-Verteilung eines Standardobjektes
mit einer Schichtdicke Th = IT nachempfindet, und die Röntgenstrahlendosis
ist eine Röntgenstrahlendosis
zum Erhalten eines tomographischen Röntgenbildes durch einen helikalen
Scan mit einer Bilddicke IT, die der Vielfachdetektor 27 verwendet,
um einen Wert für
das Bildrauschen zu haben, der gleich dem in einem axialen Scan
ist.
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Allgemein
gilt, dass wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Bildgebugnstabelle 10 kleiner
wird (beispielsweise wenn Nr. in 4 kleiner
wird), die Bildqualität
des tomographischen Röntgenbildes
verbessert wird. Auf der anderen Seite, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit
des Bildgebungstisches 10 größer wird, (beispielsweise bei
Nr. in 4 größer wird),
verringert sich die Emissionszeit.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen tomographischen Bildgebungsprozess
der Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung 100 von 2 darstellt.
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In
Schritt ST1 wählt
der Bediener eine Bilddicke IT aus. Beispielsweise wird eine Bilddicke
IT von 5 mm ausgewählt.
Die Anpassung der Bilddicke IT wird beispielsweise durch Abwechseln
der Gewichtung für
die Kombination von Daten durchgeführt, die aus der ersten bis
zur vierten Detekotrreihe
27A–
27D extrahiert werden,
der Röntgenstrahlbreite
Xo an dem Scan-Zentrum SC und der Bewegungsgeschwindigkeit der Bildgebungstabelle
10.
Eine Technik zum Anpassen der Bilddicke durch Abwechseln einer Gewichtungsfunktion
zur Verwendung beim Interpolieren der aufgenommenen Daten durch
eine Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung,
die einen Vielfachdetektor aufweist, ist beispielsweise in der
japanischen offen gelegten Patentanmeldung
H9-238935 offenbart.
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In
Schritt ST2 wird eine Röntgenstrahlendosis
scan_mAs zum Erhalten eines tomographischen Rötngenstrahlenbildes mittels
Durchführen
eines axialen Scans vorläufig
bestimmt, um die selbe Schichtdicke wie die Bildschichtdicke IT
mit einem gewünschten
Wert für
das Bildrauschen auf der Basis eines Bestimmungsalgorithmus für eine Einzelschicht-CT-Rötngendosis
zu haben, beispielsweise den Bestimmungsprozess für die Röntgendosis,
der vorstehend in Bezug auf 1 beschrieben
wurde. Beispielsweise wird die Röntgenstrahlendosis
als scan_mAs = 200 [mAs] vorläufig
bestimmt.
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In
Schritt ST3 wählt
der Bediener ein Scan-Protokoll für einen helikalen Scan aus,
um durchgeführt
zu werden. Beispielsweise wird eine Bewegungsgeschwindigkeit für die Bildgebungstabelle
von 10 von 7.5 [mm/Drehung] und einer Röntgenstrahlbreite Xo von 2.5
[mm] ausgewählt.
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In
Schritt ST4 wird eine Dosiskorrekturfaktor, der zu der Tisch-Bewegungsgeschwindigkeit
gehört und
der Röntgenstrahlbreite
Xo aus einer Dosiskorrekturfaktortabelle 8 ausgelesen,
die die ausgwählten
Bilddicke IT anpasst. In dem vorstehenden Beispiel wird ein Dosiskorrekturfaktor
von 0.68 ausgelesen, der zu Nr. 1 der Dosiskorrekturtabelle 8 von 4 gehört.
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In
Schritt ST5 wird die Röntgenstrahlendosis scan_mAs,
die in Schritt ST2 bestimmt ist, durch den Auslese-Dosis-Korrekturfaktor multipliziert,
um die Röntgenstrahlendosis
zu korrigieren. In dem vorstehenden Beispiel wird eine korrigierte
Röntgendosis scan_mAs
von 136 [mAs] aus der Röntgenstrahlendosis
200 [mAs] × 0.68
erhalten.
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In
Schritt ST6 spezifiziert der Bediener mindestens einen aus dem Röhrenstrom
und der Emissionszeit gemäß der korrigierten
Röntgendosis scan_mAs,
um die tomographischen Bildgebungs-Scan-Bedingungen zu bestimmen.
(Die Scan-Bedingungen können
ohne Eingabe durch den Bediener automatisch bestimmt werden). Beispielsweise
wenn der Röhrenstrom
zu 100 [mAs] spezifiziert ist, wird die Emissionszeit zu 1.36 [s]
bestimmt. Wenn die Emissionszeit zu 0.8 [s] bestimmt ist, wird der
Röhrenstrom
zu 170 [mAs] bestimmt. Wenn der Röhrenstrom bevorzugt spezifiziert
ist, wird die Röntgenröhre 21 sicherlich
davor bewahrt, überlastet
zu werden und in der Lebensdauer verkürzt zu werden. Wenn die Emissionszeit
bevorzugt spezifiziert ist, kann die Scan-Zeit unter Berücksichtigung
eines Effekts der Körperbewegung
auf die Bildqualität
angepasst werden, usw..
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In
Schritt ST7 wird ein helikaler Scan zur Bildgebung einer vordefinierten
Seite auf der Basis der bestimmten tomographischen Bildgebungs-Scan-Bedingungen
durchgeführt,
um ein tomographisches Rötngenstrahlenbild
mit einer Bilddicke IT zum Darstellen zu erzeugen.
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen Röntgenstrahlen-CT-Vorrichtung 100 wird
eine Dosis, die vorläufig
durch einen Bestimmungsalgorithmus für eine Einzelschicht-Dosis
so korri giert, dass der Wert für
das Bildrauschen des tomographischen Röntgenstrahlenbildes, das durch
einen helikalen Scan erhalten ist, nicht einen zulässigen Wert überschreitend oder
unterschreitend erhalten werden. Deshalb kann die Röntgenbestrahlung
eines Objektes auf ein Minimum reduziert werden.
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Viele
verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung können
konfiguriert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Es sollte klar geworden sein, dass die vorliegenden Erfindung
nicht auf die spezifischen Ausführungsformen,
die in der Beschreibung beschrieben wurden, beschränkt ist,
mit Ausnahme der in den nachfolgenden Ansprüchen definierten.
