EP4034175A1 - Simultane bilddarstellung von zwei unterschiedlichen funktionellen bereichen - Google Patents

Simultane bilddarstellung von zwei unterschiedlichen funktionellen bereichen

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Publication number
EP4034175A1
EP4034175A1 EP20804467.7A EP20804467A EP4034175A1 EP 4034175 A1 EP4034175 A1 EP 4034175A1 EP 20804467 A EP20804467 A EP 20804467A EP 4034175 A1 EP4034175 A1 EP 4034175A1
Authority
EP
European Patent Office
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ray
absorption
energy
contrast agent
image
Prior art date
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Pending
Application number
EP20804467.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Flohr
Gregor Jost
Hubertus Pietsch
Bernhard Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Siemens Healthineers AG
Original Assignee
Bayer AG
Siemens Healthcare GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG, Siemens Healthcare GmbH filed Critical Bayer AG
Publication of EP4034175A1 publication Critical patent/EP4034175A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
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    • A61K49/04—X-ray contrast preparations
    • A61K49/0409—Physical forms of mixtures of two different X-ray contrast-enhancing agents, containing at least one X-ray contrast-enhancing agent which is not a halogenated organic compound
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
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    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
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    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications

Definitions

  • the invention relates to an ensemble of at least two X-ray contrast media.
  • the invention also relates to an X-ray imaging method in which the ensemble mentioned is used at least two X-ray contrast media.
  • the invention also relates to an image reconstruction device.
  • the invention also relates to an X-ray imaging system.
  • the imaging methods are often based on the acquisition of X-rays, so-called projection measurement data being generated.
  • projection measurement data can be acquired with the aid of a computed tomography system (CT system).
  • CT system computed tomography system
  • contrast media are often used which are injected into the patient in order to increase the contrast of the image recording and thus to facilitate a diagnosis.
  • contrast agents is the representation of vessels using X-ray methods. X-ray procedures can be carried out with conventional systems, C-arm systems, angiography systems or CT systems. Conventionally, iodine is used as an X-ray contrast medium in such imaging.
  • chemo-embolization to treat liver tumors.
  • the remaining local blood flow in the tumor is displayed, also called perfusion.
  • the extent of the local blood flow to the tumor is a measure of the success of this procedure. That is, the lower the blood flow in the tumor area, the more effective the treatment.
  • chemo-embolization the administration of a chemotherapeutic agent is combined with a targeted clogging of arteries in the liver using small particles such as oily droplets.
  • the embolization material such as lipiodol, itself includes a contrast medium.
  • the contrast agent remains with the embolization agent in the liver area. If, in addition to showing the local blood flow after the embolization, a second contrast agent is given, the areas acted upon by the two contrast agents must be able to be shown separately from one another. If the iodine-based lipiodol is now used for embolization and iodine as a second contrast agent, separation is not possible, or only possible with difficulty, since the aforementioned contrast agents behave in the same way with regard to their absorption or their absorption spectrum.
  • One possibility of separating the two contrast media anyway is to use so-called subtraction techniques, in which a prior CT scan of a patient is generated after chemo-embolization, but before the intravenous contrast agent is administered, and from a CT scan, which takes place after administration of the intravenous contrast agent is subtracted, so that only the contrast agent administered intravenously remains visible in the pictorial representation.
  • subtraction techniques require Subtraction an exact registration of the image data in the recordings to compensate for patient movements.
  • the radiation dose for the patient is increased.
  • a contrast medium that is not based on iodine can also be used as a second contrast medium.
  • gadolinium is conventionally available. Gadolium has a K-edge of about 50 keV and behaves spectrally very similar to iodine, the K-edge of which is 33 keV, so that a two-material breakdown based on dual-energy imaging into an iodine image and a Gadoli nium image is very imprecise and is associated with very strong noise and very poor material separation, so that it cannot be used in clinical practice.
  • An improved separation of the image areas represented by the two contrast agents iodine and gadolinium can be achieved, for example, through CT images with more than two energies, for example through the use of photon-counting detectors.
  • CT images with more than two energies for example through the use of photon-counting detectors.
  • the simultaneous use of two contrast media is also used for the simultaneous display of the arterial phase and the venous or portal venous phase of a liver CT examination in separate images, which are calculated on the basis of CT data from a single CT image.
  • two different contrast media are injected with a time delay before the CT acquisition. It will a first contrast agent is injected so early that it has already reached the venous or portal venous phase at the time of the CT scan, and a second contrast agent is injected accordingly later so that it images the arterial phase at the time of the CT scan. In this application, too, it is necessary to be able to clearly distinguish the two contrast media from one another in the image recording.
  • the two conventionally available contrast media iodine and gadolinium
  • iodine and gadolinium are so similar in terms of their spectral absorption behavior that they cannot be easily separated from one another with dual-energy image recordings.
  • three decompositions of material are possible with the aid of CT systems with photon-counting detectors, the problems of increased noise and a necessary increase in the radiation dose for the patient also arise.
  • Simultaneous display with two contrast media is also necessary when determining lung perfusion while displaying lung ventilation at the same time.
  • the local blood flow in the lung parenchyma is imaged as a measure of the lung perfusion by intravenous administration of a first contrast agent and, at the same time, the lung ventilation is visualized by inhaling a second contrast agent.
  • a contrast medium to show the local blood flow to the lung parenchyma
  • xenon is used as a contrast medium to show the lung ventilation.
  • xenon behaves very similarly to iodine with regard to its spectral absorption behavior, so that a dual-energy CT image recording or a two-material separation into an iodine image and a xenon image based thereon does not provide any useful results.
  • the ensemble of X-ray contrast media has a first X-ray contrast media and a second X-ray contrast media.
  • the second X-ray contrast agent has an X-ray absorption whose change between at least two different X-ray photon energies differs significantly from the change in the X-ray absorption of the first contrast agent between the at least two different X-ray photon energies. It should be said that the absorption of X-ray contrast mean can change depending on the energy of the X-ray photons.
  • Conventional contrast media, such as iodine and gadolium show a very similar change behavior, so that they cannot be shown separately from one another.
  • two X-ray contrast media are to be combined with one another for a simultaneous image display, which show a different change behavior of their absorption depending on the energy of the irradiated X-ray photons and therefore with a multi-energy CT image recording, in particular with a dual-energy CT image recording, are distinguishable from one another.
  • “significant” is to be understood as meaning that the change in the absorption of the second X-ray contrast agent is less than half the change in the first X-ray contrast agent for the selected different X-ray photon energies.
  • the spectrally different behavior of the second contrast agent according to the invention can advantageously be used to display areas flooded by the second contrast agent separately from other image areas that are acted upon by the first contrast agent. This means that the two contrast agents can be clearly distinguished from one another in a common image recording. As a result, the accuracy of a simultaneous display of two different functional areas or two different functional processes in an examination area is improved compared to conventionally used contrast media.
  • an ensemble according to the invention is initially selected from at least two x-ray contrast media. Furthermore, raw X-ray data are recorded from an area of an examination subject through which a first X-ray contrast medium floods and from an area of the examination object through which a second X-ray contrast medium flows using a multi-energy recording method, preferably a dual-energy recording method.
  • a dual-energy CT image recording is associated with a lower noise effect than CT image recordings with a higher number of different energies or a higher number of simultaneous recordings with a different X-ray spectrum. Then he follows a material breakdown on the basis of the raw X-ray data with regard to the two X-ray contrast media.
  • the X-ray imaging method according to the invention can be carried out as a computer-implemented method on the basis of the recorded data.
  • material decomposition which is known in principle, it is assumed that an X-ray attenuation value measured by means of an X-ray image recording device can be described as a linear combination of X-ray attenuation values of so-called base materials with regard to said X-ray quantum energy distribution or X-ray photon energy.
  • Measured x-ray attenuation values result from the at least two raw data sets or image data sets reconstructed therefrom for different x-ray quantum energy distributions.
  • the material or base material are the two X-ray contrast media.
  • the X-ray attenuation of a base material as a function of the energy of the X-ray radiation is basically known or can be determined by previous measurements on phantoms and stored in the form of tables for retrieval as part of the material decomposition.
  • the result of the material breakdown is a spatial density distribution of the at least two mate rials, ie the X-ray contrast media according to the invention, from which the base material proportions or the base material combination can be determined for each volume element in the patient's body region to be imaged.
  • the material breakdown can either directly affect the raw data or be based on reconstructed image data.
  • at least two image data sets are generated on the basis of spectrally decomposed data, be it raw data or image data:
  • the at least two image data sets comprise a first image data set, which represents a first image area acted upon by the first contrast agent, and a second image data set, which represents a second image area which is preferably complementary to the first image area and which is acted upon by the second X-ray contrast medium.
  • the two image data sets include a first image data set, which is a represents a first image area acted upon by the first contrast agent, and a second image data set which represents a second image area acted upon by the second contrast agent.
  • areas acted upon by the first and second X-ray contrast media can be illustrated together in one image, for example by superimposing the two image data sets, the relative position of the different functional areas and the spatial separation or interfaces between these different areas are clearly visible.
  • a separate representation of the first and the second can also be used for the separate illustration of the different x-ray contrast agents or the structures or physical functions illustrated by them Image data set take place in two separate images.
  • the X-ray imaging method according to the invention enables a more precise simultaneous representation with two contrast media used at the same time.
  • the image reconstruction device has a determination unit for determining at least two different X-ray photon energies.
  • the at least two different X-ray photon energies are selected such that at these energies a first contrast agent differs significantly from a second contrast agent with regard to the change in X-ray absorption between the at least two different X-ray photon energies.
  • the choice of energy values can, for example, be based on stored energy-dependent absorption values chosen contrast agent.
  • the choice of energy values can be taken into account in the context of a multi-energy recording process when choosing the energies or mean energy values of the X-ray sources used for imaging. If counting detectors are used to detect the X-ray radiation, energy thresholds or intervals can be selected so that the energy values mentioned are included.
  • Part of the image reconstruction device is a raw data receiving unit for receiving raw x-ray data from an area of an examination subject flooded by the first contrast agent and from an area of the examination object flooded by the second contrast agent with the aid of a multi-energy recording method, preferably a dual Energy imaging procedure.
  • the image reconstruction device also comprises a decomposition unit for performing a material decomposition on the basis of the raw x-ray data with regard to the two x-ray contrast media.
  • the image reconstruction device also comprises a reconstruction unit for reconstructing at least two image data sets on the basis of the material breakdown.
  • the image data sets include a first image data set, which represents a first image area acted upon by the first x-ray contrast agent, and a second image data set, which represents a second image area acted upon by the second x-ray contrast agent.
  • the image reconstruction device shares the advantages of the X-ray imaging method according to the invention.
  • the X-ray imaging system according to the invention has an image reconstruction device according to the invention.
  • the X-ray imaging system according to the invention can preferably comprise a CT system.
  • the essential components of the image reconstruction device according to the invention can for the most part be in the form be formed by software components. This applies in particular to the decomposition unit and the reconstruction unit of the image reconstruction device according to the invention. In principle, however, these components can also be implemented in part, in particular when particularly fast calculations are concerned, in the form of software-supported hardware, for example FPGAs or the like.
  • the required interfaces for example when it is only a matter of transferring data from other software components, can be designed as software interfaces. However, they can also be designed as hardware-based interfaces that are controlled by suitable software.
  • a largely software-based implementation has the advantage that medical X-ray imaging systems or image reconstruction devices that have already been used can easily be retrofitted by a software update in order to work in the manner according to the invention.
  • the object is also achieved by a corresponding computer program product with a computer program that can be loaded directly into a memory device of an X-ray imaging system, with program sections to execute the software-realizable steps of the X-ray imaging method according to the invention when the program is in the X-ray imaging system is performed.
  • Such a computer program product can in addition to the computer program if necessary additional components such.
  • a computer-readable medium for example a memory stick, a hard drive or some other transportable or permanently installed data carrier, on which the program sections of the computer program that can be read and executed by a computer unit can be used are.
  • the Computer unit can, for. B. for this purpose have one or more cooperating microprocessors or the like.
  • the computer unit can, for example, be part of a terminal or a control device of an X-ray imaging system, such as a CT system, but it can also be part of a remotely positioned server system within a data transmission network that communicates with the X-ray imaging system.
  • the X-ray absorption of the first contrast agent is significantly different for the at least two X-ray photon energies and the X-ray absorption of the second contrast agent is not significantly different for the at least two X-ray photon energies.
  • the two X-ray contrast media according to the invention advantageously differ from one another with regard to their absorption behavior as a function of the photon energy. As already explained, this can be different Absorption behavior can be used to distinguish the two X-ray contrast media from one another during imaging.
  • the X-ray absorption of the second X-ray contrast medium is particularly preferably similar to the spectrum of the X-ray absorption of water or soft tissue.
  • the second contrast medium should have a stronger absorption than is the case with water or soft tissue.
  • the similarity should therefore not be related to absolute values of the absorption, but to the change in the absorption as a function of the X-ray photon energy. This is because water or soft tissue has a behavior that is independent of the photon energy in an energy range relevant for CT imaging and can therefore be easily separated from conventional contrast media such as iodine or gadolinium.
  • the first contrast agent has one of the following materials:
  • the second contrast agent is one of the following materials:
  • the materials selected for the second contrast agent all advantageously have a water-like absorption behavior. For this reason, partial areas of an examination area exposed to or flooded with the second contrast agent can easily be separated or shown separately from iodine-containing or gadolinium-containing areas.
  • this has a multi-energy imaging method, preferably a dual-energy imaging method, in which at least two different X-ray tube voltages, at which the change in absorption of the first and the second Contrast agent is significantly different.
  • At least two data sets of x-ray recordings with the at least two different x-ray tube voltages are recorded for the acquisition of a first raw data set and at least one second raw data set.
  • the material is then broken down on the basis of the at least two raw data records.
  • X-rays with different X-ray spectra are generated with the help of different X-ray tube voltages. These are used to generate at least two raw data sets which are used to separate different contrast media during imaging.
  • At least two x-ray recordings are carried out with the at least two different x-ray tube voltages.
  • raw x-ray data that were recorded with the help of a photon-counting detector in an energy-resolved manner are recorded, the energy thresholds of the photon-counting detector being set in such a way that the change in the absorption of the first contrast is reflected in the change in the The absorption of the second contrast means is significantly different.
  • the material is broken down on the basis of the energy-resolved raw data.
  • only the irradiation of an examination area with only a single X-ray tube is advantageously required, since the spectral separation of the X-ray radiation takes place in the detector.
  • the X-ray imaging method according to the invention preferably comprises one of the following CT imaging methods:
  • the above-mentioned examinations can advantageously be carried out using the X-ray imaging method according to the invention with a low radiation dose and improved image quality compared to the conventional procedure.
  • FIG. 1 shows a diagram which illustrates absorption values of the contrast by means of iodine and the material tungsten as a function of the tube voltage of an X-ray device
  • FIG. 2 shows a diagram which shows the absorption properties of the contrast agents iodine and tungsten as well as calcium and water as a function of the energy of the X-ray photons
  • FIG. 3 shows a flow chart which illustrates an X-ray imaging method according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an image reconstruction device according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a CT system according to an exemplary embodiment of the invention.
  • 1 shows a diagram 10 which illustrates absorption values I s of the contrast agent iodine I and the material tungsten W as a function of the tube voltage V of an X-ray device. While the X-ray absorption of iodine I decreases with increasing energy, the X-ray absorption of tungsten W changes only slightly with the energy.
  • FIG. 2 shows a diagram 20 which shows the absorption properties of the contrast agents iodine I and tungsten W and calcium Ca and water HO as a function of the energy E PH of the X-ray photons.
  • the mass absorption coefficient k is a function of the energy E PH of the X-ray photons.
  • the absorption of the contrast agent iodine I and the bone material calcium Ca decreases sharply in the ranges from 40 to 80 keV with increasing photon energy E PH. It should be noted that the absorption is shown logarithmically. In contrast, tungsten W behaves more like water HO.
  • the absorption for a first photon energy E (1) which is approximately 45 keV
  • the absorption for a second photon energy E (2) which is approximately 80 keV. Due to the very different behavior of tungsten W compared to calcium Ca, image areas which are exposed to tungsten W can easily be different from areas in which calcium Ca predominates, can be separated or represented separately.
  • FIG. 3 shows a flow diagram 300 which illustrates an X-ray imaging method according to an exemplary embodiment of the invention.
  • an imaging of a chemo-embolization of a tumor is to take place in the liver.
  • step 3.1 an ensemble of two contrast agents, namely the iodine-based lipiodol and an intravenous contrast agent based on the element tungsten, is selected.
  • step 3.II raw x-ray data RD from an area exposed to lipiodol, i.e. the edge area of the tumor and an area flooded with intravenous contrast medium, are recorded with the aid of a dual-energy recording method.
  • raw x-ray data recorded with x-ray sources with two different energy values E (1) and E (2) are recorded.
  • the energy values are selected in such a way that the absorption behavior of the intravenous contrast agent, in this exemplary embodiment a contrast agent based on the material tungsten, is the same for both energy values.
  • the image recording process can be implemented, for example, by using two spatially separated detectors, with a filter being introduced into the beam path in front of one of the two detectors, which filters out part of the spectrum of the X-rays. So there are two raw data sets recorded with a different X-ray photon spectrum.
  • step 3.III two image data sets BDI, BD2 are reconstructed on the basis of the two raw data sets.
  • the reconstruction takes place on the basis of a material breakdown according to the two contrast media used.
  • a first image data set BDI represents a first image area acted upon by the Lipiodol and a second image data set BD2 represents a second image area acted upon by the tungsten-based contrast agent. Both image areas are easy to display in a common image due to the very different properties of the contrast agents used distinguishable from each other.
  • a reconstruction device 40 is shown in FIG.
  • the reconstruction device 40 has a determination unit 41.
  • the determination unit 41 receives information with regard to the contrast media I, K2 to be used and determines values E (1), E (2) of two different X-ray photon energies at which a selected contrast agent K2 behaves like water, ie the absorption is for both Energy values the same.
  • the image areas to be separated from the contrast agent K2 and exposed to iodine I have a dependency of the absorption on the X-ray photon energy and, due to the different absorption behavior in the determined energy values E (1), E (2), can therefore easily be derived from the differentiate between selected contrast media K2.
  • the energy values can be selected, for example, on the basis of stored energy-dependent absorption values of the selected contrast agent K2.
  • the choice of the energy values E (1), E (2) can be taken into account in the context of a multi-energy recording process when choosing the energy of the X-ray sources used for imaging. If counting detectors are used to detect the X-ray radiation, energy thresholds or intervals can be selected so that the energy values mentioned are included.
  • the reconstruction device 40 also has a raw data receiving unit 42 for receiving raw x-ray data RD.
  • the raw data RD were obtained from at least one of the contrast media I, K2 with the aid of a dual-energy CT method partially flooded area of an examination subject acquired.
  • the raw data RD are forwarded to a decomposition unit 43, which performs a material decomposition on the basis of the raw x-ray data RD with regard to the two contrast agents I, K2.
  • the components MAI, MA2 assigned to the individual absorption spectra of the different materials are transmitted to a reconstruction unit 44 which reconstructs at least two image data sets BDI, BD2 on the basis of the different components MAI, MA2.
  • a first image data set BDI illustrates a first image area exposed to the tungsten-based contrast agent K2 and a second image data set BD2 illustrates a second image area which is complementary to the first image area and in which structures contrasted with iodine predominate.
  • the image data BDI, BD2 are finally output via an output interface 45.
  • FIG. 5 illustrates an x-ray imaging system, in this case a CT system 50, according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the CT system 50 which is designed as a dual-energy CT system, essentially consists of a conventional scanner 9 in which a projection measurement data acquisition unit 5 with two detectors 16a, 16b and two detectors 16a is attached to a gantry 11 , 16b opposite X-ray sources 15a, 15b around a measuring space 12.
  • a patient support device 3 or a patient table 3 In front of the scanner 9 there is a patient support device 3 or a patient table 3, the upper part 2 of which can be moved to the scanner 9 with a patient 0 thereon in order to rela tively the patient 0 through the measuring room 12 to the detector system 16a, 16b move.
  • the scanner 9 and the patient table 3 are controlled by a control device 31, from which acquisition control signals AS come via a customary control interface 34 in order to control the entire system in the conventional manner according to predetermined measurement protocols.
  • a control device 31 from which acquisition control signals AS come via a customary control interface 34 in order to control the entire system in the conventional manner according to predetermined measurement protocols.
  • the detectors 16a, 16b always run parallel to the X-ray sources 15a, 15b in order to record projection measurement data PMD1, PMD2, which are then used to reconstruct volume and / or slice image data.
  • a sequential measurement method can also be carried out in which a fixed position is approached in the z-direction and the required projection measurement data PMD1, PMD2 are then recorded during one revolution, a partial revolution or several revolutions at the relevant z position in order to achieve a To reconstruct sectional image at this z-position or to reconstruct image data from the projection measurement data of several z-positions.
  • the method according to the invention can in principle also be used on other CT systems, for example with only one X-ray source or a detector that forms a complete ring.
  • the method according to the invention can also be applied to a system with a stationary patient table and a gantry that is moved in the z-direction (a so-called sliding gantry).
  • the projection measurement data PMD1, PMD2 (also referred to below as raw data) acquired by the detectors 16a, 16b are transferred to the control device 31 via a raw data interface 33. These raw data are then further processed, possibly after suitable preprocessing, in a reconstruction device 40, which in this embodiment is implemented in the control device 31 in the form of software on a processor.
  • This reconstruction device 40 reconstructs two image data sets BDI, BD2 on the basis of the raw data PMD1, PMD2, of which a first image data set BDI from a first X-ray contrast agent according to the invention, such as a tungsten-based contrast agent, illustrates exposed structures and a second image data set BD2 from a second according to the invention Contrast agents, such as iodine, show clearly visible areas of the image.
  • a first image data set BDI from a first X-ray contrast agent according to the invention such as a tungsten-based contrast agent
  • Contrast agents such as iodine
  • the image data BDI, BD2 generated by the reconstruction device 40 are then stored in a memory 32 of the control device 31 and / or output in the usual manner on the screen of the control device 31.
  • RIS radiological information system
  • the data can be further processed in any way and then saved or output.
  • a contrast agent injection device 35 is also shown in FIG. 5, with which the two contrast agents according to the invention are injected into the patient 0 in advance, i.e. before the start of the CT imaging method.
  • the areas through which the contrast media flows can then be captured using the computed tomography system 50 using the X-ray imaging method according to the invention.
  • the components of the reconstruction device 40 can be implemented predominantly or completely in the form of software elements on a suitable processor.
  • the interfaces between these components can also be designed purely in terms of software. All that is required is that there are access options to suitable storage areas in which the data can be stored temporarily and called up and updated at any time.
  • the methods and devices described above are merely preferred exemplary embodiments of the invention and that the invention can be varied by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention, insofar as it is specified by the claims is.
  • the use of the indefinite article “a” or “an” does not exclude the possibility that the features in question may also be present more than once.
  • the term “unit” does not exclude the fact that it consists of several components which, if necessary, can also be spatially distributed.

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Abstract

Es wird ein Ensemble aus mindestens zwei Röntgenkontrastmitteln (I, K2) beschrieben. Das Ensemble weist ein erstes Röntgenkontrastmittel (I) und ein zweites Röntgenkontrastmittel (K2) auf. Das zweite Röntgenkontrastmittel (K2) weist eine Röntgenabsorption auf, deren Änderung zwischen mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenphotonenenergien (E(1), E(2)) sich signifikant von der Änderung der Röntgenabsorption des ersten Röntgenkontrastmittels (I) zwischen den mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenphotonenenergien (E(1), E(2)) unterscheidet. Es wird auch ein Röntgenbildgebungsverfahren beschrieben. Überdies wird eine Bildrekonstruktionseinrichtung (40) beschrieben. Ferner wird ein Röntgenbildgebungssystem (50) beschrieben.

Description

Beschreibung
Simultane Bilddarstellung von zwei unterschiedlichen funktio neilen Bereichen
Die Erfindung betrifft ein Ensemble mindestens zweier Rönt genkontrastmittel. Zudem betrifft die Erfindung ein Röntgen- bildgebungsverfahren, bei dem das genannte Ensemble mindes tens zweier Röntgenkontrastmittel Anwendung findet. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Bildrekonstruktionseinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Röntgenbildgebungssystem.
Mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren werden häufig zwei- oder dreidimensionale Bilddaten erzeugt, die zur Visualisie rung eines abgebildeten Untersuchungsobjekts und darüber hin aus auch für weitere Anwendungen genutzt werden können.
Häufig basieren die bildgebenden Verfahren auf der Erfassung von Röntgenstrahlung, wobei sogenannte Projektionsmessdaten erzeugt werden. Beispielsweise können Projektionsmessdaten mit Hilfe eines Computertomographie-Systems (CT-Systems) ak quiriert werden.
Bei einer Röntgenbildaufnahme werden häufig Kontrastmittel eingesetzt, die dem Patienten injiziert werden, um den Kon trast der Bildaufnahme zu erhöhen und damit eine Diagnose zu erleichtern. Ein Beispiel für die Anwendung von Kontrastmit teln ist die Darstellung von Gefäßen mit Röntgenverfahren. Röntgenverfahren können dabei mit konventionellen Systemen, C-Bogensystemen, Angiographie-Systemen oder CT-Systemen durchgeführt werden. Herkömmlich wird bei einer solchen Bild- gebung Iod als Röntgenkontrastmittel eingesetzt.
Es gibt Anwendungen, bei denen es wünschenswert wäre, zusätz lich zu dem intravenös verabreichten Kontrastmittel zur Dar stellung einer lokalen Durchblutung noch ein zweites Kon trastmittel zur Bilddarstellung zu verwenden, um simultan, beispielsweise mit Hilfe eines Dual-Energie-Bildgebungs- Verfahrens, zwei unterschiedliche funktionelle Bereiche bild lich darstellen zu können.
Eine solche Problematik tritt zum Beispiel bei der Anwendung einer Chemo-Embolisation zur Behandlung von Lebertumoren auf. Bei einer solchen Behandlung erfolgt kurz nach der Chemo-Em bolisation eine Darstellung der verbleibenden lokalen Durch blutung in dem Tumor, auch Perfusion genannt. Das Ausmaß der lokalen Durchblutung des Tumors stellt dabei ein Maß für den Erfolg dieses Verfahrens dar. D.h., je geringer die Durchblu tung im Tumorbereich ist, desto effektiver ist die Behand lung. Bei der Chemo-Embolisation wird eine Gabe eines Chemotherapeutikums mit einer gleichzeitig gezielten Verstop fung von Arterien der Leber mittels kleiner Teilchen, wie zum Beispiel öliger Tröpfchen, kombiniert. Zur Darstellung des Embolisationsbereichs, also des blockierten Bereichs, umfasst das Material zur Embolisation, wie zum Beispiel Lipiodol, selbst ein Kontrastmittel. Das Kontrastmittel verbleibt mit dem Embolisationsmittel im Bereich der Leber. Wird nun zu sätzlich zur Darstellung der lokalen Durchblutung nach der Embolisation ein zweites Kontrastmittel gegeben, so müssen die von den beiden Kontrastmitteln beaufschlagten Bereiche voneinander bildlich getrennt darstellbar sein. Wird nun das jodbasierte Lipiodol zur Embolisation und Jod als zweites Kontrastmittel angewendet, so ist eine Trennung jedoch nicht oder nur schwer möglich, da sich die genannten Kontrastmittel hinsichtlich ihrer Absorption bzw. ihres Absorptionsspektrums gleichartig verhalten.
Eine Möglichkeit, die beiden Kontrastmittel trotzdem zu tren nen, besteht darin, sogenannte Subtraktionstechniken einzu setzen, bei denen eine CT-Voraufnahme eines Patienten nach der Chemo-Embolisation, aber vor der Verabreichung des intra venösen Kontrastmittels erzeugt wird und von einer CT- Aufnahme, welche nach einer Verabreichung des intravenösen Kontrastmittels erfolgt, subtrahiert wird, so dass in der bildlichen Darstellung nur das intravenös verabreichte Kon trastmittel sichtbar bleibt. Allerdings erfordert eine solche Subtraktion eine exakte Registrierung der Bilddaten der bei den Aufnahmen zur Kompensation von Patientenbewegungen. Au ßerdem ist aufgrund der erhöhten Anzahl von CT-Bildaufnahmen die Strahlendosis für den Patienten erhöht.
Alternativ kann auch als zweites Kontrastmittel ein Kontrast mittel genutzt werden, welches nicht auf Jod basiert. Aller dings ist herkömmlich nur noch Gadolinium verfügbar. Gadoli nium weist eine K-Kante von etwa 50 keV auf und verhält sich spektral sehr ähnlich zu Jod, dessen K-Kante bei 33 keV liegt, so dass eine auf einer Dual-Energie-Bildgebung basie rende Zweimaterialzerlegung in ein Jodbild und in ein Gadoli niumbild sehr unpräzise ausfällt und mit sehr starkem Rau schen und einer sehr schlechten Materialtrennung verbunden ist, so dass es in der klinischen Praxis nicht verwendbar ist.
Eine verbesserte Trennung der durch die beiden Kontrastmittel Jod und Gadolinium dargestellten Bildbereiche kann zum Bei spiel durch CT-Aufnahmen mit mehr als zwei Energien, bei spielsweise durch die Anwendung photonenzählender Detektoren, erreicht werden. Bei einer solchen Bildgebung kann bei der Wahl von drei Energien eine Zerlegung in ein Jodbild, ein Ga doliniumbild und ein Weichteilbild erfolgen. Allerdings tritt auch bei einer Zerlegung nach drei Materialien ein hohes Bildrauschen auf, was nur durch eine Erhöhung der Strahlendo sis für den Patienten kompensiert werden kann. Überdies ist eine Aufnahme mit mindestens drei Energien nur mit CT- Systemen mit photonenzählenden Detektoren möglich, welche aber nicht sehr häufig verfügbar sind.
Die simultane Anwendung von zwei Kontrastmitteln wird auch bei der gleichzeitigen Darstellung der arteriellen Phase und der venösen oder portalvenösen Phase einer Leber-CT-Unter- suchung in getrennten Bildern, die anhand von CT-Daten einer einzigen CT-Aufnahme berechnet werden, genutzt. Für deren si multane Bildaufnahme werden zeitversetzt vor der CT-Aufnahme zwei unterschiedliche Kontrastmittel injiziert. Dabei wird ein erstes Kontrastmittel so früh injiziert, dass es zur Zeit der CT-Aufnahme bereits die venöse bzw. portalvenöse Phase erreicht hat, und ein zweites Kontrastmittel wird entspre chend später injiziert, so dass es zum Zeitpunkt der CT- Aufnahme die arterielle Phase abbildet. Auch bei dieser An wendung ist es erforderlich, die beiden Kontrastmittel in der Bildaufnahme klar voneinander unterscheiden zu können. Aller dings sind die beiden herkömmlich verfügbaren Kontrastmittel, Jod und Gadolinium, einander in ihrem spektralen Absorptions verhalten so ähnlich, dass sie mit Dual-Energie-Bildaufnahmen nicht gut voneinander getrennt werden können. Zwar sind Drei materialzerlegungen mit Hilfe von CT-Systemen mit photonen zählenden Detektoren möglich, es treten aber ebenfalls die Probleme eines erhöhten Rauschens und einer erforderlichen Erhöhung der Strahlendosis für den Patienten auf.
Ebenfalls eine simultane Darstellung mit zwei Kontrastmitteln ist bei der Ermittlung der Lungenperfusion bei gleichzeitiger Darstellung der Lungenventilation nötig. Dabei erfolgt eine Bildgebung der lokalen Durchblutung im Lungenparenchym als Maß für die Lungenperfusion durch intravenöse Gabe eines ers ten Kontrastmittels und simultan dazu wird die Lungenventila tion durch Einatmen eines zweiten Kontrastmittels bildlich veranschaulicht. Üblicherweise wird als Kontrastmittel für die Darstellung der lokalen Durchblutung des Lungenparenchyms Jod verwendet und als Kontrastmittel für die Darstellung der Lungenventilation wird Xenon eingesetzt. Allerdings verhält sich Xenon gegenüber Jod hinsichtlich seines spektralen Ab sorptionsverhaltens sehr ähnlich, so dass eine Dual-Energie- CT-Bildaufnahme bzw. eine darauf basierende Zweimaterial trennung in ein Jodbild und ein Xenonbild keine brauchbaren Ergebnisse liefert.
Es kann also festgestellt werden, dass herkömmlich eine ge trennte Darstellung von zwei verschiedenen Kontrastmitteln in CT-Bildern nur durch Subtraktionstechniken oder spektrale CT- Aufnahmen mit mindestens drei Energien, die nur mit CT-Sys temen mit photonenzählenden Detektoren ausgeführt werden können, realisierbar ist. Allerdings sind die genannten Ver fahren im Vergleich zur Dual-Energie-CT-Bildgebung mit einer höheren Strahlendosis für den Patienten verbunden und die Bilddarstellung, welche auf einer Dreimaterialzerlegung be ruht, ist überdies sehr durch Rauschen belastet und daher nur selten sinnvoll einsetzbar.
Es besteht also das Problem, eine qualitativ gute simultane bildliche Darstellung mehrerer funktioneller Bereiche mit mehreren Kontrastmitteln mit akzeptabler Strahlendosis zu re alisieren.
Diese Aufgabe wird durch ein Ensemble von Röntgenkontrastmit teln gemäß Patentanspruch 1, ein Röntgenbildgebungsverfahren gemäß Patentanspruch 5, eine Bildrekonstruktionseinrichtung gemäß Patentanspruch 9 und ein Röntgenbildgebungssystem gemäß Patentanspruch 10 gelöst.
Das erfindungsgemäße Ensemble von Röntgenkontrastmitteln weist ein erstes Röntgenkontrastmittel und ein zweites Röntgenkontrastmittel auf. Das zweite Röntgenkontrastmittel weist eine Röntgenabsorption auf, deren Änderung zwischen mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenphotonenenergien sich signifikant von der Änderung der Röntgenabsorption des ersten Kontrastmittels zwischen den mindestens zwei unter schiedlichen Röntgenphotonenenergien unterscheidet. Hierzu ist zu sagen, dass sich die Absorption von Röntgenkontrast mitteln in Abhängigkeit von der Energie der Röntgenphotonen ändern kann. Herkömmliche Kontrastmittel, wie Jod und Gadoli nium zeigen allerdings ein sehr ähnliches Änderungsverhalten, so dass sie nicht gut voneinander getrennt darstellbar sind. Erfindungsgemäß sollen zwei Röntgenkontrastmittel für eine simultane Bilddarstellung miteinander kombiniert werden, wel che ein unterschiedliches Änderungsverhalten ihrer Absorption in Abhängigkeit von der Energie der eingestrahlten Röntgen photonen zeigen und daher bei einer Multi-Energie-CT-Bild- aufnahme, insbesondere bei einer Dual-Energie-CT-Bild- aufnahme, voneinander unterscheidbar sind. Unter „signifikant" soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Änderung der Absorption des zweiten Röntgen kontrastmittels weniger als die Hälfte der Änderung des ers ten Röntgenkontrastmittels bei den gewählten unterschiedli chen Röntgenphotonenenergien beträgt.
Vorteilhaft lässt sich das spektral abweichende Verhalten des zweiten erfindungsgemäßen Kontrastmittels dazu nutzen, von dem zweiten Kontrastmittel durchflutete Bereiche von anderen Bildbereichen, die durch das erste Kontrastmittel beauf schlagt sind, getrennt dazustellen. D.h., es wird erreicht, dass beide Kontrastmittel in einer gemeinsamen Bildaufnahme klar voneinander unterschieden werden können. Dadurch ist die Genauigkeit einer simultanen Darstellung von zwei unter schiedlichen funktionellen Bereichen bzw. zwei unterschiedli chen funktionellen Vorgängen in einem Untersuchungsbereich im Vergleich zu herkömmlich angewendeten Kontrastmitteln verbes sert.
Bei dem erfindungsgemäßen Röntgenbildgebungsverfahren erfolgt zunächst eine Wahl eines erfindungsgemäßen Ensembles aus min destens zwei Röntgenkontrastmitteln. Weiterhin werden Rönt genrohdaten von einem von einem ersten Röntgenkontrastmittel durchfluteten Bereich eines Untersuchungsobjekts und von ei nem von einem zweiten Röntgenkontrastmittel durchfluteten Be reich des Untersuchungsobjekts mit Hilfe eines Multi-Energie- Aufnahmeverfahrens, vorzugsweise eines Dual-Energie-Aufnahme- verfahrens, erfasst. Wie bereits erwähnt, ist eine Dual-Ener- gie-CT-Bildaufnahme mit einem geringeren Rauscheffekt verbun den als CT-Bildaufnahmen mit einer höheren Anzahl von unter schiedlichen Energien bzw. einer höheren Anzahl von simulta nen Aufnahmen mit unterschiedlichem Röntgenspektrum. Dann er folgt eine Materialzerlegung auf Basis der Röntgenrohdaten bezüglich der beiden Röntgenkontrastmittel. Das erfindungsge mäße Röntgenbildgebungsverfahren kann als Computer-implemen- tiertes Verfahren auf Basis der erfassten Daten durchgeführt werden. Bei der prinzipiell bekannten Materialzerlegung wird von der Überlegung ausgegangen, dass ein mittels einer Röntgenbild aufnahmevorrichtung gemessener Röntgenschwächungswert als Li nearkombination von Röntgenschwächungswerten von sogenannten Basismaterialien bezüglich der besagten Röntgenquantenener gieverteilung bzw. Röntgenphotonenenergie beschrieben werden kann. Gemessene Röntgenschwächungswerte ergeben sich aus den wenigstens zwei Rohdatensätzen bzw. daraus rekonstruierten Bilddatensätzen zu unterschiedlichen Röntgenquantenenergie verteilungen. Material bzw. Basismaterial sind bei der erfin dungsgemäßen Anwendung die beiden Röntgenkontrastmittel. Die Röntgenschwächung eines Basismaterials in Abhängigkeit von der Energie der Röntgenstrahlung ist grundsätzlich bekannt o- der kann durch vorherige Messungen an Phantomen bestimmt wer den und in Form von Tabellen zum Abruf im Rahmen der Materi alzerlegung hinterlegt sein. Ergebnis der Materialzerlegung ist eine räumliche Dichteverteilung der wenigstens zwei Mate rialien, d.h. der erfindungsgemäßen Röntgenkontrastmittel, woraus sich für jedes Volumenelement in der abzubildenden Körperregion des Patienten die Basismaterialanteile bzw. die Basismaterialienkombination ermitteln lassen.
Die Materialzerlegung kann sowohl direkt die Rohdaten betref fen als auch anhand von rekonstruierten Bilddaten erfolgen. Jedenfalls werden im Rahmen des Verfahrens mindestens zwei Bilddatensätze auf Basis spektralzerlegter Daten, seien es Rohdaten oder Bilddaten, erzeugt: Die mindestens zwei Bildda tensätze umfassen einen ersten Bilddatensatz, welcher einen durch das erste Kontrastmittel beaufschlagten ersten Bildbe reich darstellt, und einen zweiten Bilddatensatz, welcher ei nen vorzugsweise zu dem ersten Bildbereich komplementären zweiten Bildbereich, welcher durch das zweite Röntgenkon trastmittel beaufschlagt ist, darstellt.
In jedem Fall werden mindestens zwei Bilddatensätze auf Basis der Materialzerlegung rekonstruiert. Die beiden Bilddaten sätze umfassen einen ersten Bilddatensatz, welcher einen durch das erste Kontrastmittel beaufschlagten ersten Bildbe reich darstellt, und einen zweiten Bilddatensatz, welcher ei nen von dem zweiten Kontrastmittel beaufschlagten zweiten Bildbereich darstellt.
Für den Fall einer komplementären Darstellung des ersten und des zweiten Bilddatensatzes können durch das erste und das zweite Röntgenkontrastmittel beaufschlagte Bereiche gemeinsam in einem Bild, beispielsweise durch eine Überlagerung der beiden Bilddatensätze, veranschaulicht werden, wobei die Re lativposition der unterschiedlichen funktionellen Bereiche sowie die räumliche Trennung bzw. Grenzflächen zwischen die sen unterschiedlichen Bereichen gut zu erkennen sind.
Liegt eine Durchmischung der durch die beiden Bilddatensätze dargestellten unterschiedlichen Materialien bzw. der diese sichtbarmachenden Röntgenkontrastmittel vor, so kann auch zur getrennten Veranschaulichung der unterschiedlichen Röntgen kontrastmittel bzw. der durch diese veranschaulichten Struk turen bzw. körperlichen Funktionen eine jeweils gesonderte Darstellung des ersten und des zweiten Bilddatensatzes in zwei separaten Bildern erfolgen.
Das erfindungsgemäße Röntgenbildgebungsverfahren ermöglicht eine präzisere simultane Darstellung mit zwei gleichzeitig angewandten Kontrastmitteln.
Die erfindungsgemäße Bildrekonstruktionseinrichtung weist eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln von mindestens zwei un terschiedlichen Röntgenphotonenenergien auf. Die mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenphotonenenergien werden so ge wählt, dass bei diesen Energien sich ein erstes Kontrastmit tel signifikant von einem zweiten Kontrastmittel hinsichtlich der Änderung der Röntgenabsorption zwischen den mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenphotonenenergien unterscheidet.
Die Wahl der Energiewerte kann zum Beispiel auf der Basis von abgespeicherten energieabhängigen Äbsorptionswerten der gewählten Kontrastmittel erfolgen. Die Wahl der Energiewerte kann im Rahmen eines Multi-Energie-Aufnahmeverfahrens bei der Wahl der Energien bzw. mittleren Energiewerte der zur Bildge- bung verwendeten Röntgenquellen berücksichtigt werden. Werden zählende Detektoren zur Erfassung der Röntgenstrahlung ver wendet, so können Energieschwellen bzw. Intervalle so gewählt werden, dass die genannten Energiewerte umfasst sind.
Teil der erfindungsgemäßen Bildrekonstruktionseinrichtung ist eine Rohdatenempfangseinheit zum Empfangen von Röntgenrohda ten von einem von dem ersten Kontrastmittel durchfluteten Be reich eines Untersuchungsobjekts und von einem von dem zwei ten Kontrastmittel durchfluteten Bereich des Untersuchungsob jekts mit Hilfe eines Multi-Energie-Aufnahmeverfahrens, vor zugsweise eines Dual-Energie-Bildgebungsverfahrens.
Die erfindungsgemäße Bildrekonstruktionseinrichtung umfasst auch eine Zerlegungseinheit zum Durchführen einer Material zerlegung auf Basis der Röntgenrohdaten bezüglich der beiden Röntgenkontrastmittel. Überdies umfasst die erfindungsgemäße Bildrekonstruktionseinrichtung auch eine Rekonstruktionsein heit zum Rekonstruieren von mindestens zwei Bilddatensätzen auf Basis der Materialzerlegung. Die Bilddatensätze umfassen einen ersten Bilddatensatz, welcher einen durch das erste Röntgenkontrastmittel beaufschlagten ersten Bildbereich dar stellt, und einen zweiten Bilddatensatz, welcher einen durch das zweite Röntgenkontrastmittel beaufschlagten zweiten Bild bereich darstellt. Die erfindungsgemäße Bildrekonstruktions einrichtung teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen Röntgen- bildgebungsverfahrens .
Das erfindungsgemäße Röntgenbildgebungssystem weist eine er findungsgemäße Bildrekonstruktionseinrichtung auf. Das erfin dungsgemäße Röntgenbildgebungssystem kann vorzugsweise ein CT-System umfassen.
Die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Bildrekon struktionseinrichtung können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft ins besondere die Zerlegungseinheit und die Rekonstruktionsein heit der erfindungsgemäßen Bildrekonstruktionseinrichtung. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden.
Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete medizintechnische Röntgen- bildgebungssysteme bzw. Bildrekonstruktionseinrichtungen auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Inso fern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computer programmprodukt mit einem Computerprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung eines Röntgenbildgebungs- systems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um die durch Software realisierbaren Schritte des erfindungsgemäßen Rönt- genbildgebungsverfahrens auszuführen, wenn das Programm in dem Röntgenbildgebungssystem ausgeführt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gege benenfalls zusätzliche Bestandteile wie z. B. eine Dokumenta tion und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Kompo nenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nut zung der Software, umfassen.
Zum Transport zu dem Röntgenbildgebungssystem und/oder zur Speicherung an oder in diesem Röntgenbildgebungssystem kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und ausführbaren Programmab schnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z. B. hierzu einen oder mehrere zusammen arbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen. Die Rechnereinheit kann zum Beispiel Teil eines Terminals oder einer Steuereinrichtung eines röntgenbildgebenden Systems, wie zum Beispiel einer CT-Anlage, sein, sie kann aber auch Teil eines entfernt positionierten Serversystems innerhalb eines Datenübertragungsnetzes sein, das mit dem röntgenbild gebenden System kommuniziert.
Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhän gigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weiterge bildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung die ver schiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Ensembles von Röntgenkontrastmitteln ist die Röntgenabsorption des ersten Kontrastmittels für die mindestens zwei Röntgenphotonenener gien signifikant unterschiedlich und die Röntgenabsorption des zweiten Kontrastmittels für die mindestens zwei Röntgen photonenenergien nicht signifikant unterschiedlich.
Unter „nicht signifikant unterschiedlich" soll in diesem Zu sammenhang verstanden werden, dass die Änderung der Absorp tion des zweiten Röntgenkontrastmittels weniger als die Hälfte der Änderung der Absorption des ersten Röntgenkon trastmittels bei den gewählten unterschiedlichen Röntgenpho tonenenergien beträgt.
Vorteilhaft unterscheiden sich die beiden erfindungsgemäßen Röntgenkontrastmittel hinsichtlich ihres Absorptionsverhal tens in Abhängigkeit von der Photonenenergie voneinander. Wie bereits erläutert, kann dieses unterschiedliche Absorptionsverhalten dazu genutzt werden, die beiden Röntgen kontrastmittel bei der Bildgebung voneinander zu unterschei den.
Besonders bevorzugt ist die Röntgenabsorption des zweiten Röntgenkontrastmittels dem Spektrum der Röntgenabsorption von Wasser oder Weichgewebe ähnlich. Selbstverständlich sollte das zweite Kontrastmittel eine stärkere Absorption aufweisen als es bei Wasser oder Weichgewebe der Fall ist. In diesem Zusammenhang soll die Ähnlichkeit daher nicht auf absolute Werte der Absorption, sondern auf die Änderung der Absorption in Abhängigkeit von der Röntgenphotonenenergie bezogen sein. Denn Wasser oder Weichgewebe weist in einem für die CT- Bildgebung relevanten Energiebereich ein von der Photonen energie unabhängiges Verhalten auf und lässt sich daher leicht von herkömmlichen Kontrastmitteln, wie zum Beispiel Jod oder Gadolinium trennen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Ensembles aus mindestens zwei Röntgenkontrastmitteln weist das erste Kontrastmittel eines der folgenden Materia lien auf:
- Jod,
- Gadolinium und weist das zweite Kontrastmittel eines der folgenden Mate rialien auf:
- Wolfram,
- Tantal,
- Hafnium,
- Gold.
Die für das zweite Kontrastmittel ausgewählten Materialien weisen alle vorteilhaft ein wasserähnliches Absorptionsver halten auf. Aus diesem Grund lassen sich mit dem zweiten Kon trastmittel beaufschlagte bzw. durchflutete Teilbereiche ei nes Untersuchungsbereichs leicht von Iod-haltigen oder Gado linium-haltigen Bereichen trennen bzw. getrennt darstellen. In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Röntgenbildge- bungsverfahrens weist dieses ein Multi-Energie-Bildgebungs- verfahren, vorzugsweise ein Dual-Energie-Bildgebungsverfäh ren, auf, bei dem mindestens zwei unterschiedliche Röntgen röhrenspannungen, bei denen sich die Änderung der Absorption des ersten und des zweiten Kontrastmittels signifikant unter scheidet, festgelegt werden.
Weiterhin werden mindestens zwei Datensätze von Röntgenbild aufnahmen mit den mindestens zwei unterschiedlichen Röntgen röhrenspannungen zur Akquisition eines ersten Rohdatensatzes und mindestens eines zweiten Rohdatensatzes erfasst. Die Ma terialzerlegung erfolgt dann auf Basis der mindestens zwei Rohdatensätze. Bei dieser Variante werden mit Hilfe unter schiedlicher Röntgenröhrenspannungen Röntgenstrahlen mit un terschiedlichen Röntgenspektren erzeugt. Diese werden zur Er zeugung von mindestens zwei Rohdatensätzen, welche zur Tren nung unterschiedlicher Kontrastmittel bei der Bildgebung ver wendet werden, genutzt.
Bei dieser Ausgestaltung werden mindestens zwei Röntgenbild aufnahmen mit den mindestens zwei unterschiedlichen Röntgen röhrenspannungen durchgeführt.
In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Röntgenbildgebungsverfahrens werden Röntgenrohdaten, die mit Hilfe eines photonenzählenden Detektors energieaufgelöst auf genommen wurden, erfasst, wobei die Energieschwellen des pho tonenzählenden Detektors derart festgelegt werden, dass sich bei diesen die Änderung der Absorption des ersten Kontrast mittels von der Änderung der Absorption des zweiten Kontrast mittels signifikant unterscheidet. Weiterhin erfolgt eine Ma terialzerlegung auf Basis der energieaufgelösten Rohdaten. Vorteilhaft wird bei dieser Variante nur die Bestrahlung ei nes Untersuchungsbereichs mit nur einer einzigen Röntgenröhre benötigt, da die spektrale Separation der Röntgenstrahlung im Detektor erfolgt. Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Röntgenbildgebungs- verfahren eines der folgenden CT-Bildgebungsverfahren:
- eine simultane Darstellung eines Embolisationsmittels und einer lokalen Durchblutung bei einer Chemo-Embolisation,
- eine simultane Darstellung einer venösen oder portalvenösen Phase und einer arteriellen Phase einer Leber,
- eine simultane Darstellung einer lokalen Durchblutung eines Lungenparenchyms und einer Lungenventilation.
Vorteilhaft lassen sich die genannten Untersuchungen mit dem erfindungsgemäßen Röntgenbildgebungsverfahren mit einer ge ringen Strahlendosis und verbesserter Bildqualität im Ver gleich zu der herkömmlichen Vorgehensweise realisieren.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige fügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 ein Schaubild, welches Absorptionswerte des Kontrast mittels Iod und des Materials Wolfram in Abhängigkeit von der Röhrenspannung eines Röntgengeräts veranschaulicht,
FIG 2 ein Schaubild, welches Absorptionseigenschaften der Kontrastmittel Iod und Wolfram sowie von Calcium und Wasser in Abhängigkeit von der Energie der Röntgenphotonen dar stellt,
FIG 3 ein Flussdiagramm, welches ein Röntgenbildgebungsver- fahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
FIG 4 eine schematische Darstellung einer Bildrekonstrukti onseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
FIG 5 eine schematische Darstellung eines CT-Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In FIG 1 ist ein Schaubild 10 gezeigt, welches Absorptions werte Is des Kontrastmittels Iod I und des Materials Wolfram W in Abhängigkeit von der Röhrenspannung V eines Röntgenge räts veranschaulicht. Während die Röntgenabsorption von Iod I mit zunehmender Energie abnimmt, ändert sich die Röntgenab sorption von Wolfram W mit der Energie nur wenig. Insbeson dere bei einer Dual-Energie-Bildaufnahme bei einer niedrigen Energie von 80 kV und einer höheren Energie von 140 kV oder 150 kV mit Zinnfilter verändert sich die Röntgenabsorption Is von Wolfram W im Vergleich zu der Röntgenabsorption von Iod I praktisch nicht. Mithin lassen sich Bildpunkte, bei denen die beiden Einzelaufnahmen mit unterschiedlichen Röhrenspannungen erzeugt werden, leicht einem der beiden Kontrastmittel zuord nen. Beispielsweise ist ein Punkt, bei dem die Absorption in den beiden Bildern gleich ist, eindeutig dem Material Wolfram W zuzuordnen und ein Punkt, bei dem die Absorption in den beiden Bildern stark unterschiedlich ist, eindeutig dem Mate rial Iod I zuzuordnen.
In FIG 2 ist ein Schaubild 20 dargestellt, welches Absorpti onseigenschaften der Kontrastmittel Iod I und Wolfram W sowie von Calcium Ca und Wasser HO in Abhängigkeit von der Energie EPH der Röntgenphotonen veranschaulicht. Für die genannten Materialien ist jeweils der Massenabsorptionskoeffizient k in Abhängigkeit von der Energie EPH der Röntgenphotonen aufge tragen. In FIG 2 ist gut zu erkennen, dass die Absorption des Kontrastmittels Iod I und des Knochenmaterials Calcium Ca in den Bereichen von 40 bis 80 keV mit zunehmender Photonenener gie EPH stark abnimmt. Dabei ist zu beachten, dass die Ab sorption logarithmisch dargestellt ist. Im Gegensatz dazu verhält sich Wolfram W eher wie Wasser HO. D.h., die Absorp tion ist für eine erste Photonenenergie E(l), die ungefähr bei 45 keV liegt, gleich der Absorption bei einer zweiten Photonenenergie E(2), welche ungefähr bei 80 keV liegt. Auf grund des stark unterschiedlichen Verhaltens von Wolfram W gegenüber Calcium Ca, können Bildbereiche, welche mit Wolfram W beaufschlagt sind, leicht von Bereichen, in denen Calcium Ca vorherrscht, getrennt werden bzw. getrennt dargestellt werden.
In FIG 3 ist ein Flussdiagramm 300 gezeigt, welches ein Rönt- genbildgebungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. In dem in FIG 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel soll eine Bildgebung einer Chemo-Emboli- sation eines Tumors in der Leber erfolgen.
Hierfür wird bei dem Schritt 3.1 zunächst ein Ensemble aus zwei Kontrastmitteln, nämlich dem jodbasierten Lipiodol und einem auf dem Element Wolfram basierenden intravenösen Kon trastmittel ausgewählt.
Weiterhin werden bei dem Schritt 3.II Röntgenrohdaten RD von einem von Lipiodol beaufschlagten Bereich, d.h. dem Randbe reich des Tumors und einem und von dem intravenösen Kontrast mittel durchfluteten Bereich mit Hilfe eines Dual-Energie- Aufnahmeverfahrens erfasst. In dem in FIG 3 veranschaulichten Verfahren werden dabei Röntgenrohdaten, die mit Röntgenstrah len mit zwei unterschiedlichen Energiewerten E (1) und E (2)aufgenommen wurden, erfasst. Die Energiewerte werden da bei so gewählt, dass das Absorptionsverhalten des intravenö sen Kontrastmittels, in diesem Ausführungsbeispiel ein auf dem Material Wolfram basierendes Kontrastmittel, für beide Energiewerte gleich ist.
Der Bildaufnahmevorgang kann zum Beispiel durch den Einsatz von zwei räumlich voneinander getrennt angeordneten Detekto ren realisiert werden, wobei vor einem der beiden Detektoren in den Strahlengang ein Filter eingebracht ist, der einen Teil des Spektrums der Röntgenstahlen herausfiltert. Es wer den also zwei Rohdatensätze mit einem unterschiedlichen Rönt genphotonenspektrum erfasst.
Bei dem Schritt 3.III erfolgt eine Rekonstruktion von zwei Bilddatensätzen BDI, BD2 auf Basis der zwei Rohdatensätze. Die Rekonstruktion erfolgt auf Basis einer Materialzerlegung nach den zwei angewandten Kontrastmitteln.
Ein erster Bilddatensatz BDI stellt einen durch das Lipiodol beaufschlagten ersten Bildbereich dar und ein zweiter Bildda tensatz BD2 stellt einen von dem wolframbasierten Kontrast mittel beaufschlagten zweiten Bildbereich dar. Beide Bildbe reiche sind aufgrund der stark unterschiedlichen Eigenschaf ten der genutzten Kontrastmittel in einer gemeinsamen Bild darstellung leicht voneinander unterscheidbar.
In FIG 4 wird eine Rekonstruktionseinrichtung 40 gezeigt. Die Rekonstruktionseinrichtung 40 weist eine Ermittlungseinheit 41 auf. Die Ermittlungseinheit 41 empfängt Informationen hin sichtlich der zu verwendenden Kontrastmittel I, K2 und ermit telt Werte E(l), E(2) von zwei unterschiedlichen Röntgenpho tonenenergien, bei denen sich ein ausgewähltes Kontrastmittel K2 wie Wasser verhält, d.h. die Absorption ist für beide Energiewerte gleich. Die von dem Kontrastmittel K2 zu tren nenden, mit Iod I beaufschlagten Bildbereiche dagegen weisen eine Abhängigkeit der Absorption von der Röntgenphotonenener gie auf und lassen sich aufgrund des unterschiedlichen Ab sorptionsverhaltens bei den ermittelten Energiewerten E(l), E(2) daher leicht von dem ausgewählten Kontrastmittel K2 un terscheiden. Die Wahl der Energiewerte kann zum Beispiel auf der Basis von abgespeicherten energieabhängigen Absorptions werten des gewählten Kontrastmittels K2 erfolgen. Die Wahl der Energiewerte E(l), E(2) kann im Rahmen eines Multi-Ener- gie-Aufnahmeverfahrens bei der Wahl der Energie der zur Bild- gebung eingesetzten Röntgenquellen berücksichtigt werden. Werden zählende Detektoren zur Erfassung der Röntgenstrahlung verwendet, so können Energieschwellen bzw. Intervalle so ge wählt werden, dass die genannten Energiewerte umfasst sind.
Die Rekonstruktionseinrichtung 40 weist auch eine Rohdaten empfangseinheit 42 zum Empfangen von Röntgenrohdaten RD auf. Die Rohdaten RD wurden mit Hilfe eines Dual-Energie-CT-Ver- fahrens von einem von den Kontrastmitteln I, K2 zumindest teilweise durchfluteten Bereich eines Untersuchungsobjekts akquiriert .
Die Rohdaten RD werden an eine Zerlegungseinheit 43 weiterge leitet, welche eine Materialzerlegung auf Basis der Röntgen rohdaten RD bezüglich der beiden Kontrastmittel I, K2 durch führt. Die den einzelnen Absorptionsspektren der unterschied lichen Materialien zugeordneten Anteile MAI, MA2 werden an eine Rekonstruktionseinheit 44 übermittelt, welche mindestens zwei Bilddatensätze BDI, BD2 auf Basis der unterschiedlichen Anteile MAI, MA2 rekonstruiert. Ein erster Bilddatensatz BDI veranschaulicht einen mit dem wolframbasieren Kontrastmittel K2 beaufschlagten ersten Bildbereich und ein zweiter Bildda tensatz BD2 veranschaulicht einen zu dem ersten Bildbereich komplementären zweiten Bildbereich, in dem mit Iod kontras tierte Strukturen vorherrschen. Die Bilddaten BDI, BD2 werden schließlich über eine Ausgangsschnittstelle 45 ausgegeben.
In FIG 5 ist ein Röntgenbildgebungssystem, in diesem Fall ein CT-System 50, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht .
Das CT-System 50, welches als Dual-Energie-CT-System ausge bildet ist, besteht dabei im Wesentlichen aus einem üblichen Scanner 9, in welchem an einer Gantry 11 eine Projektions messdatenakquisitionseinheit 5 mit zwei Detektoren 16a, 16b und zwei den Detektoren 16a, 16b gegenüberliegenden Röntgen quellen 15a, 15b um einen Messraum 12 umläuft. Vor dem Scan ner 9 befindet sich eine Patientenlagerungseinrichtung 3 bzw. ein Patiententisch 3, dessen oberer Teil 2 mit einem darauf befindlichen Patienten 0 zum Scanner 9 verschoben werden kann, um den Patienten 0 durch den Messraum 12 hindurch rela tiv zum Detektorsystem 16a, 16b zu bewegen. Angesteuert wer den der Scanner 9 und der Patiententisch 3 durch eine Steuer einrichtung 31, von der aus über eine übliche Steuerschnitt stelle 34 Akquisitionssteuersignale AS kommen, um das gesamte System gemäß vorgegebener Messprotokolle in der herkömmlichen Weise anzusteuern. Im Fall einer Spiralakquisition ergibt sich durch eine Bewegung des Patienten 0 entlang der z-Rich- tung, welche der Systemachse z längs durch den Messraum 12 entspricht, und den gleichzeitigen Umlauf der Röntgenquellen 15a, 15b für die Röntgenquellen 15a, 15b relativ zum Patien ten 0 während der Messung eine Helixbahn. Parallel laufen da bei immer gegenüber den Röntgenquellen 15a, 15b die Detekto ren 16a, 16b mit, um Projektionsmessdaten PMD1, PMD2 zu er fassen, die dann zur Rekonstruktion von Volumen- und/oder Schicht-Bilddaten genutzt werden. Ebenso kann auch ein se quentielles Messverfahren durchgeführt werden, bei dem eine feste Position in z-Richtung angefahren wird und dann während eines Umlaufs, eines Teilumlaufs oder mehrerer Umläufe an der betreffenden z-Position die erforderlichen Projektionsmessda ten PMD1, PMD2 erfasst werden, um ein Schnittbild an dieser z-Position zu rekonstruieren oder um aus den Projektionsmess daten mehrerer z-Positionen Bilddaten zu rekonstruieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich auch an anderen CT-Systemen, z.B. mit nur einer Röntgenquelle oder einem ei nen vollständigen Ring bildenden Detektor, einsetzbar. Bei spielsweise lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch auf ein System mit unbewegtem Patiententisch und in z-Rich- tung bewegter Gantry (einer sogenannten Sliding Gantry) an wenden.
Die von den Detektoren 16a, 16b akquirierten Projektionsmess daten PMD1, PMD2 (im Folgenden auch Rohdaten genannt) werden über eine Rohdatenschnittstelle 33 an die Steuereinrichtung 31 übergeben. Diese Rohdaten werden dann, gegebenenfalls nach einer geeigneten Vorverarbeitung in einer Rekonstruktionsein richtung 40 weiterverarbeitet, die in diesem Ausführungsbei spiel in der Steuereinrichtung 31 in Form von Software auf einem Prozessor realisiert ist. Diese Rekonstruktionseinrich tung 40 rekonstruiert auf Basis der Rohdaten PMD1, PMD2 zwei Bilddatensätze BDI, BD2, von denen ein erster Bilddatensatz BDI von einem ersten erfindungsgemäßen Röntgenkontrastmittel, wie zum Beispiel einem Wolfram-basierten Kontrastmittel, be aufschlagte Strukturen veranschaulicht und ein zweiter Bild datensatz BD2 von einem zweiten erfindungsgemäßen Kontrastmittel, wie zum Beispiel Iod, verdeutliche Bildberei che darstellt.
Der genaue Aufbau einer solchen Rekonstruktionseinrichtung 40 ist in FIG 4 ausführlich dargestellt.
Die von der Rekonstruktionseinrichtung 40 erzeugten Bilddaten BDI, BD2 werden dann in einem Speicher 32 der Steuereinrich tung 31 hinterlegt und/oder in üblicher Weise auf dem Bild schirm der Steuereinrichtung 31 ausgegeben. Sie können auch über eine in FIG 5 nicht dargestellte Schnittstelle in ein an das Computertomographiesystem 50 angeschlossenes Netz, bei spielsweise ein radiologisches Informationssystem (RIS), ein gespeist und in einem dort zugänglichen Massenspeicher hin terlegt oder auf dort angeschlossenen Druckern oder Filming- Stationen als Bilder ausgegeben werden. Die Daten können so in beliebiger Weise weiterverarbeitet und dann gespeichert o- der ausgegeben werden.
Zusätzlich ist in FIG 5 auch eine Kontrastmittel-Injektions einrichtung 35 eingezeichnet, mit der dem Patienten 0 die zwei erfindungsgemäßen Kontrastmittel vorab, d.h. vor dem Start des CT-Bildgebungsverfahrens injiziert werden. Die von den Kontrastmitteln durchfluteten Bereiche können dann mit Hilfe des Computertomographiesystems 50 unter Anwendung des erfindungsgemäßen Röntgenbildgebungsverfahrens bildlich er fasst werden.
Die Komponenten der Rekonstruktionseinrichtung 40 können überwiegend oder vollständig in Form von Softwareelementen auf einem geeigneten Prozessor realisiert sein. Insbesondere können auch die Schnittstellen zwischen diesen Komponenten rein softwaremäßig ausgebildet sein. Erforderlich ist ledig lich, dass Zugriffsmöglichkeiten auf geeignete Speicherberei che bestehen, in denen die Daten geeignet zwischengelagert und jederzeit wieder aufgerufen und aktualisiert werden kön- nen Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen le diglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung han delt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Es wird der Vollständig keit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit" nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Patentansprüche
1. Ensemble aus mindestens zwei Röntgenkontrastmitteln (J,
K2), aufweisend:
- ein erstes Kontrastmittel (I),
- ein zweites Kontrastmittel (K2), aufweisend eine Röntgenab sorption, deren Änderung zwischen mindestens zwei unter schiedlichen Röntgenphotonenenergien (E(l), E(2)) sich sig nifikant von der Änderung der Röntgenabsorption des ersten Kontrastmittels (J) zwischen den mindestens zwei unter schiedlichen Röntgenphotonenenergien (E(l), E(2)) unter scheidet.
2. Ensemble aus mindestens zwei Röntgenkontrastmitteln (I,
K2) nach Anspruch 1, wobei die Röntgenabsorption
- des ersten Röntgenkontrastmittels (I) für die mindestens zwei Röntgenphotonenenergien (E(l), E(2)) signifikant un terschiedlich ist und
- die Röntgenabsorption des zweiten Röntgenkontrastmittels (K2) für die mindestens zwei Röntgenphotonenenergien (E(l), E(2)) nicht signifikant unterschiedlich ist.
3. Ensemble aus mindestens zwei Röntgenkontrastmitteln (I,
K2) nach Anspruch 2, wobei das Spektrum der Röntgenabsorption des zweiten Röntgenkontrastmittels (K2) dem Spektrum der Röntgenabsorption von Wasser oder Weichgewebe ähnlich ist.
4. Ensemble aus mindestens zwei Röntgenkontrastmitteln (I,
K2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
- das erste Kontrastmittel (I) eines der folgenden Materia lien aufweist:
- Jod,
- Gadolinium und das zweite Kontrastmittel (K2) eines der folgenden Mate rialien aufweist:
- Wolfram,
- Tantal,
- Hafnium, - Gold.
5. Röntgenbildgebungsverfahren, aufweisend die Schritte:
- Wahl eines Ensembles von Röntgenkontrastmitteln (I, K2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
- Erfassen von Röntgenrohdaten (RD, PMD1, PMD2) von einem von dem ersten Röntgenkontrastmittel (I) durchfluteten Bereich eines Untersuchungsobjekts (0) und von einem von dem zwei ten Röntgenkontrastmittel (K2) durchfluteten Bereich des Untersuchungsobjekts (0) mit Hilfe eines Multi-Energie-Auf- nahmeverfahrens, vorzugsweise eines Dual-Energie-Aufnahme- verfahrens,
- Durchführen einer Materialzerlegung auf Basis der Röntgen rohdaten (RD, PMD1, PMD2) bezüglich der beiden Röntgenkon trastmittel (I, K2),
- Rekonstruieren von mindestens zwei Bilddatensätzen (BDI,
BD2) auf Basis der Materialzerlegung, umfassend:
- einen ersten Bilddatensatz (BDI), welcher einen durch das erste Röntgenkontrastmittel (I) beaufschlagten ersten Bildbereich darstellt,
- einen zweiten Bilddatensatz (BD2), welcher einen von dem zweiten Röntgenkontrastmittel (K2) beaufschlagten zweiten Bildbereich darstellt.
6. Röntgenbildgebungsverfahren nach Anspruch 5, aufweisend ein Multi-Energie-Bildgebungsverfahren, vorzugsweise ein Dual-Energie-Bildgebungsverfahren, mit den Schritten:
- Festlegen von mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenröh renspannungen (VT) , bei denen sich eine Änderung der Ab sorption der beiden Kontrastmittel (I, K2) signifikant un terscheidet,
- Erfassen von mindestens zwei Datensätzen von Röntgenbild aufnahmen mit den mindestens zwei unterschiedlichen Rönt genröhrenspannungen (VT) zur Akquisition eines ersten Roh datensatzes (PMD1) und mindestens eines zweiten Rohdaten satzes (PMD2),
- Durchführen der Materialzerlegung auf Basis der mindestens zwei Rohdatensätze (PMD1, PMD2).
7. Röntgenbildgebungsverfahren nach Anspruch 5, wobei
- das Erfassen von Röntgenrohdaten (RD, PMD1, PMD2) durch er- nergieaufgelöstes Erfassen von Röntgenrohdaten mit Hilfe eines photonenzählenden Detektors, wobei die Energieschwel len (E(l), E(2)) des photonenzählenden Detektors derart festgelegt werden, dass sich bei diesen die Änderung der Absorption des ersten Röntgenkontrastmittels (I) von der Änderung der Absorption des zweiten Röntgenkontrastmittels
(K2) signifikant unterscheidet, erfolgt und
- die Materialzerlegung auf Basis der energieaufgelösten Roh daten (RD, PMD1, PMD2) erfolgt.
8. Röntgenbildgebungsverfahren nach einem der vorstehenden
Ansprüche, aufweisend eines der folgenden CT-Bildgebungs- verfahren:
- eine simultane Darstellung eines Embolisationsmittels und einer lokalen Durchblutung bei einer Chemo-Embolisation,
- eine simultane Darstellung einer venösen oder portalvenösen Phase und einer arteriellen Phase einer Leber,
- eine simultane Darstellung einer lokalen Durchblutung eines Lungenparenchyms und einer Lungenventilation.
9. Bildrekonstruktionseinrichtung (40), aufweisend:
- eine Ermittlungseinheit (41) zum Ermitteln von mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenphotonenenergien (E(l),
E(2)), bei denen sich ein erstes Röntgenkontrastmittel (I, K2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 signifikant von einem zweiten Röntgenkontrastmittel (I, K2) hinsichtlich der Än derung der Röntgenabsorption zwischen den mindestens zwei unterschiedlichen Röntgenphotonenenergien (E(l), E(2)) un terscheidet,
- eine Rohdatenempfangseinheit (42) zum Empfangen von Rönt genrohdaten (RD) von einem von dem ersten Röntgenkontrast mittel (I) durchfluteten Bereich eines Untersuchungsobjekts
(0) und von einem von dem zweiten Röntgenkontrastmittel (K2) durchfluteten Bereich des Untersuchungsobjekts (0) mit Hilfe eines Multi-Energie-Aufnahmeverfahrens, vorzugsweise eine Dual-Energie-AufnähmeVerfahrens, - eine Zerlegungseinheit (43) zum Durchführen einer Material zerlegung auf Basis der Röntgenrohdaten (RD) bezüglich der beiden Kontrastmittel (I, K2),
- eine Rekonstruktionseinheit (44) zum Rekonstruieren von mindestens zwei Bilddatensätzen (BDI, BD2) auf Basis der Materialzerlegung, umfassend:
- einen ersten Bilddatensatz (BDI), welcher einen durch das erste Röntgenkontrastmittel (I) beaufschlagten ersten Bildbereich darstellt,
- einen zweiten Bilddatensatz (BD2), welcher einen durch das zweite Röntgenkontrastmittel (K2) beaufschlagten zweiten Bildbereich darstellt.
10. Röntgenbildgebungssystem (50), aufweisend eine Bildrekon struktionseinrichtung (40) nach Anspruch 9.
11. Röntgenbildgebungssystem (50) nach Anspruch 10, aufwei send eine CT-Bildgebungseinrichtung.
12. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, wel ches direkt in eine Speichereinrichtung eines Röntgenbildge- bungssystems (50) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Röntgenbild gebungssystem (50) ausgeführt wird.
13. Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechner einheit einlesbare und ausführbare Programmabschnitte gespei chert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechnereinheit ausgeführt werden.
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