WO2004080308A1 - Bildgerungsverfahren, basierend auf zwei verschiedenen röntgestrahlspektren - Google Patents

Bildgerungsverfahren, basierend auf zwei verschiedenen röntgestrahlspektren Download PDF

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attenuation
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Björn HEISMANN
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • A61B6/582—Calibration
    • A61B6/583—Calibration using calibration phantoms

Definitions

  • the invention relates to a method for imaging examination of an examination object, which is a patient in particular for medical purposes.
  • the method is particularly suitable for use in the context of a tomography method or for use in an imaging tomography-capable examination device, for example in an X-ray computer tomography device.
  • Contrast agents are known for example from DE 44 33 564 AI, WO 00/16811 or DE 100 02 939 Cl.
  • radiographic processes such as, for example, computer tomography, mammography, angiography, X-ray inspection technology or comparable processes, is initially the depiction of the weakening of an X-ray beam along its path from the X-ray source to the X-ray detector (projection image).
  • This weakening is caused by the irradiated media or materials along the beam path, so that the weakening can also be understood as a line integral over the attenuation coefficients of all pixels along the beam path.
  • a value normalized to the attenuation coefficient of water is generally used to represent the attenuation distribution. This is calculated from a current attenuation coefficient ⁇ determined by measurement and the Reference attenuation coefficient ⁇ H2 o according to the following equation:
  • the generally selected term attenuation value or attenuation coefficient hereinafter denotes both the attenuation coefficient ⁇ and the CT value.
  • material and fabric are used interchangeably in the context of this description of the invention. It is assumed that a material can be an anatomical tissue in the context of a medically indicated examination, and conversely tissue in the material and safety test means any material of an examination object.
  • a locally increased attenuation value can be attributed either to materials with a higher atomic number, such as calcium in the skeleton or iodine in a contrast medium, or to an increased soft tissue density, such as in the case of a pulmonary nodule.
  • the local attenuation coefficient ⁇ at location r depends on the X-ray energy E radiated into the tissue or material and the local tissue or material density p in accordance with the following equation:
  • the energy-dependent X-ray absorption of a material is therefore superimposed on the X-ray absorption influenced by the material density p.
  • Materials or fabrics of different chemical and physical compositions can therefore have identical attenuation values in the X-ray image.
  • the attenuation value of an X-ray image cannot be used to infer the material composition of an examination object.
  • atomic number is not used in the strict, element-related sense, but instead denotes an effective atomic number of a fabric or material, which is calculated from the chemical atomic numbers and atomic weights of the elements involved in the structure of the tissue or material.
  • the X-ray attenuation values of an examination object are measured with X-rays of lower and higher energy and the values obtained with the corresponding reference values of two base materials such as calcium (for skeletal material) and water It is assumed that each measured value can be represented as a linear superposition of the measured values of the two base materials.
  • a skeletal component and a soft tissue component can be calculated for each element of the visual representation of the examination object from the comparison with the values of the base materials so that a transformation of the original recordings into representations of the two Ba Sismaterials skeletal material and soft tissue result.
  • the basic material decomposition or the two-spectra method are therefore suitable for the separation or differentiation of predefined anatomical structures or material types in human and animal tissues with very different atomic numbers.
  • a method is known from the German patent application with the application number 101 43 131, the sensitivity and meaningfulness of which exceeds that of the base material decomposition and enables, for example, functional CT imaging with high meaningfulness. It enables the calculation of the spatial Distribution of the mean density p () and the effective atomic number Z () from an evaluation of the spectrally influenced measurement data of an X-ray apparatus. This gives very good contrasts, in particular with regard to the chemical and physical composition of the object under examination.
  • the representation of the distribution of atomic numbers in the tissue allows, among other things, insights into the biochemical composition of an object under investigation, contrasts due to the chemical structure in organs that have previously been shown to be homogeneous in density, quantitative determination of body components such as iodine or the like, and segmentation of calcifications based on the atomic number.
  • This object is achieved according to the invention by a method for the imaging examination of an examination object, in particular a patient, wherein a) a contrast agent is administered to the examination object, b) afterwards at least two spatial distributions of X-ray attenuation values are determined, which X-ray attenuation values each correspond to the represent local X-ray attenuation coefficients ( ⁇ (x, y)) or a variable (C) that is linearly dependent thereon, the two spatial distributions at least comprising:
  • a second attenuation value distribution the determination of which is based on a second second X-ray spectrum different from the first X-ray spectrum, c) by evaluating the two weakening value distributions, a spatial distribution of one or more predefined ordinal number values (Z ZI, Z2, ...) or a spatial distribution (Z (x, y)) of non-predefined ordinal number values present in the examination object is determined, which is one Contains information about the distribution of the contrast medium administered in the examination object, and d) the spatial atomic number distribution is used for imaging the contrast medium.
  • the invention is based on the idea that the use of contrast media can improve functional imaging in X-ray computer tomography. Contrast agents have so far been used only to e.g. Draw off blood in the absorption against its tissue background. A material- or tissue-selective evaluation did not take place.
  • the invention is also based, inter alia, on the knowledge that by adding a contrast agent in a tolerable dose or concentration, an atomic number difference that can be measured by means of two different X-ray spectra can be achieved.
  • an ordinal value of the contrast medium can be predefined.
  • the method can in particular be combined with the basic material decomposition mentioned at the beginning.
  • the spatial atomic number distribution is preferably determined as a two- or three-dimensional field, the respective field value being a local atomic number value at the location represented by the field in question.
  • the method may in particular with the method of the aforementioned interpreting ⁇ 's patent application 101 43 131 are combined.
  • this patent application is expressly included in the vorlie- constricting patent application, in particular the local patent claims 1 to 7th
  • a further two- or three-dimensional field is preferably also determined, the field values of which each represent a local density value.
  • the spatial atomic number distribution can be used for imaging, for example, by displaying an image that only contains data from a specific - the value of the atomic number of the contrast medium, e.g. inclusive - ordinal interval or beyond a certain one
  • the determined field with the atomic number values and the determined field with the density values are used to calculate a local concentration or a local amount of the contrast medium.
  • a contrast medium is understood to mean any means which, after being added to the examination object, in particular after being injected into a patient, lead to a contrast improvement or contrast enhancement in the absorption, that is to say in the X-ray image.
  • contrast agents are also understood to mean agents that deposit or accumulate specifically or selectively, for example according to a key-lock principle, only at certain points in the object under examination and thus allow an organ function to be checked. Such latter means can also be so-called markers or tracers.
  • Such a marker is composed, for example, of a biological macromolecule, such as an antibody, a peptide or a sugar molecule, with a high affinity for the target structure to be investigated, as well as a contrast substance, for example doped, which is clearly visible in the X-ray image.
  • the macromolecule serves, for example, as a so-called “metabolic marker”, which has the effect that the contrast medium, which is also referred to as a metabolic marker, accumulates either exclusively in specific regions, for example tumors, inflammation or other specific sources of disease. Contrast agents are known, for example, from the writings mentioned at the beginning.
  • a contrast medium with an atomic number greater than 20 or greater than 40 is preferably used.
  • the contrast medium has in particular an atomic number less than 83 or less than 70.
  • contrast agents contain gadolinium, iodine, ytterbium, dysposium, iron and / or bismuth.
  • the contrast medium contains an organic compound, in particular an aliphatic hydrocarbon, for example sugar, and / or an amino acid or a peptide.
  • the contrast medium can be designed for selective deposition at certain points or in certain tissue parts of the examination subject.
  • the contrast medium is added in a weight concentration from the range 10 -4 to 10 -'7 , in particular from the range 10 "5 to 10 " 6 .
  • 'X-ray spectrum' used in the context of this document has a broader meaning than just the spectral distribution of an X-ray radiation emitted by the X-ray source of the apparatus.
  • the resulting effective spectral distribution is also referred to in this document as an X-ray spectrum.
  • the two attenuation value distributions do not necessarily have to be taken in succession as two images with different tube voltages. Since each x-ray tube emits a spectrum with a certain width, it is also possible, with a corresponding spectrally selective configuration of an associated receiving unit, to record the two attenuation value distributions as far as possible or completely simultaneously.
  • filters and / or two separate existing X-ray detector arrays could be used, for example, in the beam path.
  • Attenuation values of the second attenuation value distribution of density and atomic number are determined, and that the spatial atomic number distribution - and optionally a spatial density distribution - is determined from a comparison of the first functional dependency with the second functional dependency and possibly further functional dependencies.
  • the functional dependency of the attenuation values on density and atomic number for at least one X-ray spectrum is preferably determined here by means of reference measurement on a calibration sample or in the form of a simulation based on a physical model.
  • the weakening value distributions are converted into a distribution of the density and a distribution of the atomic number for each of the assigned weakening values of the first weakening value distribution and the further weakening value distributions on the basis of the determination of a pair of values for density and atomic number so that the pair of values certain functional dependencies of the X-ray absorption of
  • Density and atomic number for the first X-ray spectrum and at least one further X-ray spectrum are met.
  • the density and atomic number for a picture element can thus be calculated simply as an intersection of the functional dependencies of the mutually associated x-ray absorption values of the recorded distributions of the x-ray absorption values.
  • At least one operating parameter of the x-ray tube is changed, the x-ray source in a first operating state having a first x-ray spectrum and in a second operating state a different second x-ray spectrum emitted so that a quick change between two X-ray spectra is possible.
  • the detector characteristic was changed, the X-ray detector converting spectral subregions of the X-ray radiation received by the X-ray source into electrical signals that are independent of one another and thereby allowing simultaneous recording of distributions of the X-ray absorption for different X-ray spectra.
  • FIG. 3a shows an exemplary functional diagram of a calculation method for determining iso-absorption lines as part of the method according to FIG. 1,
  • 3b shows an exemplary flow chart of the transformation of the x-ray attenuation values into values of the material density and atomic number as part of the method according to FIG. 1, and
  • Fig. 4 shows two isoabsorption lines of a tissue type with two different X-ray spectra.
  • a patient P is administered a tracer or a contrast medium KM, for example by injection into the blood vessels or by swallowing.
  • the patient P is then examined in an X-ray computer tomography device 2, which is only indicated, both with the evaluation of a first X-ray spectrum S1 and - simultaneously or in succession - with the evaluation of a second X-ray spectrum S2 (second step 3), which is set by appropriate setting of the X-ray computer tomography device 2 to be selected.
  • a attenuation value distribution is generated for each of the x-ray spectra S1, S2, for example as a distribution ⁇ (x, y) or ⁇ 2 (x, y) of the (linear) x-ray attenuation coefficient ⁇ within a transverse slice image with coordinates x and y.
  • a computer-assisted transformation of the distributions ⁇ (x, y) or ⁇ 2 (x, y) of the X-ray attenuation coefficient to an atomic number distribution Z (x, y) takes place.
  • the atomic number distribution Z (x, y) is used in a fifth step 8 to display a distribution of the contrast medium KM on a monitor 9.
  • the concentration of the tracer substance can be determined quantitatively in the case of a known, for example water-like, carrier material.
  • the conventional base material decomposition described at the outset can also be used to determine the spatial distribution of two or more predetermined atomic number values ZI, Z2, ... in a transverse layer plane (x, y). Such a distribution can also be used to represent the contrast medium KM in the image.
  • the isoabsorption line 11 of FIG. 2 connects all pairs of values (p, Z) with an attenuation value ⁇ or C that is identical for a defined X-ray spectrum.
  • the illustration 1 illustrates that information about the type and composition of a tissue or material cannot be derived solely on the basis of the attenuation values of an X-ray image.
  • X-rays are weakened to different extents by different materials and depending on the energy of the X-rays. This is due to different weakening mechanisms in the different materials.
  • a prerequisite for calculating the atomic number and density distribution in an examination area is at least two X-ray images of the area that are identical in the recording geometry but are made with different energy of the applied X-rays.
  • the Z and P resolution can be improved, but this also increases the radiation exposure. In the case of examining a patient, this option is therefore not always available.
  • the starting point for the conversion of attenuation value-based image data into distribution images of the ordinal numbers and the material or tissue density is the knowledge of the iso-absorption lines for each X-ray spectrum of an X-ray apparatus.
  • x-ray spectrum is not to be understood here as the narrowly defined term of the spectral distribution of an x-ray radiation emitted by the x-ray source of the apparatus, but rather an expanded term that takes into account the different weighting of different spectral ranges of the emission spectrum of the x-ray tube on the x-ray detector side.
  • a measured attenuation value therefore results from the direct attenuation of the radiation spectrum emitted by the X-ray tube and the spectral efficiency of the X-ray detector used. Both values are plant-specific quantities and must either be directly which are determined indirectly using the attenuation values of calibration samples. They are the basis for the calculation of the I-absorption lines.
  • FIG. 3a three methods 300 for modeling or for calculating a family of iso-absorption lines are outlined, namely theoretical modeling, experimental determination and theoretical modeling with calibration of the curves by experimentally determined parameters.
  • isoabsorption lines are to be determined as the attenuation values required to cover the range of X-ray attenuations in the X-ray images. It is not necessary to calculate an iso-absorption line for every theoretically occurring attenuation value; if not calculated isoabsorption lines can be made available by interpolation or other suitable averaging methods.
  • step S302 the data of the X-ray emission spectra S (E) specific for a system are first read in with the available tube voltages as parameters.
  • the spectral distributions of the X-rays can be experimentally measured for each individual X-ray system beforehand, or the data characteristic for a specific type of X-ray source can be used.
  • step S303 Determining the Detek- torapparatefunktion w (E) in step S303.
  • the detector arrangement can be measured in advance or data characterizing the detector type, such as its spectral technical specification, can be used.
  • step S304 The calculation of the isoabsorption lines in the form of family of curves C ⁇ (p, Z) or ⁇ i (p, Z) is carried out on the basis of a physical model in step S304, which for each relevant combination of S (E) and w (E ) simulates the X-ray attenuation Ci or ⁇ x for materials with different atomic numbers and with different material densities.
  • the family of curves of the isoabsorption lines can also be determined experimentally.
  • the X-ray attenuations of calibration materials with different density and average atomic number in the X-ray apparatus are measured in different relevant combinations of S (E) and w (E) in step S305.
  • the measured values form the bases for the following calculation of the family of curves of iso absorption lines Ci or ⁇ x in step S306.
  • the family of curves Ci or ⁇ x modeled on a theoretical basis can be calibrated with experimentally determined x-ray attenuation values.
  • the attenuation values necessary for calibrating the theoretical family of curves are measured as described above for step S305 using suitable calibration materials or phantoms in the X-ray system.
  • exact knowledge of the X-ray emission spectra S (E) and w (E) is not a prerequisite for this method, but rather parameters of the theoretical modeling of the family of curves of iso absorption lines Ci and] i x in step S308.
  • the calibration of the curves in step S309 with the calibration values experimentally determined in step S307 finally defines values for these parameters which are specific for the x-ray emission spectra and detector apparatus functions of the x-ray apparatus.
  • the prerequisites for a transformation of image data are the attenuation values of the x-ray radiation when passing through a tissue in image data represent a distribution of the atomic number or the material density in the corresponding tissue.
  • the three methods for determining the isoabsorption line can also be used in mixed form. For example, values that can only be determined experimentally inaccurately or only with great effort or not at all can be supplemented with the help of a theoretical model or their accuracy can be specified.
  • the data developed using different methods are then combined in step S310 to form a uniform data set and are made available for the image transformations in step S311.
  • Figure 3b is a. suitable transformation method 320 for the method according to the invention. It is based on the family of curves of iso-absorption lines, which were determined according to one of the previously described methods 300 and made available as a data set in step S321.
  • a transformation takes place pixel by pixel.
  • a transformation of an X-ray attenuation value distribution based on two X-ray images taken with different X-ray energy spectra but identical recording geometry is assumed. This is the minimum requirement for carrying out a transformation according to the invention.
  • more than two X-ray images can also be used with more than two different X-ray energy distributions.
  • the selection of a picture element to be transformed is made in step S322 and in the following step S323 the attenuation values Ci or ⁇ i ⁇ for this picture element are read from the first and C 2 or ⁇ 2 from the second X-ray image.
  • the X-ray spectra used for the first X-ray image S ⁇ (E) and the detector apparatus functions wj. (E) and the corresponding values S 2 (E) and w 2 (E) for the second X-ray are queried. image.
  • These values form the parameters for a subsequent selection of the isoabsorption lines to be assigned to the respective attenuation values.
  • the spectral distributions S ⁇ (E) or Wj. (E) can also be determined indirectly, for example by querying the tube voltages Ui or U 2 used or the operating parameters of the X-ray detectors.
  • step S325 a first curve is created from the data set of iso absorption lines provided in step S321, before the conditions Ci and ⁇ i for the parameters Si (E) and i (E) are met and a second curve which meets the conditions C 2 and ⁇ 2 selected for the parameters S 2 (E) and w 2 (E) fulfilled.
  • An example of a first isoabsorption line 11 and a second 41 isoabsorption line obtained in this way is shown in FIG.
  • the intersection 42 as the intersection of both curves 11 and 41 is calculated in step S326.
  • the curve cut 42 can be e.g. by means of a local linear transformation or by means of iterative intersection finding. Since the two curves 11 and 41 represent two different attenuation values for the same image element and therefore for an identical subarea of a examined tissue, both attenuation values must be caused by the same type of material or fabric.
  • the coordinates (p, Z) of the curve intersection 42 therefore reflect the material density and the atomic number of the partial tissue area to be assigned to the image element.
  • step S327 the ordinal number value Z determined in this way is written into the ordinal number distribution as a corresponding pixel value
  • step S328 analogously, the determined material density value p is written into the density distribution.
  • Steps S322 to S328 are repeated for all remaining pixels until a final image output can take place in step S329.
  • Step S324 can be skipped here since the spectral distributions S (E) and Wi (E) are identical for all picture elements of an image.

Abstract

Es ist ein Verfahren zur bildgebenden Untersuchung eines Un-tersuchungsobjekts, insbesondere eines Patienten (P), be-schrieben. Dabei wird dem Untersuchungsobjekt zunächst ein Kontrastmittel (KM) verabreicht. Danach werden wenigstens zwei räumliche Verteilungen von Röntgenschwächungswerten er-mittelt, welche Röntgenschwächungswerte jeweils den lokalen Röntgenschwächungskoeffizienten (µ(x,y)) oder eine von diesem linear abhängige Größe (C) darstellen, wobei die zwei räumli-chen Verteilungen zumindest umfassen: - eine erste Schwächungswertverteilung (µ1(x,y)), deren Er-mittlung auf einem ersten Röntgenstrahlspektrum basiert, - eine zweite Schwächungswertverteilung (µ2(x,y)), deren Er-mittlung auf einem zweiten von dem ersten Röntgenstrahl-spektrum verschiedenen zweiten Röntgenstrahlspektrum ba-siert. Unter Auswertung der beiden Schwächungswertverteilungen wird dann eine räumliche Verteilung eines oder mehrerer vordefi-nierter Ordnungszahlwerte (Z; Z1, Z2,...) oder eine räumliche Verteilung (Z(x,y)) nicht-vorde-finierter, im Untersuchungsob-jekt vorhandener Ordnungszahlwerte ermittelt, die eine Infor-mation über die Verteilung des verabreichten Kontrastmittels (KM) im Untersuchungsobjekt enthält. Die räumliche Ordnungs-zahlverteilung wird zur Darstellung des Kontrastmittels (KM) im Bild verwendet.

Description

BILDGERUNGSVERFAHREN, BASIEREND AUF ZWEI VERSCHIEDENEN RÖNTGESTRAHLSPEKTREN
Bildgebungsverfahren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bildgebenden Untersuchung eines Untersuchungsobjekts, das für medizinische Zwecke insbesondere ein Patient ist. Das Verfahren ist insbesondere zur Anwendung im Rahmen eines Tomographie-Verfahrens o- der zur Anwendung bei einer bildgebenden tomographiefähigen Untersuchungseinrichtung, beispielsweise bei einem Röntgen- computertomographiegerät, geeignet .
Kontrastmittel sind beispielsweise bekannt aus DE 44 33 564 AI, WO 00/16811 oder DE 100 02 939 Cl .
Ergebnis radiographischer Verfahren, wie beispielsweise der Computer-Tomographie, der Mammographie, der Angiographie, der Röntgen-Inspektionstechnik oder vergleichbarer Verfahren, ist zunächst die Darstellung der Schwächung eines Röntgenstrahls entlang seines Weges von der Röntgenquelle zum Röntgendetek- tor (Projektionsbild) . Diese Schwächung wird von den durch- strahlten Medien bzw. Materialien entlang des Strahlengangs verursacht, sodass die Schwächung auch als Linienintegral ü- ber die Schwächungskoeffizienten aller Pixel entlang des Strahlenweges verstanden werden kann. Insbesondere bei Tomographie-Verfahren, beispielsweise bei der Röntgencomputerto- mographie, ist es mittels sogenannter Rekonstruktionsverfahren möglich, von den projizierten Schwächungsdaten auf die Schwächungskoeffizienten (μ) der einzelnen Pixel zurück zurechnen und damit zu einer erheblich sensitiveren Untersuchung als bei reiner Auswertung der Projektionsbilder zu ge- langen.
Zur Darstellung der Schwächungsverteilung wird statt des Schwächungskoeffizienten in der Regel ein auf den Schwächungskoeffizienten von Wasser normierter Wert, die sogenann- te CT-Zahl, verwendet. Diese berechnet sich aus einem aktuell durch Messung ermittelten Schwächungskoeffizienten μ und dem Referenz- Schwächungskoeffizienten μH2o nach folgender Gleichung :
C = 1000 x v- - μHΛ [HU] :D μH?0
mit der CT-Zahl C in der Einheit Hounsfield [HU] . Für Wasser ergibt sich ein Wert
Figure imgf000004_0001
- 1000 HU.
Da beide Darstellungen ineinander transformierbar bzw. äquivalent sind, bezeichnet im folgenden der allgemein gewählte Begriff Schwächungswert oder Schwächungskoeffizient sowohl den Schwächungskoeffizienten μ als auch den CT-Wert. Ferner werden im Sachzusammenhang dieser Erfindungsbeschreibung die Begriffe Material und Gewebe austauschbar verwendet. Es wird unterstellt, dass ein Material im Kontext einer medizinisch angezeigten Untersuchung ein anatomisches Gewebe sein kann, und umgekehrt unter Gewebe in der Material- und Sicherheitsprüfung ein beliebiges Material eines Untersuchungsobjekts zu verstehen ist.
Obgleich die Aussagekraft eines auf den lokalen Schwächungskoeffizienten (μ) basierenden Bildes deutlich erhöht ist, kann es im Einzelfall dennoch Probleme bei der Interpretation eines Bildes geben. Ein lokal erhöhter Schwächungswert lässt sich nämlich entweder auf Materialien höherer Ordnungszahl, wie beispielsweise Calcium im Skelett oder Jod in einem Kontrastmittel zurückführen, oder auf eine erhöhte Weichteildichte, wie etwa bei einem Lungenknoten. Der lokale Schwä- chungskoeffizient μ am Ort r ist abhängig von der in das Gewebe bzw. Material eingestrahlten Röntgenenergie E und der lokalen Gewebe- bzw. Materialdichte p entsprechend der folgenden Gleichung:
Figure imgf000004_0002
mit dem energie- und materialabhängigen Massenschwächungsko- effizienten (V (E,Z) und der (effektiven) Ordnungszahl Z
Die energieabhängige Röntgenabsorption eines Materials, wie sie von seiner effektiven Ordnungszahl Z bestimmt wird, überlagert daher die von der Materialdichte p beeinflusste Röntgenabsorption. Materialien bzw. Gewebe unterschiedlicher chemischer wie physikalischer Zusammensetzung können daher im Röntgenbild identische Schwächungswerte aufweisen. Umgekehrt kann dagegen aus dem Schwächungswert einer Röntgenaufnahme nicht auf die Materialzusammensetzung eines Untersuchungsob- jekts geschlossen werden.
Zur Lösung dieses Problems sind Verfahren zur Darstellung materialcharakteristischer Werte erforderlich. Im Zusammenhang mit computerunterstützten Tomographieverfahren ist es zum Beispiel aus US 4,247,774 bekannt, voneinander verschiedene Röntgenspektren oder Röntgenquantenenergien zur Erzeugung ei- nes Bildes zu verwenden. Derartige Verfahren werden allgemein als Zwei-Spektren-CT bezeichnet. Sie nutzen die ordnungszahlbedingte Energieabhängigkeit des Schwächungskoeffizienten μ aus, d.h. sie basieren auf dem Effekt, dass Materialien und Gewebe höherer Ordnungszahl niederenergetische Röntgenstrah- lung deutlich stärker absorbieren als Materialien bzw. Gewebe niederer Ordnungszahl. Bei höheren Röntgenstrahlenergien gleichen sich dagegen die Schwächungswerte an und sind vorwiegend eine Funktion der Materialdichte. Bei der Zwei- Spektren-CT werden dann beispielsweise die Unterschiede in den bei unterschiedlichen Röntgenröhrenspannungen aufgenommenen Bildern berechnet.
Im Kontext dieser Beschreibung wird der Begriff Ordnungszahl, soweit nicht anders angegeben, nicht im strengen, elementbe- zogenen Sinn verwendet, sondern bezeichnet stattdessen eine effektive Ordnungszahl eines Gewebes, respektive Materials, die sich aus den chemischen Ordnungszahlen und Atomgewichten der am Aufbau des Gewebes bzw. Materials beteiligten Elemente berechnet .
Zu noch spezifischeren Aussagen kommt man, wenn zusätzlich die Methode der sog. Basismaterialzerlegung bei Röntgenaufnahmen angewendet wird, wie sie etwa W. Kalender et. al beschreiben in "Materialselektive Bildgebung und Dichtemessung mit der Zwei-Spektren-Methode, I. Grundlagen und Methodik*, W. Kalender, W. Bautz, D. Felsenberg, C. Süß und E.Klotz, Di- git. Bilddiagn. 7, 1987, 66-77, Georg Thie e Verlag. Bei diesem Verfahren werden die Röntgenschwächungswerte eines Untersuchungsobjekts mit Röntgenstrahlen niederer und höherer E- nergie gemessen und die erhaltenen Werte mit den entsprechen- den Referenzwerten zweier Basismaterialien wie beispielsweise Calcium (für Skelettmaterial) und Wasser (für Weichteilgewebe) verglichen. Es wird angenommen, dass sich jeder Messwert als lineare Superposition der Messwerte der beiden Basismaterialien darstellen lässt. Zum Beispiel kann für jedes Element der bildlichen Darstellung des Untersuchungsobjekts aus dem Vergleich mit den Werten der Basismaterialien ein Skelettanteil und ein Weichgewebeanteil berechnet werden, so dass eine Transformation der ursprünglichen Aufnahmen in Darstellungen der beiden Basismaterialien Skelettmaterial und Weichteilge- webe resultiert.
Die Basismaterialzerlegung bzw. das Zwei-Spektren-Verfahren eignen sich damit zur Auftrennung bzw. Unterscheidung von vordefinierten anatomischen Strukturen oder Materialarten in menschlichen und tierischen Geweben mit stark unterschiedlicher Ordnungszahl.
Aus der deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 101 43 131 ist ein Verfahren bekannt, dessen Sensitivität und Aussagekraft die der Basismaterialzerlegung noch übertrifft und beispielsweise eine funktionale CT-Bildgebung hoher Aussagekraft ermöglicht. Es ermöglicht die Berechnung der räum- liehen Verteilung der mittleren Dichte p( ) und der effektiven Ordnungszahl Z( ) aus einer Auswertung der spektral be- einflussten Messdaten einer Röntgenapparatur . Man erhält hierüber sehr gute Kontraste, insbesondere bezüglich der che- mischen und physikalischen Zusammensetzung des Untersuchungsobjekts. Beispielsweise erlaubt die Darstellung der Verteilung der Ordnungszahl im Gewebe u.a. Einblicke in die biochemische Zusammensetzung eines untersuchten Objekts, Kontraste aufgrund des chemischen Aufbaus in bisher dichtehomogen dar- gestellten Organen, eine quantitative Bestimmung von Körperbestandteilen wie z.B. Jod oder dergleichen und ein Heraus- segmentieren von Calcifizierungen basierend auf der Ordnungszahl .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren anzugeben, welches neue Möglichkeiten zur Empfindlichkeitsverbesserung oder zur Erhöhung der Ausagekraft bei der material- oder ordnungszahlabhängigen röntgenstrahlenbasierten Bildge- bung schafft.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur bildgebenden Untersuchung eines Untersuchungsobjekts, insbesondere eines Patienten, wobei a) dem Untersuchungsobjekt ein Kontrastmittel verabreicht wird, b) danach wenigstens zwei räumliche Verteilungen von Röntgen- schwächungswerten ermittelt werden, welche Röntgenschwä- chungswerte jeweils den lokalen Röntgenschwächungskoeffi- zienten (μ(x,y)) oder eine von diesem linear abhängige Größe (C) darstellen, wobei die zwei räumlichen Verteilungen zumindest umfassen:
- eine erste Schwachungswertverteilung, deren Ermittlung auf einem ersten Rontgenstrahlspektrum basiert,
- eine zweite Schwachungswertverteilung, deren Ermittlung auf einem zweiten von dem ersten Rontgenstrahlspektrum verschiedenen zweiten Rontgenstrahlspektrum basiert, c) unter Auswertung der beiden Schwachungswertverteilungen eine räumliche Verteilung eines oder mehrerer vordefinierter Ordnungszahlwerte (Z ZI, Z2,...) oder eine räumliche Verteilung (Z(x,y)) nicht-vordefinierter, im Untersuchungsobjekt vorhandener Ordnungszahlwerte ermittelt wird, die eine Information über die Verteilung des verabreichten Kontrastmittels im Untersuchungsobjekt enthält, und d) die räumliche Ordnungszahlverteilung zur bildgebenden Darstellung des Kontrastmittels verwendet wird.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass der Einsatz von Kontrastmitteln die funktionale Bildgebung in der Röntgencom- putertomographie verbessern kann. Kontrastmittel waren hierbei bislang lediglich verwendet worden, um z.B. Blut vor sei- nem Gewebehintergrund in der Absorption abzuheben. Eine mate- rial- oder gewebeselektive Auswertung fand nicht statt. Der Erfindung liegt ferner unter anderem die Erkenntnis zu Grunde, dass durch Zugabe eines Kontrastmittels in einer verträglichen Dosis oder Konzentration eine mittels zwei verschiede- nen Röntgenspektren messbare Ordnungszahldifferenz erzielbar ist.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung kann ein Ordnungszahlwert des Kontrastmittels vordefiniert werden. Das Verfahren kann insbesondere mit der eingangs genannten Basismaterialzerlegung kombiniert werden.
Vorzugsweise wird die räumliche Ordnungszahlverteilung als zwei- oder dreidimensionales Feld ermittelt, wobei der jewei- lige Feldwert ein lokaler Ordnungszahlwert an dem durch das betreffende Feld repräsentierten Ort ist. Das Verfahren kann insbesondere mit dem Verfahren der eingangs genannten deut¬ schen Patentanmeldung 101 43 131 kombiniert werden. Der Of¬ fenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung wird in die vorlie- gende Patentanmeldung ausdrücklich einbezogen, insbesondere die dortigen Patentansprüche 1 bis 7. Außerdem bevorzugt wird zusätzlich zu der Ordnungszahlverteilung ein weiteres zwei- oder dreidimensionales Feld ermittelt, dessen Feldwerte jeweils einen lokalen Dichtewert wiedergeben.
Die Verwendung der räumliche Ordnungszahlverteilung zur Bild- gebung kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein Bild angezeigt wird, welches nur Daten aus einem bestimmten - den Wert der Ordnungszahl des Kontrastmittels z.B. einschließen- den - Ordnungszahlintervall oder jenseits eines bestimmten
Ordnungszahlgrenzwertes anzeigt. Es ist auch möglich, die gemessenen Ordnungszahlwerte in eine Grauwert- oder Farbskala umzusetzen, wobei der Wert der Ordnungszahl des Kontrastmittels ausgezeichnet oder allein eingefärbt sein kann, und die- se Skala bildgebend anzuzeigen. Derartigen Bildern kann ein gewöhnliches, nicht-funktionales Schwächungsbild unter- oder überlagert sein.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden das ermittelte Feld mit den Ordnungszahlwerten und das ermittelte Feld mit den Dichtewerten dazu verwendet, um eine lokale Konzentration oder eine lokale Menge des Kontrastmittels zu berechnen.
Unter einem Kontrastmittel werden im Zusammenhang mit der Erfindung jegliche Mittel verstanden, welche nach Zugabe in das Untersuchungsobjekt, insbesondere nach Injektion in einen Patienten, zu einer Kontrastverbesserung oder Kontrastverstärkung in der Absorption, also im Röntgenbild, führen. Hierun- ter fallen sowohl konventionelle Kontrastmittel, wie sie beispielsweise bei Perfusionsmessungen in die Blutgefäße verabreicht werden um diese im Bild hervorzuheben. Es werden unter „Kontrastmittel* aber auch Mittel verstanden, die sich spezifisch oder selektiv, z.B. nach einem Schlüssel-Schloss- Prinzip, nur an bestimmten Stellen im Untersuchungsobjekt ablagern oder anreichern und somit die Überprüfung einer Organfunktion erlauben. Solche letztgenannte Mittel können auch sogenannte Marker oder Tracer sein. Ein solcher Marker setzt sich beispielsweise aus einem biologischen Makromolekül, etwa einem Antikörper, einem Peptid oder einem Zuckermolekül, mit einer hohen Affinität zu der zu untersuchenden Zielstruktur, sowie aus einem - beispielsweise zudotierten - Kontraststoff zusammen, welcher im Röntgenbild gut sichtbar ist. Das Makromolekül dient zum Beispiel als sogenannte "metabolische Markierung", die bewirkt, dass sich das insgesamt auch als meta- bolischer Marker bezeichnete Kontrastmittel entweder aus- schließlich in bestimmten Regionen, z.B. Tumoren, Entzündungen oder anderen bestimmten Krankheitsherden, anreichert. Kontrastmittel sind beispielsweise aus den eingangs genannten Schriften bekannt.
Vorzugsweise wird ein Kontrastmittel mit einer Ordnungszahl größer als 20 oder größer als 40 verwendet wird. Das Kontrastmittel weist insbesondere eine Ordnungszahl kleiner als 83 oder kleiner als 70 auf.
Besonders vorteilhafte Kontrastmittel enthalten Gadolinium, Jod, Ytterbium, Dysposium, Eisen und/ oder Wismut.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung enthält das Kontrastmittel eine organische Verbindung, insbesondere einen aliphatischen Kohlenwasserstoff, beispielsweise Zucker, und/ oder eine Aminosäure oder ein Peptid.
Das Kontrastmittel kann zur selektiven Ablagerung an bestimmten Stellen oder in bestimmten Gewebeteilen des Untersu- chungsobjekts ausgebildet sein.
In vorteilhafter Ausgestaltung wird das Kontrastmittel in einer Gewichtskonzentration aus dem Bereich lO-4 bis 10-'7, ins- besondere aus dem Bereich 10"5 bis 10"6, zugegeben.
Der im Zusammenhang dieser Schrift verwendete Begriff 'Röntgenspektrum' besitzt eine weiter gefasste Bedeutung als nur die Spektralverteilung einer von der Röntgenquelle der Apparatur emittierten Röntgenstrahlung. Auch auf Seiten der Rönt- gendetektoren können unterschiedliche Spektralanteile einer ■ Strahlung mit unterschiedlichen Wirkungsgraden umgesetzt und somit verschieden gewichtet werden. Die daraus resultierende effektive Spektralverteilung wird in dieser Schrift ebenfalls als Röntgenspektrum bezeichnet.
Die beiden Schwachungswertverteilungen müssen nicht notwendi- gerweise nacheinander als zwei Bilder mit unterschiedlicher Röhrenspannung aufgenommen werden. Da jede Röntgenröhre ein Spektrum mit einer gewissen Breite emittiert, ist es bei entsprechender spektralselektiver Ausgestaltung einer zugehörigen Empfangseinheit auch möglich, die beiden Schwächungswert- Verteilungen weitestgehend oder völlig simultan aufzunehmen. Hierzu könnten zum Beispiel in den Strahlengang zustellbare Filter und/ oder zwei gesonderte vorhandene Röntgendetektor- arrays verwendet werden.
Insbesondere ist eine Empfangseinheit zur Durchführung des
Verfahrens mit einem quantenenergieselektiven Röntgendetek- torarray ausgestattet.
Insbesondere im Hinblick auf eine Verwendung des in der ein- gangs genannten deutschen Patentanmeldung 101 43 131 beschriebenen Verfahren ist es von besonderem Vorteil, dass eine erste funktionale Abhängigkeit eines ersten Schwächungswertes der ersten Schwachungswertverteilung von Dichte und Ordnungszahl und zumindest eine zweite funktionale Abhängig- keit eines dem ersten Schwächungswert zugeordneten zweiten
Schwächungswertes der zweiten Schwachungswertverteilung von Dichte und Ordnungszahl bestimmt werden, und dass aus einem Vergleich der ersten funktionalen Abhängigkeit mit der zweiten funktionalen Abhängigkeit und ggf. weiterer funktionaler Abhängigkeiten die räumliche Ordnungs- zahlverteilung - und optional eine räumliche Dichteverteilung - ermittelt wird. Vorzugsweise erfolgt hierbei die Bestimmung der funktionalen Abhängigkeit der Schwächungswerte von Dichte und Ordnungszahl für zumindest ein Rontgenstrahlspektrum mittels Referenzmes- sung an einer Eichprobe oder in Form einer Simulation auf der Basis eines physikalischen Modells.
Nach einer anderen vorzugsweisen Ausgestaltung wird ein Umformen der Schwachungswertverteilungen in eine Verteilung der Dichte und eine Verteilung der Ordnungszahl für jeden der zugeordneten Schwächungswerte der ersten Schwachungswertverteilung und der weiteren Schwachungswertverteilungen auf der Grundlage der Ermittlung eines Wertepaares für Dichte und Ordnungszahl so vorgenommen, dass das Wertepaar die bestimm- ten funktionalen Abhängigkeiten der Röntgenabsorption von
Dichte und Ordnungszahl für das erste Rontgenstrahlspektrum und zumindest ein weiteres Rontgenstrahlspektrum erfüllt. Damit können Dichte und Ordnungszahl für ein Bildelement einfach als Schnittmenge der funktionalen Abhängigkeiten der einander zugeordneten Röntgenabsorptionswerte der aufgezeichneten Verteilungen der Röntgenabsorptionswerte berechnet werden.
Vorteilhafterweise weist das erste Röntgenspektrum eine Quan- tenenergie auf, die relativ zur Quantenenergie des zweiten
Röntgenspektrums eine Röntgenabsorption durch den Photoeffekt begünstigt, so dass eine hohe Auflösung in der Bestimmung der Ordnungszahlen erhalten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zum Verändern eines Röntgenstrahlspektrums für das Aufzeichnen des Untersuchungsobjekts eine Veränderung zumindest eines Betriebsparameters der Röntgenröhre vorgenommen, wobei die Röntgenquelle in einem ersten Betriebszustand ein erstes Rontgenstrahlspektrum und in einem zweiten Betriebszustand ein davon verschiedenes zweites Rontgenstrahlspektrum emittiert, so dass ein schneller Wechsel zwischen zwei Röntgenspektren ermöglicht ist.
Ferner wird zum Verändern eines Röntgenstrahlspektrums für das Aufzeichnen des Untersuchungsobjekts vorteilhaft eine
Veränderung der Detektorcharakteristik vorgenommen, wobei der Röntgendetektor spektrale Teilbereiche der von der Röntgenquelle empfangenen Röntgenstrahlung in voneinander unabhängige elektrische Signale umsetzt und hierbei ein simultanes Aufzeichnen von Verteilungen der Röntgenabsorption bei unterschiedlichen Röntgenspektren zulässt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, wobei auf folgende Fi- guren verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens nach der Erfindung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 anhand einer Isoabsorptionslinie das Zustandekommen identischer Schwächungswerte μ bei Materialien unterschiedlicher Zusammensetzung,
Fig. 3a ein beispielhaftes Funktionsschema einer Berech- nungsmethode zur Ermittlung von Isoabsorptionslinien als Teil des Verfahrens gemäß Figur 1,
Fig. 3b ein beispielhaftes Ablaufdiagramm der Transformation der Röntgenschwächungswerte in Werte der Materi- aldichte und Ordnungszahl als Teil des Verfahrens gemäß Figur 1, und
Fig. 4 zwei Isoabsorptionslinien einer Gewebeart bei zwei unterschiedlichen Röntgenstrahlspektren .
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren nach der Erfindung schematisch als Ablaufdiagramm dargestellt. In einem ersten Schritt 1 wird einem Patienten P ein Tracer oder ein Kontrastmittel KM verabreicht, beispielsweise durch Injektion in die Blutgefäße oder durch Schlucken. Der Patient P wird dann in einem nur angedeuteten Röntgencomputertomogra- phiegerät 2 untersucht, und zwar sowohl unter Auswertung eines ersten Röntgenspektrums Sl als auch - gleichzeitig oder nacheinander - unter Auswertung eines zweiten Röntgenspektrums S2 (zweiter Schritt 3), die durch entsprechende Einstellung des Röntgencomputertomographiegeräts 2 ausgewählt wer- den. Mittels Durchführung einer Bildrekonstruktion (dritter Schritt 5) basierend auf den so erhaltenen Rohdaten wird zu jedem der Röntgenspektren Sl, S2 eine Schwachungswertverteilung erzeugt, beispielsweise als Verteilung μι(x,y) bzw. μ2(x,y) des (linearen) Röntgenschwächungskoeffizienten μ inn- nerhalb eines Transversalschichtbildes mit Koordinaten x und y. In einem vierten Schritt 7 findet computerunterstützt eine Transformation der Verteilungen μι(x,y) bzw. μ2(x,y) des Röntgenschwächungskoeffizienten auf eine Ordnungszahlverteilung Z(x,y) statt. Die Ordnungszahlverteilung Z(x,y) wird in einem fünften Schritt 8 zur Darstellung einer Verteilung des Kontrastmittels KM auf einem Monitor 9 genutzt.
Geht man von einer beispielhaften Injektion eines Gd-basier- ten Tracers mit einem Gd-Atom auf 106 Wassermolekülen (ent- sprechend ca. 9 pp Gewichtsanteil) aus, so ergibt sich ein effektives Z = 7,52. Verglichen mit dem Wasserwert Z = 7,42 ist diese Konzentration mit dem Verfahren gemäß der Figuren 3a und 3b nachweisbar. Das Verfahren gemäß der Figuren 3a und 3b kann als Teil des vierten Schritts 7 ausgeführt werden. Einzelheiten dieses Verfahrens sind in der deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 101 43 131 beschrieben, auf die ausfrücklich Bezug genommen wird.
Falls gleichzeitig die Dichteverteilung p(x,y) ermittelt wird, kann bei bekanntem, z.B. wasserähnlichen, Trägermaterial die Konzentration des Tracerstoffes quantitativ ermittelt werden. Die Ordnungszahl des Kontrastmittels KM sollte eine möglichst hohe Abweichung von der Ordnungszahl des Untergrundmaterials, typischerweise Wasser mit Z = 7,42, aufweisen.
Alternativ zu dem Verfahren gemäß der Figuren 3a und 3b kann auch die herkömmliche eingangs beschriebene Basismaterialzerlegung verwendet werden, um die räumliche Verteilung zweier oder mehr vorher festgelegter Ordnungszahlwerte ZI, Z2, ... in einer Transversalschichtebene (x,y) zu ermitteln. Eine solche Verteilung kann ebenfalls zur Darstellung des Kontrastmittels KM im Bild verwendet werden.
Im Hinblick auf eine Erläuterung des Verfahrens gemäß der Fi- guren 3a und 3b werden nachfolgend zunächst Erläuterungen gegeben: Die Isoabsorptionslinie 11 der Figur 2 verbindet alle Wertepaare (p,Z) mit, bei einem definierten Rontgenstrahlspektrum identischem Schwächungswert μ bzw. C. Die Darstellung der Fig. 1 verdeutlicht, dass Information über Art und Zusammensetzung eines Gewebes bzw. Materials nicht allein auf die Schwächungswerte eines Röntgenbildes gestützt abgeleitet werden können.
Röntgenstrahlung wird von unterschiedlichen Materialien und abhängig von der Energie der Röntgenstrahlung unterschiedlich stark geschwächt. Dies ist auf unterschiedlich wirkende Schwächungsmechanismen bei den verschiedenen Materialien zurückzuführen .
Die im Kontext dieser Beschreibung vereinfacht als Ordnungszahl titulierte effektive Ordnungszahl Z einer bestimmten Gewebeart errechnet sich aus den Ordnungszahlen Zi der am Aufbau beteiligten Elemente, deren Atomgewichte Ai und deren lokalen materialäquivalenten Dichten pA beispielsweise zu: Z = ( 31
Figure imgf000016_0001
Für reines Calcium erhält man ZCa=20, für Calciumhydrid ca. ZCaH2-≡16,04 und für Wasser etwa ZH2o≡7,428. Die chemische oder auch biochemische Zusammensetzung eines Objekts kann daher sehr gut über die Ordnungszahl Z erfasst werden.
Voraussetzung für eine Berechnung der Ordnungszahl- und Dichteverteilung in einem Untersuchungsgebiet sind zumindest zwei, in der Aufnahmegeometrie identische, aber mit unterschiedlicher Energie der angewandten Röntgenstrahlung erstellte Röntgenaufnahmen des Gebiets. Bei Verwendung von mehr als zwei mit unterschiedlicher Röntgenstrahlenergie aufgezeichneten Röntgenaufnahmen können die Z- und p-Auflösung verbessert werden, doch erhöht sich dadurch auch die Strahlenbelastung. Im Falle der Untersuchung eines Patienten ist diese Möglichkeit daher nicht immer gegeben.
Ausgangspunkt der Umwandlung von Schwächungswert basierenden Bilddaten in Verteilungsbilder der Ordnungszahlen und der Material- bzw. Gewebedichte ist die Kenntnis der Isoabsorptionslinien für jedes Röntgenspektrum einer Röntgenapparatur . Wie bereits erwähnt, ist hierbei unter Röntgenspektrum nicht der eng gefasste Begriff der Spektralverteilung einer von der Röntgenquelle der Apparatur emittierten Röntgenstrahlung zu verstehen, sondern ein erweiterter Begriff, der die unterschiedliche Gewichtung unterschiedlicher Spektralbereiche des Emissionsspektrums der Röntgenröhre auf Seiten der Röntgende- tektoren berücksichtigt. Ein gemessener Schwächungswert er- gibt sich daher aus der direkten Schwächung des von der Röntgenröhre emittierten Strahlenspektrums und dem spektralen Wirkungsgrad des verwendeten Röntgendetektors . Beide Werte sind anlagenspezifische Größen und müssen entweder direkt o- der indirekt mittels der Schwächungswerte von Eichproben ermittelt werden. Sie sind die Grundlage zur Berechnung der I- soabsorptionslinien.
In Figur 3a sind drei Verfahren 300 zur Modellierung bzw. zur Berechnung einer Schar von Isoabsorptionslinien skizziert, nämlich eine theoretische Modellierung, eine experimentelle Bestimmung und eine theoretische Modellierung mit einer Kalibrierung der Kurven durch experimentell bestimmte Para e- ter.
Prinzipiell sind so viele Isoabsorptionslinien zu bestimmen, wie Schwächungswerte zum Abdecken der Spanne von Röntgen- schwächungen in den Röntgenaufnahmen erforderlich sind. Dabei ist nicht für jeden theoretisch auftretenden Schwächungswert eine Isoabsorptionslinie zu berechnen; nicht errechnete Isoabsorptionslinien können bei Bedarf durch Interpolation oder andere geeignete Mittelungsverfahren verfügbar gemacht werden.
Die Grundschritte der theoretischen Modellierung sind im linken Ast des AblaufSchemas der Fig. 3a dargestellt. Im Schritt S302 werden zunächst die Daten der für eine Anlage spezifischen Röntgenemissionsspektren S(E) mit den verfügbaren Röh- renspannungen als Parameter eingelesen. Die Spektralverteilungen der Röntgenstrahlung können hierzu im Vorfeld experimentell für jede einzelne Röntgenanlage ausgemessen werden, oder es werden die für einen speziellen Röntgenquellentyp charakteristischen Daten verwendet. 'Das Ermitteln der Detek- torapparatefunktion w(E) erfolgt in Schritt S303. Auch hierzu kann im Vorfeld eine genaue Vermessung der Detektoranordnung vorgenommen werden oder aber es werden den Detektortyp charakterisierenden Daten wie z.B. dessen spektrale technische Spezifikation verwendet. Die Berechnung der Isoabsorptionsli- nien in Form von Kurvenscharen Cι(p,Z) bzw. μi(p,Z) wird auf der Basis eines physikalischen Modells in Schritt S304 vorgenommen, das für jede relevante Kombination von S(E) und w(E) die Röntgenschwächungen Ci bzw. μx für Materialien mit unterschiedlichen Ordnungszahlen und bei unterschiedlichen Materialdichten nachbildet.
Alternativ zur theoretischen Modellierung der Schritte S302 bis S304 können die Kurvenscharen der Isoabsorptionslinien auch experimentell ermittelt werden. Hierzu werden in Schritt S305 die Röntgenschwächungen von Eichmaterialien mit unterschiedlicher Dichte und mittlerer Ordnungszahl in der Rönt- genapparatur bei verschiedenen relevanten Kombinationen von S (E) und w(E) gemessen. Die Messwerte bilden die Stützpunkte für die folgende Berechnung der Kurvenscharen von Isoabsorptionslinien Ci bzw. μx in Schritt S306.
Als weitere Alternative können die auf theoretischer Basis modellierten Kurvenscharen Ci bzw. μx mit experimentell ermittelten Röntgenschwächungswerten kalibriert werden. In Schritt S 307 werden die zum Eichen der theoretischen Kurvenscharen notwendigen Schwächungswerte wie oben für Schritt S305 beschrieben mit geeigneten Eichmaterialien bzw. Phantomen in der Röntgenanlage gemessen. Im Unterschied zur rein theoretischen Modellierung der Schritte S302 bis S304 ist bei diesem Verfahren die exakte Kenntnis der Röntgenemissions- spektren S (E) und w(E) nicht Voraussetzung sondern Parameter der theoretischen Modellierung der Kurvenscharen von Isoabsorptionslinien Ci bzw. ]ix in Schritt S308. Das Kalibrieren der Kurven in Schritt S309 mit den in Schritt S307 experimentell ermittelten Eichwerten definiert schließlich Werte für diese Parameter, die spezifisch für die Röntgenemissions- spektren und Detektorapparatefunktionen der Röntgenapparatur sind.
Mit der Ermittlung der Isoabsorptionslinien für die erforderlichen Röntgenschwächungswerte und Kombinationen von S(E) und w(E) sind die Voraussetzungen für eine Transformation von Bilddaten, die Schwächungswerte der Röntgenstrahlung beim Durchgang durch ein Gewebe repräsentieren in Bilddaten, die eine Verteilung der Ordnungszahl bzw. der Materialdichte im entsprechenden Gewebe repräsentieren geschaffen.
Je nach Aufgabenstellung können die drei Verfahren zur Isoab- Sorptionslinienbestimmung auch gemischt verwendet werden. Beispielsweise können Werte, die experimentell nur ungenau oder nur mit großem Aufwand oder gar nicht zu ermitteln sind, mithilfe einer theoretischen Modellierung ergänzt oder in ihrer Genauigkeit präzisiert werden. Die mit unterschiedlichen Methoden erschlossenen Daten werden dann in Schritt S310 zu einem einheitlichen Datensatz zusammengefasst und in Schritt S311 für die Bildtransformationen bereitgehalten.
In Figur 3b ist ein. für das erfindungsgemäße Verfahren geeig- netes Transformationsverfahren 320 dargestellt. Es stützt sich auf die nach einem der zuvor beschriebenen Verfahren 300 ermittelten und als Datensatz in Schritt S321 bereitgehaltenen Kurvenscharen von Isoabsorptionslinien.
Eine Transformation erfolgt bildelementweise. Im folgenden wird von einer Transformation einer Röntgenschwächungswert- verteilung basierend auf zwei bei unterschiedlichen Röntgen- strahlenergiespektren aber identischer Aufnahmegeometrie aufgenommen Röntgenbildern ausgegangen. Dies ist die minimale Voraussetzung für eine Durchführung einer erfindungsgemäßen Transformation. Jedoch können auch mehr als zwei Röntgenaufnahmen bei mehr als zwei unterschiedlichen Energieverteilungen der Röntgenstrahlung Verwendung finden.
Die Auswahl eines zu transformierenden Bildelements wird im Schritt S322 getroffen und im folgenden Schritt S323 werden die Schwächungswerte Ci bzw. \iχ für dieses Bildelement aus dem ersten und C2 bzw. μ2 aus dem zweiten Röntgenbild gelesen. Im anschließenden Schritt S324 erfolgt die Abfrage des für die erste Röntgenaufnahme verwendeten Röntgenstrahlspekt- ru s Sι(E) und der Detektorapparatefunktionen wj.(E) sowie der entsprechenden Werte S2(E) und w2(E) für das zweite Röntgen- bild. Diese Werte bilden die Parameter für eine nachfolgende Auswahl der den jeweiligen Schwächungswerten zuzuordnenden Isoabsorptionslinien. Die Spektralverteilungen Sι(E) bzw. Wj.(E) können hierbei auch indirekt, z.B. über eine Abfrage der verwendeten Röhrenspannungen Ui bzw. U2 bzw. der Betriebsparameter der Röntgendetektoren ermittelt werden.
Im Schritt S325 werden aus dem in Schritt S321 bereitgehaltenen Datensatz von Isoabsorptionslinien eine erste Kurve, wel- ehe die Bedingungen Ci bzw. μi bei den Parametern Si (E) und i (E) erfüllt und eine zweite Kurve, welche die Bedingungen C2 bzw. μ2 bei den Parametern S2(E) und w2(E) erfüllt ausgewählt. Ein Beispiel einer dergestalt erhaltenen ersten Isoabsorptionslinie 11 und einer zweiten 41 Isoabsorptionslinie ist in Figur 4 dargestellt.
Der Schnittpunkt 42 als Schnittmenge beider Kurven 11 und 41 wird im Schritt S326 berechnet. Der Kurvenschnitt 42 lässt sich z.B. durch eine lokale lineare Transformation oder mit- tels iterativer Schnittpunktfindung ermitteln. Da die beiden Kurven 11 und 41 zwei unterschiedliche Schwächungswerte für das selbe Bildelement und daher für einen identischen Teilbereich eines untersuchten Gewebes repräsentieren, müssen beide Schwächungswerte von der selben Material- bzw. Gewebeart ver- ursacht sein. Die Koordinaten (p,Z) des Kurvenschnittpunkts 42 geben daher die Materialdichte und die Ordnungszahl des dem Bildelement zuzuordnenden Gewebeteilbereichs wieder.
Schließlich wird in Schritt S327 der so ermittelte Ordnungs- zahlwert Z in die Ordnungszahlverteilung als entsprechender Bildelementwert geschrieben, in Schritt S328 analog der ermittelte Materialdichtewert p in die Dichteverteilung. Die Schritte S322 bis S328 werden für alle verbleibenden Bildpunkte wiederholt, bis eine abschließende Bildausgabe in Schritt S329 erfolgen kann. Dabei kann der Schritt S324 übersprungen werden, da die Spektralverteilungen S (E) bzw. Wi(E) für alle Bildelemente eines Bildes identisch sind.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur bildgebenden Untersuchung eines Untersu- chungsobjekts, insbesondere eines Patienten (P) , wobei a) dem Untersuchungsobjekt ein Kontrastmittel (KM) verabreicht wird, b) danach wenigstens zwei räumliche Verteilungen (μι(x,y), 2(^y)) vo Röntgenschwächungswerten ermittelt werden, welche Röntgenschwächungswerte jeweils den lokalen Rönt- genschwächungskoeffizienten (μ(x,y)) oder eine von diesem linear abhängige Größe (C) darstellen, wobei die zwei räumlichen Verteilungen (μι(x,y), μ2(x,y)) zumindest umfassen:
- eine erste Schwachungswertverteilung (μι(x,y)), deren Ermittlung auf einem ersten Rontgenstrahlspektrum basiert,
- eine zweite Schwachungswertverteilung (μ2(x,y)), deren Ermittlung auf einem zweiten von dem ersten Rontgenstrahlspektrum verschiedenen zweiten Röntgenstrahlspekt- rum basiert, c) unter Auswertung der beiden Schwachungswertverteilungen
(μι(x,y), μ2(x,y)) eine räumliche Verteilung eines oder mehrerer vordefinierter Ordnungszahlwerte (Z; ZI, Z2,...) oder eine räumliche Verteilung (Z(x,y)) nicht-vorde- finierter, im Untersuchungsobjekt vorhandener Ordnungszahlwerte ermittelt wird, die eine Information über die Verteilung des verabreichten Kontrastmittels (KM) im Untersuchungsobjekt enthält, und d) die räumliche Ordnungszahlverteilung (Z(x,y)) zur bildge- benden Darstellung des Kontrastmittels (KM) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Ordnungszahlwert des Kontrastmittels (KM) vordefi- niert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die räumliche Ordnungszahlverteilung als zwei- oder dreidimensionales Feld ermittelt wird, wobei der jeweilige Feldwert ein lokaler Ordnungszahlwert (Z(x,y)) an dem durch das betreffende Feld repräsentierten Ort (x,y) ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei zusätzlich zu der Ordnungszahlverteilung ein weiteres zwei- oder dreidimensionales Feld ermittelt wird, dessen Feldwerte jeweils einen lokalen Dichtewert (p(x,y)) wiederge- ben.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das ermittelte Feld mit den Ordnungszahlwerten (Z(x,y)) und das ermittelte Feld mit den Dichtewerten (p(x,y)) dazu verwendet werden, um eine lokale Konzentration oder eine lokale Menge des Kontrastmittels zu berechnen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Kontrastmittel (KM) mit einer Ordnungszahl größer als 20 verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein Kontrastmittel (KM) mit einer Ordnungszahl größer als 40 verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Kontrastmittel (KM) mit einer Ordnungszahl kleiner als 83, insbesondere kleiner als 70, verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Kontrastmittel (KM) Gadolinium, Iod, Ytterbium, Dysposium, Eisen und/ oder Wismut enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Kontrastmittel (KM) eine organische Verbindung, insbesondere einen aliphatischen Kohlenwasserstoff, beispielsweise Zucker, enthält.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Kontrastmittel (KM) eine Aminosäure oder ein Peptid enthält.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Kontrastmittel (KM) zur selektiven Ablagerung an bestimmten Stellen oder in bestimmten Gewebeteilen des Untersuchungsobjekts ausgebildet ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Kontrastmittel (KM) in einer Gewichtskonzentration aus dem Bereich 10~4 bis 10~7, insbesondere aus dem Bereich 10-5 bis 10~6, zugegeben wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine erste funktionale Abhängigkeit (11) eines ersten Schwächungswertes der ersten Schwachungswertverteilung von Dichte und Ordnungszahl und zumindest eine zweite funktionale Abhängigkeit (41) eines dem ersten Schwächungswert zugeordneten zweiten Schwächungswertes der zweiten Schwachungswertverteilung von Dichte und Ordnungszahl bestimmt werden, und wobei aus einem Vergleich der ersten funktionalen Abhängigkeit (11) mit der zweiten funktionalen Abhängigkeit (41) und ggf. weiterer funktionaler Abhängigkeiten die räumliche Ordnungszahlverteilung - und optional eine räumliche Dichteverteilung - ermittelt wird.
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US10/549,269 US7319739B2 (en) 2003-03-14 2004-03-02 Imaging method based on two different x-ray spectra

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006142011A (ja) * 2004-11-19 2006-06-08 General Electric Co <Ge> Ｃｔコロノグラフィ・システム
JP2006167463A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Siemens Ag 造影剤使用による組織構造のコンピュータ断層撮影画像の作成方法
JP2007229464A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Siemens Ag 身体構成要素内の物質の濃度の決定方法および装置
WO2009102996A2 (en) * 2008-02-15 2009-08-20 Mayo Foundation For Medical Education And Research System and method for quantitative imaging of chemical composition to decompose more than two materials

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1526808B1 (de) * 2002-07-23 2013-01-09 GE Medical Systems Global Technology Company LLC System zur detektion von plaque-komponenten
DE10347971B3 (de) 2003-10-15 2005-06-09 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Flüssigkeitstyps einer Flüssigkeitsansammlung in einem Objekt
DE102004008519B4 (de) * 2004-02-20 2010-11-25 Siemens Ag Verfahren zur Visualisierung quantitativer Information in Datensätzen der medizinischen Bildgebung
US7599465B2 (en) * 2004-11-19 2009-10-06 General Electric Company Detection of thrombi in CT using energy discrimination
DE102005023165A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-23 Siemens Ag Medizinisches Bildgebungssystem mit einem um einen Patienten verfahrbaren Teil und Kollisionsschutzverfahren
US20070025514A1 (en) * 2005-06-06 2007-02-01 Ruediger Lawaczeck X-ray arrangement for graphic display of an object under examination and use of the x-ray arrangement
DE102005061847A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-05 Siemens Ag Betriebsverfahren für eine Röntgeneinrichtung
JP5105589B2 (ja) * 2007-07-11 2012-12-26 株式会社日立メディコ Ｘ線ｃｔ装置
US8218837B2 (en) * 2008-06-06 2012-07-10 General Electric Company Material composition detection from effective atomic number computation
CN101647706B (zh) * 2008-08-13 2012-05-30 清华大学 高能双能ct系统的图象重建方法
JP5610761B2 (ja) * 2009-12-16 2014-10-22 キヤノン株式会社 Ｘ線画像処理装置、ｘ線画像処理システム、ｘ線画像処理方法、及びコンピュータプログラム
WO2012165991A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Schlumberger Holdings Limited Method for determination of spatial distribution and concentration of contrast components in a porous and/or heterogeneous sample
US9513233B2 (en) * 2011-10-28 2016-12-06 The University Of Chicago Color x-ray histology for multi-stained biologic sample
EP2856430B1 (de) * 2012-05-01 2017-09-13 Analogic Corporation Bestimmung eines z-effektiven wertes für voxelset unter verwendung eines ct-dichtebildes und zerstreuter mehrfachenergiedaten
DE102012215515A1 (de) 2012-08-31 2014-03-06 Klinikum Der Universität München Verfahren zur Detektion von Schäden an Silikonimplantaten und Computertomographiegerät
DE102012217301B4 (de) * 2012-09-25 2021-10-14 Bayer Pharma Aktiengesellschaft Kombination aus Kontrastmittel und Mammographie-CT-System mit vorgegebenem Energiebereich und Verfahren zur Erzeugung tomographischer Mammographie-CT-Aufnahmen durch diese Kombination
CN109459452B (zh) * 2018-12-26 2021-10-22 上海联影医疗科技股份有限公司 有效原子序数计算方法、装置和存储介质
CN113281359A (zh) * 2021-06-22 2021-08-20 国家卫生健康委职业安全卫生研究中心(国家卫生健康委煤炭工业职业医学研究中心) 一种基于ct技术进行射线安检物性识别的方法和装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4247774A (en) * 1978-06-26 1981-01-27 The United States Of America As Represented By The Department Of Health, Education And Welfare Simultaneous dual-energy computer assisted tomography
EP0041752A1 (de) * 1980-06-09 1981-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Röntgengerät mit Differenzbild-Einrichtung
US4662379A (en) * 1984-12-20 1987-05-05 Stanford University Coronary artery imaging system using gated tomosynthesis
EP0385505A2 (de) * 1989-03-03 1990-09-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zur röntgenologischen Bildverarbeitung und photographisches Bildverarbeitungsgerät dafür
WO1997024069A1 (en) * 1995-12-26 1997-07-10 Holomed Aps A method and system for generating an x-ray image
DE10127267A1 (de) * 2001-06-05 2002-12-19 Siemens Ag Bildgebendes medizinsches Röntgengerät

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4149081A (en) * 1976-11-29 1979-04-10 Varian Associates, Inc. Removal of spectral artifacts and utilization of spectral effects in computerized tomography
US4709382A (en) * 1984-11-21 1987-11-24 Picker International, Inc. Imaging with focused curved radiation detectors
DE4433564A1 (de) 1994-09-07 1996-04-04 Schering Ag Peptidische Kontrastmittel für die Röntgen-, Magnetresonanz- und Nukleardiagnostik, deren Herstellung und Verwendung
JP2000086538A (ja) * 1998-09-17 2000-03-28 Toshihiro Akaike Ｍｒｉ用造影剤
DE10002939C1 (de) * 2000-01-13 2001-09-20 Schering Ag Paramagnetische DOTA-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung für die Herstellung von pharmazeutischen Mitteln
DE10143131B4 (de) 2001-09-03 2006-03-09 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung von Dichte- und Ordnungszahlverteilungen bei radiographischen Untersuchungsverfahren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4247774A (en) * 1978-06-26 1981-01-27 The United States Of America As Represented By The Department Of Health, Education And Welfare Simultaneous dual-energy computer assisted tomography
EP0041752A1 (de) * 1980-06-09 1981-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Röntgengerät mit Differenzbild-Einrichtung
US4662379A (en) * 1984-12-20 1987-05-05 Stanford University Coronary artery imaging system using gated tomosynthesis
EP0385505A2 (de) * 1989-03-03 1990-09-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zur röntgenologischen Bildverarbeitung und photographisches Bildverarbeitungsgerät dafür
WO1997024069A1 (en) * 1995-12-26 1997-07-10 Holomed Aps A method and system for generating an x-ray image
DE10127267A1 (de) * 2001-06-05 2002-12-19 Siemens Ag Bildgebendes medizinsches Röntgengerät

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006142011A (ja) * 2004-11-19 2006-06-08 General Electric Co <Ge> Ｃｔコロノグラフィ・システム
JP2006167463A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Siemens Ag 造影剤使用による組織構造のコンピュータ断層撮影画像の作成方法
JP2007229464A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Siemens Ag 身体構成要素内の物質の濃度の決定方法および装置
WO2009102996A2 (en) * 2008-02-15 2009-08-20 Mayo Foundation For Medical Education And Research System and method for quantitative imaging of chemical composition to decompose more than two materials
WO2009102996A3 (en) * 2008-02-15 2010-01-21 Mayo Foundation For Medical Education And Research System and method for quantitative imaging of chemical composition to decompose more than two materials

Also Published As

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