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Die
Erfindung betrifft ein Bildgebungsgerät zur Erstellung von abfolgenden
Schichtbildern eines Objekts. Die Erfindung betrifft weiter ein
Verfahren zum Betrieb eines derartigen Bildgebungsgeräts.
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Ein
Bildgebungsgerät
zur Erstellung von abfolgenden Schichtbildern dient dazu, Information über das
Innere des untersuchten Objekts zu gewinnen. Aus den Schichtbildern
können
beispielsweise wertvolle Informationen über die Lage, die Größe oder
die Struktur von inneren Organen, von Knochengewebe oder von sonstigem
Weichteilgewebe eines Patienten gewonnen werden. Insbesondere können die
abfolgenden Schichtbilder auch zu einer dreidimensionalen Darstellung
umgerechnet werden.
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Ein
derartiges Bildgebungsgerät
zur Aufnahme von abfolgenden Schichtbildern kann beispielsweise
ein Röntgen-Computertomograph,
ein Magnetresonanztomograph, ein Photonen-Emissions-Computertomograph
oder ein Positronen-Emissionstomograph sein. Ebensgut kann ein solches Bildgebungsgerät auf Basis
von Ultraschall aufgebaut sein.
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Der
Kontrast der von einem derartigen Bildgebungsgerät erzeugten Bildern des Objektes,
wie beispielsweise eines Patienten, wird durch lokal unterschiedliche
Anregungs-, Absorptions-, Reflexions- oder Emissionseigenschaften
der untersuchten Materie gegenüber
der von dem Bildgebungsgerät
verwendeten Strahlung, Teilchenstrahlung oder Schallwellen hervorgerufen.
Im Falle eines Röntgengerätes werden
die unterschiedlichen Absorptions- oder Schwächungseigenschaften verschiedener
Gewebearten zur Kontrastgebung ausgenutzt. Da sich beispielsweise
Knochengewebe und Weichteilgewebe in den genannten Eigenschaften
stark unterscheiden, ist es möglich, aufgrund
des damit verbundenen Kontrastes in den Bildern die Struktur eines
Knochens im Körperinneren
eines Patienten zu analysieren.
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Organe
oder Gefäße, die
sich in den genannten Eigenschaften zur Bildung eines Kontrastes
in den aufgenommenen Bildern von umliegendem Gewebe nicht wesentlich
unterscheiden, können
aufgrund des resultierenden zu geringen Kontrastes auf herkömmliche
Weise nicht untersucht werden. Aus diesem Grund wird bei der Untersuchung
eines durchbluteten Organs, beispielsweise eines Herzens, einer
Leber oder eines Gefäßes in dem
Bereich der Extremitäten
des Patienten, vor Beginn der Untersuchung mit dem Bildgebungsgerät ein Kontrastmittel
in die Blutlaufbahn des Patienten gegeben. Infolge des Kontrastmittels
werden die untersuchten Organe gegenüber dem umliegenden Gewebe
mit genügend
hohem Kontrast abgebildet.
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Bei
der Erstellung von abfolgenden Schichtbildern mit Kontrastmittelgabe
muss dann auf die gleichzeitige Anwesenheit des Kontrastmittels
geachtet werden. Die Ausbreitung des Kontrastmittels ist jedoch
ein hochdynamischer Prozess und hängt stark von der Konstitution
des Patienten ab. Hierbei spielt beispielsweise das Herzminutenvolumen
eine Rolle. Insbesondere können
auch krankhafte Veränderungen
der Blutgefäße, wie
insbesondere Verengungen oder dergleichen, die Ausbreitung des Kontrastmittels
beeinflussen. Aufgrund der Komplexität der Kontrastmittelausbreitung
und aufgrund der einzuhaltenden Zeitkonstanten des Bildgebungsgerätes stellt
das Einhalten der genannten Bedingungen zur kontrastreichen Aufnahme
von Schichtbildern ein nicht triviales Problem dar.
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Zur
Lösung
ist es beispielsweise bekannt, das Kontrastmittel in einem möglichst
breiten Bolus zuzuführen.
Hierdurch steht zur Aufnahme der abfolgenden Schichtbilder eine
genügend
lange Zeitspanne zur Verfügung.
Nachteiligerweise stellt ein breiter Kontrastmittel-Bolus aber eine
unnötige
Belastung für
den Patienten dar.
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Aus
der
US 5,459,769 ist
weiter ein Verfahren für
einen Computertomographen bekannt, mit dem der Zeitpunkt zum Start
der abfolgenden Schichtbilder bei einer Kontrastmitteluntersuchung bestimmt
werden kann. Bei dem bekannten Verfahren werden zu diesem Zweck
kontinuierlich Bilder an einer feststehenden Abtastposition des
Bildgebungsgeräts
rekonstruiert, in denen für
zuvor ausgewählte Bildbereiche
die Kontrasterhöhung
berechnet wird. Auf der Grundlage der so gewonnenen Information wird
nach Detektion des Kontrastmittels die Abtastung des Computertomographen
gestartet.
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Weitere
Computertomographen sowie entsprechende Verfahren zum Betrieb dieser
Computertomographen sind beispielsweise aus den Dokumenten US 2004/0114706
A1,
US 5,612,985 A ,
US 5,459,769 A und
JP 20 010 54 519 A zu
entnehmen.
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Bei
der Erstellung von abfolgenden Schichtbildern insbesondere über einen
großen
Raumbereich genügt
es jedoch nicht, den Startzeitpunkt durch Detektion der Kontrastmittelankunft
festzulegen. Während
der Aufnahmen der abfolgenden Schichtbilder kann das Kontrastmittel
aus dem untersuchten Gebiet abfließen oder aber von dem Bildgebungsgerät überholt
werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Bildgebungsgerät zur Erstellung von abfolgenden
Schichtbildern eines Objekts anzugeben, welches bei einer Kontrastmitteluntersuchung
eine hohe Qualität
der abfolgenden Schichtbilder ermöglicht. Weiter ist es Aufgabe
der Erfindung, ein mit den gleichen Vorteilen verbundenes Verfahren
zum Betrieb des Bildgebungsgeräts
anzugeben.
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Die
auf eine Vorrichtung gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Bildgebungsgerät
zur Erstellung von abfolgenden Schichtbildern eines Objekts mit
einer Strahlungsquelle, mit einem Detektor, mit einer Positionierungseinheit
und mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Positionierungseinheit
und zur Auswertung der Aufnahmedaten des Detektors, wobei die Steuereinheit
dafür eingerichtet ist,
an einer Distalposition eine erste Kontrastmittelmessung durchzuführen, aus
der ersten Kontrastmittelmessung Parameter der Kontrastmittelausbreitung zu
ermitteln, an einer proximalen Messposition eine zweite Kontrastmittelmessung
durchzuführen,
unter Berücksichtigung
der Parameter der Kontrastmittelaus breitung Betriebsparameter zu
errechnen und von der zweiten Kontrastmittelmessung getriggert mit den
errechneten Betriebsparametern die Positionierungseinheit zur Aufnahme
der Schichtbilder anzusteuern.
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Die
Erfindung geht dabei in einem ersten Schritt von der Überlegung
aus, dass zur Anpassung der abfolgenden Schichtbilder an die Ausbreitung des
Kontrastmittels Information über
die Kontrastmittelausbreitung gewonnen werden muss. Da die Kontrastmittelausbreitung
wesentlich von der Konstitution des jeweiligen Patienten abhängt, wird
hierzu eine erste Kontrastmittelmessung an einer Distalposition durchgeführt, wobei
Parameter der Kontrastmittelausbreitung ermittelt werden. Soll beispielsweise ein
Gefäß-Run Off
eines Patienten durchgeführt
werden, d.h. eine Abfolge von Schichtbildern zur Abbildung der Gefäßstruktur über den
Patienten hinweg, so kann als Distalposition der Bereich der Unterschenkel
des Patienten ausgewählt
werden. An der Distalposition kann dann beispielsweise bei einer festen
Abtastposition eine Serie von Schichtbildern aufgenommen werden
und durch Auswertung ausgewählter
Bildbereiche die Kontrastmittelankunft oder -ausbreitung ermittelt
werden.
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In
einem zweiten Schritt geht die Erfindung von der Überlegung
aus, die aus der Kontrastmittelmessung an der Distalposition gewonnenen
Parameter der Kontrastmittelausbreitung zur Einstellung der für die Erstellung
der abfolgenden Schichtbilder im gewünschten Aufnahmebereich vorgegebenen
Betriebsparameter heranzuziehen. Durch diese Maßnahme sind die Betriebsparameter
bei der Erstellung der gewünschten
abfolgenden Schichtbilder der tatsächlichen Kontrastmittelausbreitung
angepasst.
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In
einem dritten Schritt schließlich
geht die Erfindung von der Überlegung
aus, den Startzeitpunkt für
den Beginn der Durchführung
der Erstellung der gewünschten
abfolgenden Schichtbilder anhand einer zweiten Kontrastmittelmessung
an einer Proximalposition festzulegen. Wird an einer proximalen Messposition
die Kontrastmittelankunft, beispielsweise wiederum durch eine Auswertung
einer Serie von abfolgenden Schichtbildern bei fester Proximalposition,
detektiert, so kann die gewünschte
Erstellung der abfolgenden Schichtbilder mit den ermittelten Betriebsparametern
unter entsprechender Ansteuerung der Positionierungseinheit durchgeführt werden.
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Die
Erfindung erlaubt es insbesondere, vor Beginn der Untersuchung,
d.h. vor Beginn der Erstellung der abfolgenden Schichtbilder im
ausgewählten Untersuchungsgebiet,
sowohl die aus der ersten Kontrastmittelmessung gewonnenen Parameter
der Kontrastmittelausbreitung als auch die aus der zweiten Kontrastmittelmessung
an einer Proximalposition erhaltenen Informationen zur Berechnung
der Betriebsparameter zur Ansteuerung der Positionierungseinheit
zu berücksichtigen.
Bei entsprechender Wahl der Proximalposition können zwischen dem Zeitpunkt
der zweiten Kontrastmittelmessung an der Proximalposition und dem
Erreichen der Abtastposition zur Untersuchung und somit dem Start
zur Erstellung abfolgender Schichtbilder beide Informationen verarbeitet
und hieraus die zur Untersuchung vorgegebenen Betriebsparameter
errechnet werden.
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Als
Betriebsparameter können
beispielsweise die Vorschubzeit der Positionierungseinheit oder des
zu untersuchenden Objekts vorgegeben werden. Bei einer rotierenden
Strahlungsquelle und/oder Detektor kann insbesondere auch der so
genannte Pitch als Betriebsparameter vorgegeben werden, d.h. das Verhältnis aus
Vorschub der Positionierungseinheit und Rotation zur Schichtkollimation.
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Die
Erfindung erlaubt es auch, durch die erste Kontrastmittelmessung
an einer Distalposition unterschiedliche Kontrastmittelausbreitungen
in den Extremitäten
festzustellen. Um in beiden Extremitäten abfolgende Schichtbilder
gleichen Kontrastes zu halten, kann das Bildgebungsgerät hierzu
eine Anpassung der Kontrastmittelzugabe vorschlagen.
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Durch
die separate erste Kontrastmittelmessung an einer Distalposition
wird es möglich,
unverfälschte
Informationen über
die Kontrastmittelausbreitung zu erhalten. Die erste Kontrastmittelmessung
ist weiter unabhängig
von der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Kontrastmittels oder der
möglichen Scangeschwindigkeit
des Bildgebungsgeräts.
Die Positionierungseinheit kann vor Beginn der Kontrastmitteluntersuchung
bereits auf die gewünschte
Distalposition eingestellt sein. Durch die zweite Kontrastmittelmessung
an der Proximalposition wird die durchzuführende Erstellung der gewünschten
abfolgenden Schichtbilder ausgehend von dem tatsächlichen Verlauf der Kontrastmittelausbreitung
getriggert. Durch die Auslösung
der Messung anhand einer realen Kontrastmittelmessung unter Berücksichtigung
aus einer separaten Messung gewonnener unverfälschter Informationen über die
Kontrastmittelausbreitung wird somit der gewünschte Erfolg hinsichtlich
der Qualität
der zu erstellenden abfolgenden Schichtbilder erzielt.
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Vorteilhafterweise
ist die Steuereinheit dafür eingerichtet,
als eine erste Kontrastmittelmessung eine Kontrastmitteltestmessung
durchzuführen.
Hierzu wird das Kontrastmittel für
die Kontrastmitteltestmessung in einer geringeren Dosis als für die Untersuchung
notwendig eingesetzt, wodurch die Belastung für den Patienten reduziert ist.
Die aus diesem so genannten Kontrastmittel-Testbolus gewonnenen Informationen
aus der ersten Kontrastmittelmessung an einer Distalposition können ohne
weiteres zur Ermittlung der Parameter der Kontrastmittelausbreitung herangezogen
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit
dafür eingerichtet,
als Parameter der Kontrastmittelausbreitung eine erste Ankunftszeit zu
errechnen. Die Ankunftszeit beinhaltet beispielsweise die Information über die
Ausbreitungsgeschwindigkeit des Kontrastmittels. Dies kann bei der Einstellung
der Scanzeit, d.h. die Vorschubgeschwindigkeit des Bildgebungsgeräts für die Erstellung
der gewünschten
abfolgenden Schichtbilder, berücksichtigt
werden.
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Vorteilhafterweise
ist die Steuereinheit weiter dafür
eingerichtet, aus der zweiten Kontrastmittelmessung eine zweite
Ankunftszeit zu errechnen und aus der Differenz beider Ankunftszeiten
auf einen Bewegungsparameter der Positionierungseinheit zu schließen. Aus
der Differenz der beiden Ankunftszeiten kann in einfacher Art und
Weise auf die Ausbreitung des Kontrastmittels rückgeschlossen werden. Bei der
Erstellung der abfolgenden Schichtbilder über einen großen Raumbereich
kann aus der Differenz der Ankunftszeiten in der Distal- und in
der Proximalposition auf eine geeignete Vorschubgeschwindigkeit
der Positionierungseinheit oder auf einen geeigneten Pitch-Wert
geschlossen werden, so dass die zu erstellenden abfolgenden Schichtbilder
stets bei genügend
hoher Kontrastmittelkonzentration getätigt werden.
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In
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
kann dabei die Steuereinheit weiter dafür eingerichtet sein, aus der
Differenz der Ankunftszeiten direkt die Ausbreitungsgeschwindigkeit
des Kontrastmittels im untersuchten Raumbereich, d.h. zwischen Distal-
und Proximalposition, zu berechnen und auszugeben. Die Kontrastmittelausbreitungszeit
entspricht dabei der Blutgeschwindigkeit eines untersuchten Patienten,
deren Kenntnis für
andere Untersuchungen oder dergleichen von Vorteil ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit
dafür eingerichtet,
aus der ersten Kontrastmittelmessung den zeitlichen Verlauf der Kontrastmittelausbreitung,
insbesondere den Zeitpunkt der maximalen Konzentration, zu ermitteln. Insbesondere
in Kombination mit der Erfassung der ersten Ankunftszeit kann somit
bestimmt werden, wann das Kontrastmittel eine für die Bildaufnahme optimale
Konzentration im jeweiligen Untersuchungsbereich aufweist. Eine
solche optimale Konzentration kann beispielsweise durch Erreichen
eines festgelegten Schwellenwertes der Intensität, der Abschwächung oder
eines sonstigen zur Kontrastbildung verwendeten Signals aus einem
ausgewählten Bildbereich
der zur Kontrastmittelmessung getätigten Serie von Schichtbildern
definiert sein.
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Die
aus der ersten Kontrastmittelmessung gewonnene Information kann
genutzt werden, um ausgehend von der zweiten Kontrastmittelmessung den
Triggerzeitpunkt festzulegen, bei welchem die tatsächliche
Untersuchung mit Erstellung der gewünschten abfolgenden Schichtbilder
erfolgt. Hierzu kann beispielsweise die Ankunftszeit jeweils beim
Erreichen eines ersten Schwellwerts der Kontrastmittelkonzentration
festgestellt werden und der zeitliche Abstand zwischen der Ankunftszeit
und dem maximalen Wert der Kontrastmittelkonzentration aus der Messung
in Distalposition abgespeichert werden. Ausgehend von diesem gespeicherten
Wert kann in der Messung in der Proximalposition die Ankunftszeit bei
gleichem Schwellenwert ermittelt und dann hieraus auf den Zeitpunkt
des Maximums der Kontrastmittelkonzentration oder auf das Vorliegen
einer für die
Erstellung des jeweiligen Schichtbilds erforderlichen Konzentration
geschlossen werden.
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Die
Steuereinheit ist vorteilhafterweise dafür eingerichtet, aus der ersten
Kontrastmittelmessung ein Kontrastmittelprotokoll abzuleiten und
auszugeben. Wird beispielsweise in den Extremitäten ein unterschiedlicher Kontrastmittelverlauf
festgestellt, der auf eine Stenose in einer Extremität zurückzuführen sein
kann, so kann ein entsprechend geändertes Kontrastmittelprotokoll
ausgegeben werden. Dieses kann bei der Zugabe des Kontrastmittels
verwendet werden und beispielsweise komplex ausgeführt sein, indem
das Kontrastmittel mehrphasig oder zeitlich verbreitert zugegeben
wird. Unter Berücksichtigung des
vorgeschlagenen Kontrastmittelprotokolls ist es dann möglich, jeweils
in den abfolgenden Schichtbildern gleich gute Kontraste in den Aufnahmen
beider Extremitäten
zu erzielen.
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In
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
ist die Steuereinheit dafür
eingerichtet, für
die Kontrastmittelmessungen jeweils eine Rekonstruktion eines Schichtbildes
durchzuführen.
Dabei wird an der jeweils eingestellten Distal- oder Proximalposition
in vorgegebenen zeitlichen Abständen
jeweils ein Schichtbild rekonstruiert und der Signalverlauf, aus welchem
auf die Konzentration des Kontrastmittels im Untersuchungsbereich
geschlossen werden kann, verfolgt.
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Dabei
ist es insbesondere zweckmäßig, wenn
die Steuereinheit dafür
eingerichtet ist, die Kontrastmittelmessungen jeweils durch Auswertung
der Bildsignale in wenigstens einem ausgewählten Bildbereich des Schichtbildes
durchzuführen.
Die Steuereinheit kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass
ein menügestütztes Verarbeitungsprogramm ein
manuelles Auswählen
eines gewünschten
Bildbereichs zur Verfolgung, der Bildsignale ermöglicht.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Bildgebungsgerät als ein
Computertomograph ausgebildet.
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Die
auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
ein Verfahren zum Betrieb eine Bildgebungsgeräts mit einer Strahlungsquelle,
mit einem Detektor und mit einer Positionierungseinheit mit den
nachfolgenden Schritten gelöst:
- – Durchführung einer
ersten Kontrastmittelmessung in einer Distalposition,
- – Ermittlung
von Parametern der Kontrastmittelausbreitung aus der ersten Kontrastmittelmessung,
- – Durchführung einer
zweiten Kontrastmittelmessung in einer Proximalposition,
- – Errechnung
von Betriebsparametern unter Berücksichtigung
der Parameter der Kontrastmittelausbreitung und
- – Ansteuerung
der Positionierungseinheit mit den errechneten Betriebsparametern
zur Aufnahme von abfolgenden Schichtbildern, wobei die Ansteuerung
von der zweiten Kontrastmittelmessung getriggert wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind den auf ein Verfahren gerichteten abhängigen Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Die
für das
Bildgebungsgerät
geschilderten Vorteile sind sinngemäß auf das Verfahren sowie auf dessen
vorteilhafte Weiterbildungen zu übertragen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 in
einer perspektivischen Darstellung als ein Bildgebungsgerät einen
Röntgen-Computertomographen,
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2 in
skizzierter Darstellung den Ablauf eines Verfahrens zum Betrieb
des in 1 dargestellten Röntgen-Computertomographen und
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3 eine
erste und eine zweite Kontrastmittelmessung an einer Distal- bzw.
an einer Proximalposition.
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Als
Bildgebungsgerät
ist in 1 ein Computertomograph 1 zur Untersuchung
eines Objekts, hier eines Patienten 2, dargestellt. Der
Computertomograph 1 umfasst eine in einer Gantry 4 um
eine Drehachse 6 rotierbar angeordnete Strahlungsquelle 8 zur
Aussendung von Röntgenstrahlung.
Der Strahlungsquelle 8 gegenüberliegend ist ein bogenförmiger Detektor 9 angeordnet,
der mehrere zu Detektorzeilen 10, 11, 12 aufgereihte
Detektorelemente umfasst.
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Weiter
umfasst der Computertomograph 1 eine Tischplatte 13,
die entlang der Drehachse 6 verschiebbar auf einem Tisch, 14 montiert
ist.
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Als
ein weiterer Bestandteil des Computertomographen 1 ist
eine Steuereinheit 18 zu erkennen, die über eine Bedienkonsole 20 und
eine Anzeigevorrichtung 21 verfügt. Die Steuereinheit 18 ist
mit dem Computertomographen 1 über eine Steuerleitung 22 verbunden.
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Die
Steuereinheit 18 ist dafür eingerichtet, zur Aufnahme
von abfolgenden Schichtbildern den Vorschub der beweglichen Tischplatte 13 und
die Rotation der Gantry 4 anzusteuern. Gantry 4 und
Tischplatte 13 bilden zusammen eine Positionierungseinheit,
die es ermöglicht,
Schichtbilder an unterschiedlichen räumlichen Positionen des Patienten 2 aufzunehmen. Über den
Pitch-Wert, d.h. das Verhältnis von
Vorschub der Positionierungseinheit und Rotation zur Schichtkollimation,
kann die Scangeschwindigkeit des Computertomographen 1 eingestellt
werden. Dabei sorgt die Rotation der Gantry 4 für die Aufnahme
eines Schichtbilds an einer Längsposition des
Patienten 2, wogegen der Vorschub der Tischplatte 13 für die Abfolge
der aufzunehmenden Schichtbilder verantwortlich ist.
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Zur
Erfassung eines Schichtbildes. wird mit dem Detektor 9 die
von der Strahlungsquelle 8 ausgesendete und den Patienten 2 durchdringende Röntgenstrahlung
erfasst. Bei dem gezeigten Computertomographen 1 erzeugt
hierzu die Strahlungsquelle 8 ein fächerförmiges Röntgenstrahlbündel. In jeder
Position der Gantry 4 wird somit ein charakteristisches
Schwächungsbild
der Röntgenstrahlung erfasst.
Aus den in verschiedenen Positionen der Gantry 4 erhaltenen
Projektionen lässt
sich ein Schichtbild rekonstruieren, auf welchem Gewebe mit unterschiedlichen
Schwächungseigenschaften
mit unterschiedlichen Grauwerten dargestellt sind. Der Kontrast
ergibt sich aus dem Unterschied der Schwächungseigenschaften benachbarter
Gewebe.
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Als
Detektorelemente des Detektors 9 können beispielsweise. mit einem
Szintillator optisch gekoppelte Fotodioden oder direkt konvertierende Halbleiter
eingesetzt sein.
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Zur
Untersuchung durchbluteter Organe, beispielsweise eines Herzens,
einer Leber oder eines Blutgefäße ist eine
Kontrastmittelzugabe vorgesehen. Hierzu ist die Steuereinheit 18 über eine
Steuerleitung 27 mit einem Kontrastmittelgerät 23 verbunden, über welches
ein Kontrastmittel 24 mittels eines Kontrastmittelschlauches 29 gemäß einem
vorgegebenen Kontrastmittelprotokoll dem Patienten 2 gesteuert
zugeführt
wird.
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Zur
Erstellung einer Abfolge von Schichtbildern im Thorax-Bereich des
Patienten 2 wird zunächst
ein Kontrastmittel 24 mit geringer Konzentration verabreicht.
Anschließend
wird in einer festgehaltenen Distalposition 30 eine Serie
von Schichtbildern aufgenommen und, ausgehend von den dargestellten
Schwächungswerten
in einem ausgewählten Bildbereich,
eine erste Kontrastmitteltestmessung durchgeführt. Aus dem Verlauf der Schwächungswerte
in dem Bildbereich wird auf die Kontrastmittelausbreitung geschlossen.
Hierbei wird für
jedes Schichtbild über
die Schwächungswerte
im ausgewählten
Bildbereich gemittelt und aus dem sich ergebenden Verlauf eine erste
Ankunftszeit und der Zeitpunkt des Erreichens einer maximalen Kontrastmittelkonzentration
bestimmt. Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, zwei Bildbereiche
im Schichtbild auszuwählen,
die in dem linken und in dem rechten Bein liegen. Hierdurch kann
die Kontrastmittelausbreitung in beiden Beinen separat verfolgt
werden.
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Zur
Durchführung
der beabsichtigten Untersuchung des Thorax-Bereiches des Patienten 2 wird anschließend an
einer Proximalposition 31, in gleicher Art und Weise eine
Serie von Schichtbildern aufgenommen. In einem ausgewählten Bildbereich
wird eine zweite Kontrastmittelmessung wie geschildert durchgeführt. Das
Kontrastmittel 24 wird hierzu als Care-Bolus, d.h. mit
einer für
die tatsächliche
Messung notwendigen Konzentration, zugeführt. Der Proximalbereich 31 liegt
nahe dem proximalen Beginn des eigentlich beabsichtigten Untersuchungsbereiches.
Bei Erreichen eines vorgegebenen gemittelten Schwächungswertes,
der aus der ersten Kontrastmittelmessung abgeleitet ist, wird im
ausgewählten
Bildbereich die eigentliche Messung gestartet. Die aus der ersten
Kontrastmittelmessung im Distalbereich 30 gewonnenen Informationen
werden von der Steuereinheit 18 in Betriebsparameter für die Positionierungseinheit 4, 13 umgerechnet.
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Das
Verfahren zum Betreiben des Computertomographen 1 gemäß 1 ist
in 2 skizziert. Nach einem eingängigen Topogramm des Patienten 2 können die
Distalposition 30 und die Pro ximalposition 31 vorgegeben
werden. Auch der gewünschte Scanbereich,
beispielsweise zur Durchführung
eines Gefäß-Run Off
des Patienten 2, kann eingestellt werden. Über die
Steuereinheit 18 kann hierzu mittels der Anzeigevorrichtung 21 an
der Distalposition 30 und an der Proximalposition 31 jeweils
ein Bildbereich ausgewählt
werden, dessen Schwächungswerte
zur Ermittlung der Kontrastmittelausbreitung herangezogen werden.
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Alternativ
kann die Steuereinheit 18 des Computertomographen 1 ausgehend
von einer ausgewählten
Scanregion die Distalposition 30 und die Proximalposition 31 auch
selbsttätig
festlegen.
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Nach
Festlegung der erwähnten
Parameter steuert die Steuereinheit 18 im Verfahrensschritt 40 die
Positionierungseinheit 4, 13 derart, dass an der Distalposition 30 Schichtbilder
aufgenommen werden können.
Anschließend
wird mittels der Steuereinheit 18 das Kontrastmittelgerät 23 zur
Ausgabe eines Testbolus an Kontrastmittel 24 angesteuert.
An fester Distalposition 30 wird eine Serie von Schichtbildern
rekonstruiert.
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Im
anschließenden
Verfahrensschritt 41 werden die Schwächungswerte im ausgewählten Bildbereich
zur Darstellung eines Kontrastmittelverlaufes ausgewertet. Derjenige
Zeitpunkt, an welchem sich der über
den ausgewählten
Bildbereich gemittelte Schwächungswert
um 70 Hounsfieldeinheiten (HU) erhöht hat, wird als erste Ankunftszeit
ermittelt und abgespeichert.
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Im
nächsten
Verfahrensschritt 42 wird die Positionierungseinheit 4, 13 von
der Steuereinheit 18 derart angesteuert, dass Schichtbilder
in der Proximalposition 31 aufgenommen werden können. Die Steuereinheit 18 steuert
das Kontrastmittelgerät 23 zur
Zugabe eines Care-Bolus. An der Proximalposition 31 wird
eine Serie von Schichtbildern aufgezeichnet.
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Im
Verfahrensschritt 43 wertet die Steuereinheit 18 die
Schwächungswerte
im ausgewählten
Bildbereich der Serie von Schichtbildern aus. Wird im ausgewählten Bildbereich
eine Erhöhung
des über den
ausgewählten
Bildbereich gemittelten Schwächungswertes
um 70 HU festgestellt, so wird dieser Zeitpunkt als zweite Ankunftszeit
ermittelt und abgespeichert. Aus dem Verlauf der ersten Kontrastmittelmessung
wird zusätzlich
ausgewertet, welche Zeit ausgehend von der zweiten Ankunftszeit
bis zum Erreichen einer für
die Untersuchung notwendigen Konzentration des Kontrastmittels verbleibt.
Die zweite Ankunftszeit triggert unter Beachtung der ermittelten
Verzögerung
den Beginn der eigentlichen Messung im Untersuchungsbereich des
Gefäß-Run Off.
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Im
Verfahrensschritt 44 wird während der Verfahrzeit und während der
Verzögerungszeit
bis zum Start der eigentlichen Messung die Differenz aus erster
und zweiter Ankunftszeit ermittelt. Diese Differenzzeit entspricht
derjenigen Zeit, die das Kontrastmittel von der Proximalposition 31 zur
Distalposition 30 benötigt.
Hieraus wird für
die vorgesehene Erstellung von abfolgenden Schichtbildern im Thorax-Bereich
des Patienten 2 die optimale Scanzeit errechnet, wobei
die abfolgenden Schichtbilder stets bei optimaler Konzentration
des Kontrastmittels 24 erstellt werden. Mit anderen Worten
folgen die Schichtbilder der Kontrastmittelausbreitung.
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Schließlich wird
im letzten Verfahrensschritt 45 der Scan des Computertomographen 1 über die eingestellte
Scanregion im Thorax-Bereich des Patienten 2 gestartet.
Die Steuereinheit 18 steuert hierzu die Positionierungseinheit 4, 13 mit
den entsprechenden Bedienungsparametern an.
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In 3 sind
zur Verdeutlichung die Kontrastmittelmessungen an der Distalposition 30 und
an der Proximalposition 31 dargestellt. Die Distalposition 30 liegt
im Bereich der Unterschenkel des Patienten 2. Die Proximalposition 31 liegt
knapp oberhalb des Herzens des Patienten 2.
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Als
erster Verfahrensschritt mit einem Testbolus des Kontrastmittels
wird eine Kontrastmittelmessung an der Distalpo sition 30 durchgeführt. Hierzu
wird an der Distalposition 30 eine Serie von aufeinander
folgenden Schichtbildern 50 erstellt bzw. rekonstruiert.
Im dargestellten Schichtbild 50 sind im Schnitt die beiden
Extremitäten
des Patienten 2 zu erkennen.
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Zur
ersten Kontrastmittelmessung sind die Bildbereiche 52 und 53 ausgewählt, die
jeweils ein Blutgefäß des rechten
bzw. des linken Beines beinhalten. Zur Kontrastmittelmessung wird
jeweils über die
Grauwerte innerhalb der ausgewählten
Bildbereiche 52 bzw. 53 für jedes der aufgenommenen Schichtbilder
gemittelt. Entsprechend dieser Auswertung ergibt sich nach Einleitung
eines Testbolus des Kontrastmittels 24 die dargestellte
Kontrastmitteltestmessung 55.
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In
der Darstellung der Kontrastmitteltestmessung 55 sind entlang
der X-Achse die Zeit und entlang der Y-Achse die Schwächungswerte
in Hounsfield-Einheiten (HU) dargestellt. Man erkennt, dass der
erste aus der Auswertung des ersten Bildbereiches 52 resultierende
Schwächungsverlauf 57,
ausgehend von einem konstanten Sockelwert von 30 HU auf einen Schwächungswert
von 150 HU ansteigt und anschließend abfällt. Der zweite Schwächungsverlauf 59,
der durch Auswertung des zweiten Bildbereiches 53 resultiert,
ist zeitlich gegenüber
dem ersten Schwächungsverlauf 57 verzögert. Dies
kann beispielsweise auf eine Stenose im linken Bein des Patienten 2 zurückzuführen sein.
Aufgrund der verengten Blutgefäße erreicht
das Kontrastmittel 24 die Distalposition 30 insofern
im linken Bein später
als im rechten Bein.
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Die
Steuereinheit 18 wertet sowohl den ersten als auch den
zweiten Schwächungsverlauf 57 bzw. 59 aus.
Aus dem ersten Schwächungsverlauf 57 wird
eine erste Ankunftszeit 60 und eine Peakzeit 61 des
rechten Beines ermittelt. Die erste Ankunftszeit 60 wird
dabei dem ersten Schwächungsverlauf 57 bei Erreichen
eines Schwächungsanstiegs
um 70 HU entnommen. In gleicher Art und Weise wird dem zweiten Schwächungsverlauf 59 eine
erste Ankunftszeit 62 und eine Peakzeit 63 des
linken Beins entnommen.
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Aus
der Differenz der beiden ersten Ankunftszeiten 60 und 62 des
rechten bzw. des linken Beins ermittelt die Steuereinheit 18 ein
Kontrastmittel-Protokoll, welches ausgegeben wird bzw. bei der Durchführung der
gewünschten
Untersuchung berücksichtigt
wird. In diesem Kontrastmittelprotokoll ist berücksichtigt, dass sich die Ankunftszeiten 60 und 62 des
Kontrastmittels 24 in beiden Beinen unterscheiden. Entsprechend
beinhaltet das erstellte Kontrastmittel-Protokoll einen zeitlich
verbreiterten Kontrastmittel-Bolus.
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Nachdem
die beschriebenen Parameter der Kontrastmittelausbreitung aus der
ersten Kontrastmittelmessung ermittelt sind, steuert die Steuereinheit
die Positionierungseinheit 4, 13 in diejenige
Position, in welcher der Computertomograph 1 an der proximalen
Messposition 31 die zweite Kontrastmittelmessung durchführen kann.
Wiederum wird an der festgelegten Distalposition 31 eine
Serie von Schichtbildern 65 aufgenommen. Wie bereits beschrieben, wird
ein ausgewählter
Bildbereich 67 vorgegeben, dessen Grauwerte zur Ermittlung
eines Schwächungsverlaufs 68 an
der Proximalposition 31 herangezogen werden. Entsprechend
wurde vor Beginn der Erstellung der Serie von Schichtbildern 65 ein Care-Bolus
durch entsprechende Ansteuerung des Kontrastmittelgeräts 23 eingebracht.
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Durch
kontinuierliche Auswertung des ausgewählten Bildbereichs 67 wird
der Schwächungsverlauf 68 in
Echtzeit überwacht.
Erhöht
sich die beobachtete Abschwächung 68 um
70 HU, so wird hieraus die zweite Ankunftszeit 70 ermittelt.
Aus erster Ankunftszeit 60 und zweiter Ankunftszeit 70 wird
eine Differenz 72 gebildet. Diese Differenz 72 ist
ein Maß für die einzustellende
Scanzeit des Computertomographen 1. Entsprechend der vorgesehenen
Scanregion werden mittels der Differenzzeit 72 der Vorschub der
Tischplatte 13 und die Rotation der Gantry 4 vorgegeben.
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Nach
einer Zeitdifferenz, die auch systembedingt vorgegeben sein kann,
wird am Scanbeginn 80 die eigentliche Messung begonnen.
In der Zeit zwischen der zweiten Ankunftszeit 70 und dem
Scanbeginn 80 kann die Berechnung der einzustellenden Betriebsparameter
durch die Steuereinheit 18 erfolgen. Da der Kontrastmittelverlauf
beispielsweise aus dem ersten Schwächungsverlauf 57 aus
der Testbolus-Messung bekannt ist, kann diese Zeit zwischen zweiter
Ankunftszeit 70 und Scanbeginn 80 abgewartet werden.
Bei Feststellen der zweiten Ankunftszeit 70 ist der Steuereinheit 18 nämlich bekannt,
wann beispielsweise der für
die Erstellung der abfolgenden Schichtbilder günstige Schwächungswert von 120 HU erreicht
werden wird.