DE102006058907A1

DE102006058907A1 - Angiographiegerät zur Darstellung des optimal mit Kontrastmittel gefüllten Herzzyklus

Info

Publication number: DE102006058907A1
Application number: DE102006058907A
Authority: DE
Inventors: Jan Dr. Boese; Jörn Dr. Justiz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-06-26

Abstract

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Angiographiegerät (1) zur Untersuchung von mit Kontrastmittel gefüllten Gefäßen von Patienten (10) mit einer Röntgenquelle (3) und einem zugehörigen Detektor (4), mit einer Bildverarbeitungseinheit (5), einer Bildanzeigeeinheit (6) und einer Steuereinheit (8), wobei ein EKG-Gerät (9) zur Bestimmung eines vollständigen Herzzyklus vorgesehen ist und die Steuereinheit (8) innerhalb eines vollständigen Herzzyklus Bilder aufnimmt, die in einer Endlosschleife auf der Bildanzeigeeinheit (6) dargestellt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Angiographiegerät und ein Angiographieverfahren zur Untersuchung von mit Kontrastmittel gefüllten Gefäßen von Patienten.
Röntgensysteme sind heute zumeist dediziert einem klinischen Anwendungsfeld zuzuordnen. So wird zwischen Angiographiesystemen, Fluoroskopiesystemen und Radiographiesystemen unterschieden. Dabei können die beiden erstgenannten Systemgruppen sowohl dynamische Applikationen als auch Einzelbildaufnahmen (single shot) abdecken. Zur Untersuchung von Blutgefäßen stehen primär die Angiographie, die Sonographie, die Computertomographie, die Magnetresonanztomographie und die Optical Coherence Tomographie zur Verfügung. Als Spezialfall der Angiographie gilt die Koronarangiographie, bei der die Herzkranzgefäße unter Verwendung eines Kontrastmittels dargestellt werden. Für die Untersuchung der Herzkranzgefäße ist die Koronarangiographie der Goldstandard. Alternativ kann neuerdings die Herz-CT (unter Verwendung von Kontrastmittel auch CT-Angiographie genannt) eingesetzt werden. Allerdings ist die Ortsauflösung bei der Herz-CT geringer als bei der Koronarangiographie.
Bei Interventionen, d. h. wenn die Untersuchung dahin zielt, eine Verengung einer Koronararterie sichtbar zu machen, um diese aufzudehnen und ggf. mit einem Stent aufzuhalten, gibt es zurzeit keine Alternative zur Koronarangiographie.
Bei der Koronarangiographie werden dem Kardiologen die aufgenommenen Angiographiebilder in schneller Folge sequenziell angezeigt, so dass eine Art Film entsteht. Für die Koronarangiographie wird ein Katheter von einer Punktionsstelle aus in das zu untersuchende Gefäß unter Röntgenbeobachtung vorgeschoben und anschließend wird das Kontrastmittel direkt in das zu untersuchende Gefäß eingespritzt. Von daher kommt auch der Begriff Katheter-Angiographie. Bei den Aufnahmen kann man drei Phasen, die im aufgenommenen Film dargestellt werden, unterscheiden. Zuerst kommt die Injektionsphase, in der das Kontrastmittel gespritzt wird. Dann folgt die Füllungsphase, in der alle relevanten Gefäße vollständig mit Kontrastmittel gefüllt sind. Die letzte Phase ist die Auswaschphase, in der das Kontrastmittel durch den Blutfluss herausgespült wird. Für die Diagnose von z. B. Stenosen in den Koronararterien müsste nur die Füllungsphase angezeigt werden, allerdings wird bislang immer die gesamte Aufnahme mit allen drei Phasen dargestellt. Um einen möglichst langen Abschnitt mit gefüllten Gefäßen im angezeigten Film zu erreichen, nimmt der Anwender bisher immer mehrere (ca. 4 bis 5) Herzzyklen mit gefüllten Koronargefäßen auf. Damit soll erreicht werden, dass das Verhältnis der Füllungsphase zu Injektions- und Auswaschphase ausreichend groß zur Beurteilung der Koronargefäße wird.
Das Problem besteht also darin, dass für eine fundierte Diagnosestellung viele Herzzyklen aufgenommen werden müssen, was die Strahlenexposition des Patienten und die notwendige Kontrastmittelgabe erhöht und dass die im Allgemeinen diagnostisch irrelevante Injektions- und Auswaschphase die Auswertung der Bilderfolge erschwert.
Ausgehend von den vorstehenden, diskutierten Nachteilen und Problemen stellt sich die Aufgabe, ein Angiographiesystem so weiterzuentwickeln, dass die Strahlen- und Kontrastmittelbelastung für den Patienten minimal ist und dass dem Anwender nur die diagnoserelevante Füllungsphase angezeigt wird und dabei die Injektions- und Auswaschphase automatisch unterdrückt werden.
Die vorliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 4.
Die vorliegende Erfindung ist aus einer Reihe von Gründen vorteilhaft. Der Kern der Erfindung ist, dass nur der Herzzyklus, bestehend aus Systole (Kontraktion) und Diastole (Erschlaffung), der optimal mit Kontrastmittel gefüllt ist, in einer Endlosschleife dem Anwender dargestellt wird und zwar ohne Injektions- und Auswaschphase. Dazu wird ein EKG-Signal zeitgleich abgegriffen, so dass nur ein kompletter Herzzyklus in einer Endlosschleife an der Bildanzeigeeinheit wiederholt wird. Hierzu werden an Hand des EKG-Signals die Zeitpunkte bestimmt, zu denen der Herzzyklus beginnt bzw. endet.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
1 eine schematische Abbildung eines Angiographiegerätes mit Röntgenquelle, Detektor und Bildauswerteeinrichtungen
Die 1 zeigt ein Angiographiegerät (1) gemäß der vorliegenden Erfindung. Es handelt sich um eine Anordnung zur Untersuchung von mit Kontrastmittel gefüllten Gefäßen von Patienten (10) mit einer Röntgenquelle (3) und einem zugehörigen Detektor (4), mit einer Bildverarbeitungseinheit (5), einer Bildanzeigeeinheit (6) und einer Steuereinheit (8) gekennzeichnet durch ein EKG-Gerät (9) zur Bestimmung eines vollständigen Herzzyklus und dadurch dass die Steuereinheit (8) innerhalb eines vollständigen Herzzyklus Bilder aufnimmt, die in einer Endlosschleife auf der Bildanzeigeeinheit (6) dargestellt werden. Das Angiographiegerät (1) weist weiter einen so genannten C-Bogen (2) auf, an dem die Röntgenquelle (3) und der Detektor (4) so befestigt sind, dass der C-Bogen (2) ein Kreissegment von 180° einschließt und sich Röntgenquelle (3) und Detektor (4) gegenüberliegen. Die Bewegung des C-Bogens (2) wird durch die Steuereinheit (8) gesteuert. Der Patient (10) ist während der Angiographieaufnahme auf einem beweglichen Patiententisch (7) gelagert, der wiederum durch die Steuereinheit (8) gesteuert wird.
Üblicherweise kommt als Detektor (4) ein digitaler Flachdetektor oder eine Bildverstärkereinheit zum Einsatz, deren Ausgangssignale der Bildverarbeitungseinheit (5) zugeführt werden. Bei Angiographiesystemen unterscheidet man zwischen Bildverstärkersystemen, bei denen die Röntgenstrahlung in sichtbares Licht umgewandelt wird (Cäsium-Jodid-Leuchtschirm) und Flachdetektoren, bei denen über CCD-Chips (vorgegebenes Raster) die Strahlung in elektrische Signale umgewandelt wird.
Sowohl das Einführen des Katheters als auch die eigentlichen Angiographieaufnahmen werden dem Anwender auf der Bildanzeigeeinheit (6) zur Verfügung gestellt. Dabei wird während des Einführens des Katheters in das zu untersuchende Gefäß mit niedriger Röntgendosis (Durchleuchtungsmodus, ohne Speicherung des Bildes), während der Angiographieaufnahmen mit höherer Röntgendosis (Aufnahmemodus mit Speicherung des Bilds) gearbeitet, um Kontrast reiche Bilder mit hoher Auflösung zu erhalten.
Die Erfindung beansprucht ein Angiographieverfahren zur Röntgenuntersuchung von mit Kontrastmittel gefüllten Gefäßen von Patienten (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Gefäße zu einem Zeitpunkt auf der Bildanzeigeeinheit (6) abgebildet werden, zu dem die Füllung der Gefäße mit Kontrastmittel maximal ist, wobei die Aufnahme und die anschließende Darstellung des Ergebnisses durch die Steuereinheit (8) so gesteuert werden, dass der gefüllte Zustand dargestellt wird und dass ein vollständiger Herzzyklus, bestehend aus Diastole und Systole, bestimmt an Hand eines EKG-Signals, aufgenommen wird und in einer Endlosschleife phasengenau, d. h. der Anfang des Herzzyklus schließt direkt an das Ende an, dargestellt wird.
In einem Ausführungsbeispiel wählt der Anwender auf Grund des Kontrasts der an der Bildanzeigeeinheit (6) dargestellten Herzzyklen den Herzzyklus manuell aus, bei dem der Kontrast augenscheinlich maximal ist, wobei durch gleichzeitiges Abgreifen des EKG-Signals sichergestellt ist, dass ein vollständiger Herzzyklus dargestellt wird. Die Aufnahme wird manuell gestartet und beendet. Die Strahlen- und Kontrastmittelbelastung des Patienten (10) wird bei obigem Ausführungsbeispiel dadurch minimiert, dass die Aufnahme schon dann manuell gestoppt werden kann, wenn der erste dem Augenschein nach optimal mit Kontrastmittel gefüllte vollständige Herzzyklus an der Bildanzeigeeinheit (6) angezeigt wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vor der eigentlichen Angiographieaufnahme automatisch oder manuell eine Region of Interest (ROI) festgelegt, in der eine Software für jedes aufgenommene Bild die Intensitätswerte in Echtzeit misst, um die Intensitätsänderung von einem Bild zum nächsten zu ermitteln. Am manuell festgelegten Ende der Aufnahme wird derjenige vollständige Herzzyklus, bei dem die Intensitätsänderung am geringsten, die Füllung des Gefäßes mit Kontrastmittel also optimal war (also nicht notwendigerweise der letzte aufgenommene Herzzyklus), auf der Bildanzeigeeinheit in einer Endlosschleife phasengenau angezeigt. Durch gleichzeitiges Abgreifen des EKG-Signals wird Anfang und Ende des Herzzyklus automatisch ermittelt. Je nach Diagnosewunsch wird die Aufnahme also manuell entweder vor der Auswaschphase abgebrochen oder so lange fortgeführt bis auch die Auswaschphase angezeigt wird. Auch die Injektionsphase kann bei Bedarf angezeigt werden. Nach Beobachten der Auswaschphase wird dann der zuvor aufgenommene optimal mit Kontrastmittel gefüllte Herzzyklus an der Bildanzeigeeinheit angezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel steht die Reduzierung der Strahlen- und Kontrastmittelbelastung für den Patienten nicht im Vordergrund.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vor der eigentlichen Angiographieaufnahme automatisch oder manuell eine Region of Interest (ROI) festgelegt, in der eine Software für jedes aufgenommene Bild die Intensitätswerte in Echtzeit misst, um die Intensitätsänderung von einem Bild zum nächsten zu er mitteln. Unterschreitet die Intensitätsänderung eine vorgegebene Toleranzschwelle ist der optimal mit Kontrastmittel gefüllte Herzzyklus erreicht, die Aufnahme wird automatisch gestoppt. Durch gleichzeitiges Abgreifen des EKG-Signals wird Anfang und Ende des Herzzyklus automatisch ermittelt und der ermittelte vollständige Herzzyklus wird auf der Bildanzeigeeinheit in einer Endlosschleife phasengenau angezeigt.
Die minimale Aufnahmedauer und damit die minimale Röntgen- und Kontrastmitteldosis wird im obigen Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass das Ende der Aufnahme schon nach ein oder maximal zwei gut mit Kontrastmittel gefüllten Herzzyklen automatisch erkannt wird und die Aufnahme automatisch beendet wird.

Claims

Angiographiegerät (1) zur Untersuchung von mit Kontrastmittel gefüllten Gefäßen von Patienten (10) mit einer Röntgenquelle (3) und einem zugehörigen Detektor (4), mit einer Bildverarbeitungseinheit (5), einer Bildanzeigeeinheit (6) und einer Steuereinheit (8) gekennzeichnet durch ein EKG-Gerät (9) zur Bestimmung eines vollständigen Herzzyklus und dadurch, dass die Steuereinheit (8) innerhalb eines vollständigen Herzzyklus Bilder aufnimmt, die in einer Endlosschleife auf der Bildanzeigeeinheit (6) dargestellt werden.
Angiographiegerät (1) nach Anspruch 1, wobei der Detektor (4) ein digitaler Flachdetektor ist.
Angiographiegerät (1) nach Anspruch 1, wobei der Detektor (4) eine Bildverstärkereinheit ist.
Angiographieverfahren zur Röntgenuntersuchung von mit Kontrastmittel gefüllten Gefäßen von Patienten (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Gefäße zu einem Zeitpunkt auf der Bildanzeigeeinheit (6) abgebildet werden, zu dem die Füllung der Gefäße mit Kontrastmittel maximal ist, wobei die Aufnahme und die anschließende Darstellung des Ergebnisses durch die Steuereinheit (8) so gesteuert werden, dass der gefüllte Zustand dargestellt wird und dass ein vollständiger Herzzyklus, bestehend aus Systole (Kontraktion) und Diastole (Erschlaffung), bestimmt an Hand eines EKG-Signals aufgenommen wird und in einer Endlosschleife phasengenau, d. h. der Anfang des Herzzyklus schließt direkt an das Ende an, dargestellt wird.
Angiographieverfahren nach Anspruch 4, wobei der Anwender auf Grund des Kontrasts der an einer Bildanzeigeeinheit (6) dargestellten Herzzyklen den Herzzyklus manuell auswählt, bei dem der Kontrast also augenscheinlich maximal ist, und wobei durch gleichzeitiges Abgreifen des EKG-Signals sicher gestellt ist, dass ein vollständiger Herzzyklus dargestellt wird.
Angiographieverfahren nach Anspruch 4, wobei eine Software in Echtzeit die Intensität in den Bildern misst, um den Herzzyklus anzuzeigen, bei dem die Intensitätsänderung von einem Bild zum nächsten minimal, die Füllung des Herzzyklus mit Kontrastmittel also maximal war, wobei die Aufnahme durch den Anwender manuell nach einigen gut mit Kontrastmittel gefüllten Herzzyklen beendet wird und wobei durch Abgreifen des EKG-Signals sichergestellt ist, dass ein vollständiger Herzzyklus dargestellt wird und wobei die Darstellung der Injektions- und Auswaschphase unterdrückt werden kann.
Angiographieverfahren nach Anspruch 4, wobei eine Software in Echtzeit die Intensität in den Bildern misst, um den Herzzyklus anzuzeigen, bei dem die Intensitätsänderung von einem Bild zum nächsten minimal, die Füllung des Herzzyklus mit Kontrastmittel also maximal war, wobei gegebenenfalls die Aufnahme durch den Anwender manuell nach einigen gut mit Kontrastmittel gefüllten Herzzyklen beendet wird und wobei durch Abgreifen des EKG-Signals sichergestellt ist, dass ein vollständiger Herzzyklus dargestellt wird und wobei zudem die Injektions- und/oder Auswaschphase dargestellt werden können.
Angiographieverfahren nach Anspruch 4, wobei eine Software in Echtzeit die Intensität in den Bildern misst, um die Bilderfolge des Herzzyklus zu ermitteln, bei dem die Intensität von einem Bild zum nächsten nicht mehr ansteigt, die Füllung mit Kontrastmittel also optimal ist und um die Aufnahme sofort anschließend zu beenden, wobei durch gleichzeitiges Abgreifen des EKG-Signals Anfang und Ende Herzzyklus automatisch ermittelt wird.
Angiographieverfahren nach Anspruch 5, wobei die Strahlen- und Kontrastmittelbelastung des Patienten (10) dadurch minimiert wird, dass die Aufnahme schon dann manuell gestoppt wird, wenn der erste dem Augenschein nach optimal mit Kon trastmittel gefüllte vollständige Herzzyklus an der Bildanzeigeeinheit (6) angezeigt wird.
Angiographieverfahren nach Anspruch 8, wobei die minimale Aufnahmedauer und damit die minimale Röntgen- und Kontrastmitteldosis dadurch erreicht wird, dass das Ende der Aufnahme schon nach ein oder maximal zwei gut mit Kontrastmittel gefüllten Herzzyklen automatisch erkannt wird und die Aufnahme anschließend sofort automatisch beendet wird.