DE102007034986B4

DE102007034986B4 - A method and tomography apparatus for scanning a contrasted patient

Info

Publication number: DE102007034986B4
Application number: DE102007034986.8A
Authority: DE
Inventors: Dr. Bruder Herbert; Dr. Petersilka Martin; Dr. Stierstorfer Karl; Dr. Süss Christoph
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2027-07-27
Also published as: DE102007034986A1

Abstract

Verfahren zur Abtastung eines mit einem Kontrastmittel versehenen Patienten (1) mittels eines Tomographiegerätes (2), bei welchem während der Abtastung zur Erfassung von Projektionen eines Untersuchungsbereichs (3) eine Relativbewegung zwischen dem Patienten (1) und dem zumindest einen Aufnahmesystem (4, 5) des Tomographiegerätes (2) durchgeführt wird, wobei 1.1 aus den während der Abtastung gewonnenen Projektionen schritthaltend Schichtbilder (6) rekonstruiert werden, welche zumindest ein zu kontrastierendes Gefäß (7) enthalten, 1.2 zu jedem Schichtbild (6) im Bereich des zumindest einen Gefäßes (7) ein Schwächungswert (10; 11; 12; 13; 14) ermittelt wird, durch den eine Kontrastmittelkonzentration im Gefäß (7) repräsentiert wird und 1.3 basierend auf einer Auswertung einer Abfolge der ermittelten Schwächungswerte (10, 11, 12, 13) eine dynamische Regelung der Relativbewegung zwischen dem Patienten (1) und dem Aufnahmesystem (4, 5) derart erfolgt, dass eine an die Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels angepasste Abtastung des Untersuchungsbereichs (3) durchgeführt wird, wobei vor Durchlauf eines lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration (8) bei einem zeitlichen Abfall der Schwächungswerte (10, 11) die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Patienten (1) und dem Aufnahmesystem (4, 5) gesteigert und nach Durchlauf des lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration (9) bei einem zeitlichen Abfall der Schwächungswerte (12, 13) die Geschwindigkeit verringert wird und wobei die Regelung der Geschwindigkeit der Relativbewegung proportional zum Betrag der Änderung der Schwächungswerte (10, 11; 12, 13) erfolgt.Method for scanning a patient (1) provided with a contrast agent by means of a tomography device (2), during which a relative movement between the patient (1) and the at least one receiving system (4, 5) during the scan for detecting projections of an examination area (3) ) of the tomography device (2) is carried out, wherein 1.1 from the obtained during the scan projections are successively reconstructed layer images (6) containing at least one container to be contrasted (7), 1.2 to each layer image (6) in the region of at least one vessel (7) an attenuation value (10; 11; 12; 13; 14) is determined by which a contrast agent concentration in the vessel (7) is represented and 1.3 based on an evaluation of a sequence of the determined attenuation values (10, 11, 12, 13) a dynamic control of the relative movement between the patient (1) and the receiving system (4, 5) is carried out in such a way that a to the Flussges The speed of the relative movement between the patient (1) and the recording system (4) is measured before the passage of a local maximum of the contrast agent concentration (8) with a time decrease of the attenuation values (10, 11) , 5) and, after passing through the local maximum of the contrast agent concentration (9) with a time decrease of the attenuation values (12, 13) the speed is reduced and wherein the control of the speed of the relative movement proportional to the amount of change of the attenuation values (10, 11; 12, 13) takes place.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtastung eines mit einem Kontrastmittel versehenen Patienten mittels eines Tomographiegerätes, bei welchem während der Abtastung zur Erfassung von Projektionen eines Untersuchungsbereichs eine Relativbewegung zwischen dem Patienten und dem Aufnahmesystem des Tomographiegerätes durchgeführt wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Tomographiegerät zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for scanning a patient provided with a contrast agent by means of a tomography device, in which a relative movement between the patient and the recording system of the tomography device is performed during the scan for detecting projections of an examination area. The invention also relates to a tomography device for carrying out such a method.

Ein Tomographiegerät, beispielsweise ein Computertomographiegerät, wird dazu eingesetzt, um Strukturen im Inneren eines Patienten für Diagnose- und/oder Therapiezwecke sichtbar zu machen. Der Kontrast eines von einem Untersuchungsbereich des Patienten rekonstruierten Bildes wird aufgrund unterschiedlicher Schwächungseigenschaften der verschiedenen Substanzen gegenüber einer von einem Strahler des Computertomographiegerätes ausgehenden Röntgenstrahlung hervorgerufen. Durch die stark unterschiedlichen Schwächungseigenschaften von beispielsweise Knochengewebe und Weichteilgewebe ist es aufgrund des damit verbundenen Kontrastes in den erzeugten Bildern möglich, die Strukturen von Knochen im Körperinneren des Patienten zu analysieren.A tomography device, such as a computed tomography device, is used to visualize structures within a patient for diagnostic and / or therapeutic purposes. The contrast of an image reconstructed from an examination region of the patient is due to different weakening properties of the various substances with respect to an emanating from a radiator of the computed tomography device X-ray radiation. Due to the greatly different weakening properties of, for example, bone tissue and soft tissue, it is possible, due to the associated contrast in the images produced, to analyze the structures of bones in the body of the patient.

Organe oder Gefäße, die sich in den Schwächungseigenschaften von dem umliegenden Weichteilgewebe jedoch nicht wesentlich unterscheiden, können wegen eines zu geringen Kontrastes auf herkömmliche Weise nicht untersucht werden. Bei der Untersuchung eines durchbluteten Organs, beispielsweise eines Herzens, einer Leber oder eines Gefäßes in dem Bereich der Extremitäten des Patienten, wird aus diesem Grund vor Beginn der Untersuchung zur Erhöhung des sichtbaren Kontrastes ein Kontrastmittel intravenös injiziert. Die Ausbreitung des Kontrastmittels im Körperinneren verläuft nicht gleichförmig.However, organs or vessels that do not significantly differ in attenuation properties from the surrounding soft tissue can not be examined conventionally because of too low a contrast. For this reason, when examining a perfused organ, such as a heart, liver or vessel, in the region of the extremities of the patient, a contrast agent is injected intravenously prior to initiating the study to increase the visible contrast. The propagation of the contrast agent inside the body is not uniform.

Sie hängt im Wesentlichen davon ab, welche anatomischen Gegebenheiten zum Transport von Körperflüssigkeiten vorliegen. So kann beispielsweise durch eine lokal vorliegende Verengung des Gefäßes die Durchflussgeschwindigkeit in diesem Gefäßabschnitt wesentlich höher sein, als in den übrigen Gefäßabschnitten.It essentially depends on the anatomical conditions for the transport of body fluids. Thus, for example, by a locally present constriction of the vessel, the flow rate in this vessel section be substantially higher than in the other vessel sections.

Da sich aufgrund einer spiralförmigen Abtastung des Untersuchungsbereiches die Erfassung von Projektionen über einen gewissen Zeitraum erstreckt und eine unnötige gesundheitliche Belastung des Patienten durch die Menge des injizierten Kontrastmittels vermieden werden soll, müssen Kontrastmittelinjektion und Abtastvorgang durch Wahl entsprechender Betriebsparameter des Computertomographiegerätes so aufeinander abgestimmt sein, dass zu jedem Zeitpunkt an der jeweils aktuell eingenommenen Abtastposition genügend Kontrastmittel im zu untersuchenden Organ bzw. Gefäß vorhanden ist.Since due to a spiral scanning of the examination area, the detection of projections over a certain period of time and unnecessary health burden of the patient by the amount of the injected contrast agent is to be avoided, contrast agent injection and scanning must be coordinated by selecting appropriate operating parameters of the computed tomography device so that there is sufficient contrast agent in the organ or vessel to be examined at any given time at the currently occupied scanning position.

Aus der DE 10 2005 038 561 A1 ist ein Verfahren zur Abtastung eines mit Kontrastmittel versehenen Patienten mittels eines Tomographiegerätes bekannt.From the DE 10 2005 038 561 A1 For example, a method of scanning a contrasted patient by means of a tomography apparatus is known.

Aus der DE 10 2005 024 323 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung von Betriebsparametern bekannt, bei dem im Vorfeld der eigentlichen Kontrastmitteluntersuchung nach Injektion eines Testbolus eine Serie von Kontrastmittelmessungen an unterschiedlichen Abtastpositionen entlang des Untersuchungsbereiches durchgeführt werden. Die Abtastpositionen werden in Richtung des Kontrastmittelflusses sequentiell angefahren und solange durchgeführt, bis das Kontrastmittel an der jeweiligen Position detektiert wird. Aus den so ermittelten Anflutzeiten des Kontrastmittels werden anschließend die Betriebsparameter des Computertomographiegerätes so ermittelt und eingestellt, dass die Abtastgeschwindigkeit des Untersuchungsbereiches in einer darauffolgenden Kontrastmitteluntersuchung an die Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels angepasst ist.From the DE 10 2005 024 323 A1 a method for determining operating parameters is known in which prior to the actual contrast agent examination after injection of a test bolus a series of contrast agent measurements are performed at different scanning positions along the examination area. The scanning positions are approached sequentially in the direction of the contrast agent flow and carried out until the contrast agent is detected at the respective position. The operating parameters of the computed tomography device are then determined and adjusted from the so-called in-flow times of the contrast agent such that the scanning speed of the examination region is adapted to the flow rate of the contrast agent in a subsequent contrast agent investigation.

Die Bestimmung optimaler Betriebsparameter erfolgt somit unter Applizierung einer zusätzlichen Röntgendosis des Patienten und unter Applizierung eines zusätzlichen Kontrastmittelbolus im Rahmen einer Voruntersuchung. Darüber hinaus besteht das Problem, dass die Auswahl der Abtastpositionen entlang des Untersuchungsbereichs sich dann als kompliziert herausstellt, wenn die Dynamik der Kontrastmittelausbreitung aufgrund komplexer anatomischer Gegebenheiten von dem Bedienpersonal nicht richtig eingeschätzt werden kann.The determination of optimal operating parameters thus takes place with application of an additional X-ray dose of the patient and with application of an additional contrast agent bolus during a preliminary examination. In addition, there is the problem that the selection of the scanning positions along the examination area turns out to be complicated if the dynamics of the contrast agent propagation can not be correctly estimated by the operator due to complex anatomical conditions.

Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bzw. ein Tomographiegerät zur Abtastung eines mit einem Kontrastmittel versehenen Patienten anzugeben, bei dem einerseits der Abtastvorgang in verbesserter Form an die Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels angepasst ist und bei dem andererseits auf eine Durchführung einer Voruntersuchung zur Bestimmung von Betriebsparametern des Tomographiegerätes verzichtet werden kann.Thus, the object of the present invention is to provide a method or a tomography device for scanning a provided with a contrast agent patient, in which on the one hand the scanning is adapted in an improved form to the flow rate of the contrast agent and the other hand to carry out a preliminary investigation for Determination of operating parameters of the tomography device can be dispensed with.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Abtastung eines mit einem Kontrastmittel versehenen Patienten mittels eines Tomographiegerätes gemäß den Verfahrensschritten des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 8. Die Aufgabe wird außerdem durch ein Tomographiegerät zur Abtastung eines mit einem Kontrastmittel versehenen Patienten gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9 gelöst.This object is achieved by a method for scanning a patient provided with a contrast agent by means of a tomography device according to the method steps of independent claim 1. Advantageous embodiments of the method are the subject of the dependent claims 2 to 8. The object is also by a tomography device for scanning a with a Contrast provided patient according to the features of the independent claim 9 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abtastung eines mit einem Kontrastmittel versehenen Patienten mittels eines Tomographiegerätes, bei welchem während der Abtastung zur Erfassung von Projektionen eines Untersuchungsbereichs eine Relativbewegung zwischen dem Patienten und dem Aufnahmesystem des Tomographiegerätes durchgeführt wird, werden aus den während der Abtastung gewonnen Projektionen schritthaltend Schichtbilder rekonstruiert, welche zumindest ein zu kontrastierendes Gefäß enthalten. Zu jedem Schichtbild wird im Bereich des zumindest einen Gefäßes ein Schwächungswert ermittelt, durch den eine Kontrastmittelkonzentration im Gefäß repräsentiert wird. Basierend auf einer Auswertung einer Abfolge der ermittelten Schwächungswerte wird dann eine dynamische Regelung der Relativbewegung zwischen dem Patienten und dem Aufnahmesystem derart durchgeführt, dass eine an die Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels angepasste Abtastung des Untersuchungsbereichs erfolgt.In the method according to the invention for scanning a contrast-agent-containing patient by means of a tomography device, during which a relative movement between the patient and the acquisition system of the tomography device is performed during the scan for the acquisition of an examination region, slice images are obtained from the images obtained during the scan in a step-by-step manner reconstructed, which contain at least one vessel to be contrasted. For each slice image, a weakening value is determined in the region of the at least one vessel, by which a contrast agent concentration in the vessel is represented. Based on an evaluation of a sequence of the determined attenuation values, a dynamic regulation of the relative movement between the patient and the recording system is then carried out such that a scanning of the examination area adapted to the flow rate of the contrast agent takes place.

Die Erfinder haben erkannt, dass eine Anpassung des Abtastvorgangs auf Basis einer Auswertung von Anflutzeiten des Kontrastmittels an diskreten Abtastpositionen entlang des Untersuchungsbereichs dann zu keinem optimalen Ergebnis führt, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastpositionen eine starke Änderung der Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels aufgrund einer anatomischen Veränderung auftritt. Eine an die Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels in verbesserter Form angepasste Abtastung wird, so wie von den Erfindern vorgeschlagen, insbesondere dann erzielt, wenn die Relativbewegung zwischen dem Patienten und dem Aufnahmesystem schritthaltend während des gesamten diagnostischen Scans durch eine Auswertung von Real-Time-Bildern (RTD) geregelt wird. Die Abtastgeschwindigkeit passt sich dabei den jeweils lokal vorliegenden anatomischen Gegebenheiten bzw. dem lokal vorliegenden Kontrastmittelfluss an.The inventors have recognized that adjusting the scanning process based on an evaluation of the flow times of the contrast agent at discrete scanning positions along the examination area does not lead to an optimal result if a large change in the flow rate of the contrast agent due to an anatomical change occurs between two successive scanning positions. A scan adapted to the flow rate of the contrast agent in an improved form, as proposed by the inventors, is achieved, in particular, when the relative movement between the patient and the recording system is maintained during the entire diagnostic scan by evaluation of real-time images (RTD ) is regulated. The scanning speed adapts to the locally present anatomical conditions or the locally present flow of contrast medium.

Somit entfällt eine vor Untersuchungsbeginn durchzuführende Voruntersuchung, bei der an diskreten Abtastpositionen die Zeitpunkte der Kontrastmittelanflutung bestimmt werden, so dass die dem Patienten insgesamt applizierte Röntgendosis reduziert wird. Darüber hinaus entfällt die bei der Voruntersuchung notwendige Injektion eines Kontrastmittels, so dass zusätzlich die mit Injektion des Kontrastmittels verbundene gesundheitliche Belastung des Patienten reduziert wird.Thus, a pre-examination to be carried out before the start of the examination is omitted, in which the times of the contrast medium soak are determined at discrete scanning positions, so that the total dose of X-ray administered to the patient is reduced. In addition, eliminates the need for a pre-examination injection of a contrast agent, so that in addition the associated with injection of the contrast agent health burden of the patient is reduced.

Im Idealfall wird die Abtastung so gesteuert, dass die Relativbewegung exakt dem Maximum der Kontrastmittelkonzentration folgt. Da sich das Maximum jedoch nicht gleichförmig entlang der z-Richtung des Untersuchungsbereiches bewegt muss die Relativbewegung ständig an die aktuell vorliegende Situation angepasst werden. Vorzugsweise wird vor beobachtetem Durchlauf eines lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration bei einem zeitlichen Abfall der Schwächungswerte die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Patienten und dem Aufnahmesystem gesteigert und nach beobachtetem Durchlauf des lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration bei einem zeitlichen Abfall der Schwächungswerte die Geschwindigkeit verringert.Ideally, the scan is controlled so that the relative movement follows exactly the maximum of the contrast agent concentration. However, since the maximum does not move uniformly along the z-direction of the examination area, the relative movement must be constantly adapted to the current situation. Preferably, prior to a monitored sweep of a local maximum of the contrast agent concentration with a time decrease in the attenuation values, the speed of relative movement between the patient and the receiving system is increased and the velocity is decreased upon a monitored sweep of the local maximum of the contrast agent concentration with a time decrease in the attenuation values.

Nach Injektion eines Bolus steigt die Kontrastmittelkonzentration zunächst stetig an, bis ein lokales Maximum erreicht wird und fällt dann wieder ab, so dass mit diesem Regelmechanismus gewährleistet ist, dass die Relativbewegung so gesteuert wird, dass sich der Abtastzeitpunkt im Verlauf der Abtastung kontinuierlich in Richtung des lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration verstellt.After injection of a bolus, the contrast agent concentration first increases steadily until a local maximum is reached and then drops again, so that this control mechanism ensures that the relative movement is controlled so that the sampling time in the course of the scan continuously in the direction of adjusted local maximum of the contrast agent concentration.

Durch eine Berücksichtigung von Dämpfungsfaktoren bei der Auswertung der zeitlichen Abfolge der Schwächungswerte kann erreicht werden, dass keine abrupte Verstellung der Relativbewegung erfolgt, sondern dass die Verstellung in Richtung des lokalen Maximums langsam erfolgt.By considering attenuation factors in the evaluation of the time sequence of the attenuation values, it can be achieved that no abrupt adjustment of the relative movement takes place, but that the adjustment takes place slowly in the direction of the local maximum.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Regelung der Geschwindigkeit der Relativbewegung proportional zum Betrag der Änderung der Schwächungswerte realisiert. Auf diese Weise wird in den vom Maximum weit entfernt gelegenen steilen Flanken des Verlaufs der Kontrastmittelkonzentration eine stärkere Anpassung der Relativbewegung in Richtung des lokalen Maximums erfolgen, als in einem Bereich in unmittelbarer Nähe des lokalen Maximums.In an advantageous embodiment of the invention, the regulation of the speed of the relative movement is realized in proportion to the amount of change in the attenuation values. In this way, a greater adaptation of the relative movement in the direction of the local maximum will take place in the steep flanks of the course of the contrast agent concentration which are far away from the maximum, than in an area in the immediate vicinity of the local maximum.

Vorzugsweise wird die Regelung der Relativbewegung bei einem ermittelten Schwächungswert innerhalb eines definierten Intervalls um das lokale Maximum der Kontrastmittelkonzentration ausgesetzt. Dadurch wird eine ständige Regelung der Relativbewegung in den Fällen vermieden, wenn der Abtastzeitpunkt schon bereits sehr dicht am lokalen Maximum der Kontrastmittelkonzentration liegt. Der Bereich, um den die Regelung ausgesetzt wird, wird vorzugsweise vom Benutzer zu Beginn der Abtastung vorgegeben.Preferably, the regulation of the relative movement at a determined attenuation value within a defined interval is suspended by the local maximum of the contrast agent concentration. This avoids constant regulation of the relative movement in cases when the sampling time is already very close to the local maximum of the contrast agent concentration. The area to which the control is suspended is preferably set by the user at the beginning of the scan.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung findet die Detektion des Gefäßes über eine partiale Auswertung der Bildinformation des Schichtbildes innerhalb einer ROI mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung statt. Rechenintensive Operationen zur Gefäßdetektion werden somit nur auf einem sehr begrenzten Teil der gesamten Bildinformation angewendet. Bildinformationen außerhalb der ROI werden nicht verarbeitet. Durch die partiale Auswertung der Bildinformation ist eine Gefäßdetektion unter Echtzeitbedingung auch mit geringen Rechnerressourcen durchführbar.In an advantageous embodiment of the invention, the detection of the vessel via a partial evaluation of the image information of the slice image within an ROI with methods of digital image processing takes place. Compute-intensive vascular detection operations are thus applied only to a very limited portion of the total image information. Image information outside the ROI is not processed. By the partial evaluation of the Image information is a vascular detection under real-time condition even with low computer resources feasible.

Vorzugsweise wird vor Beginn der Abtastung ein Übersichtsschichtbild an einer Startposition des Untersuchungsbereichs erstellt, innerhalb dessen ein Benutzer die Start-ROI um das Gefäß manuell vorgibt. Durch die manuelle Vorgabe kann sichergestellt werden, dass die Regelung der Relativbewegung in Bezug auf das relevante Gefäß erfolgt, ohne dass die Gefahr einer Fehldetektion besteht.Preferably, an overview layer image is created at a start position of the examination region before the start of the scan, within which a user manually specifies the start ROI around the vessel. The manual setting can ensure that the control of the relative movement with respect to the relevant vessel takes place without the risk of misdetection.

Vorzugsweise wird während der Abtastung eine Fortführung der ROI in aufeinanderfolgenden Schichtbildern basierend auf einer Korrelation der Bildinformation aus der ROI des zuletzt rekonstruierten Schichtbildes mit der Bildinformation des aktuell rekonstruierten Schichtbildes durchgeführt. Die Ermittlung der ROI in einem Bild erfolgt also unter Ausnutzung von Vorwissen über die zuletzt ermittelte Position der ROI und muss somit nicht jedes Mal komplett von neuem berechnet werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich die Position des Gefäßes in aufeinanderfolgenden Schichtbildern nur geringfügig ändert, und dass die Abbildungseigenschaften des Gefäßes in benachbarten Schichtbildern sehr ähnlich sind. Die zu erwartende Positionsänderung und das Maß mit dem benachbarte Abbildungen des Gefäßes korrelieren, hängen von der Ortsauflösung des Tomographiegerätes und/oder von dem betrachteten Gefäß ab. Prinzipiell gilt: Je höher die Ortsauflösung des Tomographiegerätes ist, desto geringer ist die zu erwartende Positionsänderung in aufeinander folgenden Bildern und je höher ist die zu erwartende Korrelation der Bildinformationen. Durch die Fortführung der ROI mittels Korrelation ist damit ein einfaches Mittel gegeben, mit dem unter Echtzeitbedingung und unter geringen Rechenressourcen derjenige Bildbereich gefunden wird, innerhalb dessen sich das relevante Gefäß befindet. Üblicherweise werden die Korrelationswerte für einen vorgebbaren Suchbereich um die zuletzt ermittelte Position der ROI zwischen der aktuellen Bildinformation und der zuletzt ermittelten ROI berechnet, wobei das lokale Maximum der berechneten Korrelationen die neue Position der ROI im aktuellen Bild darstellt.Preferably, during the scan, a continuation of the ROI in successive slice images is performed based on a correlation of the image information from the ROI of the most recently reconstructed slice image with the image information of the currently reconstructed slice image. The determination of the ROI in an image thus takes advantage of prior knowledge of the last determined position of the ROI and thus does not have to be calculated completely anew every time. It is assumed that the position of the vessel changes only slightly in successive slice images, and that the imaging properties of the vessel in adjacent slice images are very similar. The expected change in position and the degree correlate with the adjacent images of the vessel depend on the spatial resolution of the tomography device and / or on the vessel under consideration. In principle, the higher the spatial resolution of the tomography device, the lower the expected change in position in successive images and the higher the expected correlation of the image information. The continuation of the ROI by means of correlation thus provides a simple means with which, under real-time conditions and with low computing resources, the image area within which the relevant vessel is located is found. Usually, the correlation values for a predefinable search area are calculated around the last determined position of the ROI between the current image information and the last determined ROI, where the local maximum of the calculated correlations represents the new position of the ROI in the current image.

Da es sich bei dem Gefäß um eine Hohlstruktur handelt, die sich bei einem Schnitt senkrecht zur Längsrichtung durch eine ring- oder ovalförmige Kontur abbildet, lässt sich das Gefäß auf Basis einer Erkennung der Kontur, welche mittels etablierter Gradientenverfahren leicht extrahierbar ist, auf sichere und einfache Weise detektieren.Since the vessel is a hollow structure, which is represented by a ring-shaped or oval-shaped contour in a section perpendicular to the longitudinal direction, the vessel can be reliably and safely determined on the basis of a recognition of the contour, which can easily be extracted by means of established gradient methods easy way to detect.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Schwächungswert zur Darstellung der Kontrastmittelkonzentration durch eine Mittelung der Schwächungswerte von Bildelementen innerhalb der Gefäßkontur berechnet. Der mit dieser Berechnung verbundene Tiefpaßfiltereffekt bewirkt, dass einzelne Störpixel zu keiner erheblichen Verfälschung des Schwächungswerts führen.In an advantageous embodiment, the attenuation value for representing the contrast agent concentration is calculated by averaging the attenuation values of picture elements within the vessel contour. The low-pass filter effect associated with this calculation has the effect that individual interference pixels do not lead to any significant distortion of the attenuation value.

Da sich das Kontrastmittel aufgrund von Strömungseigenschaften über den Querschnitt des Gefäßes unterschiedlich stark verteilt, wird durch diese Mittlung auch erreicht, dass ein für den Gefäßquerschnitt repräsentativer Schwächungswert angebbar ist.Since the contrast agent distributes to a different extent over the cross section of the vessel due to flow properties, this averaging also achieves that a weakening value representative of the vessel cross section can be specified.

Vorzugsweise erfolgt die Relativbewegung zwischen dem Patienten und dem Aufnahmesystem durch Verstellen einer dem Tomographiegerät zugeordneten Tischplatte relativ zum Aufnahmesystem, wobei der Patient auf der Tischplatte gelagert ist. Alternativ dazu wäre es ebenso denkbar, dass die Relativbewegung durch ein Verstellen des Aufnahmesystems relativ zum Patienten erfolgt.Preferably, the relative movement between the patient and the receiving system by adjusting a tomographic device associated with the tabletop relative to the recording system, wherein the patient is mounted on the table top. Alternatively, it would also be conceivable that the relative movement takes place by adjusting the recording system relative to the patient.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen sind in den folgenden schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the invention and further advantageous embodiments of the invention according to the subclaims are shown in the following schematic drawings. Show it:

1 in perspektivischer Ansicht ein Computertomographiegerät, welches zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abtastung eines mit einem Kontrastmittel versehenen Patienten geeignet ist, 1 a perspective view of a computed tomography device, which is suitable for carrying out the method according to the invention for scanning a contrast agent provided with a patient,

2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abtastung eines mit einem Kontrastmittel versehenen Patienten mittels des Computertomographiegerätes, 2 a flow chart of the inventive method for scanning a provided with a contrast agent patient using the computed tomography device,

3 einen charakteristischen Kurvenverlauf von Schwächungswerten beim Durchlauf eines Kontrastmittelbolus mit ausgewählten Schwächungswerten, die zu bestimmten Zeitpunkten ermittelt wurden, 3 a characteristic curve of attenuation values during the passage of a contrast agent bolus with selected attenuation values, which were determined at specific times,

4 in skizzierter Form eine Fortführung der Position der ROI in aufeinander folgenden Schichtbildern basierend auf einer Korrelation der Bildinformation aus der ROI des zuletzt rekonstruierten Schichtbildes mit der aktuellen Bildinformation. 4 in sketched form a continuation of the position of the ROI in successive slice images based on a correlation of the image information from the ROI of the last reconstructed slice image with the current image information.

In 1 ist ein Tomographiegerät, hier ein Computertomographiegerät 2, in perspektivischer Ansicht gezeigt, welches zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abtastung eines mit einem Kontrastmittel versehenen Patienten 1 geeignet ist.In 1 is a tomography device, here a computed tomography device 2 , shown in perspective view, which is used to carry out the method according to the invention for scanning a patient provided with a contrast agent 1 suitable is.

Im Inneren des Computertomographiegerätes 2 befinden sich zwei auf einer nicht dargestellten Gantry um eine Systemachse 21 drehbar angeordnete Aufnahmesysteme 4, 5, mit denen von einem Untersuchungsbereich 3 Projektionen aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Projektionsrichtungen erfassbar sind. Zur Erhöhung der Zeitauflösung können die Aufnahmesysteme 4, 5 mit jeweils dem gleichen Energiespektrum einer Röntgenstrahlung betrieben werden. Es wäre ebenso denkbar, dass die Aufnahmesysteme 4, 5 zum Zwecke von materialspezifischen Untersuchungen in sogenannten Dual-Energy-Applikationen mit zwei unterschiedlichen Energiespektren der Röntgenstrahlung betrieben werden.Inside the computed tomography device 2 there are two gantries on a non-illustrated gantry around a system axis 21 rotatably arranged recording systems 4 . 5 , with those of an examination area 3 Projections from one Variety of different projection directions are detectable. To increase the time resolution, the recording systems 4 . 5 each operated with the same energy spectrum of an X-ray. It would also be conceivable that the recording systems 4 . 5 For the purpose of material-specific investigations in so-called dual-energy applications with two different energy spectra of X-radiation are operated.

Dem Computertomographiegerät 2 ist eine Lagerungsvorrichtung 22 mit einer beweglichen Tischplatte 20 zugeordnet, auf der der Patient 1 gelagert ist. Die Tischplatte 20 ist in Richtung der Systemachse 21 des Computertomographiegerätes 2 verstellbar angeordnet, so dass der mit dem Patienten 1 verbundene Untersuchungsbereich 3 durch eine Öffnung im Gehäuse der Gantry in den Messbereich der beiden Aufnahmesysteme 4, 5 bewegbar ist. Die Verstellung zwischen dem Untersuchungsbereich 3 und dem Aufnahmesystem 4, 5 könnte in alternativen Ausführungsformen auch durch eine Verstellung der Gantry in Richtung der Systemachse 21 bewirkt werden.The computed tomography device 2 is a storage device 22 with a movable table top 20 assigned to the patient 1 is stored. The tabletop 20 is in the direction of the system axis 21 of the computed tomography device 2 arranged adjustable, so that with the patient 1 connected examination area 3 through an opening in the housing of the gantry in the measuring range of the two recording systems 4 . 5 is movable. The adjustment between the examination area 3 and the recording system 4 . 5 could in alternative embodiments also by an adjustment of the gantry in the direction of the system axis 21 be effected.

Zur Erfassung von Projektionen weist jedes Aufnahmesystem einen Strahler in Form einer Röntgenröhre 23, 24 und einen diesem gegenüberliegend angeordneten Detektor 25, 26 auf, wobei der Detektor 25, 26 bogenförmig ausgebildet ist und mehrere zu Detektorzeilen aufgereihte Detektorelemente umfasst. Die Röntgenröhre 23, 24 erzeugt eine Strahlung in Form eines fächerförmigen Röntgenstrahlenbündels, welches den Messbereich der Aufnahmesysteme 4, 5 durchdringt. Die Röntgenstrahlung trifft anschließend auf die Detektorelemente des Detektors 25, 26 auf. Die Detektorelemente erzeugen eine von der Schwächung der durch den Messbereich des Aufnahmesystems 4, 5 tretenden Röntgenstrahlung abhängigen Schwächungswert. Die Umwandlung der Röntgenstrahlung in einen Schwächungswert erfolgt beispielsweise jeweils mittels einer mit einem Szintillator optisch gekoppelten Fotodiode oder mittels eines direkt konvertierenden Halbleiters.For recording projections, each recording system has a radiator in the form of an x-ray tube 23 . 24 and a detector disposed opposite thereto 25 . 26 on, with the detector 25 . 26 arcuate and comprises a plurality of detector lines lined up detector elements. The x-ray tube 23 . 24 generates radiation in the form of a fan-shaped X-ray beam, which covers the measuring range of the recording systems 4 . 5 penetrates. The X-radiation then strikes the detector elements of the detector 25 . 26 on. The detector elements produce one of the attenuation of the through the measuring range of the recording system 4 . 5 passing X-ray dependent attenuation value. The conversion of the X-radiation into an attenuation value takes place, for example, in each case by means of a photodiode optically coupled to a scintillator or by means of a directly converting semiconductor.

Der Detektor 25, 26 erzeugt auf diese Weise einen Satz von Schwächungswerten, welche für eingestellte Projektionsrichtung des Aufnahmesystems 4, 5 aufgenommen werden. Bei spiralförmigem Betrieb des Computertomographiegerätes 2 findet eine Rotation der Gantry bei gleichzeitigem kontinuierlichem Vorschub des Patienten 1 in Richtung der Systemachse 21 statt. Auf diese Weise werden aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Projektionsrichtungen Projektionen an verschiedenen Positionen entlang des Untersuchungsbereiches 3 erfasst.The detector 25 . 26 In this way, it generates a set of attenuation values which correspond to the set projection direction of the recording system 4 . 5 be recorded. In spiral operation of the computed tomography device 2 finds a rotation of the gantry with simultaneous continuous advancement of the patient 1 in the direction of the system axis 21 instead of. In this way, from a variety of different projection directions projections at different positions along the examination area 3 detected.

Die durch eine spiralförmige Abtastung gewonnenen Projektionen des Aufnahmesystems 4, 5 werden an eine Recheneinheit 27 übermittelt und schritthaltend oder in einem dem Abtastvorgang nachgeschaltet Verarbeitungsschritt zu einem Schichtbild 6 verrechnet.The projections of the recording system obtained by a spiral scan 4 . 5 are sent to a computing unit 27 transmitted and keeping pace or in a scanning process downstream processing step to a tomogram 6 charged.

Zur Untersuchung durchbluteter Organe oder zur Untersuchung von Gefäßen, beispielsweise einer Vene in dem Bereich der Extremitäten, kann der Patient zur Erhöhung des sichtbaren Kontrastes gegenüber dem umliegenden Weichteilgewebe bedarfsweise ein Kontrastmittel mittels eines Kontrastmittelgerätes 28 injiziert werden. Das Kontrastmittel wird zu diesem Zweck zeitgesteuert aus einem Vorratsbehälter über einen Kontrastmittelschlauch 29 in einer einstellbaren Menge und mit einer einstellbaren Flussgeschwindigkeit in die Vene des Patienten 1 gepumpt. Durch eine elektrische Verbindung 30 zwischen der Recheneinheit 27 und dem Kontrastmittelgerät 28 sind die Parameter zur Kontrastmittelvergabe durch eine Bedienperson über eine Bedieneinheit der Recheneinheit 27 vorgebbar.In order to examine blood-perfused organs or to examine vessels, for example a vein in the area of the extremities, the patient can, as needed, increase the contrast vis-à-vis the surrounding soft tissue with a contrast agent by means of a contrast agent 28 be injected. The contrast agent is timed for this purpose from a reservoir via a contrast medium tube 29 in an adjustable amount and at an adjustable flow rate into the vein of the patient 1 pumped. By an electrical connection 30 between the arithmetic unit 27 and the contrast agent device 28 are the parameters for contrast agent allocation by an operator via an operating unit of the arithmetic unit 27 predetermined.

Die Ausbreitung des Kontrastmittels im Körperinneren des Patienten 1 ist ein hochdynamischer Prozess, der unter anderem von den anatomischen Gegebenheiten des Organs bzw. des Gefäßes abhängt. Die an einer Abtastposition beobachtete Kontrastmittelkonzentration steigt charakteristischer Weise nach einer gewissen Zeit steil bis zu einem lokalen Maximum der Kontrastmittelkonzentration an und fällt anschließend mit einer geringeren Steigung wieder ab. Zur Erzielung eines optimalen Kontrastes im Bild ist es wünschenswert, dass die Abtastung in dem lokalen Maximum der Kontrastmittelkonzentration erfolgt. Damit diese Bedingung auch bei kontinuierlicher Verstellung des Untersuchungsbereichs 3 während der Abtastung erfüllt ist, muss die Verstellung der Abtastposition an die Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels angepasst sein.The spread of the contrast agent inside the body of the patient 1 is a highly dynamic process, which depends among other things on the anatomical conditions of the organ or the vessel. Characteristically, the contrast agent concentration observed at a scanning position rises steeply up to a local maximum of the contrast agent concentration after a certain time, and then decreases again with a smaller gradient. To achieve optimum contrast in the image, it is desirable for the scan to be in the local maximum of the contrast agent concentration. Thus, this condition even with continuous adjustment of the examination area 3 is satisfied during the scan, the adjustment of the scanning position must be adapted to the flow rate of the contrast agent.

In 2 ist ein Ablaufdiagramm einer Kontrastmitteluntersuchung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt. Zu Beginn der eigentlichen Kontrastmitteluntersuchung wird in einem ersten Schritt 31 an einer Startposition des Untersuchungsbereiches 3 ein Übersichtsbild erstellt, innerhalb dessen ein Benutzer eine Start-ROI (Region Of Interest) auswählt, die das zu untersuchende Gefäß oder das zu untersuchende Organ enthält. Die Startposition wird typischerweise in einem zuvor erstellten Topogram ausgewählt, in dem auch der Untersuchungsbereich 3 eingeblendet ist.In 2 a flowchart of a contrast agent examination according to the method of the invention is shown. At the beginning of the actual contrast agent examination is in a first step 31 at a starting position of the examination area 3 creates an overview image within which a user selects a start ROI (Region Of Interest) that contains the vessel or organ to be examined. The starting position is typically selected in a previously created topogram, which also includes the examination area 3 is displayed.

Das Übersichtsbild wird zur Reduzierung der dem Patienten 1 applizierten Röntgendosis mit geringer Röntgenleistung und unter Verwendung von wenigen Projektionen erstellt, da eine Auswahl der ROI auch bei geringer Auflösung und bei hohem Rauschanteil im Bild möglich ist. Die Auswahl der ROI erfolgt üblicherweise durch Anklicken der Mittelposition des Gefäßes, wobei nach Anklicken der ausgewählte Bereich mittels einer quadratischen oder rechteckigen Markierung angezeigt wird. Die exakte Position des Gefäßes innerhalb der ROI wird autonom durch einen Algorithmus zur Konturerkennung bestimmt. Alternativ dazu wäre es auch denkbar, dass die ROI vollkommen autonom, ohne den Eingriff eines Benutzers mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung durch Auswertung des gesamten Übersichtschichtbildes ermittelt wird.The overview image is used to reduce the patient 1 applied X-ray dose with low X-ray power and using only a few projections, since a selection of the ROI is possible even at low resolution and high noise in the image. The selection of the ROI is usually done by clicking on the middle position of the Vessel, whereby after clicking on the selected area is indicated by a square or rectangular mark. The exact position of the vessel within the ROI is autonomously determined by a contour detection algorithm. Alternatively, it would also be conceivable that the ROI is determined completely autonomously without the intervention of a user with methods of digital image processing by evaluating the entire overview layer image.

Nach Injektion des Bolus werden in einem zweiten Schritt 32 an der Startposition zur Triggerung des eigentlichen diagnostischen Scans in kurzen Zeitabständen Kontrollmessungen bis zu einem Zeitpunkt durchgeführt, an dem das Kontrastmittel in dem Bereich des Gefäßes detektiert wird. Die Kontrolluntersuchungen werden ohne Verstellung der Tischplatte 20 als Axialscan mit einer im Vergleich zum diagnostischen Scan geringeren Röntgenleistung durchgeführt. Die Detektion des Kontrastmittels erfolgt beispielsweise durch einen Vergleich des in dem Bereich des Gefäßes ermittelten Schwächungswertes mit einem Schwellwert, der von einem Benutzer zu Beginn der Untersuchung vorgegeben wird.After injection of the bolus will be in a second step 32 at the start position for triggering the actual diagnostic scan at short intervals, control measurements are carried out until a time at which the contrast agent is detected in the region of the vessel. The check-ups are carried out without adjustment of the tabletop 20 as an axial scan performed with a lower compared to the diagnostic scan X-ray performance. The detection of the contrast agent takes place, for example, by a comparison of the attenuation value determined in the region of the vessel with a threshold value which is predetermined by a user at the beginning of the examination.

Nach Detektion des Kontrastmittels erfolgt die eigentliche Untersuchung, bei der während der Abtastung zur Erfassung von Projektionen eine Relativbewegung zwischen dem Patienten 1 und dem Aufnahmesystem 4, 5 des Computertomographiegerätes 2 durchgeführt wird. Dabei werden die folgenden Schritte 33, 34, 35 zyklisch ausgeführt:
Es werden an benachbarten Positionen entlang des Untersuchungsbereichs 3 aus den während der Abtastung gewonnenen Projektionen in einem Rekonstruktionsschritt 33 schritthaltend Schichtbilder rekonstruiert, welche zumindest das zu kontrastierende Gefäß enthalten.After detection of the contrast agent, the actual examination takes place during which, during the scan for the detection of projections, a relative movement between the patient 1 and the recording system 4 . 5 of the computed tomography device 2 is carried out. Here are the steps below 33 . 34 . 35 cyclically executed:
It will be at adjacent positions along the examination area 3 from the projections obtained during the scan in a reconstruction step 33 realistically reconstructed tomograms, which contain at least the vessel to be contrasted.

Zu jedem Bild wird in einem Erfassungsschritt 34 im Bereich des Gefäßes ein Schwächungswert ermittelt, welcher die lokal vorliegende Kontrastmittelkonzentration repräsentiert. Bei den nachfolgenden Ausführungen wird auch auf die in 4 gezeigte Darstellung Bezug genommen, in der die Ermittlung einer ROI erläutert ist. Zur Gewährleistung einer Verarbeitung der Bildinformation in Echtzeit erfolgt die Detektion des Gefäßes 7 lediglich über eine partiale Auswertung der Bildinformation innerhalb einer ROI 16. Im Verlauf der Abtastung wird die Position 18 der ROI in aufeinanderfolgenden Schichtbildern nur noch fortgeführt, wobei die neue Position der ROI basierend auf einer Korrelation der Bildinformation aus der ROI des zuletzt rekonstruierten Schichtbildes mit der Bildinformation des aktuell rekonstruierten Schichtbildes aktualisiert wird. Die Fortführung der Position der ROI erfolgt somit unter Einbezug von Vorwissen und auf Basis der Annahme, dass sich die Position 18 sowie die Abbildung des Gefäßes 7 in aufeinanderfolgenden Schichtbildern nur geringfügig ändern. Ein solches Korrelationsverfahren ist in einem vorgegebenen Suchbereich 37 unter Einsatz von geringen Rechenmitteln zu realisieren.To each picture is in a capture step 34 in the region of the vessel, an attenuation value is determined, which represents the locally present contrast agent concentration. The following explanations also refer to the in 4 is illustrated, in which the determination of an ROI is explained. To ensure processing of the image information in real time, the detection of the vessel takes place 7 only via a partial evaluation of the image information within an ROI 16 , As the scan progresses, the position becomes 18 the ROI is only continued in successive slice images, wherein the new position of the ROI is updated based on a correlation of the image information from the ROI of the most recently reconstructed slice image with the image information of the currently reconstructed slice image. The continuation of the position of the ROI thus takes place with the aid of prior knowledge and on the assumption that the position 18 as well as the picture of the vessel 7 change only slightly in successive slice images. Such a correlation method is in a predetermined search range 37 to realize using low computing resources.

Durch Implementierung einer Suchstrategie zur Auffindung des lokalen Maximums der Korrelation, bei der beispielsweise zunächst auf einem sehr groben Raster innerhalb des Suchbereiches 37 Korrelationswerte berechnet werden und bei der anschließend in dem Bereich um das aufgefundene lokale Maximum schrittweise eine Berechnung weiterer Korrelationswerte auf einem feineren Raster durchgeführt wird, lässt sich das Filter zur Gewährleistung einer echtzeitfähigen Verarbeitung weiter optimieren.By implementing a search strategy for finding the local maximum of the correlation, for example, first on a very coarse grid within the search area 37 Correlation values are calculated and then subsequently in the area around the local maximum found a calculation of further correlation values is performed on a finer grid stepwise, the filter can be further optimized to ensure a real-time processing.

Nach Auffinden der neuen Position der ROI kann die Detektion der exakten Position des Gefäßes 7 mittels einer Konturerkennung erfolgen. Ein Gefäß 7 bildet sich im Regelfall als ring- oder ovalförmige Kontur 19 ab, die sich mit einfachen Mitteln, beispielsweise über Auswertung der Gradienten, erkennen lässt.After finding the new position of the ROI can be the detection of the exact position of the vessel 7 done by means of a contour recognition. A vessel 7 As a rule, it forms as a ring-shaped or oval-shaped contour 19 which can be detected by simple means, for example via evaluation of the gradients.

Zur Vermeidung von verrauschten Signalen wird der Schwächungswert zur Darstellung der Kontrastmittelkonzentration durch eine Mittelung der Schwächungswerte von Bildelementen innerhalb der ermittelten Kontur 19 berechnet. Dies hat darüber hinaus den Vorteil, dass eine strömungsbedingte ungleiche Verteilung des Kontrastmittels über den Querschnitt des Gefäßes 7 durch die Tiefpassfiltereigenschaften der Mittelung herausgefiltert wird.To avoid noisy signals, the attenuation value for representing the contrast agent concentration is determined by averaging the attenuation values of picture elements within the determined contour 19 calculated. This has the additional advantage that a flow-related unequal distribution of the contrast agent over the cross section of the vessel 7 is filtered out by the low pass filter properties of the averaging.

In einem sich anschließenden Regelungsschritt 35 erfolgt eine dynamische Regelung der Relativbewegung zwischen dem Patienten 1 und dem Aufnahmesystem 4, 5 auf der Basis einer zeitlichen Auswertung einer Abfolge der ermittelten Schwächungswerte derart, dass eine an der Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels angepasste Abtastung des Untersuchungsbereiches erfolgt. Dabei werden wenigstens der aktuell ermittelte Schwächungswert und der ermittelte Schwächungswert aus dem zuletzt rekonstruierten Schichtbild ausgewertet. Vorzugsweise findet die Auswertung aber auf einer Mehrzahl von Schwächungswerten des Gefäßes statt, die aus unterschiedlichen Schichtbildern ermittelt wurden. Es wäre beispielsweise denkbar, dass die Schwächungswerte als Stützstellen zur Approximation eines Abschnitts eines Kurvenverlaufs mittels eines Polynoms höherer Ordnung dienen. Der so ermittelte Kurvenverlaufabschnitt könnte anschließend zur Ableitung von Regelungsgrößen mit einem charakteristischen Verlauf einer Kontrastmittelkonzentration eines Testbolus verglichen werden.In a subsequent control step 35 there is a dynamic control of the relative movement between the patient 1 and the recording system 4 . 5 on the basis of a temporal evaluation of a sequence of the determined attenuation values in such a way that a scanning of the examination region adapted to the flow velocity of the contrast agent takes place. In this case, at least the currently determined attenuation value and the determined attenuation value are evaluated from the last reconstructed tomogram. However, the evaluation preferably takes place on a plurality of attenuation values of the vessel, which were determined from different slice images. For example, it would be conceivable for the attenuation values to serve as interpolation points for approximating a section of a curve by means of a polynomial of higher order. The curve profile section determined in this way could then be compared with a characteristic course of a contrast agent concentration of a test bolus for deriving control variables.

In 3 ist ein charakteristischer Kurvenverlauf 36 von Schwächungswerten beim Durchlauf eines Bolus gezeigt, wobei in den Kurvenverlauf 36 ausgewählte Schwächungswerte 10, 11, 12, 13, 14 eingezeichnet sind, die zu bestimmten Zeitpunkten t, t + 1, t + n, t + n + 1, t + j ermittelt wurden. Entlang der y-Achse sind in willkürlichen Einheiten von HU-Werten die Schwächungswerte und entlang der x-Achse unterschiedliche Zeitpunkte eingezeichnet.In 3 is a characteristic curve 36 shown by attenuation values when running a bolus, taking in the curve 36 selected attenuation values 10 . 11 . 12 . 13 . 14 are drawn at certain times t, t + 1, t + n, t + n + 1, t + j. Along the y-axis, the attenuation values are plotted in arbitrary units of HU values and different times along the x-axis.

Die Kontrastmittelkonzentration steigt, so wie gezeigt, zunächst steil bis zu einem lokalen Maximum an und fällt anschließend mit einem flacheren Kurvenverlauf wieder ab. Die Regelung erfolgt vorzugsweise derart, dass vor dem Durchlauf eines lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration 8 bei einem zeitlichen Abfall der Schwächungswerte 10, 11 die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Patienten 1 und dem Aufnahmesystem 4, 5 gesteigert und nach dem Durchlauf des lokalen Maximums 9 der Kontrastmittelkonzentration bei einem zeitlichen Abfall der Schwächungswerte 12, 13 die Geschwindigkeit verringert wird.The contrast agent concentration increases, as shown, initially steeply up to a local maximum and then decreases again with a flatter curve. The control is preferably carried out such that before the passage of a local maximum of the contrast agent concentration 8th with a time decrease of the attenuation values 10 . 11 the speed of relative movement between the patient 1 and the recording system 4 . 5 increased and after passing through the local maximum 9 the contrast agent concentration with a time decrease of the attenuation values 12 . 13 the speed is reduced.

Auf diese Weise ist gewährleistet, dass eine Verstellung der Relativbewegung derart erfolgt, dass sich der Zeitpunkt der Abtastung kontinuierlich in Richtung des lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration hinbewegt. Eine Korrektur des Abtastzeitpunktes in Richtung des lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration wird insbesondere dann schnell erreicht, wenn die Regelung der Geschwindigkeit der Relativbewegung proportional zum Betrag der Änderung der Schwächungswerte 10, 11, 12, 13 stattfindet. In diesem Fall wird eine starke Korrektur im Bereich der steilen Flanken des Kontrastmittelverlaufs, die weit vom lokalen Maximum entfernt liegen, vorgenommen, so dass in kurzer Zeit der Abtastzeitpunkt wieder in der Nähe des lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration verstellt wird.In this way, it is ensured that an adjustment of the relative movement takes place in such a way that the time of scanning moves continuously in the direction of the local maximum of the contrast agent concentration. A correction of the sampling time in the direction of the local maximum of the contrast agent concentration is achieved in particular quickly if the regulation of the speed of the relative movement is proportional to the amount of change in the attenuation values 10 . 11 . 12 . 13 takes place. In this case, a strong correction is made in the region of the steep edges of the contrast agent path, which are far away from the local maximum, so that in a short time the sampling time is again adjusted in the vicinity of the local maximum of the contrast agent concentration.

Damit eine störende Regelung im Bereich des lokalen Maximums nicht stattfindet, wird bei einem ermittelten Schwächungswert 14 innerhalb eines definierten Bereichs 15 um das lokale Maximum die Regelung der Relativbewegung ausgesetzt. Dieser Bereich ist beispielsweise durch einen Benutzer zu Beginn der Abtastung vorgebbar. Nach erfolgter Korrektur der Relativbewegung wird ein nächstes Schichtbild zu einer benachbarten Position entlang des Untersuchungsbereichs 3 rekonstruiert und es wird mit der Ermittlung des Schwächungswertes im Bereich des Gefäßes, der Auswertung der Abfolge und der erneuten Regelung der Relativbewegung fortgesetzt.In order for a disruptive control does not take place in the region of the local maximum, is at a determined attenuation value 14 within a defined range 15 around the local maximum the regulation of the relative movement suspended. This area can be predetermined, for example, by a user at the beginning of the scan. After correcting the relative movement, a next layer image is moved to an adjacent position along the examination area 3 reconstructed and it continues with the determination of the attenuation value in the region of the vessel, the evaluation of the sequence and the renewed regulation of the relative movement.

Mit diesem Verfahren findet also eine an die Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels dynamische Anpassung des Abtastvorgangs statt, wobei gleichzeitig berücksichtigt wird, dass die insgesamt dem Patienten 1 applizierte Röntgendosis möglichst gering gehalten wird.With this method, therefore, a dynamic adaptation of the scanning process to the flow rate of the contrast agent takes place, wherein at the same time it is taken into account that the total of the patient 1 applied X-ray dose is kept as low as possible.

In dem Folgenden wird der Regelmechanismus der Relativbewegung im Einzelnen erläutert:
Angenommen die beiden Schwächungswerte 10, 11 werden zu den beiden eingezeichneten Zeitpunkten t und t + 1 ermittelt. Da ein zeitlicher Abfall der Schwächungswerte vorliegt und das Maximum der Kontrastmittelkonzentration noch nicht durchlaufen wurde, verschiebt sich der Abtastzeitpunkt ohne Veränderung der Relativbewegung von dem lokalen Maximum der Kontrastmittelkonzentration im Laufe der Abtastung bei gleicher anatomischer Gegebenheit weg. Aus diesem Grund muss die Relativbewegung zwischen dem Patienten 1 und dem Aufnahmesystem 4, 5 vergrößert werden, damit der Abtastzeitpunkt in Richtung des lokalen Maximums korrigiert wird.In the following, the regulating mechanism of the relative movement is explained in detail:
Suppose the two attenuation values 10 . 11 are determined at the two marked times t and t + 1. Since there is a temporal decrease in the attenuation values and the maximum of the contrast agent concentration has not yet been passed through, the sampling instant moves away without changing the relative movement from the local maximum of the contrast agent concentration during the scan with the same anatomical situation. For this reason, the relative movement between the patient needs 1 and the recording system 4 . 5 be increased so that the sampling time is corrected in the direction of the local maximum.

Bei beobachteten Schwächungswerten 12, 13 zu den eingezeichneten Zeitpunkten t + n und t + n + 1 muss die Regelung genau in umgekehrter Weise erfolgen. Nach Durchlauf des lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration und einem beobachteten zeitlichen Abfall der Schwächungswerte 12, 13 bewegt sich der Zeitpunkt der Abtastung ebenfalls von dem lokalen Maximum der Kontrastmittelkonzentration weg. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Relativbewegung zwischen dem Patienten 1 und dem Aufnahmesystem 4, 5 zu groß ist. Eine Verschiebung des Abtastzeitpunktes in Richtung des lokalen Maximums wird daher durch eine Verzögerung der Relativbewegung zwischen dem Patienten 1 und dem Aufnahmesystem 4, 5 erreicht.At observed attenuation values 12 . 13 At the time points t + n and t + n + 1, the control must take place exactly in the opposite way. After passing the local maximum of the contrast agent concentration and an observed time decrease of the attenuation values 12 . 13 The timing of the scan also moves away from the local maximum of the contrast agent concentration. This is due to the fact that the relative movement between the patient 1 and the recording system 4 . 5 is too big. A shift of the sampling time in the direction of the local maximum is therefore due to a delay in the relative movement between the patient 1 and the recording system 4 . 5 reached.

Für den Fall, dass ein Schwächungswert 14 zu dem angegebenen Zeitpunkt t + j ermittelt wird, wird die Regelung der Relativbewegung ausgesetzt, da der beobachtete Schwächungswert 14 über dem eingestellten Schwellenwert liegt und somit im vorgegebenen Bereich 15 um das lokale Maximum angeordnet ist. Die beiden Bezugszeichen 8 und 9 in 3 geben jeweils den Bereich vor und nach Durchlauf des lokalen Maximums der Kontrastmittelkonzentration an.In the event that a weakening value 14 is determined at the specified time t + j, the control of the relative movement is suspended, since the observed attenuation value 14 is above the set threshold and thus within the specified range 15 is arranged around the local maximum. The two reference numbers 8th and 9 in 3 respectively indicate the range before and after passing through the local maximum of the contrast agent concentration.

4 zeigt in schematischer Weise wie die ROI 16 zwischen aufeinanderfolgenden Schichtbildern 6 fortgeführt wird. Dabei definiert die zuletzt aufgefundene Position 18 der ROI den Mittelpunkt, um den ein Suchbereich 37 zum Auffinden der aktuellen ROI 16 gelegt wird. In dem gezeigten Beispiel umfasst der Suchbereich 37 in beiden Dimensionen insgesamt fünf Bildelemente innerhalb dessen das lokale Maximum einer Korrelation gesucht wird. Dabei wird also davon ausgegangen, dass eine Verschiebung des Gefäßes 7 zu benachbarten Schichtbildern 6 nicht größer als +/–2 Bildelemente ist. Die Größe des Suchbereiches 37 muss jeweils in Abhängigkeit der Ortsauflösung des Computertomographiegerätes 2, in Abhängigkeit des Abstands rekonstruierter Schichtbilder 6 in z-Richtung und in Abhängigkeit des Gefäßverlaufs zu Beginn einer Untersuchung gewählt werden. 4 shows in a schematic way like the ROI 16 between successive layer images 6 is continued. This defines the last found position 18 the ROI is the center around which a search area 37 to find the current ROI 16 is placed. In the example shown, the search area includes 37 in both dimensions a total of five picture elements within which the local maximum of a correlation is searched. It is therefore assumed that a displacement of the vessel 7 to adjacent layer images 6 not larger than +/- 2 picture elements. The size of the search area 37 must each depend on the spatial resolution of the computed tomography device 2 , in dependence of the distance of reconstructed slice images 6 in the z-direction and depending on the course of the vessel at the beginning of a study.

Das zuvor beschriebene Verfahren ist nicht auf ein Computertomographiegerät mit zwei Aufnahmesystemen beschränkt. Es wäre selbstverständlich auch denkbar, dass ein Computertomographiegerät nur mit einem Aufnahmesystem oder mit mehr als zwei Aufnahmesystemen eingesetzt wird. Prinzipiell ist dieses Verfahren für jedes beliebige Tomographiegerät einsetzbar, bei dem ein Untersuchungsbereich mittels Relativbewegung zwischen einem Aufnahmesystem und einem Patienten abgetastet wird.The method described above is not limited to a computed tomography device with two imaging systems. It would of course also be conceivable that a computed tomography device is used only with a recording system or with more than two recording systems. In principle, this method can be used for any tomographic device in which an examination area is scanned by means of relative movement between a recording system and a patient.

Claims

Method for scanning a contrasted patient ( 1 ) by means of a tomography device ( 2 ), during which during the scanning for the acquisition of projections of an examination area ( 3 ) a relative movement between the patient ( 1 ) and the at least one recording system ( 4 . 5 ) of the tomography device ( 2 ), wherein 1.1 from the projections obtained during the scanning step-by-step slice images ( 6 ) are reconstructed, which at least one vessel to be contrasted ( 7 ), 1.2 for each slice ( 6 ) in the region of the at least one vessel ( 7 ) an attenuation value ( 10 ; 11 ; 12 ; 13 ; 14 ), by which a contrast agent concentration in the vessel ( 7 ) and 1.3 based on an evaluation of a sequence of the determined attenuation values ( 10 . 11 . 12 . 13 ) a dynamic control of the relative movement between the patient ( 1 ) and the recording system ( 4 . 5 ) in such a way that a scanning of the examination area adapted to the flow rate of the contrast agent ( 3 ), wherein, before passing through a local maximum, the contrast agent concentration ( 8th ) when the attenuation values ( 10 . 11 ) the speed of relative movement between the patient ( 1 ) and the recording system ( 4 . 5 ) and after passing through the local maximum of the contrast agent concentration ( 9 ) when the attenuation values ( 12 . 13 ) the speed is reduced and wherein the regulation of the speed of the relative movement is proportional to the amount of change in the attenuation values ( 10 . 11 ; 12 . 13 ) he follows.

Method according to claim 1, wherein at a determined attenuation value ( 14 ) within a defined range ( 15 ) is exposed to the local maximum of the contrast agent concentration control of the relative movement.

Method according to one of the preceding claims, wherein a detection of the vessel ( 7 ) via a partial evaluation of the image information of the slice image ( 6 ) within an ROI ( 16 ) with methods of digital image processing.

Method according to claim 3, wherein a continuation of the position during the scan ( 18 ) the ROI in successive slice images ( 6 ) based on a correlation of image information from the ROI ( 17 ) of the last reconstructed slice image with the image information of the currently reconstructed slice image ( 6 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, wherein the vessel ( 7 ) is detected by means of a contour recognition.

Method according to one of the preceding claims, wherein the attenuation value ( 10 . 11 . 12 . 13 . 14 ) for representing the contrast agent concentration by averaging the attenuation values of picture elements within a determined vessel contour ( 19 ) is calculated.

Method according to one of the preceding claims, wherein the relative movement between the patient ( 1 ) and the recording system ( 4 . 5 ) by adjusting a tomography device ( 2 ) associated table top ( 20 ) relative to the recording system ( 4 . 5 ) on which the patient ( 1 ) is stored.

Method according to one of claims 1 to 6, wherein the relative movement between the patient ( 1 ) and the recording system ( 4 . 5 ) by adjusting the recording system ( 4 . 5 ) relative to the patient ( 1 ) he follows.

Tomography device ( 2 ) for scanning a contrast agent patient ( 1 ) during which the scan is used to acquire projections of an examination area ( 3 ) a relative movement between the patient ( 1 ) and the at least one recording system ( 4 . 5 ) of the tomography device ( 2 ) is feasible, with a control and computer unit having a memory with program code (Prg) and in operation from the acquired projections layer images ( 6 ), wherein the program code (Prg) is configured to perform the method steps of one of the preceding method claims.