DE102007037380A1

DE102007037380A1 - Verfahren und Röntgen-Computertomographie-System zur Visualisierung der mindestens zwei Gewebearten gesundes Gewebe und erkranktes Gewebe an einem Herzen

Info

Publication number: DE102007037380A1
Application number: DE102007037380A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dr. Hempel; Martin Dr. Hoheisel; Stefan Dr. Popescu; Rainer Dr. Raupach
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2009-02-19
Also published as: US20090052611A1; US7561658B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Röntgen-Chomputertomographie-System (1) zur Visualisierung der mindestens zwei Gewebearten gesundes Gewebe (12) und erkranktes Gewebe (13) an einem Herzen durch eine bildgebende tomographische Aufnahmetechnik mit Hilfe von Röntgenstrahlung, wobei zumindest eine Herzregion eines Patienten (7) durch Röntgenstrahlung, die vor Erreichen des Patienten (7) ein erstes Röntgenabsorptionsgitter (2.1, 4.1) durchläuft, abgetastet wird, und zumindest auch die örtlich hervorgerufenen Phasenverschiebungen der Röntgenstrahlung in der Herzregion unter Verwendung eines tung nach dem Patienten (7) detektierbar gemacht und deren räumliche Verteilung gemessen und rekonstruiert wird, wobei jeder Raumeinheit (= Voxel oder Pixel) ein mittlerer spezifischer Phasenverschiebungswert zugeordnet (Deltaphi/s[°/mm]) wird. Erfindungsgemäß wird jede der oben genannten Gewebearten (I, Ia, Ib, II) einem Bereich eines typischen spezifischen Phasenverschiebungswertes (A, B, C) zugeordnet und in einer Darstellung der Herzregion (14) mindestens ein einer Gewebeart zugeordneter Bereich (13, 13a, 13b) optisch hervorgehoben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Visualisierung der mindestens zwei Gewebearten gesundes Gewebe und erkranktes Gewebe an einem Herzen durch eine bildgebende tomographische Aufnahmetechnik mit Hilfe von Röntgenstrahlung, wobei zumindest eine Herzregion eines Patienten durch Röntgenstrahlung, die vor Erreichen des Patienten ein erstes Röntgenabsorptionsgitter durchläuft, abgetastet wird und zumindest auch die örtlich hervorgerufenen Phasenverschiebungen der Röntgenstrahlung in der Herzregion unter Verwendung eines zweiten Phasengitters in Strahlungsrichtung nach dem Patienten detektierbar gemacht und deren räumliche Verteilung gemessen und rekonstruiert wird, wobei jeder Raumeinheit (= Voxel oder Pixel) ein mittlerer spezifischer Phasenverschiebungswert zugeordnet (Δφ/s[°/mm]) wird.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Röntgen-Computertomographie-System mit mindestens einem um eine Systemachse rotierenden Abtastsystem mit einer Strahlenquelle, einem Röntgenabsorptionsgitter, einem Phasengitter und einem Detektor zur Absorptions- und/oder Phasenkontrastbestimmung, wobei ein Patient im Bereich zwischen dem Röntgenabsorptionsgitter und dem Phasenkontrastgitter sein kann, weiterhin einer Steuer- und Recheneinheit, welche einen Speicher mit Computerprogrammen zur Steuerung des Röntgen-Computertomographie-Systems und Rekonstruktion von tomographischen Darstellungen aufweist.
Bildgebende Techniken zur Visualisierung koronarer Herzkrankheiten, insbesondere von koronaren Kalkablagerungen oder Stenosen, stellen ein wichtiges Hilfsmittel in der Bewertung des Zustandes des Herzens dar. Dies betrifft sowohl Voruntersu chungen zur Früherkennung von Durchblutungsstörungen als auch die Überwachung einer koronaren Herzkrankheit, gegebenenfalls nach einer Bypassoperation oder einer Angioplastie, über einen längeren Zeitraum. Mit derartigen Untersuchungen lässt sich das Herzinfarktrisiko besser abschätzen und der Erfolg eines Eingriffs oder einer Therapie überprüfen. Vor allem nicht-invasive bildgebende Techniken wie die Computertomographie (CT), die Magnetresonanztomographie (MR) oder die Positronenemissionstomographie (PET) werden hierfür derzeit bevorzugt eingesetzt. Die Messung der Herzdurchblutung mittels PET ist allerdings sehr kostenintensiv und liefert nur eine geringe räumliche Auflösung.
Mit der koronaren CT-Angiographie (CTA) lassen sich Bilder des Gefäßbaumes des Herzens nach einer Kontrastmittelinjektion aufzeichnen, in denen Gefäßverengungen erkennbar sind. Allerdings ist auch bei dieser Technik die räumliche Auflösung noch durch Bewegungsartefakte begrenzt. Eine zuverlässige Aussage über Gefäßverengungen kann aus derartigen Bildern daher für Volumina unterhalb von 1 mm³, wie sie bei Gefäßverengungen in peripheren koronaren Arteriensegmenten wie RCA1-4, LM5, LAD6-9 oder CX mit Lumendurchmessern bis hinab zu 1 mm auftreten, nicht mehr getroffen werden.
In der deutschen Patentanmeldung mit Aktenzeichen DE 10 2004 055 461.7 wird ferner ein nicht-invasives bildgebendes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Visualisierung koronarer Herzkrankheiten angegeben, aus deren Bildern auch Gefäßverengungen oder Gefäßverschlüsse erkannt werden können, die mit der herkömmlichen CTA bisher nicht nachgewiesen werden konnten. Ebenso wird hier die farblich codierte Darstellung minderversorgter oder nekrotischer Myokardareale auf ein Herzoberflächenbild beschrieben.
Problematisch ist dabei, dass die Unterschiede der Absorption von Röntgenstrahlung im Weichteilgewebe zwischen gesundem und erkranktem Gewebe sich auch bei Anwesenheit von Kontrastmit tel nur sehr wenig – ca. 3–5 HU – unterscheidet und sich somit ein großer Unsicherheitsfaktor bei der Erkennung von Gewebeveränderungen ergibt. Außerdem bedingen diese geringen HU-Wertunterschiede auch die Verwendung relativ hoher Dosiswerte bei der Untersuchung, damit sich das dosisabhängige Rauschen in niedrigen Grenzen hält. Zwar lässt sich mit PET eine bessere Unterscheidung der Gewebearten als im Absorptions-CT durchführen, allerdings ist der Kostenaufwand und auch die Strahlungsbelastung des Patienten wesentlich höher. Außerdem ist die räumliche Auflösung von PET-Untersuchungen im Vergleich zu den in der CT möglichen Auflösungen relativ gering.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, welche es ermöglichen Weichteilgewebe im Bereich des Herzens zumindest nach gesundem oder erkranktem Gewebe zu unterscheiden, wobei die Ortsauflösung gegenüber den bekannten PET-Untersuchungen verbessert sein sollte.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Die Erfinder haben erkannt, dass unterschiedliche Gewebezustände, wie sie zwischen gesundem und normal durchbluteten funktionsfähigen Herzgewebe und erkranktem wenig durchbluteten beziehungsweise abgestorbenen vernarbten Gewebe auftreten, zu effektiven Änderungen bei ihrem Einfluss auf die Phasenverschiebung von Röntgenstrahlen führen. Folglich ist es auch mit Hilfe einer Röntgen-Phasenkontrast-Computertomographie möglich unter räumlich hoch auflösenden Bedingungen diese Gewebeunterschiede zu detektieren, wobei diese Gewebeunterschiede eine wesentlich größere Bandbreite der Messwertunterschiede eröffnet als die Absorptionsmessung von Röntgenstrahlung. Außerdem ist die Aufnahmetechnik wesentlich schneller, als PET-Untersuchungen, so dass auch die Herzbewegung mit einer Technik ähnlich der bekannten getriggerten Cardio-CT-Untersuchung „eingefroren" werden kann. Als Triggersignal kann beispielsweise ein EKG-Signal, mechanische Druckimpulse, detektierte Bewegungen im CT-Bild selbst oder sonstige bekannte Techniken verwendet werden.
Bei dieser Technik der Phasenkontrast-Computertomographie werden ein oder mehrere Bilder des Herzens oder eines Bereiches des Herzens, idealerweise ohne Kontrastmittelgabe, aufgezeichnet und rekonstruiert. Durch eine Röntgen-Phasenkontrast-Untersuchung kann eine lokale Unterversorgung beziehungsweise Durchblutungsstörung des Myokards dargestellt werden.
Im Gegensatz zur bekannten CTA, bei der ein oder mehrere Bilder des Gefäßbaums des Herzens in einem frühen Zeitraum nach der Kontrastmittelinjektion aufgezeichnet werden, in dem das Maximum des Kontrastmittelflusses in den Gefäßen des Gefäßbaums auftritt, wird beim vorliegenden Verfahren die Aufzeichnung primär ohne Kontrastmittel durchgeführt. Die mittels Phasenkontrast-Röntgenbildgebung verbesserte Kontrastauflösung führt zu einer unterscheidbaren Messwertverteilung zwischen Gefäßbaum und Myokard sowie innerhalb des Myokards in unterschiedlich mit Blut versorgten Bereichen. Nekrotische Areale, die keine nennenswerte Durchblutung mehr aufweisen oder so genannte Läsionen, die zum Messzeitpunkt derart unterversorgt sind, dass bei ausbleibender Therapie mit einer irreversiblen Schädigung, im schlimmsten Fall mit einer Ausweitung der Nekrose, zu rechnen ist, erzeugen eine deutlich andere Kontrastierung als gesunde und normal durchblutete Areale.
Die Zuordnung der Messwerte zu einer bestimmten Funktionsfähigkeit des Gewebes kann in eine Look-up-Table eingetragen werden. Die Darstellung der klinisch interessanten Myokardareale, zum Beispiel Nekrose, Läsion oder gesundes Gewebe, kann hierbei zum Beispiel farblich codiert oder durch sonstige optische Hervorhebungen auf einem Herzoberflächenbild er folgen, insbesondere kann dieses Herzoberflächenbild aus Röntgenabsorptionsdaten erzeugt werden.
Entsprechend diesem Grundgedanken schlagen die Erfinder ein Verfahren zur Visualisierung der mindestens zwei Gewebearten gesundes und erkranktes Gewebe an einem Herzen durch eine bildgebende tomographische Aufnahmetechnik mit Hilfe von Röntgenstrahlung vor, wobei zumindest eine Herzregion eines Patienten durch Röntgenstrahlung, die vor Erreichen des Patienten ein erstes Röntgenabsorptionsgitter durchläuft, abgetastet wird, und zumindest auch die örtlich hervorgerufenen Phasenverschiebungen der Röntgenstrahlung in der Herzregion unter Verwendung eines zweiten Phasengitters in Strahlungsrichtung nach dem Patienten detektierbar gemacht und deren räumliche Verteilung gemessen und rekonstruiert wird, wobei jeder Raumeinheit, also jedem Voxel oder Pixel, ein mittlerer spezifischer Phasenverschiebungswert zugeordnet wird. Erfindungsgemäß wird nun jeder der oben genannten Gewebearten ein Bereich eines typischen spezifischen Phasenverschiebungswertes zugeordnet, und in einer Darstellung der Herzregion mindestens ein einer Gewebeart zugeordneter Bereich optisch hervorgehoben.
Durch dieses erfindungsgemäßes Verfahren wird also, für den Betrachter optisch auffällig dargestellt, zwischen gesundem und erkranktem Gewebe unterschieden. Hierbei ergibt sich im Vergleich zu PET-Untersuchungen eine wesentlich höhere Auflösung, so dass eine eindeutigere Lokalisierung der erkrankten Stellen problemlos möglich ist.
In einer verbesserten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das erkrankte Gewebe in reversibel erkranktes Gewebe, nämlich Läsionen, und irreversibel erkranktes Gewebe, nämlich Nekrosen, mit unterschiedlichen zugehörigen Phasenverschiebungswert-Bereichen unterteilt werden, so dass jeder Bereich wiederum spezifisch optisch dargestellt werden kann.
Hierdurch lässt sich eine nochmals verbesserte Differenzialdiagnostik des Herzens betreiben.
Die Erfinder schlagen weiterhin vor, dass die Phasenverschiebungswert-Bereiche und ihre Zuordnung zu den einzelnen Gewebearten in einer Look-up-Tabelle hinterlegt werden.
Zusätzlich können zu den Phasenkontrastdaten auch Absorptionsdaten gewonnen werden, wobei aus den Absorptionsdaten mindestens ein 3D-Absoptionsdatensatz rekonstruiert werden kann, beziehungsweise aus dem mindestens einen 3D-Absorptionsdatensatz eine 3D-Darstellung des Herzens erzeugt werden kann. Es wird diesbezüglich darauf hingewiesen, dass bei der Messung der Phasenkontrastdaten durch Aufsummierung der gemessenen Werte auch gleichzeitig Absorptionswerte zu erhalten sind, so dass nicht unbedingt ein neuer Scan zum Erreichen von Absorptionswerten notwendig ist. Alternativ besteht jedoch die Möglichkeit, parallel mit einer zweiten Strahler-Detektor-Kombination, die ausschließlich auf die Messung von Absorptionswerten ausgerichtet ist, eine reine Absorptionsmessung durchzuführen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Liegt eine derartige 3D-Absorptionsdarstellung vor, so kann diese mit den Phasenkontrastdaten überlagert werden, so dass eine entsprechende Hervorhebung erkrankter Bereiche in einer ansonsten gewohnten Bildumgebung für den Arzt ermöglicht wird.
In einer besonderen Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens können Herzphasen der Abtastung des Patienten bestimmt werden und jeweils Messdaten gleicher Herzphasen miteinander verarbeitet werden. Dies entspricht der Vorgehensweise, wie sie bei sonstigen Cardio-CT-Messungen üblich ist, wobei durch Sammeln von Messdaten während gleicher Herzphasen in der Summe rekonstruierbare Datensätze entstehen, so dass für eine bestimmte Herzphase ein „Standbild" erzeugt werden kann. Die Messung der Herzphasen selbst kann beispielsweise durch ein EKG oder sonstige direkte beziehungsweise indirekte Detektion der Herztätigkeit erfolgen.
Entsprechend einer Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schlagen die Erfinder weiterhin vor, dass zumindest die Phasenkontrastdarstellungen mit mindestens zwei zeitlich auseinander liegenden Untersuchungen aufgenommen werden und Differenzbilder, so genannte Phasenkontrastdifferenzbilder, der zeitlich unterschiedlichen Phasenkontrastdarstellungen erzeugt werden. Durch diese Erzeugung von Phasenkontrastdifferenzbildern besteht die Möglichkeit, den Fortschritt einer Erkrankung beziehungsweise den Fortschritt der Behandlung einer Erkrankung besonders gut festzustellen. Beispielsweise kann hierdurch der Erfolg von Bypass-Operationen oder einer medikamentösen Behandlung besonders gut, auch über einen längeren Zeitraum, bestimmt werden.
Auch solche Phasenkontrastdifferenzbilder können mit einem 3D-Absorptionsdatensatz überlagert werden, um dem Betrachter eine an sich gewohnte Darstellungsweise zu ermöglichen.
Bei solchen zeitlich auseinander liegenden Untersuchungen besteht oftmals die Möglichkeit, dass zur Erstellung von Differenzbildern eine genaue räumliche Übereinstimmung gewährleistet sein muss. Dies kann dadurch geschehen, dass parallel zu den Phasenkontrastdarstellungen Absorptionsdarstellungen erzeugt und die Phasenkontrastbilder vor der Erzeugung von Phasenkontrastdifferenzbilder mit den Konturen der Absorptionsbilder registriert werden.
Es wird also durch diese Registrierung auf der Basis der in den Absorptionsdarstellungen erkennbaren anatomischen Strukturen eine räumliche Normierung der Phasenkontrastbilder erzeugt, so dass die daraus erstellten Phasenkontrastdifferenzbilder nicht durch räumliche Verschiebung des untersuchten Herzens beeinflusst werden.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass mindestens eine der Absorptionsdarstellungen unter vorheriger Gabe eines Absorptions-Kontrastmittels erzeugt wird. Hierdurch lassen sich zusätzlich besonders gut Gefäße in der an sich bekannten Weise darstellen, so dass bei den überlagerten Herzdarstellungen ebenfalls das gewohnte Bild für den Betrachter auftritt.
Entsprechend dem zuvor beschriebenen Verfahren schlagen die Erfinder auch ein Röntgen-Computertomographie-System mit mindestens einem um eine Systemachse rotierenden Abtastsystem mit einer Strahlenquelle, einem Röntgenabsorptionsgitter, einem Phasengitter und einem Detektor zur Absorptions- und/oder Phasenkontrastbestimmung vor, wobei ein Patient im Bereich zwischen dem Röntgenabsorptionsgitter und dem Phasenkontrastgitter angeordnet sein kann, wobei das Röntgen-Computertomographie-System weiter eine Steuer- und Recheneinheit aufweist, welche einen Speicher mit Computerprogrammen zur Steuerung des Röntgen-Computertomographie-Systems und Rekonstruktion der tomographischen Darstellungen besitzt. Dieses Röntgen-Computertomographie-System soll erfindungsgemäß im Speicher der Steuer- und Recheneinheit auch Computerprogramme mit Programmcode enthalten, welche das oben beschriebene Verfahren im Betrieb ausführen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Hierbei werden die folgenden Bezugszeichen verwendet: 1: Röntgen-Phasenkontrast-CT-System; 2: erste Röntgenröhre; 2.1: 1. Gitter des ersten Röhren-Detektor-Systems; 3: erster Detektor; 3.1: 2. Gitter des ersten Röhren-Detektor-Systems; 4: zweite Röntgenröhre; 4.1: 1. Gitter des zweiten Röhren-Detektor-Systems; 5: zweiter Detektor; 5.1: 2. Gitter des zweiten Röhren-Detektor-Systems; 6 Gantrygehäuse; 7: Patient; 8: Patientenliege; 9: Systemachse; 10: Steuer- und Recheneinheit; 11: Speicher der Steuer- und Recheneinheit; 12: Bereich gesunden Gewebes; 13: Bereich erkrankten Gewebes; 13a: Bereich von Läsionen; 13b: Bereich von Nekrosen; 14: Herz; A, B, C: Phasenkontrastbereiche; I, Ia, Ib, II: Gewebezustände; Prg_l-Prg_x: Computerprogramme.
Es zeigen im Einzelnen:
1 Röntgen-Phasenkontrast-CT-System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 Graphische Darstellung einer Look-up-Tabelle für zwei unterschiedliche Gewebearten;
3 Beispielhafte Herzdarstellung mit optischer Hervorhebung erkrankter Bereiche;
4 Graphische Darstellung einer Look-up-Tabelle mit drei verschiedenen Gewebebereichen;
5 Absorptionsdarstellung einer Herzoberfläche in 3D mit optischer Hervorhebung von Nekrose und zwei Läsionsbereichen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise ein Röntgen-Phasenkontrast-CT-System 1, wie es in der 1 gezeigt ist, verwendet werden. Dieses Röntgen-Phasenkontrast-CT-System 1 verfügt über ein Gantrygehäuse 6 mit einer innen liegenden drehbaren Gantry, auf der zumindest ein erstes Strahler-Detektor-System und optional weitere Strahler-Detektor-Systeme angeordnet sind. Das erste Strahler-Detektor-System besteht hier aus einer ersten Röntgenröhre 2 mit einem vor dem Patienten angeordneten Röntgenabsorptionsgitter 2.1 zur Erzeugung einer quasikohärenten Röntgenstrahlung. Weiterhin weist das erste Strahler-Detektor-System gegenüberliegend zur Röntgenröhre 2 einen Detektor 3 mit einem vorgelagerten Röntgengitter 3.1 zur Interferenzerzeugung und damit „Sichtbarmachung" der Phasenverschiebung der Rönt genstrahlung, die je nach betrachtetem Strahl beim Durchtritt durch den Patienten 7 unterschiedlich ausgeprägt ist, auf. Der Patient 7 wird zum Scan auf einer Patientenliege 8 entlang der Systemachse 9 durch das Messfeld geschoben, während das Strahler-Detektor-System auf der Gantry um die Systemachse 9 rotiert. Alternativ kann allerdings auch ein sequentielles Scanverfahren verwendet werden, bei dem der Patient 7 schrittweise durch das Messfeld geschoben wird, wobei in den Zwischenzeiten ohne Vorschub ein kreisförmiger Scan durchgeführt wird.
Die grundsätzliche Arbeitsweise und spezielle Ausgestaltung solcher Phasenkontrast-CT-Systeme ist in diversen vorhergehenden Anmeldungen der Anmelderin zum Thema Phasenkontrast-CT und anderen Veröffentlichungen im Stand der Technik bereits mehrfach explizit beschrieben worden.
Im hier dargestellten CT-System 1 ist noch ein weiteres um 90° versetztes Strahler-Detektor-System gezeigt. Dieses zweite Strahler-Detektor-System verfügt ebenfalls über eine Röntgenröhre 4 mit Absorptionsgitter 4.1 und einen Detektor 5 mit einem vorgelagerten Phasengitter 5.1, welches auf der Gantry um die Systemachse 9 mit dem ersten Strahler-Detektor-System mitrotiert.
Der Betrieb des CT-Systems 1 wird durch eine Steuer- und Recheneinheit 10 durchgeführt, wobei diese Steuer- und Recheneinheit 10 die Arbeitsprogramme mit ihrem Programmcode in einem Arbeitsspeicher 11 für den Betrieb bereithält. Unter anderem sind in diesem Arbeitsspeicher auch Programme Prg₁ bis Prg_n enthalten, welche das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren nachbilden und im Betrieb ausführen können.
Die 2 zeigt ein beispielhaftes Diagramm der Korrelation zwischen spezifischen Phasenverschiebungswerten Δφ in beliebigen Einheiten a. u. (= arbitrary unit) auf der Ordinate, die den Gewebezuständen I = erkranktes Gewebe und II = gesundes Gewebe auf der Abszisse gegenübergestellt sind. Das Gebiet gesunden Gewebes ist mit dem Bezugszeichen 12, das Gebiet erkrankten Gewebes mit dem Bezugszeichen 13 versehen.
Werden die spezifischen Phasenverschiebungswerte in diese zwei Bereiche A und C eingeteilt, so kann man beispielhaft eine Darstellung eines Herzens 14, wie es in der 3 gezeigt ist, erhalten. Hier ist das Herz 14 selbst in einer dreidimensionalen Oberflächendarstellung mit Blutgefäßen gezeigt. In den Bereichen, in denen durch die Phasenkontrastmessungen eine spezifische Phasenkontrastverschiebung im Bereich A der 2 detektiert wurde, ist die Oberflächendarstellung des Herzens 14 durch eine Schraffur 13 belegt, während gesundes Gewebe 12 nicht schraffiert ist. Selbstverständlich kann anstelle dieser Schraffur auch eine Farbdarstellung oder Farbhervorhebung und gegebenenfalls auch eine differenzierte Farbhervorhebung gewählt werden, die in Intensität oder Farbfrequenz mit der Größe der spezifischen Phasenverschiebung korreliert ist.
Wird die Aufteilung des erkrankten Gewebes weiter differenziert, beispielsweise in eine Nekrose, entsprechend dem Bereich Ia, und eine Läsion, entsprechend dem Bereich Ib in der 4, so lassen sich entsprechend drei Wertebereiche für den spezifischen Phasenverschiebungswert Δφ, hier A, B, C, angeben. Der Bereich 12 des gesunden Gewebes ist nicht schraffiert, der Bereich einer reversiblen Gewebeläsion ist mit dem Bezugszeichen 13a und der Bereich einer Gewebenekrose ist mit dem Bezugszeichen 13b versehen.
Eine Überlagerung einer Herzdarstellung 14 aus einem Absorptionsbild mit optischen Hervorhebungen dieser drei Einzelbereiche ergibt dann eine Darstellung ähnlich der 5. Hier sind gesunde Herzmuskelbereiche 12 – entsprechend der 4 – nicht schraffiert, während die Bereiche einer Läsion mit den Schraffuren gemäß dem Feld 13a überlagert werden und eine nekrotische Entwicklung im Herzmuskel, Bezugszeichen 13b, entsprechend mit einer anderen Schraffur versehen ist.
Selbstverständlich besteht auch in dieser Variante die Möglichkeit die Hervorhebung durch unterschiedliche Farbgebung noch besser herausragend und differenzierter darzustellen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004055461 [0005]

Claims

Verfahren zur Visualisierung der mindestens zwei Gewebearten gesundes Gewebe (12) und erkranktes Gewebe (13) an einem Herzen durch eine bildgebende tomographische Aufnahmetechnik mit Hilfe von Röntgenstrahlung, wobei 1.1. zumindest eine Herzregion eines Patienten (7) durch Röntgenstrahlung, die vor Erreichen des Patienten (7) ein erstes Röntgenabsorptionsgitter (2.1, 4.1) durchläuft, abgetastet wird, 1.2. und zumindest auch die örtlich hervorgerufenen Phasenverschiebungen der Röntgenstrahlung in der Herzregion unter Verwendung eines zweiten Phasengitters (3.1, 5.1) in Strahlungsrichtung nach dem Patienten (7) detektierbar gemacht und deren räumliche Verteilung gemessen und rekonstruiert wird, wobei jeder Raumeinheit (= Voxel oder Pixel) ein mittlerer spezifischer Phasenverschiebungswert zugeordnet (Δφ/s[°/mm]) wird, dadurch gekennzeichnet, dass 1.3. jede der oben genannten Gewebearten (I, Ia, Ib, II) einem Bereich eines typischen spezifischen Phasenverschiebungswertes (A, B, C) zugeordnet wird, und 1.4. in einer Darstellung der Herzregion (14) mindestens ein einer Gewebeart zugeordneter Bereich (13, 13a, 13b) optisch hervorgehoben wird.
Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erkrankte Gewebe in reversibel erkranktes Gewebe (= Läsion) und irreversibel erkranktes Gewebe (= Nekrose) mit unterschiedlichen zugehörigen Phasenverschiebungswert-Bereichen (A, B, C) unterteilt und jeder Bereich spezifisch optisch hervorgehoben wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebungswert-Bereiche und ihre Zuordnung zu Gewebearten (A, B, C) in einer Look-up-Tabelle hinterlegt werden.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Phasenkontrastdaten auch Absorptionsdaten gewonnen werden.
Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Absorptionsdaten mindestens ein 3D-Absorptionsdatensatz rekonstruiert wird.
Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem mindestens einen 3D-Absorptionsdatensatz eine 3D-Darstellung des Herzens (14) erzeugt wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die 3D-Absorptionsdarstellung mit den Phasenkontrastdaten überlagert werden.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Herzphasen der Abtastung des Patienten bestimmt werden und jeweils Messdaten gleicher Herzphasen miteinander verarbeitet werden.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Phasenkontrastdarstellungen mit mindestens zwei zeitlich auseinander liegenden Untersuchungen aufgenommen werden und Differenzbilder (= Phasenkontrastdifferenzbilder) der zeitlich unterschiedlichen Phasenkontrastdarstellungen erzeugt werden.
Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenkontrastdifferenzbilder mit einem 3D-Absorptionsdatensatz überlagert werden.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den Phasenkontrastdarstellungen Absorptionsdarstellungen erzeugt und die Phasenkontrastbilder vor der Erzeugung von Phasenkontrastdifferenzbildern mit den Konturen der Absorptionsbilder registriert werden.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Absorptionsdarstellung unter vorheriger Gabe eines Absorptions-Kontrastmittels erzeugt wird.
Röntgen-Computertomographie-System (1) mit mindestens einem um eine Systemachse (9) rotierendes Abtastsystem (2, 3; 4, 5) mit einer Strahlenquelle (2, 4), einem Röntgenabsorptionsgitter (2.1, 4.1), einem Phasengitter (3.1, 5.1) und einem Detektor (3, 5) zur Absorptions- und/oder Phasenkontrastbestimmung, wobei ein Patient (7) im Bereich zwischen dem Röntgenabsorptionsgitter (2.1, 4.1) und dem Phasenkontrastgitter (3.1, 5.1) sein kann, weiterhin einer Steuer- und Recheneinheit (10), welche einen Speicher (11) mit Computerprogrammen zur Steuerung des Röntgen-Computertomographie-Systems (1) und Rekonstruktion von tomographischen Darstellungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (11) der Steuer- und Recheneinheit (10) auch Computerprogramme (Prg₁-Prg_n) mit Programmcode enthalten sind, welche das Verfahren gemäß einem der voranstehenden Verfahrensansprüche 1 bis 12 ausführen.