DE102011007535A1

DE102011007535A1 - Verfahren für ein bildgebendes Gerät, bildgebendes Gerät, Datenträger und Verwendung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102011007535A1
Application number: DE102011007535A
Authority: DE
Inventors: Dr. Flohr Thomas; Dr. Grasruck Michael
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2012-10-18
Also published as: US8553833B2; US20120263272A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren fur ein bildgebendes Gerät (1) und ein bildgebendes Gerät (1), welches eine einen Fokus (23) umfassende Röntgenstrahlenquelle (6) und ein eine Zentralachse (5) umfassendes Messvolumen (19) aufweist, um welches Messvolumen (19) der Fokus (23) bewegbar ist. Das Verfahren dient zur Aufnahme von Röntgenprojektionen von einem Messobjekt (B), das exzentrisch in Bezug auf die Zentralachse (5) in dem Messvolumen (19) angeordnet ist, bei dem basierend auf einem Übersichtsbild (20) der Abschnitt des Messvolumens (19) festgelegt wird, in dem das Messobjekt (B) angeordnet ist, und bei dem basierend auf der Festlegung des Abschnitts des Messvolumens (19) der Projektionswinkelbereich Δα ermittelt wird, nur in dem Röntgenprojektionen aufgenommen werden sollen, um wenigstens ein Bild von dem Messobjekt (B) rekonstruieren zu können. Die Erfindung betrifft außerdem einen Datentrager (16, 17), der ein das Verfahren umsetzendes Rechenprogramm (15) umfasst, sowie die Verwendung des Verfahrens, insbesondere in der Strahlentherapie.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein bildgebendes Gerät und ein bildgebendes Gerät, das eine einen Fokus umfassende Röntgenstrahlenquelle und ein eine Zentralachse umfassendes Messvolumen aufweist, um das der Fokus bewegbar ist. Das Verfahren ist zur Aufnahme von Rontgenprojektionen von einem Messobjekt vorgesehen, das exzentrisch in Bezug auf die Zentralachse in dem Messvolumen angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Datenträger, der ein das Verfahren umsetzendes Rechenprogramm umfasst, sowie die Verwendung des Verfahrens, insbesondere in der Strahlentherapie.
Bei der Gewinnung von Röntgenprojektionen von einem Messobjekt zur Rekonstruktion wenigstens eines Bildes von dem Messobjekt kann es insbesondere in der Computertomographie zu Situationen kommen, in denen das Messobjekt nicht im Isozentrum des Computertomographiegerätes bzw. nicht derart angeordnet werden kann, dass die Zentralachse des Messvolumens des Computertomographiegerates durch das Messobjekt verläuft. Exemplarisch sei hierfür die Untersuchung einer weiblichen Brust z. B. zur Strahlentherapieplanung genannt, die in Bezug auf die Zentralachse exzentrisch gelagert ist. Die Herausforderung bei der Untersuchung der weiblichen Brust ist dabei, die anderen Körperteile der Patientin, die nicht zu untersuchen sind, beispielsweise die andere Brust der Patientin, möglichst gering mit Röntgenstrahlung zu beaufschlagen.
Eine bisher hierzu getroffene Maßnahme erstreckt sich auf die generelle Reduktion der Strahlendosis wahrend der Aufnahme der Röntgenprojektionen z. B. durch die Reduzierung des Rohrenstroms der Röntgenröhre allerdings mit dem Nachteil einer in der Regel reduzierten Bildqualitat der rekonstruierten Bilder. Des Weiteren deckt man zuweilen zu schutzende Körperteile mit strahlenabsorbierenden Matten ab, was mit dem Nachteil erhöhter Bildartefakte in den rekonstruierten Bildern verbunden ist. Im Falle einer weiblichen Brust kamen und kommen hierbei sogenannte „Breast-Shields” zum Einsatz. Darüber hinaus wurde und wird stets eine moglichst gute Zentrierung des zu untersuchenden Körperteils in dem Messvolumen des Computertomographiegerätes angestrebt, was jedoch aufgrund der Abmessungen der Patienten bzw. Patientinnen und aus Platzgrunden bedingt durch eine begrenzte Öffnung der Gantry des Computertomographiegerätes nicht immer möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein bildgebendes medizinisches Gerat und einen Datentrager der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass bei der Untersuchung eines in einem Messvolumen exzentrisch gelagerten Messobjektes mit dem Messobjekt verbundene Teile mit moglichst wenig Röntgenstrahlung beaufschlagt werden. Außerdem soll eine Anwendung des Verfahrens angegeben werden.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren fur ein bildgebendes Gerät, welches eine einen Fokus umfassende Röntgenstrahlenquelle und ein eine Zentralachse umfassendes Messvolumen aufweist, um welches Messvolumen der Fokus bewegbar ist, zur Aufnahme von Röntgenprojektionen von einem Messobjekt, das exzentrisch in Bezug auf die Zentralachse in dem Messvolumen angeordnet ist, bei dem basierend auf einem das Messobjekt aufweisenden Übersichtsbild, vorzugsweise basierend auf einem das Messobjekt aufweisenden Ubersichtsschnittbild, der Abschnitt des Messvolumens festgelegt wird, in dem das Messobjekt angeordnet ist, und bei dem basierend auf der Festlegung des Abschnitts des Messvolumens der Projektionswinkelbereich Δα ermittelt wird, nur in dem Röntgenprojektionen aufgenommen werden sollen bzw. mussen, um wenigstens ein Bild von dem Messobjekt rekonstruieren zu können.
Gegenstand des Verfahrens ist es also, für ein exzentrisch in Bezug auf die Zentralachse des Messvolumens gelagertes Messobjekt basierend auf der Kennzeichnung des Abschnitts, in dem das Messobjekt angeordnet ist, das Projektionswinkelintervall Δα bzw. den Projektionswinkelbereich Δα, also den Bereich, in dem Rontgenprojektionen von dem Messobjekt pro Umlauf des Fokus um das Messobjekt zur Rekonstruktion wenigstens eines Bildes von dem Messobjekt aufgenommen werden sollen, derart zu ermitteln, dass andere mit dem Messobjekt verbundene Teile, z. B. andere als der zu untersuchende Korperteil eines Patienten, moglichst wenig Röntgenstrahlung erhalten. Nach dem Verfahren wird demnach das für die Aufnahme von Rontgenprojektionen notwendige Projektionswinkelintervall Δα quasi minimiert.
Wie bereits erwähnt erfolgt die Kennzeichnung bzw. Festlegung des Abschnitts des Messvolumens, in dem das Messobjekt angeordnet ist, bevorzugt auf Basis eines das Messobjekt aufweisenden Übersichtsschnittbildes. Dieses Übersichtsschnittbild kann mit dem bildgebenden Gerät, z. B. einem Computertomographiegerät, selbst oder auch mit einem anderen bildgebenden Gerät, z. B. einem Ultraschallgerat oder einem Magnetresonanzgerät, erzeugt werden.
Nach einer Variante der Erfindung wird der Abschnitt des Messvolumens festgelegt, indem in dem Ubersichtsbild bzw. in dem Übersichtsschnittbild der Bildausschnitt, in welchem sich das Messobjekt befindet, mittels einer Geraden vom Rest des Übersichtsschnittbildes abgetrennt wird. Die Eintragung der Geraden erfolgt derart, dass möglichst nur das Messobjekt möglichst vollständig in dem Bildausschnitt enthalten ist, wobei der Bildausschnitt zugleich möglichst klein gewählt wird. Bezogen auf das Messvolumen kann die Gerade in die Richtungen der Zentralachse zu einer Schnittebene ausgeweitet werden, so dass auch der Abschnitt des Messvolumens festgelegt ist. Die Festlegung erfolgt in der Regel durch einen Benutzer bzw. Anwender des Verfahrens, der die Festlegung bzw. die Einzeichnung der Geraden z. B. an einem graphischen Benutzerinterface einer Recheneinrichtung des bildgebenden Gerätes vornehmen kann.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung nimmt der Fokus der Rontgenstrahlenquelle zur Ermittlung des Projektionswinkelbereichs Δα zumindest virtuell denjenigen Projektionswinkel α₁ in der Ebene des Übersichtsschnittbildes ein, bei dem die Gerade durch den Fokus der Röntgenstrahlenquelle des bildgebenden Gerates verlauft und der unter Berücksichtigung der Rotationsrichtung des Fokus den ersten Projektionswinkel des Projektionswinkelbereichs Δα bildet. Da das Ubersichtsbild bzw. das Übersichtsschnittbild und das Messvolumen miteinander verknüpft sind, kann der Fokus zumindest virtuell in der Ebene des Übersichtsbildes bzw. des Ubersichtsschnittbildes den Projektionswinkel α₁ einnehmen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist dem bildgebenden Gerät und somit auch dem Übersichtsbild bzw. dem Übersichtsschnittbild ein kartesisches Koordinatensystem zugeordnet, wobei die Zentralachse des Messvolumens der z-Achse des Koordinatensystems entspricht und wobei die in dem Ubersichtsbild bzw. dem Ubersichtsschnittbild festgelegte Gerade eindeutig durch ihren Abstand A von der z-Achse in Richtung ihres Lotes auf die z-Achse in der Ebene des Übersichtsschnittbildes und durch mindestens einen Winkel, den das Lot mit einer der weiteren Koordinatenachsen einschließt, festgelegt ist. Bevorzugt wird fur die Festlegung der Gerade der Winkel θ berucksichtigt, den das Lot mit der y-Achse des kartesischen Koordinatensystems in der Ebene des Übersichtsschnittbildes einschließt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der letzte Projektionswinkel α₂ des Projektionswinkelbereichs Δα in der Ebene des Ubersichtsschnittbildes wie folgt berechnet: α₂ = α₁ + π – 2γ wobei gilt: α₁ = θ – γ und γ = arcsin(A/R_F) mit
θ, dem Winkel, den das Lot mit der weiteren Koordinatenachse einschließt;
γ, dem Winkel den die Gerade mit dem Zentralstrahl des Rontgenstrahlenbündels einschließt, der durch den Fokus und die Zentralachse verläuft, wenn der Fokus den Projektionswinkel α₁ einnimmt;
R_F, dem Abstand des Fokus von der Zentralachse.
Unter einem Zentralstrahl eines Röntgenstrahlenbündels, insbesondere eines fächer- oder pyramidenförmigen Rontgenstrahlenbündels wird der Mittenstrahl des Rontgenstrahlenbündels verstanden, der durch die Zentralachse verläuft. Der Abstand R_F ist durch die Abmessungen des bildgebenden Gerätes festgelegt.
Insgesamt werden demnach bei jedem Umlauf des Fokus um das Messvolumen nur in dem Projektionswinkelbereich Δα = π – 2γ Röntgenprojektionen aufgenommen. Der Projektionswinkelbereich kann maximal π sein, wenn die Gerade durch die Zentralachse bzw. die z-Achse verlauft.
Zur weiteren Reduzierung der Strahlenbelastung werden nach einer Weiterentwicklung der Erfindung wahrend der Aufnahme von Rontgenprojektionen von dem Messobjekt in dem Projektionswinkelbereich Δα die Öffnungsweite und die Lage eines Strahlenfensters einer der Röntgenstrahlenquelle zugeordneten Blende in Richtung des Fächerwinkels β einer Röntgenprojektion betrachtet fur jede Rontgenprojektion in Abhängigkeit von dem jeweiligen Projektionswinkel α dynamisch eingestellt. Vorzugsweise werden die Öffnungsweite und die Lage des Strahlenfensters jeweils derart eingestellt, dass bei jeder Röntgenprojektion möglichst nur das Messobjekt von Röntgenstrahlung durchsetzt wird. Basis für die jeweilige Einstellung der Öffnungsweite und der Lage des Strahlenfensters fur jeden Projektionswinkel α des Projektionswinkelbereichs Δα kann wiederum das das Messobjekt aufweisende Ubersichtsschnittbild sein.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein bildgebendes Gerät aufweisend eine Recheneinrichtung, die ein Rechenprogramm umfasst, das eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzt. Bei dem bildgebenden Gerät kann es sich um ein diagnostisches Computertomographiegerät oder um ein Strahlentherapiegerät handeln, das ein eine Rontgenstrahlenquelle und einen Röntgenstrahlendetektor umfassendes diagnostisches Röntgenaufnahmesystem aufweist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch einen Datenträger mit einem Rechenprogramm, das eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzt.
Außerdem wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelost durch die Verwendung eines der vorstehend beschriebenen Verfahren zur Aufnahme wenigstens eines Bilddatensatzes mit einem bildgebenden Gerät von einem Messobjekt fur die Planung einer Strahlentherapie in dem Messobjekt, um die Strahlendosisbelastung für außerhalb des Abschnitts des Messvolumens liegende, mit dem Messobjekt verbundene Teile möglichst gering zu halten, oder zur Aufnahme eines Bilddatensatzes von dem Messobjekt während der Durchführung einer Strahlentherapie.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 ein Computertomographiegerät nach der Erfindung,
2 und 3 eine Veranschaulichung der Ermittlung des Projektionswinkelbereichs Δα.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente durchwegs mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht zwingend maßstabsgetreu. Bei dem bildgebenden Gerat handelt es sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung um ein Computertomographiegerät, auf das im Folgenden und ohne Einschränkung der Allgemeinheit nur insoweit eingegangen wird, als es zum Verstandnis der Erfindung fur erforderlich erachtet wird.
Das in 1 gezeigte Computertomographiegerät 1 umfasst eine Gantry 2 mit einem stationären Teil 3 und mit einem um eine Systemachse 5 rotierbaren Teil 4. Der rotierbare Teil 4 weist im Falle des vorliegenden Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung ein Röntgensystem auf, welches eine Röntgenröhre 6 und einen Röntgenstrahlendetektor 7 umfasst, die an dem rotierbaren Teil 4 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Im Betrieb des Computertomographiegerätes 1 geht von der Röntgenröhre 6 Rontgenstrahlung 8 in Richtung des Rontgenstrahlendetektors 7 aus, durchdringt ein Messobjekt und wird vom Röntgenstrahlendetektor 7 in Form von Messdaten bzw. Messsignalen erfasst. Der Rontgenstrahlendetektor 7 legt, insbesondere durch seine Erstreckung in Richtung der Systemachse 5 sowie durch seine Rotation um die Systemachse 5 ein zylinderförmiges, eine Zentralachse aufweisendes Messvolumen 19 in der Offnung 12 der Gantry 2 fest. Die Systemachse 5 stimmt dabei mit der Zentralachse des Messvolumens 19 überein.
Das Computertomographiegerat 1 weist des Weiteren eine Patientenliege 9 zur Lagerung einer zu untersuchenden Patientin P auf. Die Patientenliege 9 umfasst einen Liegensockel 10, an dem eine zur eigentlichen Lagerung der Patientin P vorgesehene Patientenlagerungsplatte 11 angeordnet ist. Die Patientenlagerungsplatte 11 ist derart relativ zu dem Liegensockel 10 in Richtung der Systemachse 5 verstellbar, dass sie zusammen mit der Patientin P in die Öffnung 12 bzw. in das Messvolumen 19 der Gantry 2 zur Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen von der Patientin P, z. B. in einem Spiralscan, eingefuhrt werden kann.
Die rechnerische Verarbeitung der mit dem Röntgensystem aufgenommenen 2D-Röntgenprojektionen bzw. die Rekonstruktion von Schichtbildern, 3D-Bildern oder eines 3D-Bilddatensatzes basierend auf den Messdaten bzw. den Messsignalen der 2D-Röntgenprojektionen erfolgt mit einem schematisch dargestellten Bildrechner 13 des Computertomographiegerätes 1.
Das Computertomographiegerät 1 weist außerdem eine eine Anzeigevorrichtung umfassende Recheneinrichtung 14 auf, mit der Rechenprogramme zur Bedienung und Steuerung des Computertomographiegerätes 1 ausführbar sind und ausgefuhrt werden. Die Recheneinrichtung 14 muss dabei nicht als separate Recheneinrichtung 14 ausgebildet, sondern kann auch in das Computertomographiegerät 1 integriert sein.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in die Recheneinrichtung 14 ein Rechenprogramm 15 geladen, welches das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufnahme von Rontgenprojektionen von einem exzentrisch gelagerten Messobjekt umsetzt. Das Rechenprogramm 15 stellt dabei einen speziellen Betriebsmodus für das Computertomographiegerät 1 dar und kann von einem tragbaren Datenträger, z. B. von einer CD 16 oder von einem Memory Stick, oder auch von einem Server 17 über ein Netzwerk 18, welches ein öffentliches als auch ein klinik- bzw. krankenhausinternes Netzwerk sein kann, in die Recheneinrichtung 14 geladen worden sein.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung wird das erfindungsgemaße Verfahren zur Planung einer Strahlentherapie eines Tumors T in der linken Brust B einer Patientin P verwendet. Hierfur wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung mit dem Computertomographiegerät 1 zunächst ein Übersichtsbild bzw. ein Übersichtschnittbild von dem die linke Brust B aufweisenden Körperbereich der Patientin P erzeugt. 2 zeigt in schematischer Darstellung das Übersichtsschnittbild 20, welches für das weitere Vorgehen auf der Anzeigevorrichtung der Recheneinrichtung 14, beispielsweise in einer graphischen Benutzerschnittstelle, angezeigt wird. Lediglich zur weiteren Erläuterung des Verfahrens sind in 2 außerdem der Fokus 23 der Rontgenröhre 6 und der Rontgenstrahlendetektor 7 des Computertomographiegerätes 1 symbolisch eingetragen.
Dem Übersichtsschnittbild 20 ist ein kartesisches Koordinatensystem zugeordnet, dessen x-Achse und y-Achse eingetragen sind. Die z-Achse steht senkrecht auf der Papierebene und verläuft in die Papierebene hinein. Die Achsen des kartesischen Koordinatensystems des Übersichtsschnittbildes 20 haben ihre Entsprechung in dem Computertomographiegerät 1. Am augenscheinlichsten ist die Übereinstimmung der z-Achse des Koordinatensystems mit der Systemachse 5 des Computertomographiegerats 1, die auch die Zentralachse des Computertomographiegerats 1 bzw. des zylinderformigen Messvolumens 19 des Computertomographiegeräts 1 ist.
Das Übersichtsschnittbild 20 muss im Übrigen nicht notwendigerweise mit dem Computertomographiegerät 1 erzeugt werden. Vielmehr kann das Ubersichtsschnittbild 20 auch mit einem anderen bildgebenden Gerät, z. B. einem Ultraschallgerat oder einem Magnetresonanzgerät, erzeugt werden. In diesem Fall muss aber eine Registrierung mit dem Computertomographiegerät 1 bzw. mit dessen Bildkoordinatensystem dahingehend erfolgen, dass eine eindeutige Beziehung zwischen dem Koordinatensystem des Ubersichtsschnittbildes und dem Bildkoordinatensystem des Computertomographiegeräts 1 und somit dem Koordinatensystem des Computertomographiegerätes 1 hergestellt wird.
Wie aus dem Ubersichtsschnittbild 20 der 2 zu erkennen ist, kann die linke Brust B der Patientin P, die im Falle des vorliegenden Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung das Messobjekt ist, nicht derart zentrisch gelagert werden, dass die Zentralachse 5 bzw. die z-Achse durch die linke Brust B der Patientin P verläuft. Bedingt durch die Abmessungen des Computertomographiegerates 1, insbesondere der Offnung 12 der Gantry 2 und der begrenzten Positioniermöglichkeiten der Patientenlagerungsplatte 11 ist die linke Brust B der Patientin P exzentrisch in Bezug auf die Zentralachse 5 bzw. die z-Achse in dem Messvolumen 19 des Computertomographiegerats 1 angeordnet.
Um bei den im Rahmen der Planung der Strahlentherapie notwendigen Aufnahmen von Röntgenprojektionen von der linke Brust B der Patientin P die anderen Korperteile der Patientin P, z. B. die rechte Brust der Patientin P, möglichst wenig mit Rontgenstrahlung zu beaufschlagen, wird im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst der Abschnitt des Messvolumens 19 festgelegt, in dem die linke Brust angeordnet ist. Hierzu wird in dem Ubersichtsschnittbild 20 eine Gerade 21 derart eingetragen, dass der die linke Brust B aufweisende Bildausschnitt 25 von dem Rest des Ubersichtsschnittbildes 20 abgetrennt ist. Der zu untersuchende Körperteil der Patientin P also die linke Brust B liegt in dem schraffierten Bildausschnitt 25. Die Eintragung der Geraden 21 erfolgt durch einen Anwender, wobei die Eintragung über die graphische Benutzerschnittstelle erfolgt, bei der z. B. mit einer Computermaus die Gerade 21 festgelegt wird. Wird die Gerade 21 in die Richtungen der Zentralachse 5 bzw. der z-Achse ausgedehnt, entsteht eine Schnittebene, die den Abschnitt des Messvolumens 19 festlegt, in dem die linke Brust B angeordnet ist.
Basierend auf der Festlegung des Abschnitts des Messvolumens 19 bzw. basierend auf der Festlegung der Geraden 21 wird der Projektionswinkelbereich Δα in der Ebene des Übersichtsschnittbildes 20 ermittelt, in dem und zwar nur in dem Röntgenprojektionen zur Rekonstruktion wenigstens eines Bildes der linken Brust B aufgenommen werden sollen.
Die Gerade 21 ist in der Ebene des Übersichtsschnittbildes 20 bzw. in dem kartesischen Koordinatensystem eindeutig durch ihren Abstand A von der z-Achse, die der Zentralachse 5 des Messvolumens 19 entspricht, in Richtung ihres Lotes 22 auf die z-Achse und durch den Winkel θ, den das Lot 22 mit der positiven y-Achse einschließt, festgelegt.
Wie in 2 dargestellt, nimmt zur weiteren Ermittlung des Projektionswinkelbereichs Δα der Fokus 23 der Röntgenröhre 6 zumindest virtuell denjenigen Projektionswinkel α₁ bezogen auf die x-Achse in der Ebene des Übersichtsschnittbildes 20 ein, bei dem die Gerade 21 durch den Fokus 23 verläuft und der unter Berücksichtigung der Rotationsrichtung des Fokus 23 (vgl. Pfeil a in 2) den ersten Projektionswinkel des Projektionswinkelbereichs Δα bildet. Auf diese Weise ist der erste Projektionswinkel α₁ des Projektionswinkelbereichs Δα festgelegt. Der Zentralstrahl 24 des zu dem Projektionswinkel α₁ gehörigen Röntgenstrahlenbündels 8 verlauft dabei durch die z-Achse bzw. die Zentralachse 5 in der Ebene des Ubersichtsschnittbildes.
Der letzte Projektionswinkel α₂ des Projektionswinkelbereichs Δα lässt sich dann unter Berücksichtigung der in 2 und 3 veranschaulichten Situationen in der Ebene des Übersichtsschnittbildes 20 wie folgt ermitteln: α₂ = α₁ + π – 2γ wobei gilt: α₁ = θ – γ und γ = arcsin(A/R_F) mit
θ, dem Winkel, den das Lot 22 mit der positiven y-Achse einschließt;
γ, dem Winkel den die Gerade 21 mit dem Zentralstrahl 24 des Röntgenstrahlenbündels 8 einschließt, der durch den Fokus 23 und die z-Achse verläuft, wenn der Fokus 23 den Projektionswinkel α₁ in der Ebene des Übersichtsschnittbildes 20 einnimmt;
R_F, dem Abstand des Fokus von der Zentralachse.
Auf diese Weise ist der Projektionswinkelbereich Δα = α₂ – α₁ bestimmt, in dem pro Rotation des Fokus 23 um die System- oder Zentralachse 5 Röntgenprojektionen von der linken Brust B der Patientin P in der Ebene des Übersichtsschnittbildes 20 und ggf. jeder hierzu parallelen Ebene aufgenommen werden.
Um die Strahlenbelastung bei der Aufnahme von Rontgenprojektionen von der linken Brust B für andere Korperteile der Patientin P weiter zu senken, ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung der Röntgenröhre 6 außerdem eine Blende 30 mit einem dynamisch einstellbaren Strahlenfenster 31 zugeordnet. Mit Blendenlamellen 32, 33 der Blende 30 können die Öffnungsweite und die Lage des Strahlenfensters 31 der Blende 30 in Richtung des Facherwinkels β eines Strahlenfächers der Rontgenstrahlenbundel 8 betrachtet für jede Rontgenprojektion in Abhängigkeit von dem jeweiligen Projektionswinkel α des Projektionswinkelbereichs Δα dynamisch eingestellt werden.
Vorzugsweise werden die Öffnungsweite und die Lage des Strahlenfensters jeweils derart eingestellt, dass möglichst nur die linke Brust B der Patientin von Rontgenstrahlung durchsetzt wird. Basis für die jeweilige Einstellung der Öffnungsweite und der Lage des Strahlenfensters 31 für jeden Projektionswinkel α des Projektionswinkelbereichs Δα ist im Falle des vorliegenden Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung das das Messobjekt aufweisende Ubersichtsschnittbild 20.
Eventuell in Richtung des Fächerwinkels β beschnittene Projektionen konnen durch Daten aus einem Daten-Extrapolationsverfahren ergänzt werden.
Durch das Verfahren erreicht man auch, dass Röntgenstrahlung nicht durch die Hautoberfläche der Körperteile der Patientin P in den Körper der Patientin P eintritt, die sich außerhalb des festgelegten Abschnitts des Messvolumens befinden, wodurch die der Patientin P applizierte Hautdosis an Röntgenstrahlung reduziert wird.
Bei dem bildgebenden Gerat kann es sich an Stelle des diagnostischen Computertomographiegerätes auch um ein Gerat handeln, das eine therapeutische Röntgenstrahlenquelle zur Strahlentherapie und ein diagnostisches Röntgenaufnahmesystem mit einer diagnostischen Röntgenstrahlenquelle und mit einem Röntgenstrahlendetektor aufweist. Die therapeutische Röntgenstrahlenquelle und die diagnostische Röntgenstrahlenquelle unterscheiden sich dabei in Bezug auf die Energie der von ihnen ausgesandten Rontgenstrahlung. Die Photonenenergie therapeutischer Röntgenstrahlung liegt im MeV-Bereich und die Photonenenergie diagnostischer Röntgenstrahlung im keV-Bereich. Vorzugsweise ist das diagnostische Röntgenaufnahmesystem wie bei einem diagnostischen Computertomographiegerät an einem rotierbaren Teil einer Gantry angeordnet (vgl. 1).
Bei Verwendung eines solchen Gerätes kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dazu verwendet werden, während der Durchfuhrung einer Strahlentherapie mit der therapeutische Rontgenstrahlenquelle mit dem diagnostischen Röntgenaufnahmesystem einen oder mehrere Bilddatensätze von dem Messobjekt aufzunehmen, um z. B. die Therapie zu verfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Übrigen nicht auf den Einsatz zur Therapieplanung oder bei der Therapie beschränkt, sondern kann auch nur diagnostisch eingesetzt werden.
Des Weiteren muss es sich bei dem Messobjekt nicht notwendigerweise um eine Brust handeln. Das Messobjekt kann beispielsweise auch ein Arm, ein Bein etc. sein.

Claims

Verfahren für ein bildgebendes Gerat (1), welches eine einen Fokus (23) umfassende Rontgenstrahlenquelle (6) und ein eine Zentralachse (5) umfassendes Messvolumen (19) aufweist, um welches Messvolumen (19) der Fokus (23) bewegbar ist, zur Aufnahme von Röntgenprojektionen von einem Messobjekt (B), das exzentrisch in Bezug auf die Zentralachse (5) in dem Messvolumen (19) angeordnet ist, bei dem basierend auf einem Ubersichtsbild (20) – der Abschnitt des Messvolumens (19) festgelegt wird, in dem das Messobjekt (B) angeordnet ist, und bei dem – basierend auf der Festlegung des Abschnitts des Messvolumens (19) der Projektionswinkelbereich Δα ermittelt wird, nur in dem Röntgenprojektionen aufgenommen werden sollen, um wenigstens ein Bild von dem Messobjekt (B) rekonstruieren zu können.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Abschnitt des Messvolumens (19) festgelegt wird, indem in dem Ubersichtsbild (20) der Bildausschnitt (25), in welchem sich das Messobjekt (B) befindet, mittels einer Geraden (21) vom Rest des Übersichtsbildes (20) abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem zur Ermittlung des Projektionswinkelbereichs Δα der Fokus (23) der Röntgenstrahlenquelle (6) zumindest virtuell denjenigen Projektionswinkel α₁ einnimmt, bei dem die Gerade (21) durch den Fokus (23) verläuft und der unter Berücksichtigung der Rotationsrichtung (a) des Fokus (23) den ersten Projektionswinkel α₁ des Projektionswinkelbereichs Δα bildet.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem dem bildgebenden Gerät (1) und somit auch dem Ubersichtsbild (20) ein kartesisches Koordinatensystem zugeordnet ist, wobei die Zentralachse (5) des Messvolumens (19) der z-Achse des Koordinatensystems entspricht und wobei die in dem Übersichtsbild (20) festgelegte Gerade (21) eindeutig durch ihren Abstand A von der z-Achse in Richtung ihres Lotes (22) auf die z-Achse und durch mindestens einen Winkel, den das Lot (22) mit einer der weiteren Koordinatenachsen einschließt, festgelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem sich der letzte Projektionswinkel α₂ des Projektionswinkelbereichs Δα wie folgt berechnet: α₂ = α₁ + π – 2γ wobei gilt: α₁ = θ – γ und γ = arcsin(A/R_F) mit θ, dem Winkel, den das Lot (22) mit der weiteren Koordinatenachse einschließt; γ, dem Winkel den die Gerade (21) mit dem Zentralstrahl (24) des Röntgenstrahlenbündels (8) einschließt, der durch den Fokus (23) und die z-Achse verlauft, wenn der Fokus (23) den Projektionswinkel α₁ einnimmt; R_F, dem Abstand des Fokus (23) von der Zentralachse (5).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem während der Aufnahme von Rontgenprojektionen von dem Messobjekt (B) in dem Projektionswinkelbereich Δα, die Öffnungsweite und die Lage eines Strahlenfensters (31) einer der Röntgenstrahlenquelle (6) zugeordneten Blende (30) in Richtung des Fächerwinkels β einer Rontgenprojektion betrachtet für jede Rontgenprojektion in Abhangigkeit von dem jeweiligen Projektionswinkel α dynamisch eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Öffnungsweite und die Lage des Strahlenfensters (31) jeweils derart eingestellt werden, dass möglichst nur das Messobjekt (B) von Röntgenstrahlung (8) durchsetzt wird.
Bildgebendes Gerät (1) aufweisend eine Recheneinrichtung (14), welche ein Rechenprogramm (15) umfasst, welches eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umsetzt.
Datenträger (16, 17) aufweisend ein Rechenprogramm (15), welches eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umsetzt.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der Anspruche 1 bis 7 zur Aufnahme wenigstens eines Bilddatensatzes mit einem bildgebenden Gerät (1) von einem Messobjekt (B) für die Planung einer Strahlentherapie in dem Messobjekt, um die Strahlendosisbelastung für außerhalb des Ausschnitts des Messvolumens (19) liegende, mit dem Messobjekt (B) verbundene Teile moglichst gering zu halten.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Aufnahme eines Bilddatensatzes von dem Messobjekt (B) während der Durchführung einer Strahlentherapie.