DE102012215998A1

DE102012215998A1 - X-ray device with adapted recording speed

Info

Publication number: DE102012215998A1
Application number: DE102012215998.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Flohr; Bernhard Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2014-03-13
Also published as: WO2014037253A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes. Die Erfindung basiert auf einem System zur Aufnahme (A) eines Röntgenbildes (2), umfassend eine Aufnahmeeinheit (AE), ausgelegt zur Aufnahme (A) eines Röntgenbildes (2) wenigstens eines Körperbereiche eines Patienten (3). Die Erfindung basiert auf der Idee, dass das System weiterhin eine Steuerungseinheit (StE) umfasst, die zur Steuerung (St) der Geschwindigkeit zumindest einer Relativbewegung zwischen dem Patienten (3) und der Aufnahmeeinheit (AE) in Abhängigkeit der Röntgenabsorptionseigenschaften (13) wenigstens eines Körperbereiches des Patienten (3) ausgelegt ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Steuerung (St) der Geschwindigkeit die Regulation der Dosis für einen gegebenen Körperbereich des Patienten (3) unabhängig von der Intensität der Röntgenstrahlung (17) erlaubt.The invention relates to a system and a method for taking an X-ray image. The invention is based on a system for recording (A) an X-ray image (2), comprising a recording unit (AE), designed for recording (A) an X-ray image (2) of at least one body area of a patient (3). The invention is based on the idea that the system further comprises a control unit (StE) which controls (St) the speed of at least one relative movement between the patient (3) and the recording unit (AE) as a function of the x-ray absorption properties (13) of at least one Body area of the patient (3) is designed. This has the advantage that a control (St) of the speed allows the dose to be regulated for a given body region of the patient (3) independently of the intensity of the X-rays (17).

Description

Die Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes. The invention relates to a system and a method for recording an X-ray image.

Röntgengeräte messen im Wesentlichen die Röntgenabsorption eines Untersuchungsbereiches und geben diese als Bild aus. Röntgengeräte kommen im medizinischen Bereich vor allem bei der Diagnostik aber auch zur Unterstützung chirurgischer Eingriffe zum Einsatz. Von großer Bedeutung sind dabei Computertomographie-Geräte (CT-Geräte), die eine dreidimensionale sowie eine zeitaufgelöste Bildgebung ermöglichen. Sowohl bei konventionellen Röntgengeräten als auch bei CT-Geräten ist die Dosis der Röntgenstrahlung für den Patienten möglichst gering zu halten. Bei der (Energie-)Dosis handelt es sich um die Energie der Röntgenstrahlung, der ein Patient pro kg Körpergewicht ausgesetzt ist. Gleichzeitig soll die Bildqualität optimiert werden, was oft dem Ziel der Dosisminimierung entgegensteht. Denn eine niedrigere Dosis geht in der Regel mit einer verschlechterten Bildqualität einher. Weiterhin hängt die erreichbare Bildqualität von Röntgenabsorptionseigenschaften des Untersuchungsbereiches ab. So weisen erwachsene Menschen für einen gegebenen Untersuchungsbereich wie dem Thorax in der Regel eine höhere Röntgenabsorption als Kinder auf. Um die gleiche Bildqualität zu erreichen, muss für einen erwachsenen Menschen also eine höhere Dosis als für ein Kind verwendet werden. Außerdem ist es für die Interpretation eines Röntgenbildes wichtig, dass verschiedene Körperbereiche eines Patienten mit einer vergleichbaren Bildqualität dargestellt werden. Die Verwendung einer einheitlichen Dosis für einen Bereich mit hoher Röntgenabsorption wie dem Thorax und für einen Bereich geringer Röntgenabsorption wie dem Beinbereich führt daher zu einer unterschiedlichen Bildqualität und kann die Interpretation des Röntgenbildes negativ beeinflussen. Daher existieren verschieden Verfahren zur Regulation der Dosis in Abhängigkeit der Röntgenabsorptionseigenschaften eines Untersuchungsbereiches. X-ray devices essentially measure the X-ray absorption of an examination area and output it as an image. X-ray devices are used in the medical field, especially in diagnostics but also to support surgical procedures. Of great importance are computer tomography devices (CT devices), which enable three-dimensional as well as time-resolved imaging. Both with conventional X-ray equipment and with CT equipment, the dose of X-ray radiation for the patient should be kept as low as possible. The (energy) dose is the energy of the X-rays that a patient is exposed to per kg of body weight. At the same time, the image quality is to be optimized, which often precludes the goal of dose minimization. Because a lower dose is usually associated with a deteriorated image quality. Furthermore, the achievable image quality depends on X-ray absorption properties of the examination area. For example, adult humans usually have a higher X-ray absorption than children for a given examination area, such as the thorax. In order to achieve the same image quality, a higher dose must therefore be used for an adult human than for a child. It is also important for the interpretation of an X-ray image that different parts of the body of a patient are displayed with a comparable image quality. The use of a uniform dose for a region with high X-ray absorption such as the thorax and for a region of low X-ray absorption such as the leg region therefore leads to a different image quality and can adversely affect the interpretation of the X-ray image. Therefore, various methods exist for regulating the dose as a function of the X-ray absorption properties of an examination area.

Aus WO 03/092502 A1 ist ein CT-Gerät zur Rekonstruktion von Absorptionswerten innerhalb eines Volumens bekannt. Das CT-Gerät umfasst eine Röntgenquelle, die so angebracht ist, dass sie um das Volumen in einer Rotationsebene rotieren kann während sie zumindest einen Teil des Volumens bestrahlt. Weiterhin umfasst das CT-Gerät mehrere Reihen von Röntgendetektoren, die durch die rotierende, an der gegenüber liegenden Seite des Volumens angebrachte Röntgenquelle beleuchtet werden. Das CT-Gerät umfasst eine Patientenunterstützung, das einen Patienten durch den Raum zwischen der Quelle und dem Detektor in einem Winkel zu der Normalen der Rotationsebene bewegen kann. Das CT-Gerät weist eine Kontrolleinheit auf um den Winkel auf Basis zumindest eines Radius R der besagten Rotation zu berechnen, sowie einen Radius r des Volumens und einen Helix Pitch, m, zu berechnen, der als die Distanz definiert ist, die sich die Patientenunterstützung während einer Rotation der Röntgenquelle bewegt. Out WO 03/092502 A1 For example, a CT apparatus for reconstructing absorption values within a volume is known. The CT device includes an x-ray source that is mounted to rotate about the volume in a plane of rotation while irradiating at least a portion of the volume. Furthermore, the CT device comprises a plurality of rows of X-ray detectors illuminated by the rotating X-ray source mounted on the opposite side of the volume. The CT device includes a patient support that can move a patient through the space between the source and the detector at an angle to the normal of the plane of rotation. The CT device includes a control unit to calculate the angle based on at least one radius R of said rotation, and calculate a radius r of the volume and a helix pitch, m, defined as the distance that the patient support during a rotation of the X-ray source moves.

Es ist Aufgabe der Erfindung die Dosis eines Röntgengerätes zu regulieren. It is an object of the invention to regulate the dose of an X-ray machine.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein System gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10. The object is achieved by a system according to claim 1 and by a method according to claim 10.

Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe in Bezug auf das beanspruchte System als auch in Bezug auf das beanspruchte Verfahren beschrieben. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten können die gegenständlichen Ansprüche (die beispielsweise auf ein System gerichtet sind) auch mit den Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module ausgebildet. The solution according to the invention will be described below with reference to the claimed system as well as with reference to the claimed method. Features, advantages or alternative embodiments mentioned herein are also to be applied to the other claimed subject matter and vice versa. In other words, the subject claims (which are directed, for example, to a system) may also be developed with the features described or claimed in connection with a method. The corresponding functional features of the method are formed by corresponding physical modules.

Die Erfindung basiert auf einem System zur Aufnahme eines Röntgenbildes, umfassend eine Aufnahmeeinheit, ausgelegt zur Aufnahme eines Röntgenbildes wenigstens eines Körperbereiche eines Patienten. Die Erfindung basiert auf der Idee, dass das System weiterhin eine Steuerungseinheit umfasst, die zur Steuerung der Geschwindigkeit zumindest einer Relativbewegung zwischen dem Patienten und der Aufnahmeeinheit in Abhängigkeit der Röntgenabsorptionseigenschaften wenigstens eines Körperbereiches des Patienten ausgelegt ist. Eine Steuerung der Geschwindigkeit ermöglicht die Regulation der Dosis für einen gegebenen Körperbereich des Patienten unabhängig von der Intensität der Röntgenstrahlung. Dadurch wird insbesondere eine besonders schnelle Regulation der Dosis möglich. The invention is based on a system for recording an X-ray image, comprising a recording unit, designed to record an X-ray image of at least one body region of a patient. The invention is based on the idea that the system further comprises a control unit which is designed to control the speed of at least one relative movement between the patient and the receiving unit as a function of the X-ray absorption properties of at least one body region of the patient. Speed control allows for the regulation of the dose for a given body area of the patient regardless of the intensity of the x-ray radiation. As a result, particularly rapid regulation of the dose becomes possible.

Weiterhin umfasst das System eine Patientenliege, ausgelegt den Patienten relativ zur Aufnahmeeinheit entlang seiner Längsachse zu bewegen, wodurch die Geschwindigkeit und Richtung der Relativbewegung besonders einfach reguliert werden kann. Dadurch kann das erfindungsgemäße System weiterhin sehr bedienungsfreundlich gestaltet werden. Furthermore, the system comprises a patient couch, designed to move the patient relative to the receiving unit along its longitudinal axis, whereby the speed and direction of the relative movement can be particularly easily regulated. As a result, the system according to the invention can furthermore be designed to be very user-friendly.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahmeeinheit dazu ausgelegt sich relativ zum Patienten zu bewegen. In a further embodiment of the invention, the receiving unit is adapted to move relative to the patient.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahmeeinheit dazu ausgelegt eine Rotationsbewegung um den Patienten auszuführen, wodurch die Erfindung dazu ausgelegt ist tomographische Aufnahmeverfahren durchzuführen und damit hoch aufgelöste, dreidimensionale Bilder wenigstens eines Körperbereiches des Patienten aufzunehmen. In a further embodiment of the invention, the receiving unit is designed to be a Rotational movement to execute the patient, whereby the invention is adapted to carry out tomographic recording method and thus to record high-resolution, three-dimensional images of at least one body region of the patient.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Aufnahmeeinheit dazu ausgelegt eine Translationsbewegung relativ zu dem Patienten entlang seiner Längsachse auszuführen, wodurch die Regulation der Dosis durch Regulation der Relativgeschwindigkeit ohne eine Bewegung des Patienten erfolgen kann. In a further embodiment, the receiving unit is designed to perform a translation movement relative to the patient along its longitudinal axis, whereby the regulation of the dose can be carried out by regulation of the relative speed without a movement of the patient.

In einer weiteren Ausführungsform ist das System dazu ausgelegt, die Relativbewegung zwischen Patient und der Aufnahmeeinheit entlang der Längsachse des Patienten sowie die Rotationsbewegung der Aufnahmeeinheit um den Patienten derart auszuführen, dass ein konstanter Pitch erzielt wird. Dadurch wird die Rekonstruktion von CT-Bildern erleichtert. In another embodiment, the system is configured to perform the relative movement between the patient and the receiving unit along the longitudinal axis of the patient, as well as the rotational movement of the receiving unit around the patient such that a constant pitch is achieved. This facilitates the reconstruction of CT images.

Weiterhin ist die Steuerungseinheit zur Steuerung der Intensität der Röntgenstrahlung der Aufnahmeeinheit in Abhängigkeit der Röntgenabsorptionseigenschaften wenigstens eines Körperbereiches des Patienten ausgelegt, so dass die Dosis durch einen weiteren Parameter reguliert werden kann. Insbesondere ist die Regulation der Dosis aufgrund der Steuerung der Intensität der Röntgenstrahlung sowie aufgrund der Steuerung der Geschwindigkeit einer Relativbewegung voneinander unabhängig. Furthermore, the control unit for controlling the intensity of the X-ray radiation of the recording unit is designed as a function of the X-ray absorption properties of at least one body region of the patient, so that the dose can be regulated by a further parameter. In particular, the regulation of the dose is independent of each other due to the control of the intensity of the X-radiation and the control of the speed of a relative movement.

Weiterhin umfasst die Erfindung eine Berechnungseinheit, die zur Berechnung der Röntgenabsorptionseigenschaften wenigstens eines Körperbereiches des Patienten anhand eines Topogramms ausgelegt ist. Denn anhand eines Topogramms lassen sich die Röntgenabsorptionseigenschaften besonders einfach und schnell berechnen. Furthermore, the invention comprises a calculation unit which is designed to calculate the X-ray absorption properties of at least one body region of the patient on the basis of a topogram. Because of a topogram, the X-ray absorption properties can be calculated very easily and quickly.

Weiterhin umfasst die Erfindung eine Berechnungseinheit, die zur Berechnung der Röntgenabsorptionseigenschaften wenigstens eines Körperbereiches des Patienten während der Aufnahme des Röntgenbildes ausgelegt ist. Dadurch ist eine besonders schnelle Berechnung der Röntgenabsorptionseigenschaften, nämlich in Echtzeit, gegeben. Furthermore, the invention comprises a calculation unit which is designed to calculate the X-ray absorption properties of at least one body region of the patient during the acquisition of the X-ray image. This results in a particularly fast calculation of the X-ray absorption properties, namely in real time.

Weiterhin umfasst die Erfindung Ausführungsformen eines Verfahrens, zu deren Durchführung die hier genannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems ausgelegt sind. Die hier genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Systems erstrecken sich damit auch auf das erfindungsgemäße Verfahren. Furthermore, the invention includes embodiments of a method, for the implementation of which the embodiments of the system according to the invention mentioned here are designed. The advantages of the system according to the invention mentioned here thus also extend to the method according to the invention.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. The invention will be described and explained in more detail below with reference to the embodiments illustrated in the figures.

Es zeigen: Show it:

1 ein erweitertes System zur Aufnahme eines Röntgenbildes, 1 an extended system for taking an X-ray image,

2 ein System zur Aufnahme eines Röntgenbildes, und 2 a system for taking an X-ray image, and

3 ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Aufnahme eines Röntgenbildes. 3 a flowchart of the method for taking an X-ray image.

1 zeigt ein erweitertes System zur Aufnahme A eines Röntgenbildes 2. Im Folgenden werden die Begriffe "Röntgenbild" und "Bild" synonym verwendet. Ein solches Bild kann sowohl eine Fläche als auch ein Volumen darstellen. Es kann also zweidimensional ausgebildet und aus sogenannten Pixeln aufgebaut sein, oder es kann dreidimensional ausgebildet und aus sogenannten Voxeln aufgebaut sein. Außerdem kann sich ein Bild im Sinne der vorliegenden Anmeldung nicht nur räumlich, sondern auch zeitlich erstrecken. Ein Bild kann also eine zeitliche Serie einzelner Aufnahmen umfassen, die jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen wurden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn Rückschlüsse aus der zeitlichen Veränderung eines bildlich erfassbaren Vorgangs, beispielsweise dem Anfluten eines Kontrastmittels, gezogen werden sollen. 1 shows an extended system for recording A of an X-ray image 2 , In the following, the terms "X-ray image" and "image" are used interchangeably. Such an image can represent both a surface and a volume. It can thus be formed two-dimensionally and constructed of so-called pixels, or it can be formed in three dimensions and constructed of so-called voxels. In addition, an image within the meaning of the present application may not only spatially, but also temporally extend. An image can therefore comprise a temporal series of individual recordings, each recorded at different times. This is particularly important if conclusions are to be drawn from the temporal change of a graphically detectable process, for example the inundation of a contrast agent.

Bei der Aufnahme A eines Röntgenbildes 2 liegt der Patient 3 auf einer Patientenliege 6, die so mit einem Liegensockel 4 verbunden ist, dass er die Patientenliege 6 mit dem Patienten 3 trägt. Zur Aufnahme A eines dreidimensionalen CT-Bildes bewegt die Patientenliege 6 den Patienten 3 entlang der Längsachse 5 des Patienten 3 durch die Öffnung 10 der Gantry 16 eines CT-Geräts 1. Während dieser Bewegung wird ein Röntgenbild 2 eines Körperbereiches des Patienten 3 erstellt. Die Aufnahme A eines Röntgenbildes 2 beruht auf der Messung der Röntgenabsorption des jeweils abzubildenden Körperbereiches. Zur Aufnahme A eines dreidimensionalen CT-Bildes rotiert die Aufnahmeeinheit AE, umfassend einen Röntgenemitter 8 sowie einen Röntgendetektor 9, um die Öffnung 10 des CT-Gerätes 1 und damit um die Längsachse 5 des Patienten 3. Die Röntgenabsorption des jeweils abzubildenden Körperbereiches wird also aus verschiedenen Winkeln gemessen, wobei als Aufnahmewinkel typischer Weise der Winkel zwischen der Längsachse 5 des Patienten 3 sowie der kürzesten Verbindung zwischen der Längsachse 5 und dem Röntgenemitter 8 angesehen wird. Da sich sowohl die Patientenliege 6 (entlang der Längsachse 5 des Patienten 3) als auch die Aufnahmeeinheit AE (um die Längsachse 5 des Patienten 3) bewegen, ist es sinnvoll einen sogenannten "Pitch" zu definieren. Dabei handelt es sich um das Verhältnis zwischen dem Vorschub der Patientenliege 6 pro einer 360° Umdrehung der Aufnahmeeinheit AE. When recording A an X-ray image 2 lies the patient 3 on a patient couch 6 that way with a lying base 4 connected is that he is the patient bed 6 with the patient 3 wearing. The patient bed moves to record A of a three-dimensional CT image 6 the patient 3 along the longitudinal axis 5 of the patient 3 through the opening 10 the gantry 16 a CT device 1 , During this movement will be an X-ray image 2 a body region of the patient 3 created. The photograph A of an X-ray image 2 is based on the measurement of the X-ray absorption of the body region to be imaged. For recording A of a three-dimensional CT image rotates the recording unit AE, comprising an X-ray emitter 8th and an X-ray detector 9 to the opening 10 of the CT device 1 and thus around the longitudinal axis 5 of the patient 3 , The X-ray absorption of the body region to be imaged is thus measured from different angles, the angle between the longitudinal axis typically being the acceptance angle 5 of the patient 3 as well as the shortest connection between the longitudinal axis 5 and the X-ray emitter 8th is seen. Because both the patient bed 6 (along the longitudinal axis 5 of the patient 3 ) as well as the receiving unit AE (about the longitudinal axis 5 of patients 3 ), it makes sense to define a so-called "pitch". This is the ratio between the feed of the patient bed 6 per a 360 ° rotation of the recording unit AE.

Bei dem Röntgenemitter 8 handelt es sich typischer Weise um eine Röntgenröhre; bei der Röntgendetektor 9 handelt es sich typischer Weise um einen Zeilen- oder Flachdetektor. Der Röntgendetektor 9 kann aber auch als Szintillatorzähler oder CCD Kamera ausgebildet sein. Röntgenemitter 8 und Röntgendetektor 9 sind so in einer Gantry 16 angeordnet, dass sie sich gegenüber liegen und die Röntgenstrahlen 17 des Röntgenemitters 8 für den Röntgendetektor 9 detektierbar sind. Die Aufnahmeeinheit AE ist so im Körper der Gantry 16 gelagert, dass die Aufnahmeeinheit AE um die Öffnung 10 und damit die Längsachse 5 des Patienten 3 rotieren kann. With the X-ray emitter 8th it is typically an X-ray tube; at the x-ray detector 9 it is typically a line or flat detector. The x-ray detector 9 but can also be designed as Szintillatorzähler or CCD camera. X-ray emitter 8th and x-ray detector 9 are like that in a gantry 16 arranged that they face each other and the x-rays 17 of the X-ray emitter 8th for the x-ray detector 9 are detectable. The recording unit AE is in the body of the gantry 16 stored that the receiving unit AE around the opening 10 and thus the longitudinal axis 5 of the patient 3 can rotate.

Die Aufnahmen A des CT-Geräts 1 werden zur Verarbeitung und/oder Darstellung an einen Computer 18 gesendet. Weiterhin ist der Computer 18 mit der Steuerungseinheit StE sowie der Berechnungseinheit BE ausgestattet. Die Steuerungseinheit StE ist dazu ausgelegt die Geschwindigkeit der Patientenliege 6 und/oder der Aufnahmeeinheit AE in Abhängigkeit der Röntgenabsorptionseigenschaften 13 des aufzunehmenden Körperbereiches zu steuern. Weiterhin ist die Steuerungseinheit StE dazu ausgelegt die Intensität der Röntgenstrahlung 17, die durch den Röntgenemitter 8 bereit gestellt wird, zu regulieren. Die Berechnungseinheit BE ist dazu ausgelegt die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 des aufzunehmenden Körperbereiches des Patienten 3 zu berechnen, beispielsweise anhand eines Topogramms 15. Sowohl die Steuerungseinheit StE als auch die Berechnungseinheit BE können als Hard- oder Software ausgebildet sein. Sowohl die Steuerungseinheit StE als auch die Berechnungseinheit BE können auf unterschiedlichen Computern 18 implementiert werden. So kann die Berechnungseinheit BE als Teil eines Servers ausgebildet sein, während die Steuerungseinheit StE als Teil des medizinischen Geräts 1 ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit StE als ein sogenanntes FPGA (Akronym für das englischsprachige "Field Programmable Gate Array") ausgebildet sein. The pictures A of the CT device 1 are for processing and / or presentation to a computer 18 Posted. Furthermore, the computer 18 equipped with the control unit StE and the calculation unit BE. The control unit StE is designed for the speed of the patient bed 6 and / or the recording unit AE as a function of the X-ray absorption properties 13 to control the male body area. Furthermore, the control unit StE is designed for the intensity of the X-ray radiation 17 by the X-ray emitter 8th is provided to regulate. The calculation unit BE is designed to have the X-ray absorption characteristics 13 of the male body region of the patient 3 to calculate, for example, based on a topogram 15 , Both the control unit StE and the calculation unit BE can be designed as hardware or software. Both the control unit StE and the calculation unit BE can be used on different computers 18 be implemented. Thus, the calculation unit BE can be designed as part of a server, while the control unit StE as part of the medical device 1 is trained. For example, the control unit StE can be designed as a so-called FPGA (acronym for the "Field Programmable Gate Array").

Der Computer 18 ist mit einer Ausgabeeinheit 11 sowie einer Eingabeeinheit 7 verbunden. Bei der Ausgabeeinheit 11 handelt es sich beispielsweise um einen (oder mehrere) LCD-, Plasma- oder OLED-Bildschirm(e). Auf der Ausgabeeinheit 11 wird beispielsweise das Röntgenbild 2 angezeigt. Bei der Eingabeeinheit 7 handelt es sich beispielsweise um eine Tastatur, eine Maus, einen sogenannten Touchscreen oder auch um ein Mikrofon zur Spracheingabe. Die Eingabeeinheit 7 kann genutzt werden, um ein Programm zu starten, dass die Steuerungseinheit StE, Berechnungseinheit BE sowie die Aufnahmeeinheit AE ansteuern und damit das in 3 beschriebene Verfahren kontrollieren kann. The computer 18 is with an output unit 11 and an input unit 7 connected. At the output unit 11 For example, it is one (or more) LCD, plasma, or OLED screen (s). On the output unit 11 For example, the X-ray image 2 displayed. At the input unit 7 For example, it is a keyboard, a mouse, a so-called touch screen or even a microphone for voice input. The input unit 7 can be used to start a program that the control unit StE, calculation unit BE and the recording unit AE control and thus the in 3 can control described method.

2 ein System zur Aufnahme A eines Röntgenbildes 2. Das im Folgenden beschriebene System ist dazu ausgelegt das in 3 beschriebene Verfahren durchzuführen. Das System umfasst eine Aufnahmeeinheit AE, die dazu ausgelegt ist ein Röntgenbild 2 wenigstens eines Körperbereiche eines Patienten 3 aufzunehmen. Bei einem Körperbereich kann es sich beispielsweise um den Abdomen, den Thorax oder den Kopf handeln. Weiterhin umfasst das System eine Steuerungseinheit StE, die dazu ausgelegt ist die Geschwindigkeit zumindest einer Relativbewegung zwischen dem Patienten 3 und der Aufnahmeeinheit AE in Abhängigkeit der Röntgenabsorptionseigenschaften 13 wenigstens eines Körperbereiches des Patienten 3 zu steuern. Bei den Röntgenabsorptionseigenschaften 13 handelt es sich im Wesentlichen um die Fähigkeit eines Körperbereiches Röntgenstrahlung 17 zu absorbieren und/oder zu streuen, so dass diese nicht vom Röntgenemitter 8 zum Röntgendetektor 9 gelangen können. Zum Zweck der Steuerung St der Geschwindigkeit werden von der Steuerungseinheit StE berechnete Steuerungswerte 12 an die Aufnahmeeinheit AE und/oder die Patientenliege 6 übertragen. Bei den Steuerungswerten 12 handelt es sich beispielsweise um die Geschwindigkeit der Patientenliege 6 bzw. der Aufnahmeeinheit AE entlang der Längsachse 5 des Patienten 3 oder um die Rotationsgeschwindigkeit der Aufnahmeeinheit AE um die Längsachse 5 des Patienten 3. 2 a system for receiving A of an X-ray image 2 , The system described below is designed to be in 3 perform described method. The system comprises a recording unit AE, which is designed for an X-ray image 2 at least one body region of a patient 3 take. A body region may be, for example, the abdomen, the thorax or the head. Furthermore, the system comprises a control unit StE, which is designed for the speed of at least one relative movement between the patient 3 and the receiving unit AE as a function of the X-ray absorption properties 13 at least one body region of the patient 3 to control. In the X-ray absorption properties 13 This is essentially the ability of a body region to X-ray 17 to absorb and / or scatter, so that they are not from the X-ray emitter 8th to the X-ray detector 9 can reach. For the purpose of controlling the speed St, control values calculated by the control unit StE are calculated 12 to the receiving unit AE and / or the patient bed 6 transfer. At the control values 12 For example, it is the speed of the patient bed 6 or the receiving unit AE along the longitudinal axis 5 of the patient 3 or the rotational speed of the receiving unit AE about the longitudinal axis 5 of the patient 3 ,

Die Steuerung St der Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen Patient 3 und Aufnahmeeinheit AE erlaubt eine Regulation der Dosis für einen bestimmten Körperbereich unabhängig von der Strahlungsintensität des Röntgenemitters 8. Im Folgenden ist mit der Dosis die Energiedosis gemeint, also die Energie der Röntgenstrahlung 17, der ein Patient 3 pro kg Körpergewicht ausgesetzt ist. Die Steuerung St der Geschwindigkeit einer Relativbewegung ist insbesondere bei kräftigen Patienten 3 zur Dosisregulierung sinnvoll. Denn für solche Patienten 3 muss eine vergleichsweise hohe Dosis angewendet werden um eine zufriedenstellende Bildqualität zu erreichen. Eine solch hohe Dosis lässt sich prinzipiell durch eine höhere Intensität der Röntgenstrahlung 17, insbesondere durch einen höheren Strom einer Röntgenröhre als Röntgenemitter 8 erreichen. Allerdings führt dieser Ansatz jedoch zu erhöhtem Verschleiß der Röntgenröhre. Und bei einer festen, hohen Geschwindigkeit der Patientenliege 6, also einem hohen Pitch, ist die für eine gewisse Bildqualität benötigte Dosis oft gar nicht erst zu erreichen. The control St the speed of a relative movement between patient 3 and recording unit AE allows regulation of the dose for a specific body area, regardless of the radiation intensity of the X-ray emitter 8th , In the following, the dose means the absorbed dose, ie the energy of the X-ray radiation 17 who is a patient 3 per kg of body weight is exposed. The control St of the speed of a relative movement is particularly strong patients 3 useful for dose regulation. Because for such patients 3 A relatively high dose must be used to achieve a satisfactory image quality. In principle, such a high dose can be achieved by a higher intensity of the X-ray radiation 17 , in particular by a higher current of an X-ray tube than X-ray emitter 8th to reach. However, this approach leads to increased wear of the X-ray tube. And at a fixed, high speed of the patient bed 6 , so a high pitch, the required dose for a certain image quality is often not even reach.

Deshalb ist es vorteilhaft die Dosis durch eine höhere Integrationszeit pro Bildabschnitt zu erhöhen, also durch eine verringerte Geschwindigkeit der Patientenliege 6. Weiterhin ist es sinnvoll die Dosis entlang der Längsachse 5 des Patienten 3 zu regulieren. Denn für eine Aufnahme A des Schulter- oder Hüftbereiches ist in der Regel eine höhere Dosis als für die Aufnahme A des Beinbereiches notwendig. Eine solche Regulation der Dosis wird durch die Steuerung der Geschwindigkeit der Patientenliege 6 entlang der Längsachse 5 des Patienten 3 erreicht. So wir die Geschwindigkeit der Patientenliege 6 im Bereich hoher Röntgenabsorption wie dem Schulter- und Hüftbereich erniedrigt und im Bereich niedriger Röntgenabsorption wie dem Beinbereich erhöht. Mit diesem Ansatz ist es besonders leicht möglich eine vergleichbare Bildqualität von Körperbereichen mit unterschiedlich hohen Röntgenabsorptionseigenschaften 13 innerhalb eines Röntgenbildes 2 zu erreichen. Therefore, it is advantageous to increase the dose by a higher integration time per image section, So by a reduced speed of the patient bed 6 , Furthermore, it makes sense the dose along the longitudinal axis 5 of the patient 3 to regulate. Because for a recording A of the shoulder or hip area is usually a higher dose than for the recording A of the leg area necessary. Such regulation of the dose is achieved by controlling the speed of the patient couch 6 along the longitudinal axis 5 of the patient 3 reached. So we the speed of the patient bed 6 decreased in the range of high X-ray absorption such as the shoulder and hip area and increased in the range of low X-ray absorption such as the leg area. With this approach, it is particularly easy to achieve a comparable image quality of body areas with different levels of X-ray absorption properties 13 within an X-ray image 2 to reach.

Die Steuerung St der Geschwindigkeit einer Rotationsbewegung der Aufnahmeeinheit AE um die Längsachse 5 des Patienten 3 ist von besonderer Bedeutung. Denn es ist erstrebenswert für eine vereinfachte Rekonstruktion der Rohdaten zu einem dreidimensionalen Röntgenbild 2 den Pitch konstant zu halten. Daher ist die Steuerungseinheit StE so ausgelegt, dass sie den Pitch auch bei veränderter Rotationsgeschwindigkeit der Aufnahmeeinheit AE konstant halten kann. Bei einer verringerten Geschwindigkeit des Vorschubs des Patienten 3, beispielsweise durch eine Bewegung der Patientenliege 6, reduziert sich also auch die Rotationsgeschwindigkeit der Aufnahmeeinheit AE. The control St the speed of a rotational movement of the receiving unit AE about the longitudinal axis 5 of the patient 3 is of particular importance. Because it is desirable for a simplified reconstruction of the raw data to a three-dimensional X-ray image 2 to keep the pitch constant. Therefore, the control unit StE is designed so that it can keep the pitch constant even when the rotation speed of the recording unit AE is changed. At a reduced speed of advancement of the patient 3 , For example, by a movement of the patient bed 6 , So also reduces the rotational speed of the recording unit AE.

Weiterhin ist die Steuerungseinheit StE dazu ausgelegt die Intensität der Röntgenstrahlung 17 der Aufnahmeeinheit AE in Abhängigkeit der Röntgenabsorptionseigenschaften 13 wenigstens eines Körperbereiches des Patienten 3 zu steuern. Die Dosis kann also sowohl über die Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen Aufnahmeeinheit AE und Patient 3 – und damit der Integrationszeit – als auch über die Intensität der Röntgenstrahlung 17 reguliert werden. Die Steuerung St der Furthermore, the control unit StE is designed for the intensity of the X-ray radiation 17 the recording unit AE as a function of the X-ray absorption properties 13 at least one body region of the patient 3 to control. The dose can therefore be both about the speed of a relative movement between recording unit AE and patient 3 - And thus the integration time - as well as the intensity of the X-ray radiation 17 be regulated. The control St the

Intensität der Röntgenstrahlung 17 ist vor allem während einer einzelnen Umdrehung der Aufnahmeeinheit AE sinnvoll. Wird der Thorax eines auf dem Rücken liegenden Patienten 3 frontal bestrahlt, absorbiert er pro Flächeneinheit normalerweise weniger Röntgenstrahlung 17 als wenn er von der Seite, also senkrecht zur Saggitalebene, bestrahlt wird. Und die Intensität der Röntgenstrahlung 17 lässt sich einfach und sehr schnell, insbesondere periodisch, steuern. Die Intensität der Röntgenstrahlung 17 kann beispielsweise über den Strom einer Röntgenröhre als Röntgenemitter 8 gesteuert werden. Intensity of X-rays 17 is useful especially during a single revolution of the recording unit AE. Is the thorax of a patient lying on his back 3 irradiated frontally, it usually absorbs less X-radiation per unit area 17 as if it were irradiated from the side, ie perpendicular to the sagittal plane. And the intensity of X-rays 17 can be controlled easily and very quickly, especially periodically. The intensity of X-rays 17 can, for example, via the current of an X-ray tube as X-ray emitter 8th to be controlled.

Weiterhin umfasst das System eine Berechnungseinheit BE, die dazu ausgelegt ist die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 wenigstens eines Körperbereiches des Patienten 3 anhand eines Topogramms 15 zu berechnen. Ein Topogramm 15 ist ein zweidimensionales Röntgenbild 2 in Form einer Röntgenprojektion, die es ermöglichen soll, den genauen Untersuchungsbereich sowie die Dosis der Röntgenstrahlung 17 für eine dreidimensionale CT-Aufnahme zu berechnen. Bei einem Topogramm 15 wird im Wesentlichen die Absorption von Röntgenstrahlung 17 durch den im Strahlengang befindlichen Körperbereich gemessen. Daher lassen sich aus einem Topogramm 15 direkt die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 des im Strahlengang befindlichen Körperbereiches messen. Um die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 entlang zweier verschiedener Achsen, beispielsweise jeweils senkrecht zur Frontal- und zur Sagittalebene, zu berechnen, kann es auch vorteilhaft sein zwei Topogramme 15 eines Patienten 3 aufzunehmen. Ein solches Topogramm 15 kann insbesondere mit der Aufnahmeeinheit AE aufgenommen werden. Zur Berechnung B der Röntgenabsorptionseigenschaften 13 wird das aufgenommene Topogramm 15 von der Aufnahmeeinheit AE an die Berechnungseinheit BE gesendet. Die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 werden zur weiteren Verarbeitung, insbesondere zur Berechnung B der Steuerungswerte 12, von der Berechnungseinheit BE an die Steuerungseinheit StE gesendet. Furthermore, the system comprises a calculation unit BE, which is designed for the X-ray absorption properties 13 at least one body region of the patient 3 based on a topogram 15 to calculate. A topogram 15 is a two-dimensional x-ray image 2 in the form of an X-ray projection, which should make it possible to determine the exact examination area as well as the dose of X-radiation 17 to calculate for a three-dimensional CT image. With a topogram 15 is essentially the absorption of X-rays 17 measured by the body region located in the beam path. Therefore, let's get out of a topogram 15 directly the X-ray absorption properties 13 measure the area of the body located in the beam path. To the X-ray absorption properties 13 along two different axes, for example, each perpendicular to the frontal and the sagittal plane to calculate, it may also be advantageous to have two topograms 15 a patient 3 take. Such a topogram 15 can be recorded in particular with the recording unit AE. To calculate B of the X-ray absorption properties 13 becomes the recorded topogram 15 sent from the recording unit AE to the calculation unit BE. The X-ray absorption properties 13 are used for further processing, in particular for the calculation B of the control values 12 , sent from the calculation unit BE to the control unit StE.

3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Aufnahme A eines Röntgenbildes 2. Das Verfahren umfasst die Aufnahme A eines Röntgenbildes 2 wenigstens eines Körperbereiche eines Patienten 3 mittels einer Aufnahmeeinheit AE, sowie die Steuerung St der Geschwindigkeit zumindest einer Relativbewegung zwischen dem Patienten 3 und der Aufnahmeeinheit AE in Abhängigkeit der Röntgenabsorptionseigenschaften 13 der verschiedenen Körperbereiche des Patienten 3 mittels einer Steuerungseinheit StE. 3 shows a flowchart of the method for recording A of an X-ray image 2 , The method comprises the photograph A of an X-ray image 2 at least one body region of a patient 3 by means of a recording unit AE, as well as the control St of the speed of at least one relative movement between the patient 3 and the receiving unit AE as a function of the X-ray absorption properties 13 the different parts of the body of the patient 3 by means of a control unit StE.

Weiterhin umfasst das Verfahren die Bewegung des Patienten 3 relativ zur Aufnahmeeinheit AE entlang seiner Längsachse 5 mittels einer Patientenliege 6. Zusätzlich zur Bewegung der Patientenliege 6 bewegt sich die Aufnahmeeinheit AE relativ zum Patienten 3 bewegt werden. Insbesondere kann die Aufnahmeeinheit AE eine Rotationsbewegung um den Patienten 3 und/oder eine Translationsbewegung relativ zu dem Patienten 3 entlang seiner Längsachse 5 ausführen. Dabei wird die Relativbewegung zwischen Patient 3 und Aufnahmeeinheit AE entlang der Längsrichtung 5 des Patienten 3 sowie die Rotationsbewegung der Aufnahmeeinheit AE um den Patienten 3 derart ausgeführt, dass ein konstanter Pitch erzielt wird. Weiterhin umfasst das Verfahren die Steuerung St der Intensität der Röntgenstrahlung 17 der Aufnahmeeinheit AE in Abhängigkeit der Röntgenabsorptionseigenschaften 13 wenigstens eines Körperbereiches des Patienten 3 mittels der Steuerungseinheit StE. Zur Steuerung St der Geschwindigkeit bzw. der Intensität der Röntgenstrahlung überträgt die Steuerungseinheit StE Steuerungswerte 12 an die Aufnahmeeinheit AE bzw. an die Patientenliege 6. Zur Berechnung B der Steuerungswerte 12 werden die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 von der Berechnungseinheit BE an die Steuerungseinheit StE gesendet. Furthermore, the method comprises the movement of the patient 3 relative to the receiving unit AE along its longitudinal axis 5 by means of a patient bed 6 , In addition to the movement of the patient bed 6 the receiving unit AE moves relative to the patient 3 to be moved. In particular, the receiving unit AE can rotate around the patient 3 and / or a translational movement relative to the patient 3 along its longitudinal axis 5 To run. Thereby the relative movement between patient becomes 3 and receiving unit AE along the longitudinal direction 5 of the patient 3 and the rotational movement of the receiving unit AE around the patient 3 executed so that a constant pitch is achieved. Furthermore, the method comprises the control St of the intensity of the X-radiation 17 the recording unit AE as a function of the X-ray absorption properties 13 at least one body region of the patient 3 by means of the control unit StE. To control St the speed or the intensity of the X-radiation transmits the control unit StE control values 12 to the receiving unit AE or to the patient bed 6 , For the calculation B of the control values 12 become the X-ray absorption properties 13 sent from the calculation unit BE to the control unit StE.

Die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 wenigstens eines Körperbereiches des Patienten 3 werden dabei anhand eines Topogramms 15 mittels einer Berechnungseinheit BE berechnet. Das Topogramm 15 wird bevorzugt mit der Aufnahmeeinheit AE und unmittelbar vor Beginn des hier beschriebenen Verfahrens aufgenommen. Daher wird das Topogramm 15 von der Aufnahmeeinheit AE zur Berechnung B an die Berechnungseinheit BE gesendet. Weiterhin sollte sich der Patient 3 zwischen der Aufnahme des Topogramms 15 und der hier beschriebenen Aufnahme A eines Röntgenbildes 2 nicht wesentlich bewegen, da die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 entlang verschiedener Achsen des Patienten 3, beispielsweise senkrecht zur Sagittal- bzw. Frontalebene, auch von seiner Lage relativ zur Aufnahmeeinheit AE abhängen. The X-ray absorption properties 13 at least one body region of the patient 3 will be using a topogram 15 calculated by means of a calculation unit BE. The topogram 15 is preferably recorded with the recording unit AE and immediately before the beginning of the method described here. Therefore, the topogram becomes 15 from the receiving unit AE for the calculation B to the calculation unit BE sent. Furthermore, the patient should 3 between the recording of the topogram 15 and the photograph A of an X-ray image described here 2 do not move significantly, because the X-ray absorption properties 13 along different axes of the patient 3 , For example, perpendicular to the sagittal or frontal plane, also depend on its location relative to the receiving unit AE.

Die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 können durch die Berechnungseinheit BE auch in Echtzeit, also während der Aufnahme A des Röntgenbildes 2, berechnet werden. Diese Berechnung B erfolgt, indem kontinuierlich die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 aus einem Abschnitt des Röntgenbildes 2 berechnet werden. Bei einer kontinuierlichen Drehung der Aufnahmeeinheit AE in einem CT-Gerät 1 wird die Intensität der Röntgenstrahlung 17 beispielsweise um 180° versetzt gesteuert. Die Intensität der Röntgenstrahlung 17 wird daher anhand von Röntgenabsorptionseigenschaften 13 berechnet, die auf einem um 180° versetzt aufgenommenen Abschnitt des Röntgenbildes 2 beruhen. The X-ray absorption properties 13 can by the calculation unit BE in real time, ie during the recording A of the X-ray image 2 , be calculated. This calculation B is done by continuously the X-ray absorption properties 13 from a section of the X-ray image 2 be calculated. In a continuous rotation of the recording unit AE in a CT device 1 becomes the intensity of X-rays 17 for example, controlled by 180 ° offset. The intensity of X-rays 17 is therefore determined by X-ray absorption properties 13 calculated on a 180 ° offset recorded portion of the x-ray image 2 based.

Weiterhin können die Röntgenabsorptionseigenschaften 13 auch in Form eines Signal-zu-Rausch Verhältnisses bestimmt werden. Sowohl die Berechnung B der Intensität der Röntgenstrahlung 17 als auch die Steuerung St der Geschwindigkeit der Relativbewegung können so durchgeführt werden, dass während der Aufnahme A ein konstantes Signal-zu-Rausch Verhältnis und damit eine konstante Bildqualität angestrebt werden. Furthermore, the X-ray absorption properties can 13 also be determined in the form of a signal-to-noise ratio. Both the calculation B of the intensity of X-rays 17 as well as the control St the speed of the relative movement can be performed so that during recording A a constant signal-to-noise ratio and thus a constant image quality are sought.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können Verfahrensschritte in einer anderen als den angegebenen Reihenfolgen durchgeführt werden. While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. In particular, method steps can be carried out in a sequence other than that indicated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 03/092502 A1 [0003]

Claims

System for recording (A) an X-ray image ( 2 ), comprising: - a recording unit (AE), designed to receive (A) an X-ray image ( 2 ) at least one body region of a patient ( 3 ), - a control unit (StE), designed to control (St) the speed of at least one relative movement between the patient ( 3 ) and the recording unit (AE) as a function of the X-ray absorption properties ( 13 ) at least one body region of the patient ( 3 ).

The system of claim 1, comprising: - a patient couch ( 6 ), designed the patient ( 3 ) relative to the receiving unit (AE) along its longitudinal axis ( 5 ) to move.

System according to claim 1 or 2, wherein the receiving unit (AE) is designed relative to the patient ( 3 ) to move.

System according to claim 3, wherein the receiving unit (AE) is designed to rotate about the patient ( 3 ).

System according to one of claims 3 or 4, wherein the receiving unit (AE) is designed a translation movement relative to the patient ( 3 ) along its longitudinal axis ( 5 ).

System according to one of claims 4 or 5, designed the relative movement between patient ( 3 ) and the receiving unit (AE) along the longitudinal axis ( 5 ) of the patient ( 3 ) as well as the rotational movement of the receiving unit (AE) around the patient ( 3 ) in such a way that a constant pitch is achieved.

System according to one of claims 1 to 6, wherein the control unit (StE) for controlling (St) the intensity of the X-radiation ( 17 ) of the recording unit (AE) as a function of the X-ray absorption properties ( 13 ) at least one body region of the patient ( 3 ) is designed.

System according to one of claims 1 to 7, comprising - a calculation unit (BE), which for the calculation (B) of the X-ray absorption properties ( 13 ) at least one body region of the patient ( 3 ) using a topogram ( 15 ) is designed.

System according to one of claims 1 to 8, comprising - a calculation unit (BE), which is used for the calculation (B) of the X-ray absorption properties ( 13 ) at least one body region of the patient ( 3 ) during the recording (A) of the X-ray image ( 2 ) is designed.

Method for recording (A) an X-ray image, comprising the following steps: - recording (A) of an X-ray image ( 2 ) at least one body region of a patient ( 3 ) by means of a recording unit (AE), - controlling (St) the speed of at least one relative movement between the patient ( 3 ) and the recording unit (AE) as a function of the X-ray absorption properties ( 13 ) at least one body region of the patient ( 3 ) by means of a control unit (StE).

The method of claim 10, further comprising the step of: - moving the patient ( 3 ) relative to the receiving unit (AE) along its longitudinal axis ( 5 ) by means of a patient couch ( 6 ).

Method according to claim 10 or 11, further comprising the following step: movement of the recording unit (AE) relative to the patient ( 3 ).

Method according to claim 12, wherein the receiving unit (AE) rotates about the patient ( 3 ).

Method according to claim 12 or 13, wherein the receiving unit (AE) translates relative to the patient ( 3 ) along its longitudinal axis ( 5 ).

Method according to claim 13 or 14, wherein the relative movement between patient ( 3 ) and receiving unit (AE) along the longitudinal axis ( 5 ) of the patient ( 3 ) as well as the rotational movement of the receiving unit (AE) around the patient ( 3 ) is performed such that a constant pitch is achieved.

Method according to one of claims 10 to 15, further comprising the following step: - controlling (St) the intensity of the X-radiation ( 17 ) of the recording unit (AE) as a function of the X-ray absorption properties ( 13 ) at least one body region of the patient ( 3 ) by means of the control unit (StE).

Method according to one of claims 10 to 16, further comprising the following step: Calculation (B) of the X-ray absorption properties ( 13 ) at least one body region of the patient ( 3 ) using a topogram ( 15 ) by means of a calculation unit (BE).

Method according to one of claims 10 to 16, further comprising the following step: - calculation (B) of the X-ray absorption properties ( 13 ) at least one body region of the patient ( 3 ) during the recording (A) of the X-ray image ( 2 ) by means of a calculation unit (BE).