DE10126810A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Mehrfach-Ansichtpunkt-Erfassung von Bildern - Google Patents

Abstract

Vorstehend ist ein Verfahren zur Erfassung von Bildern eines Objekts in einem Abbildungssystem beschrieben, das mit einer Rotationsanordnung aus einem Energiestrahlemitter und einem Energiestrahlempfänger ausgestattet ist, wobei der Energiestrahl an einer Achse zentriert ist, und wobei ein kontinuierlicher Pfad der sich bewegenden Anordnung entlang zumindest zweier Achsen einer dreidimensionalen Referenz definiert ist, wobei die Achse des Energiestrahls eine Linkskurve auf dem Pfad beschreibt, und im Verlauf des Pfades der Energiestrahl emittiert wird und Bilder erfasst werden.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Bilder­ fassung, und insbesondere bezieht sie sich auf Bilder, die mittels eines Röntgengeräts erhalten werden. Die Erfindung kann insbesondere bei Röntgenabbildungseinrichtungen bspw. auf medizinischem Gebiet, und insbesondere, aber nicht aus­ schließlich, in der Kardiologie angewendet werden.

Ein Röntgengerät, das bspw. bei der Mammographie, der her­ kömmlichen RAD- oder RS-Radiologie und der neurologischen oder sogar Gefäß-(Peripherie- oder Herz-) Radiologie ver­ wendet wird, besteht im Allgemeinen aus einer Röntgenröhre und einem Kollimator zum Formen und Begrenzen eines Rönt­ genstrahls, einem Bildempfänger, üblicherweise einem Rönt­ genbildverstärker und einer Videokamera, oder sogar einer Festkörper- bzw. Direkterfassungseinrichtung, einem Positi­ onierer, der die Röntgenröhren- und Kollimatoranordnung auf einer Seite und den Bildempfänger auf der anderen Seite trägt, und im Raum um eine oder mehrere Achsen bewegbar oder drehbar ist, und einer Einrichtung zur Positionierung des Patienten, Objekts, wie bspw. einem Tisch, der mit ei­ ner Plattform zum Tragen des Objekts bspw. in Rückenlage versehen ist. Ein Röntgengerät umfasst ferner eine Einrich­ tung zur Steuerung der Röntgenröhre, wodurch die Anpassung von Parametern wie die Röntgendosis, Bildbestrahlungszeit, Hochspannung, usw. ermöglicht wird, eine Einrichtung zur Steuerung der verschiedenen Motoren zum Ermöglichen einer Verschiebung des Röntgengeräts auf seinen verschiedenen Achsen, sowie eine Einrichtung zur Positionierung des Pati­ enten und einer Bildverarbeitungseinrichtung zum Ermögli­ chen einer Anzeige auf einem Bildschirm und Datenspeiche­ rung für zwei- oder dreidimensionale Bilder mit Funktionen wie einem Zoom-Vorgang, einer Translation entlang einer oder mehrer senkrechten Achsen, einer Rotation um verschie­ dene Achsen, einer Subtraktion von Bildern oder auch einer Extraktion der Kontur. Diese Funktionen werden durch elek­ tronische Schalttafeln sichergestellt, die verschiedenen Einstellungen unterzogen werden.

Ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erfassung von Bil­ dern eines Körpers durch Plazieren in Rotation ist aus der FR-A-2 705 224 bekannt. Insbesondere zeigt die FR-A-2 705 224, dass aufgrund der Kegelform des Röntgenstrahls die Messungen zur Quantifizierung einer in einem Bild beobach­ teten Läsion bspw. bei einer an Angiographieuntersuchung nur dann korrekt sind, wenn die lokale Richtung des be­ trachteten Gefäßes parallel zur Ebene der Erfassungsein­ richtung ist, und die Qualität der Visualisierung und Quan­ tifizierung der Läsionen hängt stark von der Wahl der Er­ fassungseinfallswinkel ab.

Die Möglichkeit der Positionierung der Ebene der Erfas­ sungseinrichtung des Geräts parallel zur Hauptachse eines Gefäßes ermöglicht die Visualisierung des Gefäßes unter den besten Bedingungen. Die FR-A 2 705 214 schlägt die Verwen­ dung von zwei Referenzbildern vor, die bei zwei verschiede­ nen Einfallswinkeln erfasst wurden, um automatisch die dreidimensionale Orientierung des interessierenden Gefäßes zu bestimmen. Mit einem Dreiachsengerät werden die Winkel­ positionen der ersten zwei Achsen bestimmt, um die dritte Achse parallel zu dem Gefäß zu plazieren. Die Rotation um diese dritte Achse wird dann zur Durchführung der Erfassun­ gen frei verwendet.

Bei der Herzradiologie macht der Benutzer zweidimensionale Bilder zum Erhalten dreidimensionaler Bilder durch Rekon­ struktion. Die zweidimensionalen Bilder werden durch fixie­ ren der Winkelpositionen der ersten zwei Achsen und durch die Durchführung einer Rotation bezüglich der dritten Achse gemacht. Zum erhalten zweidimensionaler Bilder als solches führen die Benutzer die Einstellungen der Winkelpositionen selbst durch, was relativ langsam ist. Für jedes gemachte Bild an einer bestimmten Winkelposition wird ein Kontrast­ mittel injiziert.

Kurzzusammenfassung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schlägt ein Verfahren zur Bilderfassung vor, das die Injektion eines Kontrastmit­ tels reduziert.

Ein Verfahren der Erfindung schlägt ein schnelleres Verfah­ ren der Bilderfassung vor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schlägt ein Verfahren zur Erfassung zweidimensionaler Bilder zum Zweck einer dreidimensionalen Hochqualitäts-Rekonstruktion vor.

Das Verfahren gemäß der ersten Ausgestaltung der Erfindung ist für die Erfassung von Bildern eines Objekts in einem Abbildungssystem ausgestaltet, das mit einer Rotationsan­ ordnung aus einem Energiestrahlemitter und einem Energie­ strahlempfänger ausgestattet ist, wobei der Energiestrahl an einer Achse zentriert ist. Ein kontinuierlicher Pfad oder eine kontinuierliche Trajektorie der Rotationsanordnung ist entlang zumindest zweier Achsen eines dreidimensionalen Koordinatensystems definiert. Die Achse des Energiestrahls beschreibt eine linke oder dreidimensionale Kurve auf dem Pfad. Im Verlauf des Pfades wird der Energiestrahl emit­ tiert und Bilder werden erfasst.

Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Erfassung von Bildern, bspw. Röntgenbildern. Die Einrichtung umfasst einen Energiestrahlemitter, einen Energiestrahlempfänger, wobei der Energiestrahl an einer Achse zentriert ist, und eine Arithmetikeinheit zur Steuerung des Emitters und zur Verarbeitung von Daten von dem Empfänger. Die Arithmetik­ einheit umfasst eine Einrichtung zur Definition eines Pfa­ des oder einer Trajektorie der Rotationsanordnung entlang zumindest zweier Achsen eines dreidimensionalen Bezugs, wo­ bei die Achse des Energiestrahls eine linke oder dreidimen­ sionale Kurve während des Pfades beschreibt, und eine Ein­ richtung zur Steuerung der Emission des Energiestrahls und der Erfassung von Bildern auf dem Pfad.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm aus Pro­ grammcodeeinheiten zur Verwendung von Bilderfassungsstufen, wenn das Programm auf einem Computer läuft.

Die Erfindung betrifft auch einen Träger, der durch eine Einrichtung zum Lesen von Programmcodeeinheiten gelesen werden kann, die darauf gespeichert sind, und zur Verwen­ dung von Bilderfassungsstufen geeignet sind, wenn das Pro­ gramm auf einem Computer läuft.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Eine Ausgestaltung der Erfindung wird durch die folgenden Figuren veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Dreiachsen­ röntgengeräts, das zur Anwendung des Verfahrens verwendet werden kann,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines menschlichen Herzens,

Fig. 3 eine schematische Darstellung von drei Angulationen,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines ebenen Pfads, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Pfades gemäß ei­ ner Ausgestaltung der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung läuft der Pfad vorteilhafter Weise durch oder unmittelbar an oder in nächster Nähe zu zumindest einer Referenzposition.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung läuft der Pfad durch oder unmittelbar an oder in der nächsten Nähe zu einer Vielzahl von Referenzpositionen.

Der Energiestrahl wird im Verlauf des Pfades emittiert, so dass Bilder an ausgewählten Zeitpunkten oder Stellen er­ fasst werden. Im Fall eines Bilderfassungsgeräts vom Mehr­ fachachsentyp wird ein Ort durch Winkel bezüglich eines dreidimensionalen Koordinatensystems definiert, dessen Ach­ sen den mechanischen Achsen der Rotation des Geräts ent­ sprechen können oder bezüglich eines Patienten definiert werden können (kraniokaudale Achse, Rechts-Links-Achse, usw.). Ein derartiger Pfad kann in näherungsweise vier bis fünf Sekunden überstrichen werden, was die Verwendung einer einzigen Kontrastmittelinjektion ermöglicht.

Die Erfindung kann in der Radiologie insbesondere der Herz­ radiologie sinnvoll angewendet werden. Im zweiten Fall kön­ nen Links-Rechts- und Kranial-Kaudal-Rotationen zur präzi­ sen Beobachtung der vielen Kranzstrukturen gemacht werden.

Zum Erhalten zweidimensionaler Bilder an verschiedenen An­ gulationen entlang zumindest zweier Achsen reduziert sich die Anzahl der Kontrastmittelinjektionen auf eine. Die ver­ schiedenen zweidimensionalen Bilder werden im Verlauf der Verschiebung des Positionierers aufgenommen, während der Positionierer sich bewegt. Die Gesamtdauer der Abbildung wird daher verkürzt. Zur Rekonstruktion eines dreidimensio­ nalen Bildes wird ein Vorteil aus vorteilhaften Angulatio­ nen für eine bessere Bildqualität als im Fall gezogen, dass die zweidimensionalen Bilder, für die die Rekonstruktion beabsichtigt wird, während der Rotation um eine einzelne Achse aufgenommen werden.

Die Verschiebungsrate der sich bewegenden Anordnung ist vorteilhafter Weise mit ihrer Position in dem dreidimensio­ nalen Koordinatensystem verknüpft. Die Verschiebung kann schnell für nahe Winkelpositionen bzw. Angulationen und langsam in der Nähe von weiten Angulationen sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das abzu­ bildende Objekt ein Herz und Bilder eines Patientenherzens werden erfasst.

Die Verschiebungsrate der sich bewegenden Anordnung ist langsam während der Systole und schnell während der Diasto­ le.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Verschiebungsrate der Rotationsanordnung langsam in der Nähe von Referenzpo­ sitionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen.

Die Verschiebungsrate der Rotationsanordnung ist vorzugs­ weise langsam während der Systole in der Nähe von Referenz­ positionen und schnell während der Diastole zwischen zwei Referenzpositionen.

Die Bilderfassungsrate ist vorteilhafter Weise mit der Po­ sition der Rotationsanordnung in dem dreidimensionalen Ko­ ordinatensystem verknüpft.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Erfassungsrate der Bilder langsam in der Nähe von Referenzpositionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen.

Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Referenzpositionen in einem Speicher gespeichert.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Pfad in einem Spei­ cher gespeichert.

Wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst das Röntgengerät ein L-förmiges Gestell 1 mit einer grob horizontalen Basis 2 und einem grob vertikalen Träger 3, der an einem Ende 4 der Basis 2 angebracht ist. An dem gegenüberliegendem Ende 5 umfasst die Basis 2 eine Rotationsachse parallel zum Trä­ ger 3, um die sich das Gestell drehen kann. Ein Trägerarm 6 ist durch ein erstes Ende am Oberteil 7 des Trägers 3 ange­ bracht, und dreht sich um eine Achse 8. Der Trägerarm 6 kann die Form eines Bajonetts haben. Ein C-förmiger Kreis­ arm 9 wird durch ein anderes Ende 10 des Trägerarms 6 gehalten. Der C-förmige Arm 9 kann drehbar um eine Achse 13 relativ zum Ende 10 des Trägerarms 6 gleiten.

Der C-förmige Arm 9 trägt eine Röntgenemissionseinrichtung 11 und eine Röntgenerfassungseinrichtung 12 an diametral gegenüberliegenden Positionen. Die Erfassungseinrichtung 12 weist eine ebene Erfassungsfläche auf. Die Richtung des Röntgenstrahls wird durch eine Gerade bestimmt, die den Brennpunkt der Emissionseinrichtung 11 mit dem Mittelpunkt der ebenen Fläche der Erfassungseinrichtung 12 verbindet.

Die Drehachse des Gestells 1, die Achse 8 des Trägerarms 6 und die Achse 13 des C-förmigen Arms 9 schneiden einen Punkt 14, das sogenannte Isozentrum. An der Mittenposition sind diese Achsen senkrecht zueinander. Die Achse des Rönt­ genstrahls fällt auch durch den Punkt 14.

Ein Tisch 15 zur Aufnahme eines Objekts, wie eines Patien­ ten, weist eine Längsorientierung auf, die in Ruheposition mit der Achse 8 ausgerichtet ist.

Das Röntgengerät umfasst ferner eine Steuereinheit 16, die mit dem Positionierer aus den Elementen 1 bis 10, mit der Röntgenemissionseinrichtung 11 und der Erfassungseinrich­ tung 12 durch eine Leitung 20 verbunden ist. Die Steuerein­ heit 16 enthält eine Verarbeitungseinrichtung, wie einen Prozessor und einen oder mehrere Speicher, die mit dem Pro­ zessor durch einen Kommunikationsbus verbunden sind, was nicht dargestellt ist. Die Steuereinheit 16 enthält ferner ein Steuerpult 17, das mit Tasten 18 und möglicherweise mit einem nicht dargestellten Steuerhebel und mit einem Bild­ schirm 19 zur Bildanzeige versehen ist, der vom Sensortyp sein kann.

Das Röntgengerät kann mit einer Kontrastmittelinjektions­ einrichtung 21 kombiniert sein, mit dem es durch eine Lei­ tungsverbindung 22 verbunden ist. Die Kontrastmittelinjek­ tionseinrichtung 21 ist mit einer Nadel 23 ausgestattet und kann ein Produkt bspw. auf Jodbasis in ein Patientenblutge­ fäß injizieren, um eine Visualisierung der unten liegenden Gefäße in der Richtung des Blutflusses zu ermöglichen, um das Blut undurchlässiger für Röntgenstrahlen als gewöhnlich zu machen.

Die Steuereinheit 16 ermöglicht die Berechnung eines Pfades oder einer Trajektorie und/oder die Speicherung des Pfades oder Trajektorie in einem Speicher. Der Pfad kann aus Angu­ lationen berechnet werden, ob diese nun durch den Benutzer auf dem Steuerpult 17 oder durch Positionierung der sich bewegenden oder drehbaren Anordnung des Röntgengeräts ent­ sprechend dieser Angulation und Speicherung dieser in einem Speicher gegeben sind. Bspw. kann der Benutzer durch Defi­ nieren einer Angulation durch drei Winkel entlang dreier Achsen eines dreidimensionalen Koordinatensystems, entweder verknüpft mit dem Röntgengerät oder dem Patienten, bspw. einer ersten Angulation der Koordinaten (0,0,0), einer zweiten Angulation mit Koordinaten (0,0,α) und einer drit­ ten Angulation mit Koordinaten (0,β,0) definieren, wobei α und β nicht Null sind. Die Steuereinheit 16 bestimmt dann einen Pfad oder eine Trajektorie, die durch die sich bewe­ genden oder drehbaren Abschnitte des Röntgengeräts abzude­ cken ist, damit sie durch diese Winkelpositionen laufen, wobei Eigenschaften des Geräts wie mögliche gesperrte Win­ kelpositionen, das Risiko einer Kollision zwischen dem Tisch 15 oder dem Patienten und der Röntgenemissionsein­ richtung 11 oder der Erfassungseinrichtung 12, mechanische oder elektromechanische Charakteristiken des Röntgengeräts, wie die maximale Winkelbeschleunigung entlang einer gegebe­ nen Achse und die Durchlaufzeit berücksichtigt werden, die so kurz als möglich sein sollte, so dass eine einzige Kon­ trastmittelinjektion zur Aufnahme der gewünschten Bilder ausreichen kann. Zu diesem Zweck sendet die Steuereinheit 16 ein Synchronisationssignal zu der Injektionseinrichtung 21 zum Triggern der Injektion des Kontrastmittels zu einem gegebenen Zeitpunkt, bspw. wenige Sekunden vor der Aufnahme des ersten Bildes. Damit wird die Wahrscheinlichkeit er­ höht, dass eine einzige Kontrastmittelinjektion ausreicht und dass das Blut undurchlässig genug zur Aufnahme des letzten Bildes im Verlauf des gleichen Pfades bleibt.

Zum besseren Verständnis ist ein menschliches Herz 24 in Fig. 2 dargestellt. Es sind der rechte Herzvorhof 25, der linke Herzvorhof 26, die rechte Herzkammer 27, die linke Herzkammer 28, die obere Vena Cava 29, die innere Vena Cava 30, die Aorta 31, die Pulmonararterie 32, die rechte Kranz- oder vordere laterale Arterie 33, die vordere Interventri­ kulararterie 34, die hintere Interventrikulararterie 35, die linke Hauptkranzarterie 36 und die linke Zirkumflexar­ terie 37 gezeigt. Es ist verständlich, dass eine gute Visu­ alisierung der Kranzarterien des Herzens 24 verschiedene Angulationen entlang mehrerer Achsen erfordert.

D. h., die durch die Achse des Röntgenstrahls auf dem Pfad oder der Trajektorie der Rotationselemente des Röntgenge­ räts definierte Kurve ist eine linke oder dreidimensionale Kurve. Das Erfordernis verschiedener Angulationen entlang mehrerer Achsen beruht auf der Tatsache, dass das Herz ei­ nem dreidimensionalen Objekt ähnelt, dessen Hüllkurve eine geschlossene Oberfläche ist. Wird ein Punkt im Inneren des Herzens gewählt, nimmt seine Hülle einen festen Winkel gleich 4% ein. Die interessierenden Elemente findet man al­ le um diese geschlossene Oberfläche. Die Betrachtung der interessierenden Elemente erfordert idealerweise eine Win­ kelbewegung über 360° entlang einer Achse und über 360° entlang einer anderen Achse, wobei sich diese zwei Achsen schneiden.

In Fig. 3 sind die verschiedenen Bewegungen der Achse des Röntgenstrahls durch eine Kugel veranschaulicht. Der Mit­ telpunkt der Kugel ist das Isozentrum 14. Ihr Radius ist nicht wichtig, wenn berücksichtigt wird, dass man mit den Winkeln arbeitet. Zum besseren Verständnis kann der Radius dieser Kugel als gleich der Entfernung zwischen dem Iso­ zentrum 14 und dem Brennpunkt der Röntgenröhre betrachtet werden. Der Punkt 38 entspricht einer sog. Frontal-Angula­ tion, d. h., die Achse des Röntgenstrahls ist vertikal, wenn die Röntgenemissionseinrichtung sich unter dem Patienten und die Empfangseinrichtung über dem Patienten befinden. Der Punkt 39 entspricht einer sog. "60° linken vorderen schrägen" Angulation. Der Punkt 40 entspricht einer sog. "30° rechten vorderen schrägen/15° vorderen kaudalen" An­ gulation.

Eine Kranzarteriografieuntersuchung wird allgemein mittels einer an Angiografiebilderfassung an mehreren vorbestimmten und festen Angulationen, sog. Referenzpositionen, ausge­ führt. Für jede Abbildung wird ein Kontrastmittel in das Gefäß oder oberhalb des Gefäßes, das untersucht werden soll, injiziert. Eine Röntgenemission wird dann zum Erhal­ ten eines Bildes der Gefäße durchgeführt. Mehrere Bilder können an der gleichen Angulation zum Betrachten der Bewe­ gungen des Herzens aufgenommen werden. Von einer Referenz­ position zu einer anderen Referenzposition wird die Positi­ on auf einen manuellen Befehl hin von einem Motor angesteu­ ert.

Für eine gute Visualisierung der linken Kranzarterie ist bspw. eine Referenzposition in der 30° rechten vorderen schrägen Ansicht zum Analysieren der Zirkumflexverzweigung und eines Teils der linken vorderen absteigenden Arterie angepasst. Eine weitere Referenzposition an der Winkelposi­ tion von etwas kaudalem Typ, d. h. wenn die Röntgenerfas­ sungseinrichtung 12 nahe an die Patientenfüße bei der Un­ tersuchung gebracht wird, während der zuvor beschriebene 30°-Winkel beibehalten wird, kann zum Betrachten eines an­ deren Teils der linken vorderen absteigenden Arterie und zur Verhinderung verwendet werden, dass sie auf dem Bild durch die Zirkumflexverzweigung der Zwischengefäße verdeckt wird. Dagegen ermöglicht eine Referenzposition bei der An­ gulation vom Kranialtyp bei einer rechten vorderen schrägen Projektion eine gute Visualisierung des großen Septums der diagonalen Gefäße.

Die Referenzposition in der 60° linken vorderen schrägen Angulation wird zur Untersuchung der Diagonalarterien und eines Teils der linken vorderen absteigenden Arterie ver­ wendet. Bei einer 20° Kranialangulation wird die 60° linke vordere schräge Angulation zur Verhinderung der Verkürzung eines Teils der linken vorderen absteigenden Arterie ange­ wendet und liefert gute Bilder des linken Hauptrumpfes und der diagonalen Gefäße. In der Seitenansicht, d. h. mit der Achse des Röntgenstrahls in der Horizontalen, und insbeson­ dere in linker Seitenansicht können ein anderer Teil der linken vorderen absteigenden Arterie und die verschiedenen Teile der ersten diagonalen Arterie und der Marginalarterie der linken Kante optimal gesehen werden.

Für die rechte Kranzarterie kann eine Referenzposition in der Angulation des 45° linken vorderen schrägen Typs ver­ bunden mit einem 15° Kaudalwinkel verwendet werden. Die Re­ ferenzposition in der 90° linken vorderen schrägen Angula­ tion mit einer 15° Kaudaldeflektion wird zur Analyse des vertikalen Teils der rechten Kranzarterie und kollateraler Verzweigungen, der rechten Ventrikulararterie und der Mar­ ginalarterie der rechten Kante angewendet. Die Referenzpo­ sition in der 45° rechten vorderen schrägen Angulation mit einer 15° Kaudaldeflektion wird im Allgemeinen zur Visuali­ sierung der oberen Interventrikulararterie und kollateraler Verzweigungen, der rechten Ventrikulararterie und der Mar­ ginalarterie der rechten Kante verwendet.

In Fig. 4 ist die Bewegung des Positionierers in dem Rönt­ gengerät auch in der Form einer Kugel für eine dreidimensi­ onale Rekonstruktion aus zweidimensionalen Bildern gezeigt. Eine Erfassung wird bei der Drehung während der Injektion von Kontrastmittel in die zu untersuchenden Gefäße durchge­ führt. Der Pfad des Positionierers ist kreisförmig in einer Ebene senkrecht zur Hauptachse des Patienten.

In Fig. 5 ist ein Beispiel eines Positioniererpfades oder einer Positionierertrajektorie gemäß einem Ausführungsbei­ spiel dargestellt. Im Allgemeinen wird eine Erfassung in Rotation durchgeführt, wobei die Achse des Röntgenstrahls eine nicht ebene Oberfläche beschreibt. Im dargestellten Fall ermöglicht die Drehbewegung das Durchlaufen der Punkte 38, 39 und 40, die bezüglich Fig. 3 definiert wurden, und die bei der herkömmlichen Radiologie als Referenzpositionen verwendet werden. Der Pfad wird dahingehend optimiert, dass lediglich eine Injektion von Kontrastmittel erforderlich ist, und damit er durch den Positionierer in vier oder fünf Herzzyklen beschreibbar ist. Der Pfad könnte auch zum Er­ möglichen einer dreidimensionalen Kranzrekonstruktion opti­ miert werden. Die Winkelgeschwindigkeit kann vorteilhafter Weise mit den Bewegungen des Herzens bspw. mittels eines Elektrokardiogrammsignals mit einer ziemlich geringen Ge­ schwindigkeit während der Systolephase und einer ziemlich hohen Geschwindigkeit während der Diastolephase zur Berück­ sichtigung der Herzbewegung synchronisiert werden. Die Ver­ schiebung des Positionierers wird durch die Steuereinheit 16 berechnet, so dass die Verschiebungen von einer Refe­ renzposition zu der folgenden Referenzposition während der Diastolephase ausgeführt werden können, wenn das Herz prak­ tisch nichts mehr macht, und die Verschiebung kann in der Nähe der Referenzposition verlangsamt werden, während das Herz in der Systolephase ist. In der Steuereinheit 16 kön­ nen ein Pfad, wie in Fig. 5 veranschaulicht, oder sogar die Referenzangulationen in einem Speicher gespeichert werden, aus denen der Pfad berechnet wird. Die Verschiebung ist dann vollständig automatisiert, was dem Benutzer das Kon­ zentrieren auf andere Aufgaben ermöglicht.

Die Gesamtdauer der Abbildung ist hinsichtlich der Abbil­ dung des Typs in Fig. 3 merklich reduziert, was teilweise in der automatischen Verschiebung ohne Benutzerintervention nach dem Start und teilweise in der Abbildung in Bewegung und teilweise in der Verringerung der Anzahl von Kontrast­ mittelinjektionen begründet ist.

Bezüglich der Abbildung zur Rekonstruktion der in Fig. 4 gezeigten Art ermöglicht die Erfindung die Verbesserung der Bildqualität unter Verwendung von Angulationen, die eine bessere Visualisierung bestimmter Kranzstrukturen ermögli­ chen.

Die Tatsache, dass eine Verschiebung des Positionierers des Röntgengeräts durch zumindest zwei Rotationen definiert ist, ermöglicht nicht nur das Erhalten der Vorteile der Ab­ bildung mit ausgeschaltetem Positionierer (Fig. 3) und die Vorteile der Abbildung in einer einfachen Ebenendrehung (Fig. 4), sondern auch zusätzliche Vorteile wie Verbesse­ rung der Qualität der dreidimensionalen Rekonstruktion oder Verringerung der Dauer der Röntgenuntersuchung.

Schließlich kann ein durch ein Elektrokardiogramm 41 emit­ tiertes Signal vorteilhafter Weise zu der Steuereinheit 16 übertragen werden, um die Synchronisation der Bewegung des Positionierers und der Abbildungsrate mit den Bewegungen des Herzens zu ermöglichen.

Die verschiedenen Rotationsachsen der Einrichtung schneiden sich an einem Isozentrum genannten Punkt, durch den auch die Strahlachse fällt.

Der Pfad kann Standart sein, d. h. in einem Speicher der Arithmetikeinheit gespeichert sein, wenn das Gerät oder die Software eingerichtet wird, durch die Arithmetikeinheit aus Angulationen bestimmt werden, die durch einen Benutzer an­ gegeben werden, oder vom vorstehend angeführten Typ und ge­ speichert sein. Die Verschiebung der Bewegungsanordnung entlang des Pfades wird somit automatisiert und erfordert weniger Beachtung durch den Benutzer, woraus sich eine ver­ ringerte Ermüdung ergibt. Die aufgenommenen Bilder ermögli­ chen eine dreidimensionale Rekonstruktion für eine zufrie­ denstellende und effektive Anzeige eines Objekts, das sich im Energiestrahl zwischen dem Emitter und dem Empfänger be­ findet.

Angulation wird hier als ein Satz von n Winkelwerten ver­ standen, die die Definition der Position des Röntgenstrahls im Raum ermöglichen. Dabei ist n = 3, kann aber auch gleich der Anzahl der Rotationsachsen des Geräts sein, die von 3 verschieden sein kann, bspw. 2 oder 4.

Verschiedene Modifikationen des Aufbaus und/oder der Schritte und/oder der Funktionen können vom Fachmann durch­ geführt werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzu­ weichen.

Vorstehend ist ein Verfahren zur Erfassung von Bildern ei­ nes Objekts in einem Abbildungssystem beschrieben, das mit einer Rotationsanordnung aus einem Energiestrahlemitter und einem Energiestrahlempfänger ausgestattet ist, wobei der Energiestrahl an einer Achse zentriert ist, und wobei ein kontinuierlicher Pfad der sich bewegenden Anordnung entlang zumindest zweier Achsen einer dreidimensionalen Referenz definiert ist, wobei die Achse des Energiestrahls eine Linkskurve auf dem Pfad beschreibt, und im Verlauf des Pfa­ des der Energiestrahl emittiert wird und Bilder erfasst werden.

Claims (34)

1. Verfahren zur Erfassung von Bildern eines Objekts in ei­ nem Abbildungssystem, das mit einer Rotationsanordnung mit einem Energiestrahlemitter und einem Energiestrahlempfänger ausgestattet ist, wobei der Energiestrahl an einer Achse zentriert ist, und wobei ein kontinuierlicher Pfad der Ro­ tationsanordnung entlang zumindest zweier Achsen eines dreidimensionalen Koordinatensystems definiert ist, wobei die Achse des Energiestrahls eine linke oder dreidimensio­ nale Kurve auf dem Pfad beschreibt und im Verlauf des Pfa­ des der Energiestrahl emittiert wird und Bilder erfasst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Pfad durch oder un­ mittelbar an oder in nächster Nähe zu zumindest einer Refe­ renzposition läuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verschiebungsrate der Rotationsanordnung mit ihrer Position in der dreidimen­ sionalen Koordinatensystem verknüpft ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Verschiebungsrate der Rotationsanordnung mit ihrer Position in dem dreidimen­ sionalen Koordinatensystem verknüpft ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das abzubildende Objekt ein Patientenherz ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Verschiebungsrate der Rotationsanordnung gering während der Systole und hoch während der Diastole ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verschiebungsrate der Rotationsanordnung gering in der Nähe von Referenzposi­ tionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Verschiebungsrate der Rotationsanordnung gering in der Nähe von Referenzposi­ tionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Verschiebungsrate der Rotationsanordnung gering in der Nähe von Referenzposi­ tionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen ist.

10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Verschiebungsrate der Rotationsanordnung gering in der Nähe von Referenzposi­ tionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bilderfassungsrate mit der Position der Rotationsanordnung in dem dreidimensi­ onalen Koordinatensystem verknüpft ist.

12. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bilderfassungsrate mit der Position der Rotationsanordnung in dem dreidimensi­ onalen Koordinatensystem verknüpft ist.

13. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Bilderfassungsrate mit der Position der Rotationsanordnung in dem dreidimensi­ onalen Koordinatensystem verknüpft ist.

14. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bilderfassungsrate mit der Position der Rotationsanordnung in dem dreidimensi­ onalen Koordinatensystem verknüpft ist.

15. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Bilderfassungsrate mit der Position der Rotationsanordnung in dem dreidimensi­ onalen Koordinatensystem verknüpft ist.

16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Bilderfassungsra­ te gering in der Nähe von Referenzpositionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen ist.

17. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bilderfassungsrate gering in der Nähe von Referenzpositionen und schnell zwi­ schen zwei Referenzpositionen ist.

18. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Bilderfassungsrate gering in der Nähe von Referenzpositionen und schnell zwi­ schen zwei Referenzpositionen ist.

19. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bilderfassungsrate gering in der Nähe von Referenzpositionen und schnell zwi­ schen zwei Referenzpositionen ist.

20. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Bilderfassungsrate gering in der Nähe von Referenzpositionen und schnell zwi­ schen zwei Referenzpositionen ist.

21. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Bilderfassungsra­ te gering in der Nähe von Referenzpositionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen ist.

22. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Referenzpositio­ nen in einem Speicher gespeichert sind.

23. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Pfad in einem Speicher gespeichert ist.

24. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bilder erfasst werden, während sich die Anordnung dreht.

25. Bilderfassungseinrichtung mit einem Energiestrahlemit­ ter, einem Energiestrahlempfänger, wobei der Energiestrahl an einer Achse zentriert ist, und der Emitter und der Emp­ fänger sich um ein abzubildendes Objekt drehen, und einer Arithmetikeinheit zur Steuerung des Emitters und Verarbei­ tung von Daten von dem Empfänger, wobei die Arithmetikein­ heit eine Einrichtung zur Definition eines Pfades einer Ro­ tationsanordnung für den Emitter und Empfänger entlang zu­ mindest zweier Achsen eines dreidimensionalen Koordinaten­ systems, wobei die Achse des Energiestrahls eine linke oder dreidimensionale Kurve auf dem Pfad beschreibt, und eine Einrichtung zur Steuerung der Emission des Energiestrahls und der Erfassung von Bildern auf dem Pfad umfasst.

26. Einrichtung nach Anspruch 25, wobei der Pfad durch oder unmittelbar an oder in der nächsten Nähe zu zumindest einer Referenzposition läuft.

27. Einrichtung nach Anspruch 25, wobei die Verschiebungs­ rate der Rotationsanordnung mit ihrer Position in dem drei­ dimensionalen Koordinatensystem verknüpft ist.

28. Einrichtung nach Anspruch 24, wobei die Verschiebungs­ rate der Rotationsanordnung gering in der Nähe der Refe­ renzpositionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen ist.

29. Einrichtung nach Anspruch 25, wobei die Bilderfassungs­ rate mit der Position der Rotationsanordnung in dem dreidi­ mensionalen Koordinatensystem verknüpft ist.

30. Einrichtung nach Anspruch 28, wobei die Bilderfassungs­ rate gering in der Nähe von Referenzpositionen und schnell zwischen zwei Referenzpositionen.

31. Einrichtung nach Anspruch 29, wobei die Referenzpositi­ onen in einem Speicher gespeichert sind.

32. Einrichtung nach Anspruch 24, wobei der Pfad in einem Speicher gespeichert ist.

33. Verfahren zur Erfassung von Bildern des Objekts in ei­ nem System mit einer Rotationsanordnung mit einer Einrich­ tung zur Emission eines Energiestrahls und einer Einrich­ tung zum Empfangen des Energiestrahls, wobei der Energie­ strahl entlang einer Achse emittiert wird, mit den Schrit­ ten

• a) Rotieren der Anordnung auf einem kontinuierlichen Pfad oder einer Trajektorie, die durch zumindest zwei Ach­ sen eines dreidimensionalen Koordinatensystems definiert ist, so dass die Achse des Energiestrahls eine dreidimensi­ onale Kurve entlang des Pfades oder der Trajektorie defi­ niert, und
• b) Erfassen der Bilder während des Durchlaufens des Pfades oder der Trajektorie und während der Drehung der An­ ordnung.

34. Gerät mit einer Einrichtung zum Emittieren eines Ener­ giestrahls, einer Einrichtung zum Empfangen des Energie­ strahls nach dem Fallen durch ein Objekt, einer Einrichtung zum Drehen der Einrichtung zum Emittieren und der Einrich­ tung zum Empfangen um das Objekt und entlang zumindest zweier Achsen eines dreidimensionalen Koordinatensystems, so dass der Energiestrahl eine dreidimensionale Trajektorie definiert, und einer Einrichtung zur Erfassung von Bildern während des Durchlaufens der Trajektorie und während der Drehung der Einrichtung zur Rotation.