DE102009048151B4

DE102009048151B4 - Verfahren zur Steuerung eines bildgebenden Untersuchungssystems und zugehöriges Untersuchungssystem

Info

Publication number: DE102009048151B4
Application number: DE102009048151A
Authority: DE
Inventors: Kirstin 90482 Jattke; Diana 91074 Martin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2029-10-03
Also published as: DE102009048151A1; US20110082361A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines bildgebenden Untersuchungssystems (10) zur Untersuchung eines Patienten (15). Das bildgebende Untersuchungssystem (10) umfasst eine erste bildgebende Untersuchungsvorrichtung (11) mit einem ersten Isozentrum (20) und eine zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung (13) mit einem zweiten Isozentrum (22). Das Untersuchungssystem (10) umfasst weiterhin einen in Bezug auf die Isozentren (20, 22) positionierbaren Untersuchungstisch (14). Bei dem Verfahren wird ein Untersuchungsbereich (300; 500) des Patienten (15) bestimmt und automatisch mindestens eine Untersuchungstischposition und ein erstes Gesichtsfeld (21) in Bezug auf das erste Isozentrum (20) und ein zweites Gesichtsfeld (23) in Bezug auf das zweite Isozentrum (21) in Abhängigkeit von dem Untersuchungsbereich (300; 500) und den Isozentren (20, 22) derart bestimmt, dass in der Untersuchungstischposition ein Erfassen einer ersten Bildinformation in dem ersten Gesichtsfeld (21) mit der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung (11) und ein Erfassen einer zweiten Bildinformation in dem zweiten Gesichtsfeld (23) mit der zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung (13) möglich ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines bildgebenden Untersuchungssystems zur Untersuchung eines Patienten, insbesondere ein Verfahren zur Steuerung von sogenannten Hybridsystemen, welche eine Untersuchung mit zwei oder mehr unterschiedlichen Untersuchungsverfahren ermöglichen.
In der medizinischen Bildgebung werden sogenannte Hybridsysteme immer häufiger eingesetzt, wie zum Beispiel eine PET/CT (Positronen-Emissions-Tomographie/Computertomographie), SPECT/CT (Single-Photon-Emissionscomputertomographie/Computertomographie), MR/PET (Magnetresonanztomographie/Positronen-Emissions-Tomographie) und MR/SPECT (Magnetresonanztomographie/Single-Photon-Emissionscomputertomographie). Bei derartigen Hybridsystemen können beispielsweise zwei Untersuchungsvorrichtungen in einem System angeordnet sein. Vorteilhafterweise wird beispielsweise eine Untersuchungsvorrichtung mit einer hohen räumlichen Auflösung, wie zum Beispiel MR oder CT, mit einer Untersuchungsvorrichtung mit einer hohen Empfindlichkeit, wie zum Beispiel eine nuklearmedizinische Untersuchungsvorrichtung, wie zum Beispiel SPECT oder PET, kombiniert.
Die verschiedenen miteinander kombinierten Untersuchungsvorrichtungen weisen üblicherweise unterschiedliche Gesichtsfelder, sogenannte Field of Views (FoV), in der Z-Richtung auf, das heißt in der Bewegungsrichtung eines Untersuchungstisches, auf dem ein Patient gelagert ist. Aufgrund dieser unterschiedlichen Gesichtsfelder sind Untersuchungseinstellungen insbesondere bei mehrstufigen Untersuchungen, bei denen der Patient in verschiedenen Positionen entlang der Z-Richtung untersucht wird, für einen Benutzer des Hybridsystemsschwierig und aufwändig, um eine bestmögliche anatomische Abdeckung, beispielsweise eines Körperbereichs, des gesamten Körpers oder eines einzelnen Organs, wie zum Beispiel der Leber, und um möglichst kurze Untersuchungszeiten zu erreichen. Bei PET/CT-Untersuchungen werden daher beispielsweise die einzelnen Untersuchungen nacheinander durchgeführt.
In diesem Zusammenhang offenbart die nächstkommende Druckschrift US 2002/0081008 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Verwendung bei einer Korrektur einer Tischdurchbiegung innerhalb eines dualen Bildgebungssystems. Das duale Bildgebungssystem weist zwei getrennte bildgebende Konfigurationen auf, welche einen ersten und einen zweiten Bildgebungsbereich definieren, welche nacheinander entlang einer Bildgebungsachse angeordnet sind und welche erste und zweite Bildgebungsdatensätze erzeugen. Die Vorrichtung weist mindestens einen Sensor zum Erkennen einer Tischdurchbiegung und eine Kompensationsvorrichtung zum Verändern von mindestens einem der Datensätze auf, um eine Korrektur aufgrund der Tischdurchbiegung durchzuführen, bevor die Datensätze kombiniert werden, um ein einzelnes Bild zu erzeugen.
Weiterhin ist aus der US 5,928,148 A ein Verfahren zum Durchführen einer Magnetresonanzangiographie über einen großen Bereich unter Verwendung einer Tischfortschaltung bekannt. Gemäß einer Ausführungsform kann eine Untersuchung der Blutgefäße von Patientenbeinen durchgeführt werden, indem der interessierende Bereich in drei überlappende Gesichtsfelder aufgeteilt wird. Eine Abtastung wird programmgesteuert ausgeführt, wodurch ein Patiententisch zu dem ersten Gesichtsfeld ausgerichtet wird. Dann werden Magnetresonanzdaten für ein vollständiges Bild akquiriert. Nach der Fertigstellung der ersten Bildakquisition wird der Tisch zu der nächsten Station bewegt, um das nächste Gesichtsfeld zu dem ISO-Zentrum des Systems auszurichten. Ein weiteres Bild wird akquiriert. Diese Folge von Akquirieren und Bewegen wird fortgesetzt, bis das letzte Gesichtsfeld abgetastet wurde.
Die DE 10 2007 023 656 A1 betrifft ein Verfahren zur Datenauswertung von mit einer kombinierten, zur simultanen und isozentrischen Aufnahme von ersten Messdaten, nämlich Magnetresonanz- oder Computertomographiemessdaten, und zweiten nuklearmedizinischen Messdaten, nämlich PET-Messdaten oder SPECT-Messdaten, geeigneten medizinischen Untersuchungseinrichtung im Wesentlichen simultan aufgenommenen ersten und zweiten Messdatensätzen. Bei dem Verfahren wird aus den Messdaten des ersten Messdatensatzes ein erster Bilddatensatz rekonstruiert und aus den Messdaten des zweiten Messdatensatzes ein zweiter Bilddatensatz rekonstruiert. In Abhängigkeit einer Registrierung der Koordinatensysteme des ersten Messdatensatzes und des zweiten Messdatensatzes werden die Bilddatensätze zu einem Fusionsbilddatensatz fusioniert und der Fusionsbilddatensatz angezeigt oder abgespeichert.
Die DE 10 2006 061 320 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer hybriden medizinischen Bildgebungseinheit. Die Bildgebungseinheit umfasst eine erste Bildgebungseinrichtung mit hoher Ortsauflösung und eine zweite nuklearmedizinische Bildgebungseinrichtung mit hoher Sensitivität. Die Bildgebungseinrichtungen erfassen jeweils bildgebende Messsignale aus einem gemeinsamen Untersuchungsvolumen. Während der laufenden Messsignalerfassung der zweiten Bildgebungseinrichtung wird anhand der kontinuierlich erfassten Messsignale ein Bereich im Untersuchungsvolumen bestimmt, in welchem nachfolgend mittels der ersten Untersuchungseinrichtung eine bereichsbezogene Messsignalerfassung unter Verwendung eines bereichsbezogenen Messprotokolls erfolgt.
Die DE 10 2005 053 994 A1 offenbart eine Diagnosevorrichtung für kombinierte und/oder kombinierbare radiographische und nuklearmedizinische Untersuchungen sowie ein entsprechendes Diagnoseverfahren. In der Druckschrift wird eine Diagnosevorrichtung für kombinierte und/oder kombinierbare radiographische und nuklearmedizinische Untersuchungen mit einer Röntgenstrahlquelle und mit einem Untersuchungsraum zur Aufnahme eines Patienten mit einer im Körper angeordneten Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Die Diagnosevorrichtung ist mit einem Detektorsystem ausgebildet, welches eine Detektorfläche zur simultanen Messung der Röntgen- und Gammastrahlung ohne Änderung der Patientenlage aufweist und/oder welches zur Aufnahme eines zweidimensional ortsaufgelösten und gegenständlich abbildenden Röntgenprojektionseinzelbildes ausgebildet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines bildgebenden Hybriduntersuchungssystems nebst einem entsprechenden System bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung eines bildgebenden Untersuchungssystems nach Anspruch 1 und durch ein bildgebendes Untersuchungssystem nach Anspruch 14 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines bildgebenden Untersuchungssystems zur Untersuchung eines Patienten bereitgestellt. Das bildgebende Untersuchungssystem umfasst eine erste bildgebende Untersuchungsvorrichtung mit einem ersten Isozentrum und eine zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung mit einem zweiten Isozentrum und einen in Bezug auf die Isozentren positionierbaren Untersuchungstisch zur Lagerung des Patienten. Derartige Untersuchungssysteme werden auch als Hybridsysteme bezeichnet. Die erste und zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung können beispielsweise zur Durchführung einer Kernspintomographie, einer Röntgentomographie, einer Positrionen-Emissions-Tomographie oder einer Single-Photon-Emissionscomputertomographie ausgestaltet sein. Der Untersuchungstisch zur Lagerung des Patienten ist derart positionierbar, dass er verschiedene Positionen relativ zu den Isozentren der bildgebenden Untersuchungsvorrichtungen durchläuft. Bei dem Verfahren wird ein Untersuchungsbereich des Patienten bestimmt und in Abhängigkeit von diesem Untersuchungsbereich und den Isozentren der Untersuchungsvorrichtungen werden automatisch eine oder mehrere Untersuchungstischpositionen bestimmt. Zu jeder Untersuchungstischposition wird automatisch ein erstes Gesichtsfeld, ein sogenanntes Field of View (FoV), bezogen auf das erste Isozentrum und ein zweites Gesichtsfeld bezogen auf das zweite Isozentrum in Abhängigkeit von dem Untersuchungsbereich und den Isozentren bestimmt. Die Untersuchungstischposition und die zugehörigen Gesichtsfelder werden derart bestimmt, dass in der Untersuchungstischposition ein Erfassen einer ersten Bildinformation in dem ersten Gesichtsfeld mit der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung und ein Erfassen einer zweiten Bildinformation in dem zweiten Gesichtsfeld mit der zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung möglich ist. Weiterhin definiert ein Benutzer des Untersuchungssystems durch eine Benutzereingabe einen Teilbereich in dem Untersuchungsbereich, welcher ohne eine Neupositionierung des Untersuchungstisches mit einer oder beiden Untersuchungsvorrichtungen zu erfassen ist. Aufgrund dieser Benutzereingabe werden automatisch eine Untersuchungstischposition und ein entsprechendes erstes Gesichtsfeld für die erste bildgebende Untersuchungsvorrichtung und ein zweites Gesichtsfeld für die zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung derart bestimmt, dass der gesamte Teilbereich ohne eine Neupositionierung des Untersuchungstisches von dem ersten Gesichtsfeld und/oder dem zweiten Gesichtsfeld abgedeckt wird.
Indem automatisch Untersuchungstischpositionen und zugehörige erste und zweite Gesichtsfelder bestimmt werden, können in jeder der bestimmten Untersuchungstischpositionen gleichzeitig Bildinformationen der ersten und der zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung erfasst werden, wodurch eine Untersuchungszeit verringert werden kann. Durch die automatische Bestimmung wird ein Benutzer des Hybriduntersuchungssystems entlastet und eine Planungsphase einer Untersuchung verkürzt. Bei einigen Untersuchungen, wie zum Beispiel der Untersuchung eines Organs, kann es vorteilhaft sein, wenn ein Teilbereich, welcher dieses Organ umfasst, möglichst schnell, das heißt insbesondere ohne eine Neupositionierung des Untersuchungstisches, erfasst wird, da sich beispielsweise während der Erfassung dieses Organs der Patient nicht bewegen sollte und beispielsweise für die Untersuchungszeit die Luft anhält. Derartige Randbedingungen können durch die Definition eines derartigen Teilbereichs bei der automatischen Bestimmung der Untersuchungstischpositionen und der entsprechenden Gesichtsfelder berücksichtigt werden. Dies kann auch dann besonders vorteilhaft genutzt werden, wenn der Teilbereich von beiden Untersuchungsvorrichtungen gleichzeitig zu erfassen ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird aufgrund einer Benutzereingabe eines Startpunkts und eines Endpunkts in einer Bewegungsrichtung des Untersuchungstisches in einem bereits erfassten Bild des Patienten der Untersuchungsbereich automatisch bestimmt. Die Untersuchungstischposition und die zugehörigen ersten und zweiten Gesichtsfelder können derart bestimmt werden, dass der Untersuchungsbereich von einer Gesamtheit der ersten Gesichtsfelder und/oder einer Gesamtheit der zweiten Gesichtsfelder vollständig abgedeckt wird. Dadurch kann die Handhabung eines Hybriduntersuchungssystems erheblich vereinfacht werden. Nach der Eingabe des Startpunkts und des Endpunkts mit Hilfe beispielsweise einer graphischen Benutzeroberfläche wird automatisch der Untersuchungsbereich zwischen dem Start- und dem Endpunkt festgelegt und für diesen Untersuchungsbereich geeignete Untersuchungstischpositionen und zugehörige Gesichtsfelder, das heißt Aufnahmebereiche, der ersten und zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtungen bestimmt.
Alternativ kann der Untersuchungsbereich auch aufgrund einer Benutzereinstellung von Markern an dem Patienten oder an dem Untersuchungstisch automatisch bestimmt werden. Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann der Untersuchungsbereich automatisch aufgrund einer Benutzerauswahl eines Organs des Patienten in einem bereits erfassten und automatisch segmentierten Bild des Patienten bestimmt werden.
Der bestimmte Untersuchungsbereich und die ersten und zweiten automatisch bestimmten Gesichtsfelder können auf einer Anzeige des Untersuchungssystems für einen Benutzer des Untersuchungssystems angezeigt werden. Dadurch erhält der Benutzer des Untersuchungssystems einen Überblick über die Summen der geplanten Untersuchungsstufen bei den einzelnen Untersuchungstischpositionen mit den zugehörigen Gesichtsfeldern der beiden Untersuchungsvorrichtungen. Darüber hinaus werden dem Benutzer eine Abdeckung des Untersuchungsbereichs durch die ersten und zweiten Gesichtsfelder und beispielsweise sich daraus ergebende Überlappungsbereiche dargestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein automatisches Positionieren des Untersuchungstisches auf die bestimmten Untersuchungstischpositionen sowie ein automatisches Erfassen der ersten Bildinformation in dem ersten Gesichtsfeld mit der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung und ein automatisches Erfassen der zweiten Bildinformation in dem zweiten Gesichtsfeld mit der zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise nach einer Benutzereingabe, welche zu der Bestimmung des Untersuchungsbereichs führt, der automatisch bestimmte Untersuchungsablauf zunächst auf der Anzeige des Untersuchungssystems überprüft werden und dann automatisch über mehrere Untersuchungstischpositionen hinweg durchgeführt werden. Dadurch kann der gesamte Untersuchungsablauf beschleunigt werden, wodurch Untersuchungsergebnisse schneller vorliegen, der Patient weniger lange in dem Untersuchungssystem verweilen muss und somit eine effiziente Nutzung des Untersuchungssystems sichergestellt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Untersuchungstischposition bzw. werden die mehreren Untersuchungstischpositionen und die jeweiligen ersten und zweiten Gesichtsfelder derart bestimmt, dass das jeweilige erste Gesichtsfeld und das jeweilige zweite Gesichtsfeld gleichzeitig erfasst werden können. Dabei können das jeweilige erste und zweite Gesichtsfeld beispielsweise einen gleichen Bereich des Patienten erfassen, zwei unterschiedliche Bereiche des Patienten, die jedoch überlappend sind, erfassen, oder zwei unterschiedliche Bereiche, die nicht überlappend sind, erfassen. Indem die beiden Gesichtsfelder gleichzeitig erfasst werden können, kann eine Untersuchungszeit verringert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Untersuchungstischpositionen und die jeweiligen ersten und zweiten Gesichtsfelder derart bestimmt werden, dass eine Untersuchungsdauer für den bestimmten Untersuchungsbereich minimiert wird. Dazu können beispielsweise große Gesichtsfelder in den jeweiligen Isozentren gewählt werden. Alternativ können die Untersuchungstischpositionen und die jeweiligen ersten und zweiten Gesichtsfelder derart bestimmt werden, dass eine Bildqualität der ersten und/oder zweiten Bildinformation maximiert wird. In diesem Fall können beispielsweise verglichen mit der auf die Untersuchungsdauer optimierten Tischpositionen mehr Tischpositionen bestimmt werden, um die Gesichtsfelder in optimalen Bereichen der Isozentren anzuordnen und somit eine möglichst gute Bildqualität zu erzielen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein bildgebendes Untersuchungssystem zur Untersuchung eines Patienten bereitgestellt. Das bildgebende Untersuchungssystem umfasst eine erste bildgebende Untersuchungsvorrichtung mit einem ersten Isozentrum, eine zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung mit einem zweiten Isozentrum, einen Untersuchungstisch zur Lagerung des Patienten, der in Bezug auf die Isozentren positionierbar ist und verschiedene Positionen in Bezug auf die Isozentren durchläuft, eine Benutzerschnittstelle zum Ein- und Ausgeben von Informationen von einem Bennutzer bzw. für einen Benutzer, und eine Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung bestimmt aufgrund einer Benutzereingabe einen Untersuchungsbereich des Patienten und bestimmt in Abhängigkeit von dem Untersuchungsbereich und den Isozentren eine oder mehrere Untersuchungstischpositionen und zu jeder Untersuchungstischposition ein erstes Gesichtsfeld bezogen auf das erste Isozentrum und ein zweites Gesichtsfeld bezogen auf das zweite Isozentrum. Die Untersuchungstischpositionen und die entsprechenden ersten und zweiten Gesichtsfelder werden derart bestimmt, dass in einer jeweiligen Untersuchungstischposition ein Erfassen einer ersten Bildinformation in dem ersten Gesichtsfeld mit der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung und ein Erfassen einer zweiten Bildinformation in dem zweiten Gesichtsfeld mit der zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung möglich ist. Weiterhin wird durch die Benutzereingabe ein Teilbereich in dem Untersuchungsbereich, welcher ohne eine Neupositionierung des Untersuchungstisches mit einer oder beiden Untersuchungsvorrichtungen zu erfassen ist, definiert. Aufgrund dieser Benutzereingabe bestimmt die Steuervorrichtung automatisch eine Untersuchungstischposition und ein entsprechendes erstes Gesichtsfeld für die erste bildgebende Untersuchungsvorrichtung und ein zweites Gesichtsfeld für die zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung derart, dass der gesamte Teilbereich ohne eine Neupositionierung des Untersuchungstisches von dem ersten Gesichtsfeld und/oder dem zweiten Gesichtsfeld abgedeckt wird.
Das bildgebende Untersuchungssystem kann ferner derart ausgestaltet sein, dass es zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens und seiner Ausführungsformen geeignet ist, und umfasst daher auch die zuvor beschriebenen Vorteile.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben werden.
1 zeigt schematisch ein bildgebendes Untersuchungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt schematisch unterschiedliche Isozentren in einer Z-Richtung und Gesichtsfelder von zwei unterschiedlichen bildgebenden Untersuchungsvorrichtungen für verschiedene Tischpositionen.
3 zeigt automatisch bestimmte Gesichtsfelder für verschiedene Tischpositionen.
4 zeigt eine Eingabe von Saatpunkten für eine automatische Bestimmung von Gesichtsfeldern.
5 zeigt einen automatisch bestimmten Untersuchungsbereich.
1 zeigt ein Hybriduntersuchungssystem 10 mit zwei bildgebenden Untersuchungsvorrichtungen 11, 13. Die erste bildgebende Untersuchungsvorrichtung 11 kann beispielsweise ein Magnetresonanztomograph sein, welcher zur Erzeugung seines B0 Feldes ferner einen röhrenförmigen Magneten 12 umfasst, der in 1 in einer Schnittzeichnung dargestellt ist. Die zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung 13 kann beispielsweise ein Positronen-Emissions-Tomograph (PET) oder ein Single-Photon-Emissionscomputertomograph (SPECT) sein. Die zweite Untersuchungsvorrichtung 13 ist ebenfalls in dem röhrenförmigen Magneten 12 angeordnet. Die Anordnung der Untersuchungsvorrichtungen 11, 13 in 1 ist nur schematisch gezeigt. Die Komponenten der ersten und zweiten Untersuchungsvorrichtungen 11, 13 können beliebig ineinander verschachtelt und überlagernd angeordnet sein oder vollständig getrennt angeordnet sein. Das Untersuchungssystem 10 umfasst weiterhin einen Untersuchungstisch 14, auf welchem ein Patient 15 angeordnet werden kann. Der Untersuchungstisch 14 ist bezogen auf die Untersuchungsvorrichtungen 11, 13 in der Z-Richtung, welche durch den Pfeil 16 dargestellt ist, in einem inneren Hohlraum des Magneten 12 positionierbar. Die Positionierung des Untersuchungstisches 12 kann mit Hilfe eines Antriebs 17, beispielsweise einem elektrischen Antrieb, von einer Steuervorrichtung 18, welche mit dem Antrieb 17 gekoppelt ist, durchgeführt werden. Die Steuerung 18 des Untersuchungssystems 10 ist darüber hinaus mit den Untersuchungsvorrichtungen 11, 13 und einer Benutzerschnittstelle 19 gekoppelt. Die Benutzerschnittstelle 19 kann beispielsweise ein Computer mit einer graphischen Oberfläche, einer Tastatur und einem Zeigereingabeinstrument, wie zum Beispiel einer Maus, sein.
Die erste Untersuchungsvorrichtung 11 hat ein erstes Isozentrum 20, welches im Fall eines Magnetresonanztomographen beispielsweise dem Mittelpunkt der zylinderförmigen Bohrung in dem Magneten 12 entspricht. Bezogen auf das Isozentrum 20 kann bei einer geeigneten Ansteuerung der Untersuchungsvorrichtung 11 ein Aufnahmevolumenbereich 21 eingestellt werden, welcher auch als Gesichtsbereich oder Field of View (FoV) bezeichnet wird. Bei einem Magnetresonanztomographen kann durch eine Festlegung einer Größe des Gesichtsfelds 21 eine Auflösung innerhalb des Gesichtsfels 21 und somit eine Bildqualität eingestellt werden. Darüber hinaus kann über die Größe des Gesichtsfeldes 21 auch eine Aufnahmegeschwindigkeit, welche benötigt wird, um Bilddaten in dem Gesichtsfeld 21 aufzunehmen, verändert werden.
Die zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung 13 weist ein Isozentrum 22 auf, welches mit dem Isozentrum 20 der ersten Untersuchungsvorrichtung 11 zusammenfallen kann oder davon beabstandet sein kann. Bei einem Positronen-Emissions-Tomographen kann das Isozentrum beispielsweise ein Mittelpunkt eines zylindrischen Raums innerhalb eines röhrenförmigen Detektorsystems des Positronen-Emissions-Tomographen sein. Bezogen auf das Isozentrum 22 wird ein zweites Gesichtsfeld 23 (Field of View) des Positronen-Emissions-Tomographen 13 definiert. Das Gesichtsfeld 23 ist im wesentlichen durch die Ausdehnung des Detektorsystems in Z-Richtung vorgegeben, wobei jedoch in Bereichen, welche in Z-Richtung weiter von dem Isozentrum 22 enfernt sind, eine Bildqualität der zweiten Untersuchungsvorrichtung abnehmen kann, da insbesondere bei Positronen-Emissions-Tomographen in einem 3D-Aufnahmemodus die Empfindlichkeit am Rand abnimmt. Daher ist auch bei einem Positronen-Emissions-Tomographen eine Beschränkung des Gesichtsfeldes 23 in der Z-Richtung eine geeignete Maßnahme, um die Bildqualität zu verbessern.
Um die Unterscheidbarkeit der beiden Untersuchungsvorrichtungen 11, 13 und ihrer zugehörigen Isozentren 20, 22 und Gesichtsfelder 21, 23 in 1 zu erhöhen, sind die Untersuchungsvorrichtung 13 sowie das zugehörige Isozentrum 22 und das zugehörige Gesichtsfeld 22 gestrichelt gezeichnet.
2 zeigt für verschiedene Tischpositionen des Untersuchungstisches 14 die Lage des Isozentrums 20 einer ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung 11, beispielsweise einer Magnetresonanzuntersuchungsvorrichtung, und die zugehörigen Gesichtsfelder 21 sowie entsprechende Gesichtsfelder 23 der zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung 13. Für eine erste Tischposition befindet sich das Isozentrum der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung in Z-Richtung beispielsweise an der durch die Linie 201 gezeigten Position. Das zugehörige Gesichtsfeld der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung ist durch das Rechteck 211 in 2 in Bezug auf eine Aufnahme des Patienten 15 gezeigt. Für diese Tischposition hat die zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung ein Gesichtsfeld, welches durch das Rechteck 221 in 2 gekennzeichnet ist. Für eine weitere Tischposition befindet sich das Isozentrum der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung in Z-Richtung an der mit 202 gekennzeichneten Stelle und die entsprechenden Gesichtsfelder der ersten und zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung sind durch die Rechtecke 212 bzw. 222 gekennzeichnet. Für weitere Tischpositionen sind die Isozentren 203–207 der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung sowie entsprechende Gesichtsfelder 213 bis 217 der ersten Untersuchungsvorrichtung und entsprechende Gesichtsfelder 223–227 der zweiten Untersuchungsvorrichtung gezeigt.
Aus der 2 ist ersichtlich, dass es für einen Benutzer eine sehr komplizierte Aufgabe ist, bei einer mehrstufigen Untersuchung die unterschiedlichen Gesichtsfelder in Z-Richtung aufeinander abzustimmen, um eine bestmögliche anatomische Abdeckung, insbesondere für einzelne Organe, zum Beispiel die Leber, zu erreichen und gleichzeitig eine möglichst schnelle Untersuchung, das heißt eine kurze Untersuchungszeit, sicherzustellen. Aus diesem Grunde werden im allgemeinen die Aufnahmen eines derartigen Hybridsystems nacheinander ausgeführt, sodass keine Anpassung der Gesichtsfelder der beiden Untersuchungsvorrichtungen 11 und 13 erforderlich ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher die Abstimmung der Gesichtsfelder 21 und 23 der beiden Untersuchungsvorrichtungen 11 bzw. 13 und die zugehörige Bestimmung der Tischpositionen in Z-Richtung des Untersuchungstisches 14 von der Steuervorrichtung 18 automatisch durchgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform gibt der Benutzer beispielsweise einen Startpunkt und einen Endpunkt eines gewünschten Untersuchungsbereiches ein. Diese Eingabe von Start- und Endpunkt des Untersuchungsbereiches kann beispielsweise in einem bereits aufgenommenen Bild oder einem Videobild des Patienten oder durch Einstellen von Markierungen an dem Patienten oder dem Untersuchungstisch oder durch Definieren von Tischpositionen durchgeführt werden. Die Steuervorrichtung 18 bestimmt dann automatisch eine erforderliche Anzahl von Untersuchungsschritten und für jeden Untersuchungsschritt eine entsprechende Tischposition und die entsprechenden Gesichtsfelder der beiden Untersuchungsvorrichtungen 11 bzw. 13. Dabei werden entsprechende Überlappungsbereiche der Gesichtsfelder 21 bzw. 23 zwischen den einzelnen Untersuchungsstufen bzw. Tischpositionen berücksichtigt, wie sie für eine Erstellung einer gesamten Aufnahme des gewünschten Untersuchungsbereiches erforderlich sind. Darüber hinaus kann die Anzahl der Tischpositionen und eine Ausrichtung der einzelnen Tischpositionen zueinander derart automatisch von der Steuervorrichtung 18 gewählt werden, dass ein gleichzeitiges Aufnehmen mit beiden Untersuchungsvorrichtungen 11, 13 zu jeder Station des Untersuchungstisches möglich ist. Die automatische Bestimmung dieser Tischpositionen berücksichtigt die Isozentren 20 und 22 der Untersuchungsvorrichtungen 11 bzw. 13 und ihre relative Position zueinander, wie sie in dem Hybridsystem 10 miteinander kombiniert sind. Die automatische Bestimmung stellt eine Optimierung in Bezug auf eine Bildqualität und eine Untersuchungszeit bereit. Dabei werden Eigenschaften der beiden Untersuchungsvorrichtungen 11 und 13 berücksichtigt, wie zum Beispiel minimale und maximale Gesichtsfelder 21 bzw. 23, Beschränkungen bezüglich der Nachbearbeitung durch die Software der Untersuchungsvorrichtungen 11 bzw. 13, sowie minimale und maximale Überlappungsbereiche der Gesichtsfelder 21 bzw. 23.
Aus diagnostischen Gründen kann es erforderlich sein, ein bestimmtes Organ oder mehrere bestimmmte Organe in einem einzelnen Schritt, das heißt zu einer Tischposition, zu untersuchen und vollständig abzudecken. Dies kann beispielsweise aufgrund von Eigenschaften der Untersuchungsvorrichtung selbst erforderlich sein, oder um beispielsweise Artefakte zu verringern, welche beispielsweise durch eine Bewegung des Patienten, wie zum Beispiel beim Atmen, entstehen können. Aus diesem Grunde berücksichtigt die Steuervorrichtung 18 aufgrund einer Eingabe durch den Benutzer derartige Restriktionen. Der Benutzer kann beispielsweise über die Benutzerschnittstelle 19 in einem bereits aufgenommen Bild einen derartigen interessierenden Bereich direkt markieren. Dies ist beispielsweise in 3 durch den gestrichelt gezeichneten Bereich 300 dargestellt. Der Benutzer gibt beispielsweise durch Markieren des Bereichs 300 vor, dass dieser Bereich in einem Untersuchungsschritt, das heißt bei einer Tischposition, zu erfassen ist. Die Steuervorrichtung 18 bestimmt nun die weiteren Tischpositionen derart, dass der Bereich 300 in einem Untersuchungsschritt erfasst werden kann und Bereiche über und unter dem Bereich 300 mit entsprechenden Überlappungen erfasst werden. In 3 sind daher die Bereiche 301–303, welche der Reihe nach erfasst werden, bevor der Bereich 300 in einem Schritt erfasst wird, sowie die Bereiche 304–308 dargestellt, welche nach dem Erfassen des Bereichs 300 der Reihe nach erfasst werden.
Um sicherzustellen, dass ein einzelnes Organ oder ein interessierender Bereich, eine sogenannte Region of Interest, in einem Untersuchungsschritt, das heißt bei einer Tischposition, als ein sogenanntes SLAB in einem dreidimensionalen Bildgebungsvorgang erfasst wird, kann der Benutzer auch durch Setzen eines sogenannten Saatpunktes (seed point) einen bestimmten Bereich oder ein bestimmtes Organ auswählen. Mit Hilfe einer automatischen Segmentierung, welche in einem zuvor aufgenommenen Bild des Patienten von der Steuervorrichtung 18 durchgeführt wird, kann der Benutzer somit beispielsweise ein Organ auswählen, indem er mit Hilfe der Benutzerschnittstelle 19 einen Punkt innerhalb des gewünschten Organs auswählt und die Steuervorrichtung 18 mit Hilfe der Segmentierung den Organbereich bestimmt und Tischpositionen und zugehörige Gesichtsfelder 21 bzw. 23 der bildgebenden Untersuchungsvorrichtungen 11 bzw. 13 derart aufeinander abstimmt, dass das gewünschte Organ in einem Untersuchungsschritt aufgenommen werden kann. 4 zeigt beispielhaft, wie ein Benutzer mit Hilfe von Saatpunktpfeilen 401–403 Saatpunkte beispielsweise in einer Magnetresonanzaufnahme des Patienten setzen kann, welche dann mit Hilfe der automatischen Segmentierung zur Bestimmung der Tischpositionen und der Gesichtsfelder für die mehrstufige Untersuchung verwendet werden.
Mit Hilfe einer vollautomatischen Segmentierung, bei welcher die Steuervorrichtung 18 automatisch Organe in beispielsweise einer Magnetresonanzaufnahme segmentiert und deren Positionen bestimmt, kann der Benutzer beispielsweise direkt ein Organ auswählen, welches in einem Untersuchungsschritt aufgenommen werden soll. Die Steuervorrichtung 18 stimmt dann die Tischpositionen und die zugehörigen Gesichtsfelder 21 und 23 der Untersuchungsvorrichtungen 11 bzw. 13 automatisch dementsprechend ab.
Die Definition eines speziellen Organs kann mit Hilfe von Aufnahmen von einer beliebigen der beiden Untersuchungsvorrichtungen 11 und 13 durchgeführt werden. Bei einem Hybridsystem, welches beispielsweise einen Magnetresonanztomographen und einen Positronen-Emissons-Tomographen umfasst, kann das Organ beispielsweise in einem Bild des Positronen-Emissions-Tomographen bestimmt werden, welches die Haupttumoraktivitäten zeigt, und eine Planung für eine Magnetresonanzuntersuchung optimiert werden, das heißt der identifizierte Bereich wird in einem Schritt von dem Magnetresonanztomographen abgedeckt.
Nach der Bestimmung der Tischpositionen und der entsprechenden Gesichtsfelder 21 und 23 kann das Ergebnis einem Benutzer auf einem Bildschirm der Benutzerschnittstelle 19 graphisch dargestellt werden. 3 zeigt beispielhaft eine derartige Darstellung, die einem Benutzer die Gesichtsfelder für die verschiedenen bestimmten Tischpositionen und die entsprechenden Überlappungsbereiche zeigt. Der Benutzer kann vor der eigentlichen Durchführung der Untersuchung überprüfen, ob diese Aufteilung geeignet ist und gegebenenfalls Korrekturen einfügen, indem er beispielsweise weitere Bereiche vorgibt, welche in einem Untersuchungsschritt zu erfassen sind. Daraufhin werden von der Steuervorrichtung 18 neue Tischpositionen und entsprechende Gesichtsfelder 21 und 23 bestimmt und auf einem Bildschirm der Benutzerschnittstelle 19 dargestellt. Dadurch kann der gesamte Arbeitsablauf vereinfacht und beschleunigt werden und gleichzeitig sichergestellt werden, dass Benutzeranforderungen bezüglich der Untersuchungsbereiche berücksichtigt werden.
Die graphische Darstellung für den Benutzer an der Benutzerschnittstelle 19 kann darüber hinaus beispielsweise den gesamten Untersuchungsbereich, welcher durch die Gesamtheit der bestimmten Tischpositionen und zugehörigen Gesichtsfelder 21 und 23 abgedeckt wird, durch beispielsweise ein Rechteck 500, welches den gesamten Untersuchungsbereich begrenzt, dargestellt werden, wie in 5 gezeigt. Darüber hinaus können beispielsweise die Markierungen, welche der Benutzer als Start- und Endpunkte für den Untersuchungsbereich eingegeben hat, angezeigt werden. Weiterhin können die Gesichtsfelder von wahlweise der ersten Untersuchungsvorrichtung 11 oder der zweiten Untersuchungsvorrichtung 13 oder die Gesichtsfelder von beiden Untersuchungsvorrichtungen 11 und 13 gemeinsam für jede der Tischpositionen angezeigt werden. Darüber hinaus können die Gesichtsfelder und Überlappungsbereiche bezogen auf die bestimmten Organen angezeigt werden.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung können somit wichtige Aspekte einer Untersuchung mit einem Hybridsystem 10 verbessert werden, wie zum Beispiel die Bildqualität oder die gesamte Aufnahmezeit mit Hilfe von gleichzeitigen Aufnahmen der beiden Untersuchungsvorrichtungen 11 und 13.
Bezugszeichenliste

10: Untersuchungssystem
11: erste Untersuchungsvorrichtung
12: Magnet
13: zweite Untersuchungsvorrichtung
14: Untersuchungstisch
15: Patient
16: Z-Richtung
17: Antrieb
18: Steuervorrichtung
19: Benutzerschnittstelle
20: erstes Isozentrum
21: erstes Gesichtsfeld
22: zweites Isozentrum
23: zweites Gesichtsfeld
201–207: Position des ersten Isozentrums
211–217: erstes Gesichtsfeld
221–227: zweites Gesichtsfeld
300–308: Gesichtsfeld, Untersuchungsbereich
401–403: Saatpunktpfeil
500: Untersuchungsbereich

Claims

Verfahren zur Steuerung eines bildgebenden Untersuchungssystems (10) zur Untersuchung eines Patienten (15), wobei das bildgebende Untersuchungssystem (10) zumindest eine erste bildgebende Untersuchungsvorrichtung (11) mit einem ersten Isozentrum (20) und eine zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung (13) mit einem zweiten Isozentrum (22) und einen in Bezug auf die Isozentren (20, 22) positionierbaren Untersuchungstisch (14) zur Lagerung des Patienten (15) aufweist, der verschiedene Positionen relativ zu dem bildgebenden Untersuchungssystem (10) durchläuft, wobei das Verfahren umfasst: – Bestimmen eines Untersuchungsbereichs (300; 500) des Patienten (15), und – automatisches Bestimmen mindestens einer Untersuchungstischposition und eines ersten Gesichtsfelds (21) in Bezug auf das erste Isozentrum (20) und eines zweiten Gesichtsfelds (23) in Bezug auf das zweite Isozentrum (22) in Abhängigkeit von dem Untersuchungsbereich (300; 500) und den Isozentren (20, 22) derart, dass in der mindestens einen Untersuchungstischposition ein Erfassen einer ersten Bildinformation in dem ersten Gesichtsfeld (21) mit der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung (11) und ein Erfassen einer zweiten Bildinformation in dem zweiten Gesichtsfeld (23) mit der zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung (13) möglich ist, wobei aufgrund einer Benutzereingabe, welche einen Teilbereich (300) in dem Untersuchungsbereich (500) definiert, die mindestens eine Untersuchungstischposition und die jeweiligen ersten und zweiten Gesichtsfelder (21, 23) derart automatisch bestimmt werden, dass der gesamte Teilbereich (300) ohne eine Neupositionierung des Untersuchungstisches (14) von dem jeweiligen ersten Gesichtsfeld (21) und/oder dem jeweiligen zweiten Gesichtsfeld (23) abgedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Untersuchungstischposition und die jeweiligen ersten und zweiten Gesichtsfelder (21, 23) derart bestimmt werden, dass der Untersuchungsbereich (300; 500) von einer Gesamtheit der ersten Gesichtsfelder (21) vollständig abgedeckt wird, und/oder dass der Untersuchungsbereich (300; 500) von einer Gesamtheit der zweiten Gesichtsfelder (23) vollständig abgedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ein Anzeigen des Untersuchungsbereichs (300; 500), der ersten Gesichtsfelder (21; 300–308) und/oder der zweiten Gesichtsfelder (23) auf einer Anzeige des Untersuchungssystems (10).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: – automatisches Positionieren des Untersuchungstisches (14) auf die mindestens eine Untersuchungstischposition, – automatisches Erfassen der ersten Bildinformation in dem ersten Gesichtsfeld (21) mit der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung (11), und – automatisches Erfassen der zweiten Bildinformation in dem zweiten Gesichtsfeld (23) mit der zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung (13).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aufgrund einer Benutzereingabe eines Startpunkts und eines Endpunkts in einer Bewegungsrichtung des Untersuchungstisches in einem bereits erfassten Bild des Patienten (15) der Untersuchungsbereich (300; 500) automatisch bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aufgrund einer Benutzereinstellung von Markern an dem Patienten (15) oder an dem Untersuchungstisch (14) der Untersuchungsbereich (300; 500) automatisch bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aufgrund einer Benutzereingabe von Tischpositionen der Untersuchungsbereich (300; 500) automatisch bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aufgrund einer Benutzerauswahl (401–403) eines Organs des Patienten (15) in einem bereits erfassten und automatisch segmentierten Bild des Patienten (15) der Untersuchungsbereich (300; 500) automatisch bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Untersuchungstischposition und die jeweiligen ersten und zweiten Gesichtsfelder (21, 23) derart bestimmt werden, dass das jeweilige erste Gesichtsfeld (21) und das jeweilige zweite Gesichtsfeld (23) gleichzeitig erfasst werden können.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Untersuchungstischposition und die jeweiligen ersten und zweiten Gesichtsfelder (21, 23) derart bestimmt werden, dass eine Untersuchungsdauer für den Untersuchungsbereich (300; 500) minimiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Untersuchungstischposition und die jeweiligen ersten und zweiten Gesichtsfelder (21, 23) derart bestimmt werden, dass eine Bildqualität der ersten und/oder zweiten Bildinformation maximiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste bildgebende Untersuchungsvorrichtung (11) zur Durchführung einer Kernspintomographie, einer Röntgentomographie, einer Positronen-Emissions-Tomographie oder einer Single-Photon-Emissionscomputertomographie ausgestaltet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung (13) zur Durchführung einer Kernspintomographie, einer Röntgentomographie, einer Positronen-Emissions-Tomographie oder einer Single-Photon-Emissionscomputertomographie ausgestaltet ist.
Bildgebendes Untersuchungssystem (10) zur Untersuchung eines Patienten, umfassend – eine erste bildgebende Untersuchungsvorrichtung (11) mit einem ersten Isozentrum (20), – eine zweite bildgebende Untersuchungsvorrichtung (13) mit einem zweiten Isozentrum (22), – einen in Bezug auf die Isozentren (20, 22) positionierbaren Untersuchungstisch (14) zur Lagerung des Patienten (15), der verschiedene Positionen in Bezug auf die Isozentren (20, 22) durchläuft, – eine Benutzerschnittstelle (19) zum Ein- und Ausgeben von Informationen von einem/für einen Benutzer, und – eine Steuervorrichtung (18), welche ausgestaltet ist, aufgrund einer Benutzereingabe einen Untersuchungsbereich (300; 500) des Patienten (15) zu bestimmen, und mindestens eine Untersuchungstischposition und ein erstes Gesichtsfeld (21) bezogen auf das erste Isozentrum (20) und ein zweites Gesichtsfeld (23) bezogen auf das zweite Isozentrum (22) in Abhängigkeit von dem Untersuchungsbereich (300; 500) und den Isozentren (20, 22) derart zu bestimmen, dass in der mindestens einen Untersuchungstischposition ein Erfassen einer ersten Bildinformation in dem ersten Gesichtsfeld (21) mit der ersten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung (11) und ein Erfassen einer zweiten Bildinformation in dem zweiten Gesichtsfeld (23) mit der zweiten bildgebenden Untersuchungsvorrichtung (13) möglich ist, und aufgrund der Benutzereingabe, welche einen Teilbereich (300) in dem Untersuchungsbereich (500) definiert, die mindestens eine Untersuchungstischposition und die jeweiligen ersten und zweiten Gesichtsfelder (21, 23) derart automatisch zu bestimmen, dass der gesamte Teilbereich (300) ohne eine Neupositionierung des Untersuchungstisches (14) von dem jeweiligen ersten Gesichtsfeld (21) und/oder dem jeweiligen zweiten Gesichtsfeld (23) abgedeckt wird.
Bildgebendes Untersuchungssystem (10) nach Anspruch 14, wobei das Untersuchungssystem (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–13 ausgestaltet ist.