DE-102014203465-B4 - Auswahl eines Strahlungsformfilters aus einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern

Abstract

Verfahren zur Auswahl eines Strahlungsformfilters (200 a , 200 b , 200 c ), welcher die räumliche Verteilung der Intensität und/oder das Spektrum von Röntgenstrahlung (R) einer Röntgenquelle (100) eines Bildgebungssystems (10) verändert, aus mindestens einem, bevorzugt einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern, wobei - mindestens ein Strahlungsabsorptionsprofil, bevorzugt eine Mehrzahl von Strahlungsabsorptionsprofilen eines Untersuchungsobjekts (O), von dem mit Hilfe des Bildgebungssystems (10) in einem späteren Schritt Bilddaten erzeugt werden sollen, parallel zur Untersuchungsobjektachse (z) aus verschiedenen Richtungen erfasst wird, - ein effektives Strahlungsabsorptionsprofil durch Mitteln des mindestens einen aufgenommenen Strahlungsabsorptionsprofils berechnet wird - und die Auswahl des Strahlungsformfilters (200 a , 200 b , 200 c ) auf Basis des effektiven Strahlungsabsorptionsprofils des Untersuchungsobjekts (O) aus einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern (200 a , 200 b , 200 c ) erfolgt.

Inventors

• Ute Feuerlein
• Christiane Koch
• Rainer Raupach

Assignees

• Siemens Healthineers Ag

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20140226

Claims (15)

1. Verfahren zur Auswahl eines Strahlungsformfilters (200 a , 200 b , 200 c ), welcher die räumliche Verteilung der Intensität und/oder das Spektrum von Röntgenstrahlung (R) einer Röntgenquelle (100) eines Bildgebungssystems (10) verändert, aus mindestens einem, bevorzugt einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern, wobei - mindestens ein Strahlungsabsorptionsprofil, bevorzugt eine Mehrzahl von Strahlungsabsorptionsprofilen eines Untersuchungsobjekts (O), von dem mit Hilfe des Bildgebungssystems (10) in einem späteren Schritt Bilddaten erzeugt werden sollen, parallel zur Untersuchungsobjektachse (z) aus verschiedenen Richtungen erfasst wird, - ein effektives Strahlungsabsorptionsprofil durch Mitteln des mindestens einen aufgenommenen Strahlungsabsorptionsprofils berechnet wird - und die Auswahl des Strahlungsformfilters (200 a , 200 b , 200 c ) auf Basis des effektiven Strahlungsabsorptionsprofils des Untersuchungsobjekts (O) aus einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern (200 a , 200 b , 200 c ) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Mehrzahl der Strahlungsabsorptionsprofile aus der anterior-posterior-Richtung und der lateralen Richtung aufgenommen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , wobei unabhängig von der Auswahl des Strahlungsformfilters unter Berücksichtigung des effektiven Strahlungsabsorptionsprofils und/oder weiterer Messdaten ein patientenspezifisches Messprotokoll ausgewählt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , wobei das mindestens eine Strahlungsabsorptionsprofil mit Hilfe von Röntgenstrahlen aufgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , wobei das mindestens eine Strahlungsabsorptionsprofil durch Messen der Patientenkonturen ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , wobei das Messen der Patientenkonturen mit Hilfe einer Kamera durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , wobei das Aufnehmen des mindestens einen Strahlungsabsorptionsprofils durch Berücksichtigen von zusätzlichen Informationen über das zu untersuchende Objekt (O) durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7 , wobei die zusätzlichen Informationen das Alter und/oder das Gewicht und/oder die Größe und/oder den Body-Mass-Index und/oder den zu untersuchenden Körperbereich des zu untersuchenden Objekts (O) umfassen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , wobei das Mitteln des mindestens einen aufgenommenen Strahlungsabsorptionsprofils das Gewichten eines bestimmten Körperbereichs des zu untersuchenden Objekts (O) aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , wobei das Auswählen des Strahlungsformfilters (200 c ) auf Basis des effektiven Strahlungsabsorptionsprofils des Untersuchungsobjekts (O) das Auswählen aus einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern (200 a , 200 b , 200 c ) anhand der individuellen Strahlungsabsorptionsprofile der Strahlungsformfilter umfasst.
11. Verfahren nach Anspruch 10 , wobei das Auswählen des Strahlungsformfilters (200 c ) aus einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern (200 a , 200 b , 200 c ) das Auswählen des Strahlungsformfilters (200 c ) aus der Mehrzahl von Strahlungsformfiltern (200 a , 200 b , 200 c ) mit dem individuellen Strahlungsabsorptionsprofil, das am besten zu dem effektiven Strahlungsabsorptionsprofil des Untersuchungsobjekts (O) passt, umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei das Auswählen des passenden Strahlungsformfilters (200 c ) aus der Mehrzahl von Strahlungsformfiltern (200 a , 200 b , 200 c ) das Anwenden eines Differenzmessverfahrens umfasst.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , wobei als Differenzmessverfahren die Methode der kleinsten Quadrate angewandt wird.
14. Röntgenbildgebungssystem (10), mit - einer Röntgenquelle (100), - einer Erfassungseinheit (65) zur Erfassung mindestens eines, bevorzugt einer Mehrzahl von Strahlungsabsorptionsprofilen eines Untersuchungsobjekts (O), von dem mit Hilfe des Bildgebungssystems (10) in einem späteren Schritt Bilddaten erzeugt werden sollen, parallel zur Patientenachse aus verschiedenen Richtungen, - einer Recheneinheit (40), welche dazu eingerichtet ist, ein effektives Strahlungsabsorptionsprofil durch Mitteln des mindestens einen, bevorzugt der Mehrzahl von aufgenommenen Strahlungsabsorptionsprofilen des Untersuchungsobjekts (O) zu berechnen, und - einer Auswahleinheit (50), die dazu ausgebildet ist, auf Basis des effektiven Strahlungsabsorptionsprofils des Untersuchungsobjekts (O) einen Strahlungsformfilter (200 c ) aus einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern (200 a , 200 b , 200 c ) auszuwählen.
15. Röntgenbildgebungssystem (10) nach Anspruch 14 , mit einer Strahlungsformfiltereinrichtung (220), welche eine Ansteuereinheit (70) aufweist, um im Betrieb automatisch einen ausgewählten Strahlungsformfilter (200 a , 200 b , 200 c ) in den Strahlengang der Röntgenquelle (100) zu bringen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswahl eines Strahlungsformfilters aus einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern sowie ein Röntgenbildgebungssystem mit einer Auswahleinheit zur Auswahl eines Strahlungsformfilters aus einer Mehrzahl von Strahlungsformfiltern. Zwischen einer Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt ist bei Röntgenbildgebungssystemen, insbesondere bei Computertomographiesystemen, gewöhnlich eine Blende angebracht, welche den Öffnungswinkel eines Röntgenstrahlenbündels und die Form einer durch die Röntgenstrahlung beleuchteten Fläche anfänglich bestimmt. Dieser Blende ist nachfolgend häufig im Strahlungsgang der Röntgenstrahlung ein Strahlungsformfilter angeordnet, der die Röntgenstrahlung in ihrer Intensität räumlich oder auch spektral zusätzlich verändern kann. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um flächige Filter, die von dem gesamten (typischerweise durch die Blende begrenzten) Röntgenstrahl durchstrahlt werden, ohne dass der Filter dabei Öffnungen aufweisen muss, durch welche die Röntgenstrahlung unverändert hindurchtreten könnte. Typischerweise sind diese Filter aus Aluminimum oder Teflon aufgebaut. Zur Manipulation und weiteren Veränderung der spektralen oder auch räumlichen Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlung können verschiedene Typen von Strahlungsformfiltern wie beispielsweise Bowtie-Filter (d. h. Filter, die die Röntgenstrahlung zusätzlich mit konvex oder konkav geformten Flächen fokussieren oder aufweiten, typischerweise ähnlich der Form einer Krawatten-Fliege) oder auch keilförmige Filter, sogenannte Wedge-Filter, verwendet werden, die in den Strahlengang der Röntgenstrahlung zwischen einer Röntgenquelle des Bildgebungssystems und einem Untersuchungsobjekt einzeln oder in Kombination mehrerer Strahlungsformfilter eingebracht werden können. Mit Hilfe eines Bowtie-Filters lassen sich z. B. innerhalb des Röntgenstrahlungsbündels zumindest lokale Extrema der Röntgenstrahlungsintensität definieren. Die Intensität von Röntgenstrahlung kann beispielsweise mit Hilfe eines Wedge-Filters quer zur Ausbreitungsrichtung der Röntgenstrahlung um einen kontinuierlichen Schwächungswert verringert werden. Das Intensitätsminimum liegt dabei gewöhnlich am Rand eines verwendeten (durch die Blende begrenzten) Röntgenstrahlungsbündels. Insbesondere besteht die Möglichkeit, die Größe bzw. Ausdehnung des bestrahlten Bereichs bzw. der Bereiche eines oder mehrerer Strahlungsextrema festzulegen. D. h. neben unterschiedlichen Typen von Strahlungsformfiltern besteht auch noch die Möglichkeit, zwischen unterschiedlichen Strahlungsformfiltern des gleichen Typs auszuwählen. Beispielsweise kann bei Filtern des gleichen Typs zwischen „engen Filtern“, die den bestrahlten Bereich räumlich verringern, oder „weiten Filtern“ und „sehr weiten“ Filtern gewählt werden, die ggf. den bestrahlten Bereich bzw. den Bereich eines Intensitätsextremums erweitern. Darüber hinaus ist ebenfalls,denkbar, dass die Strahlungsformfilter das Spektrum der verwendeten Röntgenstrahlung insbesondere räumlich beeinflussen (d. h. bei Durchstrahlung des Filters verändert sich die spektrale Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlung). Beispielsweise kann in einem durch den Filter bestimmten räumlichen Bereich das Spektrum der Röntgenstrahlung aufgehärtet werden, d. h. ein Intensitätsmaximum der Röntgenstrahlung wird zu kleineren Wellenlängen hin verändert. Ebenso kann ggf. das Spektrum der Röntgenstrahlung mit Hilfe des Filters in dem vorgegebenen räumlichen Bereich weicher eingestellt werden (d. h. ein Intensitätsmaximum wird zu größeren Wellenlängen hin verändert). Der mit einer Röntgenaufnahme befasste Bediener eines Röntgenbildgebungssystems hat somit die Wahl zwischen einer Vielzahl von Filtern, um eine Röntgenaufnahme zu optimieren. Die Optimierung kann einerseits darin bestehen, die Bildqualität einer vorgesehenen Aufnahme zu gewährleisten und andererseits auch darin, die Strahlenbelastung eines Untersuchungsobjekts durch die Bildgewinnung möglichst gering zu halten. Eine entsprechende Optimierung basiert dabei größtenteils auf der Erfahrung des Bedieners. Im Optimalfall ist für jede Anwendung des Bildgebungssystems im Hinblick auf diese Optimierungsziele ein geeignetes Scan- bzw. Untersuchungs-Protokoll (d. h. eine Folge von Steuerungsschritten) hinterlegt, auf dessen Basis die Bilderfassung in dem Bildgebungssystem gesteuert wird und welches ggf. einen zu verwendenden Strahlungsformfilter vorgibt. Ist für eine betreffende Anwendung kein Scan-Protokoll verfügbar, so muss dieses zunächst basierend auf dem Fachwissen des Bedieners erzeugt werden. Eine optimale Auswahl der Strahlungsformfilter ist dabei möglicherweise nicht immer gewährleistet. Ferner ist die Zuordnung von Strahlungsformfiltern zu bestimmten Protokollen umständlich und steht einer Vereinfachung der Bedienung eines Röntgenbildgebungssystems im Wege. Bei einem Untersuchungsprotokoll für Kinder wird üblicherweise ein Strahlungsformfilter verwendet. Allerdings