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Korrektur der Strahlaufhärtung bei DSA-Bildern

IP.com Disclosure Number: IPCOM000200038D
Original Publication Date: 2010-Oct-12
Included in the Prior Art Database: 2010-Oct-12
Document File: 5 page(s) / 613K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei der digitalen Subtraktionsangiographie (DSA) wird zunächst ein Nativbild ohne Kontrastmittelgabe akquiriert. Im Anschluss erfolgt eine Aufnahme des gleichen Objektes bei gleichen Aufnahmebedingungen unter Kontrastmittelgabe. Anschließend werden die beiden Bilder voneinander subtrahiert. Somit werden statische Teilobjekte wie beispielsweise Knochen nicht mehr dargestellt und eine Untersuchung der kontrastmittelgefüllten Gefäße wird ermöglicht. Wenn jedoch ein mit Kontrastmittel gefülltes Gefäß hinter einem Knochen liegt, d.h. der Knochen zwischen Strahlenquelle und Gefäß liegt, dann weist das Gefäß für den überlappenden Bereich mit dem Knochen einen geringeren Kontrast auf (siehe Abbildungen 1 und 2). Somit ist über den Gefäßverlauf eine unterschiedliche (nicht anatomische) Kontrastierung zu erkennen, die sich vor allem durch eine sprungartige Veränderung auszeichnet. Diese Kontrastsprünge korrespondieren entsprechend mit den Kanten des subtrahierten Knochens (siehe Pfeile in den Abbildungen 1 links und 2 links).

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Korrektur der Strahlaufhärtung bei DSA-Bildern

Idee: Dr. Dirk Ertel, DE-Forchheim

Bei der digitalen Subtraktionsangiographie (DSA) wird zunächst ein Nativbild ohne Kontrastmittelgabe akquiriert. Im Anschluss erfolgt eine Aufnahme des gleichen Objektes bei gleichen Aufnahmebedingungen unter Kontrastmittelgabe. Anschließend werden die beiden Bilder voneinander subtrahiert. Somit werden statische Teilobjekte wie beispielsweise Knochen nicht mehr dargestellt und eine Untersuchung der kontrastmittelgefüllten Gefäße wird ermöglicht. Wenn jedoch ein mit Kontrastmittel gefülltes Gefäß hinter einem Knochen liegt, d.h. der Knochen zwischen Strahlenquelle und Gefäß liegt, dann weist das Gefäß für den überlappenden Bereich mit dem Knochen einen geringeren Kontrast auf (siehe Abbildungen 1 und 2). Somit ist über den Gefäßverlauf eine unterschiedliche (nicht anatomische) Kontrastierung zu erkennen, die sich vor allem durch eine sprungartige Veränderung auszeichnet. Diese Kontrastsprünge korrespondieren entsprechend mit den Kanten des subtrahierten Knochens (siehe Pfeile in den Abbildungen 1 links und 2 links).

In den Abbildungen 1und 2 sind DSA-Aufnahmen zu zwei unterschiedlichen Füllphasen (1 und 2) mit ausgeprägtem Beam-Hardening-Effekt (siehe Pfeile) dargestellt. Jedes Bilderpaar zeigt das reine DSA-Bild (jeweils links) und eine 60%-ige Überlagerung (jeweils rechts) mit dem Maskenbild. Hierdurch zeigt sich die räumlich Korrespondenz der Artefakte und des Knochens. Die Auswertung entsprechender ROI (Regions-Of-Interest) erlaubt eine Quantifizierung des Effektes. Abbildung 3 stellt nochmals einen Ausschnitt der bereits gezeigten DSA-Aufnahmen und die Position der ROI für zwei unterschiedliche Gefäße dar. Sowohl der mittlere Schwächungswert als auch der Wertebereich für die einzelnen ROI weichen deutlich von einander ab. Die Ursache für diesen Effekt liegt in einem physikalischen Prozess, der sich durch ein nichtlineares Verhalten auszeichnet. Durch den Knochen erfolgt eine Strahlaufhärtung (Beam Hardening), die durch eine Energieabhängigkeit der Schwächungskoeffizienten entsteht. Hierdurch erfolgt bezüglich des Gefäßes hinter dem Knochen eine Unterschätzung des Schwächungsverhaltens. Dieser Effekt ist in der computertomographischen (CT) Bildgebung besonders stark ausgeprägt. Es ist davon auszugehen, dass vergleichbare Effekte bei einer Neuro-DSA entstehen und somit die Bildqualität von Gefäßen in diesem Bereich besonders stark beeinträchtigt ist (Arteria basilaris bzw. deren Verzweigungen, beispielsweise Arteria cerebri posterior).

Eine Logarithmierung der Bildsignale ist für die Erzeugung von DSA-Aufnahmen grundsätzlich erforderlich, da die Strahlenabsorption eine exponentielle Abhängigkeit aufweist. Somit ergibt nur die Subtraktion von logarithmierten Bildern ein reines Gefäßbild...