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Interventionelle 2 D-Bildgebung mit hoher Ortsauflösung unter Verwendung eines niedrig-auflösenden, schnellen CT-Detektors

IP.com Disclosure Number: IPCOM000200622D
Original Publication Date: 2010-Oct-21
Included in the Prior Art Database: 2010-Oct-26
Document File: 4 page(s) / 290K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei der minimalinvasiven Therapie von Krebserkrankungen (interventionelle Onkologie) werden häufig Röntgensysteme eingesetzt. Es kommen hier entweder Computertomographen (CT) zum Einsatz, die eine sehr schnelle dreidimensionale (3 D) Bildgebung bei einer relativ geringen Ortsauflösung während des Eingriffs ermöglichen, oder es werden Angiographiesysteme eingesetzt. Diese können zweidimensionale (2 D) Bilder und ebenfalls 3 D-Bilder aufnehmen, allerdings wesentlich langsamer und mit eingeschränkter Qualität. Hingegen eigenen sich Angiographiesysteme besser für die 2 D-Bildgebung, weil die Angiographie-Detektoren eine wesentlich bessere Ortsauflösung besitzen. Hierbei reicht zumeist eine Bildgebung mit 15 oder 30 Bildern pro Sekunde, in einer Belichtungszeit von ungefähr 10 ms pro Bild. Ein typischer CT-Detektor kann ungefähr 10000 Bilder pro Sekunde aufnehmen. Das bedeutet, dass in der für Angiographie und Fluoroskopie nötigen Belichtungszeit 100 Einzelbilder aufgenommen werden könnten.

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Interventionelle 2-D-Bildgebung mit hoher Ortsauflösung unter Verwendung eines niedrig-auflösenden, schnellen CT-Detektors

Idee: Dr. Jan Boese, DE-Forchheim

Bei der minimalinvasiven Therapie von Krebserkrankungen (interventionelle Onkologie) werden häufig Röntgensysteme eingesetzt. Es kommen hier entweder Computertomographen (CT) zum Einsatz, die eine sehr schnelle dreidimensionale (3-D) Bildgebung bei einer relativ geringen Ortsauflösung während des Eingriffs ermöglichen, oder es werden Angiographiesysteme eingesetzt. Diese können zweidimensionale (2-D) Bilder und ebenfalls 3-D-Bilder aufnehmen, allerdings wesentlich langsamer und mit eingeschränkter Qualität. Hingegen eigenen sich Angiographiesysteme besser für die 2-D- Bildgebung, weil die Angiographie-Detektoren eine wesentlich bessere Ortsauflösung besitzen. Hierbei reicht zumeist eine Bildgebung mit 15 oder 30 Bildern pro Sekunde, in einer Belichtungszeit von ungefähr 10 ms pro Bild. Ein typischer CT-Detektor kann ungefähr 10000 Bilder pro Sekunde aufnehmen. Das bedeutet, dass in der für Angiographie und Fluoroskopie nötigen Belichtungszeit 100 Einzelbilder aufgenommen werden könnten.

Ein System für sowohl schnelle, hochqualitative 3-D-Bildgebung als auch 2-D-Bildgebung mit hoher Ortsauflösung existiert derzeit nicht. Es gibt jedoch bereits Überlegungen, einen CT-Scanner in einen 2-D-Modus zu bringen, indem die Rotation der Gantry gestoppt und direkt das am Detektor empfangene Bild in Echtzeit angezeigt wird. Wegen der schlechten Ortsauflösung und dem bisher schmalen CT-Detektor hat das aber bisher keinen großen Erfolg gehabt.

Die Flat-Panel-Detektoren moderner Angiographiesysteme haben eine Pixelgröße, bezogen auf das Isozentrum, von ca. 100 Mikrometer, während CT-Detektoren bei minimal ca. 400 Mikrometer liegen. Die Fläche eines CT-Pixels ist also ungefähr um den Faktor 16 zu groß. Daher eignet sich diese Methode nicht für eine anspruchsvolle 2-D-Gefäßbildgebung.

So wird häufig bei Eingriffen, die primär von außen erfolgen und eine 3-D-Bildgebung benötigen wie beispielsweise RF-Ablationen oder Biopsien, die CT eingesetzt. Für Eingriffe, die durch das Gefäßsystem erfolgen und 2-D-Angiographiebilder benötigen, werden nahezu immer Angiographiesysteme eingesetzt.

Zur Lösung dieser Problematik wird nun vorgeschlagen, mittels eines niedrig auflösenden CT- Detektors 2-D-Fluoroskopie mit hoher Ortsauflösung zu ermöglichen. Dabei wird die hohe Zeitauflösung eines CT-Detektors ausgenutzt, um ein Fluoroskopiebild in Sub-Bilder zu unterteilen, die mit leicht unterschiedlicher Geometrie aufgenommen werden, und aus denen jeweils ein höher aufgelöstes Bild rekonstruiert wird. Für den dafür neu eingeführten Fluoroskopie-Aufnahmemodus wird die CT-Gantry angehalten (siehe Abbildung 1). Normalerweise würde jedes Bild einzeln in...