Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Diagnosevorrichtung
bzw. ein alternatives Diagnoseverfahren für eine kombinierte und/oder
kombinierbare radiographische und nuklearmedizinische Untersuchung
vorzuschlagen.
Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte oder
bevorzugte Ausführungsformen sind
durch die Unteransprüche
beschrieben.
Die
erfindungsgemäße Diagnosevorrichtung ist
für eine
kombinierte und/oder kombinierbare radiographische und nuklearmedizinische
Untersuchung ausgebildet. Die radiographische Untersuchung ist vorzugsweise
als Röntgenprojektionsuntersuchung ausgebildet.
Vorzugsweise umfassen sowohl die radiographische als auch die nuklearmedizinische
Untersuchung digitale Bildgebungsverfahren.
Die
Diagnosevorrichtung umfasst eine Röntgenstrahlquelle, die Röntgenstrahlung
zu Untersuchungszwecken am menschlichen Körper erzeugt. Vorzugsweise
ist die Röntgenstrahlquelle
als Röntgenröhre, vorzugsweise
mit Röntgenspannungen von
50 bis 150 kV ausgebildet, die insbesondere Röntgenquanten mit Energie von
etwa 40 bis 140 keV erzeugt.
Weiterhin
ist ein Untersuchungsraum vorgesehen, der zur Aufnahme eines Patienten
dient. Für die
nuklearmedizinische Untersuchung werden dem Patienten vor Untersuchungsbeginn
im Körper
radioaktive Stoffe mit Hilfe adäquater
Radiopharmaka in dem zu untersuchenden Gewebe/Organ platziert. Diese
Radiopharmaka bzw. die radioaktiven Stoffe emittieren Gammastrahlung
(hochenergetische Photonen). Beispielsweise wird das Isotop 99Tc
verwendet, das Gammaquanten mit Energien von etwa 140 keV emittiert.
Mit
anderen Worten, die Energien der Röntgenquanten der Röntgenstrahlenquelle
und die Energien der Gammaquanten befinden sich in einem ähnlichen
Energiebereich insbesondere von 50 bis 160 keV und sind somit physikalisch ähnlicher
Natur. Zur Unterscheidung beziehen sich innerhalb dieser Anmeldung
die Ausdrücke
Röntgenstrahlung,
Röntgenquanten
etc. jedoch immer auf Photonen, die in der Röntgenstrahlquelle erzeugt werden
und die Ausdrücke
Gammastrahlung, Gammaquanten etc. immer auf Photonen, die von den
im Körper
des Patienten platzierten radioaktiven Stoffen emittiert werden.
Die
Diagnosevorrichtung umfasst ein Detektorsystem, welches zur simultanen
Messung der Röntgen-
und Gammastrahlung ausgebildet ist. Mit ein und demselben Detektorsystem,
insbesondere mit ein und denselben Detektorelementen, sind also die
Röntgen-
und Gammaquanten detektierbar. Vorzugsweise weist das Detektorsystem
eine ebene Detektionsfläche
auf. Alternativ ist das Detektorsystem aus mehreren aneinander gesetzten
und geringfügig gegeneinander
verkippten Detektorelementen gebildet, so dass das Detektorsystem
insgesamt eine leicht gekrümmte
Detektionsfläche
aufweist, mit einem Krümmungsradius
größer als
der mehrfache, insbesondere größer als
der dreifache Abstand des Detektionssystems zum Mittelpunkt des
Untersuchungsraums, wobei insbesondere der Messraum des Detektorsystems
den Untersuchungsraum überlappungsfrei
nur einfach durchdringt. Insbesondere weist das Detektionssystem
keine Detektoranordnung auf, die für eine PET(positron emission
tomography)-Untersuchung geeignet ist.
Zum
einen ist die Diagnosevorrichtung ausgebildet, um eine klassische
radiographische Untersuchung, also eine röntgenprojektionsmedizinische Untersuchung
an dem Patienten durchzuführen.
Zum anderen ist die Diagnosevorrichtung ausgebildet, um eine nuklearmedizinische
Single-Photon-Emission (SPE) Untersuchung an dem Patienten durchzuführen und
zwar ohne Änderung
der Patientenlage gegenüber
der röntgenprojektionsmedizinischen
Untersuchung. Bei der an sich bekannten Single-Photon-Emission (SPE) Untersuchung werden
die von den im Körper
des Patienten angeordneten radioaktiven Stoffen emittierten Gammaquanten
in einer integrierenden Messung detektiert.
Der
Erfindung liegt dabei die Idee zu Grunde, eine Kombination der Radiographie,
das heißt
einer Untersuchung mit exter ner Strahlungsquelle mit hoher Ortsauflösung und
hoher Bildqualität
(hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis),
mit dem Single-Photon-Emission
(SPE) und/oder Single-Photon-Emission-Computed-Tomography (SPECT)
Verfahren, das eine organselektive Bilddarstellung ermöglicht,
zu schaffen. Da beide Verfahren mit demselben Detektor in einem
System umgesetzt werden, ist eine vollständige räumliche Übereinstimmung der Untersuchungen
per Design gegeben und die Überlagerung der
Röntgen-
und SPE- oder SPECT-Bilder (letztere auch Szintigraphiebilder genannt)
ergeben zusätzliche
diagnostische Informationen für
den behandelnden Mediziner.
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Diagnosevorrichtung ist eine Auswerte- und Steuerungseinrichtung
vorgesehen, die zur Durchführung der
nuklearmedizinische SPE und/oder SPECT Untersuchung auf Basis einer über die
Zeit integrierten Messung der Gammastrahlung ausgebildet ist. Es werden
also im Vergleich zum Beispiel zu einer PET-Untersuchung nicht einzelne
in Koinzidenz stehende Gammaquanten zur Durchführung der Untersuchung ausgewertet,
sondern ein über
die Zeit integrierter Gammaquantenfluss. Ebenso wird die radiographische
Untersuchung durch Auswertung eines über die Zeit integrierten Röntgenquantenflusses durchgeführt.
Zweckmäßigerweise
ist die Diagnosevorrichtung ausgebildet, so dass aus den beiden
Untersuchungen mit unterschiedlichen Strahlungsarten kombinierte
2D- und/oder 3-D-Datensätze
des Patienten erzeugbar sind. Diese Datensätze umfassen ortsaufgelöste Informationen,
insbesondere über
das Skelett des Patienten und organselektive Informationen.
Bei
einer besonders bevorzugten Ausführung
ist die Diagnosevorrichtung ausgebildet, um eine nuklearmedizinische
SPECT-Untersuchung
und eine radiographische CT-Untersuchung durchzuführen. Dies
verlangt insbesondere, dass die Röntgenstrahlquelle und das Detektorsystem
relativ zu dem Patienten bewegbar angeordnet sind.
Vorzugsweise
ist das Detektorsystem als Flachdetektor mit einer Sensormatrix
und/oder Pixelmatrix ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass
mehrere Sensoren/Pixel einem gemeinsamen Auslesekanal und/oder einem
gemeinsamen Analog-Digitalwandler
zugeordnet sind. Bei einer Weiterbildung des Flachdetektors ist
es schaltungstechnisch vorgesehen, mehrere Pixel (z.B. 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4) zusammenzulegen
oder zu addieren (Binning), um Quanten- bzw. Bildrauschen zu reduzieren.
Diese Binning-Technik wird insbesondere bei der Detektion der Gammastrahlung
eingesetzt, da die nuklearmedizinische Untersuchung verfahrensbedingt
eine schlechtere örtliche
Auflösung
als die radiographische Untersuchungen hat und das Zusammenlegen von
Pixeln nur zu einer geringen weiteren Verschlechterung der örtlichen
Auflösung,
aber zu einer erheblichen Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses
führt.
Bei
einer bevorzugten Ausführung
umfasst der Flachdetektor eine Auslesematrix, insbesondere eine
TFT-Matrix, vor die ein Konverter geschaltet ist, der ein einfallendes
hochenergetisches Photon, also ein Röntgen- oder ein Gammaquant,
in eine elektrische Ladung oder in einen niederenergetischen Lichtimpuls
umsetzt. Insbesondere ist der Konverter als Szintillator ausgebildet.
Zweckmäßigerweise
ist von dem Flachdetektor ein über
eine einstellbare oder ansteuerbare Integrationszeit integriertes
Signal für
jeden Einzelsensor und/oder für
jeden Einzelpixel ausgebbar, wobei die Einzelsensoren und/oder die
Einzelpixel insbesondere als integrierende Elemente ausgebildet sind.
Bei
einer bevorzugten Weiterbildung ist die Auswerte- und Steuereinrichtung
ausgebildet, um die Röntgenstrahlquelle,
insbesondere deren Emissions- oder Belichtungszeit, und/oder das
Detektorsystem, insbesondere die Integrationszeit, zu steuern und/oder
gegenseitig zu synchronisieren. Vorzugsweise ist die Auswerte- und
Steuerungseinrichtung zur Unterstützung oder Umsetzung einer
kombinierten Aufnahme von radiographischen und nuklearmedizinischen
Bildern ausgebildet: Dabei werden (Möglichkeit a) die radiographischen
und nuklearmedizinischen Untersuchungen bzw. deren Messungen zeitgleich
und/oder zeitlich überlappend
durchgeführt. Dies
wird ermöglicht,
da der Flachdetektor sowohl die Röntgen- als auch die Gammastrahlung
registriert und insbesondere nicht zwischen diesen beiden Strahlungsarten
unterscheidet. Um ähnlich
hohe Signale zu erreichen kann vorgesehen sein, die Röntgendosis
an den Gammaquantenfluss anzupassen und zwar insbesondere, indem
der Röntgenquantenfluss
in etwa gleich groß wie
der Gammaquantenfluss gewählt
wird oder indem während
der längeren
Aufnahmezeit für
die nuklearmedizinische Untersuchung ein kurzer "Röntgenblitz" für die radigraphische
Untersuchung erzeugt wird. Die Anpassung der Röntgendosis und Gammaquantenfluss
erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung
der Konvertierungseffizienz des Konverters in Bezug auf die unterschiedlichen
Energien der Quanten sowie auf die unterschiedlichen Positionen
der Strahlungsquellen. Alternativ (Möglichkeit b) werden die radiographische
und nuklearmedizinische Untersuchungen nacheinander durchgeführt und
die Datensätze
nachträglich
zusammengeführt.
Es
ist optional vorgesehen, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung
zur 3-D-Bildgebung ausgebildet ist, wobei insbesondere entweder
aus von radiographischen und nuklearmedizinischen Messungen kombinierten
Einzelbildern, als Einzelbilder, wie sie vorzugsweise durch die
oben beschriebene Möglichkeit
a erzeugt werden, ein gemeinsamer 3-D-Datensatz erzeugt wird oder
zunächst
getrennte 3-D-Datensätze
erzeugbar sind oder erzeugt werden, wobei aus den radiographischen
Messungen CT-ähnliche
Datensätze
und aus den nuklearmedizinischen Messungen SPELT-ähnliche
Datensätze
resultieren, und diese nachträglich
zusammengeführt werden.
Bei
einer praktischen Realisierung der Diagnosevorrichtung sind Röntgenstrahlquelle
und/oder Detektorsystem an Aktoren, insbesondere Roboterarmen, zur
freien relativen Positionierung oder in einer Ringkonstruktion (Gantry)
angeordnet.
Das
der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch ein Verfahren
mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren
sieht die Verwendung der bereits beschriebenen Diagnosevorrichtung
vor und zudem, dass die kombinierte Untersuchung ohne Änderung
der Patientenlage mit dem gemeinsamen Detektorsystem durchgeführt wird.
Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein
Ausführungsbeispiel
für einen Flachdetektor
zum Einsatz in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer
Draufsicht von schräg
oben,
2 ein
erstes Ausführungsbeispiel
für eine
erfindungsgemäße Diagnosevorrichtung
in schematischer Darstellung,
3 ein
Diagramm zur Illustration der Verwendung des Ausführungsbeispiels
in 2,
4 ein
zweites Ausführungsbeispiel
für eine
erfindungsgemäße Diagnosevorrichtung
in schematischer Darstellung.
Einander
entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Die 1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Flachdetektors 1 in Form eines Festkörperdetektors,
wie er bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder
einem erfindungsgemäßen Verfahren
einsetzbar ist, in einer schematischen 3-D-Ansicht schräg von oben.
Der
Flachdetektor 1 weist einen Konverter 2, der als
Cäsiumjodid(CsI)-Platte
ausgebildet ist, und eine Auslesematrixanordnung auf, die eine Vielzahl von
in Reihen und Spalten angeordnete Pixel 4 umfasst. Vorzugsweise
ist die Auslesemat rixanordnung als aktive Auslesematrix z.B. aus
amorphen Silizium (a-Si), ausgebildet.
Die
Pixel 4 der Auslesematrixanordnung 3 bestehen
jeweils aus einer Photodiode 6 und einem damit verbundenen
und/oder zugeordneten Schalter 7, der insbesondere durch
einen TFT (thin film transistor) gebildet ist, wobei die Pixel 4,
insbesondere die Schalter 7, über Ausleseleiterbahnen 3 mit
einer lediglich schematisch angedeuteten Ausleseelektronik 9 verbunden
sind.
Konverter 2 und
Auslesematrixanordnung sind deckungsgleich angeordnet, so dass auf
der Oberseite des als Szintillator arbeitenden Konverters 2 auftreffende
Röntgen-
oder Gammastrahlung 5 im Volumen des Konverters 2 in
Lichtimpulse gewandelt werden, die auf der an der Unterseite des
Konverters 2 angeordnete Auslesematrixanordnung auftreffen. Die
auftreffenden Lichtimpulse werden durch die Photodioden 6 detektiert
und in elektrische Signale umgesetzt, die über Ausleseleiterbahnen 3 an
die Ausleseelektronik 9 ausgelesen werden. Auf diese Weise
können
ortsaufgelöste
Bildinformationen der Röntgen-
oder Gammastrahlung 5 durch den Flachdetektor 1 gemessen
werden.
Alternativ
kann der Konverter so ausgebildet sein, dass beim Auftreffen von
Röntgen-
oder Gammastrahlung 5 direkt elektrische Ladungen generiert werden.
Dies ist beispielsweise bei einem Konverter aus Selen, Cadmiumtellurid
(CdTe), Cadmiumzinktellurid (CdZnTe), Bleioxid (PbO) oder Quecksilberoxid (HgO)
möglich.
Die Auslesematrixanordnung besteht bei dieser Ausführung aus
einer Vielzahl von Elektroden auf denen die erzeugten Ladungen gespeichert und
von der Auswerteelektronik ortsaufgelöst ausgelesen werden können.
Alternativ
kommen als Auslesematrixanordnung CCDs (charge coupled devices),
APS ("active pixel
sensor") oder insbesondere
großflächige CMOS-Chips
zum Einsatz.
Bei
allen Ausführungsformen
des Flachdetektors 1 ist eine Ansteuerelektronik 10 vorgesehen, mit
der über
Ansteuerleiterbahnen 8 die Integrationszeit der einzelnen
Pixel 4 selektiv oder gemeinsam einstellbar ist. Über die
Ansteuerelektronik 10 kann also eine Belichtungszeit vorgegeben
werden, während
der die Intensität
von auftreffender Röntgen- und/oder
Gammastrahlung 5 pixelweise über die Zeit integriert wird.
Alternativ oder zusätzlich
werden zur Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses mehrere Bilder mit
vergleichsweise kurzer Integrationszeit unmittelbar nacheinander
aufgenommen und im Zuge der Auswertung pixelweise kumuliert.
Die 2 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßer Diagnosevorrichtung 11 unter
Verwendung des Flachdetektors 1 in 1.
Die
Diagnosevorrichtung 11 weist einen Behandlungstisch 12,
auf dem ein Patient 13 in beliebiger Position positionierbar
ist, welcher in der 2 in sitzender Position dargestellt
ist.
Für eine radiographische
Untersuchung des Patienten 13 ist eine über einen Roboterarm 14 an
einem Gestell oder an der Decke des Behandlungsraums angeordnete
Röntgenstrahlquelle 15 vorgesehen.
Die Röntgenstrahlquelle 15 emittiert
Röntgenstrahlung
mit Röntgenquanten
einer Energie von bis zu etwa 100 keV. Als Röhrenspannung einer Röntgenröhre in der
Röntgenstrahlquelle 15 werden
für Thorax-Anwendungen
etwa 120 bis 150 kV verwendet (für
andere Anwendungen kann eine höhere
oder niedrigere Quantenenergie, und entsprechend eine höhere oder
niedrigere Röntgenspannung
erforderlich bzw. ausreichend sein). In Bezug auf den Patienten 13 bildet
die Röntgenstrahlquelle 15 eine
externe Strahlungsquelle.
Für eine nuklearmedizinische
Untersuchung wurden dem Patienten 13 im Vorfeld der Untersuchung
radioaktive Stoffe 16 mit Hilfe adäquater Radiopharmaka im zu
untersuchenden Gewebe und/oder Organ platziert. Diese radioaktiven
Stoffe 16 emit tieren Gammastrahlung, also hochenergetische
Photonen. Als radioaktiver Stoff wird ein Isotop beispielsweise
das Isotop 99Tc verwendet, welches Gammastrahlung mit Photonen von
etwa 140 keV emittiert. Die radioaktiven Stoffe 16 bilden
in Bezug auf den Patienten 13 eine interne Strahlungsquelle.
Zur
Detektion der Röntgen-
und Gammastrahlung weist die Diagnosevorrichtung 11 den Flachdetektor 1 auf,
der über
einen zweiten Roboterarm 17 ebenfalls an einem Gestell
oder der Decke des Behandlungsraums befestigt ist, und bei der Diagnosevorrichtung 11 als
Kamera arbeitet. Wie aus der Darstellung in der 2 besser
zu erkennen ist, weist der Flachdetektor 1 eine gerade
quaderförmige Grundform
auf. Insbesondere ist die Detektionsfläche insgesamt eben, d.h. ungekrümmt und/oder
ungewinkelt ausgebildet ist. Vor dem Flachdetektor 1 ist optional
ein Streustrahlenraster 18 zur Ausfilterung von Streustrahlung
angeordnet.
Eine
Auswerte- und Steuerungseinrichtung 19 ist mit dem Flachdetektor 1,
der Röntgenstrahlquelle 15 sowie
mit den Roboterarmen 14 und 17 zwecks Ansteuerung
und Übertragung
der Messsignale verbunden. Die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 19 umfasst
insbesondere einen Monitor und die Systemsteuerung. Mit der Auswerte-
und Steuerungseinrichtung 19 wird die Emissionszeit der
Röntgenstrahlquelle 15,
die Integrationszeit des Flachdetektors 1 und die Position
und Ausrichtung der Roboterarme 14 und 17 angesteuert.
Die
Diagnosevorrichtung 11 kann in verschiedenen Funktionsarten
betrieben werden:
- a) SPE-Betrieb: In diesem
Funktionsmodus ist die Röntgenstrahlquelle 15 deaktiviert
und der Flachdetektor 1 registriert nur Gammastrahlung
ausgehend von den radioaktiven Stoffen 16. Dieser Funktionsmodus
erlaubt die Erstellung von 2-dimensionalen Bildern des Patienten 13 mit
organselektiver Darstellung. Die SPE-Bilder werden jeweils entweder
durch eine lange Integrationszeit des Flachde tektors 1 oder
durch die datentechnische Überlagerung
von mehreren hintereinander aufgenommenen Einzelaufnahmen mit geringerer Integrationszeit über Addition
oder Mittelung erzeugt.
- b) Röntgen-Betrieb:
In diesem Funktionsmodus wird die Röntgenstrahlquelle 15 und
simultan der Flachdetektor 1 kurzzeitig aktiviert. Typische
Belichtungs- und Integrationszeiten sind einige 100 ms. Über den
Flachdetektor 1 wird zwar während der Belichtungszeit zusätzlich Gammastrahlung registriert,
aufgrund der kurzen Belichtungszeit und des geringen Strahlenflusses,
führt die
Gammastrahlung nur zu einer geringen, vernachlässigbaren Störung im
Röntgen-Betrieb.
- c) kombinierter SPE- und Röntgenbetrieb:
In diesem Funktionsmodus werden bei einer Ausführungsalternative ein SPE- und ein Röntgenbild
getrennt erzeugt und anschließend
in der Auswerte- und Steuerungseinrichtung 19 datentechnisch überlagert.
Bei dieser Ausführungsalternative werden
die Funktionsmodi SPE-Betrieb und Röntgenbetrieb nacheinander durchlaufen.
Bei einer weiteren Ausführungsalternative
wird die Integrationszeit des Flachdetektors 1 auf die
Erfordernisse einer SPE-Einzelaufnahme eingestellt und während der
Integrationszeit die Röntgenstrahlquelle 15 den
Erfordernissen einer Röntgeneinzelaufnahme
entsprechend aktiviert. Anders ausgedrückt erfolgt bei der ersten
Alternative eine Kombination des SPE- und Röntgenbilds in der Auswerte-
und Steuerungseinrichtung 19 bei der zweiten Alternative
werden die Bilder der unterschiedlichen Strahlungsarten direkt im
Flachdetektor 1 integriert. Um die unterschiedliche Empfindlichkeit
der Röntgen-
und SPE-Aufnahme auszugleichen, werden zweckmäßigerweise im Falle der ersten
Alternative eine vergleichsweise hohe Anzahl von SPE-Bildern mit
nur einem oder wenigen Röntgenbildern überlagert.
Im Falle der zweiten Alternative die Röntgenstrahlung während der langen
Belichtungszeit der SPE-Aufnahme nur kurz, d.h. für einen
Bruchteil der Belichtungszeit der SPE-Aufnahme, zugeschaltet.
Optional
ist vorgesehen, dass der Flachdetektor z.B. in Hinblick auf die
Empfindlichkeit zwischen verschiedenen Detektormodi umgeschaltet werden
kann.
Die 3 veranschaulicht
ein erstes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens unter
Verwendung der Diagnosevorrichtung 11 in 2.
In einem ersten Verfahrensschritt wurde in dem oben-beschriebenen
Röntgenbetrieb
ein Röntgenbild 20 des
Patienten 13 angefertigt. In einem zweiten Verfahrensschritt
wurde in dem oben-beschriebenen SPE-Betrieb ein SPE-Bild 21 des
Patienten 13 für
die den gleichen Körperbereich
des Patienten 13 angefertigt. Nachdem die Position des
Patienten 13 während
der Aufnahme der beiden Bilder mit den verschiedenen Strahlungsarten
unverändert ist,
können
diese Bilder 20 und 21 insbesondere in Kenntnis
der Relativlage von Flachdetektor 1 und Röntgenstrahlquelle 15 in
der Auswerte- und Steuerungseinrichtung 19 zu einem kombinierten
Bild 22 vereinigt werden. Das kombinierte Bild 22 stellt
also eine Kombination eines klassischen radiographischen Bildes
mit einem klassischen szintigraphischen Bild dar. Die Vorteile der
neuartigen Vorrichtung bzw. des neuartigen Verfahrens liegt in besseren
diagnostischen Möglichkeiten,
da das kombinierte Bild 22 für den behandelnden Mediziner
eine größere Aussagekraft
hat als zwei getrennte Einzelbilder. Ferner wird derselbe Detektor
für beide
Aufnahmeverfahren (Radiographie und SPE) verwendet, so dass sich
eine apparative Einsparung ergibt.
Die 4 zeigt
eine zweite Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Form einer tomographischen Diagnosevorrichtung 23. In Übereinstimmung
mit der Diagnosevorrichtung 11 in 3 weist
die tomographische Diagnosevorrichtung 23 ebenfalls die
Röntgenstrahlquelle 15,
den Flachdetektor 1, die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 19 sowie
einen Patienten 13 mit im Körper angeordneten radioaktiven
Stoffen 16 auf. Im Unterschied zu der Diagnosevorrichtung 11 liegt
der Patient 13 allerdings auf einer Liege 24,
die derart aufgehängt
ist, dass die an einer Ringkonstruktion (Gantry) 25 oder an
den Endabschnitten einer C-förmigen
Haltevorrichtung gegenüberliegend
angeordnete Röntgenstrahlquelle 15 und
Flachdetektor 1 um den Patienten 13 rotieren können. Während der
Rotation werden Röntgenstrahlquelle 15 und
Flachdetektor 1 in bekannter Weise längs der Körperachse des Patienten 13 relativ
verschoben.
Die
tomographische Diagnosevorrichtung 23 ermöglicht eine
dreidimensionale Bildgebung unter Verwendung von radiographischen
CT- und SPECT-Verfahren. Ähnlich
wie bei der Diagnosevorrichtung 11 sind auch bei der tomographischen
Diagnosevorrichtung 23 verschiedene Betriebsarten möglich:
- a) SPECT-Betrieb: In diesem Funktionsmodus
ist die Röntgenstrahlquelle 15 deaktiviert
und der Flachdetektor 1 registriert nur Gammastrahlung ausgehend
von den radioaktiven Stoffen 16. Dieser Funktionsmodus
erlaubt die Erstellung eines 3-D-Datensatzes des Patienten 13 mit
organselektiver Darstellung.
- b) Röntgen-Betrieb:
In diesem Funktionsmodus wird die Röntgenstrahlquelle 15 und
simultan der Flachdetektor 1 jeweils kurzzeitig aktiviert
und erlaubt die Erstellung eines 3-D-Datensatzes des Patienten 13 in
radiographischer Darstellung.
- c) kombinierter SPECT- und Röntgenbetrieb:
In diesem Funktionsmodus werden bei einer Ausführungsalternative ein SPECT-
und ein Röntgen- 3-D-Datensatz
getrennt erzeugt und anschließend
in der Auswerte- und Steuerungseinrichtung 19 datentechnisch
zu einem gemeinsamen 3-D-Datensatz überlagert. Bei dieser Ausführungsalternative
werden die Funktionsmodi SPECT-Betrieb und Röntgenbetrieb nacheinander durchlaufen.
Der Röntgen-3-D-Datensatz
und der SPE-3-D-Datensatz
werden zweckmäßigerweise
mit einer jeweils angepassten räumlichen Auflösung (Binning)
erzeugt. Bei einer weiteren Ausführungsalternative
werden zunächst
die radiographischen Bilder und die nuklearmedizinischen Bilder
(szintigraphischen) Bilder kombiniert, insbesondere addiert bevor
aus den kombinierten Einzelbildern ein gemeinsamer 3-D-Datensatz
erzeugt wird.
Auch
bei der tomographischen Diagnosevorrichtung 23 ist die
Köperlage
des Patienten 13 während
der Messungen mit den verschiedenen Strahlungsarten unverändert und
die beiden Strahlungsarten werden gemeinsam durch den Flachdetektor 1 aufgenommen,
so dass das Messkoordinatensystem identisch ist und keine aufwändige Koordinatentransformation
zur Kombination der Messergebnisse aus den Messungen mit den verschiedenen
Strahlungsarten notwendig ist.
Um
die Detektorfläche
des Flachdetektors 1 z.B. für großformatige radiographische
Aufnahmen zu vergrößern, kann
vorgesehen sein, mehrere Flachdetektoren parallel ausgerichtet,
nebeneinander anzuordnen. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, die Pixelgröße, Konverterschichtdicke
etc. so zu optimieren, dass ein guter Kompromiss für die beiden
Untersuchungsmethoden mit den unterschiedlichen Strahlungsarten
gefunden wird.