Neue Aufnahme- und Rekonstruktionsverfahren für die interventionelle flachdetektorbasierte C-Bogen-CT

• Antragsteller: Professor Dr. Marc Kachelrieß
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 233427018

Die interventionelle Bildgebung mittels C-Bogen-Systemen ist heutzutage weitverbreitet. Zunehmend haben die Systeme auch die Möglichkeit tomographische Daten zu akquirieren, um CT-Bilder zur Verfügung zu stellen. Die Bildqualität der CT-Daten ist jedoch aufgrund vieler Einschränkungen im Vergleich zur Bildqualität diagnostischer CT-Systeme relativ schlecht. Neben der genutzten Detektortechnologie liegt die Ursache darin, dass in der diagnostischen CT hinreichend bekannte Methoden in der C-Bogen-CT nicht genutzt werden und durch den großen Kegelwinkel starke Kegelstrahl- und Streustrahlartefakte entstehen.Das hier vorgeschlagene Projekt hat die Verbesserung der C-Bogen-basierten Flachdetektor-CT zum Ziel. Dies soll erreicht werden, indem neben der bisher fast ausschließlich üblichen Kreisbahn auch andere Scantrajektorien zum Einsatz kommen. Natürlich lässt sich wegen des eingeschränkten Drehbereichs mit C-Bögen kein Spiralscan realisieren, aber alternativ bieten sich gegeneinander verkippte Kreisscans oder das Zusammenfügen eines Teilkreises mit einem dazu senkrecht stehenden kurzen Bogen an. Beispielsweise lässt es sich dank der dann entstehenden Redundanzen verhindern, dass Strahlen zum Bild beitragen, die einen länglichen Metallkörper (z.B. eine Pedikelschraube) entlang seiner Längsachse durchstrahlen. Metallartefakte sollten sich bei geeigneter Scan- und Rekonstruktionstechnik somit vermeiden lassen. Ähnliches gilt für Kegelstrahlartefakte. Auch unser Ziel, den Messbereich zu vergrößern, lässt sich mit neuen Bahnkurven realisieren.Andererseits soll die Bildqualität durch die Einführung der Zweispektren-CT in die interventionelle Bildgebung mit C-Bögen verbessert werden. Sobald die technischen Voraussetzungen generator- und röhrenseitig geschaffen sind, können bekannte Zweispektren-Verfahren angepasst und auf die interventionelle Bildgebung angewendet werden. Voraussichtlich lassen sich so bei gleicher Patientendosis signifikante Kontraststeigerungen erzielen bzw. bei gleicher Bildqualität die Dosiswerte reduzieren. Dadurch kann die Zweispektren-CT auch auf die virtuelle digitale Subtraktions-Angiografie angewendet werden, bei der von den interessierenden Gefäßen automatisch der Hintergrund abgezogen wird.Das Projekt soll gemeinsam mit der Firma Ziehm Imaging GmbH aus Nürnberg, dem führenden Hersteller mobiler C-Bogen-Systeme, durchgeführt werden. Ein bestehendes Funktionsmuster, das im Gegensatz zu den Ziehmprodukten den für vollständige CT-Daten nötigen Winkelbereich von 180° plus Fächerwinkel abdeckt und somit keine Limited-Angle-Artefakte aufweist, steht dem Projekt zur Verfügung. Das Funktionsmuster soll gemäß der Forderung nach neuen Bahnkurven und Zweispektren-Messungen umgebaut bzw. erweitert werden. Ebenso sollen die Schnittstellen zu dem Funktionsmuster offengelegt bzw. angepasst werden, sodass die Ansteuerung von extern erfolgen und die Zusammenarbeit mit der wissenschaftlichen Einrichtung erfolgreich durchgeführt werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Beteiligte Institution: Ziehm Imaging GmbH