Beschreibung

Röntgensystem zur Erstellung diagnostischer Röntgendarstellungen unter Applikation von Kontrastmitteln

Die Erfindung betrifft ein Röntgensystem zur Erstellung diagnostischer Röntgendarstellungen eines Patienten mit einer Röntgenröhre, einem Detektor, einer Kontrastmittelapplikati ^¬ onseinheit und einer Steuer- und Recheneinheit, wobei das Röntgensystem eine Möglichkeit zur Auswahl unterschiedlicher Betriebsparameter zumindest bezüglich des verwendeten Energiespektrums der Röntgenstrahlung aufweist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Optimierung to- mographischer Darstellungen eines Patienten durch Röntgenstrahlen mit einem zu wählenden Energiespektrum und Messung der Schwächung der Röntgenstrahlung beim Durchtritt durch den Patienten in unterschiedlichen Raumwinkeln unter zusätzlicher Gabe von Kontrastmittel zur Kontrastverbesserung in der to- mographischen Darstellung.

Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung eines lantha- nidhaltigen Komplexes zur Herstellung eines Kontrastmittels zur Diagnoseunterstützung in einer Röntgenuntersuchung.

Mit der Röntgen-Computertomographie soll durch nichtinvasive Untersuchungen die innere Struktur eines lebenden Körpers, meist zum Zwecke der Diagnose, dargestellt werden. Da diese Strukturen sich bezüglich ihres Absorptionsverhaltens nur ge- ring unterscheiden, wird zur Erzeugung einer kontrastreichen Darstellung häufig Kontrastmittel appliziert, welches sich entweder an bestimmte Körperstrukturen, z.B. Karzinome, anlagert oder bestimmte Körperflüssigkeiten, z.B. Blut, anreichert. Solche Kontrastmittel enthalten in der Regel Elemente, die sich durch hohe Absorptionskoeffizienten auszeichnen und damit einen guten Kontrast zum umgebenden Gewebe mit relativ niedrigem Absorptionskoeffizienten liefern.

Allgemein üblich ist in diesem Zusammenhang die Verwendung von iodhaltigen Kontrastmitteln. Wegen eventuell vorhandener Unverträglichkeiten des untersuchten Patienten gegenüber Iod werden auch gadoliniumhaltige Kontrastmittel verwendet. In diesem Zusammenhang werden auch allgemein lanthanidhaltige

Kontrastmittel vorgeschlagen. Es wird diesbezüglich beispiel ^¬ haft auf die Schriften „Arterial angiography in high-kilovol- tage technique with gadolinium as the contrast agent : first clinical experience", F. Fobbe et al . , Eur. Radiol. 6, 224- 229 (1996), Springer-Verlag; „Evaluation of Gadobutrol in a Rabbit Model as a New Lanthanide Contrast Agent for Computer Tomography", Stephan A. Schmitz et al . , Investigative Radiol- ogy, Vol.30, No.11, 644-649 (1995), Lippincott-Raven Publish- ers; „1-Molar Gadobutrol as a Contrast Agent for Computed To- mography: Results From a Comparative Procine Study", Marc Ka- linowski et al . , Investigative Radiology, Vol.38, No.4, 193- 199 (2003), Lippincott Williams & Wilkins, Inc. und "Gd-DTPA: An Alternative Medium for CT" Aidan D. Quinn et al . , Journal of Computer Assisted Tomography, 18 (4) : 634-636 (1994), Raven Press, Ltd. verwiesen.

In diesen Schriften werden auch Untersuchungen angestellt, welche die Absorption einiger bestimmter Kontrastmittel in HU-Einheiten liefern, wobei auch unterschiedliche Röntgen- spektren bei den Untersuchungen zugrunde gelegt wurden. Diese Untersuchungen liefern dem Operateur jedoch lediglich die Erkenntnis, dass Kontrastmittel mit höherer Ordnungszahl bei der verwendeten Strahlung zu besseren Bildergebnissen führen. Auch wird der bekannte Effekt des linearen Zusammenhangs zwi- sehen Konzentration des Kontrastmittels und gemessener Absorption dargestellt. Eine direkte Hilfe zur Auswahl einer optimalen Kombination von Kontrastmittel zu Röntgenspektrum für bestimmte Untersuchungsbereiche eines Patienten und zur Erreichung eines optimalen Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses wird nicht vermittelt.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Röntgensystem und ein Verfahren zur Optimierung von Röntgendarstellungen zur Verfügung

zu stellen, welches es einem Operateur ermöglicht mit einfa ^¬ chen in der Praxis beherrschbaren Mitteln die für eine bestimmte Untersuchung optimale Kombination von Kontrastmittel und verwendetem Röntgenspektrum zur Erreichung des bestmögli- chen Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses in einer Röntgendar ^¬ stellung auszuwählen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa ^¬ tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin- düng sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

Die Erfinder haben erkannt, dass es nicht ausreicht zur Er ^¬ reichung eines optimalen Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses einfach ein Kontrastmittel zu wählen, welches mit einem EIe- ment mit möglichst hoher Ordnungszahl besetzt ist. Vielmehr hat sich gezeigt, dass abhängig vom jeweils untersuchten Bereich des Patienten eine optimale Kombination zwischen Kontrastmittel und für die Untersuchung verwendetem Energiespektrum der Röntgenstrahlung notwendig ist. Die Zusammenhän- ge zwischen Absorption und Energiespektrum der Strahlung unter Berücksichtigung eines optimalen Kontrast-zu-Rausch- Verhältnisses bei dem jeweils vorgegebenen Untersuchungsbe ^¬ reich am Patienten sind dabei relativ komplex und lassen sich nicht in einfachen Regeln oder Formeln wiedergeben. Insbeson- dere hat sich auch gezeigt, dass auch eine Veränderung in der Dicke der Untersuchungsvolumen eine Verschiebung der betrachteten Maxima optimaler Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisse be ^¬ dingt .

Es erweist sich daher als am praktikabelsten, Versuchsreihen aufzunehmen oder zu simulieren, mit denen das Kontrast-zuRausch-Verhältnis in Abhängigkeit von dem verwendeten Strah ^¬ lungsspektrum, dem jeweiligen Kontrastmittel und der Weglänge des durchstrahlten Untersuchungsvolumens, nachfolgend einfach als „Untersuchungsvolumen" bezeichnet, dargestellt wird.

Des Weiteren können in diese Parameter auch noch die untersuchte Gewebeumgebung eingehen. Unterschiedliche Gewebeumge-

bungen wie zum Beispiel Knochen, Herz, Leber oder Gehirn bewirken aufgrund des unterschiedlichen Absorptionsverhaltens des jeweiligen Gewebes auch Unterschiede in der Auswahl der optimalen Kontrastmittel/Energiespektrum-Kombination .

So kann sich die Auswahl auch nicht nur auf die unterschied ^¬ lichen kontrasterzeugenden Elemente oder verschiedenen Kontrastmittel beziehen, sondern es können auch Differenzierungen bezüglich der optimalen chemischen Struktur des Kontrast- mittels notwendig sein. Zum Beispiel wird für ein Kontrast ^¬ mittel, welches sich lediglich im Blutkreislauf anreichern und später abbauen soll, ein anderes Molekül verwendet werden als bei einem Kontrastmittel, welches in Form eines Markers an karzinogenen Strukturen angelagert werden soll. Es ist auch möglich, dass hierbei Kombinationen von beiden Varianten zur optimalen Erkennbarkeit in einer Röntgensdarstellung gewählt werden.

Selbstverständlich geht in diese Aufstellung als Variable auch die Konzentration des Kontrastmittels ein. Um vergleichbare Verhältnisse für unterschiedliche Kontrastmittel zu er ^¬ halten kann deren Applikations-Konzentration als Maßstab oder die Verträglichkeit des jeweiligen Kontrastmittels herangezo ^¬ gen werden. Zum Vergleich unterschiedlicher Kontrastmittel und zur Auswahl der optimalen Kontrastmittel/Strahlungs- Kombination können dann entsprechend normierte Kontrastmit ^¬ telkonzentrationen verwendet werden. In einer verbesserten Variante kann hier auch ein spektrumsabhängiger Schädigungsfaktor der Strahlung mit einfließen, denn grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass höherenergetische Röntgenstrahlung weniger schädigend wirkt als niederenergetische Strahlung.

Es ist auch darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich durch Dosiserhöhung eine Verbesserung des Kontrast-zu-Rausch-Ver- hältnisses erreichbar ist. Eine Dosiserhöhung um den Faktor x erzeugt bekanntermaßen eine Verbesserung des Kontrast-zu ^¬ Rausch-Verhältnisses um den Faktor V* • Ziel aller Bemühungen

im Bereich radiologischer Untersuchungen ist es jedoch die Strahlungsdosis, die bei einer solchen Röntgenuntersuchung verwendet wird zu minimieren. Daher bezieht sich die Optimie ^¬ rung des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis immer auf gleiche Strahlungsdosis oder anders ausgedrückt, es wird durch die optimale Wahl eines Kontrastmittels, welches das beste Kon- trast-zu-Rausch-Verhältnisses ergibt durch Vorgabe eines be ^¬ stimmten Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses im Bild eine Mini ^¬ mierung der verwendeten Dosis also der Strahlenbelastung des untersuchten Patienten erreicht. Einerseits kann immer das

Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis durch Erhöhung der Konzentrati ^¬ on eines Kontrastmittels erreicht werden, andererseits sollte der Patient aus Gründen der Verträglichkeit nicht mit zu ho ^¬ hen Kontrastmitteldosen belastet werden. Im Idealfall ist al- so die Kombination aus Kontrastmittel und Röntgenstrahlung zu finden, die normiert auf die verwendete Strahlungsdosis oder besser normiert auf deren schädigende Wirkung und normiert auf die Konzentration des Kontrastmittels oder besser dessen Verträglichkeit das beste Kontrast-zu-Rausch-Verhältniss er- gibt, wobei dann auf Basis dieser ermittelten Kontrastmit ^¬ tel/Strahlungs-Kombination die CT-Untersuchung unter minimierter Dosis und Kontrastmittelkonzentration erfolgt, sodass ein für die klinische Beurteilung ausreichend kontraststarkes Bild rekonstruiert werden kann. Erschwerend kommt dabei hin- zu, dass die Optimierung auch noch von der Weglänge der

Strahlung durch den Patienten und der damit einhergehenden Aufhärtung der Strahlung abhängt.

Da diese Zusammenhänge in ihrer Komplexität von einem Opera- teur eines Röntgensystems, insbesondere im klinischen Alltag, kaum mehr überblickt werden können, erscheint es notwendig, dem Operateur für eine optimale Röntgenuntersuchung ein Auswahlmittel zur Verfügung zu stellen, welches auf der Basis einfach zu bestimmender Kriterien zumindest eine optimale Kontrastmittel/Strahlungs-Kombination zur Verfügung stellt oder falls mehrere gleichwertige Kontrastmittel/Strahlungs- Kombinationen vorliegen diese dem Operateur zur endgültigen Auswahl anbietet. Bei dieser endgültigen Auswahl unter mehre-

ren gleichwertigen Kontrastmittel/Strahlungs-Kombinationen kann der Operateur weitere Gesichtspunkte, zum Beispiel eine individuelle Verträglichkeit des Patienten, Kostengesichts ^¬ punkte oder ähnliches einfließen lassen.

Entsprechend diesen Erkenntnissen schlagen die Erfinder vor, ein Röntgensystem zur Erstellung diagnostischer Röntgendarstellungen eines Patienten zu verbessern, vorzugsweise ein Röntgensystem mit mindestens einer Röntgenröhre zur Erzeugung eines Strahlenbündels aus Röntgenstrahlen mit einem Energie ^¬ spektrum zur Abtastung des Patienten, einem Detektor zur Messung der Schwächung der Röntgenstrahlung beim Durchtritt durch den Patienten, einer Applikationseinheit für die Gabe von Kontrastmittel zur Kontrastverbesserung in der tomo- graphischen Darstellung des Patienten, einer Steuer- und Recheneinheit zur Steuerung des Röntgensystems und zur Erstel ^¬ lung der Röntgendarstellungen des Patienten mit Hilfe von gespeicherten und ausgeführten Computerprogrammen, wobei das Röntgensystem eine Möglichkeit zur Auswahl unterschiedlicher Betriebsparameter zumindest bezüglich des verwendeten Energiespektrums der Röntgenstrahlung aufweist, zu verbessern, indem dieses Röntgensystem ein Auswahlmittel aufweist, wel ^¬ ches nach der unmittelbaren oder mittelbaren Angabe der Parameter Untersuchungsvolumen einerseits und untersuchter Gewe- bestruktur andererseits zumindest eine Kombination von Kontrastmittel und Energiespektrum der Röntgenstrahlung für die Untersuchung vorgibt, mit der ein optimales Kontrast-zu ^¬ Rausch-Verhältnis im Untersuchungsbereich bei geringster Strahlungsdosis und Kontrastmittelbelastung erreicht wird.

In der konkreten Ausgestaltung wird das Auswahlmittel selbst in der Regel durch Computerprogramme in Verbindung mit einer Eingabetastatur und einer Anzeigeeinheit realisiert werden. Grundsätzlich liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, wenn spezielle Tasten, gegebenenfalls verbunden mit speziel ^¬ len Anzeigen, am Röntgensystem zur Verfügung gestellt werden. Wesentlich für die Erfindung ist, dass dem Operateur ein ge-

eignetes Mittel zur Verfügung gestellt wird, womit er die notwendigen Vorgaben an das System weitergeben kann.

Dieses Auswahlmittel ermöglicht es nun dem Operateur durch einfache Angabe einer zu untersuchenden Körperregion oder der zu untersuchenden Gewebestruktur die optimale Kombination von einzusetzendem Kontrastmittel und Energiespektrum zu finden.

Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das Auswahl- mittel eine Look-up-Tabelle aufweist, in der abhängig von der zu untersuchenden Körperregion oder der zu untersuchenden Gewebestruktur optimale Kombinationen von Kontrastmittel zum Energiespektrum der zu verwendenden Röntgenstrahlung gespeichert sind.

Das Auswahlmittel kann zusätzlich mit der Steuerung des Rönt- gensystems verbunden sein, so dass durch die Auswahl des Ope ^¬ rateurs, falls diese eine eindeutige Wahl von optimalem Kon ^¬ trastmittel und Energiespektrum ergibt, automatisch zu einer entsprechenden Einstellung des Röntgensystems bezüglich der verwendeten Röhrenspannung und/oder eines zu verwendenden Filters für die Strahlung führen. Falls mehrere gleichwertige Lösungen zur Verfügung stehen, können diese dem Operateur zur weiteren Auswahl angeboten werden.

Vorteilhaft kann es auch sein, den Detektor in unterschiedli ^¬ chen Betriebsarten, nämlich als integrierender Detektor, ereigniszählender Detektor oder energiespezifischer Detektor zu betreiben, wobei die optimale Wahl auch durch das Auswahlmit- tel vorgegeben werden kann. Denn auch durch unterschiedliche Betriebsarten des Detektors kann die optimale Wahl der Kontrastmittel/Energiespektrum-Kombination beeinflusst werden.

Wird ein energieselektiver Detektor mit mindestens zwei ge- trennt zu zählenden Energiebereichen verwendet, so kann in diesen Energiebereichen sowohl integrierend als auch ereigniszählend detektiert werden, wobei der mindestens eine Grenzwert zwischen den detektierten Energiebereichen variabel

ist. Das Auswahlmittel kann dabei mit einer Steuerung dieses Grenzwertes verbunden werden und diesen Grenzwert entspre ^¬ chend optimal in Bezug auf das beste Kontrast-zu-Rausch- Verhältnis einstellen.

Neben der Möglichkeit das Untersuchungsvolumen oder den Untersuchungsquerschnitt durch Eingabe eines Durchmessers bei etwa kreisförmigem Querschnitt oder zweier Achslängen bei etwa ellipsoidem Querschnitt zu definieren, schlagen die Erfin- der auch vor, dass in dem Röntgensystem eine mittelbare Eingabemöglichkeit für das Untersuchungsvolumen durch Angabe der Körperregion vorgesehen ist. Beispielsweise kann bereits durch die Angabe der Untersuchungsregionen Kopf, Thorax oder Abdomen schon eine weitgehend gute Näherung für diese Werte getroffen werden.

Weitere Möglichkeiten sind die Aufnahme eines Topogramms, ei ^¬ ne optische Bestimmung oder das Untersuchungsvolumen durch eine Gewichtsbestimmung, vorzugsweise durch eine Wiegevor- richtung im Patiententisch, zu bestimmen. Es können allerdings auch Kombinationen dieser Maßnahmen verwendet werden, um bessere Ergebnisse zu erzielen.

Besonders vorteilhaft ist es außerdem, das Untersuchungsvolu- men durch einen Vorscan zu bestimmen und, vorzugsweise automatisch, in das System zu übernehmen. Durch dieses Verfahren wird ohne weitere Näherungen der tatsächliche Querschnitt des Untersuchungsvolumens bestimmt, so dass keine Näherungsfehler auftreten .

Erfindungsgemäß kann es sich bei dem vorgeschlagenen Röntgensystem sowohl um ein System zur Erstellung von Transmissionsbildern als auch um ein Röntgensystem zur Erstellung tomographischer Darstellungen, also ein CT oder eine C-Bogen- Gerät mit Mitteln zur Rekonstruktion tomographischer Bilder, handeln, wobei die bevorzugte Anwendung bei den tomographischen Systemen liegt. Selbstverständlich sind bei einem solchen Röntgensystem zur Erstellung tomographischer Darstellun-

gen auch die Röntgenröhre (n) und gegebenenfalls der oder die Detektoren drehbar um den Patienten gelagert, so dass eine Vielzahl von Projektionen aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen aufgenommen werden können. Weiterhin sind Mittel zur Datenaufbereitung, insbesondere zur Rekonstruktion von

CT-Darstellungen vorgesehen, wobei diese Mittel meist aus ei ^¬ ner Kombination von Recheneinheit und entsprechenden Computerprogrammen bestehen.

Ebenfalls vorteilhaft können zur Optimierung des Kontrast-zu ^¬ Rausch-Verhältnisses Kontrastmittel zu Verfügung gestellt werden, die mindestens einen Kontrastmittelkomplex aufweist und als Kontrastmaterial eine Auswahl von mindestens zwei kontrasterzeugenden Elementen aus der nachstehenden Liste enthalten: I, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Bi; vorzugsweise Dy, Ho, Er, Tm, Yb oder Lu.

Entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung schlagen die Erfinder ein Verfahren zur Optimierung tomographischer Darstel- lungen eines Patienten durch Röntgenstrahlen mit einem zu wählenden Energiespektrum und Messung der Schwächung der Röntgenstrahlung beim Durchtritt durch den Patienten in unterschiedlichen Raumwinkeln unter zusätzlicher Gabe von Kontrastmittel zur Kontrastverbesserung in der tomographischen Darstellung vor, bei dem vor der Untersuchung für das CT- System das Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis unterschiedlicher Energiespektren der Röntgenstrahlung und unterschiedlicher Kontrastmittel relativ zu gewebeähnlichem Material oder zu Gewebe ermittelt wird, und vor der Untersuchung eines Patien- ten vom Röntgensystem auf der Basis eines vorgegebenen Untersuchungsbereiches des Patienten eine optimierte Auswahl an zumindest einer Kontrastmittel/Röntgenspektrum-Kombination zur Verfügung gestellt wird, welche ein optimales Kontrast- zu-Rausch-Verhältnis im Untersuchungsbereich ermöglicht.

Erfindungsgemäß kann zur Auswahl eine Look-up-Tabelle verwen ^¬ det werden, in der in Abhängigkeit des vorgegebenen Untersu ^¬ chungsbereiches des Patienten zumindest eine optimale Kombi-

nation von Kontrastmittel zum Energiespektrum der zu verwendenden Röntgenstrahlung gespeichert ist.

Alternativ kann auch nach einem Vorscan des Untersuchungsbe- reiches, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Energiespekt ^¬ ren, auf der Basis der tatsächlich vorliegenden Absorptionswerte im Untersuchungsbereich durch Simulation mit unterschiedlichen zur Verfügung stehenden Kontrastmitteln und Energiespektren, gegebenenfalls auch Detektoren beziehungs- weise Detektorbetriebsarten, die optimale Kombination von Kontrastmittel und für die Abtastung verwendetem Energie ^¬ spektrum der Röntgenstrahlung ermittelt werden.

Gemäß einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfah- rens kann auch nach der durch den Operateur initiierten Auswahl des Kontrastmittels automatisch die Röhrenspannung eingestellt und/oder automatisch durch Filterung das Energiespektrum der verwendeten Röntgenstrahlung entsprechend zuvor gespeicherter oder errechneter Angaben eingestellt werden.

Ebenso wird vorgeschlagen, dass zur Bestimmung der Absorption der Strahlung im Detektor Strahlungsereignisse gezählt werden oder die auf dem Detektor auftreffende Strahlung energiespe ^¬ zifisch detektiert wird.

Bei einer energiespezifischen Detektion können mindestens zwei Energiebereiche getrennt jedoch je Energiebereich integ ^¬ rierend detektiert werden, wobei der mindestens eine Grenz ^¬ wert zwischen den detektierten Energiebereichen variabel ein- stellbar ist und die Steuerung dieses Grenzwertes entspre ^¬ chend der durch den Operateur getroffenen Auswahl und vorhandener Vorgaben in Abhängigkeit von dem verwendeten Kontrastmittel und dem Energiespektrum der Röntgenstrahlung erfolgt.

Alternativ können auch mindestens zwei Energiebereiche ge ^¬ trennt und ereigniszählend detektiert werden, wobei der min ^¬ destens eine Grenzwert zwischen den detektierten Energiebe ^¬ reichen variabel einstellbar ist und die Steuerung dieses

Grenzwertes entsprechend der durch den Operateur getroffenen Auswahl und vorhandener Vorgaben in Abhängigkeit von dem verwendeten Kontrastmittel und dem Energiespektrum der Röntgenstrahlung erfolgt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zur Auswahl der optimalen Kombination aus Kontrastmittel und Energiespektrum mittelbar oder unmittelbar ein Maß für das Patientenvolumen, also für den von der Strahlung zu durchdringenden Querschnitt des zu untersuchenden Patienten eingegeben werden. Bei mittelbarer Eingabe kann beispielsweise eine Look-up-Tabelle verwendet werden, die aus anderen Angaben auf das tatsächliche Patientenvolumen beziehungsweise den zu durchdringenden Querschnitt schließt.

Beispielsweise kann durch Aufnahme eines Topogramms und der daraus entnehmbaren geometrischen Daten das Patientenvolumen bestimmt und, vorzugsweise automatisch, in das Röntgensystem übernommen werden. Entsprechend kann auch das Patientenvolu- men optisch bestimmt werden. Außerdem kann alternativ oder ergänzend zu den oben genannten indirekten Ermittlungen auch eine Gewichtsbestimmung, vorzugsweise durch eine Wiegevorrichtung im Patiententisch, durchgeführt werden, so dass ein, meist zusätzlicher Parameter zur Abschätzung des Patienten- querschnitts im Untersuchungsbereich vorliegt.

Als besonders exakte Methode zur Bestimmung des Patientenvo ^¬ lumens kann ein Vorscan dienen, wobei es hierdurch gleichzeitig auch möglich ist, ungefähre Absorptionsbestimmungen ohne Kontrastmittel vorzunehmen, um mit diesen Daten und Simulati ^¬ onsrechnungen mit Kontrastmittel noch besser die optimale Kombination von einzusetzendem Kontrastmittel und Energiespektrum vorzubestimmen und gegebenenfalls automatisch in das Röntgensystem zu übernehmen und dieses entsprechend zu konfi- gurieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann analog zum zuvor be ^¬ schriebenen Röntgensystem sowohl für die Erzeugung und Dar-

Stellung von Transmissionsaufnahmen als für die Darstellung von tomographischen Aufnahmen durch entsprechende und an sich bekannte Rekonstruktionsschritte verwendet werden.

Bezüglich der zur Verfügung gestellten Kontrastmittel werden erfindungsgemäß auch mindestens zwei Kontrastmittel mit un ^¬ terschiedlichen kontrasterzeugenden Elementen zur Auswahl gestellt, wobei die Elemente aus der nachfolgenden Liste I, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Bi, vor- zugsweise aus der Liste Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, ausgewählt werden. Ein Beispiel hierfür wäre ein Satz von Kontrastmitteln mit den kontrasterzeugenden Elementen I, Sm und Er. Grundsätzlich ist allerdings zu bemerken, dass eine höhere Anzahl von unterschiedlichen Kontrastmitteln auch eine opti- miertere Auswahl zulässt.

Alternativ können auch, gegebenenfalls ergänzend, die zur Auswahl vorliegenden Kontrastmittel gemischt werden, so dass unterschiedliche Kontrastmittelgemische mit unterschiedlichen Komplexen verwendet werden. Die verwendete Liste der Elemente bleibt hierbei gleich. Allerdings besteht nun die Möglichkeit durch entsprechende Mischungsverhältnisse der Kontrastmitteln sich besser an die aktuelle Aufnahmesituation anzupassen und damit das optimale Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis durch ein „fine tuning" der Mischungsverhältnisse weniger Kontrastmit ^¬ tel zu erreichen. Im Ergebnis kann dadurch trotz weniger zur Verfügung stehender einzelner Kontrastmittel eine relativ i- deale Anpassung an die Aufnahmesituation erreicht werden.

Mischungen von unterschiedlichen Kontrastmitteln bergen grundsätzlich das Problem, dass im Vorfeld der Verabreichung oder im Körper eine Entmischung der Komponenten entsteht. Zur Vermeidung dieses Problems schlagen die Erfinder vor, Kontrastmittel zu verwenden, die unterschiedliche kontrastbil- dende Elemente in chemischer Bindung aufweisen. Beispielsweise kann ein Kontrastmittel einen Komplex mit einem La- und einem Gd-Atom oder zwei Komplexe mit je einem La- und einem Gd-Atom aufweisen. Es wird dadurch das Mischungsverhältnis

festgeschrieben, so dass eine änderung im Mischungsverhältnis durch Applikationsprobleme nicht entstehen kann. Beispiels ^¬ weise können auch durch 3 chemisch gebundene kontrastbildende Elemente feste Mischungsverhältnisse von 1:2 bei zwei unter- schiedlichen Elementen oder 1:1:1 bei drei unterschiedlichen Elementen erreicht werden. Bei vier chemisch gebundenen kontrastbildende Elemente können entsprechend Mischungsverhält ^¬ nisse von 1:3, 2:2, 1:1:2 oder 1:1:1:1 vorgegeben werden. Die verwendeten Komplexe können auch hier aus der nachfolgenden Liste ausgewählt werden: I, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Bi.

Entsprechend der oben dargestellten Ausführungen liegt es auch im Rahmen dieser Erfindung einen lanthanidhaltigen Kom- plex zur Herstellung eines Kontrastmittels zur Diagnoseunterstützung in einer CT-Untersuchung zu verwenden, wobei abhängig vom Querschnitt und der Gewebestruktur des Untersuchungs ^¬ bereiches eine solche Kombination eines Lanthanidkomplex für das Kontrastmittel und eines Energiespektrums der verwendeten Röntgenstrahlung gewählt wird, die ein maximales Kontrast-zu ^¬ Rausch-Verhältnis in einer CT-Darstellung erzeugt. Auf die verschiedenen oben dargestellten Ausführungsformen dieser Verwendung wird hingewiesen.

Bezüglich des chemischen Aufbaues wird beispielhaft auf die internationale Patentanmeldung WO 2004/074267 Al und auf das Europäische Patent EP 0 222 886 Bl verwiesen, deren Offenba ^¬ rungsgehalt bezüglich der Herstellung von Kontrastmitteln vollinhaltlich übernommen wird. Es eignen sich aber auch die bereits für NMR-Untersuchungen zugelassenen MR-Mittel Multi- hance ^® , Porhance ^® , Omniscan ^® , Magnevist ^® (DE 33 02 410), Pri- movist ^® , Gadovist ^® oder Vasovist ^® . Darüber hinaus können auch die Metallkomplexe gemäß der Lehre der Patentschrift US-PS 5,746,995 oder Mischungen aus Metallkomplex und jodhaltigem Kontrastmittel gemäß der Patentanmeldung US 2005/0053551 Al eingesetzt werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Hierbei werden die fol ^¬ genden Bezugszeichen verwendet: 1: CT-System; 2: erste Rönt- genröhre; 3: erster Detektor; 4: zweite Röntgenröhre; 5: zweiter Detektor; 6: Gantrygehäuse; 7: Patient; 8: Patientenliege; 9: Systemachse; 10: Steuer- und Recheneinheit; 11: Speicher; 12: Kontrastmittelapplikator; 13: zeitlicher Kontrastverlauf; 14: Aorta abdominalis; Prg _x : Computerprogramme.

Es zeigen im Einzelnen:

FIG 1: CT-System mit Kontrastmittelinjektor;

FIG 2: Simulationswerte des Kontrast-zu-Rausch- Verhältnisses diverser Kontrastmittel mit unter ^¬ schiedlichen kontrastbildenden Elementen gegen Wasser mit 120kV-Röntgenstrahlung;

FIG 3: Simulationswerte des Kontrast-zu-Rausch-

Verhältnisses diverser Kontrastmittel mit unter- schiedlichen kontrastbildenden Elementen gegen

Wasser mit ungefilterter Röntgenstrahlung unterschiedlicher BeschleunigungsSpannung;

FIG 4: Simulationswerte aus FIG 3 als zur Dosis normier ^¬ te Massenäquivalente gleichen Kontrast-zu-Rausch- Verhältnisses des Kontrastmittels aufgetragen;

FIG 5: Simulationswerte des Kontrast-zu-Rausch-

Verhältnisses diverser Kontrastmittel mit unter ^¬ schiedlichen kontrastbildenden Elementen gegen Wasser unter Verwendung von zwei Beschleunigungs- Spannungen, jeweils mit und ohne Filteraufhärtung;

FIG 6: Simulationswerte aus FIG 5 als zur Dosis normier ^¬ te Massenäquivalente gleichen Kontrast-zu-Rausch- Verhältnisses des Kontrastmittels aufgetragen; FIG 7: Simulationswerte des Kontrast-zu-Rausch-

Verhältnisses diverser Kontrastmittel mit unter ^¬ schiedlichen kontrastbildenden Elementen gegen

Wasser mit einer Röntgenstrahlung für vier unterschiedliche Detektoren;

FIG 8: Simulationswerte aus FIG 7 als zur Dosis normier ^¬ te Massenäquivalente gleichen Kontrast-zu-Rausch- Verhältnisses des Kontrastmittels aufgetragen;

FIG 9: Simulationswerte gemäß FIG 3 mit einem zylindri ^¬ schen Phantom von 20cm Durchmesser;

FIG 10: Simulationswerte gemäß FIG 3 mit einem zylindri ^¬ schen Phantom von 30cm Durchmesser; FIG 11: Simulationswerte gemäß FIG 3 mit einem zylindri ^¬ schen Phantom von 40cm Durchmesser;

FIG 12: Simulationswerte des Kontrast-zu-Rausch-

Verhältnisses diverser Kontrastmittelmischungen mit unterschiedlichen kontrastbildenden Elementen und gleicher Grundkomponente gegen Wasser mit

12 OkV-RöntgenStrahlung;

FIG 13: Schichtaufnahme eines Hundes unter Verwendung des Kontrastmittels Gadovist;

FIG 14: Zeitlicher Verlauf der δHU-Werte in der Aorta aus FIG. 13;

FIG 15: Zur Dosis normierte Massenäquivalente gleichen Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses gegen Röhren ^¬ spannung, in Aorta abdominales.

Bei dem erfindungsgemäßen CT-System kann es sich in seinem Grundaufbau beispielsweise um ein konventionelles CT-System mit einem einzigen Fokus/Detektor-System handeln, wobei die verwendete Röntgenröhre zumindest die Möglichkeit einer Be ^¬ einflussung des Energiespektrums der verwendeten Röntgen- Strahlung besitzt. Dies kann beispielsweise durch Steuerung der Beschleunigungsspannung oder das Einlegen von Filtern in den Strahlengang geschehen. Solche Systeme sind allgemein bekannt. Selbstverständlich sind im erfindungsgemäßen CT-System zusätzlich die später genauer beschriebenen Auswahlmittel als zusätzlicher Bestandteil integriert.

Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass grundsätzlich jegliches bekannte CT-System, welches in über

die Möglichkeit einer Beeinflussung des verwendeten Energiespektrums der Röntgen- oder Bremsstrahlung verfügt, erfindungsgemäß angepasst werden kann.

Beispielhaft kann auch ein Zwei- oder Mehrfach-Fokus/Detek- tor-System 1 verwendet werden, wie es in der Figur 1 dargestellt ist. Ein solches CT-System 1 verfügt über eine erste Röntgenröhre 2 mit einem gegenüberliegenden Detektor 3 und eine zweite Röntgenröhre 4 mit einem weiteren gegenüberlie- genden Detektor 5. Beide Fokus/Detektor-Systeme 2, 3 und 4, 5 sind in einem Gantrygehäuse 6 auf einer, um eine Systemachse 9 rotierende und hier nicht sichtbar dargestellte, Gantry an ^¬ geordnet. Der Patient 7 befindet sich auf einer längsver ^¬ schiebbaren Patientenliege 8, die zur Abtastung des Patienten 7 während der Rotation der Fokus/Detektor-Systeme kontinuier ^¬ lich oder schrittweise durch eine öffnung im Gantrygehäuse 6 geschoben wird. Hierdurch wird der Patient 7 spiralförmig o- der mehrfach kreisförmig abgetastet.

Vor der Abtastung des Patienten 7 wird zur Verbesserung des Kontrastes einer aus den Detektorausgangsdaten rekonstruierten CT-Darstellung dem Patienten 7 ein Kontrastmittel appliziert. Dies kann beispielsweise durch einen Kontrastmittelinjektor 12 geschehen, der das ausgewählte Kontrastmittel mit einem vorgegebenen Fluss, gegebenenfalls auch mit zeitabhängiger Variation, in den Patienten 7 injiziert.

Das Kontrastmittel kann zum Beispiel für eine Kardio-Unter- suchung so gestaltet sein, dass es sich nach der Injektion ausschließlich in der Blutbahn aufhält, bevor es abgebaut wird. Hierdurch werden eine sehr gute Darstellung der Blutbahnen und entsprechende klinische Bewertungen möglich. Es kann jedoch auch ein Kontrastmittel verwendet werden, welches sich als Tumor-Marker speziell an ein Tumorgewebe anlegt und dieses entsprechend anreichert. Hierdurch wird dieser Tumor bei der CT-Untersuchung stark hervorgehoben und damit leicht diagnostizierbar beziehungsweise in seiner Lage und Ausdehnung bestimmbar. Auch sind zum Beispiel Kombinationen beider

zuvor beschriebener Varianten möglich, wobei dann vorzugsweise unterschiedliche kontrastbildende Elemente verwendet wer ^¬ den können, die aufgrund ihres energiespezifisch unterschied ^¬ lichen Absorptionsverhaltens getrennt dargestellt werden kön- nen .

Die Steuerung des gesamten CT-Systems 1 und gegebenenfalls auch die Auswertung der Detektordaten und Rekonstruktion der CT-Darstellungen als Schnittbilder oder Volumendaten kann durch eine Steuer- und Recheneinheit 10 erfolgen. Diese Steu ^¬ er- und Recheneinheit 10 verfügt über einen Speicher 11, in dem neben den gemessenen Detektorausgangsdaten auch Computerprogramme Prgi-Prg _n gespeichert sind, die im Betrieb ausge ^¬ führt werden und im Wesentlichen die Steuerung des Systems und die Auswertung der Daten übernehmen.

Es wird darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Aus ^¬ wahlmittel in dieser bevorzugten Ausführungsvariante eines CT' s in Form eines Computerprogramms Prg _x in der Steuer- und Recheneinheit 10 vorliegt. Die notwendigen Eingaben in das Auswahlmittel wie z.B. Patientendurchmesser oder Untersuchungsgebiet können über die Tastatur erfolgen. Die Ausgaben des Auswahlmittels an den Operateur in Form der optimal zu wählenden Kontrastmittel/Strahlungs-Kombination können über den Bildschirm geschehen. Alternativ kann diese Kombination auch rechnerintern weitergegeben werden und direkt in die Steuerung einfließen.

Weiterhin wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass es auch im Rahmen der Erfindung liegt, wenn das CT-

System mit mehreren Rechnersystemen verbunden ist und einzelne Rechenschritte dezentralisiert in anderen Recheneinheiten stattfinden .

Die Verwendung eines Zwei- oder Mehrfach-Fokus/Detektor-

Systems gemäß der Figur 1 bietet diverse Vorteile gegenüber einem konventionellen CT-System. So können beispielsweise unterschiedliche zwei oder mehrere Detektoren mit unterschied-

liehen Betriebsarten verwendet werden, falls nicht Detektoren zur Verfügung stehen, die bei gleichem Aufbau in unterschiedliche Betriebsmodi umschaltbar sind. Außerdem kann gleichzei ^¬ tig mit jedem Fokus/Detektor-System mit jeweils einem anderen Energiespektrum ein Vorscan oder der eigentliche Scan durchgeführt werden. Ebenso ist eine einfache gleichzeitige Auf ^¬ nahme mehrerer Tomogramme zur Bestimmung der Patientendimensionen möglich, wodurch eine spätere optimale Auswahl der richtigen Kontrastmittel/Strahlungs-Kombination erleichtert wird.

Das Grundprinzip der Erfindung veranschaulicht sich in den Graphen der nachfolgenden Figuren 2 bis 12.

Die Figur 2 zeigt Simulationswerte des Kontrast-zu-Rausch- Verhältnisses CNR ² /Dose, aufgetragen auf der Abszisse und normiert auf die Dosis für die unterschiedliche Kontrastmit ^¬ tel mit den kontrasterzeugenden Elementen I (=Iod) , La (=Lanthan) , Ce (=Zer) , Pr (=Praseodym) , Nd (=Neodym) , Sm (=Samarium) , Eu (=Europium) , Gd (=Gadolinium) , Tb (=Terbium) , Dy (Dysprosium) , Ho (=Holmium) , Er (=Erbium) , Tm (=Thulium) , Yb (=Ytterbium) , Lu (=Lutetium) , Bi (Wismut) gegen Wasser mit einer 120kV-Röntgenstrahlung aufgetragen auf der Ordinate. Als Detektor wurde hier ein derzeit üblicher energieintegrie- render Detektor simuliert.

Für diese Simulation wurde ein zylinderförmiges Phantom aus Wasser mit einem innen konzentrisch angeordneten, wesentlich kleineren und mit Kontrastmittel gefüllten Zylinder simu- liert. Die in den Figuren dargestellten Kontrast-zu-Rausch- Verhältnisse entsprechen dem Kontrast-zu-Rausch-Verhältniss, das aus dem so rekonstruierten Bild stammt.

Die kontrasterzeugenden Elemente sind in dieser Figur 2 von links nach rechts mit aufsteigender Ordnungszahl aufgetragen. Die Ergebnisse zeigen, dass zunächst mit steigender Ordnungs ^¬ zahl eine Verbesserung also Erhöhung des Kontrast-zu-Rausch- Verhältnisses zu verzeichnen ist. Es wird ein kleines Plateau

des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses bei den kontrastbilden ^¬ den Elementen Er und Tm erreicht, gefolgt von einem unsteti ^¬ gen Abfall des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses bis zu Bi.

Trägt man dieses Kontrast-zu-Rausch-Verhältniss für spektral unterschiedliche Röntgenstrahlen, erzeugt durch unterschied ^¬ liche Beschleunigungsspannungen, auf, so zeigt sich, dass eine Verschiebung der Energiespektren dieser Strahlungen auch in einer Verschiebung Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisse, insbe- sondere in einer Verschiebung der Kurvenmaxima, resultiert. In der Figur 3 sind die Simulationswerte des Kontrast-zu ^¬ Rausch-Verhältnisses diverser Kontrastmittel mit unterschied ^¬ lichen Elementen gegen Wasser mit ungefilterter Röntgenstrahlung unterschiedlicher Beschleunigungsspannung aufgetragen. Es wurden dabei Scanergebnisse mit Röntgenstrahlen aus Be ^¬ schleunigungsspannungen mit 80, 100, 120 und 140 kV simuliert und das Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis CNR ² /Dose gegenüber den kontrastbildenden Elementen mit steigender Ordnungszahl aufgetragen. Es zeigt sich bei Betrachtung der Ergebnisse, dass einerseits mit wachsender Beschleunigungsspannung das Maximum des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses sich tendenziell zu hö ^¬ heren Ordnungszahlen verschiebt. Gleichzeitig liegt das Maxi ^¬ mum des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses - ohne Betrachtung des verwendeten Kontrastmittels - bei der lOOkeV-Bremsstrah- lung. Die Verschiebung des Energiespektrums zu höheren Werten führt zu einem geringeren erreichbaren Kontrast-zu-Rausch- Verhältnis. Betrachtet man allerdings die kontrastbildenden Elemente von I bis Gd, so kann eine stetige Steigerung des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses mit sinkender Beschleuni- gungsspannung beobachtet werden. Diese Systematik wird jedoch bei höheren Ordnungszahlen unterbrochen. Zum Beispiel liefern die Elemente Tb bis Bi bei 10OkV Beschleunigungsspannung einen Maximalwert für das Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis, wäh ^¬ rend der Minimalwert bei Tb bis Ho durch 140kV-Strahlung, bei Er bis Lu durch 80kV-Strahlung und bei Bi durch 100kV-Strah- lung erzeugt wird.

In der Figur 4 sind diese Simulationswerte der Figur 3 noch ^¬ mals als zur Dosis normierte Massenäquivalente gleichen Kon- trast-zu-Rausch-Verhältnisses gegen die Elemente aufgetragen. Im Grunde handelt es sich um eine Umnormierung der Kurven aus der Figur 3. Diese Kurven verdeutlichen, dass beispielsweise im Bereich von I bis Sm die Verwendung von niedrigerer Beschleunigungsspannungen und von kontrastbildenden Elementen mit höherer Ordnungszahl zu einer Reduktion der notwendigen Kontrastmittelkonzentration bei gleichem Kontrast-zu-Rausch- Verhältnis führt. Allerdings ist diese Aussage für weiter steigende Ordnungszahl nicht mehr übertragbar.

Insgesamt ergibt sich bereits aus den Erkenntnissen der Figu ^¬ ren 3 und 4 schon ein relativ komplexes Problem, wenn mit einfachen Regeln eine optimale Kombination von Kontrastmittel und Röntgenstrahlung gefunden werden soll.

Dieses Problem wird weiter erschwert, wenn in die Betrachtung auch Verschiebungen der Energiespektren verwendbarer Röntgen- Strahlung durch im Strahlengang eingelegte Filter berücksichtigt werden sollen. Die Figur 5 zeigt die Simulationswerte des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses diverser Kontrastmittel mit unterschiedlichen Elementen gegen Wasser unter Verwendung der zwei Beschleunigungsspannungen 8OkV und 12OkV, jeweils mit und ohne Strahlaufhärtung durch Kupferfilter. Auch hier ergibt sich eine starke Verschiebung der Maxima des erreichbaren Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses, wobei der Einfluss der Filterung bei der 80kV-Strahlung größer ist als bei der 120kV-Strahlung. Da für beide Strahlungen die gleiche Filter- dicke verwendet wurde, war der Effekt der Strahlaufhärtung bei der 80kV-Strahlung auch verhältnismäßig stärker als bei der 120kV-Strahlung.

In der Figur 6 werden nochmals die Simulationswerte aus der Figur 5 als zur Dosis normierte Massenäquivalente gleichen

Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses verschiedener Kontrastmittel aufgetragen .

Ein weiterer Effekt, der das Verhalten der Kontrast-zuRausch-Verhältnisse unterschiedlicher Kontrastmittel zueinan ^¬ der bei unterschiedlicher Strahlung beeinflusst, ist der Betriebsmodus des verwendeten Detektors. Die Figur 7 zeigt die Simulationswerte des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses diver ^¬ ser Kontrastmittel mit unterschiedlichen kontrastbildenden Elementen gegen Wasser mit einer Röntgenstrahlung für vier unterschiedliche Detektoren mit unterschiedlichem Betriebsmo ^¬ dus. Hierbei werden Ergebnisse mit einem einfachen energiein- tegrierenden Detektor, einem ereigniszählenden Detektor, einem energiespezifisch ereigniszählenden Detektor mit zwei Energiebereichen und einem energiespezifisch ereigniszählenden Detektor mit Energiebereichen im 5keV Abstand verglichen. Die hier beobachtbare Verschiebung der Maxima der detektier- baren Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisse fällt hier zwar sehr stark aus, jedoch zeigt sich, dass durch die Verwendung spezifischerer Detektoren das Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis drastisch zu verbessern ist, wobei zwischen dem einfachen integrierenden Detektor und den spezifischeren ereigniszählen- den Detektoren sich eine klare Verschiebung des Maximums ergibt .

Wie zuvor sind auch hier in der unten stehenden Figur 8 die gleichen Simulationswerte aus der Figur 7 nochmals als zur Dosis normierte Massenäquivalente gleichen Kontrast-zu ^¬ Rausch-Verhältnisses verschiedener Kontrastmittel aufgetra ^¬ gen .

Ein wesentlich signifikanteres Problem bei der Auswahl der richtigen Kontrastmittel/Strahlungs-Kombination stellt die

Dimensionierung des gescannten Objektes und die Lage des untersuchten betrachteten Gebietes im Objekt dar. Aufgrund der Strahlaufhärtung beim Durchgang der Röntgenstrahlung durch einen Patienten ergeben sich signifikante Verschiebungen be- züglich der optimalen Auswahl eines Kontrastmittels je nach Dicke eines Patienten. Zur Darstellung dieser Situation sind in den Figuren 9 bis 11 die Simulationswerte gemäß der Figur 3 mit einem zylindrischen Phantom mit Durchmessern von 20cm,

30cm und 40cm, wobei zentral im Phantom ein kleiner kontrastmittelgefüllter Zylinder angeordnet ist. In diesen Figuren 9 bis 10 sind die Simulationsergebnisse für jeweils vier ver ^¬ schiedene Röntgenstrahlungen mit 80, 100, 120 und 140 kV Be- schleunigungsspannung dargestellt. Dabei entspricht die Figur 11 identisch der Figur 3.

Es zeigt sich, dass es zur Auswahl eines optimalen Kontrast ^¬ mittels bei geringen Durchmessern von 20cm und 30cm günstiger ist, einen CT-Scan mit einer Kombination von 80kV-Strahlung unter Verwendung von Sm enthaltenden Kontrastmittel durchzuführen, während unter sonst gleichen Bedingungen ein Durchmesser des Phantoms von 40cm die Verwendung von Dy, Ho oder Er mit einer 100kV-Strahlung vorzuziehen ist.

In den oben dargestellten Beispielen wurden Simulationen mit Kontrastmittel mit nur einem einzigen Metallkomplex gezeigt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit Kontrastmittelmischungen zu verwenden und damit eine weiter verbesserte Abstimmung zu erreichen. Die Figur 12 zeigt solche Simulationswerte des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses diverser Kontrastmittelmi ^¬ schungen mit unterschiedlichen kontrasterzeugenden Elementen und Iod gegen Wasser unter Verwendung einer 120kV-Röntgen- strahlung.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die gezeigten Ergebnisse Si ^¬ mulationsergebnisse sind, die jedoch gleichwertig auch durch direkte Messungen ersetzt werden können. Außerdem wurden die gezeigten Ergebnisse alle gegen eine Umgebung aus Wasser er- mittelt. Wenn eine weiter verbesserte Auswahl und Abstimmung der Kontrastmittel und deren Kombination mit Strahlungsvarianten und/oder Detektorvarianten bestimmt werden soll, ist es günstiger diese Messwerte gegenüber tatsächlichen Gewebestrukturen aufzunehmen, da auch aufgrund unterschiedlicher Umgebungen für das Kontrastmittel weitere Differenzierungen möglich sind.

Ergänzend wurden experimentelle Untersuchungen am Tier zum Vergleich der Kontrastmittelkomponente Gadolinium mit Hilfe des Kontrastmittels Gadovist® und der Kontrastmittelkomponen ^¬ te Iod mit Hilfe des Kontrastmittels Ultravist® durchgeführt.

Methoden :

CT Siemens Somaton Volume Zoom 80, 120 und 140 KV Röhrenspannung; gleicher Röhrenstrom in mAs; Bereich 150-300 mAs. Schichtdicke der Rekonstruktion: 6 mm. Protokoll Perfusion Body von der Zwerchfellkuppe bis Becken- symphyse .

Verwendete Substanzen:

ZK 35760 Ultravist® 300 (300 mg I/ml) Handelsware ZK 135079 Gadovist® (1,0 mol Gd/1) Handelsware

Dosis und Applikationsprotokoll: Gl: Ultravist 300mg I/kg KM

G2: Gadovist lmol Gd/kg KM (157mg Gd/kg KM) G3: Gadovist 2 mol Gd/kg KM (314mg Gd/kg KM)

G4 : Gadovist abschätzen, wie viel notwendig ist, um gleiches δHU in den Gefäßen, hier der Aorta, zu erreichen.

Für alle Ansätze Gl bis G4 jeweils bei 80, 120 und 140 kV. Tiere: Hund, n= 12; männlich; Narkose Rompun® + Ketavet® 1:2; 1ml/kg KM i .m..

Behandlungsplan/ zeitlicher Ablauf :

Das Messprotokoll soll ermöglichen, eine Angiographie der großen Bauchgefäße (Aorta, Cava, V. portae) und eine Nieren ^¬ darstellung zu generieren (Humanprotokoll: Abdomen Standard). über 8 Minuten werden die Tiere engmaschig gescannt.

Angestrebte Auswertung: Es wurden die δHU-Werte = HU-Werte Minus Baselinewert in den Bauchgefäßen und den Nieren bei unterschiedlichen Röhrenspannungen ermittelt. Für das etablierte Protokoll wurde eine Hochrechnung der zu verabreichten Strahlendosis gemacht. An-

schließend wurde abgeschätzt, welche Dosisreduktion der Ein ^¬ satz von Gadolinium bei gleicher Bildqualität erlauben könnte.

Ergebnisse:

Eine Beispielaufnahme eines Scans ist in der Figur 13 darge ^¬ stellt. Der zeitliche Verlauf 13 des δHU-Wertes des Kon- trastmittelbolus im eingezeichneten Detailbereich (=Aorta abdominalis) 14 ist in der Figur 14 dargestellt.

Die gemessenen Werte für Gadolinium und Iod entsprachen in- vivo parallelen Simulationsdaten und den Phantomuntersuchungen. Eine Gegenüberstellung ist in der Figur 15 gezeigt. Hier sind die zur Dosis normierte Massenäquivalente gleichen Kon- trast-zu-Rausch-Verhältnisses gegenüber drei unterschiedli ^¬ chen Röhrenspannungen von 80, 120 und 140 kv aus Simulations ^¬ ergebnissen, Phantomuntersuchungen und der in den Figuren 13 und 14 in-vivio-Untersuchungen aufgetragen. Bei einer Röhrenspannung von 140 kV ergaben 0,68 mg Gadolinium den selben CT- Kontrast wie 1 mg Iod.

Am Beispiel des Gadoliniums konnte in-vivo gezeigt werden, dass für klinische relevante Röhrenspannungen Lanthanide ei ^¬ nen höheren CT-Kontrast erreichen als Iod.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Zusammenfassend wird also durch diese Erfindung ein CT-System mit einem Auswahlmittel für die beste Kombination aus Kon ^¬ trastmittel und Energiespektrum einer zum Scan verwendeten Röntgenstrahlung zur Optimierung des Rausch-zu-Kontrast-Ver- hältnisses, ein Verfahren zur Erzeugung von CT-Darstellungen mit Hilfe von Kontrastmitteln unter Berücksichtigung einer optimalen Kombination aus Kontrastmittel und Energiespektrum einer zum Scan verwendeten Röntgenstrahlung und die Verwen-

dung eines lanthanidhaltigen Komplexes zur Herstellung eines Kontrastmittels zur Optimierung der Kombination von Kontrastmittel und Strahlung zur Erreichung eines maximalen Kontrast- zu-Rausch-Verhältnisses in einer CT-Darstellung vorgeschla- gen .