AT509233B1 - METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING CT IMAGE DATA OF A BONE-CONTAINING BODY RANGE OF A PATIENT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von mittels eines Computertomographen (CT) erzeugten dreidimensionalen Bilddaten eines Knochen (K) enthaltenden Körperbereichs eines Patienten, wobei die 3D-Bilddaten die jeweilige ortsabhängige Strahlungsabschwächung des Körperbereichs enthalten, wobei jene Bilddaten als Oberfläche (0) der Knochen (K) innerhalb des Körperbereichs ermittelt werden, welche einen vorgegebenen Schwellwert (As1) der Strahlungsabschwächung überschreiten, und die Strahlungsabschwächung dieser als Knochenoberfläche (0) ermittelten Bilddaten sowie einer Anzahl (n) daran angrenzender Bilddaten vorzugsweise auf Null vermindert wird.The invention relates to a method and a device for processing computer-generated tomographic (CT) generated three-dimensional image data of a bone (K) containing body region of a patient, the 3D image data containing the respective location-dependent radiation attenuation of the body region, said image data as a surface (0 ) of the bones (K) within the body region, which exceed a predetermined threshold value (As1) of the radiation attenuation, and the radiation attenuation of this image data determined as bone surface (0) and a number (n) of image data adjacent thereto are preferably reduced to zero.
Description
österreichisches Patentamt AT509 233B1 2011-07-15Austrian Patent Office AT509 233B1 2011-07-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von mittels eines Computertomographen erzeugten dreidimensionalen Bilddaten eines Knochen enthaltenden Körperbereichs eines Patienten, wobei die 3D-Bilddaten die jeweilige ortsabhängige Strahlungsab-schwächung des Körperbereichs enthalten.Description: The invention relates to a method for processing computer-generated three-dimensional image data of a bone-containing body region of a patient, wherein the 3D image data contain the respective location-dependent radiation attenuation of the body region.
[0002] Ebenso betrifft die gegenständliche Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Bildverarbeitungsverfahrens.Likewise, the subject invention relates to a device for carrying out such an image processing method.
[0003] Der Vollständigkeit halber wird festgehalten, dass die gegenständliche Erfindung auf die Verarbeitung von CT-Bildern sowohl von Menschen als auch Tieren gerichtet ist.For the sake of completeness, it is noted that the subject invention is directed to the processing of CT images of both humans and animals.
[0004] Insbesondere dient die gegenständliche Erfindung zur verbesserten Darstellung von Knochenmetastasen und anderen krankhaften Veränderungen des menschlichen oder tierischen Skeletts. Eine der häufigsten Lokalisationen für die Ansiedlung von Krebszellen (Metastasen) ist das Knochenmark, wobei vorwiegend das axiale Knochenskelett mit Wirbelsäule, Becken sowie Rippen betroffen ist. Knochenmetastasen und andere krankhafte Veränderungen des Skeletts von Menschen und anderen Säugetieren werden durch gängische Bildschnittverfahren, wie der Computertomographie, in der axialen Ebene primär erfasst. Neue Generationen von sogenannten Multidetektor-Computertomographen bieten eine ständig anwachsende räumliche Auflösung entlang der kraniokaudalen Achse eines Patienten mit einer proportional dazu anwachsenden Zahl an Axialbildern. Die Erkennung bzw. Detektion von krankhaften Veränderungen im Knochen verteilt auf mehrere 1.000 Bilder pro Untersuchung gestaltet sich für den befundenden Arzt besonders schwierig und zeitaufwändig, verbunden mit einer beträchtlichen Rate an übersehenen Metastasen. Eine rechtzeitige Erkennung pathologischer Veränderungen ist jedoch für die Prognose und die allfällige weitere Therapie der Patienten essentiell.In particular, the subject invention for improved presentation of bone metastases and other pathological changes of the human or animal skeleton. One of the most common locations for the establishment of cancer cells (metastases) is the bone marrow, which mainly affects the axial bone skeleton with spine, pelvis and ribs. Bone metastases and other pathological changes in the skeleton of humans and other mammals are primarily detected in the axial plane by conventional image-cutting techniques, such as computed tomography. New generations of so-called multi-detector computed tomographs offer a steadily increasing spatial resolution along the craniocaudal axis of a patient with a proportionately increasing number of axial images. The detection or detection of pathological changes in the bone distributed over several thousand images per examination is particularly difficult and time-consuming for the attending physician, associated with a considerable rate of overlooked metastases. Timely detection of pathological changes, however, is essential for the prognosis and any further therapy of the patients.
[0005] Knochen von Säugetieren bestehen im Wesentlichen aus zwei Hauptkomponenten, der sogenannten Corticalis bzw. Außenhülle und der Spongiosa, dem Inneren des Knochens. Die Corticalis weist üblicherweise eine Dicke von 1 bis 6 mm auf und ist durch besonders dichtes Material gekennzeichnet. Die Spongiosa hingegen ist schwammartig aufgebaut und weist eine entsprechend niedrigere Dichtheit auf. In der Spongiosa ist das Knochenmark enthalten, wo sich vorwiegend Knochenmetastasen anlagern. Aufgrund der hohen Dichte der Corticalis der Knochen erscheinen die Ränder der Knochen in 3D-Rekonstruktionen bzw. Projektionsverfahren von CT-Bilddaten besonders hell, wodurch eine Erkennung von pathologischen Veränderungen im Inneren des Knochens, welche relativ dunkel erscheinen, bei diesen Darstellungsverfahren erschwert wird. Diese Verfahren (3D-Visualisierung bzw. Projektionsverfahren) sind aber nützlich um die Befundungszeit zu verkürzen bzw. die Detektion von pathologischen Veränderungen zu erleichtern.Bones of mammals consist essentially of two main components, the so-called corticalis and the cancellous bone, the interior of the bone. The corticalis usually has a thickness of 1 to 6 mm and is characterized by a particularly dense material. The cancellous bone, however, is spongy and has a correspondingly lower density. The spongiosa contains the bone marrow, where mainly bone metastases accumulate. Due to the high density of the cortical bone, the edges of the bones appear particularly bright in 3D reconstructions or projection methods of CT image data, making it difficult to detect pathological changes in the interior of the bone that appear relatively dark in these imaging procedures. However, these methods (3D visualization or projection method) are useful for shortening the time of diagnosis or facilitating the detection of pathological changes.
[0006] Prinzipiell unterscheidet man zwischen zwei Arten von Knochenmetastasen. Osteoplastische Knochenmetastasen sind durch zusätzlichen Knochenaufbau charakterisiert und daher dichter als die umgebende Spongiosa. Osteolytische Metastasen weisen einen lokalisierten Knochenabbau auf und sind daher weniger dicht als die umgebende Spongiosa. Zur Darstellung beider Arten von Knochenmetastasen sind unterschiedliche Rekonstruktionsverfahren notwendig.In principle, a distinction is made between two types of bone metastases. Osteoplastic bone metastases are characterized by additional bone structure and are therefore denser than the surrounding cancellous bone. Osteolytic metastases have localized bone loss and are therefore less dense than the surrounding cancellous bone. To represent both types of bone metastases different reconstruction methods are necessary.
[0007] Durch entsprechende Verarbeitung der CT-Bilddaten können heutzutage bereits wesentliche Verbesserungen erzielt werden. Beispielsweise können zusätzliche dreidimensionale Rekonstruktionen der Bilddaten angefertigt werden, welche beispielsweise die Diagnose von Frakturen, die an der Oberfläche der Knochen erkennbar sind, erleichtern. Veränderungen, die im Inneren des Knochens liegen werden durch derartige Maßnahmen jedoch nicht erfasst und können durch derartige Methoden auch nicht angezeigt werden. Zusätzlich ist die Anfertigung von dreidimensionalen Rekonstruktionen, vor allem wenn die Daten vor der Rekonstruktion manuell segmentiert werden müssen um eine Darstellung der Veränderungen überhaupt zu ermöglichen, zeit- und rechneraufwendig und mit zusätzlichen Kosten verbunden. 1/19 österreichisches Patentamt AT509 233 B1 2011-07-15 [0008] Die DE 10 2005 036 999 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur automatischen Detektion von Auffälligkeiten in medizinischen Bilddaten, wobei mittels eines Bestimmungsmoduls die Körperregion, die untersucht wurde, erkannt wird, um die Befundung durch den Radiologen zu erleichtern.By appropriate processing of the CT image data, significant improvements can already be achieved today. For example, additional three-dimensional reconstructions of the image data can be made which, for example, facilitate the diagnosis of fractures that are recognizable on the surface of the bones. However, changes that are inside the bone are not detected by such measures and can not be displayed by such methods. In addition, the preparation of three-dimensional reconstructions, especially if the data must be manually segmented before reconstruction to allow a representation of the changes at all, time-consuming and computer-consuming and associated with additional costs. DE 10 2005 036 999 A1 describes a device for the automatic detection of abnormalities in medical image data, wherein by means of a determination module the body region which has been examined is recognized to facilitate the diagnosis by the radiologist.
[0009] Die US 6,021,213 A beschreibt ein Bildverarbeitungsverfahren, bei dem über verschiedene Algorithmen die Corticalis und die Spongiosa eines Knochens segmentiert und zur Knochendichtemessung in der Osteoporosetherapie herangezogen werden.US Pat. No. 6,021,213 A describes an image processing method in which the corticalis and spongiosa of a bone are segmented by different algorithms and used for bone density measurement in osteoporosis therapy.
[0010] In der DE 10 321 722 A1 wird ein Verfahren zur Erkennung von metastatischen Knochenläsionen beschrieben, wobei ein Knochenbild aus einem Doppel- oder Mehrfachenergiebildsatz genutzt wird und die Knochen von einem Hintergrund des Knochenbilds segmentiert werden.DE 10 321 722 A1 describes a method for detecting metastatic bone lesions, wherein a bone image from a double or multiple energy image set is used and the bones are segmented from a background of the bone image.
[0011] Schließlich beschreibt auch die DE 10 2006 048 190 AI ein Verfahren zur verbesserten Betrachtung von Rippenmetastasen, wobei die Rippen automatisch markiert und Änderungen in einer Struktur der Rippen automatisch detektiert werden.Finally, DE 10 2006 048 190 A1 also describes a method for the improved viewing of rib metastases, wherein the ribs are automatically marked and changes in a structure of the ribs are automatically detected.
[0012] Die US 2008/0137932 A1 zeigt ein System und Verfahren zur automatischen Erkennung von Rippenmetastasen aus CT-Bildern aufgrund Änderungen der Eigenschaften der Knochenstruktur.US 2008/0137932 A1 shows a system and method for the automatic detection of rib metastases from CT images due to changes in the properties of the bone structure.
[0013] Die JP 2044-113484 A beschreibt ein Bildverarbeitungsverfahren, welches eine Trennung der Corticalis und der Spongiosa ermöglicht.JP 2044-113484 A describes an image processing method which allows separation of corticalis and cancellous bone.
[0014] Die WO 2009/084995 A1 beschreibt ein System zur Erkennung von Knochenmetastasen unter Zuhilfenahme neuraler Netzwerke zur Verbesserung einer automatischen Interpretation der Bilddaten.WO 2009/084995 A1 describes a system for detecting bone metastases with the aid of neural networks for improving an automatic interpretation of the image data.
[0015] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines oben genannten Bildverarbeitungsverfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung, durch welche eine verbesserte Projektion oder 3D-Darstellung von CT-Bildern eines Knochen enthaltenden Körperbereichs eines Patienten ermöglicht wird. Insbesondere soll eine verbesserte Detektion von Knochenmetastasen erzielt und die notwendige Zeit zur Erkennung dieser Veränderungen verkürzt werden. Der dafür erforderliche Rechen- und Kostenaufwand soll möglichst klein sein. Nachteile des Standes der Technik sollen vermieden oder zumindest reduziert werden.The object of the present invention is to provide an above-mentioned image processing method and a corresponding device, by means of which an improved projection or 3D representation of CT images of a bone-containing body region of a patient is made possible. In particular, an improved detection of bone metastases is to be achieved and the time required to recognize these changes is shortened. The required calculation and costs should be as small as possible. Disadvantages of the prior art should be avoided or at least reduced.
[0016] Gelöst wird die Erfindung durch ein oben genanntes Bildverarbeitungsverfahren, wobei jene Bilddaten als Oberfläche der Knochen innerhalb des Körperbereichs ermittelt werden, welche einen vorgegebenen Schwellwert der Strahlungsabschwächung überschreiten, und die Strahlungsabschwächung dieser als Knochenoberfläche ermittelten Bilddaten sowie einer Anzahl daran angrenzender Bilddaten vorzugsweise auf Null vermindert wird. Erfindungsgemäß wird somit die dichte äußere Hülle der Knochen detektiert und aus den CT-Bilddaten eliminiert. Die Anzahl der an die als Knochenoberfläche ermittelten Bilddaten angrenzenden Bilddaten, die gelöscht werden sollen, wird entsprechend der zu erwartenden Dicke der Corticalis gewählt. Beispielsweise können 2 bis 10 Bildpunkte gelöscht bzw. deren Strahlungsabschwächung entsprechend vorzugsweise auf Null vermindert werden. Zusätzlich wird die Strahlungsabschwächung vorzugsweise aller Bildpunkte, die außerhalb des Knochens liegen, ebenfalls auf Null gesetzt. Bildpunkte mit einer Strahlungsabschwächung gleich Null werden dann in den folgenden Projektionsverfahren bzw. 3D-Verfahren nicht dargestellt beziehungsweise wird dieser Wert von der Projektion ignoriert. Das gegenständliche Verfahren wird nach der Compu-tertomopraphieaufnahme vorgenommen und erfordert keine Verlängerung der Untersuchungsdauer und auch keine zusätzliche Strahlungsbelastung des Patienten. In den resultierenden Bilddaten wird die für die Diagnose von Knochenmetastasen oder anderen pathologischen Veränderungen innerhalb der Spongiosa störende Corticalis entsprechend eliminiert bzw. unterdrückt, sodass mit herkömmlichen Rekonstruktionsmethoden eine raschere und sicherere Erkennung von Knochenmetastasen oder anderen Veränderungen im Knochen ermöglicht wird. Aus den bearbeiteten Bilddaten kann ein oder können mehrere Übersichtsbilder generiert werden, in denen sowohl osteolytische als auch osteoplastische Knochenmetastasen rasch und 2/19 österreichisches Patentamt AT509 233B1 2011-07-15 sicher zu erkennen sind. Es sind keine zusätzlichen Bearbeitungsschritte aus radiologisch technologischer Seite notwendig, sondern lediglich geringfügige Rechenleistung zur Überarbeitung der Bilddaten. Als Resultat liegt zumindest ein Bild, vorzugsweise für den gesamten dargestellten Körperbereich, vor, das dem Radiologen erlaubt, in wenigen Sekunden pathologische Knochenveränderungen zu erfassen und die Detektionsrate der Veränderungen im Vergleich zu axialen Rohbildern gemäß der gängigen Praxis deutlich zu erhöhen. Zusätzlich kann durch das gegenständliche Verfahren die notwendige Erfahrung des behandelnden Arztes zur sicheren und schnellen Erkennung pathologischer Veränderungen gesenkt werden.The invention is achieved by an above-mentioned image processing method, wherein those image data are determined as the surface of the bone within the body region, which exceed a predetermined threshold of radiation attenuation, and the radiation attenuation of this determined as bone surface image data and a number of adjacent image data preferably Zero is reduced. Thus, according to the invention, the dense outer shell of the bones is detected and eliminated from the CT image data. The number of image data adjacent to the image data determined as the bone surface which is to be erased is selected according to the expected thickness of the corticalis. For example, 2 to 10 pixels can be deleted or their radiation attenuation can be correspondingly preferably reduced to zero. In addition, the radiation attenuation of preferably all pixels that are outside the bone is also set to zero. Pixels with a radiation attenuation equal to zero are then not displayed in the following projection method or 3D method, or this value is ignored by the projection. The subject method is performed after Compu-tertomopraphieaufnahme and requires no lengthening of the study period and no additional radiation exposure of the patient. In the resulting image data, the corticalis which is troublesome for the diagnosis of bone metastases or other pathological changes within the spongiosa is correspondingly eliminated or suppressed, so that with conventional reconstruction methods a faster and more secure detection of bone metastases or other changes in the bone is made possible. From the processed image data, one or more overview images can be generated, in which both osteolytic and osteoplastic bone metastases can be recognized quickly and reliably. There are no additional processing steps from radiological technological side necessary, but only minor processing power to revise the image data. As a result, there is at least one image, preferably for the entire body region shown, which allows the radiologist to detect pathological bone changes in a few seconds and to significantly increase the detection rate of the changes in comparison to axial raw images according to current practice. In addition, the subject method can reduce the necessary experience of the attending physician for the safe and rapid detection of pathological changes.
[0017] Das Bildverarbeitungsverfahren kann direkt an den dreidimensionalen CT-Bilddaten vorgenommen werden. Alternativ dazu können die 3D-Bilddaten auch in eine Vielzahl von 2D-Bilddaten aufgeteilt werden und die 2D-Bilddaten sukzessive verarbeitet werden. Dabei ist es insbesondere für die Erkennung von Knochenmetastasen vorteilhaft, wenn die zweidimensionalen Bilddaten mit einer Schichtdicke zwischen 0,6 und 3 mm vorliegen. Durch eine derartige niedrige Schichtdicke und vorzugsweise ein sehr geringes Rekonstruktionsintervall von 0,4 bis 2 mm kann eine optimale Rekonstruktion erzielt werden.The image processing method can be performed directly on the three-dimensional CT image data. Alternatively, the 3D image data may be divided into a plurality of 2D image data, and the 2D image data may be processed successively. It is particularly advantageous for the detection of bone metastases, if the two-dimensional image data with a layer thickness between 0.6 and 3 mm are present. Such a low layer thickness, and preferably a very small reconstruction interval of 0.4 to 2 mm, can be used to achieve optimal reconstruction.
[0018] Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass jene Bilddaten ermittelt werden, welche einen vorgegebenen Schwellwert der Strahlungsabschwächung unterschreiten und die Strahlungsabschwächung dieser ermittelten Bilddaten vermindert wird. Auf diese Weise können für das gegenständliche Verfahren irrelevante Weichteile aus den CT-Bilddaten eliminiert werden. Auf ähnliche Weise können auch Störungen aus den Bilddaten, wie zum Beispiel einzelne Bildpunkte mit besonders hoher Strahlungsabschwächung, aus den Bilddaten eliminiert bzw. deren Strahlungsabschwächung vorzugsweise auf Null vermindert werden. Natürlich können die Bilddaten auch mit anderen herkömmlichen Filtermethoden vorbearbeitet werden. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass die Entfernung der Weichteile aus den Bilddaten dann schwierig ist, wenn vor der CT-Aufnahme intravenöse Kontrastmittel verabreicht wurden. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, eine Vorsegmentierung des Knochens vorzunehmen und sämtliche Bilddaten, die nicht dem erkannten Knochen entsprechen, zu eliminieren. Auf diese Weise können alle nicht interessierenden Weichteile außerhalb des Knochens aus den Bilddaten gelöscht werden. Die Vorsegmentierung des Knochens kann durch einen an sich bekannten Region Growing Algorithmus unter Auswahl eines sehr großzügigen Schwellwerts für die Strahlungsabschwächung vorgenommen werden. Dadurch wird gewährleistet, dass bei der Vorsegmentierung der gesamte Knochen mit Corticalis und allenfalls ein paar kleineren am Knochen anhaftenden Weichteilen verbleibt. Auf diese durch die Vorsegmentierung der Knochen bereinigten Bilddaten wird dann das erfindungsgemäße Bildverarbeitungsverfahren angewandt.According to a feature of the invention it is provided that those image data are determined which fall below a predetermined threshold value of the radiation attenuation and the radiation attenuation of this determined image data is reduced. In this way, irrelevant soft parts can be eliminated from the CT image data for the subject method. Similarly, disturbances from the image data, such as individual pixels with particularly high radiation attenuation, can also be eliminated from the image data or their radiation attenuation preferably reduced to zero. Of course, the image data can also be preprocessed with other conventional filtering methods. It has been found, for example, that the removal of the soft tissue from the image data is difficult if intravenous contrast agents were administered prior to the CT scan. In this case, it may be appropriate to pre-segment the bone and to eliminate any image data that does not correspond to the detected bone. In this way, all non-interested soft parts outside the bone can be deleted from the image data. The pre-segmentation of the bone can be done by a per se known region growing algorithm, choosing a very generous threshold for the radiation attenuation. This ensures that the pre-segmentation of the entire bone with corticalis and possibly a few minor adhering to the bone soft tissue remains. The image processing method according to the invention is then applied to these image data which have been cleared by pre-segmenting the bones.
[0019] Die Ermittlung der Knochenoberfläche bzw. Corticalis kann dadurch erfolgen, dass jene Bilddaten aus den 3D- oder 2D-Bildda-ten ermittelt werden, bei welchen die Differenz des Wertes der Strahlungsabschwächung und des Wertes der Strahlungsabschwächung der vorhergehenden Bilddaten einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Auf diese Weise werden Dichtedifferenzen bzw. Dichtesprünge, die an der Grenzschicht zwischen Weichteil und Knochen auftreten, erkannt. Von diesen als Knochenoberfläche erkannten Bilddaten wird, wie oben erwähnt, eine vorbestimmte Anzahl folgender Bilddaten eliminiert bzw. deren Strahlungsabschwächung vorzugsweise auf Null vermindert. Es wird also die Corticalis aus dem Bild entfernt. Erfahrungsgemäß kann zuerst die Knochenoberfläche identifiziert und danach entsprechend der vorgegebenen Dicke die Corticalis aus den Bilddaten gelöscht werden. Ebenso kann diese Verarbeitung auch gleich während der Berechnung an den ursprünglichen Bilddaten vorgenommen werden. Der aufbereitete Bilddatensatz enthält somit nur mehr die Spongiosa-Bereiche, allenfalls Reste der Corticalis und vorzugsweise keine Weichteile mehr. Ein nach dieser Methode aufbereiteter Bilddatensatz kann vorzugsweise durch eine sogenannte Maximum Intensity Projektion (MlP)-Rekonstruktion optimal dargestellt werden.The determination of the bone surface or corticalis can be effected by determining those image data from the 3D or 2D image data in which the difference between the value of the radiation attenuation and the value of the radiation attenuation of the preceding image data exceeds a predetermined threshold value , In this way, density differences or density jumps that occur at the boundary layer between the soft tissue and bone are detected. As mentioned above, of these image data recognized as a bone surface, a predetermined number of following image data are eliminated or their radiation attenuation is preferably reduced to zero. So the corticalis is removed from the picture. Experience has shown that the bone surface can be identified first and then the corticalis can be deleted from the image data according to the given thickness. Likewise, this processing can also be performed during the calculation on the original image data. The processed image data set thus contains only more the cancellous bone areas, at most remnants of the corticalis and preferably no soft tissue. An image data record processed by this method can preferably be optimally represented by a so-called maximum intensity projection (MIP) reconstruction.
[0020] Alternativ zum obigen Verfahren kann auch zumindest ein Ausgangspunkt innerhalb der 3D-Bilddaten oder jeder 2D-Bilddaten ausgewählt und von jedem Ausgangspunkt aus allen 3D-Bilddaten des Volumens oder allen 2D-Bilddaten jeder Schicht um jeden Ausgangspunkt jene 3/19 österreichisches Patentamt AT509 233B1 2011-07-15As an alternative to the above method, at least one starting point may also be selected within the 3D image data or each 2D image data, and from each starting point from all 3D image data of the volume or all 2D image data of each layer around each starting point that 3/19 Austrian Patent Office AT509 233B1 2011-07-15
Bilddaten als Knochenoberfläche ermittelt werden, welche einen vorgegebenen Schwellwert der Strahlungsabschwächung überschreiten, und die Strahlungsabschwächung dieser als Knochenoberfläche ermittelten Bilddaten vorzugsweise auf Null vermindert werden. Bei diesem sogenannten Füllalgorithmus wird von einem oder mehreren Ausgangspunkten ausgegangen, von welchen aus die Umgebung (beispielsweise die umgebenden 8 Bildpunkte) danach untersucht wird, ob ein gewisser Schwellwert in der Strahlungsabschwächung überschritten wird. Wenn dies der Fall ist, wird der Bildpunkt gelöscht bzw. dessen Strahlungsabschwächung vermindert oder auf Null gesetzt, sodass er in einer MIP-Rekonstruktion nicht mehr sichtbar ist. Danach wird die Untersuchung im Viereck oder im Kreis um den Ausgangspunkt weitergeführt, bis das gesamte Volumen an Bilddaten oder die gesamte Schicht der Bilddaten bearbeitet ist.Image data are determined as a bone surface, which exceed a predetermined threshold value of the radiation attenuation, and the radiation attenuation of this determined as a bone surface image data are preferably reduced to zero. In the case of this so-called filling algorithm, one or more starting points are assumed, from which the environment (for example the surrounding 8 pixels) is examined according to whether a certain threshold value in the radiation attenuation is exceeded. If this is the case, the pixel is deleted or its radiation attenuation reduced or set to zero, so that it is no longer visible in a MIP reconstruction. Thereafter, the examination is continued in the square or in the circle around the starting point until the entire volume of image data or the entire layer of image data has been processed.
[0021] Zusätzlich dazu ist es von Vorteil, wenn die Werte der Strahlungsabschwächung aller Bilddaten außerhalb der als Knochenoberfläche ermittelten Bilddaten vorzugsweise auf Null vermindert werden. Auf diese Weise können die Bereiche außerhalb der Knochen, welche für die Erkennung von Knochenmetastasen oder anderen pathologischen Veränderungen innerhalb der Spongiosa irrelevant sind, eliminiert werden.In addition, it is advantageous if the values of the radiation attenuation of all image data outside the image data determined as the bone surface are preferably reduced to zero. In this way, the areas outside of the bones that are irrelevant to the detection of bone metastases or other pathological changes within the cancellous bone can be eliminated.
[0022] Schließlich kann die Erkennung und Eliminierung der Corticalis auch dadurch erfolgen, dass zumindest ein Ausgangspunkt innerhalb der 3D-Bilddaten oder jeder 2D-Bilddaten ausgewählt und von jedem Ausgangspunkt aus alle 3D-Bilddaten des Volumens oder alle 2D-Bilddaten der Schicht hintereinander entlang einer Linie analysiert werden, und jene Bilddaten entlang dieser Linie als Knochenoberfläche ermittelt werden, welche einen vorgegebenen Schwellwert der Strahlungsabschwächung überschreiten. Die Strahlungsabschwächung dieser als Knochenoberfläche ermittelten Bilddaten und die entsprechende Anzahl folgender Bilddaten wird vorzugsweise auf Null vermindert und danach werden die Bilddaten des Volumens oder der Schicht entlang einer weiteren Linie analysiert, bis schließlich sämtliche Bilddaten analysiert wurden. Bei dieser sogenannten intelligenten Kreisstrahlenmethode wird von jedem Ausgangspunkt aus eine Linie gezogen und entlang dieser Linie jeder Bildpunkt abgetastet und schließlich bei Überschreitung einer gewissen Strahlungsabschwächung dieser Bildpunkt als Corticalis identifiziert. In diesem Fall wird die Corticalis entlang einer vorgebenen Dicke gelöscht und auch die Bildpunkte vor der Corticalis eliminiert. Danach wird vom selben Ausgangspunkt eine weitere Linie in eine andere Richtung gezogen und die entlang dieser Linie vorgesehenen Bildpunkte ebenso bearbeitet. Es wird also jeder Bildpunkt im Verlauf der Linie von Innen nach Außen auf Null gesetzt, wenn der Bildpunkt einen gewissen Schwellwert überschreitet, was einer Erkennung der Corticalis gleichkommt. Nach dem Löschen der Corticalis wird der Löschmodus auf dieser Linie beendet und mit der nächsten Linie begonnen. Dieser Corticalis-Löschmodus wird auch beendet, wenn die Strahlungsabschwächung bzw. der Dichtewert des gerade untersuchten Bildpunktes unterhalb eines gewissen Schwellwerts sinkt. Dies ist ein Indikator dafür, dass das Ende der Corticalis und somit die Spongiosa erreicht ist. Somit wird verhindert, dass bei einer dünnen Corticalis die angrenzende Spongiosa gelöscht wird. Bei Auswahl einer ausreichenden Anzahl von Ausgangspunkten resultiert innerhalb kürzester Zeit und ohne hohe Rechenleistung ein Bild, welches lediglich die Spongiosa der dargestellten Knochen des Körperbereichs zeigt, in dem Metastasen rascher und sicherer erkennbar sind.Finally, the detection and elimination of the corticalis may also be effected by selecting at least one starting point within the 3D image data or each 2D image data and from each starting point all 3D image data of the volume or all 2D image data of the layer in succession a line are analyzed, and those image data along this line are determined as the bone surface, which exceed a predetermined threshold value of the radiation attenuation. The radiation attenuation of this image data determined as the bone surface and the corresponding number of subsequent image data is preferably reduced to zero, and thereafter the image data of the volume or the layer are analyzed along a further line until finally all image data have been analyzed. In this so-called intelligent circular beam method, a line is drawn from each starting point and each pixel is scanned along this line and, finally, when a certain radiation attenuation is exceeded, this pixel is identified as corticalis. In this case, the corticalis is erased along a predetermined thickness and the pixels in front of the corticalis are also eliminated. Thereafter, another line is drawn in a different direction from the same starting point and the pixels provided along this line are also processed. Thus, each pixel in the course of the line from inside to outside is set to zero when the pixel exceeds a certain threshold value, which amounts to recognition of the corticalis. After deleting the corticalis, the deletion mode on this line is ended and the next line is started. This corticalis erase mode is also terminated when the radiation attenuation or the density value of the pixel being examined falls below a certain threshold value. This is an indication that the end of the corticalis and thus the cancellous bone is reached. This prevents the adjacent spongiosa from being erased if there is a thin corticalis. If a sufficient number of starting points are selected, an image results within a very short time and without high computing power, which only shows the cancellous bone of the bones of the body region shown, in which metastases can be recognized more quickly and reliably.
[0023] Vorzugsweise werden von jedem Ausgangspunkt aus alle Bilddaten des Volumens oder Schicht hintereinander entlang einer Vielzahl von Linien, vorzugsweise in einem regelmäßigen Winkelabstand von 1° bis 10° zueinander, analysiert.Preferably, from each starting point, all image data of the volume or layer are analyzed in succession along a plurality of lines, preferably at a regular angular distance of 1 ° to 10 ° to each other.
[0024] Als vorteilhaft hat es sich weiters erwiesen, wenn die Lage jedes Ausgangspunkts zufällig bestimmt wird.It has also proven to be advantageous if the location of each starting point is determined randomly.
[0025] Die Anzahl der an die als Knochenoberfläche ermittelten Bilddaten angrenzenden Bilddaten, deren Strahlungsabschwächung auf vorzugsweise Null vermindert wird, kann konstant, beispielsweise mit 3 bis 4, gewählt werden. Auf diese Weise wird ohne Rücksicht auf die dargestellte Körperregion und den jeweiligen Patienten immer dieselbe Dicke der Corticalis aus den Bilddaten eliminiert.The number of image data adjacent to the image data determined as the bone surface, the radiation attenuation of which is reduced to preferably zero, can be chosen to be constant, for example, 3 to 4. In this way, regardless of the illustrated body region and the respective patient always the same thickness of the corticalis is eliminated from the image data.
[0026] Da die Dicke der Corticalis nicht nur vom jeweiligen Knochen, sondern auch beispiels- 4/19 österreichisches Patentamt AT509 233 B1 2011-07-15 weise vom Alter des Patienten abhängt, ist es von Vorteil, wenn die Anzahl der Bilddaten, die von der Oberfläche des Knochens entfernt werden sollen, einstellbar ist. Dabei kann eine für sämtliche Bilddaten geltende Einstellung dieser Anzahl n, beispielsweise im Bereich zwischen 3 und 5, vorgenommen werden.Since the thickness of the corticalis depends not only on the particular bone, but also, for example, on the age of the patient, it is advantageous if the number of image data, the be removed from the surface of the bone is adjustable. In this case, an adjustment of this number n, which is valid for all image data, for example in the range between 3 and 5, can be carried out.
[0027] Noch bessere Ergebnisse werden dann erzielt, wenn die Anzahl n der an die als Knochenoberfläche ermittelten Bilddaten angrenzenden Bilddaten, deren Strahlungsabschwächung auf vorzugsweise Null vermindert werden soll, in Abhängigkeit der räumlichen Lage der Bilddaten, vorzugsweise automatisch, eingestellt wird. Auf diese Weise kann auf die anatomische Situation Rücksicht genommen werden und beispielsweise von Wirbelkörpern, die üblicherweise eine dünnere Corticalis aufweisen, weniger Bildpunkte eliminiert werden als von Beckenknochen, die üblicherweise einen dickere Corticalis aufweisen. Dadurch kann auch verhindert werden, dass zu viele Bilddaten eliminiert werden bzw. deren Strahlungsabschwächung vermindertwird und somit interessierende Bereiche der Spongiosa gelöscht werden.Even better results are achieved if the number n of the image data adjacent to the image data determined as a bone surface whose radiation attenuation is to be reduced to preferably zero is set as a function of the spatial position of the image data, preferably automatically. In this way, the anatomical situation can be taken into account and, for example, of vertebral bodies, which usually have a thinner corticalis, fewer pixels are eliminated than pelvic bones, which usually have a thicker corticalis. This can also be prevented that too many image data are eliminated or their radiation attenuation is reduced and thus areas of interest of the cancellous bone are deleted.
[0028] Vorzugsweise werden die verarbeiteten 3D-Bilddaten gespeichert, sodass diese für nachfolgende Rekonstruktionen und Darstellungen zur Verfügung stehen.Preferably, the processed 3D image data are stored so that they are available for subsequent reconstructions and representations.
[0029] Zusätzlich zu den verarbeiteten Bilddaten können auch jene Bilddaten gespeichert werden, deren Werte der Strahlungsabschwächung vorzugsweise auf Null vermindert wurden. Das zusätzliche Speichern einer derartigen Löschmatrix kann zur Qualitätssicherung, aber auch für andere nachträgliche Aussagen herangezogen werden.In addition to the processed image data, it is also possible to store those image data whose values of the radiation attenuation were preferably reduced to zero. The additional storage of such a deletion matrix can be used for quality assurance, but also for other subsequent statements.
[0030] Aus den verarbeiteten 3D-Bilddaten kann ein dreidimensionales Bild des Körperbereichs oder zumindest ein zweidimensionales Schnittbild, vorzugsweise eine Serie an zweidimensionalen Schnittbildern automatisch hintereinander als Film rekonstruiert und angezeigt werden. Dies erlaubt dem behandelnden Radiologen eine besonders rasche Erkennung von Knochenmetastasen oder anderen pathologischen Veränderungen innerhalb der Spongiosa der Knochen des betrachteten Körperbereichs.From the processed 3D image data, a three-dimensional image of the body region or at least a two-dimensional slice image, preferably a series of two-dimensional slice images can be automatically reconstructed as a movie and displayed. This allows the treating radiologist a particularly rapid detection of bone metastases or other pathological changes within the cancellous bone of the considered body area.
[0031] Wenn die Rekonstruktion mittels einer Maximum Intensity Projektion (MIP) vorgenommen wird, können insbesondere osteoplastische Knochenmetastasen besonders gut dargestellt werden.If the reconstruction is carried out by means of a maximum intensity projection (MIP), in particular osteoplastic bone metastases can be particularly well represented.
[0032] Durch Rekonstruktion mittels einer Minimum Intensity Projektion (MinlP) können hingegen insbesondere osteolytische Metastasen besser angezeigt werden.By contrast, reconstruction by means of a minimum intensity projection (MinIP), in particular osteolytic metastases can be displayed better.
[0033] Ebenso kann die Rekonstruktion auch mittels einer sogenannten Average Methode vorgenommen werden. Die genannten Rekonstruktionsmethoden können auch kombiniert werden, sodass sämtliche Veränderungen innerhalb der Spongiosa, insbesondere sowohl osteolytische als auch osteoplastische Knochenmetastasen, mit entsprechender Sicherheit erkannt werden können.Likewise, the reconstruction can also be made by means of a so-called average method. The said reconstruction methods can also be combined, so that all changes within the cancellous bone, in particular both osteolytic and osteoplastic bone metastases, can be detected with appropriate certainty.
[0034] Ebenso kann die Rekonstruktion mittels einer VRT (Volume Rendering Technik)-Methode vorgenommen werden. Dabei werden den vorbearbeiteten Bildpunkten für einzelne Dichtebereiche einzelne Farbwerte und Transparenzwerte zugewiesen, um ebenfalls Metastasen verschiedener Arten auf einem einzigen Bild darzustellen.Likewise, the reconstruction can be carried out by means of a VRT (Volume Rendering Technique) method. Here, the pre-processed pixels are assigned individual color values and transparency values for individual density ranges in order to also represent metastases of different types on a single image.
[0035] Zusätzlich können die oben erwähnten Rekonstruktionsverfahren miteinander in ein Kombinations-Projektionsverfahren verbunden werden, sodass beispielsweise die Maxima einer MIP und die Minima einer MinlP in ein Bild farbcodiert übertragen werden. Dabei können osteoplastische Metastasen einen vorgegebenen Farbwertebereich (beispielsweise rot) als auch die osteolytischen Metastasen einen vorgegebenen Farbwerte bereich (beispielsweise gelb) erhalten, sodass sie auf einem einzigen Projektionsbild bzw. 3D-Bild eindeutig erkennbar sind. Wichtig bei den oben erwähnten Rekonstruktionsverfahren ist, dass jene Bildpunkte, deren Strahlungsabschwächung vorzugsweise auf Null vermindert wurde, gar nicht in die Berechnung der Bilder einbezogen werden. Insbesondere bei einer Rekonstruktion mittels einer Minimum Intensity Projektion (MinlP) würden derartige Bildpunkte mit einer Strahlungsabschwächung gleich Null die Darstellungen unbrauchbar machen. Aus diesem Grunde müssen die nach obigem Verfahren identifizierten Bildpunkte bei der Rekonstruktion entsprechend ignoriert werden. 5/19 österreichisches Patentamt AT509 233B1 2011-07-15 [0036] Vorteilhafterweise werden die rohen Bilddaten vor der Rekonstruktion einem Rauschun-terdrückungs- oder Weichzeichner-Verfahren unterworfen. Dabei können verschiedene aus der Bildverarbeitung bekannte Rauschunterdrückungs-Filter und Weichzeichner eingesetzt werden. Insbesondere ist die Darstellung osteolytischer Metastasen schwieriger, da ihre Strahlungsab-schwächung bzw. Dichte innerhalb des Rauschens der Spongiosa liegt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, entsprechende Rauschunterdrückungsbzw. Weichzeichner-Verfahren anzuwenden und dann Rekonstruktionen mittels einer MinlP oder VRT anzufertigen, um die osteolytischen Metastasen darstellen zu können.In addition, the above-mentioned reconstruction methods can be combined with each other in a combination projection method, so that, for example, the maxima of a MIP and the minima of a MinIP are color-coded into an image. In this case, osteoplastic metastases can receive a given color value range (for example red) as well as the osteolytic metastases a predetermined color value range (for example yellow) so that they are clearly recognizable on a single projection image or 3D image. Important in the above-mentioned reconstruction methods is that those pixels whose radiation attenuation was preferably reduced to zero are not included in the calculation of the images. Especially with a reconstruction by means of a minimum intensity projection (MinlP), such pixels with a radiation attenuation equal to zero would render the representations unusable. For this reason, the pixels identified by the above method must be correspondingly ignored during the reconstruction. [0036] Advantageously, the raw image data is subjected to a noise suppression or blur process prior to reconstruction. Various noise reduction filters and blur known from image processing can be used. In particular, the presentation of osteolytic metastases is more difficult since their radiation attenuation or density is within the noise of the cancellous bone. In this case, it is advantageous to have corresponding noise suppression. Apply soft-focus method and then make reconstructions using a MinlP or VRT to represent the osteolytic metastases can.
[0037] Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eine oben genannte Vorrichtung zur Durchführung eines oben beschriebenen Bildverarbeitungsverfahrens. Eine derartige Vorrichtung wird vorzugsweise durch einen entsprechenden Rechner, der mit den CT-Bilddaten gespeichert wird, gebildet. Aufgrund der relativen Einfachheit des vorliegenden Bildverarbeitungsverfahrens kann das Verfahren auch auf herkömmlichen Personalcomputern bzw. Notebooks in kürzester Zeit durchgeführt werden, ohne die Notwendigkeit einer Workstation mit entsprechend hoher Rechenleistung.The object of the invention is also achieved by an abovementioned device for carrying out an image processing method described above. Such a device is preferably formed by a corresponding computer stored with the CT image data. Due to the relative simplicity of the present image processing method, the method can also be performed on conventional personal computers or notebooks in a very short time, without the need for a workstation with correspondingly high computing power.
[0038] Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen, welche verschiedene Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und Anwendungsbeispiele zeigen, näher erläutert.The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, which show various steps of the method according to the invention and application examples.
[0039] Darin zeigen: [0040] Fig. 1 ein CT-Bild des Querschnitts des Oberkörpers eines Patienten und ein erläuterndes Schema des CT-Bildes; [0041] Fig. 2 [0042] Fig. 3 [0043] Fig. 4 [0044] Fig. 5 [0045] Fig. 6 und 7 [0046] Fig. 8 und 9 das CT-Bild und ein Schema gemäß Fig. 1 nach der Weichteilentfernung; das Schema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung und Eliminierung der Corticalis; das resultierende zweidimensionale Bild nach Entfernung der Weichteile und der Corticalis; eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens im Detail;Fig. 1 is a CT image of the cross-section of the upper body of a patient and an explanatory diagram of the CT image; Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 and 7 Fig. 8 and 9 the CT image and a scheme according to Fig. 2. 1 after soft tissue removal; the scheme of a method according to the invention for the detection and elimination of corticalis; the resulting two-dimensional image after removal of the soft tissues and the corticalis; an embodiment of the method according to the invention in detail;
Flussdiagramme einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; eine coronale und sagittale MIP-Projektion von herkömmlichen CT-Bildern eines Patienten; und [0047] Fig. 10 und 11 die coronale und sagittale MIP-Projektion gemäß den Fig. 8 und 9 nachFlowcharts of an embodiment of the method according to the invention; a coronal and sagittal MIP projection of conventional CT images of a patient; and Figures 10 and 11 show the coronal and sagittal MIP projection of Figures 8 and 9, respectively
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Application of the method according to the invention.
[0048] Fig. 1 zeigt links ein CT-Bild des Querschnitts des Oberkörpers eines Patienten, wobei neben dem Körperumriss und den Weichteilen auch ein Schnitt durch einen Wirbelkörper als Knochen K deutlich erkennbar ist. Das rechte Bild zeigt eine schematische Ansicht des CT-Bildes zur Erläuterung. Die dichte Corticalis C des Knochens K bzw. Wirbelkörpers ist im CT-Bild durch besonders hell erscheinende Umrisse erkennbar. Innerhalb des Wirbelkörpers befinden sich Knochenmetastasen M, welche durch die hell erscheinende Corticalis C des Knochens K in einer Projektion oder einem 3D-Visualisierungsverfahren überlagert werden.Fig. 1 shows a left CT image of the cross section of the upper body of a patient, wherein in addition to the body contour and the soft tissues and a section through a vertebral body as bone K is clearly visible. The right image shows a schematic view of the CT image for explanation. The dense corticalis C of the bone K or vertebral body can be seen in the CT image by particularly bright appearing outlines. Within the vertebral body are bone metastases M, which are superimposed by the bright-appearing corticalis C of the bone K in a projection or a 3D visualization process.
[0049] Fig. 2 zeigt das CT-Bild und Schema gemäß Fig. 1, bei welchem alle Bildpunkte, deren Strahlungsabschwächung einen vorgegebenen Schwellwert AS2 unterschreitet, eliminiert bzw. deren Strahlungsabschwächung vermindert oder auf Null gesetzt wurden. Durch diese Filtermethode können die Weichteile entfernt werden, die wenig dicht sind und wenig Kontrastmittel aufnehmen. Das Verfahren wird auch als Highlightning bezeichnet. Beim Highlightning wird das Bild punkteweise gescannt. Es können alle Bildpunkte gelöscht werden, deren Strahlungsabschwächung unter einem gewissen Grenzwert (z.B. 300 HU) liegt. Dadurch werden Strukturen, die unter den typischen Werten der Spongiosa und Corticalis C liegen, gelöscht. Weiters können alle Bildpunkte gelöscht werden, deren Strahlungsabschwächung über diesem Grenzwert 6/19 österreichisches Patentamt AT509 233 B1 2011-07-15 liegt, in deren unmittelbarer Umgebung (z.B. 1 Feld in jede Richtung, 8 Felder insgesamt) aber nicht zumindest eine gewisse Anzahl (z.B.: 1) an weiteren Bildpunkten (Nachbarn) vorliegt, deren Strahlungsabschwächung über dem Grenzwert liegt. Dadurch wird das Rauschen (Punkte mit zufällig zu hohen Strahlungsabschwächungswerten) unterdrückt. Dennoch ist die sehr hell erscheinende Außenschicht des Knochens K nach wie vor dominierender Teil des Bildes.Fig. 2 shows the CT image and scheme of FIG. 1, in which all pixels whose radiation attenuation falls below a predetermined threshold AS2, eliminated or their radiation attenuation were reduced or set to zero. This filtering method removes the soft tissues that are less dense and absorb less contrast. The procedure is also called Highlightning. When Highlightning the picture is scanned points. It is possible to delete all pixels whose radiation attenuation is below a certain limit (for example 300 HU). As a result, structures that are below the typical values of cancellous bone and corticalis C are deleted. Furthermore, all pixels may be deleted whose radiation attenuation is above this limit in their immediate vicinity (eg 1 field in each direction, 8 fields in total) but not at least a certain number of (6) Austrian Patent Office AT509 233 B1 2011-07-15 eg: 1) is present at further pixels (neighbors) whose radiation attenuation is above the limit value. This suppresses the noise (dots with randomly too high radiation attenuation values). Nevertheless, the very bright outer layer of the bone K is still dominant part of the image.
[0050] Wie bereits oben erwähnt, kann es beispielsweise bei der Verwendung von intravenös verabreichten Kontrastmitteln vor der CT-Aufnähme zu Problemen bei der Weichteilentfernung kommen. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, eine Vorsegmentierung der Knochen, beispielsweise durch einen Region Growing Algorithmus, vorzunehmen. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass innerhalb des Knochens K ein Ausgangspunkt gewählt wird, von dem aus sämtliche 3D-Bilddaten nach einem großzügig gewählten Schwellwert für die Strahlungsabschwächung abgetastet werden. Durch diesen Algorithmus kann also der Knochen K großzügig, d.h. samt Corticalis und allfälliger noch anhaftender Weichteile, erkannt und sämtliche außerhalb des Knochens liegende Weichteile eliminiert werden. Somit können die störenden Bilddaten eliminiert werden.As already mentioned above, problems with the removal of soft tissue can occur, for example, when using intravenously administered contrast agents prior to the CT scan. In this case it may be expedient to perform a pre-segmentation of the bones, for example by means of a region growing algorithm. This can be done, for example, such that within the bone K a starting point is selected, from which all 3D image data are scanned for a generously selected threshold value for the radiation attenuation. Thus, by this algorithm, bone K can be generous, i. together with corticalis and any adhering soft tissue, and all soft tissue lying outside the bone is eliminated. Thus, the disturbing image data can be eliminated.
[0051] Fig. 3 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei innerhalb der Bilddaten mehrere (hier 4) Ausgangspunkte Si bis S4 ausgewählt werden. Von jedem Ausgangspunkt S, aus werden entlang Linien U die Bilddaten analysiert und jene Bilddaten als Knochenoberfläche O bzw. Beginn der Corticalis C ermittelt, welche einen vorgegebenen Schwellwert ASi der Strahlungsabschwächung überschreiten. Die Strahlungsabschwächung dieser als Knochenoberfläche O ermittelten Bilddaten und eine entsprechende Anzahl n folgender Bilddaten wird vorzugsweise auf Null vermindert und danach mit den Bilddaten entlang einer weiteren Linie L, fortgefahren. Erfindungsgemäß wird also von den Ausgangspunkten S, aus eine Art Löschstrahlen ausgesandt, welche die Weichteile und die Corticalis C löschen.Fig. 3 shows the application of the method according to the invention, wherein within the image data a plurality of (here 4) starting points Si to S4 are selected. From each starting point S, the image data are analyzed along lines U and those image data are determined as the bone surface O or the beginning of the corticalis C, which exceed a predetermined threshold value ASi of the radiation attenuation. The radiation attenuation of this image data determined as bone surface O and a corresponding number n of the following image data is preferably reduced to zero and then proceeded with the image data along a further line L 1. According to the invention, therefore, a type of extinguishing jets is emitted from the starting points S, which extinguish the soft tissues and the corticalis C.
[0052] Fig. 4 zeigt das Ergebnis entsprechend bearbeiteter Bilddaten, wobei die Weichteile und die Corticalis C des Knochens K entfernt wurden. Die Bilddaten sind beispielsweise für eine MIP-Projektion fertig und eine Erkennung der Metastasen M wird erleichtert.Fig. 4 shows the result of correspondingly processed image data with the soft tissues and the corticalis C of the bone K removed. The image data are ready, for example, for a MIP projection and detection of metastases M is facilitated.
[0053] Fig. 5 zeigt die rechte Abbildung gemäß Fig. 3 im Detail. Dementsprechend werden die vorzugsweise randomisiert ausgewählten Ausgangspunkte S, innerhalb der 3D- oder 2D-Bilddaten gesetzt und von jedem Ausgangspunkt S, Linien L, gelegt, entlang welcher die Bilddaten entsprechend verarbeitet werden. Angedeutet ist in Fig. 5 die Löschung der Bilddaten, sobald die Oberfläche O des Knochens K erkannt wurde (s. Pfeile X). Auf diese Weise können sowohl die Weichteile als auch die Corticalis des Knochens K entfernt und somit die Diagnose des inneren Bereichs des Knochens K, der Spongiosa, erleichtert werden.FIG. 5 shows the right-hand illustration according to FIG. 3 in detail. Accordingly, the starting points S, preferably randomly selected, are set within the 3D or 2D image data, and from each origin S, lines L are laid, along which the image data are correspondingly processed. The deletion of the image data is indicated in FIG. 5 as soon as the surface O of the bone K has been recognized (see arrows X). In this way, both the soft tissues and the cortical bone K can be removed, thus facilitating the diagnosis of the internal area of the bone K, the cancellous bone.
[0054] Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß Block 100 wird die computertomographische Untersuchung vorgenommen, resultierend in einer bestimmten Anzahl dreidimensionaler Bilddaten. Gemäß Block 101 werden die 3D-Bilddaten in eine Vielzahl an 2D-Bilddaten, beispielsweise 100 bis 200 2D-Bilddaten, vorzugsweise mit einer jeweiligen Schichtdicke zwischen 0,6 und 3 mm, aufgeteilt. Diese 2D-Bilddaten werden beginnend mit Schritt 102 gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren hintereinander verarbeitet. Gemäß Block 103 erfolgt die Entfernung der Weichteile, d.h. aller Bildpunkte mit einer Strahlungsabschwächung unterhalb eines vorgebenen Schwellwerts AS2- Durch dieses sogenannte Highlightning werden störende Weichteile oder Artefakte außerhalb der knöchernen Strukturen eliminiert. Gemäß Block 104 wird ein Ausgangspunkt S, innerhalb der 2D-Bilddaten vorzugsweise randomisiert ausgewählt. In Schritt 105 wird überprüft, ob dieser Punkt innerhalb der 2D-Bilddaten bereits gelöscht bzw. dessen Strahlungsabschwächung vermindert oder auf Null gesetzt wurde, oder knochendicht ist, also innerhalb eines Knochens K liegt. Gegebenenfalls wird entsprechend Schritt 106 mit einer Auswahl eines neuen Ausgangspunkts Si gemäß Block 104 fortgefahren. Gemäß Verfahrensschritt 107 wird vom ausgewählten Ausgangspunkt Si aus eine Linie L, nach der anderen gewählt und die Oberfläche O eines Knochens K detek-tiert und alle Bildpunkte davor und entsprechend der Anzahl n nach der Oberfläche O des Knochens K gelöscht. Diese Schleife wird entsprechend der Anzahl an 2D-Bildern über Verfahrens- 7/19FIG. 6 shows a flow chart of the method according to the invention. According to block 100, the computer tomographic examination is performed, resulting in a certain number of three-dimensional image data. According to block 101, the 3D image data is divided into a plurality of 2D image data, for example 100 to 200 2D image data, preferably with a respective layer thickness between 0.6 and 3 mm. These 2D image data are processed sequentially beginning with step 102 according to the method described below. In block 103, the removal of the soft tissues, i. all pixels with a radiation attenuation below a specified threshold AS2- This so-called Highlightning eliminates disturbing soft tissue or artifacts outside the bony structures. According to block 104, a starting point S is preferably randomly selected within the 2D image data. In step 105, it is checked whether this point within the 2D image data has already been deleted or its radiation attenuation has been reduced or set to zero, or is bone-tight, that is within a bone K. If appropriate, a selection of a new starting point Si according to block 104 is continued in accordance with step 106. According to method step 107, a line L, one after the other, is selected from the selected starting point Si and the surface O of a bone K is detected and all pixels in front of it and according to the number n are deleted after the surface O of the bone K. This loop is processed according to the number of 2D images via process 7/19
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