DE102006009570A1

DE102006009570A1 - Systeme, Verfahren und Vorrichtung zur Rekonstruktion mittels gefilterter Rückprojektion in der digitalen Tomosynthese

Info

Publication number: DE102006009570A1
Application number: DE102006009570A
Authority: DE
Inventors: Gopal B. New Berlin Avinash; Baojun Waukesha Li; Renuka Pewaukee Uppaluri
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2006-09-07
Also published as: US20060204076A1; JP2006239420A; JP5041709B2; US7522755B2

Abstract

Es sind Systeme, Verfahren und Vorrichtungen geschaffen, durch die ein spezialisiertes Rückprojektionsverfahren ein schließlich detailliertes und scharfes dreidimensionales (3-D-)Bild (118) aus einer Reihe zweidimensionaler (2-D-)Bilder durch Vorfilterung der 2-D-Bilder mit einer ersten Gruppe von Einstellungen vor einer Rückprojektion der 2-D-Bilder in ein 3-D-Bild und durch eine anschließende Nachfilterung des 3-D-Bildes mit einer weiteren Gruppe von Einstellungen rekonstruiert. In einigen Ausführungsformen sind die erste Gruppe von Einstellungen und die zweite Gruppe von Einstellungen in Bezug aufeinander synergistisch optimiert, um eine Hervorhebung an einer interessierenden Struktur in dem Objekt zu erzielen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein medizinische Bildgebung und insbesondere die Konfiguration medizinischer Bildverarbeitung.

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG

Elektronmagnetische Bildgebung wird gewöhnlich dazu verwendet, den Zustand einer bestimmten interessierenden Struktur in einem Objekt zu erforschen. Zu interessierenden Strukturen in einem Menschen gehören ein bestimmtes Organ, wie beispielsweise das Herz, und ein bestimmter Knochen, wie beispielsweise das Schienbein.

Die digitale Tomosynthesebildgebung liefert außerdem ein dreidimensionales (3D-)Bild eines Objektes, das aus einem Satz zweidimensionaler (2D-)Röntgenprojektionsbilder rekonstruiert wird. Ein digitales Tomosynthesesystem enthält eine Röntgenquelle und einen 2D-Röntgendetektor, der durch einen digitalen Detektor gebildet ist. In herkömmlichen digitalen Tomosynthesesystemen wird die Röntgenquelle während der Datenakquisition durch eine Gantry auf einem Bogen um einen Drehpunkt über einen begrenzten Winkelbereich gedreht, während durch den Detektor in diskreten Lagern der Röntgenquelle ein Satz Röntgenprojektionsbilder des Objektes akquiriert wird. Der Detektor wird in einer stationären Position gehalten, wenn die Röntgenbilder akquiriert werden. Eine Abbildung des Objektes aus unterschiedlichen Orientierungen ermöglicht es, eine Tiefeninformation in einem endgültigen Bild mit einzubeziehen. Diese Tiefeninformation ist natürlich in einer nicht auf Tomosynthese basierenden Bildgebungstechnik nicht verfügbar.

Wenn die Röntgenprojektionsbilder erhalten worden sind, werden Sie anschließend in Bezug aufeinander räumlich bewegt und derart überlagert, dass sich die Bilder von Strukturen in der Tomosyntheseebene exakt überlappen. Die Bilder von Strukturen außerhalb der Tomosyntheseebene überlappen einander nicht exakt, was ein tiefenabhängiges Verwischen dieser Strukturen zur Folge hat. Durch Veränderung des Ausmaßes der relativen Translation der Röntgenprojektionsbilder, kann der Ort der Tomosyntheseebene in dem Objekt variiert werden. Jedesmal, wenn die Tomosyntheseebene verändert wird, werden die den Überlappungsstrukturen entsprechenden Bilddaten einander überlagert, und es wird ein 2D-Bild der Struktur in der Tomosyntheseebene gewonnen. Wenn ein vollständiger Satz 2D-Bilder des Objektes erhalten worden ist, wird aus dem Satz der 2D-Bilder ein 3D-Bild erzeugt.

Die Computertomographie (CT) ist ein Verfahren, das allgemein umfasst, dass ein Patient Röntgenstrahlen ausgesetzt wird, digitale Röntgendaten eines Abschnitts des Patientenkörpers akquiriert werden und die digitalen Röntgendaten verarbeitet und rückprojiziert werden, um ein 3D-Bild des Objektes zu rekonstruieren. Das Bild kann dann auf einem Anzeigemonitor des CT-Systems angezeigt werden.

CT-Systeme weisen gewöhnlich eine Gantry, einen Tisch, eine Röntgenröhre, ein Röntgendetektorarray, einen Computer und einen Anzeigemonitor auf. Der Computer sendet Befehle an Steuerungseinrichtungen der Gantry, um die Steuerungseinrichtungen dazu zu veranlassen, die Röntgenröhre und/oder das Detektorarray mit einer bestimmten Drehzahl zu drehen, um eine relative Verdrehung zwischen der Röntgenröhre und dem Detektorarray über 360° um den Patienten zu bewerkstelligen. Das Detektorarray umfasst gewöhnlich entweder ein gekrümmtes Array von Detektorelementen (CT-System der dritten Generation) oder einen Ring von Detektorelementen (CT-System der vierten Generation). In dem Fall, wenn ein Detektorelementenring verwendet wird, dreht sich lediglich die Röntgenröhre.

Herkömmliche Rekonstruktionsverfahren konzentrieren sich hauptsächlich auf die Unterdrückung der darunter liegenden/darüber liegenden interessierenden Strukturen, wobei sie kaum die einzigartigen Eigenschaften von Tomosyntheseprojektionen, insbesondere das Spektrum, berücksichtigen und das Verfahren optimieren, um die interessierenden Strukturen zu verstärken. Frühere Versuche bei der gefilterten Rückprojektion transformierten die Tomosyntheseprojektionen geometrisch in eine für CT- oder volumetrische Computertomographie-(VCT-)Rekonstruktion geeignete Form. Es ist jedoch bekannt, dass diese Verfahren „Nachziehartefakte" erzeugen.

Herkömmliche Verfahren zur gefilterten Rückprojektion verbessern den Kontrast von interessierenden Strukturen bestimmter Größen. Unglücklicherweise leiden herkömmliche gefilterte Rückprojektionsverfahren an in dem 3D-Bild erzeugten Artefakten, die durch Aliasing herbeigeführt und die ferner durch die Komplexität der Optimierung des Ver fahrens für sämtliche interessierenden Strukturen, die in allgemeinen Röntgenbildern vorhanden sind, verursacht werden.

In der Röntgenradiologie erwarten Radiologen, medizinische Bilder zu erblicken, die scharfe Unterscheidungsmerkmale aufweisen. Jedoch neigen herkömmliche gefilterte Rückprojektionsverfahren dazu, das Bild zu glätten, wodurch viele der feineren Details in dem Bild verlorengehen.

Aus den oben angegebenen Gründen und aus weiteren Gründen, die nachstehend angegeben sind, erschließt sich für einen Fachmann beim Lesen und Verstehen der vorliegenden Offenbarung, dass in der Technik ein Bedarf besteht, ein 3D-Bild aus 2D-Bildern eines Objektes zu erzeugen, das Bilder ergibt, die scharfe visuelle Unterscheidungsmerkmale aufweisen und die ferner die Details der 2D-Bilder aufweisen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die oben erwähnten Unzulänglichkeiten, Nachteile und Probleme werden hier angegangen, wie es beim Lesen und Studieren der folgenden Beschreibung verständlich wird.

Gemäß einem Aspekt enthält ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen (3D-)Bildes eines Objektes aus einer Anzahl zweidimensionaler (2D-)Projektionsbilder des Objektes die Durchführung einer Filterung der Bilddaten vor einer Rückprojektion und einer weiteren Filterung nach der Rückprojektion. Dieser Aspekt ergibt ein 3D-Bild, das scharfe visuelle Unterscheidungsmerkmale aufweist und das ferner die Details der 2D-Bilder aufweist.

Insbesondere enthält das Verfahren eine Vorfilterung der mehreren 2D-Projektionsbilder, eine Rückprojektion der gefilterten 2D-Projektionsbilder in das 3D-Bild und eine Nachfilterung des 3D-Bildes. Die Vorfilterung wird in Bezug auf eine erste Gruppe von Einstellungen durchgeführt, die optimiert sind, um ein erstes Maß an Hervorhebung oder Verstärkung an wenigstens einer interessierenden Struktur in dem Objekt zu erzielen, während die Nachfilterung in Bezug auf eine zweite Gruppe von Einstellungen durchgeführt wird, die optimiert sind, um ein zweites Maß an Hervorhebung oder Verstärkung an der wenigstens einen interessierenden Struktur in dem Objekt zu erzielen, wobei das zweite Verstärkungsmaß mit dem ersten Verstärkungsmaß synergistisch ist bzw. wirkt.

Gemäß einem weiteren Aspekt enthält ein Verfahren zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes aus mehreren 2D-Projektionsbildern des Objektes eine Steuerung einer Vorfilterung der mehreren 2D-Projektionsbilder in Bezug auf Konfigurationseinstellungen, die optimiert sind, um ein erstes Maß an Hervorhebung oder Verstärkung an einer Anzahl von interessierenden Strukturen in dem Objekt zu erhalten; eine Rückprojektion der gefilterten 2D-Bilder in das 3D-Bild und eine anschließende Steuerung einer Nachfilterung des 3D-Bildes in Bezug auf Konfigurationseinstellungen, die optimiert sind, um ein zweites Maß an Hervorhebung oder Verstärkung an der Anzahl interessierender Strukturen in dem Objekt zu erhalten, das mit dem ersten Maß an Betonung oder Verstärkung einen synergistischen Effekt aufweist.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt enthält ein Verfahren zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes eine heuristische Anpassung oder Adaption wenigstens einer Konfigura tionseinstellung und eine Rekonstruktion des 3D-Bildes eines Objektes aus einer Anzahl 2D-Projektionsbilder des Objektes und aus der wenigstens einen Konfigurationseinstellung.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt enthält ein Verfahren zur Konfiguration der Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes aus einer Anzahl 2D-Bilder die Entgegennahme wenigstens einer Konfigurationseinstellung zur Vorfilterung und/oder Nachfilterung der Bilder von einer Bedienperson und die Abspeicherung der Konfigurationseinstellung an einer Stelle, die für einen Erzeuger des 3D-Bildes ohne weiteres zugänglich ist.

Es sind hier Systeme, Clients, Server, Verfahren und computerlesbare Medien unterschiedlicher Art beschrieben. Zusätzlich zu den in dieser Kurzbeschreibung beschriebenen Aspekten und Vorteilen erschließen sich weitere Aspekte und Vorteile aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird, sowie beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Schaubild unter Veranschaulichung einer Systemebenenübersicht einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt ein Flussdiagramm zu einem Verfahren, das zur Erzeugung eines dreidimensionalen (3D-)Bildes eines Objektes aus einer Anzahl zweidimensionaler (2D-)Projektionsbilder des Objektes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient;
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes aus einer Anzahl 2D-Projektionsbilder des Objektes entsprechend einer besonderen Ausführungsform der Nachfilterung;
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes aus mehreren 2D-Projektionsbildern des Objektes entsprechend einer Ausführungsform, die eine Bestimmung von Filtereinstellungen enthält;
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes aus mehreren 2D-Projektionsbildern des Objektes entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung, die mit der Akquisition der 2D-Bilder beginnt und beim Anzeigen der 3D-Bilder endet;
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes entsprechend einer Ausführungsform, die eine heuristische Anpassung oder Adaptation verwendet;
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Konfiguration der Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes eines Objektes aus mehreren zweidimensionalen Bildern entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;
8 zeigt ein Blockschaltbild einer Hardware- und Betriebsumgebung, in der unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung ausgeführt werden können; und
9 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes aus mehreren 2D-Projektionsbildern des Objektes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil der Beschreibung bilden und in denen zu Veranschaulichungszwecken spezielle Ausführungsformen der Erfindung, die realisiert werden können, dargestellt sind. Diese Ausführungsformen sind in hinreichenden Einzelheiten beschrieben, um einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Ausführungsformen auszuführen, wobei es verständlich ist, dass weitere Ausführungsformen verwendet werden können und dass logische, mechanische, elektrische oder sonstige Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Rahmen der Ausführungsformen abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung soll deshalb nicht im beschränkenden Sinne aufgefasst werden.
Die detaillierte Beschreibung ist in fünf Abschnitte unterteilt. In dem ersten Abschnitt wird eine Übersicht über die Systemebene gegeben. In dem zweiten Abschnitt sind Verfahren gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. In dem dritten Abschnitt sind die Hardwareumgebung und die Betriebsumgebung beschrieben, in deren Zusammenhang die erfindungsgemäßen Ausführungsformen realisiert werden können. In dem vierten Abschnitt sind spezielle Implementierungen oder Realisierungen beschrieben. Schließlich sind in dem fünften Abschnitt Ergebnisse oder Schlussfolgerungen aus der detaillierten Beschreibung angegeben.
Systemebene-Übersicht
1 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Übersicht über die Systemebene eines Systems gibt, das dazu dient, ein dreidimensionales (3D-)Bild eines Objektes aus einer Anzahl zweidimensionaler (2D-)Projektionsbilder des Objektes zu erzeugen. Das System 100 erfüllt das Bedürfnis in der Technik, aus 2D-Bildern eines Objektes ein 3D-Bild zu erzeugen, das scharfe, visuelle Unterscheidungsmerkmale aufweist und das ferner die Details der 2D-Bilder aufweist.
Das System 100 enthält ein Vorfilter 102 für die mehreren 2D-Projektionsbilder 104. Das Vorfilter 102 filtert die mehreren 2D-Projektionsbilder 104 in Bezug auf eine erste Gruppe von Einstellungen 106. Die erste Gruppe von Einstellungen 106 ist optimiert, um eine oder mehrere interessierende Strukturen in dem Objekt visuell zu verstärken oder hervorzuheben. Das Vorfilter 102 verstärkt allgemein die Strukturen in den Projektionsbildern, so dass feine Details später bei der Rückprojektion nicht verlorengehen.
Das System 100 enthält eine Rückprojektionseinrichtung 108 zur Rückprojektion der gefilterten 2D-Projektionsbilder 110 in das dreidimensionale Bild 112. Eine Rückprojektion hat den Effekt einer Tiefpassfilterung in der Signalverarbeitung.
Das 3D-Bild 112 wird durch ein Nachfilter 114 in Bezug auf eine zweite Gruppe von Einstellungen 116 gefiltert. Das Nachfilter 114 hilft, einiger der durch die Rückprojektionseinrichtung 108 herbeigeführten Kantenverluste wieder rückgängig zu machen bzw. die verlorenen Kanten wiederzugewinnen. In medizinischen Realisierungen gleicht das Nachfilter 114 ferner die Helligkeit aus, die für das Bild in der Art der ursprünglichen 2D-Bilder gewebespezifisch ist.
Die zweite Gruppe von Einstellungen 116 ist optimiert, um ein zweites Maß an Hervorhebung oder Verstärkung an der einen oder den mehreren interessierenden Strukturen in dem Objekt zu erzielen, das mit dem ersten Maß an Betonung oder Verstärkung synergistisch kombiniert ist. Ein Beispiel für die Beziehung zwischen der ersten Gruppe von Einstellungen 106 und der zweiten Gruppe von Einstellungen ist nachstehend im Zusammenhang mit 3 beschrieben. Das Nachfilter 114 verstärkt lokal lediglich die interessierenden Strukturen (oder die interessierenden Frequenzen). Die erste Gruppe von Einstellungen 106 und die zweite Gruppe von Einstellungen 116 werden auch als Konfigurationseinstellungen bezeichnet.
Das Nachfilter 114 liefert ein endgültiges 3D-Bild 118 des Objektes, das eine visuelle Hervorhebung der einen oder mehreren interessierenden Strukturen in dem Objekt aufweist, die das Ergebnis eines optimierten synergistischen Maßes der Vorfilterung durch das Vorfilter 102 und der Nachfilterung durch das Nachfilter 114 bildet.
Die Kombination des Vorfilters oder Prefilters 102 vor der Rückprojektion 110, das die Strukturen in den Projektionsbildern derart allgemein verstärkt, dass feine Details später bei der Rückprojektion nicht verloren werden, mit dem Nachfilter oder Postfilter 114, das einen Teil der verlorenen Kanten wieder herstellt, deren Verlust durch die Rückprojektionseinrichtung 110 verursacht wird, ergibt 3D-Bilder, die scharfe visuelle Unterscheidungsmerkmale oder Kennzeichen enthalten und die ferner die Details der 2D-Bilder, von denen die 3D-Bilder erzeugt werden, aufweisen.
In diesem Abschnitt der detaillierten Beschreibung ist eine Systemebenenübersicht der Betriebsweise einer Ausführungsform beschrieben. Einige Ausführungsformen werden in einer Multiprozessor-, multithreadingfähigen Betriebsumgebung auf einem Computer, beispielsweise einem Computer 802 in 8 betrieben.
Während das System 100 nicht auf ein bestimmtes Vorfilter 102, eine bestimmte Anzahl von 2D-Projektionsbildern 104, eine bestimmte erste Gruppe von Einstellungen 106, eine bestimmte Rückprojektionseinrichtung 108, bestimmte gefilterte 2D-Projektionsbilder 110, ein bestimmtes 3D-Bild 112, ein bestimmtes Nachfilter 114 und eine bestimmte zweite Gruppe von Einstellungen 116 beschränkt ist, sind aus Klarheitsgründen ein vereinfachtes Vorfilter 102, mehrere 2D-Projektionsbilder 104, eine erste Gruppe von Einstellungen 106, eine Rückprojektionseinrichtung 108, gefilterte 2D-Projektionsbilder 110, ein 3D-Bild 112, ein Nachfilter 114 und eine zweite Gruppe von Einstellungen 16 hier beschrieben.
Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
In dem vorstehenden Abschnitt ist eine Systemebene für den Betrieb einer Ausführungsform der Erfindung übersichtsmäßig beschrieben. In diesem Abschnitt sind die besonderen Verfahren einer derartigen Ausführungsform mit Bezug auf eine Folge von Flussdiagrammen beschrieben. Eine Beschreibung der Verfahren unter Bezugnahme auf Flussdiagramme ermöglicht einem Fachmann, derartige Programme, Firmware oder Hardware, einschließlich derartiger Instruktionen, zur Ausführung der Verfahren auf geeigneten Computern zu entwickeln, die Instruktionen von computerlesbaren Medien ausführen. In ähnlicher Weise sind die durch die Servercompu terprogramme, Firmware oder Hardware durchgeführten Verfahren ebenfalls durch durch Computer ausführbare Instruktionen gebildet. Die Verfahren 200-700 werden durch ein Programm durchgeführt, das auf einer Firmware oder Hardware abläuft oder durch diese ausgeführt wird, die Teil eines Computers, beispielsweise des Computers 802 in 8, bildet.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 zur Erzeugung eines dreidimensionalen (3D-)Bildes eines Objektes aus mehreren zweidimensionalen (2D-)Projektionsbildern des Objektes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 200 deckt den in der Technik bestehenden Bedarf, ein 3D-Bild aus 2D-Bildern eines Objektes derart zu erzeugen, dass Bilder erhalten werden, die scharfe visuelle Unterscheidungsmerkmale und ferner die Details der 2D-Bilder aufweisen.
Das Verfahren 200 enthält eine Vorfilterung 202 der mehreren 2D-Projektionsbilder in Bezug auf eine erste Gruppe von Einstellungen, die optimiert sind, um ein erstes Maß an Hervorhebung oder Verstärkung einer von mehreren interessierenden Strukturen in dem Objekt zu erzielen. Die Vorfilterung 202 kann entweder in einer Dimension oder in zwei Dimensionen durchgeführt werden. Das zweidimensionale Filter kann von einem eindimensionalen Filter erzeugt werden, indem dieses um 360° („kreisförmig") verschwenkt wird oder indem dieses selbst mit seiner transpornierten Version („rechtwinklig") multipliziert wird. Ein Beispiel für die 2D-Projektionsbilder sind die 2D-Projektionsbilder 104 in 1. In einigen Ausführungsformen enthält die Vorfilterung eine globale Filterung. In einigen Ausführungsformen enthält die globale Filterung ferner eine Filterung im Fre quenzbereich. Ein Beispiel für die erste Gruppe Einstellungen bildet die erste Gruppe von Einstellungen 106 in 1.
Das Verfahren 200 enthält ferner eine Rückprojektion 204 der gefilterten 2D-Projektionsbilder in das 3D-Bild in Form von 2D-Schichtbildern. In einigen Ausführungsformen basiert die Rückprojektion auf Prinzipien einer gefilterten Rückprojektion (z. B. Verschiebung und Addition, verallgemeinerte gefilterte Rückprojektion, Rangwerte-Rückprojektion, etc.), auf einem Rückprojektionsfilterungsprinzip, bei dem die Rückprojektion 204 zuerst durchgeführt wird, während anschließend eine Vorfilterung 204 durchgeführt wird, und/oder auf einer Minimalvorschriftslösung. Beispiele für Lösungen einer Minimalvorschrift umfassen die algebraische Rekonstruktionstechnik (ART), direkte algebraische Rekonstruktionstechnik (DART), Matrixinversionstomosynthese (MITS), das TACT-Verfahren (Tuned Aperture Computed Tomography), Fourier basierte Rekonstruktion, zielfunktionsbasierte Rekonstruktion, Maximum-Likelihood(ML)Verfahren (auf größter Wahrscheinlichkeit basierende Schätzverfahren), Maximum-A-Posteriori(MAP)-Verfahren (maximale nachträgliche Schätzung). Ein Beispiel für das 3D-Bild ist das 3D-Bild 112 in 1.
Anschließend enthält das Verfahren 200 eine Nachfilterung 206 des 3D-Bildes in Bezug auf eine zweite Gruppe von Einstellungen, die optimiert sind, um ein zweites Maß an Hervorhebung oder Verstärkung der einen oder mehreren interessierenden Strukturen in dem Objekt zu erzielen. In einigen Ausführungsformen enthält die Nachfilterung 206 eine lokale Filterung. In einigen Ausführungsformen enthält die lokale Filterung ferner eine Filterung im Ortsbereich.
Die erste Gruppe von Einstellungen, wie beispielsweise 106 in 1, und die zweite Gruppe von Einstellungen, beispielsweise 116 in 1, sind derart gestaltet, dass sie einen synergistischen Effekt zwischen dem ersten Maß an Betonung und dem zweiten Maß an Betonung aufweisen. Darüber hinaus werden die Einstellungen der ersten Gruppe in einigen medizinischen Ausführungsformen basierend auf der Anatomie des als Objekt herangezogenen Patienten, dem Akquisitionsprotokoll (z. B. mAs, kVp, Röhrenangulationen), der Patientengröße, der Patientenbewegung und dem Anzeigeverarbeitungsprotokoll angepasst.
Die Nachfilterung 206 wird entweder in einer Dimension, in zwei Dimensionen oder in drei Dimensionen durchgeführt.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300, das dazu dient, ein 3D-Bild eines Objektes von mehreren zweidimensionalen 2D-Projektionsbildern des Objektes entsprechend einer bestimmten Ausführungsform der Nachfilterung zu erzeugen.
Das Verfahren 300 enthält eine Vorfilterung 202 der mehreren 2D-Projektionsbilder wie bei dem Verfahren 200 und eine Rückprojektion 204 der gefilterten 2D-Projektionsbilder in das dreidimensionale Bild, ebenfalls wie bei dem Verfahren 200.
Danach enthält das Verfahren 300 eine spezielle Ausführungsform einer Nachfilterung 206 des 3D-Bildes. In dieser Ausführungsform wird das 3D-Bild in Bezug auf eine zweite Gruppe von Einstellungen nachträglich gefiltert 302, die optimiert sind, um einen Ausgleich oder eine Balance zwischen einer verbesserten visuellen Unterscheidbarkeit einer oder mehrerer interessierender Strukturen und einer optimalen visuellen Repräsentierung oder Darstellung der wenigstens einen interessierenden Struktur zu erzielen. Eine optimale visuelle Repräsentierung oder Darstellung bezieht sich auf eine Strukturhervorhebung ohne Verstärkung von Artefakten, wie beispielsweise Overshoots, Undershoots und Rauschen. Beispielsweise können die Einstellungen des Vorfilters konfiguriert sein, um eine Rampenfilterfunktion in einem Bereich zwischen einem geringen Filterungsgrad, wie durch eine Steigung von 0,01 definiert, und einem hohen Filterungsgrad, wie durch eine Steigung von 0,1 definiert, zu spezifizieren. Das Nachfilter kann konfiguriert sein, um eine Kantenstärke in einem Bereich von einem geringen Ausmaß der Kantenverstärkung von 1 bis zu einem hohen Grad an Kantenverstärkung von 10 zu spezifizieren. Ein Beispiel für eine Kantenverstärkung kann eine Verarbeitung mit mehreren Auflösungen verwenden, bei der bestimmte Ortsfrequenzbänder verstärkt werden, während bestimmte andere Ortsfrequenzbänder unterdrückt werden. Dies ergibt eine optimale Ausgewogenheit zwischen Kantenverstärkung ohne Artefakte, wie Overshoots, Undershoots, und Rauschverstärkung.
In einigen Ausführungsformen, beispielsweise bei der medizinischen Herz-, Brust- und Lungenbildgebung, wird diese Ausgewogenheit dadurch erreicht, dass ein niedriger Rampensteigungswert in der ersten Gruppe von Einstellungen spezifiziert wird, während in der zweiten Gruppe von Einstellungen ein hoher Kantenstärkewert festgelegt wird.
In einigen Ausführungsformen, wie beispielsweise bei der medizinischen orthopädischen Abbildung von Knochen und Halswirbelsäulen, wird die Ausgewogenheit dadurch bewerk stelligt, dass ein hoher Rampensteigungswert in der ersten Gruppe von Einstellungen und ein niedriger Kantenstärkewert in der zweiten Gruppe von Einstellungen spezifiziert wird.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 400 zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes aus mehreren 2D-Projektionsbildern des Objektes entsprechend einer Ausführungsform, die eine Festsetzung von Filtereinstellungen umfasst.
Das Verfahren 400 umfasst eine Festsetzung 402 einer ersten Gruppe von Vorfiltereinstellungen und einer zweiten Gruppe von Nachfiltereinstellungen auf Werte, die optimiert sind, um eine visuelle Hervorhebung an der einen oder den mehreren interessierenden Strukturen in dem Objekt zu erzielen, wobei die Einstellungen miteinander synergistisch wirken. Der Synergismus erzeugt einen Ausgleich zwischen einer verstärkten visuellen Unterscheidbarkeit der einen oder mehreren interessierenden Strukturen und einer optimalen visuellen Darstellung oder Repräsentierung der einen oder mehreren interessierenden Strukturen.
Ähnlich wie bei dem Verfahren 200, enthält auch das Verfahren 400 eine Vorfilterung 202 der 2D-Bilder mit den Einstellungen der ersten Gruppe, eine Rückprojektion 204 der vorgefilterten Bilder zu einem 3D-Bild und eine Nachfilterung 206 des 3D-Bildes mit Einstellungen der zweiten Gruppe.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes aus mehreren 2D-Projektionsbildern des Objektes entsprechend einer Ausführungsform, die mit der Akquisition der 2D-Bilder beginnt und mit der Anzeige des 3D-Bildes endet.
Das Verfahren 500 enthält eine Akquisition 502 der mehreren 2D-Projektionsbilder des Objektes. Jedes der 2D-Projektionsbilder wird bei unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf das Objekt erfasst. Die Erfassung wird durch einen digitalen Bilddetektor, beispielsweise einen Flachbilddetektor aus amorphem Silizium, durch CCD-Arrays, digitalisierte Filmschirmbilder, photostimulierbare Phosphorschirme (Computertomographie) oder andere digitale Detektoren, wie beispielsweise Direktwandlungsdetektoren (z. B. aus amorphem Silen aSe) bewerkstelligt.
Danach enthält das Verfahren 500 die Anwendung 504 eines ersten Satzes korrigierender Maßnahmen auf die mehreren zweidimensionalen Bilder. Die Aktion 504 ist auch als Vorverarbeitung bekannt. In einigen Ausführungsformen enthält der erste Satz Korrekturmaßnahmen Detektorkorrekturen in Bezug auf die Verstärkung, den Versatz, schlechte Pixel, Geometriefehler (z. B. R-Square), logarithmische Transformation zur Wiederherstellung eines „filmähnlichen" Aussehens, Rauschreduktion, schlechte Detektorkante, Padding (Polsterung), Strahlhärtung, außerfokale Ausstrahlung, Referenz und/oder Normalisierung.
Das Verfahren 500 enthält ferner eine Vorfilterung 202 der mehreren 2D-Projektionsbilder, wie bei dem Verfahren 200, eine Rückprojektion 204 der gefilterten 2D-Projektionsbilder in das dreidimensionale Bild, ebenso wie bei dem Verfahren 200, und eine Nachfilterung 206 des 3D-Bildes.
Anschließend enthält das Verfahren 500 die Anwendung 506 eines zweiten Satzes Korrekturmaßnahmen auf das nachgefilterte 3D-Bild.
Nachfolgend wird das korrigierte 3D-Bild angezeigt. In einer Ausführungsform wird das korrigierte 3D-Bild auf einer Bildgebungskonsole angezeigt, die Teil des Bildgebungssystems bildet.
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes entsprechend einer Ausführungsform, die eine heuristische Adaptation verwendet. Das Verfahren 600 enthält eine heuristische Anpassung 602 wenigstens einer Konfigurationseinstellung.
Das Verfahren 600 enthält ferner die Erzeugung 604 des dreidimensionalen Bildes eines Objektes aus mehreren zweidimensionalen Projektionsbildern des Objektes in Bezug auf die wenigstens eine Konfigurationseinstellung.
In einigen Ausführungsformen des Verfahrens 600 wird die heuristische Adaptation 602 vor der Erzeugung 604 durchgeführt. In anderen Ausführungsformen des Verfahrens 600 wird die heuristische Adaptation 602 nach der Bilderzeugung 604 durchgeführt.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 700, das dazu dient, die Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes eines Objektes aus mehreren zweidimensionalen Bildern entsprechend einer Ausführungsform zu konfigurieren.
Das Verfahren 700 enthält die Entgegennahme 702 einer oder mehrerer Konfigurationseinstellungen zur Vorfilterung und/oder Nachfilterung der Bilder von einer Bedienperson.
Die Entgegennahme 702 wird durch einen Prozessor, beispielsweise dem Prozessor 804 in dem Computer 802 in 8, wie nachstehend beschrieben, durchgeführt. Beispiele für die Konfigurationseinstellungen bilden die erste Gruppe von Einstellungen 106 und die zweite Gruppe von Einstellungen 116 in 1, wie vorstehend beschrieben.
Das Verfahren 700 enthält ferner eine Abspeicherung 704 der Konfigurationseinstellungen an einem Ort, auf den ein Erzeuger des dreidimensionalen Bildes ohne weiteres zugreifen kann. Beispiele für Stellen, an denen die Konfigurationseinstellungen abgespeichert werden, bilden der Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM, Random-Access-Memory) 806 und die eine oder mehreren Massenspeichervorrichtungen 810 in dem Computer 802 in 8, wie nachstehend beschrieben.
In einigen Ausführungsformen sind die Verfahren 200-700 in Form eines Computerdatensignals implementiert, das in einer Trägerwelle enthalten ist, die eine Sequenz von Instruktionen oder Anweisungen darstellt, die, wenn sie durch einen Prozessor, beispielsweise den Prozessor 804 in 8, ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, das jeweilige Verfahren auszuführen. In anderen Ausführungsformen, sind die Verfahren 200-700 in Form eines für einen Computer zugreifbaren oder geeigneten Mediums realisiert, das ausführbare Instruktionen aufweist, die in der Lage sind, einen Prozessor, beispielsweise den Prozessor 804 in 8, zu leiten, das jeweilige Verfahren auszuführen. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Medium ein magnetisches Medium, ein elektronisches Medium oder ein optisches Medium.
Hardware und Betriebsumgebung
8 zeigt ein Blockschaltbild der Hardware- und Betriebsumgebung 800, in der unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung ausgeführt werden können. Die Beschreibung der 8 gibt einen Überblick über Computerhardware und geeignete Rechnerumgebung, in Verbindung mit der einige Ausführungsformen realisiert werden können. Die Ausführungsformen sind anhand eines Computers beschrieben, der von einem Computer ausführbare Instruktionen oder Anweisungen ausführt. Jedoch können einige Ausführungsformen vollständig in Form einer Computerhardware implementiert sein, in der die Computer ausführbaren Instruktionen in einem Festwertspeicher oder Nur-Lese-Speicher (ROM, Read-Only-Memory) implementiert sind. Einige Ausführungsformen können ferner in Client/Server-Computerumgebungen implementiert sein, in denen entfernt befindliche Vorrichtungen, die Aufgaben oder Tasks ausführen, durch ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind. Programmmodule können in einer verteilten Rechnerumgebung sowohl in lokalen als auch in fernliegenden Speichervorrichtungen angeordnet sein.
Der Computer oder Rechner 802 enthält einen Prozessor 804, wie er kommerziell von Intel, Motorola, Cyrix und anderen erhältlich ist. Der Computer 802 enthält ferner einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 806, einen Festwertspeicher (ROM) 808 und eine oder mehrere Massenspeichervorrichtungen 810 sowie einen Systembus 812, der unterschiedliche Systemkomponenten mit der Verarbeitungseinheit 804 betriebsmäßig koppelt. Der Speicher 806, 808 und die Massenspeichervorrichtungen 810 sind Arten von für einen Computer zugänglichen oder geeigneten Medien. Die Massenspeichervorrich tungen 810 sind insbesondere Arten von nichtflüchtigen, für Computer zugänglichen Medien und können eine oder mehrere Festplattenlaufwerke, Diskettenlaufwerke, optische Plattenlaufwerke und Bandkassettenlaufwerke enthalten. Der Prozessor 804 führt Computerprogramme aus, die auf dem für Computer zugänglichen Medium gespeichert sind.
Der Computer 802 kann kommunikationsmäßig mit dem Internet 814 über eine Kommunikationsvorrichtung 816 verbunden sein. Die Verbindbarkeit mit dem Internet 814 ist in der Technik allgemein bekannt. In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsvorrichtung 816 durch ein Modem gebildet, das auf Kommunikationstreiber anspricht, um eine Verbindung mit dem Internet über eine in der Technik als „Einwahlverbindung" bezeichnete Verbindung zu schaffen. In einer weiteren Ausführungsform ist eine Kommunikationsvorrichtung 816 in Form einer Ethernet^®- oder ähnlichen Hardwarenetzwerkkarte ausgebildet, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN, Local-Area Network) verbunden ist, das selbst mit dem Internet über eine in der Technik als „Direktverbindung" (z. B. T1-Leitung, etc.) verbunden ist.
Ein Benutzer gibt Befehle und Informationen in den Computer 802 über Eingabevorrichtungen, wie beispielsweise eine Tastatur 816 oder eine Zeigervorrichtung 820 ein. Die Tastatur 818 ermöglicht die Eingabe einer Textinformation in den Computer 802, wie es aus der Technik allgemein bekannt ist, wobei die Ausführungsformen nicht auf eine bestimmte Art einer Tastatur beschränkt sind. Die Zeigervorrichtung 820 ermöglicht die Steuerung des Bildschirmzeigers, der durch eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI, Graphical User Interface) des Betriebssystems, beispielsweise Versionen von Microsoft Windows^®, bereitgestellt wird. Die Ausführungsformen sind nicht auf eine bestimmte Zeigervorrichtung 820 beschränkt. Zu derartigen Zeigervorrichtungen gehören Maus, Berührungsfelder (Touchpads), Trackballs, Fernsteuerungen und Pointsticks (Zeigerstäbe). Weitere (nicht veranschaulichte) Eingabevorrichtungen können ein Mikrophon, einen Joystick, eine Spielsteuerung (Gamepad), eine Satellitenantenne, einen Scanner oder dergleichen enthalten.
In einigen Ausführungsformen ist der Computer 802 betriebsmäßig mit einer Anzeigevorrichtung 822 gekoppelt. Die Anzeigevorrichtung 822 ist mit dem Systembus 812 verbunden. Die Anzeigevorrichtung 822 ermöglicht die Anzeige einer Information, einschließlich einer Computer-, Video- oder sonstigen Information, damit ein Benutzer des Computers diese sehen kann. Die Ausführungsformen sind nicht auf eine bestimmte Anzeigevorrichtung 822 beschränkt. Derartige Anzeigevorrichtungen umfassen Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigen (Monitoren) sowie Flachbildschirme, wie Flüssigkristallanzeigen (LCDs). Zusätzlich zu einem Monitor enthalten Computer gewöhnlich weitere Eingabe/Ausgabe-Peripheriegeräte, wie beispielsweise Drucker (nicht veranschaulicht). Lautsprecher 824 und 826 stellen eine Audioausgabe von Signalen bereit. Die Lautsprecher 824 und 826 sind ebenfalls an den Systembus 812 angeschlossen.
Der Computer 802 enthält ferner ein (nicht veranschaulichtes) Betriebssystem, das auf dem von einem Computer zugreifbaren Medium RAM 806, ROM 808 und der Massenspeichervorrichtung 810 abgespeichert ist und durch den Prozessor 804 ausgeführt wird. Beispiele für Betriebssysteme umfassen Microsoft Windows^®, Apple MacOS^®, Linux^® und UNIX^®. Die Beispiele sind jedoch nicht auf ein bestimmtes Be triebssystem beschränkt, und der Aufbau und die Verwendung derartiger Betriebssysteme sind aus der Technik allgemein bekannt.
Die Ausführungsformen des Computers 802 sind nicht auf eine bestimmte Art eines Computers 802 beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen weist der Computer 802 einen PC-kompatiblen Computer, einen MacOS^®-kompatiblen Computer, einen Linux^®-kompatiblen Computer oder einen UNIX^®-kompatiblen Computer bzw. -Rechner auf. Der Aufbau und die Betriebsweise derartiger Computer sind aus der Technik allgemein bekannt.
Der Computer 802 kann unter Verwendung wenigstens eines Betriebssystems betrieben werden, um eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI), einschließlich eines durch den Benutzer steuerbaren Zeigers, bereitzustellen. Der Computer 802 kann wenigstens ein Webbrowser-Anwendungsprogramm aufweisen, das innerhalb wenigstens eines Betriebssystems ausgeführt wird, um Benutzern des Computers 802 zu ermöglichen, auf ein Intranet, Extranet oder auf World-Wide-Web-Seiten des Internets zuzugreifen, wie sie durch Adressen des Universal Resource Locator (URL) adressiert werden. Beispiele für Browser-Anwendungsprogramme umfassen Netscape-Navigator^® und Microsoft Internet Explorer^®.
Der Computer 802 kann in einer vernetzten Umgebung unter Verwendung logischer Verbindungen zu einem oder mehreren fernliegenden Computern, beispielsweise dem Ferncomputer 828, betrieben werden. Diese logische Verbindungen werden durch eine Kommunikationsvorrichtung erzielt, die mit dem Computer 802 verbunden ist oder einen Teil desselben bilden. Die Ausführungsformen sind nicht auf eine be stimmte Art einer Kommunikationsvorrichtung beschränkt. Der Ferncomputer 828 kann durch einen anderen Computer, einen Server, einen Router, einen Netzwerk-PC, einen Client, eine gleichwertige Peer-Vorrichtung oder einen weiteren üblichen Netzwerkknoten gebildet sein. Die in 8 dargestellten logischen Verbindungen umfassen ein Lokalnetzwerk (LAN) 830 und ein Weitbereichsnetzwerk (WAN, Wide-Area Network) 832. Derartige Netzwerkverbindungen sind in Büros, unternehmensweiten Computernetzwerken, Intranets, Extranets und dem Internet üblich.
Bei der Verwendung in einer LAN-Netzwerkumgebung sind der Computer 802 und der Ferncomputer 828 mit dem lokalen Netzwerk 830 über Netzwerkschnittstellen oder -adapter 834 verbunden, die eine Art der Kommunikationsvorrichtung 816 bilden. Der fernliegende Computer 828 enthält ebenfalls eine Netzwerkvorrichtung 836. Bei der Verwendung in einer herkömmlichen WAN-Netzwerkumgebung kommunizieren der Computer 802 und der fernliegende Computer 828 mit einem WAN 832 über (nicht veranschaulichte) Modems. Das Modem, das ein internes oder externes Modem sein kann, ist an dem Systembus 812 angeschlossen. In einer vernetzten Umgebung können Programmmodule, wie sie mit Bezug auf den Computer 802 dargestellt sind, oder Teile derselben in dem fernliegenden Computer 828 abgespeichert sein.
Der Computer 802 enthält auch eine Energieversorgung 838. Jede Energieversorgung kann durch eine Batterie gebildet sein.
Computerimplementierung
Bezugnehmend auf 9 ist eine besondere Implemen tierung 900 in Verbindung mit der Systemübersicht nach 1 und den im Zusammenhang mit den Figuren beschriebenen Verfahren 200-700 beschrieben.
Eine Vorrichtung 900 enthält das Vorfilter 102, die Rückprojektionseinrichtung 110 und das Nachfilter 114 des Systems 100 in 1. Die Vorrichtung 900 liefert 3D-Bilder, die scharfe visuelle Unterscheidungsmerkmale aufweisen und die ferner die Details der 2D-Bilder enthalten, von denen aus die 3D-Bilder erzeugt werden.
Die Verfahren 200-700 und Vorrichtungskomponenten des Vorfilters 102, der Rückprojektionseinrichtung 110 und des Nachfilters 114 können in Form einer Computerhardwareschaltung oder in Form eines von einem Computer lesbaren Programms oder einer Kombination von beiden realisiert sein. In einer weiteren Ausführungsform ist das System 100 in einem ASP-System (Application Service Provider, Anwendungs-Dienstleister) implementiert.
Insbesondere können die Programme in der computerlesbaren Programmumgebung in einer Objektorientierung unter Verwendung einer objektorientierten Sprache, wie beispielsweise Java, Smalltalk oder C++, strukturiert sein, wobei die Programme auch unter Verwendung einer verfahrensorientierten Sprache, wie beispielsweise COBOL oder C, verfahrensorientiert strukturiert sein können. Die Softwarekomponenten kommunizieren auf eine beliebige von verschiedenen Weisen, die für Fachleute allgemein bekannt sind, wie beispielsweise über anwendungsspezifische Programmschnittstellen (API, Application Program Interfaces) oder Interprozess-Kommunikationstechniken, beispielsweise Remote Procedure Call (RPC), Common Object Request Broker Archi tecture (CORBA), Component Object Model (COM), Distributed Component Object Model (DCOM), Distributed System Object Model (DSOM) und Remote Method Invocation (RMI). Die Komponenten werden auf lediglich einem einzigen Computer, beispielsweise dem Computer 802 in 8, oder auf wenigstens so vielen Computern ausgeführt, wie viele Komponenten es gibt.
Schlussfolgerung
Es ist ein System zur gefilterten Rückprojektionsrekonstruktion in der digitalen Tomosynthese beschrieben. Obwohl spezielle Ausführungsformen hier veranschaulicht und beschrieben worden sind, versteht es sich für einen Fachmann ohne weiteres, dass die hier speziell veranschaulichten Ausführungsformen durch eine beliebige Anordnung oder Gestaltung ersetzt werden können, von der man annimmt, dass sie den gleichen Zweck erfüllt. Diese Anmeldung ist dazu vorgesehen, beliebige Anpassungen oder Veränderungen mit zu umfassen. Obwohl beispielsweise die Implementierungen anhand von Prozeduren oder Verfahren beschrieben worden sind, wird ein Fachmann ohne weiteres verstehen, dass die Implementierungen in einer objektorientierten Gestaltungsumgebung oder einer beliebigen sonstigen Gestaltungsumgebung ausgeführt sein können, die die erforderlichen Beziehungen ergibt.
Insbesondere wird ein Fachmann ohne weiteres verstehen, dass die Benennungen der Verfahren und Vorrichtungen die Ausführungsformen nicht beschränken sollen. Außerdem können zusätzliche Verfahren und Vorrichtungen zu den Komponenten hinzugefügt, Funktionen über die Komponenten neu angeordnet oder umorganisiert und neue Komponenten, die zukünftigen Verbesserungen und physikalischen Vorrichtungen entsprechen, in den Ausführungsformen verwendet werden, ohne von dem Rahmen der Ausführungsformen abzuweichen. Ein Fachmann wird ohne weiteres erkennen, dass die Ausführungsformen auf zukünftige Kommunikationsvorrichtungen, unterschiedliche Dateisysteme und neue Datentypen anwendbar sind.
Die in dieser Anmeldung verwendete Terminologie soll alle objektorientierten Datenbank- und Kommunikationsumgebungen und modifizierte Technologien mit umfassen, die die gleiche Funktionalität ergeben, wie sie hier beschrieben ist.
Es sind Systeme, Verfahren und Vorrichtungen geschaffen, durch die ein spezialisiertes Rückprojektionsverfahren ein schließlich detailliertes und scharfes dreidimensionales (3D-)Bild 118 aus einer Reihe zweidimensionaler (2D-)Bilder durch Vorfilterung der 2D-Bilder mit einer ersten Gruppe von Einstellungen vor einer Rückprojektion der 2D-Bilder in ein 3D-Bild und durch eine anschließende Nachfilterung des 3D-Bildes mit einer weiteren Gruppe von Einstellungen rekonstruiert. In einigen Ausführungsformen sind die erste Gruppe von Einstellungen und die zweite Gruppe von Einstellungen in Bezug aufeinander synergistisch optimiert, um eine Hervorhebung an einer interessierenden Struktur in dem Objekt zu erzielen.

100: Systemebenenübersicht eines Systems zur Erzeugung ei
: nes dreidimensionalen (3D-)Bildes eines Objektes aus
: mehreren zweidimensionalen (2D-)Projektionsbildern des
: Objektes
102: Vorfilterung der mehreren 2D-Projektionsbilder
104: 2D-Projektionsbilder
106: erste Gruppe von Einstellungen
108: Rückprojektionseinrichtung
110: gefilterte 2D-Projektionsbilder
112: dreidimensionales Bild
114: Nachfilter
116: zweite Gruppe von Einstellungen
118: endgültiges 3B-Bild
200: Verfahren zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes
: aus mehreren 2D-Projektionsbildern des Objektes
202: Vorfilterung der mehreren 2D-Projektionsbilder mit
: einer ersten Gruppe von Einstellungen, die optimiert
: sind, um ein erstes Maß an Hervorhebung von einer oder
: mehreren interessierenden Strukturen in dem Objekt zu
: erzielen
204: Rückprojektion der gefilterten 2D-Projektionsbilder in
: das 3D-Bild in Form von 2D-Schichtbildern
206: Nachfilterung des 3D-Bildes mit einer zweiten Gruppe
: von Einstellungen, die optimiert sind, um ein zweites
: Maß an Hervorhebung der einen oder mehreren interes
: sierenden Strukturen in dem Objekt zu erzielen
300: Verfahren zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes
: aus mehreren zweidimensionalen 2D-Projektionsbildern
: des Objektes gemäß einer besonderen Ausführungsform
: der Nachfilterung
302: Nachfilterung eines 3D-Bildes bezüglich einer zweiten
: Gruppe von Einstellungen, die optimiert sind, um einen
: Ausgleich zwischen einer verbesserten visuellen Unter
: scheidbarkeit der einen oder mehreren interessierenden
: Strukturen und einer optimalen visuellen Repräsentie
: rung oder Darstellung der wenigstens einen interessie
: renden Struktur zu erzielen
400: Verfahren zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes
: aus mehreren 2D-Projektionsbildern des Objektes gemäß
: einer Ausführungsform, die eine Festsetzung von
: Filtereinstellungen enthält
402: Festsetzung einer ersten Gruppe von Vorfiltereinstel
: lungen und einer zweiten Gruppe von Nachfiltereinstel
: lungen auf Werte, die optimiert sind, um eine visuelle
: Hervorhebung an der einen oder den mehreren interes
: sierenden Strukturen in dem Objekt zu erzeugen, die
: synergistisch kombiniert sind
500: Verfahren zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes
: aus mehreren 2D-Projektionsbildern des Objektes gemäß
: einer Ausführungsform, die mit der Erfassung der 2D-
: Bilder beginnt und mit der Anzeige des 3D-Bildes endet
502: Erfassung der mehreren 2D-Projektionsbilder des Objek
: tes
504: Anwendung eines ersten Satzes Korrekturmaßnahmen auf
: die mehreren zweidimensionalen Bilder
506: Anwendung eines zweiten Satzes Korrekturmaßnahmen auf
: das nachgefilterte 3D-Bild
600: Verfahren zur Erzeugung eines 3D-Bildes eines Objektes
: gemäß einer Ausführungsform unter Verwendung einer
: heuristischen Adaptation
602: Heuristische Anpassung wenigstens einer Konfigura
: tionseinstellung
604: Erzeugung des dreidimensionalen Bildes eines Objektes
: aus mehreren zweidimensionalen Projektionsbildern des
: Objektes bezüglich der wenigstens einen Konfigura
: tionseinstellung
700: Verfahren zur Konfiguration der Erzeugung eines drei
: dimensionalen Bildes eines Objektes aus mehreren zwei
: dimensionalen Bildern gemäß einer Ausführungsform
702: Entgegennahme einer oder mehrerer Konfigurationsein
: stellungen zur Vorfilterung und/oder Nachfilterung der
: Bilder von einer Bedienperson
704: Speicherung der Konfigurationseinstellungen an einer
: Stelle, die für einen Erzeuger des dreidimensionalen
: Bildes problemlos zugreifbar ist
800: Hardware- und Betriebsumgebung
802: Computer
804: Prozessor
806: Direktzugriffspeicher (RAM)
808: Festwertspeicher (ROM)
810: eine oder mehrere Massenspeichervorrichtungen
812: Systembus
814: Internet
816: Kommunikationsvorrichtung
818: Tastatur
820: Zeigervorrichtung
822: Anzeigevorrichtung
824: Lautsprecher
826: Lautsprecher
828: fernliegender Computer
830: lokales Netzwerk (LAN)
832: Weitbereichsnetzwerk (WAN)
834: Netzwerkschnittstelle
836: Netzwerkschnittstelle
838: Spannungsversorgung
900: Vorrichtung

Claims

Für einen Computer zugängliches Medium (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828), das ausführbare Instruktionen zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes (118) eines Objektes aus mehreren zweidimensionalen Projektionsbildern (104) des Objektes aufweist, wobei die ausführbaren Instruktionen in der Lage sind, einen Prozessor (804) zu leiten, folgendes durchzuführen: Vorfilterung (202) der mehreren zweidimensionalen Projektionsbilder (104) in Bezug auf eine erste Gruppe von Einstellungen (106), die optimiert sind, um ein erstes Maß an Hervorhebung an wenigstens einer interessierenden Struktur in dem Objekt zu erzielen; Rückprojektion (204) der gefilterten zweidimensionalen Projektionsbilder (104) in das dreidimensionale Bild (118) und Nachfilterung (206) des dreidimensionalen Bildes (118) in Bezug auf eine zweite Gruppe von Einstellungen (116), die optimiert sind, um ein zweites Maß an Hervorhebung an der wenigstens einen interessierenden Struktur in dem Objekt zu erzielen, das mit dem ersten Maß an Verstärkung synergistisch ist.
Für einen Computer zugängliches Medium (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828) nach Anspruch 1, wobei die Synergistik ferner aufweist: eine interaktive Wirkung zur Erzeugung einer Balance zwischen einer verbesserten visuellen Unterscheidbarkeit der wenigstens einen interessierenden Struktur und einer optimalen visuellen Darstellung der wenigstens einen interessierenden Struktur.
Für einen Computer zugängliches Medium (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828) nach Anspruch 1, wobei das Medium ferner ausführbare Instruktionen aufweist, die in der Lage sind, den Prozessor (804) zu leiten, folgendes durchzuführen: heuristische Anpassung (602) wenigstens einer Einstellung, die aus der ersten Gruppe von Einstellungen (106) und der zweiten Gruppe von Einstellungen (116) ausgewählt ist.
Für einen Computer zugängliches Medium (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828) nach Anspruch 1, wobei die ausführbaren Instruktionen, die in der Lage sind, den Prozessor (804) zur Durchführung einer Vorfilterung (202) zu leiten, ferner ausführbare Instruktionen aufweisen, die in der Lage sind, den Prozessor (804) zu leiten, eine globale Filterung durchzuführen.
Für einen Computer zugängliches Medium (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828) nach Anspruch 4, wobei die ausführbaren Instruktionen, die in der Lage sind, den Prozessor (804) zur Durchführung einer globalen Filterung zu leiten, ferner ausführbare Instruktionen aufweisen, die in der Lage sind, den Prozessor (804) zur Durchführung einer Filterung im Frequenzbereich zu leiten.
Für einen Computer zugängliches Medium (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828) nach Anspruch 1, das ferner ausführbare Instruktionen aufweist, die in der Lage sind, den Prozessor zu leiten, eine Anwendung (504 oder 506) eines Satzes Korrekturmaßnahmen durchzuführen.
Für einen Computer zugängliches Medium (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828) nach Anspruch 1, wobei die mehreren zweidimensionalen Projektionsbilder (104) ferner mehrere zweidimensionale Röntgenprojektionsbilder aufweisen.
Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes (118) eines Objektes in einer Tomosynthese aus mehreren zweidimensionalen Projektionsbildern (104) des Objektes, wobei das Verfahren aufweist: Steuerung einer Vorfilterung (202) der mehreren zweidimensionalen Projektionsbilder (104) in Bezug auf Konfigurationseinstellungen (106), die optimiert sind, um ein ersten Maß an Hervorhebung an einer Anzahl von interessierenden Strukturen in dem Objekt zu erzielen; Rückprojektion (204) der gefilterten zweidimensionalen Bilder in das dreidimensionale Bild (118) und Steuerung einer Nachfilterung (206) des dreidimensionalen Bildes (118) in Bezug auf Konfigurationseinstellungen (116), die optimiert sind, um ein zweites Maß an Hervorhebung an der Anzahl von interessierenden Strukturen in dem Objekt, das mit dem ersten Maß an Verstärkung synergistisch ist, zu erzielen.
Für einen Computer zugängliches Medium (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828), das ausführbare Instruktionen zur Konfiguration der Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes (118) eines Objektes aus mehreren zweidimensionalen Bildern aufweist, wobei die ausführbaren Instruktionen in der Lage sind, einen Prozessor (804) zu leiten, folgendes durchzuführen: Entgegennahme (702) wenigstens einer Konfigurationseinstellung (106 oder 118) zur Vorfilterung und/oder Nachfilterung der Bilder von einer Bedienperson und Speicherung (704) der Konfigurationseinstellungen (106 oder 116) an einem Ort (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828), der für einen Erzeuger (108) des dreidimensionalen Bildes (118) problemlos zugänglich ist.
Bildgebungskonsole: mit einem Prozessor (804) und mit einer mit dem Prozessor (804) gekoppelten Speichervorrichtung (804, 806, 808, 810, 812, 814 oder 828), die betrieben werden kann, um abzuspeichern: mehrere zweidimensionale Projektionsbilder (104); wenigstens eine Vorfiltereinstellung (106), die optimiert ist, um ein erstes Maß an Hervorhebung an wenigstens einer interessierenden Struktur in dem Objekt zu erzielen; wenigstens eine Nachfiltereinstellung (116), die optimiert ist, um wenigstens ein zweites Maß an Hervorhebung an wenigstens einer interessierenden Struktur in dem Objekt zu erzielen, wobei das erste Maß an Hervorhebung mit dem zweiten Maß an Hervorhebung visuell synergistisch kombiniert ist; ein Vorfilter, das auf dem Prozessor (804) betrieben werden kann (102), um die mehreren zweidimensionalen Projektionsbilder (104) unter Verwendung der wenigstens einen Vorfiltereinstellung (106) im Voraus zu filtern; eine Rückprojektionseinrichtung (108), die auf dem Prozessor (804) betrieben werden kann, um die vorgefilterten zweidimensionalen Projektionsbilder in Schichten in ein dreidimensionales Bild (118) rückzuprojizieren; und ein Nachfilter (114), das auf dem Prozessor (804) betrieben werden kann, um die zweidimensionalen Schichten des dreidimensionalen Bildes (118) unter Verwendung des wenigstens einen Nachfilters (116) zu filtern.