DE102007008022A1

DE102007008022A1 - Röntgengerät und Bildverarbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE102007008022A1
Application number: DE102007008022A
Authority: DE
Inventors: Serge Muller; Gero L. Peters; Sylvain Bernard; Razvan Iordache
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2007-08-23
Also published as: FR2897461A1; JP4630880B2; JP2007216022A; US20070189448A1; US7693254B2

Abstract

Eine Röntgenvorrichtung umfasst eine Einrichtung zur Erzeugung mindestens eines Standard-Projektionsbildes des Gegenstandes, in dem vermutete suspekte Zonen, die radiologischen Zeichen entsprechen, durch Marker repräsentiert sind. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung für die Produktion eines digitalen Volumens von Markern, in dem 3-D-Marker erzeugt werden, um vermutete suspekte Zonen des Gegenstandes zu repräsentieren. Sie umfasst auch eine Einrichtung zur Reprojektion der 3-D-Marker in das Standard-Projektionsbild, um die Anwesenheit der Marker zu bestätigen oder zu beseitigen oder die Marker des Projektionsbildes hinzuzufügen, falls erforderlich.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Röntgengeräts, das in einer beispielhaften Ausführungsform eine Mammographie-Vorrichtung ist. Sie kann zu besonderem Vorteil, aber nicht ausschließlich, in der medizinischen Abbildung und in zerstörungsfreien Röntgenuntersuchungen eingesetzt werden.
Es ist ein Ziel der Erfindung, mindestens eine radiographische Bildprojektion zur gleichen Zeit wie eine Reihe von Projektionen für die Tomosyntheseverarbeitung zu erfassen.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, die Ergonomie der Anwendung einer Röntgenvorrichtung dieser Art zu verbessern, um sie einfacher und rascher anzuwenden.
Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine 3D-Anzeige irgendeiner 2D-Zone des Projektionsbildes von klinischem Interesse zu erstellen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Derzeit wird die Mammographie viel für die frühe Detektion von Läsionen in Verbindung mit Brustkrebs benutzt. Die radiologischen Zeichen, die in Mammographiebildern zu detektieren sind, können entweder Calciumabscheidungen, Mikrokalzifizierungen genannt, die Elemente bilden, die weniger durchlässig für Röntgenstrahlen sind als das umgebende Gewebe oder Tumoren sein, die in Mammographiebildern die Form dichter Regionen annehmen, wo die Röntgenstrahlen intensiver absorbiert werden als in den benachbarten Regionen.
Heute ist der Radiologe dank der Erfahrung in der Lage, zu einem gewissen Ausmaß zwischen malignen radiologischen Auffälligkeiten und gutartigen radiologischen Auffälligkeiten zu unterscheiden. Die Calciumabscheidungen, häufig in Ansammlungen gruppiert, werden in ihrer Gesamtheit oder einzeln gemäß verschiedenen Kriterien, wie Gestalt, Grad der Homogenität oder Helligkeit, analysiert. Der Radiologe hat auch Kriterien zur Verfügung, um zwischen malignen Trübungen und gutartigen Trübungen zu unterscheiden, wie Gestalt, Dichte oder der Grad der Schärfe ihrer Konturen.
Es kann jedoch passieren, dass bestimmte Calciumabscheidungen oder gewisse Trübungen nicht festgestellt werden. Diese Erscheinung hat viele Ursachen. Da Mammographiebilder das Resultat von Projektionen sind, repräsentieren sie übereinander liegende Strukturen, die die Sichtbarkeit der Strukturen der Brust stören, was manchmal zu einer falschen positiven Interpretation führt, wenn ein Übereinanderliegen dieser Strukturen einer Trübung ähnelt, oder zu einer falschen negativen Interpretation, wenn die Strukturen die Sichtbarkeit einer Läsion verdecken.
Um bei der Auflösung dieser Probleme, der falschen positiven oder der falschen negativen Interpretation, zu unterstützen, gibt es neue Mammographie-Vorrichtungen im Stande der Technik, die ein 3D-Bild der Brust einer Patientin erzeugen. Mit diesen neuen Vorrichtungen wird es bevorzugt, statt ein Bild durch kontinuierliche Integration der Bestrahlung auf einem röntgenempfindlichen Film oder einem Digitaldetektor zu erfassen, eine Erfassung einer Reihe von Bildern auszuführen, die einem Satz von Bestrahlungen entsprechen, die mit der Röntgenröhre der Mammographie-Vorrichtung ausgeführt sind, die an verschiedenen Positionen entlang einem Pfad angeordnet ist. Die Brust einer Patientin, und daher der Detektor der Mammographie-Vorrichtung, werden während dieser aufeinander folgenden Be-Aufnahmen bestrahlt. Diese neue Vorrichtung wird benutzt, um ein Volumenbild der Brust durch eine Rekonstruktion durch Tomo synthese der Reihe von Bildern zu erzeugen. Diese neuen Vorrichtungen haben den Vorteil, dass sie es leichter machen, brauchbare diagnostische Information zu suchen.
Diese neue Tomosynthese-Mammographie-Vorrichtung hat jedoch Beschränkungen. In solchen Tomosynthese-Vorrichtungen wird eine digitale Volumenrekonstruktion ausgeführt, die bei eienr durchschnittlichen Brust typischerweise 50 bis 80 Schichten umfasst. Die Menge der zu handhabenden Information ist daher sehr groß. In ähnlicher Weise erfordert der Zugang zu einem Stück Information von klinischem Interesse sehr viel mehr Zeit, da diese Information sequenziell in dem Bildvolumen gesucht wird.
Darüber hinaus hat diese Art von Vorrichtung eine Anwendungsmethodologie, die sich von der Methodologie der derzeitig benutzten Mammographie-Vorrichtungen vollständig unterscheidet. Um diese neuen Vorrichtungen zu benutzen, muss der Arzt existierende Anwendungsmethodologien durch neue Anwendungsmethodologien ersetzen. Diese neuen Methodologien, mit denen die Ärzte nicht vertraut sind, wurden noch nicht angenommen. Dies ist hauptsächlich der Tatsache zuzuschreiben, dass diese neuen Methodologien noch nicht lange existieren und dass die klinische Effizienz dieser neuen Vorrichtungen noch nicht vollständig gezeigt wurde.
Für die derzeit benutzten Mammographie-Vorrichtungen ist die Anwendungsfrequenz oder die Rate der medizinischen Tätigkeiten ein grundlegendes Informationsstück, speziell im Zusammenhang mit dem Screenen auf Brustkrebs. Diese Frequenz spielt eine Rolle in der Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung. Die neuen Tomosynthese-Mammographie-Vorrichtungen können keine sehr hohe Anwendungsfrequenz haben, da die Zeit zum Zugang zur Information von klinischem Interesse sehr lang ist. Diese Art von Vorrichtung garantiert keinen Abtasterfolg, weil ein solcher Erfolg wesentlich von der Zeit abhängt, die zur Lokalisierung der Information von klinischem Interesse aufgewandt wird.
Ein anderes Problem, das spezifischer für die Mammographie ist, jedoch auch in anderen Gebieten auftreten könnte, steht in Beziehung zur Notwendigkeit, in der Lage zu sein, radiologische Auffälligkeiten zwischen 100 μm und 500 μm zu analysieren, die klinisch interessieren. Folglich erfordern die Detektion und die Charakterisierung von Anomalien, aufgrund deren eine Krebsläsion in der Mammographie vermutet werden kann, eine sehr hohe räumliche Auflösung. Dieses Problem der räumlichen Auflösung ist kritisch für Tomosynthese-Mammographie-Vorrichtungen. Die Vorrichtungen können dann nicht benutzt werden, um eine angemessene Bildqualität für sehr feine Analyse der radiologischen Auffälligkeiten zu erhalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der oben erläuterten Techniken zu überwinden. Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung Techniken zur Erfassung der Projektionsbilder vor, die mit Bildverarbeitungsverfahren verbunden sind, die zur Erleichterung der Detektion radiologischer Zeichen im Projektionsbild mittels einer Reihe von 3D-Daten benutzt werden. Mit diesen Bildverarbeitungsmethoden sind die radiologischen Zeichen leichter im Projektionsbild zu identifizieren, was eine effizientere Untersuchung ermöglicht.
Die Erfindung schlägt ein neues Herangehen an die Mammographie vor, die vorteilhafterweise Gebrauch von Techniken der digitalen Verarbeitung des radiologischen Bildes macht, um die Lesbarkeit der Information zu verbessern.
Diese Bildverarbeitungsmethoden machen es möglich, mit der beträchtlichen Menge von Daten durch Entwickeln neuer Strategien, die die Zeit vermindern, die zur Betrachtung klinischer Daten erforderlich ist, fertig zu werden und den Zugang zur Information von klinischem Interesse zu vereinfachen.
Die Erfassungstechniken der Erfindung werden benutzt, um Projektionsbilder und Tomosynthesesequenzen mit der gleichen Vorrichtung und vorzugsweise mit der gleichen Kompressionsgeometrie zu erfassen, um die Projektionsbilder besser zu vergleichen.
Die vorliegende Erfindung schlägt einen Algorithmus für eine verbesserte Detektion der radiologischen Auffälligkeiten in einem Standard-Radiologiebild vor. Um dies zu tun, umfasst sie Mittel zur Detektion der radiologischen Auffälligkeiten in einer Reihe von 3D-Daten. Die Mittel werden benutzt, um die Position der Ansammlungen (Cluster) in dem 3D-Bild mittels Markern anzugeben.
Der Algorithmus der Erfindung reprojiziert diese 3D-Marker in das Standard-Projektionsbild. Diese Operation soll das Vertrauen in die radiologischen Zeichen erhöhen, die in dem Standard-Projektionsbild detektiert worden wären. Diese Reprojektion ermöglicht die Bestätigung, Beseitigung oder Hinzufügung der radiologischen Auffälligkeiten in dem Standard-Projektionsbild, falls erforderlich. Die Erfindung bietet somit ein Herangehen, das ein verbessertes Detektionsresultat ergibt. Die vorliegende Erfindung gibt dem Arzt mehr Vertrauen in sein diagnostisches Werkzeug.
Der Algorithmus der Erfindung ergibt auch ein 3D-Bild jeder radiologischen Auffälligkeit, die in dem Standard-Projektionsbild identifiziert wird. Folglich wird eine Verkürzung der Ausführungszeit erzielt, da die Erfindung nur ein 3D-Bild für die suspekten Zonen gibt, die von klinischem Interesse sind. Die für die suspekten Zonen rekonstruierte Anzahl von Schichten kann sehr viel geringer sein als die Anzahl von Schichten, die für eine gesamte Brust rekonstruiert wird.
Spezifischer ist eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Verarbeiten eines Bildes eines Gegenstandes worin:

– eine Röntgenröhre auf einem Pfad relativ zum Gegenstand verschoben wird,
– mit der Röhre an verschiedenen Stellen entlang des Pfads der Röhre Röntgenstrahlen emittiert werden, die den Gegenstand für eine Vielzahl von Emissionsrichtungen kreuzen,
– unter Benutzen eines Röntgenstrahlendetektors, der, relativ zum Gegenstand, gegenüber dem Emitter angeordnet ist, werden Stücke der Röntgenbilddaten für jede der Emissionsrichtungen detektiert,
– mindestens ein Standard-Projektionsbild des Gegenstandes wird produziert, worin die vermuteten suspekten Zonen durch Marker aus Bilddaten repräsentiert werden, wobei das Verfahren die folgenden Stufen umfasst:
– Erzeugen, in einem digitalen Volumen von Markern, von 3D-Markern, die vermutete suspekte Zonen des Gegenstandes repräsentieren,
– Reprojizieren der 3D-Marker in das Standard-Projektionsbild.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Röntgenvorrichtung, umfassend:

– eine Röntgenröhre, die Röntgenstrahlen emittiert, die für eine Vielzahl von Emissionsrichtungen durch den Gegenstand hindurchgehen,
– einen Röntgenstrahlendetektor, der, relativ zum Gegenstand, gegenüber dem Emitter angeordnet ist und Röntgenstrahlen-Projektionsbilder detektiert,
– eine erste Verarbeitungseinheit, die zur Erzeugung eines Standard-Projektionsbildes in der Lage ist, in dem vermutete suspekte Zonen durch Marker repräsentiert sind, worin die Vorrichtung umfasst:
– eine Einrichtung zur Produktion eines digitalen Volumens von 3D-Markern, die die vermuteten suspekten Zonen repräsentieren,
– eine Einrichtung zur Reprojektion der 3D-Marker in dem Standard-Projektionsbild.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Diese Erfindung wird deutlicher aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren verstanden werden. Diese Figuren werden als ein Anhaltspunkt gegeben und sie bechränken in keiner Weise den Umfang der Erfindung.
1 ist eine schematische Darstellung eines Röntgengerätes, insbesondere einer Mammographiemaschine, die mit der verbesserten Einrichtung der Erfindung versehen ist;
2 ist eine schematische Darstellung eines ersten Modus der Erfassung einer Reihe von Bildern für unterschiedliche Emissionsrichtungen entlang eines Pfades der Röhre für die rechte Brust gemäß der Erfindung;
3 ist eine schematische Darstellung einer Technik für die digitale Verarbeitung der Reihe von Bildern, die entlang den Emissionsrichtungen erfasst wurden, die mit dem ersten Modus der Erfassung nach 2 gemäß der Erfindung verbunden sind;
4 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Modus der Erfassung einer Reihe von Bildern für unterschied liche Emissionsrichtungen gemäß einem Pfad der Röhre für die rechte Brust gemäß der Erfindung.
5 ist eine schematische Darstellung einer Technik der digitalen Verarbeitung der Reihe von Bildern, die entlang den Emissionsrichtungen erfasst wurden, die mit dem Erfassungsmodus von 4 gemäß der Erfindung verbunden sind.
6 ist eine schematische Darstellung eines dritten Modus der Erfassung einer Reihe von Bildern für unterschiedliche Emissionsrichtungen entlang eines Pfades der Röhre für die rechte Brust gemäß der Erfindung.
7 ist eine schematische Darstellung einer Technik der digitalen Verarbeitung der Reihe von Bildern, die entlang den Emissionsrichtungen erfasst wurden, die mit dem dritten Modus der Erfassung nach 6 gemäß der Erfindung verbunden sind.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine Röntgenvorrichtung, insbesondere eine Mammographiemaschine gemäß der Erfindung. Diese Röntgenvorrichtung 1 hat eine vertikale Säule 2. Auf dieser vertikalen Säule befindet sich ein schwenkbarer Arm 7, der eine Röntgenstrahlen emittierende Röhre 3 und einen Detektor 4 trägt, der in der Lage ist, die durch die Röhre 3 emittierten Röntgenstrahlen zu detektieren. Dieser Arm 7 kann vertikal, horizontal oder schräg orientiert sein. Die Röhre 3 ist mit einem Fokus 5 versehen, der der Röntgenstrahlen emittierende Fokus ist. Dieser Fokus 5 emittiert einen Röntgenstrahl 6 entlang der Emissionsrichtung D.
Der Arm 7 ist an der vertikalen Säule 2 in einer solchen Weise schwenkbar, dass er es gestattet, dass die Röhre 3 entlang eines Pfades in der Gestalt eines Kreisbogens verschoben wird, während der Detektor 4 unbeweglich bleibt. Andere Anordnungen sind möglich, nach denen die Röhre in einer Ebene oder in einem Kugelabschnitt verschoben werden kann. Die Röhre 3 kann dann unterschiedliche Positionen einnehmen, die durch Schwenken zwischen zwei extremen Positionen verteilt sind. Diese beiden Positionen sind, z.B., symmetrisch zueinander relativ zur Senkrechten zur Ebene des Detektors.
In einem bevorzugten Beispiel ist der Detektor 4 ein elektronischer Detektor. In einer Variante kann es ein strahlungsempfindlicher Film für die Detektion eines Röntgenbildes sein. Der Detektor 4 ist an dem Arm 7 gegenüber der Röhre 3 und in der Richtung der Emission D befestigt bzw. eingehakt, um den Röntgenstrahl 6 zu empfangen.
Der Arm 7 ist mit einem Brusthaltertrog 8 versehen, auf den eine Patientin ihre Brust legt. Dieser Brusthaltertrog 8 ist auf dem Detektor 4 angeordnet. Der Detektor 4 ist unterhalb des Brusthaltertroges 8 angeordnet. Der Detektor 4 detektiert die Röntgenstrahlen, die die Brust des Patienten und den Brusthaltertrog 8 gekreuzt bzw. durchdrungen haben.
Aus Gründen, die sowohl mit der Immobilisierung der Brust als auch der Bildqualität oder Intensität von Röntgenstrahlen zusammenhängen, die der Brust des Patienten zugeleitet werden, ist es erforderlich, die Brust des Patienten während der Radiographie zusammenzupressen. Verschiedene Kompressionskräfte können angewendet werden. Diese Kräfte werden durch ein Kompressionskissen 9 ausgeübt, das die Brust auf dem Brusthaltertrog 8 in Abhängigkeit von der durchgeführten Art der Untersuchung zusammenpresst. Zu diesem Zweck hat der Arm 7 ein Kissen 9, das ein Gleitkissen ist, das in der Lage ist, die Brust entweder manuell oder durch Motorantrieb zusammenzupressen. Das Kissen 9 ist aus einem für Röntgenstrahlen transparentem Material, z.B. Kunststoff, hergestellt. Der Arm 7 trägt daher das Folgende vertikal: beginnend von oben, die Röntgenröhre 3, das Kompressionskissen 9, den Brusthaltertrog 8 und den Detektor 4.
Während das Kissen, die Brust des Patienten, der Trog 8 und der Detektor 4 fixiert sind, kann die Röntgenröhre 3 verschiedene Positionen im Raum relativ zu dieser Baueinheit einnehmen.
In einer Variante kann der Detektor 4 beweglich sein und verschiedene Positionen um die Brust herum gleichzeitig mit der Röntgenröhre 3 einnehmen. In diesem Falle ist der Detektor 4 nicht länger fest mit dem Brusthaltertrog 8 verbunden. Der Detektor 4 kann flach oder gekrümmt sein. Er kann rotationsmäßig und/oder translationsmäßig verschoben werden.
Um in der Lage zu sein, jeden Teil der Brust der Patientin zu untersuchen, kann der Strahl 6 in einer Vielzahl von Richtungen über diese Brust gerichtet werden. Nachdem man die Vielzahl von Strahlen 6 empfangen hat, die einen Teil der Brust der Patientin kreuzen, emittiert der Detektor 4 elektrische Signale entsprechend der Intensität der empfangenen Strahlen. Diese elektrischen Signale können dann mittels eines externen Bus 11 bzw. einer Sammelleitung 11 zu einer Steuerlogik-Einheit 10 übertragen werden. Diese elektrischen Signale gestatten dieser Steuerlogik-Einheit 10 ein Projektionsbild zu erzeugen, das dem analysierten Teil des Körpers entspricht ebenso wie ein 3D-Bild der suspekten Zonen in dem Projektionsbild. Diese Bilder werden dann mittels eines Schirmes dieser Steuerlogik-Einheit 10 gezeigt oder ausgedruckt.
Die Steuerlogik-Einheit 10 wird häufig in integrierter Schaltungsform hergestellt. In einem Beispiel umfasst die Steuerlogik-Einheit 10 einen Mikroprozessor 12, einen Programmspeicher 13, einen Datenspeicher 14, einen Bildschirm 15, versehen mit einer Tastatur 16 und dem Ausgabe/Eingabe-Interface 17. Der Mikroprozessor 12, der Programmspeicher 13, der Datenspeicher 14, der Bildschirm 15, versehen mit einer Tastatur 16 und dem Ausgabe/Eingabeinterface 17 sind durch einen internen Bus 18 miteinander verbunden.
In der Praxis wird, wenn von einer Vorrichtung gesagt wird, dass sie eine Aktion ausgeführt hat, diese Aktion durch einen Mikroprozessor der Vorrichtung ausgeführt, der durch Instruktionscodes gesteuert ist, die in einem Programmspeicher der Vorrichtung aufgezeichnet sind. Die Steuerlogik-Einheit 10 ist eine solche Vorrichtung. Die Steuerlogik-Einheit 10 wird häufig in Form einer integrierten Schaltung ausgeführt.
Der Programmspeicher 13 ist in verschiedene Zonen unterteilt, wobei jede Zone Instruktionscodes entspricht, um eine Funktion der Vorrichtung auszuführen. In Abhängigkeit von den Varianten der Erfindung umfasst der Speicher 13 eine Zone 20, umfassend Instruktionscodes, um die verschiedenen Orte der Emissionsrichtungen entlang einem Pfad der Röhre 3 für die rechte Brust oder die linke Brust einzustellen. Der Speicher 13 hat eine Zone 21, umfassend Instruktionscodes, um einen Modus der Erfassung der Emissionsrichtungen zu bestimmen.
Der Speicher 13 hat eine Zone 22, umfassend Instruktionscodes, um einen Bildverarbeitungsmodus zu bestimmen, der mit jedem Erfassungsmodus der Emissionsrichtungen der Zone 21 verbunden ist. Der Speicher 13 hat eine Zone 23, umfassend Instruktionscodes, um einen Modus der Verteilung der Röntgenstrahlen auf der Vielzahl von Emissionsrichtungen auszuführen. Der Speicher 13 umfasst eine Zone 24, umfassend Instruktionscodes, um die Emission der Vielzahl von Emissionsrichtungen anzuordnen.
Der Speicher 13 umfasst eine Zone 25, umfassend Instruktionscodes, um die durch den Detektor 4 empfangenen Daten zu erfassen. Der Speicher 13 umfasst eine Zone 26, umfassend Instruktionscodes, um die vom Detektor empfangenen Daten, als eine Funktion des bestimmten Verarbeitungsmodus, zu verarbeiten, um ein Projektionsbild der Brust zu erhalten, vorzugsweise ein Standardbild, das Marker umfasst. Diese Marker werden benutzt, um suspekte Zonen mit radiologischen Zeichen zu identifizieren. Der Speicher 13 umfasst eine Zone 27, umfassend Instruktionscodes, um die vom Detektor empfangenen Daten, in Abhängigkeit von dem bestimmten Verarbeitungsmodus, zu verarbeiten, um 3D-Marker der suspekten Zonen in einem digitalen Volumen von erzeugten Markern zu erhalten.
Der Speicher 13 umfasst eine Zone 28, umfassend Instruktionscodes, um eine Reprojektion der 3D-Marker im Projektionsbild auszuführen, um die suspekten Zonen aus dem Projektionsbild, falls erforderlich, zu validieren, hinzuzufügen oder zu beseitigen. Der Speicher 13 umfasst eine Zone 29, umfassend Instruktionscodes, um die vom Detektor empfangenen Daten zu verarbeiten, um die in dem Projektionsbild der Brust vorhandenen suspekten Zonen zu zoomen. Der Speicher 13 umfasst eine Zone 30, umfassend Instruktionscodes, um eine Anzeige des Projektionsbildes und/oder des 3D-Bildes der suspekten Zonen des Projektionsbildes auszuführen.
Im Betriebsmodus bestimmt die Steuerlogik-Einheit 10 einen Pfad der Röhre 3 für die rechte Brust und für die linke Brust gemäß einem Standardprojektionsbild, das von dem Arzt ausgewählt wird. Die Steuerlogik-Einheit 10 bestimmt die Anzahl von Röntgenstrahlen 6, die entlang dem Pfad der Röhre 3 zu emittieren sind, wie in den 2, 4 und 6 gezeigt.
Derzeit gibt es mehrere Projektionsbilder bei der Mammographie, die eine standardisierte Terminologie haben. Für einen Abtast-Mammographiebetrieb werden im Allgemeinen ein craniocaudales Projektionsbild und ein mediolaterales schräges Projektionsbild an jeder Brust aufgenommen. In gewissen Situationen können komplementäre Bestrahlungen oder Untersuchungen ausgeführt werden, insbesondere eine Echographie und/oder eine Biopsie.
2, 4 und 6 zeigen unterschiedliche Arten der Erfassung der Mammographie-Projektionsbilder. Auf der Grundlage dieser drei Erfassungs-Szenarien schlägt die Erfindung neue Verarbeitungsverfahren vor, um eine effiziente Untersuchung der suspekten Zonen in den Standardprojektionsbildern auszuführen. Im Folgenden ist jedes der drei Erfassungs-Szenarien mit einer Hilfssystem-Verarbeitung und der Anzeige von Markern verbunden. Diese Verarbeitung kann durch die Verstärkung der klinischen Zeichen ersetzt werden.
3, 5 bzw. 7 zeigen die Bildverarbeitungs-Modi, die für die Mammographie-Projektionsbilder benutzt werden, die mit den 2, 4 und 6 erfasst wurden.
2 ist eine schematische Ansicht eines ersten Erfassungsmodus der verschiedenen Emissionsrichtungen entlang einem Pfad der Röhre für die rechte Brust gemäß der Erfindung.
Um eine vollständige Repräsentation der Brust mit Bezug auf ein gewähltes Standardprojektionsbild zu erhalten, bestimmt die Steuerlogik-Einheit einen Pfad der Röhre für die rechte Brust und einen Pfad der Röhre für die linke Brust. Der Pfad der Röhre für die linke Brust liegt dem Pfad der Röhre für die rechte Brust gegenüber. In diesem Pfad der Röhre für die linke Brust führt die Steuerlogik-Einheit 10 die gleichen Operationen wie im Falle des Pfades der Röhre für die rechte Brust aus. Die Steuerlogik-Einheit erzeugt somit ein Standardprojektionsbild für jede Brust.
2 zeigt die Röntgenstrahlen emittierende Röhre 3, die für eine Emissionsrichtung eines mediolateralen schrägen Projektionsbildes und für eine Vielzahl von Emissionsrichtungen entlang einem Pfad der Röntgenröhre, die im Beispiel der 2 in einer Ebene senkrecht zum Detektor und parallel zum Brustkasten der Patientin angeordnet ist, durch die Brust einer Patientin gehen. Die Gestalt des Pfades der Röhre ist durch den Bahnverlauf des Fokus 5 gegeben. In dem Beispiel der 2 hat der Pfad der Röhre die Gestalt eines Kreisbogens.
Die Steuerlogik-Einheit erfasst daher zu allererst ein Bild in Richtung der craniocaudalen Emission für jede Brust. Sie erfasst dann eine Reihe von Bildern durch die Vielzahl der Strahlen 6, um die Vielzahl von Richtungen der mediolateralen schrägen Emission zu erhalten.
Die Steuerlogik-Einheit erfasst somit zwei craniocaudale Projektionsbilder, deren jedes eine Brust repräsentiert, eine Vielzahl von Röntgenstrahlen für die Tomosynthese für jede Brust und zwei mediolaterale schräge Projektionsbilder, die jedes eine Brust repräsentieren, extrahiert aus der Vielzahl von Emissionsrichtungen jeder Brust.
In einer Variante kann die Steuerlogik-Einheit dann nur die Vielzahl von Emissionsrichtungen für die Tomosynthese erfassen und Standardprojektionsbilder daraus extrahieren. In diesem Falle werden die craniocaudalen Projektionsbilder nicht länger erfasst.
In einer anderen Variante kann die Steuerlogik-Einheit die Daten für die Tomosynthese durch eine Reihe craniocaudaler Projektionen anstelle der Reihe mediolateraler schräger Projektionen erfassen, wie in 2 beschrieben.
Um die Vielzahl von Richtungen der mediolateralen schrägen Emission zu erhalten, probiert die Steuerlogik-Einheit 10 eine Reihe von Plätzen der Röhre 3. Ein Platz ist eine durch die Röhre auf dem Pfad eingenommene Position. Diese Position ist vorzugsweise fixiert. Sie kann auch beweglich sein. In diesem Falle ist die Position durch zwei Grenzen auf dem Pfad beschränkt. Die Brust und daher der Detektor werden so für die Dauer bestrahlt, die erforderlich ist, damit die Röhre von einer dieser Positionen zur anderen dieser Positionen gehen kann und dies für jedes Bild der Reihe.
In einem bevorzugten Beispiel nimmt der Fokus der Röntgenröhre fixierte, winkelmäßig verteilte Positionen im Raum ein. In einem Beispiel, und obwohl dies nicht als eine Einschränkung der Erfindung anzusehen ist, ist es geplant, dass die winkelmäßige Untersuchung gleich 60°, plus oder minus 30° mit Bezug auf eine mittlere Bestrahlungsrichtung ist, die allgemein senkrecht zur Ebene des Detektors für eine Mammographie-Vorrichtung liegt.
Während dieser Untersuchung wird eine gewisse Anzahl von Strahlen 6 erfasst, z.B. 9, 11, 13 oder andere Zahlen, was von der erwünschten Genauigkeit der Bildrekonstruktion abhängt. Es ist möglich, indem man dann Bildrekonstruktions-Algorithmen derart anwendet, wie sie in der Computertomographie benutzt werden, um ein Bild in einer Schichtebene sowie andere Bilder in Ebenen benachbart zur Ebene dieser Schicht zu rekonstruieren. Es ist somit möglich von Synthesetomographie zu sprechen, bei der alle Bilder in einem einzigen Scan, einer einzigen Abtastung, erfasst werden.
Im Beispiel der 2 bestimmt die Steuerlogik-Einheit 10 die Anzahl der Röntgenstrahlen 6, die durch den Fokus 5 der Röhre 3 zu emittieren sind. In diesem Beispiel beträgt die Anzahl der Strahlen 9. Folglich ist die Vielzahl der Emissionsrichtungen durch 9 Positionen repräsentiert, die mit D1 bis D9 bezeichnet sind. Die Steuerlogik-Einheit 10 kann die Plätze der Emission der Röhre 3 auf dem Pfad der Röhre verteilen. Im Beispiel von 2 sind die Positionen der Emission der Röhre gleichmäßig auf dem Pfad der Röhre verteilt.
Die Steuerlogik-Einheit 10 bestimmt den Modus der nicht-gleichförmigen Verteilung der Gesamtheit der Röntgenstrahlen, die gewöhnlich eine Dosis genannt werden, zwischen den verschiedenen Emissionsrichtungen der Bahnen der Röhre. Diese nicht-gleichförmige Verteilung sorgt für einen guten Kontrast der Strukturen der Brust. Diese Dosis ist vorzugsweise gleich der Dosis, die es im Stande der Technik ermöglicht, zwei Standard-Mammographieprojektionsbilder zu erhalten. Im Stande der Technik empfängt jedes der beiden Projektionsbilder 50% der Dosis.
Die Steuerlogik-Einheit 10 kann somit die Verteilung der Röntgenstrahlen zwischen den Strahlen 6 als eine Funktion von solchen bestimmen, wie sie in der Standardmammographie benutzt werden. Sie kann sie auch als eine Funktion der Dicke der Brust der Patientin bestimmen.
Im Falle von Beispiel 2 ist die Dosis als eine Funktion des Winkels A1 bis A8 verteilt, die durch jede der Emissionsrichtungen D1 bis D9 mit einer Senkrechten 30 des Detektors 4 gebildet werden.
Das Beispiel von 2 zeigt einen Modus der Verteilung der Dosis auf dem Pfad der Röhre für die rechte Brust. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerlogik-Einheit 10 eine größere Dosis der Emssionsrichtung zu, die vorzugsweise ein Standardprojektionsbild im Pfad der Röhre repräsentiert.
In einer Variante kann die Steuerlogik-Einheit 10 eine größere Dosis der Emissionsrichtung zuweisen, die im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Detektors 4 liegt. Sie kann auch eine größere Dosis einer Richtung als eine Funktion der Vorrechte des Arztes und der technischen Beschränkungen der Vorrichtung zuweisen. Folglich kann irgendeine der Emissionsrichtungen die stärkste Dosis empfangen. In einem Beispiel bestimmt die Steuerlogik-Einheit 10 die bevorzugte Emissionsrichtung für jeden Pfad der Röhre.
In einem Beispiel teilt sie 80% der Gesamtdosis in einer Rate von 40% der Dosis jeder der beiden bevorzugten Emissionsrichtungen für jeden Pfad der Röhre zu. Sie verteilt den Rest der Dosis, 20% der Dosis, vorzugsweise in einer nicht-gleichförmigen Weise auf die anderen verbliebenen Emissionsrichtungen jedes Pfades der Röhre.
Im Beispiel von 2 weist die Steuerlogik-Einheit 10 eine stärkere Dosis der Emissionsrichtung zu, die durch D5 repräsentiert ist. Verglichen mit den anderen Richtungen, die durch eine dünne Linie repräsentiert sind, ist D5 durch eine dicke Linie repräsentiert, um zu zeigen, dass sie eine stärkere Dosis relativ zu den anderen Emissionsrichtungen empfängt.
In einer Variante kann die Steuerlogik-Einheit 40% der Dosis der Richtung D5 und eine gleichförmige Dosis den anderen Richtungen zuweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die bevorzugte Emissionsrichtung ein mediolaterales schräges Standardprojektionsbild. Das craniocaudale Projektionsbild wird mit einer Standarddosis von Röntgenstrahlen erhalten. Die gesamte Dosis, die zum Erhalt der Vielzahl von Strahlen 6 sowie der craniocaudalen Projektionsbilder benutzt wird, ist gleich oder fast gleich der Dosis, die üblicherweise bei einer standardgemäßen Abtastuntersuchung abgegeben wird.
Bei diesem Erfassungsmodus ergibt die Steuerlogik-Einheit zwei craniocaudale Projektionsbilder, die jeweils eine Brust repräsentieren, zwei mediolaterale schräge Projektionsbilder, die jeweil eine Brust repräsentieren, extrahiert aus einem Satz von mediolateralen schrägen Projektionsbildern, die benutzt werden können, um mediolaterale schräge Schnitte der Brust zu rekonstruieren.
In einer Variante kann die Steuerlogik-Einheit nur die Vielzahl der Röntgenstrahlen für die Synthesetomographie erfassen, wobei eine zusätzliche Dosis von Röntgenstrahlen, die der Dosis der craniocaudalen Projektionsbilder entspricht, die nicht länger erfasst wird.
Die Röhre emittiert Röntgenstrahlen, die durch die linke Brust und die rechte Brust der Patientin für eine Richtung der craniocaudalen Emission und für eine Vielzahl von Emissions richtungen entlang dem Pfad der Röhre gehen. Der Detektor 4 erfasst ein Stück von Standard-Röntgenbilddaten I0, die die craniocaudale Emissionsrichtung repräsentieren, und eine Vielzahl von Stücken von Röntgenbilddaten I1 bis I9, die die Vielzahl der Emissionsrichtungen repräsentieren. Jedes der Stücke der Röntgenbilddaten, die vom Detektor gegeben werden, repräsentiert die Emissionsrichtung D1 bis D9.
Die Steuerlogik-Einheit 10 erfasst diese Vielzahl von Stücken von Röntgenbilddaten I0 bis I9 im Datenspeicher 14. Sie verarbeitet diese Stücke von Röntgenbilddaten, um Standard-Projektionsbilder und ein 3D-Bild für jede suspekte Zone zu erhalten, die in den Projektionsbildern vorhanden ist, wie in 3 ersichtlich.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels der Bildverarbeitung, die mit dem Modus der Erfassung von Emissionsrichtungen von 2 verbunden ist. Der Bilddaten-Verarbeitungsmodus für jeden Pfad jeder Brust ist identisch. Diese Bechreibung soll sich folglich nur mit dem Modus der Verarbeitung von Bilddaten befassen, die durch den Pfad der Röhre für die rechte Brust gegeben sind.
Das Stück von craniocaudalen Standard-Bilddaten I0, mit Nummer 40 bezeichnet, erhalten im Erfassungsmodus, der in 2 beschrieben ist, ebenso wie das Stück bevorzugter mediolateraler schräger Bilddaten I5, mit Nummer 41 bezeichnet, erhalten aus der Vielzahl von Stücken mediolateraler schräger Bilddaten I1 bis I9, mit Nummer 45 bezeichnet, werden mit einem Algorithmus für die Verarbeitung von Standard-Projektionsbildern verarbeitet. Dieser Bildverarbeitungs-Algorithmus wird durch die erste Verarbeitungseinheit 42 ausgeführt.
Diese erste Verarbeitungseinheit 42 erzeugt vier Projektionsbilder 45, die vier Standardbildern entsprechen. Diese Projektionsbilder 45 sind die Projektionsbilder, die durch die gegenwärtigen Mammographie-Vorrichtungen erzeugt werden. Die Projektionsbilder werden auf dem Bildschirm 16 gezeigt oder ausgedruckt.
Diese erste Verarbeitungseinheit 42 umfasst ein rechnergestütztes Detektionssystem 43, das üblicherweise als CAD-System bezeichnet wird. Dieses rechnergestützte System 43 wird zum Lesen eines mittleren Bildes und zum Analysieren desselben benutzt, um daraus suspekte Zonen zu extrahieren, die die Anwesenheit einer Läsion wiedergeben. Dieses rechnergestützte System 43 ergibt quantitative Information über die Läsionen.
Dieses rechnergestützte System 43 kann auch dazu benutzt werden, Ärzte bei Entscheidungen zu unterstützen, wenn sie ein Radiographiebild studieren, das eine Vielzahl von Daten umfasst. Am Ausgang gibt dieses rechnergestützte System 43 nur die Strukturen an, die wahrscheinlich radiologischen Zeichen entsprechen. Um dies zu tun, erzeugt das rechnergestützte 2D-System 43 Marker 44.
Diese Marker 44 werden von Ärzten zur einfachen Detektion der suspekten Zonen im Projektionsbild benutzt. Die Marker 44 werden, z.B., an den X- und Y-Koordinaten des Zentrums der Schwere bzw. Gravitationszentrums der suspekten Zonen angeordnet. Sie können, z.B., durch irgendeine oben definierte graphische Anmerkung oder durch ein blinkendes Merkmal repräsentiert sein. Neben dem Marker 44 gibt es eine Beschriftung, die Information über die Art der Läsionen der markierten Zone liefert. Die Läsionen können eine Ansammlung von Mikrokalzifizierungen oder eine Trübung sein. Diese Beschriftung kann eine graphische Anmerkung sein, die sich von der graphischen Anmerkung des Markers unterscheidet. Sie kann die gleiche graphische Anmerkung wie bei der des Markers sein. In diesem Falle werden die beiden Anmerkungen durch Farbe unterschieden.
Um das Problem der positiven Interpretation dieser Projektionsbilder zu beseitigen, verarbeitet die Steuerlogik-Einheit die Bilddaten I1 bis I9 zum Sammeln der Maximalmenge an Information über die markierten radiologischen Zeichen. Diese Information soll eine Garantie für den Arzt liefern, dass die radiologischen Zeichen, die auf dem Projektionsbild markiert sind, Läsionen sind.
Die Stücke von Röntgenbilddaten I1 bis I9 werden verarbeitet, erstens durch eine zweite Verarbeitungseinheit 46 und zweitens durch eine dritte Verarbeitungseinheit 47 durch Tomosynthese.
Die zweite Verarbeitungseinheit 46 umfasst ein rechnergestütztes Detektionssystem 48, das auf der Grundlage von 3D-Daten arbeitet. Das rechnergestützte System 48 wird benutzt, um die Zonen von klinischem Interesse in dem rekonstruierten Volumen aus allen Stücken von Bilddaten zu identifizieren. Für jedes Projektionsbild bestimmt das rechnergestützte Detektionssystem eine Kontur, die jeder der vermuteten suspekten Zonen zuzuordnen ist. Von diesen Konturen aus führt es eine 3D-Rekonstruktion der Projektionsbilder aus. Es erzeugt 3D-Marker, um die Detektion der suspekten Zonen in dem Volumen zu erleichtern, sodass ein Digitalvolumen von Markern erhalten wird.
Für jede vermutete suspekte Zone umfasst dieses Digitalvolumen von Markern eine 3D-Kontur. In dem digitalen Volumen von Markern hat der Marker 49 die XYZ-Koordinaten des Gravitationszentrums der 3D-Kontur. Bei diesen XYZ-Koordinaten gibt es auch eine graphische Anmerkung, die Information über die Art der Läsionen liefert.
Andere Algorithmen zum Bestimmen digitaler Volumina von Markern können natürlich anstelle dieses rechnergestützten Systems benutzt werden.
Um die im Projektionsbild vorhandenen Marker zu validieren, führt die Steuerlogik-Einheit eine Operation 52 der Reprojektion der Pixel der 3D-Marker 49 aus. Diese Reprojektionsoperation 52 wird benutzt, um von verschiedenen Projektionen kommende Daten zu vergleichen und zu analysieren. Diese Reprojektionsoperation 52 ist wegen der Kenntnis der Erfassungsgeometrie möglich. Sie ermöglicht, die Anwesenheit eines Markers zu bestätigen oder auszuschließen und/oder einen Marker in den Projektionsbildern 45 hinzuzufügen.
Die Steuerlogik-Einheit verifiziert, ob die Anwesenheit der Marker des Projektionsbildes, das mit dem rechnergestützten System 43 erhalten wurde, durch die reprojizierten 3D-Marker bestätigt oder ausgeschlossen wird. Ist ein reprojizierter 3D-Marker an den gleichen Koordinaten wie ein Marker des Projektionsbildes lokalisiert, dann bestätigt die Steuerlogik-Einheit, dass eine Läsion tatsächlich in dieser suspekten Zone vorhanden ist.
Wird der 3D-Marker 49 in einer Zone reprojiziert, in der sich kein Marker des Projektionsbildes befindet, dann kann die Steuerlogik-Einheit die diesen reprojizierten 3D-Marker 49 umgebende Zone als eine suspekte Zone ansehen. Die Steuerlogik-Einheit hält dies für richtig, so dass das rechnergestützten 3D-System 48 mehr Daten am Eingang erhält und dann mehr Information über diese suspekten Zonen gibt.
Wird der Marker 44 des Projektionsbildes nicht länger durch einen reprojizierten 3D-Marker 49 validiert, dann kann die Steuerlogik-Einheit diesen Marker aus dem Projektionsbild beseitigen und entscheiden, dass diese Zone nicht suspekt ist.
Die Reprojektion der 3D-Marker in das Projektionsbild erhöht das Vertrauen, das der Arzt in die detektierten radiologischen Zeichen setzt. Mit dieser Art von Bildverarbeitung ist der Arzt sicher, dass die detektierten Zonen ein radiologisches Zeichen haben, was gleichzeitig das Problem der positiven Interpretation bei den derzeit benutzten Projektionsbildern vermindert.
Die Vorrichtung der Erfindung ermöglicht es einem Arzt, auf einen Blick und ohne Einstellen der Anzeige in irgendeiner Weise Zugang zu einem klaren Bild zu erhalten, das einen hohen Kontrast an jedem Punkt aufweist.
In einer Variante kann die Steuerlogik-Einheit Marker des Projektionsbildes aus reprojizierten 3D-Markern 49 erzeugen. In diesem Falle gibt es nicht länger irgendeine Stufe der Validierung der Marker des Projektionsbildes.
Wünscht der Arzt eine suspekte Zone S1, S2, S3 oder S4 der Standard-Projektionsbilder zu vergrößern, dann kann er oder sie eine Taste der Tastatur 16 benutzen oder auf einen der Marker der suspekten Zonen S1, S2, S3 oder S4 klicken, um Zugang zu einem 3D-Bild der diesen Marker umgebenden suspekten Zone zu erhalten. Dies aktiviert automatisch die Anzeige, nach einer Tomosynthese-Rekonstruktion, der suspekten Zone allein. Die Tatsache, dass das rechnergestützte 2D-System 43 das Ausmaß der Läsionen kennt, ermöglicht es in der Tat, nur die suspekte Zone zu zoomen. Dies verringert die Zeit der Ausführung des Bildverarbeitungsverfahrens beträchtlich.
Alle Stücke der Bilddaten I1 bis I9 werden während dieser Tomosynthese-Rekonstruktion benutzt. Diese Stücke von Bilddaten I1 bis I9 werden durch die Steuerlogik-Einheit zur dritten Verarbeitungseinheit 47 geschickt. Die dritte Verarbeitungseinheit 47 ergibt ein rekonstruiertes Rohbild der Brust. Durch eine Technik der Tomosynthese gestattet diese dritte Verarbeitungseinheit, auf der Basis einer geringen Anzahl von 2D-Projektionen der Bilddaten, die in einer beschränkten Winkeldomäne verteilt und durch einen Digitaldetektor erfasst sind, die Rekonstruktion des Rohbildes der Brust.
Die Anzeige eines Stapels von Bildern, entsprechend der suspekten Zone, wird durch das Ausmaß der Läsion begrenzt, die durch die rechnergestützten 2D- und/oder 3D-Systeme bestimmt wird. Diese Anzeige kann dann durch eine elektronische Zoom vorrichtung zum Zoomen in die Schichten ausgeführt werden. Diese elektronische Zoomvorrichtung ist ein Zoomwerkzeug, das nur auf den Teil des Bildes angewandt wird, auf das geklickt ist. Es gestattet das präzise Verarbeiten des Teiles des Bildes, der von klinischem Interesse ist. Die Elemente des Bildes werden nicht modifiziert. Es ändert sich nur die am Schirm gezeigte Proportion. Das Zoomwerkzeug kann benutzt werden, um in dem Bild vorwärts zu gehen, um die Einzelheiten der Struktur der Brust darin anzusehen.
Die Anzeige kann auch durch andere Werkzeuge ausgeführt werden, die eine verbesserte Anzeige der Bilder ermöglichen, insbesondere die automatisierte Anweisung zum Einstellen von Helligkeit und Kontrast.
In einer Variante können die 3D-Marker durch das rekonstruierte Rohbild gegeben werden. In diesem Falle segmentiert die Steuerlogik-Einheit das Rohbild. Dann erzeugt sie 3D-Marker, um die suspekten Zonen der Brust zu identifizieren, sodass ein digitales Volumen von Markern erhalten wird.
4 ist eine schematische Ansicht eines zweiten Modus der Erfassung der verschiedenen Emissionsrichtungen entlang einem Pfad der Röhre für die rechte Brust gemäß der Erfindung.
4 zeigt die Röhre 3, die Röntgenstrahlen emittiert, die für eine Emissionsrichtung eines mediolateralen schrägen Projektionsbildes und eine Vielzahl von Emissionsrichtungen entlang einem Pfad eines mediolateralen schrägen Projektionsbildes durch die Brust der Patientin gehen.
Im Beispiel der 4 erfasst die Steuerlogik-Einheit zuerst eine mediolaterale schräge Emissionsrichtung für jede Brust. Zweitens erfasst die Steuerlogik-Einheit die Vielzahl von Strahlen 6, um die Vielzahl von mediolateralen schrägen Emissionsrichtungen zu erhalten.
Die Steuerlogik-Einheit erfasst so zwei mediolaterale schräge Projektionsbilder, die jeweils eine Brust repräsentieren sowie die Vielzahl von Emissionsrichtungen für die Tomosynthese jeder Brust.
In einer Variante kann die Steuerlogik-Einheit die Vielzahl von Emissionsrichtungen für die Tomosynthese erfassen und die Standard-Projektionsbilder daraus extrahieren.
In einer anderen Variante kann die Steuerlogik-Einheit die Daten für die Tomosynthese durch eine Serie craniocaudaler Projektionen anstelle der Serie mediolateraler schräger Projektionen erfassen, wie in 4 beschrieben.
In einer anderen Variante kann die Steuerlogik-Einheit craniocaudale Standard-Projektionsbilder bzw. mediolaterale schräge Standard-Projektionsbilder statt der mediolateralen schrägen Projektionsbilder bzw. craniocaudalen Projektionsbilder erfassen, während die Tomosynthese-Erfassung für die mediolaterale schräge Projektion bzw. die craniocaudale Projektion ausgeführt wird.
Die Steuerlogik-Einheit 10 verteilt die Gesamtheit der Röntgenstrahlen, die üblicherweise eine Dosis genannt wird, gleichmäßig zwischen den verschiedenen Emissionsrichtungen der zwei Bahnen der Röhre. Die Gesamtdosis, die zum Erhalt der Vielzahl von Strahlen 6 ebenso wie die mediolateralen schrägen Projektionsbilder benutzt wird, ist gleich oder fast gleich der Dosis, die üblicherweise während einer Standard-Screenuntersuchung verteilt wird.
Die Röhre emittiert Röntgenstrahlen, die für eine mediolaterale schräge Emissionsrichtung und für 9 Emissionsrichtungen entlang dem Pfad der Röhre durch die Brust der Patientin gehen.
Der Detektor 4 erfasst ein Standardstück von Röntgenbilddaten 10, die die mediolaterale schräge Emissionsrichtung rep räsentieren, und eine Vielzahl von Stücken von Röntgenbilddaten I1 bis I9, die jeweils die Richtungen der Emissionen D1 bis D9 repräsentieren.
Die Steuerlogik-Einheit 10 erfasst diese Vielzahl von Stücken von Röntgenbilddaten I0 bis I9 in dem Datenspeicher 14. Sie verarbeitet diese Stücke von Röntgenbilddaten, um Standard-Projektionsbilder und ein 3D-Bild für jede suspekte Zone zu erhalten, die in den Projektionsbildern vorhanden ist, wie in 5 ersichtlich.
5 gibt eine schematische Ansicht eines Beispiels der Bildverarbeitung, verbunden mit dem Modus der Erfassung der Emissionsrichtungen von 4.
Das Standardstück von mediolateralen schrägen Bilddaten I0, das mit 60 bezeichnet ist, erhalten in 4, wird mit einem Algorithmus für die Verarbeitung von Projektionsbildern verarbeitet. Dieser Bildverarbeitungs-Algorithmus wird durch die erste Verarbeitungseinheit 42 ausgeführt.
Das rechnergestützten 2D-Detektionssystem 43 der Verarbeitungseinheit 42 ergibt die 2D-Marker 44. Diese Marker 44 gestatten den Ärzten, einfach suspekte Zonen in den beiden mediolateralen schrägen Projektionsbildern zu detektieren.
Um das Vertrauen in die radiologischen Zeichen zu erhöhen, werden die Stücke der Röntgenbilddaten I1 bid I9 zuerst durch die zweite Verarbeitungseinheit 46 und zweitens durch die dritte Verarbeitungseinheit 47 durch Tomosynthese verarbeitet.
Aus dem Satz von Bilddaten ermöglicht das rechnergestützte 3D-System 48 die Identifikation der Zonen klinischen Interesses in dem rekonstruierten Volumen. Es erzeugt 3D-Marker, um die Detektion der suspekten Zonen zu erleichtern.
Um die Marker des Projektionsbildes, die im Projektionsbild vorhanden sind, zu validieren, führt das rechnergestützten 2D-System 43 die Operation 52 der Reprojektion der 3D-Marker 49 auf den Markern des Projektionsbildes aus.
Die Steuerlogik-Einheit verifiziert, dass die Marker des Projektionsbildes, die mit dem rechnergestützten 2D-System 43 erhalten wurden, durch die reprojizierten 3D-Marker bestätigt oder ausgeschlossen werden, wie in dem Beispiel von 3 beschrieben.
Alle Stücke der Bilddaten I1 bis I9 werden während der Tomosynthese-Rekonstruktion benutzt. Diese Stücke von Bilddaten I1 bis I9 werden durch die Steuerlogik-Einheit zur dritten Verarbeitungseinheit 47 geschickt. Die dritte Verarbeitungseinheit 47, die eine Technik der Tomosynthese benutzt, gestattet die Rekonstruktion nur des 3D-Volumens der suspekten Zone.
Der Arzt aktiviert, mittels einer Taste der Tastatur 16 oder durch Klicken auf einen der Marker der suspekten Zonen S1, S2, S3 oder S4, automatisch eine Tomosynthese der suspekten Zone und gelangt zur Anzeige des 3D-Bildes der den Marker umgebenden suspekten Zone.
6 ist eine schematische Ansicht eines dritten Modus der Erfassung der verschiedenen Emissionsrichtungen entlang einem Pfad der Röhre für die rechte Brust gemäß der Erfindung.
6 zeigt die Röhre 3, die Röntgenstrahlen emittiert, die für eine Vielzahl von Emissionsrichtungen entlang einem Pfad eines mediolateralen schrägen Projektionsbildes durch die Brust einer Patientin gehen.
In einer Variante ist es möglich, die Daten für die Tomosynthese durch eine Reihe craniocaudaler Projektionen statt durch die Reihe mediolateraler schräger Projektionen zu erfassen, wie in 6 beschrieben.
Die Steuerlogik-Einheit 10 verteilt die Positionen der Emission der Röhre 3 auf dem Pfad der Röhre gleichmäßig. Die Steuerlogik-Einheit 10 verteilt die Gesamtheit der Röntgenstrahlen, üblicherweise eine Dosis genannt, gleichmäßig zwischen den verschiedenen Emissionsrichtungen der zwei Bahnen der Röhre. Die Dosis des Tomosynthesescan ist gleich oder fast gleich der Dosis, die üblicherweise während zweier Projektionsbilder oder einer Abtastuntersuchung verteilt wird.
In einer Variante verteilt die Steuerlogik-Einheit die Gesamtheit der Dosis ungleichförmig zwischen den verschiedenen Emissionsrichtungen der beiden Bahnen der Röhre. In einem Beispiel wird die Dosis als eine Funktion des Winkels A1 bis A8 verteilt, der durch jede der Emissionsrichtungen D1 bis D9 mit der Senkrechten 30 des Detektors 4 gebildet wird.
Der Detektor 4 erfasst eine Vielzahl von Röntgenbilddaten I1 bis I9, die die Emissionsrichtungen D1 bis D9 repräsentieren. Die Steuerlogik-Einheit 10 erfasst die Vielzahl von Stücken der Röntgenbilddaten I0 bis I9 in dem Datenspeicher 14. Sie verarbeitet diese Stücken von Röntgenbilddaten, um Standard-Projektionsbilder und 3D-Bild für jede suspekte Zone zu erhalten, die in den Projektionsbildern vorhanden ist, wie in 7 ersichtlich.
7 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels der Bildverarbeitung, die mit dem Modus der Erfassung von Emissionsrichtungen der 2 verbunden ist.
Die Stücke der Röntgenbilddaten I1 bis I9 werden zuerst durch die zweite Verarbeitungseinheit 46 und zweitens durch die dritte Verarbeitungseinheit 47 durch Tomosynthese verarbeitet.
Aus dem Satz von Bilddaten ermöglicht das rechnergestützten 3D-System 48 die Identifikation der Zonen klinisches Interesses im rekonstruierten Volumen. Es erzeugt 3D-Marker, um die Detektion der suspekten Zonen zu erleichtern. Diese Zonen fallen so mit 3D-Markern 49 in dem Volumen zusammen.
Die Steuerlogik-Einheit erzeugt Marker des Projektionsbildes aus 3D-Markern 49 bei der Ausführung der Operation 52, der Reprojektion der Pixel der 3D-Marker 49.
Die Stücke von Bilddaten I1 bis I9 werden durch die Steuerlogik-Einheit zur dritten Verarbeitungseinheit 47 geschickt. Die dritte Verarbeitungseinheit 47 ergibt das rekonstruierte Rohbild der Brust.
In einer Variante kann die Steuerlogik-Einheit die Marker des Projektionsbildes aus den rekonstruierten Schichten des rekonstruierten Rohbildes der Brust erhalten. In diesem Falle steht der Satz von Daten des rekonstruierten Rohbildes der Brust in Beziehung zu einer gewissen Anzahl von Voxeln, die ein Gesamtvolumen bilden, das dann als Ganzes verarbeitet und flachen, gekrümmten und anderen Schnitten unterworfen werden kann.
Das Gesamtvolumen wird projiziert, um die Marker des Projektionsbildes zu ergeben. Die Projektion erfolgt durch eine Operation bezüglich der Werte der Pixel in einer gegebenen Richtung, wie, z.B., einer Summe. In einem bevorzugten Beispiel berücksichtigt diese Projektion nur die Pixel, die eine maximale Intensität haben, üblicherweise als Maximalintensitätspixel (MIPs) bekannt.
Der Arzt aktiviert mittels einer Taste der Tastatur 16 oder durch Klicken auf einen der Marker der suspekten Zonen, S1, S2, S3 oder S4, automatisch eine Tomosynthese der suspekten Zone und erhält Zugang zur Anzeige des 3D-Bildes der diesen Marker umgebenden suspekten Zone.
Die Erfindung bezieht sich somit auf verschiedene Szenarien der Erfassung von Standard-Projektionsbildern und Tomosynthese-Projektionsbildern, die mit bildverarbeitenden Mitteln verbunden sind, die die effiziente Untersuchung der Marker des Projektionsbildes ermöglichen. Mit der Erfindung sind die radiologischen Resultate sicherer in den Standard-Projektionsbildern, den reprojizierten Projektionsbildern oder den Projektionsbildern, die durch einen Modus der Projektion der Maximalintensitätspixel erhalten werden.
Eine Röntgenvorrichtung umfasst eine Einrichtung zur Erzeugung mindestens eines Standard-Projektionsbildes des Gegenstandes, in dem vermutete suspekte Zonen, die radiologischen Zeichen entsprechen, durch Marker repräsentiert sind. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung für die Produktion eines digitalen Volumens von Markern, in dem 3D-Marker erzeugt werden, um vermutete suspekte Zonen des Gegenstandes zu repräsentieren. Sie umfasst auch eine Einrichtung zur Reprojektion der 3D-Marker in das Standard-Projektionsbild, um die Anwesenheit der Marker zu bestätigen oder zu beseitigen oder die Marker des Projektionsbildes hinzuzufügen, falls erforderlich.
Die Erfindung umfasst auch Mittel zur Betrachtung von Untersätzen der rekonstruierten 3D-Daten, die einem markierten oder verstärktem Sektor entsprechen.

Claims

Verfahren zum Verarbeiten eines Bildes eines Gegenstandes, worin: eine Röntgenröhre auf einem Pfad relativ zum Gegenstand verschoben wird, mit der Röhre an verschiedenen Orte entlang dem Pfad der Röhre Röntgenstrahlen emittiert werden, die den Gegenstand für eine Vielzahl von Emissionsrichtungen kreuzen, unter Benutzung eines Röntgenstrahlendetektors, der, relativ zum Gegenstand, gegenüber dem Emitter angeordnet ist, Stücke von Röntgenbilddaten für jede der Emissionsrichtungen detektiert werden, mindestens ein Standard-Projektionsbild des Gegenstandes produziert wird, worin die vermuteten suspekten Zonen durch Marker aus Bilddaten repräsentiert sind, worin das Verfahren die folgenden Stufen umfasst: Erzeugen, in einem digitalen Volumen von Markern, von 3D-Markern, die vermutete suspekte Zonen des Gegenstandes repräsentieren, Reprojizieren der 3D-Marker in das Standard-Projektionsbild.
Verfahren nach Anspruch 1, worin Marker des Standard-Projektionsbildes aus 3D-Markern des digitalen Volumens von Markern produziert werden.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 2, worin die Produktion des digitalen Volumens von Markern die folgenden Stufen umfasst: in jedem Projektionsbild wird eine Kontur bestimmt, die jeder der vermuteten suspekten Zonen zugeordnet wird, Ausführen einer 3D-Rekonstruktion dieser Konturen in den Projektionsbildern, sodass im digitalen Volumen eine 3D-Kontur für jede vermutete suspekte Zone erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 3, worin diese 3D-Kontur durch einen 3D-Marker repräsentiert wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Produktion des digitalen Volumens von Markern die folgenden Stufen umfasst: das digitale Volumen von Markern wird produziert durch Rekonstruktion in der Tomosynthese der Projektionsbilder, wodurch ein rekonstruiertes Rohbild erhalten wird, die 3D-Marker werden durch eine Segmentierung dieses Rohbildes erhalten.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin, wenn der 3D-Marker auf einen Marker des Standard-Projektionsbildes reprojiziert wird, dann werden die durch durch diesen Marker repräsentierten vermuteten suspekten Zonen als klinisch interessant angesehen, oder, wird der 3D-Marker auf einen Sektor des Standard-Projektionsbildes reprojiziert, der keinen Marker aufweist, dann wird dieser Sektor als klinisch interessant angesehen, oder, der Marker des Standard-Projektionsbildes wird als kein klinisches Interesse habend angesehen.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, worin ein Stapel von Schichten der rekonstruierten Projektionsbilder, der durch die Kontur der suspekten Zone begrenzt ist, angezeigt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Röntgenstrahlen ungleichförmig auf die Vielzahl von Emissionsrichtungen verteilt werden.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Röntgenstrahlen gleichförmig auf die Vielzahl von Emissionsrichtungen verteilt werden.
Röntgenvorrichtung, umfassend: eine Röntgenröhre, die Röntgenstrahlen emittiert, die für eine Vielzahl von Emissionsrichtungen durch den Gegenstand hindurchgehen, einen Röntgenstrahlendetektor, der gegenüber dem Emitter relativ zum Gegenstand angeordnet ist, der Röntgen-Projektionsbilder detektiert, eine erste Verarbeitungseinheit, die zum Produzieren eines Standard-Projektionsbildes in der Lage ist, in dem vermutete suspekte Zonen durch Marker repräsentiert sind, worin die Vorrichtung umfasst: eine Einrichtung zur Produktion eines digitalen Volumens von 3D-Markern, die die vermuteten suspekten Zonen repräsentieren, eine Einrichtung zur Reprojektion der 3D-Marker in das Standard-Projektionsbild.
Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die Einrichtung zur Produktion des digitalen Volumens von Markern eine zweite Verarbeitungseinheit umfasst, die die 3D-Marker aus einer Rekonstruktion der Konturen der vermuteten suspekten Zonen aller Projektionsbilder ergibt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die Einrichtung zur Produktion des digitalen Volumens von Markern eine dritte Verarbeitungseinheit umfasst, die die 3D-Marker aus einer Tomosynthese-Rekonstruktion der Projektionsbilder ergibt.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 12, umfassend eine Einrichtung zur Verteilung der Röntgenstrahlen, wobei diese Einrichtung zur Verteilung ungleichmäßig auf die Vielzahl von Emissionsrichtungen benutzt wird, die Einrichtung zur Verteilung ordnet eine größere Dosis von Röntgenstrahlen einer Emissionsrichtung zu, die eine Standard-Mammographie-Projektion ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 13, worin die Einrichtung zur Verteilung der Röntgenstrahlen gleichmäßig auf die Vielzahl von Emissionsrichtungen benutzt wird.