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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Ermittlungsverfahren zum Ermitteln
einer endgültigen dreidimensionalen Rekonstruktion eines
Untersuchungsobjekts anhand einer Vielzahl zweidimensionaler originaler
Projektionsbilder. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin
ein Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, dessen Ausführung
durch einen Rechner bewirkt, dass der Rechner ein derartiges Ermittlungsverfahren ausführt.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung einen Datenträger,
auf dem ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist, und einen
Rechner, der einen Massenspeicher aufweist, wobei im Massenspeicher
ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist und das Computerprogramm
vom Rechner ausführbar ist.
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Metallische
Objekte (beispielsweise Katheter in Gefäßen, Platinknäuel
in Aneurysmen, Zahnplomben, Prothesen usw.) erzeugen in röntgen-computertomographischen
zweidimensionalen Bildern streifenartige Artefakte, die sich über
das gesamte Bild erstrecken. Wenn die Artefakte stark sind, wird
das Bild durch die Artefakte diagnostisch unbrauchbar, da anatomische
Strukturen überdeckt werden. Die gleiche Problematik stellt sich
bei Volumenrekonstruktionen aus flächenhaften Projektionsdaten,
wie sie beispielsweise mit C-Bogen-Systemen und zugehörigen
Flachdetektoren gewonnen werden.
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Aus
der
US 7,148,903 B2 sind
verschiedene Ermittlungsverfahren zum Ermitteln einer endgültigen dreidimensionalen
Rekonstruktion eines Untersuchungsobjekts anhand einer Vielzahl
zweidimensionaler originaler Projektionsbilder bekannt. Mittels
der dort beschriebenen Ermittlungsverfahren ist eine Reduktion von Metallartefakten
möglich. Bei den bekannten Ver fahren werden – unabhängig
davon, ob im Rahmen der Ermittlungsverfahren eine vorläufige
dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts ermittelt
wird oder nicht – direkt in den originalen Projektionsbildern
Metallflächen ermittelt, welche von metallischen Objekten
im Strahlengang herrühren. Datenwerte der originalen Projektionsbilder,
die Orten zugeordnet sind, die in den Metallflächen liegen,
werden modifiziert. Auf diese Weise werden modifizierte Projektionsbilder
ermittelt. Das Modifizieren kann in Abhängigkeit von Datenwerten
erfolgen, die Randbereichen der Metallflächen zugeordnet
sind. Anhand der modifizierten Projektionsbilder wird schließlich
die endgültige dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts
ermittelt.
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Die
Vorgehensweisen der
US
7,148,903 B2 ermöglichen in einer Vielzahl von
Anwendungsfällen eine erhebliche Reduktion von Metallartefakten.
In manchen Anwendungsfällen – insbesondere, wenn
in den originalen Projektionsbildern kontrastmittelgefüllte
Bereiche vorhanden sind – ist es mittels der Vorgehensweisen der
US 7,148,903 B2 jedoch
schwer bis unmöglich, Metall und Kontrastmittel zu unterscheiden.
Auch ist es mittels der bekannten Ermittlungsverfahren schwer, in
den originalen Projektionsbildern kleinere Metallobjekte zu erkennen.
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Es
sind weiterhin iterative Rekonstruktionsverfahren bekannt. Bei diesen
Rekonstruktionsverfahren können Streifenartefakte reduziert
werden, indem im Rekonstruktionsalgorithmus die Datenaufnahme und
die Datenstatistik berücksichtigt werden. Iterative Rekonstruktionsverfahren
sind jedoch sehr rechenintensiv.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ermittlungsverfahren
der eingangs genannten Art und die hiermit korrespondierenden einrichtungstechnischen
Gegenstände zu schaffen, mittels derer die Metallflächen
auch in ungünstigen Konstellationen (kleine Metallobjekte
und/oder kontrastmittelgefüllte Bereiche) zuverlässig
ermittelbar sind.
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Die
Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch ein Ermittlungsverfahren
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird
anhand der originalen Projektionsbilder eine vorläufige
dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts ermittelt.
In der vorläufigen dreidimensionalen Rekonstruktion werden mittels
einer Segmentierung vorläufige Metallvolumina ermittelt.
Mittels einer Abbildung der vorläufigen Metallvolumina
in die originalen Projektionsbilder werden korrespondierende vorläufige
Metallflächen ermittelt. In den originalen Projektionsbildern
werden Randbereiche der vorläufigen Metallflächen
ermittelt. Randpunkte der Randbereiche werden selektiert. Datenwerte
der originalen Projektionsbilder, die Orten zugeordnet sind, die
in den vorläufigen Metallflächen liegen, werden
in Abhängigkeit von Datenwerten, die den selektierten Randpunkten
zugeordnet sind, modifiziert. So werden modifizierte Projektionsbilder
ermittelt. Anhand des jeweiligen originalen Projektionsbildes und
des korrespondierenden modifizierten Projektionsbildes wird jeweils ein
Differenzbild ermittelt. Mittels einer Segmentierung werden in den
Differenzbildern endgültige Metallflächen ermittelt.
Die Differenzbilder unter Abzug der jeweiligen endgültigen
Metallflächen werden dem jeweils korrespondierenden modifizierten
Projektionsbild zugeschlagen. Die endgültige dreidimensionale
Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts wird anhand der modifizierten
Projektionsbilder einschließlich der zugeschlagenen Differenzbilder
ermittelt.
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Einrichtungstechnisch
wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm gelöst, das
Maschinencode umfasst, dessen Ausführung durch einen Rechner
bewirkt, dass der Rechner ein derartiges Ermittlungsverfahren ausführt.
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Weiterhin
wird die Aufgabe einrichtungstechnisch durch einen Datenträger
gelöst, auf dem ein derartiges Computerprogramm gespeichert
ist. Schließlich wird die Aufgabe einrichtungstechnisch
durch einen Rechner gelöst, der einen Massenspeicher aufweist,
wobei im Massenspeicher ein Computerprogramm der obenstehend beschriebenen
Art gespeichert ist, das von dem Rechner ausführbar ist.
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Es
ist möglich, zur Ermittlung der modifizierten Datenwerte
die Datenwerte der Randbereiche so heranzuziehen, wie sie sind.
Vorzugsweise jedoch werden die Datenwerte der Randbereiche zur Reduzierung
von Rauscheinflüssen gefiltert.
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Es
ist möglich, zur Ermittlung der modifizierten Datenwerte
die Datenwerte der gesamten Randbereiche heranzuziehen. Vorzugsweise
jedoch umfassen die selektierten Randpunkte nur einen Teil der Randbereiche.
Durch diese Maßnahme kann der Rechenaufwand zum Ermitteln
der modifizierten Datenwerte signifikant reduziert werden. Die modifizierten
Datenwerte sind hingegen nur unwesentlich verändert.
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Es
ist möglich, die modifizierten Datenwerte einheitlich für
alle Orte zu ermitteln, die in den vorläufigen Metallflächen
liegen. Vorzugsweise jedoch werden die modifizierten Datenwerte
in Abhängigkeit von dem dem zu modifizierenden Datenwert
zugeordneten Ort in der vorläufige Metallfläche
bestimmt. Insbesondere ist es möglich, dass die modifizierten
Datenwerte anhand der Datenwerte der selektierten Randpunkte und
der Abstände des dem jeweiligen zu modifizierenden Datenwert
zugeordneten Ortes in der vorläufigen Metallfläche von
den selektierten Randpunkten bestimmt werden.
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In
der Regel ist es ausreichend, dass in die Ermittlung der modifizierten
Datenwerte nur die Datenwerte des Randbereichs des jeweiligen originalen
Projektionsbildes eingehen. In manchen Fällen führt
es jedoch zu besseren Ergebnissen, wenn in die Ermittlung der modifizierten
Datenwerte auch Randpunkte von vorläufigen Metallflächen
in örtlich benachbarten originalen Projektionsbildern eingehen.
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In
aller Regel wird mindestens eine zweidimensionale Darstellung der
endgültigen dreidimensionalen Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts
ermittelt. Die zweidimensionale Darstel lung kann beispielsweise eine
perspektivische Projektion, eine Parallelprojektion oder eine Darstellung
einer Schicht der dreidimensionalen Rekonstruktion sein. Es kann
von Vorteil sein, wenn anhand der endgültigen Metallflächen
endgültige Metallvolumina ermittelt werden und die endgültigen
Metallvolumina in die zweidimensionale Darstellung der endgültigen
dreidimensionalen Rekonstruktion eingeblendet werden.
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Die
modifizierten Projektionsbilder können direkt zur Ermittlung
der endgültigen dreidimensionalen Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts
herangezogen werden. Es führt in der Regel jedoch zu besseren
Ergebnissen, wenn die modifizierten Projektionsbilder einschließlich
der zugeschlagenen Differenzbilder mittels eines zweidimensional
wirkenden Bildvorverarbeitungsverfahrens vorverarbeitet werden und
die endgültige dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts
anhand der vorverarbeiteten Projektionsbilder ermittelt wird. Beispielsweise
kann eine Gradientenbestimmung mit anschließender Glättung
erfolgen.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen.
Es zeigen in Prinzipdarstellung:
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1 ein
Blockschaltbild einer Datenakquisitions- und -verarbeitungseinrichtung,
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2 ein
Ablaufdiagramm,
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3 ein
zweidimensionales Projektionsbild,
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4 eine
Linie in einem Projektionsbild,
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5 ein
Ablaufdiagramm,
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6 mehrere
zweidimensionale Projektionsbilder,
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7 ein
Ablaufdiagramm und
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8 eine
Linie in einem modifizierten Projektionsbild.
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Gemäß 1 werden
einem Rechner 1 eine Vielzahl (beispielsweise 40 bis 400)
zweidimensionaler Projektionsbilder P eines Untersuchungsobjekts 2 zugeführt.
Das Untersuchungsobjekt 2 ist in der Regel ein Mensch.
Die Projektionsbilder P sind in der Regel Durchleuchtungsbilder,
die mittels einer Röntgenanlage 3 erfasst werden.
Das Untersuchungsobjekt 2 kann zum Erfassen der Projektionsbilder
P beispielsweise auf einer Patientenliege 4 angeordnet
sein.
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Mittels
der Projektionsbilder P soll von dem Rechner 1 eine dreidimensionale
Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 2 ermittelt werden.
Derartige Ermittlungsverfahren sind als solche Fachleuten allgemein bekannt.
Auch die Voraussetzungen, welche die Projektionsbilder P erfüllen
müssen, damit die Ermittlung der dreidimensionalen Rekonstruktion
möglich ist, sind Fachleuten allgemein bekannt. Auf das
Grundprinzip zur Ermittlung einer dreidimensionalen Rekonstruktion
anhand einer Vielzahl von Projektionsbildern P wird daher nachstehend
nicht näher eingegangen.
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Der
Rechner 1 ist in üblicher Weise ausgebildet. Er
weist einen Mikroprozessor 5, einen Arbeitsspeicher (RAM) 6,
eine Massenspeicher 7 (beispielsweise eine Festplatte),
eine Projektionsschnittstelle 8 zur Röntgenanlage 3,
eine Datenschnittstelle 9 (beispielsweise einen USB-Anschluss)
und eine Anwenderschnittstelle 10 (beispielsweise Tastatur,
Maus und Display) auf.
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Über
die Anwenderschnittstelle 10 kommuniziert der Rechner 1 mit
einem Anwender 11. Über die Datenschnittstelle 9 kann
der Rechner 1 ein Computerprogramm 12 entgegen
nehmen und im Massenspeicher 7 abspeichern. Das Computerprogramm 12 weist
Maschinencode 13 auf, der vom Rechner 1 (bzw.
vom Mikroprozessor 5 des Rechners 1) ausführbar
ist. Das Computerprogramm 12 ist auf einem Datenträger 14 (beispielsweise
einem USB-Memo rystick) gespeichert und kann dem Rechner 1 auf
diese Weise zugeführt werden. Wenn dem Rechner 1 vom
Anwender 11 entsprechende Aufrufbefehle vorgegeben werden,
lädt der Rechner 1 das Computerprogramm 12 aus
dem Massenspeicher 7 in den Arbeitsspeicher 6 und
führt es aus. Das Ausführen des Computerprogramms 12 bewirkt,
dass der Rechner 1 ein Ermittlungsverfahren zum Ermitteln
einer endgültigen dreidimensionalen Rekonstruktion des
Untersuchungsobjekts 2 ausführt. Das Ermittlungsverfahren
wird nachfolgend in Verbindung mit den 2 bis 4 näher
erläutert.
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Gemäß 2 nimmt
der Rechner 1 zunächst in einem Schritt S1 die
Vielzahl von zweidimensionalen Projektionsbildern P entgegen. Die
entgegen genommenen Projektionsbilder P werden nachfolgend als originale
Projektionsbilder P bezeichnet.
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In
einem Schritt S2 ermittelt der Rechner 1 anhand der originalen
Projektionsbilder P eine vorläufige dreidimensionale Rekonstruktion
des Untersuchungsobjekts 2. Wie bereits erwähnt,
sind die entsprechenden Ermittlungsverfahren als solche Fachleuten
bekannt. Rein beispielhaft sei der sogenannte Feldkamp-Algorithmus
erwähnt.
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In
einem Schritt S3 nimmt der Rechner 1 vom Anwender 11 einen
ersten Schwellenwert SW1 entgegen. Der Schritt S3 ist nur optional
und daher in 2 gestrichelt dargestellt. Wenn
er entfällt, ist entweder der erste Schwellenwert SW1 fest
vorgegeben oder der erste Schwellenwert SW1 wird vom Rechner 1 selbsttätig ermittelt.
Eine selbsttätige Ermittlung kann beispielsweise anhand
der Datenwerte der vorläufigen Rekonstruktion erfolgen.
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In
einem Schritt S4 ermittelt der Rechner 1 in der vorläufigen
dreidimensionalen Rekonstruktion mittels einer Segmentierung vorläufige
Metallvolumina. Insbesondere vergleicht der Rechner 1 im
Rahmen des Schrittes S4 die Volumendatenwerte der vorläufigen
dreidimensionalen Rekonstruktion einzeln mit dem ersten Schwellenwert
SW1. Wenn die Volumendatenwerte grö ßer als der
erste Schwellenwert SW1 sind, stuft der Rechner 1 das entsprechende
Volumenelement als Metall ein, anderenfalls als Nichtmetall.
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In
einem Schritt S5 selektiert der Rechner 1 ein erstes der
originalen Projektionsbilder P. In einem Schritt S6 bildet der Rechner 1 die
vorläufigen Metallvolumina in das momentan selektierte
originale Projektionsbild P ab. Er ermittelt auf diese Weise in
dem jeweiligen originalen Projektionsbild P vorläufige
Metallflächen 15, die mit den vorläufigen
Metallvolumina korrespondieren (siehe 3).
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In
einem Schritt S7 ermittelt der Rechner 1 in dem selektierten
originalen Projektionsbild P Randbereiche 16 der vorläufigen
Metallflächen 15. Beispielsweise kann der Rechner 1 den
vorläufigen Metallflächen 15 einen Datenwert „1"
zuordnen, den übrigen Flächen einen Datenwerte „0".
In diesem Fall können die Randbereiche 16 beispielsweise
mittels einer einfachen Kantendetektion ermittelt werden, die Fachleuchten
allgemein bekannt ist. Der guten Ordnung halber sei hierbei darauf
hingewiesen, dass mit dem Begriff „Randbereiche" diejenigen
Bereiche des originalen Projektionsbildes P gemeint sind, die an
die vorläufigen Metallflächen 15 angrenzen,
aber noch außerhalb der vorläufigen Metallflächen 15 liegen.
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In
einem Schritt S8 selektiert der Rechner 1 Randpunkte 17 der
Randbereiche 16. Im einfachsten Fall selektiert der Rechner 1 hierbei
alle Punkte 17, die in den Randbereichen 16 liegen.
Vorzugsweise (vergleiche 3) selektiert der Rechner jedoch
nur einen Teil der Randbereiche 16, beispielsweise jeden
fünften, jeden achten oder jeden zehnten Randpunkt 17.
In der Regel werden die Randpunkte 17 derart selektiert,
dass sie (zumindest im Wesentlichen) gleichmäßig über
die Randbereiche 16 verteilt sind.
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In
einem Schritt S9 modifiziert der Rechner 1 Datenwerte Di
der originalen Projektionsbilder P, die Orten 18 zugeordnet
sind, die in den vorläufigen Metallflächen 15 liegen.
Das Mo difizieren der Datenwerte Di erfolgt hierbei vorzugsweise
in Abhängigkeit von Datenwerten Dj, die den selektierten
Randpunkten 17 zugeordnet sind. Auf diese Weise ermittelt
der Rechner modifizierte Projektionsbilder P'.
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Im
einfachsten Fall ermittelt der Rechner 1 im Rahmen des
Schrittes S9 einen einzigen Datenwert und ersetzt alle Datenwerte
Di, die Orten 18 innerhalb der Metallflächen 15 zugeordnet
sind, durch diesen einen modifizierten Datenwert. Vorzugsweise jedoch
bestimmt der Rechner 1 die modifizierten Datenwerte Di'
in Abhängigkeit von dem Ort 18 in der vorläufigen
Metallfläche 15, der dem zu modifizierenden Datenwert
Di zugeordnet ist. Insbesondere kann der Rechner 1 – siehe 3 – die
Datenwerte Dj der selektierten Randpunkte 17 mit Wichtungsfaktoren
gij Wichten, die von den Abständen aij der jeweiligen selektierten
Randpunkte 17 von dem jeweiligen Ort 18 abhängen.
In diesem Fall bestimmt der Rechner 1 die modifizierten
Datenwerte Di' anhand der Datenwerte Dj der selektierten Randpunkte 17 und
der Abstände aij des dem jeweiligen zu modifizierenden
Datenwert Di zugeordneten Ortes 18 in der vorläufigen
Metallfläche 15 von den selektierten Randpunkten 17.
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Die
Wichtungsfaktoren gij sollen insbesondere gewährleisten,
dass selektierte Randpunkte
17, die näher an dem
jeweiligen Ort
18 liegen als andere Randpunkte
17,
stärker gewichtet werden. Beispielsweise kann der Wichtungsfaktor
gij des jten Randpunktes
17 zur Berechnung des modifizierten
Datenwertes Di' des iten Ortes
18 in der Metallfläche
15 zu
bestimmt werden. aij ist
hierbei der Abstand des iten Ortes
18 in der Metallfläche
15 vom
jten Randpunkt
17. b ist ein geeignet gewählter
Exponent. Ni ist ein Normierungsfaktor. Er ist definiert als
so dass
folglich
gilt.
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In
einem Schritt S10 ermittelt der Rechner 1 anhand des jeweiligen
originalen Projektionsbildes P und des korrespondierenden modifizierten
Projektionsbildes P' ein Differenzbild D.
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In
einem Schritt S11 nimmt der Rechner 1 vom Anwender 11 einen
zweiten Schwellenwert SW2 entgegen. Analog zum Schritt S3 ist auch
der Schritt S11 nur optional und daher in 2 gestrichelt
dargestellt. Wenn der Schritt S11 entfällt, kann der zweite
Schwellenwert SW2 (analog zum ersten Schwellenwert SW1) fest vorgegeben
sein. Alternativ ist es möglich, dass der zweite Schwellenwert
SW2 vom Rechner 1 selbsttätig ermittelt wird,
beispielsweise anhand der Datenwerte des jeweiligen Differenzbildes
D.
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In
einem Schritt S12 ermittelt der Rechner 1 mittels einer
Segmentierung in dem Differenzbild D endgültige Metallflächen 19 (vergleiche 4).
Insbesondere kann der Rechner 1 in den Differenzbildern
D die Datenwerte mit dem zweiten Schwellenwert SW2 vergleichen.
Wenn der jeweilige Datenwert den zweiten Schwellenwert SW2 übersteigt,
wird der korrespondierende Ort einer endgültigen Metallfläche 19 zugeordnet, ansonsten
wird er als Nichtmetall eingestuft.
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Der
Schritt S12 beruht auf der Erkenntnis, dass die Differenzbilder
D im Idealfall nur Metall enthalten. Es ist jedoch möglich,
dass sie auch andere Bestandteile als Metall enthalten. In aller
Regel jedoch sind die Datenwerte, die auf Me tall zurückzuführen
sind, erheblich größer als die Datenwerte, die
nicht auf Metall zurückzuführen sind. Insbesondere
sind die Datenwerte, die nicht auf Metall zurückzuführen
sind, entsprechend 4 in der Regel maximal rund
halb so groß wie die Datenwerte, die auf Metall zurückzuführen
sind. Durch geeignete Wahl des zweiten Schwellenwerts SW2 können
daher im Differenzbild D die endgültigen Metallflächen 19 von
den übrigen Bereichen getrennt werden.
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In
einem Schritt S13 ermittelt der Rechner 1 ein Restbild
R. Das Restbild R schlägt der Rechner 1 im Schritt
S13 dem modifizierten Projektionsbild P' zu. Das Restbild R entspricht
dem Differenzbild D unter Abzug der endgültigen Metallflächen 19 des
jeweiligen Differenzbildes D.
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In
einem Schritt S14 prüft der Rechner 1, ob er die
Schritte S6 bis S13 bereits für alle originalen Projektionsbilder
P durchgeführt hat. Wenn dies nicht der Fall ist, geht
der Rechner 1 zu einem Schritt S15 über. Im Schritt
S15 selektiert der Rechner 1 ein anderes, bisher noch nicht
selektiertes originales Projektionsbild P. Sodann geht er zum Schritt
S6 zurück.
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Wenn
der Rechner 1 die Schritte S6 bis S13 für alle
originalen Projektionsbilder P durchgeführt hat, geht er
zu einem Schritt S16 über. Im Schritt S16 ermittelt der
Rechner 1 anhand der modifizierten Projektionsbilder P'
(einschließlich der zugeschlagenen Differenzbilder D) die
endgültige dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 2.
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Schließlich
führt der Rechner 1 einen Schritt S17 aus. Im
Schritt S17 ermittelt der Rechner 1 mindestens eine zweidimensionale
Darstellung der endgültigen dreidimensionalen Rekonstruktion
des Untersuchungsobjekts 2 und gibt diese Darstellung über
die Anwenderschnittstelle 10 an den Anwender 11 aus.
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Das
obenstehend detailliert erläuterte erfindungsgemäße
Ermittlungsverfahren kann auf verschiedene Art und Weise modifiziert
werden. Dies wird nachfolgend in Verbindung mit den 5 bis 7 näher
erläutert. Die Modifikationen der 5 bis 7 sind
hierbei unabhängig voneinander realisierbar. Sie können
also einzeln, paarweise und zusammen realisiert werden.
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Gemäß 5 ist
zwischen die Schritte S7 und S8 ein Schritt S21 eingeschoben. Im
Schritt S21 führt der Rechner 1 eine Filterung
der Datenwerte der Randbereiche 16 durch. Die Filterung
dient der Reduzierung von Rauscheinflüssen.
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Das
Einschieben des Schrittes S21 ist insbesondere dann sinnvoll, wenn
die selektierten Randpunkte 17 nur einen Teil der Randbereiche 16 umfassen.
Dies ist auch in 5 so dargestellt. Prinzipiell
ist das Einschieben des Schrittes S21 jedoch unabhängig
davon realisierbar, ob die selektierten Randpunkte 17 die
gesamten Randbereiche 16 oder nur einen Teil der Randbereiche 16 umfassen.
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Gemäß 6 ist
es im Rahmen des Schrittes S9 möglich, in die Ermittlung
der modifizierten Datenwerte Di' auch Randpunkte 17 von
vorläufigen Metallflächen 15 in örtlich
benachbarten originalen Projektionsbildern P eingehen zu lassen.
Die entsprechende Abstandsberechnung zwischen zwei Punkten, die
verschiedenen originalen Projektionsbildern P zugeordnet sind, ergibt
sich hierbei zu d12 = √(ρ12)² + (ν2 – ν1)² (4)wobei die
Beziehung (ρ12)2 =
R12 + R22 + u12 + u22 – 2(R1·R2
+ u1·u2)·cos(α2 – α1) – – 2(R1·u2 – R2·u1)·sin(α2 – α1) (5)gilt. Die
Ergänzungen 1 bzw. 2 bei den Variablen R1, R2 usw. dienen
hierbei der Unterscheidung von zwei Detektorpunkten 1 und 2, welche
unterschiedlichen originalen Projektionen P1.
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P2
zugehören, wobei die originalen Projektionen P1, P2 unter
Winkeln α1 und α2 erfasst wurden. u bezeichnet
die Spaltenkoordinate der originalen Projektionsbilder P1, P2 in
Längeneinheiten, ν die Zeilenkoordinate in Längeneinheiten.
R ist der Abstand des Detektors 20 von einem Drehzentrum 21.
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Schließlich
ist es möglich, die Schritte S16 und S17 entsprechend 7 zu
modifizieren bzw. zu ergänzen. Der Schritt S16 von 2 ist
hierbei in 7 durch Schritte S31 und S32
modifiziert, der Schritt S17 durch Schritte S33 und S34 ergänzt.
Die beiden Maßnahmen der 7 (also
die Schritte S31 und S32 einerseits und die Schritte S33 und S34
andererseits sind hierbei unabhängig voneinander realisierbar.
Sie können also einzeln oder zusammen realisiert werden.
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Im
Schritt S31 führt der Rechner 1 eine zweidimensional
wirkende Bildvorverarbeitung der modifizierten Projektionsbilder
P' durch. Den modifizierten Projektionsbildern P' sind hierbei bereits
die Restbilder R zugeschlagen. Beispielsweise kann der Rechner 1 – vergleiche 8 – eine
Gradientenerkennung nebst nachfolgender Glättung großer
Gradienten durchführen. Im Schritt S32 ermittelt der Rechner 1 die
endgültige dreidimensionale Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 2 anhand
der vorverarbeiteten Projektionsbilder P'.
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Im
Schritt S33 ermittelt der Rechner 1 anhand der endgültigen
Metallflächen 19 endgültige Metallvolumina
und deren Orte, bezogen auf die endgültige dreidimensionale
Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 2. Im Schritt S34
blendet der Rechner 1 die endgültigen Metallvolumina
in die zweidimensionale Darstellung der endgültigen dreidimensionalen
Rekonstruktion ein.
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Die
erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahren weisen
viele Vorteile auf. Insbesondere sind sie einfach zu implementieren,
arbeiten robust, zuverlässig und genau. Weiterhin führen
sie auch dann zu guten Ergebnissen, wenn Ermittlungsverfahren des Standes
der Technik (trotz dortiger Artefaktreduzierung) versagen.
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Die
obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung
der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten
Ansprüche bestimmt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 7148903
B2 [0003, 0004, 0004]
gilt.