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HINTERGRUND
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Der
vorliegende Ansatz betrifft im Wesentlichen das Gebiet medizinischer
Bildgebung und insbesondere die Gebiete von Tomosynthese- und Ultraschall-Bildgebung.
Insbesondere betrifft der vorliegende Ansatz die Kombination von
Daten, die mittels Tomosynthese und Ultraschall erfasst wurden.
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In
modernen Gesundheitsfürsorgeeinrichtungen
werden medizinische Diagnose- und Bildgebungssysteme zum Erkennen,
Diagnostizieren und Behandeln von Krankheiten eingesetzt. Diagnostische
Bildgebung bezieht sich auf jede visuelle Darstellung von strukturellen
oder funktionellen Mustern von Organen oder Geweben für eine diagnostische Bewertung.
Derzeit gibt es eine Anzahl von Modalitäten für medizinische Diagnose- und
Bildgebungssysteme. Diese umfassen beispielsweise Ultraschall-Systeme,
Röntgen-Bildgebungssysteme
(einschließlich
Tomosynthese-Systemen), Molekular-Bildgebungssysteme, Computertomographie-(CT)-Systeme,
Positronenemissions-Tomographie-(PET)-Systeme und Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-Systeme.
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Eine
derartige Bildgebungstechnik ist die Tomosynthese, in welcher Röntgenabschwächungsdaten
für einen
interessierenden Bereich über
einen eingeschränkten
Winkelbereich gewonnen und zum Aufbauen volumetrischer oder im Wesentlichen
dreidimensionaler Bilder genutzt werden. Beispielsweise kann Tomosynthese
eingesetzt werden, um Mammographieinfor mation zu erhalten, wodurch
eine Brust einer Patientin nicht-invasiv untersucht oder durchleuchtet
werden kann, um Anomalitäten
wie z. B. Tumore, Fibrome, Läsionen,
Verkalkungen usw. zu visualisieren und zu detektieren. Derartige
Röntgen-Bildgebungs-
und Tomosynthese-Systeme sind im Wesentlichen für eine detaillierte Charakterisierung
gutartiger und krebsartiger Strukturen sowie von Verkalkungen und
in dem Brustgewebe eingebetteter Substanzen effektiv.
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Eine
weitere bekannte Bildgebungstechnik ist Ultraschall. Ein Ultraschall-Bildgebungssystem nutzt
eine Ultraschallsonde zur Aussendung von Ultraschallsignalen in
ein Objekt, wie z. B. die abzubildende Brust der Patientin und zum
Empfangen von reflektierten Ultraschallsignalen daraus. Die durch die
Ultraschallsonde empfangenen reflektierten Ultraschallsignale werden
verarbeitet, um ein Bild des Objektes zu rekonstruieren. Ultraschallbildgebung
ist als ein alternatives Werkzeug zur Diagnose, wie z. B. zur Differenzierung
gutartiger Zysten und Substanzen, geeignet.
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Im
Wesentlichen werden, wenn derartige Tomosynthese- und Ultraschalldaten für ein vorgegebenes
Volumen gesammelt werden, die sich ergebenden Bilder gesammelt und
unabhängig
analysiert. Bestenfalls werden die Bilder nebeneinander liegend verglichen,
um festzustellen, ob irgendwelche in unter Anwendung einer beliebigen
Modalität
erzeugten Bildern zu sehende Anomalitäten auch in unter Anwendung
der anderen Modalität
erzeugten Bildern vorhanden sind. Es liegt jedoch komplementäre Information
in den Tomosynthese- und
Ultraschall-Datensätzen
nicht nur bezüglich
unterschiedlicher Gewebeeigenschaften, die durch die Anwendung dieser unterschiedlichen
Modalitäten
sichtbar gemacht werden, sondern auch in Form der von diesen Bildgebungssyste men
gezeigten inhärenten
Auflösung
vor. Insbesondere zeigt die Tomosynthese-Bildgebung eine schlechte
Tiefenauflösung
in Verbindung mit einer sehr guten Ebenenauflösung, während die Ultraschallbildgebung
eine gute Tiefenauflösung
in Kombination mit einer etwas verringerten Ebenenauflösung zeigt.
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KURZBESCHREIBUNG
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Es
wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildgebungsdatensatzes bereitgestellt,
das die Bereitstellung eines mittels einer ersten Bildgebungstechnik
erfassten ersten Datensatzes oder eines aus dem ersten Datensatz
erzeugten ersten Bildes, die Bereitstellung eines mittels einer
zweiten Bildgebungstechnik erfassten zweiten Datensatzes oder eines
aus dem zweiten Datensatz erzeugten zweiten Bildes, und die Erzeugung
eines volumetrischen Datensatzes durch Extrahieren von Information
aus den ersten und zweiten Datensätzen oder Bildern beinhaltet.
Die erste Bildgebungstechnik kann eine bessere Auflösung als
die zweite Bildgebungstechnik in einer ersten Richtung aufweisen,
und die zweite Bildgebungstechnik kann eine bessere Auflösung als
die erste Bildgebungstechnik in einer zweiten Richtung aufweisen.
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Es
wird ferner ein anfassbares, maschinenlesbares Medium mit ausführbarem
Code zum Durchführen
des Vorgangs der Erzeugung eines volumetrischen Datensatzes durch
Extraktion von Information aus einem mittels einer ersten Bildgebungstechnik
erfassten ersten Datensatz oder einem aus dem ersten Datensatz erzeugten
ersten Bild, und einem mittels einer zweiten Bildgebungstechnik
erfassten zweiten Datensatz oder einem aus dem zweiten Datensatz
erzeugten zweiten Bild bereitgestellt. Die erste Bildgebungstechnik
kann eine bessere Auflösung
als die zweite Bildgebungstechnik in einer ersten Richtung aufweisen,
und die zweite Bildgebungstechnik kann eine bessere Auflösung als
die erste Bildgebungstechnik in einer zweiten Richtung aufweisen.
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Zusätzlich wird
ein System mit einem Computer bereitgestellt, der dafür konfiguriert
ist, einen volumetrischen Datensatz durch Extraktion von Information
aus einem mittels einer ersten Bildgebungstechnik erfassten ersten
Datensatz oder einem aus dem ersten Datensatz erzeugten ersten Bild,
und einem mittels einer zweiten Bildgebungstechnik erfassten zweiten
Datensatz oder einem aus dem zweiten Datensatz erzeugten zweiten
Bild zu erzeugen. Die erste Bildgebungstechnik kann eine bessere
Auflösung
als die zweite Bildgebungstechnik in einer ersten Richtung aufweisen,
und die zweite Bildgebungstechnik kann eine bessere Auflösung als
die erste Bildgebungstechnik in einer zweiten Richtung aufweisen.
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ZEICHNUNGEN
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Diese
und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile des vorliegenden Ansatzes
werden besser verständlich,
wenn die nachstehende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen
gelesen wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile durchgängig durch
die Zeichnungen bezeichnen, wobei:
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1 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Mammographie-Bildgebungssystems
gemäß Aspekten
des vorliegenden Ansatzes ist;
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2 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Ultraschall-Bildgebungssystems
gemäß Aspekten
des vorliegenden Ansatzes ist;
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3–7 Flussdiagramme
sind, welche exemplarische Ausführungsformen
oder Aspekte des vorliegenden Ansatzes darstellen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Der
vorliegende Ansatz ist auf die gemeinsame Rekonstruktion von Bildern
mit besseren Auflösungen
in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet. Beispielsweise können Tomosynthese-
und Ultraschallbilder vorteilhaft in einer gemeinsamen Rekonstruktion
kombiniert werden, um die bessere Ebenenauflösung in der Tomosynthese und
die bessere Auflösung
in der Richtung der Wellenausbreitung im Ultraschall vorteilhaft
einzusetzen. In der einfachsten Ausführungsform können mit
unterschiedlichen Techniken oder Modalitäten erfasste Bilder unterschiedliche
Auflösungseigenschaften
in unterschiedlichen orthogonalen Richtungen wie z. B. den X-, Y- und
Z-Ebenen haben, wobei sich jedoch verstehen dürfte, dass der vorliegende
Ansatz nicht auf diese Fälle
beschränkt
ist. In weiteren Beispielen kann ein kraniokaudales (CC) Tomosynthesebild
mit einem mediolateral schrägen
(MLO) Tomosynthesebild in einer verbesserten gemeinsamen Rekonstruktion
gemäß dem vorliegenden
Ansatz kombiniert werden. Ebenso können ein oder mehrere herkömmliche Mammographiebilder
oder einzelne Röntgenprojektionsbilder
als eine von den Modalitäten
gemäß dem vorliegenden
Ansatz verwendet werden. Zusätzlich muss
der vorliegende Ansatz nicht auf die gemeinsame Rekonstruktion von
Bildern beschränkt
sein, die unter Anwendung von zwei Techniken erfasst wur den, sondern
kann auch auf Bilder angewendet, die unter Anwendung von mehr als
zwei Techniken erfasst wurden. Beispielsweise können ein MLO-Tomosynthesebild,
ein CC-Tomosynthesebild und ein Ultraschallbild in einer gemeinsamen
Dreiwegerekonstruktion kombiniert werden. Dieser Ansatz kann auf das
Gebiet der Mammographie angewendet werden, wo eine verbesserte Bildgebung
benötigt
wird, um eine verbesserte Empfindlichkeit und Spezifität durch eine
frühzeitige
Detektion von bösartigem
Wachstum und zur Verbesserung der korrekten Klassifizierung der
abgebildeten Strukturen durch Reduzierung der Rate nicht korrekter
Klassifizierungen gutartiger Zysten und Substanzen zu verbessern.
Wie der Fachmann auf diesem Gebiet jedoch erkennen wird, kann der
vorliegende Ansatz auch auf andere medizinische und nicht-medizinische Zusammenhänge angewendet
werden.
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Die
vorliegende Beschreibung beschreibt die Anwendung von Tomosynthese
und Ultraschall als exemplarische Bildgebungsmodalitäten. Es
dürfte
jedoch erkennbar sein, dass der vorliegende Ansatz andere Bildgebungsmodalitäten oder
denselben Bildgebungsmodalitätstyp
anwenden kann, der unter Anwendung unterschiedlicher Scanparameter,
Protokolle, Bewegungsbahnen oder Orientierungen, welche zur Erfassung
von Bilddaten führen,
welche unterschiedliche Auflösungseigenschaften
in unterschiedlichen Richtungen haben, ausgeführt wird. Zur Vereinfachung
wird der Begriff "Bildgebungstechnik" hierin zur Beschreibung
der Erfassung von Bildern unter Verwendung einer vorgegebenen Modalität und/oder
einer vorgegebenen Konfiguration, wie z. B. einer vorgegebenen Orientierung,
verwendet, die zu Bilddaten führen,
die mit Auflösungseigenschaften erfasst
werden, die in einer Richtung relativ zu einer anderen Richtung
besser sind. Beispielsweise stellt die Erfassung von Brustbildern
unter An wendung eines Tomosynthese-Systems und eines Ultraschall-Systems aus derselben
Orientierung zwei unterschiedliche Bildgebungstechniken aufgrund
der deutlich unterschiedlichen Bildgebungsmodalitäten und
aufgrund der unterschiedlichen Auflösungseigenschaften dieser Modalitäten dar.
Beispielsweise können
bei einer gegebenen Orientierung durch ein Ultraschall-System erfasste
Bilddaten eine bessere Auflösung
in der Wellenausbreitungsrichtung relativ zu Bildern haben, die
durch ein Tomosynthese-System mit der Brust in derselben Richtung
erfasst werden. Umgekehrt können
durch das Tomosynthese-System erfasste Bilder eine bessere Ebenenauflösung (d.
h., parallel zu einem Detektor) als Bilder haben, die durch das
Ultraschall-System mit der Brust in derselben Orientierung erfasst
werden. Ferner kann nur eine Bildgebungsmodalität, die in unterschiedlichen
Orientierungen eingesetzt wird oder unterschiedliche Scanparameter
oder Konfigurationen nutzt, als zwei unterschiedliche Bildgebungstechniken
ausbildend, so wie sie hierin verwendet werden, betrachtet werden.
Beispielsweise stellt die Verwendung eines Tomosynthese-Systems
zum Erfassen von Brustbildern in einer CC-Orientierung und in einer
MLO-Orientierung
getrennte Bildgebungstechniken aufgrund der unterschiedlichen Auflösungseigenschaften
in den erfassten Bilddaten dar, d. h., die "Ebenen"-Bilddaten für jede dieser Techniken sind
im Wesentlichen orthogonal. Mit dieser Klarstellung, dass eine Bildgebungstechnik,
wie sie hierin verwendet wird, sowohl Bilder umfasst, die unter
Anwendung unterschiedlicher Modalitäten (bei derselben oder unterschiedlicher
Orientierung) oder derselben Modalität jedoch bei unterschiedlichen
Orientierungen oder unter Anwendung unterschiedlicher Scanparameter
oder Konfigurationen umfasst, erfolgt die nachstehende Diskussion.
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In
den Zeichnungen und zunächst
in 1 ist ein exemplarisches Tomosynthese-Bildgebungssystem 10 zur
Verwendung gemäß dem vorliegenden
Ansatz schematisch dargestellt. Gemäß Darstellung enthält das Tomosynthese-Bildgebungssystem ein
Bilddatenerfassungssystem 12. Das Bilddatenerfassungssystem 12 enthält eine
Röntgenquelle 14, einen
Röntgendetektor 16 und
eine Kompressionsanordnung 18. Das Tomosynthese-Bildgebungssystem 10 enthält ferner
eine Systemsteuerung 22, eine Motorsteuerung 24,
ein Datenerfassungs- und Bildverarbeitungsmodul 26 und
eine Bedienerschnittstelle 28 und ein Anzeigemodul 30.
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Die
Röntgenquelle 14 enthält ferner
eine Röntgenröhre und
einen Kollimator, die für
die Erzeugung eines Bündels
von Röntgenstrahlen
konfiguriert sind, wenn sie aktiviert werden. Die Röntgenröhre ist nur
ein Beispiel der Röntgenquelle 14.
Weitere Arten von Röntgenquellen 14 können Festkörper-Röntgenquellen
mit einem oder mehreren Emittern enthalten. Die Röntgenquelle 14 kann
in einer, zwei oder drei Dimensionen entweder manuell oder durch
automatische Einrichtungen bewegbar sein. Das Bilddatenerfassungssystem 12 kann
die Röntgenquelle 14 mittels
Schienen, Kugelumlaufspindeln, Zahnrädern, Bändern usw. bewegen. Beispielsweise
kann sich die Röntgenquelle 14 am
Ende eines mechanischen Halters, wie z. B. einem Dreharm oder irgendeinem
anderen einstellbaren Halter, befinden, welcher durch das Bilddatenerfassungssystem
oder eine Bedienungsperson bewegt werden kann. Anstelle von oder in
Kombination mit einer mechanischen Verschiebung der Röntgenquelle 14 können unterschiedliche Sichtwinkel
durch individuell adressierbare Quellenpunkte erzielt werden.
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Der
Röntgendetektor 16 kann
stationär
sein, oder kann so konfiguriert sein, dass er sich unabhängig oder
synchron mit der Röntgenquelle 14 bewegt. In
einer vorliegenden Ausführungsform
ist der Röntgendetektor 16 ein
digitaler Flachbettdetektor. Das Bilddatenerfassungssystem 12 kann
den Röntgendetektor 16,
falls er beweglich ist, mittels Schienen, Kugelumlaufspindeln, Zahnrädern, Bändern usw.
bewegen. In einer Ausführungsform
stellt der Röntgendetektor 16 auch
eine Unterstützung
für ein
Objekt, wie z. B. eine abzubildende Brust 17 einer Patientin,
bereit, um dadurch einen Teil der Kompressionsanordnung 18 auszubilden.
In weiteren Ausführungsformen
kann der Röntgendetektor
unmittelbar an der oder nahe unter einer Bodenplatte der Kompressionsanordnung 18 angeordnet
sein, d. h., in einer derartigen Ausführungsform liegt die Brust 17 nicht
direkt auf dem Detektor 16, sondern auf einer Platte oder
auf einer anderen Kompressionsunterstützung über dem Detektor 16 auf.
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Die
Kompressionsanordnung 18, unabhängig davon, ob sie zwei Kompressionsplatten
oder eine Kompressionsplatte und den Detektor 16 enthält, ist
dafür konfiguriert,
die Brust 17 der Patientin zur Durchführung der Tomosynthese-Bildgebung und zur
Stabilisierung der Brust 17 während des Bildgebungsprozesses
zu komprimieren, um die Bewegung der Patientin während der Datenerfassung zu
minimieren. In einer Ausführungsform
wird die Brust auf eine nahezu gleichmäßige Dicke komprimiert. In
der dargestellten Ausführungsform
enthält
die Kompressionsanordnung 18 wenigstens eine Mammographiekompressionsplatte 20,
welche eine ebene, nicht flexible Platte, eine verformbare Schicht
oder eine alternative Kompressionseinrichtung sein kann. In einer Ausführungsform
ist die Mammographiekompressionsplatte 20 strahlungsdurchlässig ausgeführt, um Röntgenstrahlen
durchzulas sen und ist ferner schalldurchlässig konfiguriert, um Ultraschallsignale
durchzulassen. Die Kompressionsanordnung 18 kann zum Stabilisieren
der abgebildeten Brust 17 während der Erfassung sowohl
der Tomosynthese- als auch der Ultraschalldatensätze verwendet werden, um dadurch
die Erfassung von zueinander ausgerichteten bzw. zugeordneten Tomosynthese-Röntgenbildern, Ultraschallbildern
und Doppler-Bildern zu ermöglichen.
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Die
Systemsteuerung 22 steuert den Betrieb des Bilddatenerfassungssystems 12 und
sorgt für jede
physische Bewegung der Röntgenquelle 14 und/oder
des Röntgendetektors 16.
In der dargestellten Ausführungsform
wird die Bewegung wiederum durch die Motorsteuerung 24 in
Abhängigkeit
von einer Bildgebungsbewegungsbahn zur Anwendung in der Tomosynthese
gesteuert. Daher kann die Systemsteuerung 22 mittels des
Bilddatenerfassungssystems 12 die Erfassung radiographischer
Projektionen bei verschiedenen Winkeln relativ zu einer Patientin
ermöglichen.
Die Systemsteuerung 22 steuert ferner eine Aktivierung
und den Betrieb weiterer Komponenten des Systems einschließlich der
Kollimation der Röntgenquelle 14.
Ferner kann die Systemsteuerung 22 dafür konfiguriert sein, Energie- und
Zeittaktsignale an die Röntgenquelle 14 zu
senden. Die Systemsteuerung 22 kann auch verschiedene Signalverarbeitungs-
und Filtrationsfunktionen ausführen.
Im Wesentlichen steuert die Systemsteuerung 22 den Betrieb
des Tomosynthese-Bildgebungssystems 10, um die Untersuchungsprotokolle auszuführen und
die sich ergebenden Daten zu erfassen.
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Beispielsweise
steuert in der dargestellten Ausführungsform die Systemsteuerung 22 ein
Tomosynthese-Datenerfassungs- und Bildverarbeitungsmodul 26.
Das Tomosynthe se-Datenerfassungs- und Bildverarbeitungsmodul 26 steht
mit dem Röntgendetektor 16 in
Verbindung und empfängt
typischerweise Daten aus dem Röntgendetektor 16,
wie z. B. mehrere abgetastete analoge Signale oder digitalisierte
Signale, die sich aus der Aussetzung des Röntgendetektors an die Röntgenstrahlen
ergeben. Das Tomosynthese-Datenerfassungs- und Bildverarbeitungsmodul 26 kann
die Daten in digitale Signale umwandeln, die zur Verarbeitung geeignet
sind und/oder kann abgetastete digitale und/oder analoge Signale
verarbeiten, um volumetrische Bilder der Brust 17 zu erzeugen.
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Die
Bedienerschnittstelle 28 kann eine Tastatur, eine Maus
und weitere Benutzerwechselwirkungseinrichtungen umfassen. Die Bedienerschnittstelle 28 kann
zur spezifischen Einstellung für
die Tomosynthese-Bildgebung und zur Bewirkung von Systemebenen-Konfigurationsänderungen
sowie dafür genutzt
werden, dem Bediener die Aktivierung und den Betrieb des Tomosynthese-Bildgebungssystems 10 zu
ermöglichen.
In der dargestellten Ausführungsform
ist die Bedienerschnittstelle 28 mit dem Tomosynthese-Datenerfassungs- und -Bildgebungsmodul 26,
der Systemsteuerung 22 und dem Anzeigemodul 30 verbunden.
Das Anzeigemodul 30 stellt ein rekonstruiertes Bild eines
Objektes oder eines interessierenden Bereiches innerhalb des Objektes
auf der Basis von Daten aus dem Datenerfassungs- und Bildverarbeitungsmodul 26 dar.
Wie der Fachmann auf diesem Gebiet erkennen wird, werden für die einzelnen
Bildelemente oder Pixel repräsentative
digitalisierte Daten durch das Tomosynthese-Datenerfassungs- und
Bildverarbeitungsmodul 26 verarbeitet, um das gewünschte Bild
zu rekonstruieren. Die Bilddaten können entweder in roher oder
verarbeiteter Form in dem System o der an entfernter Stelle für spätere Bezugnahme
und Bildrekonstruktion gespeichert werden.
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2 stellt
ein exemplarisches Ultraschall-Bildgebungssystem 32 zur
Verwendung in Verbindung mit dem vorliegenden Ansatz dar. Gemäß Darstellung
enthält
das Ultraschall-Bildgebungssystem 32 eine Ultraschallsonde 34,
ein Ultraschall-Datenerfassungs- und -Bildverarbeitungsmodul 36,
welches Strahlformer und eine Bildrekonstruktions- und Verarbeitungsschaltung
enthält,
eine Bedienerschnittstelle 38, ein Anzeigemodul 40 und ein
Druckermodul 42 enthält.
In einem sowohl auf Röntgen-
als auch Ultraschall-Techniken basierenden hybriden Bildgebungssystem
können
bestimmte von diesen Komponenten oder Modulen teilweise oder vollständig integriert
sein, um die Bilderfassung und Verarbeitung für beide Systeme durchzuführen.
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Das
Ultraschall-Bildgebungssystem 32 nutzt die Ultraschallsonde 34 zum
Aussenden mehrerer Ultraschallsignale in ein Objekt, wie z. B. die
abzubildende Brust 17 einer Patientin, und zum Empfangen mehrerer
reflektierter Ultraschallsignale daraus. Die Ultraschallsonde 34 enthält gemäß Aspekten
des vorliegenden Ansatzes wenigstens einen Wandler zum Erzeugen
von Ultraschallwellen oder von Energie aus mechanischen oder elektromechanischen Impulsen
und umgekehrt. Wie der Fachmann auf diesem Gebiet erkennen wird,
transportieren die mehreren reflektierten Ultraschallsignale aus
dem Objekt Information über
Dicke, Abmessung und Lage von verschiedenen Geweben, Organen, Tumoren
und anatomischen Strukturen in Bezug auf die gesendeten Ultraschallsignale.
Die von der Ultraschallsonde 34 empfangenen mehreren reflektierten
Ultraschallsignale werden zum Aufbau eines Bildes des Objektes verarbeitet.
In bestimmten Ausführungsfor men kann
die Ultraschallsonde 34 in der Hand gehalten werden oder
mechanisch unter Verwendung einer Roboteranordnung positioniert
werden. Das Ultraschall-Bildgebungssystem 32 kann auch
eine Strahlsteuerungstechnik beinhalten, um alle Bereiche der abgebildeten
Brust zu erreichen. Zusätzlich
kann gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung das Ultraschall-Bildgebungssystem 32 eine
Zusammensetzung nutzen, d. h., eine geeignete Kombination von Signalen
aus demselben Bereich der Brust 17, was zu einer verbesserten
Ultraschallbildqualität
führt.
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Das
Ultraschall-Datenerfassungs- und -Bildverarbeitungsmodul 36 sendet
Signale an und empfängt
Information aus der Ultraschallsonde 34. Somit steuert
das Ultraschall-Datenerfassungs-
und -Bildverarbeitungsmodul 36 Stärke, Strahlfokus oder Formung,
Dauer, Phase und Frequenz der mehreren durch die Ultraschallsonde 34 gesendeten
Ultraschallsignale und decodiert die in den mehreren reflektierten
Ultraschallsignalen aus dem Objekt enthaltene Information in mehrere
unterscheidbare elektrische und elektronische Signale. Sobald die
Information gewonnen ist, wird ein Ultraschallbild des innerhalb
eines interessierenden Bereiches befindlichen Objektes gemäß allgemein
bekannten Rekonstruktionstechniken rekonstruiert.
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Die
Bedienerschnittstelle 38 kann eine Tastatur, eine Maus
und andere Benutzerinteraktionseinrichtungen umfassen. Die Bedienerschnittstelle 38 kann
zur spezifischen Anpassung mehrerer Einstellungen für eine Ultraschalluntersuchung,
zur Bewirkung von Konfigurationsänderungen
auf Systemebene, und um dem Benutzer eine Aktivierung und den Betrieb
des Ultraschall-Bildgebungssystems 32 zu ermöglichen,
genutzt werden. Die Bedienerschnittstelle 38 ist mit dem Ultraschall-Datenerfassungs- und
-Bildverarbeitungsmodul 36, dem Anzeigemodul 40 und
dem Druckermodul 42 verbunden. Das Anzeigemodul 40 empfängt Bildinformation
aus dem Ultraschalldatenerfassungs- und Bildverarbeitungsmodul 36 und
präsentiert
das Bild des Objektes innerhalb des interessierenden Bereiches der
Ultraschallsonde 34. Das Druckermodul 42 wird
zum Erzeugen eines Ausdrucks des Ultraschallbildes entweder in Graustufen
oder Farbe verwendet. Wie vorstehend angemerkt, können einige
oder alle von diesen Systemkomponenten in die des vorstehend beschriebenen Tomosynthese-Röntgensystems integriert sein.
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In 3 ist
eine exemplarische Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes in einem Flussdiagramm dargestellt. Wenigstens
ein Tomosynthese-Datensatz 46 kann über das unter Bezugnahme auf 1 beschriebene
System oder über
ein alternatives Tomosynthese-Bildgebungssystem erfasst werden.
Ebenso kann wenigstens ein Ultraschall-Datensatz 48 über das
unter Bezugnahme auf 2 beschriebene System oder über ein
alternatives Ultraschall-Bildgebungssystem erfasst werden. Alternativ
kann der vorliegende Ansatz auf bereits vorher erfasste Tomosynthese-
und/oder Ultraschalldaten angewendet werden. Rohdaten aus den Tomosynthese-
und Ultraschall-Bildgebungssystemen können bereits verarbeitet sein,
um volumetrische Datensätze 46 und 48 auszubilden.
Beispielsweise kann der Tomosynthese-Datensatz 46 geeignet
aus einem Satz individueller Projektionsbilder rekonstruiert sein,
welche verstärkungskorrigiert,
log-korrigiert oder hinsichtlich bestimmter geometrischer Effekte, wie
z. B. einer Pfadlänge
zwischen der Quelle und jedem Pixel, eines effektiven Pixelbereichs
oder einer Pfadlänge
durch Gewebe korrigiert sind. Zusätzlich können die Tomosynthese-Projektionsdaten
streuungs-korrigiert sein oder können praktisch
streuungsfrei sein, wie z. B. in Schlitz-Scannsystemen.
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In
einem exemplarischen Prozess 44 können wenigstens ein Tomosynthese-Datensatz 46 und
wenigstens ein Ultraschall-Datensatz 48 in einem Schritt 50 gegenseitig
zugeordnet werden. In diesem Schritt 50 können die
Datensätze 46 oder 48 so
ausgerichtet werden, dass ihre entsprechenden Koordinatensysteme übereinstimmen.
Die gegenseitige Zuordnung kann starr oder nicht-starr mit variierenden Flexibilitätsgraden
sein. Abhängig
von der Auflösung der
Datensätze 46 und 48 kann
die gegenseitige Zuordnung auch einen Interpolationsschritt enthalten, wie
z. B. eine tri-lineare Interpolation oder eine Nächste-Nachbarn-Interpolation,
um beide Datensätze
demselben Voxel-Gitter zuzuordnen. In Fällen, in welchen die Datensätze zusammen
erfasst werden, können
sie intrinsisch gegenseitig zugeordnet sein, wobei in diesem Falle
der Schritt 50 der gegenseitigen Zuordnung weggelassen
werden kann oder nur eine Interpolation durchgeführt werden kann. In Darstellungen
weiterer Ausführungsformen
des vorliegenden Ansatzes wird dieser gegenseitige Zuordnungsschritt
weggelassen, wobei es sich jedoch verstehen dürfte, dass die gegenseitige
Zuordnung erforderlich sein kann, wenn die Tomosynthese- und Ultraschall-Datensätze nicht
intrinsisch gegenseitig zugeordnet sind. Dieses kann insbesondere
in Situationen wichtig sein, in welchen sich die abgebildete Brust
nicht in derselben Position befindet, während die zwei Datensätze erfasst
werden.
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Gegenseitig
zugeordnete Datensätze 52 können miteinander
verglichen werden, um eine geeignete Farb- oder Graustufenzuordnung
in einem Schritt 54 abzuleiten. Diese Ableitung kann ein
Verfahren, wie z. B. wechselseitige Infor mation anwenden, in welcher
ein bestimmtes Ähnlichkeitskriterium zwischen
den Datensätzen
minimiert wird. Die Abbildungsfunktion kann eins zu eins sein, wenn
ein beliebiger Grauwert in dem Ultraschall-Datensatz einem einzelnen
zugeordneten Abschwächungswert
in dem Tomosynthese-Datensatz und umgekehrt entspricht, kann viele
zu eins, wenn mehr als ein Grauwert in einem Datensatz auf einen
einzelnen Grauwert in dem anderen Datensatz abgebildet werden kann,
eins zu viele, oder viele zu viele sein. Ein Abbildungsalgorithmus 56 kann
so abgeleitet werden, dass jeder in dem Ultraschall-Datensatz dargestellte
Farb- oder Graustufenwert einem entsprechenden Röntgenabschwächungswert zugewiesen werden
kann, wobei der zugewiesene Abschwächungswert aus der Abbildung zwischen
dem Tomosynthese- und dem Ultraschall-Datensatz abgeleitet wird. Sobald der
Abbildungsalgorithmus 56 abgeleitet ist, kann er auf den Ultraschall-Datensatz 48 in
einem Schritt 58 angewendet werden.
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Der
sich ergebende gemeinsam rekonstruierte Datensatz 60 kann
einen Nachverarbeitungsschritt 62 durchlaufen. Dieser Schritt 62 kann
beispielsweise eine Färbung
(d. h., die Zuweisung von Graustufen- oder Farbwerten zu Voxeln)
des gemeinsam rekonstruierten Datensatzes 60 in der Weise umfassen,
dass sowohl Ultraschall- als auch Röntgen-Eigenschaften der abgebildeten
Anatomie korrekt dargestellt werden. Beispielsweise können, wenn
zwei Regionen unterschiedlich in dem Ultraschall-Datensatz 48 "aussehen", aber auf den denselben
Röntgen-Abschwächungswert
abgebildet sind, wie z. B. dann, wenn die Ultraschall/Röntgengraustufen-Abbildung
viele zu eins ist, dann die Bereiche mittels unterschiedlicher Farben
in dem Nachverarbeitungsschritt 62 dargestellt werden.
In einer Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes kann der gemeinsam rekonstruierte Datensatz 60 in Graustufenwerten
dargestellt werden, während
komplementäre
Information aus dem Ultraschall-Datensatz in Farbe überlagert
werden kann. In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden
Ansatzes kann der Nachverarbeitungsschritt 62 die Rekonstruktion eines
feinen Röntgendetails
beinhalten, indem beispielsweise eine geringe Datendichte und nicht-lineare Techniken,
wie z. B. eine Größenordnungsstatistik-basierende Rekonstruktion
(OSBR) angewendet werden. In der OSBR werden die Bilddaten aus den Projektionsbildern
rückprojiziert
und dann kombiniert. Im Gegensatz zu einer einfachen Rückprojektion,
in welcher die rückprojizierten
Werte jedes Voxels unter Verwendung eines Mittelungsoperators kombiniert werden,
werden die rückprojizierten
Werte in der OSBR beispielsweise unter Anwendung eines Mehrheitsverfahrens
kombiniert. D. h., wenn mehr als die Hälfte der rückprojizierten Werte anzeigen,
dass der Graupegel in einer Position höher sein sollte, wird er dementsprechend
erhöht.
In einem weiteren Beispiel wird das rekonstruierte Voxel als der
Mittelwert aller rückprojizierten
Werte mit der Ausnahme von einigen der größten und kleinsten Werte erzeugt.
Weitere Größenordnungsstatistik-basierende
Operatoren können
ebenfalls, wie z. B. Median- und Mode, verwendet werden. Weitere
geeignete Techniken zum Kombinieren der rückprojizierten Daten können ebenfalls
angewendet werden. Die geringe Dichte der restlichen Projektionsdaten
nach einer Nachfärbung
des Ultraschall-Datensatzes kann dazu genutzt werden, effektiv Voxel
bestimmter Typen von Gewebe an den korrekten Stellen in dem Datensatz 60 zu "platzieren", um dadurch die
Auflösung
innerhalb des rekonstruierten Datensatzes 60 zu verbessern.
Zusätzlich
kann der Nachverarbeitungsschritt 62 die Vorbereitung des
gemeinsam rekonstruierten Datensatzes 60 zur Darstellung
und die Darstel lung des gemeinsam rekonstruierten dreidimensionalen
Bildes 66 beinhalten.
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In
einer weiteren exemplarischen Ausführungsform des vorliegenden
Ansatzes, der in 4 veranschaulicht ist, werden
wenigstens ein Tomosynthese-Projektionsdatensatz 70 und
wenigstens ein Ultraschall-Datensatz 72 als Eingangsgröße in einem Prozess 68 genutzt.
Der Ultraschall-Datensatz 72 kann in einem Schritt 74 so
verarbeitet werden, dass Teilsätze 76 des
Ultraschall-Datensatzes spezifiziert werden. Diese Verarbeitung
kann eine Quantisierung sein, in welcher der gegenseitig zugeordnete
Ultraschall-Datensatz 72 in diskrete Bereiche von Farb- und
Graustufenwerten unterteilt wird. Beispielsweise kann ein Bereich
Graustufenwerte von 0,5 bis 0,6 enthalten. In diesem Beispiel würden alle
Voxel des gegenseitig zugeordneten Ultraschall-Datensatzes 72,
welche einen Graustufenwert von 0,5 bis 0,6 haben, in einen einzigen
Teilsatz 76 eingruppiert werden. Diese Quantisierung kann
den gesamten Bereich der Graustufenwerte abdecken, die in dem gegenseitig
zugeordneten Ultraschall-Datensatz 72 vorhanden sind, sodass
jedes Voxel in einem Teilsatz 76 platziert wird, oder die
Quantisierung kann nur auf die Graustufenwerte zutreffen, welche
in medizinisch relevanten Abschnitten des gegenseitig zugeordneten
Ultraschall-Datensatzes 72 vorhanden sind. Die Graustufenwerte,
welche die unterschiedlichen Wertebereiche trennen, sowie die Anzahl
unterschiedlicher Bereiche von Werten können adaptiv gewählt werden
(z. B. unter Anwendung geeigneter Gruppierungstechniken). Sie können auch
auf der Basis einer bereits vorhandenen Kenntnis der Abbildungsphysik gewählt werden.
Sie können
auch manuell oder in einer halbautomatischen Weise gewählt werden.
Dieselbe Technik kann auch auf gefärbte Ultraschalldaten angewendet
werden. Alternativ kann der Verarbeitungsschritt 74 eine
Segmentierung des gegenseitig zugeordneten Ultraschall-Datensatzes 72 in homogene
Bereiche auf der Basis einer Textur oder sichtbarer Kanten abhängig von
im Fachgebiet bekannten Techniken und die Zuordnung einer unterschiedlichen
Markierung zu jedem Segment beinhalten. Der Begriff "homogen" kann sich auf Bildgraustufen-
oder Farbwerte sowie auf Gewebetypeigenschaften (welche in homogenen
Eigenschaften der Bildtextur widergespiegelt werden können) beziehen. Jeder
homogene Bereich kann dann ein Teilsatz 76 des Ultraschall-Datensatzes
sein. In einer Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes kann der Verarbeitungsschritt 74 eine Über-Segmentation
in der Weise beinhalten, dass ein hohes Vertrauen vorliegt, dass
Daten innerhalb jedes Bereichs homogen sind.
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In
einem Schritt 78 wird allen Stellen oder Voxeln innerhalb
eines Teilsatzes 76 des Ultraschall-Datensatzes ein Wert
von 1 zugewiesen, während
Stellen oder Voxeln innerhalb aller anderen Teilsätze 76 ein
Wert von 0 zugewiesen wird, und das entsprechende Volumen dann gemäß der Tomosynthese-Erfassungsgeometrie
projiziert wird, um ein Basisbild 80 zu erzeugen. Jedes
Basisbild 80 kann eine Familie von Bildern einschließlich eines
Bildes für
jeden Projektionswinkel in dem Tomosynthese-Modus sein. Alternativ
kann das Basisbild 80 ein Teilsatz von allen Bildern oder
ein einzelnes Bild sein. Der gegenseitig zugeordnete Tomosynthese-Projektionsdatensatz 70 wird
dann durch eine Linearkombination oder gewichtete Summe der Basisbilder 80 in einem
Schritt 82 approximiert. D. h., jedem Basisbild 80 wird
eine Gewichtung derart zugewiesen, dass die gewichtete Summe aller
Basisbilder 80 angenähert gleich
dem Tomosynthese-Projektionsdatensatz 70 ist. Diese Gewichtungen
können
dann die Röntgenabschwächungswerte 84 repräsentie ren,
die für
jedes Basisbild 80 am repräsentativsten. Die abgeleiteten
Röntgenabschwächungswerte 84 können dann auf
die Ultraschallteilsätze 76 angewendet
werden, um eine Linearkombination der Teilsätze 76 in einem Schritt 86 zu
erzeugen. Der in diesem Linearkombinationsschritt 86 erzeugte
Datensatz repräsentiert
einen gemeinsam rekonstruierten Datensatz 88, in welchem
jeder quantisierte oder segmentierte Teilsatz 76 des Ultraschall-Datensatzes
einem Röntgenabschwächungswert
zugewiesen worden ist, der dem gegenseitig zugeordneten Tomosynthese-Datensatz 70 entspricht.
Der sich ergebende gemeinsam rekonstruierte Datensatz 88 kann
in einem Schritt 90 unter Verwendung von Techniken ähnlich denen
des Nachverarbeitungsschrittes 62 nachbearbeitet werden.
Zum Schluss kann ein gemeinsam rekonstruiertes dreidimensionales
Bild 94 erzeugt oder dargestellt werden.
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In 5 ist
ein als Prozess 96 bezeichnete exemplarische Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes in einem Flussdiagramm dargestellt. Wenigstens
ein Ultraschall-Datensatz 100 kann
analysiert werden, um in einem Schritt 102 horizontale Kanten
zu detektieren. In dieser Technik bedeutet "horizontal" in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig
zu der Richtung der Wellenausbreitung gemäß vorstehender Beschreibung
unter Bezugnahme auf 2. Die horizontalen Kanten entsprechen
Diskontinuitäten
in der Tiefe in Bezug auf die Ultraschallsonde. Die Orientierung
der horizontalen Kanten muss nicht streng horizontal sein, sondern
könnte jede
Orientierung beinhalten, die in etwa zu dieser Orientierung ausgerichtet
sein kann. In ihrer allgemeinsten Ausführungsform kann jede Kantenorientierung
verwendet werden. In der Praxis ist die "horizontale" Ebene oft zu den Kompressionsplatten 20 gemäß vorstehender
Beschreibung unter Bezugnahme auf 2 parallel.
In einer Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes kann ein Vertrauensgrad in die Genauigkeit
der horizontalen Kanteninformation 104 auf der Basis der
Auflösung
des Ultraschall-Datensatzes und anderer Faktoren bestimmt werden. Diese
horizontale Kanteninformation kann dann mit dem wenigstens einem
Tomosynthese-Datensatz 98 kombiniert werden, um einen Datensatz
mit verbesserter horizontaler Kanteninformation in einem Schritt 106 zu
rekonstruieren. In einer Ausführungsform
kann der Vertrauensgrad der horizontalen Kanteninformation 104 dazu
beitragen, wie viel Gewichtung der Information 104 in dem
Rekonstruktionsschritt 106 gegeben wird. Ein gemeinsam
rekonstruierter Datensatz 108 kann dann in einem Schritt 110 nachbearbeitet
werden. Ein gemeinsam rekonstruiertes dreidimensionales Bild 114 kann
dann erzeugt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes ist ein Prozess 116 in 6 dargestellt.
Wie in der unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen
Ausführungsform
kann wenigstens ein Ultraschall-Datensatz 120 analysiert
werden, um horizontale Kanten in einem Schritt 122 zu detektieren.
Vertrauensgrade für
die detektierten horizontalen Kanten können ebenfalls ermittelt werden.
Die Information 124 über
horizontale Kanten mit höheren Vertrauensgraden
kann mehr Gewichtung gegeben werden und Kanten mit geringeren Vertrauensgraden kann
weniger Gewichtung gegeben werden oder diese im Rekonstruktionsschritt 126 verworfen
werden. Ein gemeinsam rekonstruierter Tomosynthese-Datensatz 128 kann
aus dem wenigstens einen Tomosynthese-Datensatz 118 beispielsweise
unter Verwendung von Markov Random Fields (MRF) oder ähnlichen
Techniken in einem Schritt 126 rekonstruiert werden, in
welchem die Information 124 über die horizontale Kante als
eine lokale Stetigkeitsbeschrän kung
oder deren Fehlen eingeführt
werden kann. Diese Einschränkung
kann auch das den unterschiedlichen Kantenstellen zugeordnete Vertrauen widerspiegeln.
Der Algorithmus für
den Rekonstruktionsschritt 126 kann ein "stetiges" Verhalten mit Ausnahme
an Stellen begünstigen,
in welchen der Datensatz 118 oder die horizontale Kanteninformation 124 diese
Annahme nicht unterstützt.
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In
einer parallelen Schiene des Prozesses 116 kann der Tomosynthese-Datensatz 118 zur
Detektion vertikaler Kanten in einem Schritt 130 analysiert
werden. In dieser Ausführungsform
ist "vertikal" in einer Richtung
im Wesentlichen entlang des Röntgenstrahlbündels, wie
es unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde. In der
Praxis ist die "vertikale" Ebene im Wesentlichen
rechtwinklig zu dem Röntgendetektor 16 und
den Kompressionsplatten 20 wie es vorstehend unter Bezugnahme
auf 1 beschrieben wurde. Zusätzlich können Vertrauensgrade für die detektierten
vertikalen Kanten ermittelt werden. Die abgeleitete vertikale Kanteninformation 132 und
die zugeordneten Vertrauensgrade können dann mit dem gegenseitig
zugeordneten Ultraschall-Datensatz 120 kombiniert werden,
um einen gemeinsam rekonstruierten Ultraschall-Datensatz 136 in
einem Rekonstruktionsschritt 134 zu erzeugen. Die Schritte 122–134 können dann
wiederholt werden bis weitere Iterationen keine weiteren erheblichen
Verbesserungen in den gemeinsam rekonstruierten Datensätzen 128 und 136 ergeben.
Schließlich können die
gemeinsam rekonstruierten Datensätze 128 und 136 einer
Nachverarbeitung in einem Schritt 140 unterzogen werden.
Ein gemeinsam rekonstruiertes dreidimensionales Bild 142 kann
dann dargestellt werden. Die Datensätze 128 und 136 können ein
einzelner kombinierter Mehrfachparameter- (oder Multimodalitäten)-Datensatz
sein, welcher sowohl Tomosynthese- als auch Ultraschall-Eigenschaften wiedergibt.
Die Rekonstruktionsschritte 126 und 134 können auch
ein kombinierter Schritt sein, der in einem iterativen Prozess Information
aus dem Tomosynthese-Datensatz 118 und dem Ultraschall-Datensatz 120 sowie
aus den zuvor abgeschätzten
Mehrfachparameterdatensätze 128 und/oder 136 nutzt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann Kanteninformation gemeinsam aus beiden Datensätzen 118 und 120 extrahiert
werden, wobei die Vertrauensgrade für die eine Kantenorientierung
in der einen Modalität
höher und
die Vertrauensgrade für die
andere Kantenorientierung in der anderen Modalität höher sind. Beispielsweise können Zielfunktion-basierende Ansätze verwendet
werden, wenn die Zielfunktion die unterschiedlichen Vertrauensgrade widerspiegelt.
Die Zielfunktion kann abhängig
von der Formulierung minimiert oder maximiert werden. Ein exemplarischer
Zielfunktionsansatz kann aktive Konturen oder Schlangenlinien wie
in der Literatur bekannt, verwenden. Dieser Ansatz kann auch bereits
bekannte Information über
die abgebildete Anatomie wie beispielsweise aus einem Atlas beinhalten. Beispielsweise
kann der Atlas zu der abgebildeten Anatomie ausgerichtet werden
und der Anfangsschätzwert
der Stelle der Kanten kann aus dem Atlas abgeleitet werden.
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Gemäß 7 können in
einer exemplarischen Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes wenigstens ein Tomosynthese-Datensatz 148 und wenigstens
ein Ultraschall-Datensatz 150 mit
bereits bekannter Information 152 in einem Schritt 154 kombiniert
werden, um gegenseitig zugeordnete Datensätze 156 auszubilden.
In diesem Zusammenhang kann bereits bekannte Information 152 einen
anatomischen Atlas beinhalten, wie z. B. geometrische Formmodelle,
Model le einer Gewebeverteilung oder Modelle einer Gewebezusammensetzung
innerhalb bestimmten Bereichen der Anatomie oder des Bildes. Alternativ
kann die bereits bekannte Information 152 weitere Bilder
der Anatomie wie z. B. einen CT-Scan, einen MR-Scan oder frühere Tomographie-
oder Ultraschall-Scans
beinhalten. Gemäß einer
Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes kann die bereits bekannte Information 152 nur
einen Teilsatz von einer Struktur oder beschreibende Information
enthalten. Beispielsweise kann bereits bekannte Information 152 eine
Einschränkung
enthalten, dass die Röntgenabschwächungswerte
nur zwei Werten entsprechen, denen von fettigem Gewebe oder fibroglandularem
Gewebe. In einer Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes können
die Tomosynthese- und Ultraschalldatensätze 148 und 150 von
sich aus gegenseitig zugeordnet sein und der gegenseitige Zuordnungsschritt 154 kann
lediglich zur gegenseitigen Zuordnung der Datensätze zu der bereits bekannten
Information 152 verwendet werden.
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In
einem Schritt 158 kann Information aus den zu der bereits
bekannten Information 152 gegenseitig zugeordneten Datensätzen 156 dazu
genutzt werden, jedes Voxel in dem abgebildeten Volumen zu klassifizieren,
um einen klassifizierten Datensatz 160 zu erzeugen. D.
h., jedem Voxel kann ein Wert oder eine Markierung auf der Basis
von Information zugeordnet werden, die aus zwei oder mehr von der
Tomosynthese-Bildgebung, der Ultraschall-Bildgebung und der aus
dem anatomischen Atlas gewonnenen bereits bekannten Information
erhalten werden. Beispielsweise kann auf der Basis von Modellen
der Gewebeverteilung die subkutane Fettschicht leicht in einem Ultraschall-Datensatz
identifizierbar sein, und diese Information kann direkt in die gemeinsame
Rekonstruktion einfließen.
Alternativ können
Techniken aus einer Mehrfachsensorfusion angewendet werden, um das
Volumen im Schritt 158 gemäß einer Ausführungsform
des vorliegenden Ansatzes zu klassifizieren. D. h., jedes Voxel
in den gegenseitig zugeordneten Datensätzen 156 kann in eine
Klasse, wie z. B. Fett, fibroglandulares Gewebe oder Verkalkungen
eingeteilt werden. Die Klassen könnten
auch anatomische Information, wie z. B. subkutane Fettschicht, Kanal,
Cooper-Band usw.
beinhalten. Die Klassifizierung kann beispielsweise auf zwei oder mehr
von dem Ultraschall-Datensatz, den Roh-Ultraschalldaten, den Röntgenprojektionen,
der Tomosynthese-Rekonstruktion, der bereits bekannten Information,
und auf einer Klassifizierung einer ersten Stufe, welche anhand
eines reduzierten Satzes von Daten ausgeführt wurde, und welche einen
zugeordneten Vertrauensgrad besitzt, basieren. Sobald die kombinierten
Datensätze
klassifiziert worden sind, können
in einem Schritt 162 jeder Klasse Farb- oder Graustufenwerte zugewiesen werden.
Der gemeinsam rekonstruierte Datensatz 164 kann dann in
einem Schritt 166 nachbearbeitet werden, um ein gemeinsam
rekonstruiertes dreidimensionales Bild 168 zu erzeugen.
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Bereits
bekannte Information 152 kann ebenfalls in weiteren Ausführungsformen
der vorliegenden Technik angewendet werden, wie z. B. für die Rekonstruktionsschritte 126 und 134 des
in 6 dargestellten Prozesses 116. In dem
Prozess 116 kann die bereits bekannte Information 152 dazu
genutzt werden, Klasseninformation den Voxeln in den rekonstruierten
Datensätzen 128 und 136 zuzuweisen.
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Zusätzlich kann
der in Bezug auf 6 beschriebene, auf der Zielfunktion
basierende Ansatz auf den Prozess 146 von 7 angewendet
werden. Beispielsweise kann die Zielfunktion Benachteiligungsterme
für Klassenzugehörigkeit, Stetigkeit, Länge von
Kanten zwischen Regionen oder andere Klassifizierungsinformation
enthalten. Während
sich 6 auf eine primär eine kantenbasierende Segmentation
und Rekonstruktion anwendende Ausführungsform bezieht, bezieht
sich 7 auf eine primär eine bereichsbasierende Segmentation
und Rekonstruktion anwendende Ausführungsform. Kombinierte hybride
Ansätze
können
ebenfalls angewendet werden. Ferner kann der Schritt der gegenseitigen
Zuordnung auch in Verbindung mit der Multimodalitätsrekonstruktion
in einem integrierten Verarbeitungsschritt durchgeführt werden.
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Obwohl
nur bestimmte Merkmale der Erfindung hierin dargestellt und beschrieben
wurden, werden dem Fachmann auf diesem Gebiet viele Modifikationen
und Änderungen
möglich
erscheinen. Es dürfte
sich daher verstehen, dass die beigefügten Ansprüche alle derartigen Modifikationen
und Änderungen
mit abdecken sollen, soweit sie in den tatsächlichen Erfindungsgedanken
der Erfindung fallen.
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Es
werden ein Verfahren, ein System und Software für die gemeinsame Rekonstruktion
von dreidimensionalen Bildern 66, 94, 114, 142, 168 unter Anwendung
mehrerer Bildgebungsmodalitäten
bereitgestellt. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet der vorliegende
Ansatz die Bereitstellung eines mittels einer ersten Bildgebungstechnik erfassten
ersten Datensatzes oder eines aus dem ersten Datensatz erzeugten
ersten Bildes, eines mittels einer zweiten Bildgebungstechnik erfassten zweiten
Datensatzes oder eines aus dem zweiten Datensatz erzeugten zweiten
Bildes, und die Erzeugung eines volumetrischen Datensatzes 60, 88, 108, 128, 136, 164,
indem Information aus den ersten und zweiten Datensätzen oder
Bildern extrahiert wird. Die erste Bildge bungstechnik kann eine
bessere Auflösung
als die zweite Bildgebungstechnik in wenigstens einer ersten Richtung
haben und die zweite Bildgebungstechnik kann eine bessere Auflösung als
die erste Bildgebungstechnik in wenigstens einer zweiten Richtung
haben. Es werden ein System und ein oder mehrere greifbaren maschinenlesbare
Medien zur Durchführung
des Vorgangs der Erzeugung des volumetrischen Datensatzes 60, 88, 108, 128, 136, 164 durch
Extraktion von Information aus den ersten und zweiten Datensätzen oder
Bildern bereitgestellt.