DE102008023053A1 - Auswertungsverfahren für zweidimensionale Durchleuchtungsbilder eines Untersuchungsobjekts mit zeitcodierter Darstellung dreidimensionaler Rekonstruktionen - Google Patents

Auswertungsverfahren für zweidimensionale Durchleuchtungsbilder eines Untersuchungsobjekts mit zeitcodierter Darstellung dreidimensionaler Rekonstruktionen Download PDF

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Abstract

Ein Rechner (8) nimmt eine Vielzahl von zweidimensionalen Durchleuchtungsbildern (B) eines Untersuchungsobjekts (7), deren Erfassungszeitpunkte (t) und deren Projektionsparameter (P) entgegen und fasst die Durchleuchtungsbilder (B) zu Bildgruppen (Gi) zusammen. Jede Bildgruppe (Gi) enthält alle Durchleuchtungsbilder (B), deren Erfassungszeitpunkt (t) zwischen einem für die jeweilige Bildgruppe (Gi) spezifischen Minimalzeitpunkt (ti) und einem für die jeweilige Bildgruppe (Gi) spezifischen Maximalzeitpunkt ('i) liegt. Bei Sortierung der Bildgruppen (Gi) nach aufsteigenden Minimalzeitpunkten (ti) bilden die korrespondierenden Maximalzeitpunkte (t'i) eine streng monoton steigende Folge. Für jede Bildgruppe (Gi) sind der jeweilige Minimalzeitpunkt (ti) und der jeweilige Maximalzeitpunkt (t'i) derart bestimmt, dass anahnd der der jeweiligen Bildgruppe (Gi) zugeordneten Durchleuchtungsbilder (B) eine dreidimensionale Objektrekonstruktion (Ri) des Untersuchungsobjekts (7) ermittelbar ist. Diese Objektrekonstruktion (Ri) ermittelt der Rechner (8). Der Rechner (8) ermittelt anhand der jeweiligen dreidimensionalen Objektrekonstruktion (Ri) eine jeweilige zweidimensionale Rekonstruktionsdarstellung (Di). Der Rechner (8) gibt jede zweidimensionale Rekonstruktionsdarstellung (Di) in einer für die jeweilige Bildgruppe (Gi) spezifische Codierung über ein Sichtgerät (13) an einen Anwender (12) aus.

Description

  • Auswertungsverfahren für zweidimensionale Durchleuchtungsbilder eines Untersuchungsobjekts mit zeitcodierter Darstellung dreidimensionaler Rekonstruktionen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auswertungsverfahren für eine Vielzahl von zweidimensionalen Durchleuchtungsbildern eines Untersuchungsobjekts,
    • – wobei ein Rechner die Durchleuchtungsbilder entgegen nimmt,
    • – wobei jedem Durchleuchtungsbild ein Erfassungszeitpunkt, zu dem das jeweilige Durchleuchtungsbild erfasst wurde, und Projektionsparameter, unter denen das jeweilige Durchleuchtungsbild erfasst wurde, zugeordnet sind,
    • – wobei der Rechner die Durchleuchtungsbilder derart zu Bildgruppen zusammenfasst, -- dass die jeweilige Bildgruppe alle Durchleuchtungsbilder enthält, deren Erfassungszeitpunkt zwischen einem für die jeweilige Bildgruppe spezifischen Minimalzeitpunkt und einem für die jeweilige Bildgruppe spezifischen Maximalzeitpunkt liegt und -- dass bei Sortierung der Bildgruppen nach aufsteigenden Minimalzeitpunkten die korrespondierenden Maximalzeitpunkte eine streng monoton steigende Folge bilden,
    • – wobei für jede Bildgruppe der jeweilige Minimalzeitpunkt und der jeweilige Maximalzeitpunkt derart bestimmt sind, dass anhand der der jeweiligen Bildgruppe zugeordneten Durchleuchtungsbilder eine dreidimensionale Objektrekonstruktion des Untersuchungsobjekts ermittelbar ist,
    • – wobei der Rechner für jede Bildgruppe anhand der der jeweiligen Bildgruppe zugeordneten Durchleuchtungsbilder die jeweilige Objektrekonstruktion ermittelt,
    • – wobei der Rechner anhand der jeweiligen dreidimensionalen Objektrekonstruktion eine jeweilige zweidimensionale Rekonstruktionsdarstellung ermittelt,
    • – wobei der Rechner die zweidimensionalen Rekonstruktionsdarstellungen über ein Sichtgerät an einen Anwender ausgibt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das Maschinencode aufweist, der von einem Rechner unmittelbar ausführbar ist und dessen Ausführung durch den Rechner bewirkt, dass der Rechner eine Vielzahl von zweidimensionalen Durchleuchtungsbildern eines Untersuchungsobjekts gemäß einem derartigen Auswertungsverfahren auswertet.
  • Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten derartigen Computerprogramm.
  • Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung einen Rechner, wobei der Rechner mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist, so dass er im Betrieb eine Vielzahl von zweidimensionalen Durchleuchtungsbildern eines Untersuchungsobjekts gemäß einem derartigen Auswertungsverfahren auswertet.
  • Die obenstehend beschriebenen Gegenstände sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere zur Ermittlung und Darstellung des Blutflusses in Gefäßsystemen verwendet. Zu diesem Zweck wird ein Kontrastmittel in die Blutbahn injiziert und dessen Ausbreitung erfasst und dargestellt. Auf Grund der dargestellten Ausbreitung des Kontrastmittels ist der Anwender (in der Regel ein Arzt) in der Lage, eine sachgerechte Diagnose zu erstellen.
  • Das Auswertungsverfahren des Standes der Technik arbeitet bereits recht gut, ist jedoch verbesserungsfähig.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, auf Grund derer eine verbesserte und einfachere Diagnose durch den Arzt möglich wird. Insbesondere soll die zeitliche Zuordnung leicht und intuitiv erfassbar sein.
  • Die Aufgabe wird für das Auswertungsverfahren, ausgehend von einem Auswertungsverfahren der obenstehend beschriebenen Art, dadurch gelöst, dass der Rechner jede zweidimensionale Rekon struktionsdarstellung in einer für die jeweilige Bildgruppe spezifischen Codierung ausgibt. Für das Computerprogramm wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass es entsprechend ausgestaltet ist, so dass es die Ausführung eines derartigen, weiterentwickelten Auswertungsverfahrens bewirkt. Analoges gilt für den Datenträger und den Rechner.
  • In den Ansprüchen 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Auswertungsverfahrens beschrieben. Die bevorzugten Ausgestaltungen sind in analoger Weise auch für das Computerprogramm, den Datenträger und den Rechner gültig.
  • Es ist möglich, dass die jeweilige Codierung eine der jeweiligen Bildgruppe zugeordnete Farbe ist. Beispielsweise kann die zeitlich erste Rekonstruktionsdarstellung rot codiert sein, die zeitlich zweite zweidimensionale Rekonstruktionsdarstellung gelb, die zeitlich dritte Rekonstruktionsdarstellung grün usw.. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Codierung eine der jeweiligen Bildgruppe zugeordnete Füllstruktur sein. Beispielsweise kann die zeitlich erste Rekonstruktionsdarstellung in Vollstruktur dargestellt werden, die zeitlich zweite Rekonstruktionsdarstellung kariert, die zeitlich dritte Rekonstruktionsdarstellung schraffiert, die zeitlich vierte Rekonstruktionsdarstellung gepunktet usw..
  • Es ist möglich, dass der Rechner die Rekonstruktionsdarstellungen simultan ausgibt. Alternativ ist es möglich, dass der Rechner die Rekonstruktionsdarstellungen als zeitliche Sequenz ausgibt.
  • Im Falle der Ausgabe der Rekonstruktionsdarstellungen als zeitliche Sequenz ist es möglich, dass der Rechner die Rekonstruktionsdarstellungen vollständig darstellt. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung jedoch gibt der Rechner von jeder Rekonstruktionsdarstellung nur denjenigen Teil aus, der mit keiner der zeitlich vorhergehenden Rekonstruktionsdarstellungen korrespondiert. Diese letztgenannte Vorgehensweise ist weiterhin auch dann realisierbar, wenn der Rechner die Rekonstruktionsdarstellungen simultan ausgibt. Der Rechner kann hierbei bei der Ausgabe des jeweiligen Teils der jeweiligen Rekonstruktionsdarstellung die entsprechenden Teile der zeitlich vorhergehenden Rekonstruktionsdarstellungen gegebenenfalls zusätzlich ausgeben.
  • Es ist möglich, dass das Untersuchungsobjekt statisch ist, sich also während der Erfassung der Durchleuchtungsbilder nicht bewegt. Ein Beispiel eines derartigen statischen Untersuchungsobjekts ist das Gehirn des Menschen und das Blutgefäßsystem, welches das Gehirn mit Blut versorgt. Alternativ kann das Untersuchungsobjekt ein bewegtes Untersuchungsobjekt sein. Beispielsweise kann der Mensch den Kopf bewegen. Auch kann beispielsweise bei der Erfassung von Lunge oder Bauchraum eine atmungsbedingte oder pulsbedingte Bewegung erfolgen.
  • Es ist möglich, eine Information über eine Eigenbewegung des Untersuchungsobjekts während der Erfassung der Durchleuchtungsbilder zu erfassen und dem Rechner zuzuführen. Der Rechner nimmt in diesem Fall diese Information zusätzlich zu den Durchleuchtungsbildern entgegen. Auf Grund dieses Umstands ist der Rechner in der Lage, vor der Ermittlung der Objektrekonstruktionen eine mit der Eigenbewegung des Untersuchungsobjekts korrespondierende Registrierung der Durchleuchtungsbilder vorzunehmen. Alternativ oder zusätzlich kann der Rechner nach der Ermittlung der Objektrekonstruktionen eine mit der Eigenbewegung des Untersuchungsobjekts korrespondierende Registrierung der Objektrekonstruktionen vornehmen.
  • Registrierverfahren zum Registrieren der zweidimensionalen Durchleuchtungsbilder relativ zueinander – auch selbsttätig arbeitende Registrierverfahren – sind als solche im Stand der Technik bekannt. Sie sind als solche nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Analoges gilt für Registrierverfahren, mittels derer die dreidimensionalen Objektrekonstruktionen gegebenenfalls relativ zueinander registriert werden.
  • Es ist möglich, dass der Rechner die Minimalzeitpunkte und die Maximalzeitpunkte der Bildgruppen individuell ermittelt. Insbesondere bei einer kontinuierlichen Bewegung der Aufnahmeanordnung, mittels derer die Durchleuchtungsbilder erfasst werden, ist es jedoch möglich und auch von Vorteil, wenn der Rechner die Minimalzeitpunkte und die Maximalzeitpunkte der Bildgruppen derart ermittelt, dass unmittelbar aufeinander folgende Minimalzeitpunkte einen für alle Bildgruppen einheitlichen zeitlichen Sollabstand aufweisen und für jede Bildgruppe die Differenz des jeweiligen Maximalzeitpunkts und des jeweiligen Minimalzeitpunkts gleich einer für alle Bildgruppen einheitlichen Sollzeitspanne ist. Eine kontinuierliche Bewegung der Aufnahmeanordnung ist insbesondere eine kontinuierliche Rotation der Aufnahmeanordnung einer CT-Anlage. Auch C-Bogen-Anlagen können dies gegebenenfalls bewirken.
  • Der zeitliche Sollabstand ist in aller Regel mindestens so groß wie die Hälfte der Sollzeitspanne. Vorzugsweise ist er sogar mindestens so groß wie die Sollzeitspanne.
  • Es ist möglich, dass der zeitliche Sollabstand dem Rechner fest vorgegeben ist oder vom Rechner anhand anderweitig vorgegebener Größen ermittelt wird. Alternativ kann der Rechner den zeitlichen Sollabstand vom Anwender entgegen nehmen.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
  • 1 eine Röntgenanlage und eine Auswertungsanordnung,
  • 2 bis 4 Ablaufdiagramme,
  • 5 eine Gesamtdarstellung,
  • 6 ein Ablaufdiagramm,
  • 7 bis 9 Verschwenkvorgänge einer Röntgenquelle,
  • 10 und 11 Ablaufdiagramme und
  • 12 einen Verschwenkvorgang einer Röntgenquelle.
  • Gemäß 1 weist eine Röntgenanlage 1 eine Aufnahmeanordnung 2 auf. Die Aufnahmeanordnung 2 umfasst eine Röntgenquelle 3 und einen Flächendetektor 4. Die Röntgenquelle 3 und der Flächendetektor 4 sind gemeinsam bewegbar. In der Regel sind sie, wie in 1 durch entsprechende Pfeile angedeutet ist, um eine gemeinsame Schwenkachse 5 schwenkbar. Das Verschwenken der Röntgenquelle 3 und des Flächendetektors 4 ist hierbei in der Regel derart miteinander koordiniert, dass die Schwenkachse 5 zu jedem Zeitpunkt zwischen der Röntgenquelle 3 und dem Flächendetektor 4 angeordnet ist.
  • Die Röntgenanlage 1 wird von einer Steuereinrichtung 6 gesteuert. Auf Grund einer entsprechenden Ansteuerung durch die Steuereinrichtung 6 erfasst der Flächendetektor 4 ab einem Startzeitpunkt zu Erfassungszeitpunkten t jeweils ein zweidimensionales Durchleuchtungsbild B eines Untersuchungsobjekts 7, das im Bereich der Schwenkachse 5 angeordnet ist, beispielsweise des Gehirns eines Menschen 7. Der Startzeitpunkt ist hierbei nach Bedarf gewählt. In der Regel wird er derart bestimmt, dass er mit dem Beginn des Eintrags eines Kontrastmittels in den betrachteten Teil des Blutgefäßsystems des Untersuchungsobjekts 7 zusammenfällt.
  • Die Steuereinrichtung 6 übermittelt die erfassten Durchleuchtungsbilder B an einen Rechner 8. Zusammen mit den Durchleuchtungsbildern B übermittelt die Steuereinrichtung 6 an den Rechner 8 für jedes Durchleuchtungsbild B den zugehörigen Erfassungszeitpunkt t sowie die Projektionsparameter P, unter denen das jeweilige Durchleuchtungsbild B mittels der Aufnahmeanordnung 2 erfasst wurde.
  • Der Rechner 8 kann ein üblicher Rechner sein. Der Rechner 8 ist mit einem Computerprogramm 9 programmiert. Das Computerprogramm 9 kann beispielsweise in maschinenlesbarer Form auf einem Datenträger 10 hinterlegt sein und dem Rechner 8 über den Datenträger 10 zugeführt werden. Rein beispielhaft ist hierbei als Datenträger 10 in 1 eine CD-ROM dargestellt. Der Datenträger 10 könnte jedoch anderweitig ausgebildet sein, beispielsweise als USB-Memorystick oder als SD-Speicherkarte.
  • Das Computerprogramm 9 weist Maschinencode 11 auf. Der Maschinencode 11 ist vom Rechner 8 unmittelbar ausführbar. Das Ausführen des Maschinencodes 11 – welches selbstverständlich im Betrieb des Rechners 8 erfolgt – bewirkt, dass der Rechner 8 ein Auswertungsverfahren ausführt, das nachfolgend in Verbindung mit 2 näher erläutert wird.
  • Gemäß 2 nimmt der Rechner 8 in einem Schritt S1 die Durchleuchtungsbilder B entgegen. Jedem Durchleuchtungsbild B sind hierbei der korrespondierende Erfassungszeitpunkt t und die korrespondierenden Projektionsparameter P zugeordnet. Die Anzahl der entgegen genommenen Durchleuchtungsbilder B ist in aller Regel sehr groß. Meist werden erheblich mehr als 100 Durchleuchtungsbilder B entgegen genommen, beispielsweise 200, 300, 450 oder noch mehr Durchleuchtungsbilder B. Weiterhin kann der Rechner 8 im Rahmen des Schrittes S1 eine Vorverarbeitung der einzelnen Durchleuchtungsbilder B vornehmen, beispielsweise eine DSA (= digital subtraction angiography) oder eine Kontrastverstärkung.
  • In einem Schritt S2 bestimmt der Rechner 8 für eine Anzahl n von Bildgruppen Gi (i = 1 ..., n) jeweils einen Minimalzeitpunkt ti und einen Maximalzeitpunkt t'i. Hierbei gelten unabhängig vom Wert des Index i die Beziehungen ti+1 > ti t'i+1 > t'i und t'i > t'i.
  • Die Differenz unmittelbar aufeinander folgender Minimalzeitpunkte (also ti+1 – ti) wird nachfolgend als Gruppenabstand bezeichnet. Der Gruppenabstand kann für alle Bildgruppen Gi einheitlich sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
  • In analoger Weise wird für jede Bildgruppe Gi die Differenz von Maximalzeitpunkt t'i und Minimalzeitpunkt ti nachfolgend als Gruppenzeitspanne bezeichnet. Die Gruppenzeitspanne kann – analog zum Gruppenabstand – für alle Bildgruppen Gi einheitlich sein. Auch dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
  • In einem Schritt S3 bildet der Rechner 8 die Bildgruppen Gi. Jede Bildgruppe Gi umfasst hierbei alle Durchleuchtungsbilder B, deren Erfassungszeitpunkt t zwischen dem Minimalzeitpunkt ti und dem Maximalzeitpunkt t'i der jeweiligen Bildgruppe Gi liegt.
  • Die Minimalzeitpunkte ti und die Maximalzeitpunkte t'i sind für alle Bildgruppen Gi derart bestimmt, dass für jede Bildgruppe Gi anhand der der jeweiligen Bildgruppe Gi zugeordneten Durchleuchtungsbilder B eine jeweilige dreidimensionale Objektrekonstruktion Ri des Untersuchungsobjekts 7 ermittelbar ist. Diese Ermittlung nimmt der Rechner 8 in einem Schritt S4 vor. Soweit erforderlich, kann der Rechner 8 im Schritt S4 eine weitergehende Auswertung der Objektrekonstruktionen Ri vornehmen, beispielsweise eine Segmentierung des Blutgefäßsystems des Untersuchungsobjekts 7, soweit es im Rahmen der jeweils betrachteten Objektrekonstruktion Ri von Kontrastmittel durchflossen wird.
  • In einem Schritt 85 bestimmt der Rechner 8 einheitlich für alle Objektrekonstruktionen Ri eine Art der Darstellung. Beispielsweise kann der Rechner 8 festlegen, ob eine Parallel projektion, eine perspektivische Projektion oder eine Schnittdarstellung erfolgen soll. Gegebenenfalls können auch weitere Darstellungsparameter (Blickrichtung, Blickwinkel usw.) festgelegt werden.
  • Der Schritt S5 ist nur optional. Aus diesem Grund ist er in 2 gestrichelt eingezeichnet. Wenn er nicht vorhanden ist, kann die Art der Darstellung beispielsweise fest vorgegeben sein.
  • Der Schritt S5 kann – sein Vorhandensein vorausgesetzt – vollautomatisch ablaufen. Alternativ kann eine Mitwirkung eines Anwenders 12 erforderlich sein. Die Mitwirkung des Anwenders 12 kann hierbei gegebenenfalls interaktiver Natur sein, die Eingaben des Anwenders 12 also jederzeit änderbar sein.
  • In einem Schritt S6 ermittelt der Rechner 8 anhand der jeweiligen dreidimensionalen Objektrekonstruktion Ri für die jeweilige Bildgruppe Gi eine jeweilige zweidimensionale Rekonstruktionsdarstellung Di. Die Ermittlung der jeweiligen Rekonstruktionsdarstellung Di erfolgt hierbei unter Berücksichtigung der im Schritt S5 bestimmten Art der Darstellung (bzw. der anderweitig bekannten Art der Darstellung).
  • In einem Schritt S7 codiert der Rechner 8 jede zweidimensionale Rekonstruktionsdarstellung Di in einer Codierung. Die Codierung ist hierbei für die jeweilige Bildgruppe Gi spezifisch. Die jeweilige Codierung kann beispielsweise eine der jeweiligen Bildgruppe Gi zugeordnete Farbe sein. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Codierung eine der jeweiligen Bildgruppe Gi zugeordnete Füllstruktur sein. Beide Vorgehensweisen werden nachstehend in Verbindung mit 3 bis 6 näher erläutert werden.
  • In einem Schritt S8 gibt der Rechner 8 die codierten Rekonstruktionsdarstellungen Di über ein Sichtgerät 13 an den Anwender 12 aus.
  • 3 zeigt eine mögliche Implementierung der Schritte S7 und S8 von 2.
  • Gemäß 3 selektiert der Rechner 8 in einem Schritt S11 die erste Rekonstruktionsdarstellung D1. In einem Schritt S12 ordnet der Rechner 8 der ersten Rekonstruktionsdarstellung D1 ihre entsprechende Codierung zu. In einem Schritt S13 gibt der Rechner 8 die momentan selektierte Rekonstruktionsdarstellung Di in der ihr zugeordneten Codierung über das Sichtgerät 13 an den Anwender 12 aus.
  • In einem Schritt S14 prüft der Rechner 8, ob er den Schritt S13 bereits für alle Rekonstruktionsdarstellungen Di ausgeführt hat. Wenn dies nicht der Fall ist, geht der Rechner 8 zu einem Schritt S15 über. Anderenfalls ist das Verfahren von 3 beendet.
  • Im Schritt S15 selektiert der Rechner 8 die zeitlich nächste Rekonstruktionsdarstellung Di. Sodann geht der Rechner 8 zum Schritt S12 zurück.
  • Die Vorgehensweise von 3 hat zur Folge, dass der Rechner 8 nacheinander, also als zeitliche Sequenz, die einzelnen Rekonstruktionsdarstellungen Di über das Sichtgerät 13 an den Anwender 12 ausgibt. Jede Rekonstruktionsdarstellung Di wird hierbei in ihrer entsprechenden Codierung ausgegeben.
  • Soweit bisher beschrieben, wird bei der Vorgehensweise von 3 die jeweilige Rekonstruktionsdarstellung Di vollständig ausgegeben. Optional ist es jedoch möglich, dem Schritt S15 einen weiteren Schritt S16 nachzuordnen. Der Schritt S16 ist hierbei in 3 nur gestrichelt dargestellt, weil er optional ist.
  • Wenn der Schritt S16 vorhanden ist, ermittelt der Rechner 8 in dem Schritt S16 die Bestandteile der selektierten Rekonstruktionsdarstellung Di, die in mindestens einer der zeitlich vorhergehenden Rekonstruktionsdarstellungen D (mit j = 1, ..., i-1) ebenfalls vorhanden sind. Diese Bestandteile entfernt der Rechner 8 im Rahmen des Schrittes S16 aus der selektierten Rekonstruktionsdarstellung Di. Diese Modifikation hat zur Folge, dass der Rechner 8 bei jeder Rekonstruktionsdarstellung Di jeweils nur denjenigen Teil ausgibt, der mit keiner der zeitlich vorhergehenden Rekonstruktionsdarstellungen Dj korrespondiert.
  • 4 zeigt eine ähnliche Vorgehensweise wie die zuletzt obenstehend in Verbindung mit 3 und dem optionalen Schritt S16 beschriebene Vorgehensweise. Im Wesentlichen unterscheidet sich die Vorgehensweise von 4 von der zuletzt beschriebenen Vorgehensweise von 3 dadurch, dass der Schritt S13 von 3 durch Schritte S21 und S22 ersetzt wird. Im Schritt S21 fügt der Rechner 8 denjenigen Teil der momentan selektierten Rekonstruktionsdarstellung Di, der mit keiner der zeitlich vorhergehenden Rekonstruktionsdarstellungen Dj korrespondiert, zu einer Gesamtdarstellung D hinzu. Im Schritt S22 wird die Gesamtdarstellung D angezeigt.
  • Die Vorgehensweise gemäß 4 hat zur Folge, dass bei der ersten Iteration die erste Rekonstruktionsdarstellung D1 in der der ersten Rekonstruktionsdarstellung D1 zugeordneten Codierung über das Sichtgerät 13 ausgegeben wird, bei der zweiten Iteration zusätzlich derjenige Teil der zweiten Rekonstruktionsdarstellung D2 in der der zweiten Rekonstruktionsdarstellung D2 zugeordneten Codierung angezeigt wird, der nicht bereits im Rahmen der ersten Rekonstruktionsdarstellung D1 angezeigt wurde usw.. Bei der letzten Iteration wird dann jeder Teil der Rekonstruktionsdarstellungen Di in derjenigen Codierung dargestellt, in der er erstmals auftaucht. Es wird also das Fortschreiten der Ausbreitung des Kontrastmittels visualisiert. 5 veranschaulicht diese Vorgehensweise.
  • Wie bereits erwähnt, kann die Codierung eine der jeweiligen Bildgruppe Gi zugeordnete Farbe sein. Beispielsweise kann die erste Rekonstruktionsdarstellung D1 in Rot dargestellt werden, die zweite Rekonstruktionsdarstellung D2 in Orange, die dritte Rekonstruktionsdarstellung D3 in Gelb usw.. Ebenso ist es möglich, beispielsweise der ersten Rekonstruktionsdarstellung D1 die Farbe Rot zuzuordnen, der letzten Rekonstruktionsdarstellung Dn die Farbe Gelb. Den übrigen Rekonstruktionsdarstellungen D2 bis D1 werden nach und nach Übergangsfarben von Rot zu Gelb zugeordnet. Lediglich der Vollständigkeit halber sei hierbei erwähnt, dass die angegebenen Farben rein beispielhaft sind.
  • Alternativ oder zusätzlich zur Zuordnung von Farben kann den jeweiligen Rekonstruktionsdarstellungen Di eine jeweilige Füllstruktur zugeordnet sein. Beispielsweise kann die erste Rekonstruktionsdarstellung D1 vollständig ausgefüllt dargestellt werden, die zweite Rekonstruktionsdarstellung D2 grob kariert, die dritte Rekonstruktionsdarstellung D3 fein kariert, die vierte Rekonstruktionsdarstellung D4 schraffiert, wobei die Schraffur von links unten nach rechts oben verläuft usw.. Ebenso ist es möglich, beispielsweise der ersten Rekonstruktionsdarstellung D1 einen relativ großen Anteil an Füllelementen zuzuordnen, so dass beispielsweise ein Hintergrund zu 80% oder mehr verdeckt ist, und der letzten Rekonstruktionsdarstellung Dn eine Füllstruktur zuzuordnen, bei welcher der Hintergrund nur zu einem relativ geringen Anteil von beispielsweise 20% oder weniger verdeckt ist. In diesem Fall kann bei den übrigen Rekonstruktionsdarstellungen D2 bis Dn-1 eine allmähliche Reduktion des Überdeckungsgrades von (rein beispielhaft) 90% auf 10% erfolgen.
  • 6 zeigt eine geringfügige Modifikation der Vorgehensweise von 4. Der Unterschied besteht darin, dass der Schritt S22 nicht im Rahmen der Schleife zwischen den Schritten S12 und S16 ausgeführt wird, sondern erst beim Verlassen der Schleife, also wenn die Prüfung des Schrittes S14 positiv verläuft. Diese Modifikation hat zur Folge, dass der Rechner 8 im Rahmen der Gesamtdarstellung D die Rekonstruktionsdarstellungen Di simultan über das Sichtgerät 13 an den Anwender 12 ausgibt.
  • Die Röntgenanlage 1, mittels derer die Erfassung der Durchleuchtungsbilder B erfolgt, kann beispielsweise eine CT-Anlage sein. In diesem Fall rotiert die Aufnahmeanordnung 2 kontinuierlich um die Schwenkachse 5. Sie führt also entsprechend den Darstellungen von 7 bis 9 kontinuierlich mehrere vollständige Umläufe um die Schwenkachse 5 aus. Die Umläufe sind hierbei in den 7 bis 9 spiralförmig dargestellt, um die einzelnen Umläufe in den 7 bis 9 voneinander unterscheiden zu können. In der Realität sind die Umläufe selbstverständlich kreisförmig. Weiterhin ist in den 7 bis 9 nur die Bahn der Röntgenquelle 3 dargestellt. Der Flächendetektor 4 liegt zu jedem Zeitpunkt der Röntgenquelle 3 relativ zur Schwenkachse 5 diametral gegenüber.
  • Die Gruppenzeitspannen werden im Fall der 7 bis 9 nach Bedarf gewählt. In der Regel werden sie so klein wie möglich gewählt, um zeitbedingte Rekonstruktionsartefakte so klein wie möglich zu halten. In der Regel sind die Gruppenzeitspannen für alle Bildgruppen Gi einheitlich. Sie sind in der Regel derart gewählt, dass die Aufnahmeanordnung 2 (bzw. die Röntgenquelle 3) während der Gruppenzeitspanne Δti relativ zur Schwenkachse 5 einen Schwenkwinkel α überstreicht, der 180° zuzüglich des Fächerwinkels β der Aufnahmeanordnung 2 ist. Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, zur Ermittlung der Objektrekonstruktionen Ri den sogenannten Feldkamp-Algorithmus zu verwenden, der Fachleuchten allgemein bekannt ist. Im Einzelfall ist es jedoch möglich und eventuell auch sinnvoll, den Schwenkwinkel α anders zu bestimmen. Beispielsweise ist es möglich, den Schwenkwinkel α kleiner zu wählen und lediglich eine sogenannte Tomosynthese durchzuführen.
  • In der Regel wird der Anwender 12 dem Rechner 8 den Schwenkwinkel α vorgeben, der von der Aufnahmeanordnung 2 während der jeweiligen Gruppenzeitspanne überstrichen werden soll. Der Rechner 8 ermittelt in diesem Fall anhand des vorgegebenen Schwenkwinkels α und der ihm bekannten Rotationsgeschwindigkeit der Aufnahmeanordnung 2 selbsttätig die korres pondierenden Gruppenzeitspannen. Insbesondere in diesem Fall sind die Gruppenzeitspannen für alle Bildgruppen Gi einheitlich gleich einer Sollzeitspanne Δt.
  • Die Gruppenabstände können, wie bereits erwähnt, ebenfalls einen für alle Bildgruppen Gi einheitlichen Wert aufweisen, nachfolgend zeitlicher Sollabstand δt genannt. Der zeitliche Sollabstand δt kann hierbei – vergleiche 7 – größer als die Sollzeitspanne Δt sein. Der zeitliche Sollabstand δt kann jedoch gemäß 8 ebenso gleich der Sollzeitspanne Δt sein. Der zeitliche Sollabstand δt kann (wiederum alternativ) gemäß 9 kleiner als die Sollzeitspanne Δt sein. Der zeitliche Sollabstand δt sollte jedoch mindestens so groß wie die Hälfte der Sollzeitspanne Δt sein.
  • Es ist möglich, dass der zeitliche Sollabstand δt dem Rechner 8 fest vorgegeben ist. Ebenso ist es möglich, dass der Rechner 8 den zeitlichen Sollabstand δt selbsttätig anhand der Sollzeitspanne Δt ermittelt. Wiederum alternativ ist es gemäß 10 möglich, dass der Rechner 8 den zeitlichen Sollabstand δt vom Anwender 12 entgegen nimmt. In diesem Fall ist gemäß 10 zwischen die Schritte S1 und S2 ein Schritt S31 eingeschoben. Im Schritt S31 nimmt der Rechner 8 den zeitlichen Sollabstand δt vom Anwender 12 entgegen.
  • Zusätzlich kann gemäß 10 weiterhin ein Schritt S32 vorhanden sein. Falls der Schritt S32 vorhanden ist, kann der Rechner 8 im Schritt S32 die Sollzeitspanne Δt oder den korrespondierenden Schwenkwinkel α entgegen nehmen. Alternativ oder zusätzlich zur Vorgabe der Sollzeitspanne Δt oder des korrespondierenden Schwenkwinkels α ist es möglich, dass der Rechner 8 im Rahmen des Schrittes S32 einen Wert für den Minimalzeitpunkt t1 der ersten Bildgruppe G1 entgegen nimmt.
  • Gemäß 10 ist weiterhin der Schritt S2 gegenüber der Vorgehensweise von 2 modifiziert. Im Rahmen des Schrittes S2 von 10 ermittelt der Rechner 8 die Minimalzeitpunkte ti und die Maximalzeitpunkte t'i gemäß den Beziehungen t'i = ti + Δt ti+1 = ti + δt.Wenn das Untersuchungsobjekt 7 sich während der Erfassung der Durchleuchtungsbilder B nicht bewegt, können mit den obenstehend beschriebenen Vorgehensweisen hervorragende Ergebnisse erzielt werden. Wenn das Untersuchungsobjekt 7 sich hingegen während der Erfassung der Durchleuchtungsbilder B bewegt, ist es möglich, dass in erheblichem Umfang bewegungsbedingte Artefakte auftreten. In diesem Fall ist die Vorgehensweise von 2 vorzugsweise entsprechend 11 modifiziert. Die Vorgehensweise von 11 ist hierbei alternativ oder zusätzlich zur Vorgehensweise von 10 möglich.
  • Gemäß 11 ist der Schritt S1 von 2 derart modifiziert, dass der Rechner 8 zusätzlich zu den Durchleuchtungsbildern B auch eine Information I über eine Eigenbewegung des Untersuchungsobjekts 7 während der Erfassung der Durchleuchtungsbilder B entgegen nimmt. Beispielsweise kann, wenn das Untersuchungsobjekt 7 mit dem Bauch- oder Lungenraum eines Menschen korrespondiert, mittels eines Brustspanngurtes ein Atmungszustand des Untersuchungsobjekts 7 erfasst und dem Rechner 8 übermittelt werden.
  • Gemäß 11 kann weiterhin dem Schritt S4 von 2 ein Schritt S41 vorgeordnet sein. Im Schritt S41 nimmt der Rechner 8 eine Registrierung der Durchleuchtungsbilder B vor. Die Registrierung der Durchleuchtungsbilder B korrespondiert hierbei selbstverständlich mit der Eigenbewegung des Untersuchungsobjekts 7. Die Registrierung des Schrittes S41 kann starr oder elastisch sein. Die entsprechenden Registrierverfahren sind Fachleuten bekannt. Sie sind als solche nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Alternativ oder zusätzlich zum Schritt S41 kann weiterhin dem Schritt S4 ein Schritt S42 nachgeordnet sein. Im Schritt S42 nimmt der Rechner 8 eine Registrierung der Objektrekonstruktionen Ri vor. Auch die Registrierung der Objektrekonstruktionen Ri korrespondiert selbstverständlich mit der Eigenbewegung des Untersuchungsobjekts 7. Die Registrierung des Schrittes S42 kann – analog zur Registrierung des Schrittes S41 – alternativ starr oder elastisch sein. Auch bezüglich des Schrittes S42 sind die entsprechenden Registrierverfahren Fachleuten bekannt. Sie sind als solche nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung wurde obenstehend in Verbindung mit Durchleuchtungsbildern B erläutert, wobei die Durchleuchtungsbilder B mittels einer Röntgenanlage 1 erfasst wurden, die als CT-Anlage ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch ebenso anwendbar, wenn die Durchleuchtungsbilder B mittels einer andersartig ausgebildeten Röntgenanlage 1 erfasst werden, beispielsweise einer C-Bogen-Röntgenanlage.
  • Wenn die Aufnahmeanordnung 2 der andersartig ausgebildeten Röntgenanlage 1 in analoger Weise zu einer CT-Anlage in der Lage ist, mehrere vollständige Umläufe um die Schwenkachse 5 auszuführen, ist dies ohne weiteres sofort ersichtlich. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch dann anwendbar, wenn die Röntgenquelle 3 und der Flächendetektor 4 gemäß 12 nur über einen Gesamtwinkel γ verschwenkbar sind, der maximal 360° beträgt, beispielsweise 270° oder 220° oder 200°. In diesem Fall muss die Aufnahmeanordnung 2 nach jedem Vorwärtsverschwenkvorgang V mittels eines Rückwärtsverschwenkvorgangs V' in ihre Ausgangslage A zurück verschwenkt werden. Zumindest während der Vorwärtsverschwenkvorgänge V werden hierbei die Durchleuchtungsbilder B erfasst. Während der Rückwärtsverschwenkvorgänge V' können alternativ Durchleuchtungsbilder B erfasst werden oder nicht erfasst werden. In der Regel bilden alle während eines einzelnen Verschwenkvorgangs V, V' erfassten Durchleuchtungsbilder B eine Bildgruppe Gi. Schematisch ist dies in 12 für drei Verschwenkvorgänge V, V' dargestellt. Die dargestellte Anzahl („drei”) von Verschwenk vorgängen V, V' ist hierbei selbstverständlich rein beispielhaft.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist eine intuitive Zuordnung des Blutflusses zurzeit möglich. Eine auf der Zuordnung des Blutflusses zurzeit aufbauende Diagnose wird daher für den Anwender (Arzt) 12 erleichtert.
  • Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims (11)

  1. Auswertungsverfahren für eine Vielzahl von zweidimensionalen Durchleuchtungsbildern (B) eines Untersuchungsobjekts (7), – wobei ein Rechner (8) die Durchleuchtungsbilder (B) entgegen nimmt, – wobei jedem Durchleuchtungsbild (B) ein Erfassungszeitpunkt (t), zu dem das jeweilige Durchleuchtungsbild (B) erfasst wurde, und Projektionsparameter (P), unter denen das jeweilige Durchleuchtungsbild (B) erfasst wurde, zugeordnet sind, – wobei der Rechner (8) die Durchleuchtungsbilder (B) derart zu Bildgruppen (Gi) zusammenfasst, -- dass die jeweilige Bildgruppe (Gi) alle Durchleuchtungsbilder (B) enthält, deren Erfassungszeitpunkt (t) zwischen einem für die jeweilige Bildgruppe (Gi) spezifischen Minimalzeitpunkt (ti) und einem für die jeweilige Bildgruppe (Gi) spezifischen Maximalzeitpunkt (t'i) liegt und -- dass bei Sortierung der Bildgruppen (Gi) nach aufsteigenden Minimalzeitpunkten (ti) die korrespondierenden Maximalzeitpunkte (t'i) eine streng monoton steigende Folge bilden, – wobei für jede Bildgruppe (Gi) der jeweilige Minimalzeitpunkt (ti) und der jeweilige Maximalzeitpunkt (t'i) derart bestimmt sind, dass anhand der der jeweiligen Bildgruppe (Gi) zugeordneten Durchleuchtungsbilder (B) eine dreidimensionale Objektrekonstruktion (Ri) des Untersuchungsobjekts (7) ermittelbar ist, – wobei der Rechner (8) für jede Bildgruppe (Gi) anhand der der jeweiligen Bildgruppe (Gi) zugeordneten Durchleuchtungsbilder (Bi) die jeweilige Objektrekonstruktion (Ri) ermittelt, – wobei der Rechner (8) anhand der jeweiligen dreidimensionalen Objektrekonstruktion (Ri) eine jeweilige zweidimensionale Rekonstruktionsdarstellung (Di) ermittelt, – wobei der Rechner (8) die zweidimensionalen Rekonstruktionsdarstellungen (Di) über ein Sichtgerät (13) an einen Anwender (12) ausgibt, – wobei der Rechner (8) jede zweidimensionale Rekonstruktionsdarstellung (Di) in einer für die jeweilige Bildgruppe (Gi) spezifischen Codierung ausgibt.
  2. Auswertungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Codierung eine der jeweiligen Bildgruppe (Gi) zugeordnete Farbe und/oder eine der jeweiligen Bildgruppe (Gi) zugeordnete Füllstruktur ist.
  3. Auswertungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (8) die Rekonstruktionsdarstellungen (Di) simultan oder als zeitliche Sequenz ausgibt.
  4. Auswertungsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (8) von jeder Rekonstruktionsdarstellung (Di) nur denjenigen Teil ausgibt, der mit keiner der zeitlich vorhergehenden Rekonstruktionsdarstellungen (Dj) korrespondiert.
  5. Auswertungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (8) zusätzlich zu den Durchleuchtungsbildern (B) auch eine Information (I) über eine Eigenbewegung des Untersuchungsobjekts (7) während der Erfassung der Durchleuchtungsbilder (B) entgegen nimmt und dass der Rechner (8) vor der Ermittlung der Objektrekonstruktionen (Ri) eine mit der Eigenbewegung des Untersuchungsobjekts (7) korrespondierende Registrierung der Durchleuchtungsbilder (B) vornimmt und/oder nach der Ermittlung der Objektrekonstruktionen (Ri) eine mit der Eigenbewegung des Untersuchungsobjekts (7) korrespondierende Registrierung der Objektrekonstruktionen (Ri) vornimmt.
  6. Auswertungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (8) die Minimalzeitpunkte (ti) und die Maximalzeitpunkte (t'i) der Bildgruppen (Gi) derart ermittelt, dass unmittelbar aufeinander folgende Minimalzeitpunkte (ti) einen für alle Bildgruppen (Gi) einheitlichen zeitlichen Sollabstand (δt) aufweisen und für jede Bildgruppe (Gi) die Differenz des jeweiligen Maximalzeitpunkts (t'i) und des jeweiligen Minimalzeitpunkts (ti) gleich einer für alle Bildgruppen (Gi) einheitlichen Sollzeitspanne (Δt) ist.
  7. Auswertungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Sollabstand (δt) mindestens so groß wie die Hälfte der Sollzeitspanne (Δt) ist, insbesondere mindestens so groß wie die Sollzeitspanne (Δt) ist.
  8. Auswertungsverfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (8) den zeitlichen Sollabstand (δt) vom Anwender (12) entgegen nimmt.
  9. Computerprogramm, das Maschinencode (11) aufweist, der von einem Rechner (8) unmittelbar ausführbar ist und dessen Ausführung durch den Rechner (8) bewirkt, dass der Rechner (8) eine Vielzahl von zweidimensionalen Durchleuchtungsbildern (B) eines Untersuchungsobjekts (7) gemäß einem Auswertungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche auswertet.
  10. Datenträger mit einem auf dem Datenträger in maschinenlesbarer Form gespeicherten Computerprogramm (9) nach Anspruch 9.
  11. Rechner, wobei der Rechner mit einem Computerprogramm (9) nach Anspruch 9 programmiert ist, so dass er im Betrieb eine Vielzahl von zweidimensionalen Durchleuchtungsbildern (B) eines Untersuchungsobjekts (7) gemäß einem Auswertungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auswertet.
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