DE102008048045A1 - Verfahren zur Erzeugung von computertomographischen Bilddatensätzen eines Patienten in der Herz-CT bei einer Perfusionskontrolle unter Kontrastmittelapplikation - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung von computertomographischen Bilddatensätzen eines Patienten in der Herz-CT bei einer Perfusionskontrolle unter Kontrastmittelapplikation Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von computertomographischen Bilddatensätzen eines Patienten in der Herz-CT bei einer Perfusionskontrolle unter Kontrastmittelapplikation, wobei mit einem CT-System (1) eine Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden CT-Datensätzen (Pn, Bn) als Aufnahmeserie aufgenommen und gegebenenfalls rekonstruiert wird, und diese CT-Datensätze (Pn, Bn) zur besseren Sichtbarmachung der Perfusion durch elektronische Filterung und Nacharbeitung verbessert werden, wobei alle während einer CT-Abtastung ermittelten Projektions- und/oder Bilddaten genutzt werden, jedoch mit Hilfe von Frequenzfilterung nur die Daten einer Projektion oder eines rekonstruierten Bildes zur Erzeugung einer endgültigen Darstellung verwendet werden, die nicht in einen vorgegebenen Ortsfrequenzbereich einer Herzbewegung fallen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von computertomographischen Bilddatensätzen eines Patienten in der Herz-CT bei einer Perfusionskontrolle unter Kontrastmittelapplikation, wobei mit einem CT-System eine Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden CT-Datensätzen als Aufnahmeserie aufgenommen und gegebenenfalls rekonstruiert werden, und diese CT-Datensätze zur besseren Sichtbarmachung der Perfusion durch elektronische Filterung und Nachbearbeitung verbessert werden.
  • Ähnliche Verfahren zur Qualitätssteigerung von computertomographischen Aufnahmeserien durch Bildverarbeitung sind allgemein bekannt. Beispielsweise wird auf die Druckschrift DE 10 2005 038 940 A1 verwiesen, in der ein kantenerhaltener Filter zur Bildverbesserung verwendet wird. In den Druckschriften P. Perona and J. Malik, „Scale space and edge detection using anistropic diffusion”, IEEE Transactions an Pattern Analalysis and Machine Intelligence, Vol. 12, pp. 629–639, 1990, und J. Weickert, „Anisotropic Diffusion in Image Processing”, Teubner-Verlag, Stuttgart, Germany, 1998, werden Diffusionsfilter verwendet, um die Bildqualität zu verbessern. Des Weiteren wird auf die Druckschrift DE 10 2005 012 654 A1 verwiesen, in der unter Ausnützung von Korrelationsrechnungen Bilddaten gefiltert werden, um auch hier eine Qualitätsverbesserung zu erzeugen.
  • All diese oben genannten bekannten Verfahren zur Qualitätssteigerung von Bildaufnahmen durch Bildverarbeitung stoßen jedoch an ihre Grenzen, wenn der relevante Kontrast in der Nähe oder auch kleiner als das Rauschen ist. Betrachtet man CT-Perfusionsuntersuchungen des Herzens, so zeigt sich, dass die typischen CT-Wert-Änderungen, die zur Erkennung der Per fusion notwendig sind, im Bereich von ca. 2 bis 20 HU, also 0,2 bis 2%, des Kontrastes von Wasser gegen Luft liegen. Folglich spielt das Bildpunktrauschen eine entscheidende Rolle. Erschwerend kommt bei der Herz-CT noch hinzu, dass die Bewegung des Herzens während der Untersuchung zu Bewegungsunschärfen führt.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Qualitätssteigerung von computertomographischen Aufnahmeserien zu finden, welches es ermöglicht, einerseits das Rausch-zu-Signal-Verhältnis so stark als möglich zu reduzieren, andererseits jedoch so wenig wie möglich Bewegungsunschärfe entstehen zu lassen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass diese sich eigentlich widersprechenden Aufgaben bei einer gegateten Herz-CT dadurch weitgehend erfüllt werden können, wenn alle während einer CT-Abtastung ermittelten Projektions- und/oder Bilddaten verwendet werden, wobei jedoch mit Hilfe von Frequenzfilterung nur die Daten einer Projektion oder eines rekonstruierten Bildes zur Erzeugung einer endgültigen Darstellung verwendet werden, die nicht in einen vorgegebenen Ortsfrequenzbereich einer Herzbewegung fallen. Umgekehrt können sogar die Daten, die in den typischen Ortsfrequenzbereich einer Perfusion fallen, verstärkt gewichtet werden, so dass diese Veränderungen im betrachteten Gewebe besonders stark hervorgehoben werden. Auf diese Weise können zusätzliche Bildinformationen auch aus Herzphasen, die für sich gesehen eigentlich nicht verwertbar sind, trotzdem zur Verbesserung der Bildqualität beitragen und damit auch den Anteil genutzter Dosis aus einer CT-Untersuchung verbessern.
  • Entsprechend dieser Erkenntnis schlagen die Erfinder das folgende Verfahren zur Erzeugung von computertomographischen Bilddatensätzen eines Patienten in der Herz-CT bei einer Perfusionskontrolle unter Kontrastmittelapplikation mit den folgenden Verfahrensschritten vor:
    • – Abtasten des Patienten im Bereich des schlagenden Herzens mit einem Röntgen-CT-System und Erzeugung von CT-Datensätzen mit korrelierten Bewegungsinformationen des Herzens über mehrere Herzzyklen mit mehreren Zyklusphasen hinweg,
    • – Transformation der CT-Datensätze in einen Ortsfrequenzraum,
    • – Aufteilung mindestens eines transformierten CT-Datensatzes in jeweils mindestens zwei transformierte CT-Teildatensätze nach unterschiedlichen Ortsfrequenzbereichen,
    • – Zusammenstellung eines neuen transformierten CT-Datensatzes aus jeweils mehreren CT-Teildatensätzen, wobei
    • – einerseits CT-Teildatensätze mindestens eines ersten Ortsfrequenzbereiches ohne Berücksichtigung von korrelierten Bewegungsinformationen des Herzens verwendet werden und
    • – andererseits CT-Teildatensätze mindestens eines zweiten Ortsfrequenzbereiches oder ein vollständiger transformierter CT-Datensatz jeweils unter Auswahl einer vorgegebenen Bewegungsphase des Herzens über mehrere Herzzyklen verwendet werden,
    • – Rücktransformation des neuen transformierten CT-Datensatzes, und
    • – Bestimmen und Anzeigen von Perfusionsparametern unter Benutzung der neuen CT-Datensätze.
  • In einer besondern Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens können die CT-Datensätze Projektionsdatensätze sein, wobei vor der Bestimmung der Perfusionsparameter aus der Zeitfolge der Projektionsdatensätze eine Zeitfolge von CT-Bilddatensätzen rekonstruiert wird.
  • In einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens können die CT-Datensätze Bilddatensätze sein, wobei die neu bestimmte Zeitfolge an Bilddatensätzen direkt zur Bestimmung der Perfusionsparameter genutzt werden kann.
  • Das hier beschriebene Verfahren kann in Verbindung mit unterschiedlichen Abtastvarianten, wie einer Spiralabtastung oder einer Abtastung des Patienten im stationären oder sequentiell vorgeschobenen Kreisscan, erfolgen.
  • Bezüglich möglicher Transformationen der CT-Daten in einen Ortsfrequenzraum, kann beispielsweise eine Wavelet-Transformation verwendet werden, wobei hier die Ortsfrequenzbereiche durch die Ebene der Wavelet-Transformation bestimmt werden.
  • Alternativ kann zur Transformation der CT-Datensätze auch eine Fourier-Transformation verwendet werden. Hierbei können die Ortsfrequenzbereiche durch die einer Ortsfrequenz zugeordneten Fourierkoeffizienten bestimmt werden.
  • Eine andere Möglichkeit zur Transformation der CT-Datensätze besteht darin, je Ortsfrequenzbereich mindestens eine Filterung mit einem Ortsfrequenzfilter aus diesem Ortsfrequenzbereich durchzuführen.
  • Zum Rahmen der Erfindung gehört auch eine Recheneinheit mit einem Programmspeicher, der Computerprogrammcode enthält, welcher im Betrieb das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.
  • Ebenso gehört zur Erfindung auch ein Röntgen-CT-System mit einer Steuer- und Recheneinheit mit einem Programmspeicher, der Computerprogrammcode enthält, welcher im Betrieb das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Hierbei werden die folgenden Bezugszeichen verwendet: 1.0: Vorbereitung; 1.1: Abtasten; 1.2: Transformation; 1.3: Aufteilung; 1.4: Zusammenstellung eines neuen transformierten CT-Datensatzes; 1.4.1: Verwendung von CT-Teildatensätze ohne Berücksichtigung von korrelierten Bewegungsinformationen; 1.4.1: Verwendung von CT-Teildatensätze mit Berücksichtigung von korrelierten Bewe gungsinformationen; 1.5: Rücktransformation; 1.6: Bestimmung von Perfusionsparametern; C1: Röntgen-CT-System; C2: erste Röntgenröhre; C3: erster Detektor; C4: zweite Röntgenröhre (optional); C5: zweiter Detektor (optional); C6: Gantrygehäuse; C7: Patient; C8: verschiebbare Patientenliege; C9: Systemachse; C10: Steuer- und Recheneinheit; C11: Kontrastmittelapplikator; C12: EKG-Leitung; C13: Steuerleitung für den Kontrastmittelapplikator; Bn: n-te Bilddarstellung; E: EKG-Verlauf; FT: Transformation; Fn: Filter für den n-ten Ortsfrequenzbereich; gn,m: Gewichtungsfaktor zum n-ten CT-Teil-Bild- oder Projektions-Datensatz des m-ten Ortsfrequenzbereiches; Pn: n-ter Projektionsdatensatz; P'n: n-ter transformierter Projektionsdatensatz; P''n: n-ter neu zusammengesetzter transformierter Projektionsdatensatz; P'''n: n-ter rücktransformierter Projektionsdatensatz; Prgn: n-tes Programm oder Programm-Modul; R: Rekonstruktion; RPn: Ruhephase im Herzzyklus; Tn,m: n-ter CT-Teil-Bild- oder Projektions-Datensatz zum m-ten Ortsfrequenzbereich; t: Zeit; Z: Zyklusdauer des Herzens; φ: Drehwinkel der Gantry.
  • Es zeigen die Figuren im Einzelnen:
  • 1: Röntgen-CT-System mit EKG und Kontrastmittelapplikator,
  • 2: Flussschema eines bevorzugten Verfahrensablaufes,
  • 3: schematische Darstellung einer einfachen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bezüglich der Datenaufbereitung auf der Basis von Projektionsdatensätzen,
  • 4: schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit gewichteter Zusammenfassung von Teil-CT-Datensätzen bezüglich der Datenaufbereitung auf der Basis von Projektionsdatensätzen mit anschließender Rekonstruktion, und
  • 5: Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens bezüglich der Datenaufbereitung auf der Basis von rekonstruierten Bilddatensätzen.
  • Die 1 zeigt ein beispielhaftes Röntgen-CT-System C1, welches geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Das Röntgen-CT-System C1 besteht aus einem Gantrygehäuse C6, in dem sich eine hier nicht näher dargestellte Gantry befindet, an der eine erste Röntgenröhre C2 mit einem gegenüberliegenden ersten Detektor C3 befestigt sind. Optional kann auch eine zweite Röntgenröhre C4 mit einem gegenüberliegenden zweiten Detektorsystem C5 an der Gantry angeordnet sein. Durch die Verwendung von zwei oder gegebenenfalls drei winkelversetzt angeordneten Röhren-/Detektor-Systemen wird eine verbesserte Zeitauflösung der Abtastung erzeugt. Ein Patient C7 befindet sich auf einer in Richtung der Systemachse C9 verschiebbaren Patientenliege C8, mit der er während der Abtastung kontinuierlich oder sequentiell entlang der Systemachse C9 durch ein Messfeld zwischen den Röntgenröhren und den jeweils zugeordneten Detektoren geschoben werden kann. Falls der Detektor eine ausreichende Breite für ein vorgesehenes Untersuchungsfeld aufweist, besteht auch die Möglichkeit, den Patienten mit diesem Untersuchungsfeld, zum Beispiel die Herzregion, in den Messbereich des Detektors zu verschieben und dort stationär, also ohne weitere Verschiebung, Kreisscans durchzuführen. Diese Abtastvorgänge werden durch eine Rechen- und Steuereinheit C10 mit Hilfe von Computerprogrammen Prg1 bis Prgn gesteuert. Ergänzend kann von dem Patienten C7 mit Hilfe einer EKG-Leitung C12 während des Abtastvorganges Herzpotentiale aufgezeichnet werden, so dass zeitlich korrelierte Informationen zwischen den aufgenommenen CT-Datensätzen und der Herzbewegung gespeichert werden können. Ebenso kann in der Rechen- und Steuereinheit C10 die Rekonstruktion stattfinden.
  • Des Weiteren kann mit Hilfe eines Kontrastmittelapplikators C11, der über eine Steuerleitung C13 mit der Steuer- und Re cheneinheit C10 verbunden ist, Kontrastmittel vor oder während des Abtastvorganges dem Patienten appliziert werden. In bekannter Weise kann durch Beobachtung dieses Kontrastmittels im Herzbereich die Perfusion des Kontrastmittels beobachtet werden und es können medizinisch relevante Perfusionsparameter in an sich bekannter Weise bestimmt werden.
  • Erfindungsgemäß befinden sich im Speicher auch Computerprogramme, in denen das zuvor beschriebene Verfahren mit Hilfe des hier dargestellten CT-Systems durchgeführt werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einer bevorzugten Ausführungsform in der 2 in Form eines Flussschemas dargestellt. Hierin wird im Verfahrensschritt 1.0 zunächst die Vorbereitung zur Durchführung des eigentlichen Verfahrens durchgeführt, wobei hierin zum Beispiel die Kontrastmittelapplikation erfolgen kann. Mit dem Verfahrensschrift 1.1 wird der Patient im Bereich des schlagenden Herzens mit einem Röntgen-CT-System abgetastet und es werden CT-Datensätze mit korrelierten Bewegungsinformationen des Herzens über mehrere Herzzyklen, wobei die wiederum mehrere Zyklusphasen enthalten, erzeugt. Anschließend erfolgt im Verfahrensschritt 1.2 eine Transformation der CT-Datensätze in einen Ortsfrequenzraum. Beispielsweise kann es sich bei dieser Transformation um eine Fourier-Transformation oder Wavelet-Transformation handeln.
  • Nachdem die CT-Datensätze nun in einer transformierten Form vorliegen wird im Verfahrensschritt 1.3 eine Aufteilung der CT-Datensätze in mehrere transformierte CT-Teildatensätze nach unterschiedlichen Ortsfrequenzbereichen vorgenommen. Damit besteht nun die Möglichkeit, die in den einzelnen CT-Teildatensätzen vorhandenen Informationen unterschiedlich zu behandeln. Dies geschieht im Verfahrensschrift 1.4 in dem wiederum eine Zusammensetzung eines neuen transformierten CT-Datensatzes aus mehreren Teildatensätzen erfolgt, wobei nicht mehr unbesehen alle Teildatensätze verwendet werden, sondern entsprechend den untergeordneten Verfahrensschritten 1.4.1 und 1.4.2 einerseits CT-Teildatensätze eines bestimmten Ortsfrequenzbereiches ohne Berücksichtigung von korrelierten Bewegungsinformationen des Herzens verwendet werden und andererseits CT-Teildatensätze eines anderen Ortsfrequenzbereiches oder auch ein vollständiger transformierter CT-Datensatz, beides jeweils unter Ausfall einer vorgegebenen Bewegungsphase des Herzens, über mehrere Herzzyklen verwendet werden. Es wird also durch diese Auswahl bestimmter CT-Teildatensätze aus bestimmten Ortsfrequenzbereichen dafür gesorgt, dass zur Bildentstehung letztendlich die Daten aus vorhandenen Datensätzen verwendet werden, die positiv zur Bildentstehung beitragen, während andere Daten, die zu einer Bewegungsunschärfe beitragen, entfernt werden. Ergänzend kann bei der Zusammensetzung der Teildatensätze zum Beispiel auch dafür gesorgt werden, dass besonders stark CT-Teildatensätze aus Ortsfrequenzbereichen gewichtet werden, die Informationen im Bereich der Ortsfrequenzen von typischen Perfusionsveränderungen aufweisen. Hierdurch werden diese Informationen besonders stark hervorgehoben, so dass sie auch in den entstehenden Bildern gut erkennbar dargestellt werden.
  • Gemäß dem folgenden Verfahrensschritt 1.5 erfolgt nun eine Rücktransformation des zuvor zusammengesetzten neuen transformierten CT-Datensatzes, so dass anschließend mit Hilfe weiterer auf diese Art und Weise entstandener CT-Datensätze eine Zeitfolge von CT-Datensätzen gebildet werden kann.
  • Im Verfahrensschritt 1.6 erfolgen nun die Bestimmung und das Anzeigen von Perfusionsparametern unter Verwendung von CT-Datensätzen, die nach dem oben beschriebenen Verfahren gebildet wurden.
  • Grundsätzlich ist das zuvor beschriebene Verfahren sowohl auf Rohdaten, also auf Projektionsdaten, anwendbar, allerdings besteht auch die Möglichkeit, dieses Verfahren auf bereits zuvor rekonstruierte Bilddaten anzuwenden, so dass anschließend keine Rekonstruktion der Projektionsdatensätze in Bilddatensätze mehr notwendig wird.
  • Eine einfache Variante des zuvor beschriebenen Verfahrens ist in der 3 gezeigt, die eine schematische Darstellung insbesondere bezüglich der Datenaufbereitung auf der Basis von Projektionsdatensätzen zeigt. Oberhalb des Zeitstrahls, der den Fortschritt der Abtastzeit t beziehungsweise des Drehwinkels φ der Gantry repräsentiert, ist ein Verlauf eines EKGs E dargestellt. Innerhalb dieses EKGs sind schraffiert Ruhephasen RP1 und RP2 und die Dauer eines Herzzyklus Z gezeigt. Bei der Datenakquisition werden Projektionsdatensätze Pn+2 bis Pn-2 gesammelt. Im dargestellten Beispiel wird zusätzlich der Projektionsdaten Pn durch weitere Messungen aus Ruhephasen RP2 anderer Zyklen des Herzens ergänzt, so dass insgesamt ein vollständiger Projektionsdatensatz entsteht. Erfindungsgemäß werden nun die beiden Projektionsdatensätze Pn und Pn+1 einer Transformation, im vorliegenden Beispiel einer Fourier-Transformation FT, unterzogen und in den Ortsfrequenzraum projiziert, so dass die transformierten Projektionsdatensätze P'n+1 und P'n entstehen. Anschließend folgt eine Aufteilung der transformierten Projektionsdatensätze in Teilprojektionsdatensätze Tn+1,1, Tn+1,2, Tn,1 und Tn,2. Hierbei stehen die zweitgenannten Indizes jeweils für einen bestimmten Frequenzbereich F1 beziehungsweise F2, der in den jeweiligen Teilprojektionsdatensätzen repräsentiert ist.
  • Erfindungsgemäß erfolgt nun eine Zusammensetzung eines neuen transformierten Projektionsdatensatzes P''n aus den vorgenannten Teilprojektionsdatensätzen, wobei im vorliegenden Beispiel der Teilprojektionsdatensatz Tn+1,2 bei der neuen Zusammensetzung nicht mehr berücksichtigt wird, da diese Daten einer Ortsfrequenz entsprechen, die der Bewegungsfrequenz des Herzens entspricht, die im neuen Projektionsdatensatz möglichst unterdrückt werden soll, da sonst eine zu große Unschärfe entsteht. Der neue transformierte Projektionsdatensatz P''n wird anschließend einer Rücktransformation FT–1 unterzogen, so dass ein neuer rücktransformierter Projektionsdatensatz P'''n entsteht, der anschließend einer Rekonstruk tion R unterzogen wird, so dass ein Bild Bn dargestellt werden kann.
  • Dieses Verfahren kann nun über eine Vielzahl fortschreitender Zeitpunkte durchgeführt werden, so dass eine Bildserie erzeugt wird, anhand der eine Perfusionsmessung durchgeführt werden kann.
  • Die 4 zeigt eine etwas komplexere Variante der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Projektionsdatensätze. Hierbei wird im Gegensatz zur 3 im Projektionsdatensatz Pn keine zyklusübergreifende Sammlung von Projektionsdaten aus den Ruhephasen durchgeführt. Es werden jedoch Projektionsdaten insgesamt über einen größeren Bereich des Herzzyklus gesammelt, die hier durch die drei Projektionsdaten Pn+1, Pn und Pn-1 repräsentiert werden. Anschließend findet wiederum eine Fourier-Transformation der einzelnen Projektionsdatensätze statt, wobei darauf hingewiesen wird, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht ausschließlich auf Fourier-Transformationen beschränkt. Die transformierten Projektionsdatensätze P'n+1 bis P'n-1 werden dann wiederum aufgeteilt in transformierte Teilprojektionsdatensätze, die anschließend gewichtet mit den Gewichtungsfaktoren gn,m zu einem neuen transformierten Projektionsdatensatz P''n zusammengesetzt werden können. Auch hierbei werden die Teilprojektionsdatensätze Tn+1,3 und Tn-1,3 vollständig unterdrückt, da es sich hierbei um unerwünschte Ortsfrequenzen handelt, während die übrigen Teilprojektionsdatensätze vollständig verwendet werden. Ausschließlich der Teilprojektionsdatensatz Tn,3 wird zur Bildung des neuen Projektionsdatensatzes mit verwendet, da diese Bildinformationen aus der Ruhephase RP1 des Herzzyklus Z stammen und damit kaum Bewegungsunschärfe erzeugen können.
  • Die Wahl der Gewichtungsfaktoren gn,m kann ergänzend hierbei so gestaltet werden, dass insbesondere Ortsfrequenzen, die im Bereich der typischen Ortsfrequenzen von Perfusionsveränderungen liegen, verstärkt übernommen werden, so dass gerade diese Informationen im neu gebildeten Projektionsdatensatz P''n verstärkt auftreten. Anschließend erfolgt wieder eine Rücktransformation FT–1 zu einem neuen rücktransformierten Projektionsdatensatz P'''n mit anschließender Rekonstruktion R und Ausgabe eines Bildes Bn. Entsprechend der Darstellung aus der 3 kann auch hier dieses Verfahren mehrfach zu verschiedenen Zeitpunkten angewandt werden, so dass eine Bildserie entsteht, anhand derer die Bestimmung von Perfusionsparametern besonders günstig vorgenommen werden kann.
  • Analog zur 4 ist in der 5 das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt, wobei hier jedoch die Transformation und Ortsfrequenzaufteilung nicht auf Projektionsdatenebene sondern auf Bilddatenebene erfolgt. Entsprechend wird aus den Projektionsdatensätzen Pn+1 bis Pn-1 zunächst mit Hilfe eines allgemein bekannten Rekonstruktionsalgorithmus Bilddaten Bn+1 bis Bn-1 berechnet. Anschließend erfolgt eine Transformation FT in den Ortsfrequenzraum, so dass dort die transformierten Bilddaten B'n+1 bis B'n-1 entstehen. Anschließend erfolgt wiederum eine Zerlegung in transformierte Teilbilddatensätze Tn,m mit einer darauf folgenden neuen Zusammensetzung eines neuen transformierten Bilddatensatzes B''n, wobei hier beispielsweise bei der Bewertung aller Teilbilddatensätze individuelle Gewichtungsfaktoren verwendet werden können, wobei Frequenzbereiche, die zu Ortsunschärfen führen drastisch reduziert werden und andererseits Ortsfrequenzbereiche, die zu einer besseren Informationsdarstellung der Perfusion führen, entsprechend stärker bewertet werden.
  • Insgesamt ergibt sich damit ein neuer CT-Bilddatensatz B''n, der aus dem Ortsfrequenzraum durch eine inverse Transformationsfunktion FT–1 in den Ortsraum rücktransformiert wird, so dass sich damit ein neuer Bilddatensatzes B'''n ergibt, der beispielsweise auf einem Rechensystem dargestellt werden kann. Wird dieses oben beschriebene Verfahren für unterschiedliche Zeitpunkte angewandt, so ergibt sich eine Bildreihe, anhand der sich die gewünschte Perfusionsparameter klarer darstellen, da nun das Rausch-zu-Signal-Verhältnis so weit als möglich reduziert wurde und andererseits Bewegungsunschärfen aus den vorhandenen Bilddaten entfernt wurden.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102005038940 A1 [0002]
    • - DE 102005012654 A1 [0002]

Claims (13)

  1. Verfahren zur Erzeugung von computertomographischen Bilddatensätzen eines Patienten in einer Herz-CT zu einer Perfusionskontrolle unter Kontrastmittelapplikation mit folgenden Verfahrensschritten: 1.1. Abtasten des Patienten (C7) im Bereich des schlagenden Herzens mit einem Röntgen-CT-System (C1) und Erzeugung von CT-Datensätzen (Pn, Bn) mit korrelierten Bewegungsinformationen des Herzens über mehrere Herzzyklen (Z) mit mehreren Zyklusphasen hinweg, 1.2. Transformation (FT) der CT-Datensätze (Pn, Bn) in einen Ortsfrequenzraum, 1.3. Aufteilung mindestens eines transformierten CT-Datensatzes (P'n, B'n) in jeweils mindestens zwei transformierte CT-Teildatensätze (Tn,m) nach unterschiedlichen Ortsfrequenzbereichen, 1.4. Zusammenstellung eines neuen transformierten CT-Datensatzes (P''n, B''n) aus jeweils mehreren CT-Teildatensätzen (Tn,m), wobei 1.4.1. einerseits CT-Teildatensätze (Tn,m) mindestens eines ersten Ortsfrequenzbereiches ohne Berücksichtigung von korrelierten Bewegungsinformationen des Herzens verwendet werden und 1.4.2. andererseits CT-Teildatensätze (Tn,m) mindestens eines zweiten Ortsfrequenzbereiches oder ein vollständiger transformierter CT-Datensatz (P'n, B'n) jeweils unter Auswahl einer vorgegebenen Bewegungsphase des Herzens (RPn) über mehrere Herzzyklen (Z) verwendet werden, 1.5. Rücktransformation (FT–1)des neuen transformierten CT-Datensatzes, und 1.6. Bestimmen und Anzeigen von Perfusionsparametern unter Benutzung der neuen CT-Datensätze (B'''n).
  2. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CT-Datensätze Projektionsdatensätze (Pn) sind und vor der Be stimmung der Perfusionsparameter aus der Zeitfolge der Projektionsdatensätze eine Zeitfolge von CT-Bilddatensätzen rekonstruiert wird.
  3. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CT-Datensätze Bilddatensätze (Bn) sind, die als Zeitfolge von Bilddatensätzen zur Bestimmung der Perfusionsparameter direkt genutzt werden.
  4. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung im Spiralbetrieb erfolgt.
  5. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung im stationären Kreisscan erfolgt.
  6. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung im sequentiellen Kreisscan erfolgt.
  7. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Transformation der CT-Datensätze eine Wavelet-Transformation verwendet wird.
  8. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortsfrequenzbereiche durch die Ebene der Wavelet-Transformation bestimmt werden.
  9. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Transformation der CT-Datensätze eine Fourier-Transformation (FT) verwendet wird.
  10. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortsfrequenzbereiche durch die einer Ortsfrequenz zugeordneten Fourierkoeffizienten bestimmt werden.
  11. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Transformation der CT-Datensätze je Ortsfrequenzbereich mindestens eine Filterung mit einem Ortsfrequenzfliter (Fn) aus diesem Ortsfrequenzbereich durchgeführt wird.
  12. Recheneinheit (C10) mit einem Programmspeicher, dadurch gekennzeichnet, dass im Programmspeicher Computerprogrammcode (Prg1–Prgn) gespeichert ist, welcher im Betrieb des Systems die Verfahrensschritte eines der voranstehenden Verfahrensansprüche ausführt.
  13. Röntgen-CT-System (C1) mit einer Steuer- und Recheneinheit (C10) mit einem Programmspeicher, dadurch gekennzeichnet, dass im Programmspeicher Computerprogrammcode (Prg1–Prgn) gespeichert ist, welcher im Betrieb des Systems die Verfahrensschritte eines der voranstehenden Verfahrensansprüche ausführt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010018262A1 (de) * 2010-04-26 2011-10-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur automatischen Erkennung einer Kontrastmittelanflutung in einem Blutgefäß eines Patienten mit einem CT-System und CT-System zur Durchführung dieses Verfahrens

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9224240B2 (en) * 2010-11-23 2015-12-29 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Depth-based information layering in medical diagnostic ultrasound
KR101862354B1 (ko) * 2012-01-09 2018-05-30 삼성전자주식회사 단층 영상 생성 방법 및 그 방법을 수행하는 단층 영상 생성 장치
US10123761B2 (en) 2015-07-01 2018-11-13 William E. Butler Device and method for spatiotemporal reconstruction of a moving vascular pulse wave in the brain and other organs
AU2020217786A1 (en) 2019-02-06 2021-08-05 Butler, William E. Spatiotemporal reconstruction of a moving vascular pulse wave from a plurality of lower dimensional angiographic projections
US11291422B2 (en) 2019-03-27 2022-04-05 William E. Butler Reconstructing cardiac frequency phenomena in angiographic data
KR20210136057A (ko) 2019-04-04 2021-11-16 윌리암 이. 버틀러 고유 콘트라스트 광학 교차-상관 웨이블릿 혈관 조영술
JP7169256B2 (ja) * 2019-07-26 2022-11-10 富士フイルム株式会社 トモシンセシス撮影制御装置、トモシンセシス撮影制御装置の作動方法、トモシンセシス撮影制御装置の作動プログラム、並びに放射線発生装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10010279A1 (de) * 2000-02-25 2001-09-20 Imagetool Digitale Bildverarbe Verfahren zur Bildanalyse
DE102005012654A1 (de) 2005-03-18 2006-10-05 Siemens Ag Verfahren und Computertomographie-System zur Erstellung tomographischer Aufnahmen eines Objektes
DE102005038940A1 (de) 2005-08-17 2007-03-15 Siemens Ag Verfahren zur Filterung tomographischer 3D-Darstellungen nach erfolgter Rekonstruktion von Volumendaten

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7142703B2 (en) * 2001-07-17 2006-11-28 Cedara Software (Usa) Limited Methods and software for self-gating a set of images
DE10335663A1 (de) * 2003-08-04 2005-03-10 Siemens Ag Verfahren zur automatischen Kalibrierung von Perfusionsparameterbildern
WO2007035688A2 (en) * 2005-09-16 2007-03-29 The Ohio State University Method and apparatus for detecting intraventricular dyssynchrony
DE102007061934A1 (de) 2007-12-21 2009-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Qualitätssteigerung von computertomographischen Aufnahmeserien durch Projektionsdatenverarbeitung und CT-System mit Recheneinheit
US20080269611A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Gianni Pedrizzetti Flow characteristic imaging in medical diagnostic ultrasound
US8194955B2 (en) * 2007-09-21 2012-06-05 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for detection of contrast injection in fluoroscopic image sequences
JP5234905B2 (ja) * 2007-11-20 2013-07-10 東芝メディカルシステムズ株式会社 X線ct装置および心筋パーフュージョン像生成システム
DE102007061935A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Qualitätssteigerung von computertomographischen Aufnahmeserien durch Bildverarbeitung und CT-System mit Recheneinheit
US8766902B2 (en) * 2007-12-21 2014-07-01 Apple Inc. Management techniques for video playback
DE102010018262B4 (de) * 2010-04-26 2016-08-11 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur automatischen Erkennung einer Kontrastmittelanflutung in einem Blutgefäß eines Patienten mit einem CT-System und CT-System zur Durchführung dieses Verfahrens

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10010279A1 (de) * 2000-02-25 2001-09-20 Imagetool Digitale Bildverarbe Verfahren zur Bildanalyse
DE102005012654A1 (de) 2005-03-18 2006-10-05 Siemens Ag Verfahren und Computertomographie-System zur Erstellung tomographischer Aufnahmen eines Objektes
DE102005038940A1 (de) 2005-08-17 2007-03-15 Siemens Ag Verfahren zur Filterung tomographischer 3D-Darstellungen nach erfolgter Rekonstruktion von Volumendaten

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010018262A1 (de) * 2010-04-26 2011-10-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur automatischen Erkennung einer Kontrastmittelanflutung in einem Blutgefäß eines Patienten mit einem CT-System und CT-System zur Durchführung dieses Verfahrens
US8825139B2 (en) 2010-04-26 2014-09-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for automatic detection of a contrast agent inflow in a blood vessel of a patient with a CT system and CT system for carrying out this method
DE102010018262B4 (de) * 2010-04-26 2016-08-11 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur automatischen Erkennung einer Kontrastmittelanflutung in einem Blutgefäß eines Patienten mit einem CT-System und CT-System zur Durchführung dieses Verfahrens

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