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Die
vorliegende Technologie bezieht sich allgemein auf die Erzeugung
von digitalen Bildern. Mehr im Einzelnen betrifft die Technologie
die Verwendung einer Vorwärtsprojektion
zur Erzeugung eines Computertomographie(CT)-Bildes unter beliebigen
Röhrenspektren
mittels eines dualen Energie-Scans.
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Die
Bildgebung mit dualer Energie beinhaltet im Wesentlichen die Durchführung mehrerer
Scans des gleichen Zielobjekts unter den gleichen Bedingungen bei
zwei verschiedenen Energiespektren. In einem dualen Energiesystem
werden mehrere Scans auf verschiedenen Energieniveaus (oder Energiespektren)
durchgeführt
und dazu verwendet, unterschiedliche Materialien zu identifizieren.
Beispielsweise neigen weiches Gewebe und andere Elemente geringer
Dichte dazu, Röntgenstrahlen
in geringerem Maße
abzuschwächen
als Knochen oder ein Jod-Kontrastmittel.
Demgemäß liefert
die Durchführung
zweier bildgebender Scans, eines auf einem höheren Röhrenspannungsniveau (beispielsweise
110 bis 150 KVp) und eines anderen auf einem niedrigeren Niveau
(zum Beispiel 60 bis 80 KVp) mehr Information über das gescannte Material
als ein üblicher CT-Scan.
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Duale
Energieprojektionsdaten können
dazu verwendet werden, unter Verwendung von Basismaterial-Dekompositionsalgorithmen
(BMD) Bilder zu rekonstruieren. Die erzeugten Bilder sind für ein Paar
ausgewählte
Basismaterialdichten repräsentativ.
Zusätzlich
zu Materialdichtebildern können
Dual energieprojektionsdaten dazu benutzt werden, ein neues Bild
zu erzeugen, bei dem die Röntgenstrahlen-Schwächungskoeffizienten äquivalent
einer jeweils gewählten
monochromatischen Energie sind. Ein solches monochromatisches Bild
beinhaltet ein Bild, bei dem die Intensitätswerte der Voxel so zugeordnet
sind, als wenn ein CT-Bild durch Sammeln von Projektionsdaten von
dem Subjekt mit einem monochromatischen Röntgenstrahl erzeugt worden
wäre.
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Auf
dem Gebiet der medizinischen Bildgebung werden Dualenergie-CT-Scans
häufig
auf einem niedrigen Energieniveau von etwa 80 KVp und auf einem
hohen Energieniveau von etwa 140 KVp durchgeführt. Aus den bei diesen Scans
gewonnenen Bildern können
Basismaterialdichtebilder und monochromatische Bilder gewonnen werden
(d. h. Bilder, die den Effekt der Durchführung eines Computertomographie-Scans
mit einer idealen monochromatischen Röhrenquelle wiedergeben). Wenn
ein Paar Materialdichtebilder vorliegt, ist es möglich, andere Basismaterialbildpaare
zu erzeugen. Beispielsweise kann von einem Wasser- und Jodbild der
gleichen Anatomie ein unterschiedliches Paar Materialdichtebilder
erzeugt werden, wie etwa Kalzium und Gadolinium. In ähnlicher
Weise kann aus einem Paar Basismaterialbilder ein Paar monochromatische
Bilder, jedes bei einer speziellen Energie, erzeugt werden. Auch
das Inverse ist möglich,
d. h. aus einem Paar monochromatischer Bilder kann ein Paar Basismaterialbildpaare
oder ein Paar monochromatischer Bilder bei verschiedenen Energien
abgeleitet werden.
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Gelegentlich
kann es aber hilfreich sein, auch Bilder zu erzeugen, so als wenn
der Patient unter Verwendung anderer Röhrenspektren gescannt worden
wäre, ohne
dass tatsäch lich
der zusätzliche
Scan durchgeführt
werden muss. Beispielsweise wäre
es unter bestimmten Umständen
für einen
Radiologen hilfreich, ein abgebildetes Objekt auf einem üblichen
Energieniveau von 120 KVp zu betrachten. Typischerweise würde dies die
Durchführung
eines zusätzlichen
Scans auf dem jeweils gewünschten
Energieniveau erfordern. Dies ist aber ein zeitraubender Schritt,
der außerdem
einen Patienten unerwünschten
Strahlungsdosen aussetzen kann. Außerdem, da Zeit seit der anfänglichen
Bildgebung verstrichen ist, werden sich die Vorgangsweise und die
Umstände
geändert
haben, so dass es unmöglich
sein wird, das Bild exakt genauso zu erhalten wie bei dem ursprünglichen
Dualenergie CT-Scan.
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Demgemäß besteht
ein Bedürfnis
zur Erzeugung eines Bildergebnisses unter Verwendung der bei einem
Dualenergie-Scan
erhaltenen Bildergebnisse so, als wenn ein CT-Scan auf einem willkürlichen
Energieniveau oder bei entsprechenden Spektren ausgeführt worden
wäre.
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Kurze Zusammenfassung der
Erfindung
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Es
wird eine Materialdekomposition durchgeführt, um basierend auf einem
Dualenergie-Scan Materialeigenschaftsfaktoren zu erhalten. Beispielsweise
wird der Dualenergie-Scan in Materialbasispaare zerlegt, die Materialdichten
wiedergeben. Das heißt,
die Abschwächungswerte
der Materialien in dem abgebildeten Objekt werden für jeden
der Dualenergie-Scans bestimmt. Beispielsweise kann unter Verwendung
der Abschwächung
eines Materials (zum Beispiel Knochen) bei einem Scan auf einem
ersten Energieniveau und der Abschwächung des Materials bei einem
Scan auf einem zweiten Energieniveau der lineare Abschwächungskoeffizient
für dieses
Material derart er halten werden, dass der Abschwächungswert für das Material
für jedes beliebige
Energieniveau berechnet werden kann. Bei bestimmten Ausführungsformen
können
beispielsweise lineare Abschwächungseigenschaften
ein linearer Abschwächungskoeffizient
sein.
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Als
nächstes
werden Basismaterial-Dichtebilder, beispielsweise wenn die Basismaterialien
Wasser und Jod sind, zur Vorwärtsprojektion
eines beliebigen Energiespektrums verwendet, basierend auf den Materialdichten,
den Materialabschwächungskoeffizienten
und bekannten Eigenschaften des Bildgebungssystems. Beispielsweise
kann nach der Identifizierung der linearen Abschwächungseigenschaften
eines an einem Ort mit den Koordinaten (x, y) befindlichen Materials
der Abschwächungskoeffizient
für das
Material an diesem Ort erzeugt werden, indem die ein beliebiges
Energiespektrum aufweisenden Energieniveaus in eine Gleichung eingesetzt
werden, derart, dass der Abschwächungswert
für das
Material gebildet werden kann.
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Bestimmte
Ausführungsformen
liefern auch Techniken, durch die die Bestimmung der unter einem
beliebigen Röhrenspektrum
gewonnenen CT-Projektionen vollständig in dem Projektionsraum
geschieht, ohne dass jeweils Materialdichtebilder oder monochromatische
Bilder erzeugt werden.
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Kurze Beschreibung verschiedener
Ansichten der Zeichnung
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1 veranschaulicht
ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß bestimmter Ausführungsformen der
vorliegenden Technologie.
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2 veranschaulicht
ein Schemabild eines Systems zur Vorwärtsprojektion von Materialdichtebildern
bei einem beliebigen Energieniveau gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
vorliegende Technologie beschreibt Systeme und Verfahren zur Verwendung
von Vorwärtsprojektionstechniken
oder Basismaterialprojektionstechniken, um CT-Bilder bei beliebigen
Energiespektren unter Verwendung von Materialdichtebildern, die
bei einer Dualenergiebildgebung erhalten wurden und bekannten Materialeigenschaften
zu erhalten.
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Unter
Verwendung von Dualenergie-Bildgebung ist es möglich, basierend auf der Information,
die bei zwei voneinander getrennten, auf verschiedenen Energieniveaus
durchgeführten
Scan erhalten wurde Materialdichtebilder zu rekonstruieren. Zum
Beispiel wird, basierend auf den Materialeigenschaften der Materialien in
dem Scan, ein CT-Scan auf einem niedrigeren Energieniveau andere
Ergebnisse liefern wie ein Scan, der auf einem höheren Energieniveau durchgeführt wurde.
Materialien in dem gescannten Objekt werden bei dem Scan mit niedriger
Energie die Röntgenstrahlen
stärker
abschwächen
als sie die Röntgenstrahlen
bei dem Scan mit hoher Energie abschwächen. Außerdem werden auf einem gegebenen
Energieniveau dichtere Materialien Röntgenstrahlen stärker abschwächen als
weniger dichte Materialien. Deshalb kann Dualenergie-CT-Scannen
dazu verwendet werden, Materialdichten in einem Bild zu bestimmen,
das in zwei Basismaterialbilder, zum Beispiel Wasser und Jod, Kalzium
und Jod oder Wasser und Kalzium, zerlegt werden kann.
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Die
vorliegende Technologie liefert Systeme und Verfahren zur Verwendung
von während
eines Dualenergie-Scans gewonnen Daten zur Erzeugung eines synthetisierten
Bildes bei einem beliebigen Energiespektrum. Mit anderen Worten
ermöglicht
die vorliegende Technologie die Erzeugung eines Bildes bei einem dritten
Energiespektrum, ohne dass ein Scan auf dem dritten Energieniveau
durchgeführt
wird. Die vorliegende Technologie liefert zum Beispiel bei bestimmten
Ausführungsformen
nach der Durchführung
eines Dualenergie-Scans auf Energieniveaus von 80 und 140 KVp Systeme
und Verfahren zur Erzeugung eines Bildes, das so aussieht als wenn
es auf einem Energieniveau von 120 KVp, 50 KVp, 200 KVp oder irgend
einem anderen beliebigen Niveau aufgenommen worden wäre. Dies
kann dazu beitragen, Bilder herzustellen, die ein Benutzer besonders
bevorzugt oder die er besonders leicht lesen kann.
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1 ist
ein Flussdiagramm für
ein gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Technologie ausgeführtes Verfahren 100.
Bei dem Schritt 110 führt
einen Benutzer, etwa ein Radiologe oder ein anderer Heilkundiger,
einen Niederenergiescan durch. Beispielsweise kann der Benutzer
einen Niederenergiescan bei 80 KVp durchführen. Bei bestimmten Ausführungsformen
wird auf der Basis der Ergebnisse des Niederenergiescans ein Materialdichtebild
erzeugt. Bei anderen Ausführungsformen
wird die Information von dem Scan aufgenommen, ohne dass ein Bild
erzeugt wird.
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Bei
einem Schritt 120 führt
der Benutzer einen Hochenergiescan durch. Beispielsweise kann der
Benutzer einen CT-Scan bei 140 KVp durchführen. Wenngleich hier zu Zwecken
der Bezugnahme angeführt
ist, dass der Niederenergiescan zuerst durchgeführt wird, ist die vorliegende
Technologie nicht auf eine bestimmte Reihenfolge für die Dualenergie-Scans
beschränkt.
Bei bestimmten Ausführungsformen
können
der Niederenergie- und der Hochenergiescan gleichzeitig unter Verwendung
getrennter Röntgenbildgebungsröhren oder durch
eine ineinander geschachtelte Akquisition durchgeführt werden.
Alternativ kann bei bestimmten Ausführungsformen der Hochenergiescan
vor dem Niederenergiescan durchgeführt werden. Für Zwecke
der vorliegenden Technologie ist es auch nicht wesentlich, dass
der Niederenergiescan innerhalb eines bestimmten Energiebereichs
oder bei einem Energiespektrum durchgeführt wird. Wesentlich ist es
auch nicht, dass der Hochenergiescan in einem bestimmten Energiebereich
durchgeführt
wird. Beispielsweise kann der Niederenergiescan bei 20 KVp, 80 KVp,
120 KVp oder 200 KVp durchgeführt
werden während
der Hochenergiescan bei 50 KVp, 120 KVp oder 140 KVp ausgeführt werden
kann. Die Verwendung der Ausdrücke „hoch” und „nieder” dient
lediglich dazu, die beiden Scans voneinander zu unterscheiden und
ordnet den jeweiligen Scan nicht ein vorbestimmtes Energieniveau
zu. Demgemäß ist der
Niederenergiescan der Scan, der auf einem niedrigeren Energieniveau
der beiden Scans durchgeführt
wird, und zwar unabhängig
davon wie hoch die Energieniveaus nun sind. Bei bestimmten Ausführungsformen
kann bei dem Schritt 110 ein Materialdichtebild, basierend
auf den Ergebnissen des Hochenergiescans erzeugt werden; andere
Ausführungsformen
extrahieren aber die Information aus dem Scan, ohne dass sie ein
Bild erzeugen.
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In
dem Schritt 130 wird eine Basismaterialdekomposition durchgeführt. Die
Information in dem Dualenergie-Scan kann dazu verwendet werden,
das gescannte Objekt in zwei Materialdichtebilder zu zerlegen, so dass
Materialdichten erhalten werden können. Bei bestimmten Ausführungsformen
können die
Materialdichteprojektionen beispielsweise ohne die Erzeugung von
Bildern erhalten werden. Eine Basismaterialdekomposition bei der
Bearbeitung von Dualenergie-CT-Scans im Projektionsraum gestattet
die Dekomposition des Zielobjekts in Materialbasispaare, die die
Linienintegration der Materialdichte wiedergeben. Mit anderen Worten, die
aus den Dualenergie-Scans erhaltenen Daten können auf der Basis der Abschwächungswerte
und bekannter Eigenschaften der identifizierten Materialien aufgegliedert
werden, um lineare Abschwächungseigenschaften
des gescannten Objekts zu erhalten. Die linearen Abschwächungseigenschaften
können
dazu verwendet werden, die Abschwächungswerte der Materialien
auf irgendwelchen Energieniveaus zu bestimmen, sogar auf solchen,
die bei dem Dualenergie-Scan nicht benutzt worden waren. Beispielsweise
hat der von einem Material gelieferte Abschwächungswert einen Detektor für einen
auf einem ersten Energieniveau durchgeführten Scan, und ein zweites
Energieniveau kann dazu verwendet werden, zu berechnen, wie der
Abschwächungswert
bei dem Detektor für
das Material ist, wenn es auf irgend einem beliebigen Energieniveau gescannt
wird.
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Zusätzliche
werden während
des Basismaterial-Dekompositionsschrittes
den Bildgebungsprozess beeinflussende Faktoren erhalten und aufgegliedert,
so dass alle Materialien in dem abgebildeten Objekt durch eine Gleichung,
die die Faktoren berücksichtigt,
wiedergegeben werden. Bei bestimmten Ausführungsformen können zu
Faktoren, die bei dem Basismaterial-Dekompositionsschritt 130 berücksichtigt
werden, technische Faktoren der jeweiligen Bildgebungsscanroutine
gehören,
beispielsweise Energieniveaus, Bildgebungsdetektoreigenschaften
und Scanwinkel.
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Bei
bestimmten Ausführungsformen
kann es hilfreich oder sogar notwendig sein, die Abschwächungsbeeinträchtigungen
des Bowtie-Filters zu erhalten. Die Abschwächungsbeeinträchtigungen
der Bowtie-Filter können
von der Detektorpixelposition und dem aufgezeichneten Energieniveau
abhängig
sein. Außerdem kann
der Dekompositionsprozess des Basismaterials energieabhängige lineare
Abschwächungseigenschaften
oder lineare Abschwächungskoeffizienten
des gescannten Objekts identifizieren.
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Zusätzliche
Faktoren, die bei bestimmten Ausführungsformen des Schrittes 130 des
Verfahrens 100 bestimmt werden, beinhalten, ohne darauf
beschränkt
zu sein: Einen Projektionslevel bei einem speziellen Detektor und
einem speziellen Gantrywinkel; die bei einem speziellen Detektor
empfangene korrigierte Projektion und einen speziellen Gantrywinkel;
und den Korrekturkoeffizienten bei einem speziellen Detektor.
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Bei
einem Schritt 140 wird eine Vorwärtsprojektion durch die beiden
Materialbasisbilder durchgeführt, die
durch die Materialbasis-Dekomposition erhalten wurden. Alternativ
können
die Dichteprojektionen des Basismaterials des Schrittes 140 auch
in dem Projektionsraum durchgeführt
werden, in dem die Projektionen von der Hoch- und der Nieder-KVp-Projektion durch
eine auf einer Materialdekomposition beruhenden Projektion transformiert
werden. Für
ein spezielles interessierendes Energiespektrum werden Projektionswerte
erhalten. Wenn beispielsweise ein Dualenergie-Scan in den Schritten 110 und 120 auf
Energieniveaus von 80 KVp und 140 KVp durchgeführt worden ist, kann, basierend
auf den während
des Schritts 130 erhaltenen Faktoren, ein CT-Bild erzeugt werden,
so wie wenn bei dem Schritt 140 mit 120 KVp gescannt worden
wäre.
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Bei
bestimmten Ausführungsformen,
bei denen zwei identifizierte Materialien vorliegen, kann die Vorwärtsprojektion
des Bildes gemäß der folgenden
Gleichung dargestellt werden:
wobei:
- m1(x,
y):
- Dichte des Materials
1 bei der Ortskoordinate x, y;
- m2(x,
y):
- Dichte des Materials
2 bei der Ortskoordinate x, y;
- b(E, i):
- Der von dem Bowtie-Filter
hervorgerufene Abschwächungslevel
auf einem Energieniveau E, wie es bei dem Detektor i empfangen wurde;
- μ1(E):
- Linearer Abschwächungskoeffizient
des Materials 1;
- μ2(E):
- Linearer Abschwächungskoeffizient
des Materials 2;
- pi(θ):
- Projektion bei dem
Detektor (i) bei einem Gantrywinkel θ
- θ:
- Die Winkelabweichung
zwischen den Strahlen, die jedes Detektorelement (i) und die Röhrenquelle
verbinden herrührend
von der Bogengestalt des Detektors;
- pc,i(θ):
- Korrigierte Projektion
bei dem Detektor (i) bei einem Gantrywinkel θ; und
- S(E):
- Spektrum (oder Energieniveau)
bei dem Vorwärtsprojektionen
berechnet werden (beispielsweise bei 120 KVp).
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Bei
bestimmten Ausführungsformen
müssen
diese Projektionen bezüglich
der Abschwächungseffekte verschiedener
anderer Materialien in dem Bild, wie beispielsweise Wasser oder
Jod, korrigiert werden. Die Kalibrierung für Wasser kann aber Schwierigkeiten
hervorrufen, weil sie auch von Detektorunzulänglichkeiten und Strahlaufhärtung herrührende Fragen
aufwirft. Da Detektorunzulänglichkeiten
bereits bei der Erzeugung der Materialdichtebilder Rechnung getragen
wird, sehen bestimmte Ausführungsformen
der vorliegenden Technologie ein Verfahren zur Anwendung eines synthetischen
Wasserscans vor, der bei den in der Gleichung 1 erhaltenen Projektionen
dazu verwendet werden kann, einen verbesserten Projektionswert zu
erzielen. Bei verschiedenen Ausführungsformen
können
die Koeffizienten für
die synthetischen spektral korrigierten Projektionen für Strahlaufhärtung durch
Wasser oder weiches Gewebe mittels der folgenden Gleichung erhalten
werden: Gleichung 2: pc,i(θ) = pi(θ)·a1(i) + pi(θ)2·a2(i) + pi(θ)3·a3(i) worin:
- ax(i):
- Korrektionskoeffizient
x bei dem Detektor i.
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Demgemäß können Projektionen
unter einem ausgewählten
Spektrum durch die Materialdichtebilder unter einem willkürlichen
Energiespektrum ausgeführt
werden, ohne dass es notwendig wäre,
den tatsächlichen
Scan auf dem Energieniveau gemäß den Schritten
des Verfahrens 100, wie es in 1 dargestellt
ist, auszuführen.
Die hier beschriebene Technologie schafft Verfahren, die ein Bild
liefern können,
das für
einen üblichen
klinischen CT-Scan bei 120 KVp oder irgendeiner anderen willkürlichen
Energieniveau repräsentativ sind.
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Wie
beschrieben, kann bei bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden
Technologie der Vorwärtsprojektionsprozess
auf der Basis von Materialdichte- oder monochromatischen Bildern
durchgeführt
werden, die zuvor aus den Schritten 110, 120 eines
früher
durchgeführten
Dualenergie-Scans erzeugt wurden. Bei alternativen Ausführungsformen
kann der Vorwärtsprojektionserzeugungsprozess
bei einem ausgewählten
KVp Spektrum ohne die Erzeugung von den beschriebenen Materialdichte-
oder monochromatischen Bildern ausgeführt werden. Der Vorwärtsprojektionsprozess
kann in dem „Projektionsraum” mit den
aus dem Hochenergie- und dem Niederenergiescan gewonnen Erkenntnissen
durchgeführt
werden. Mit anderen Worten, für
den Vorwärtsprojektionsschritt 140 müssen Materialdichtebilder
oder monochromatische Bilder, die auf dem Hochenergie- und dem Niederenergiescan
der Schritte 110 und 120 des im Vorstehenden beschriebenen
Verfahrens beruhen, nicht tatsächlich
erzeugt werden.
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Die
Möglichkeit
solche Bilder zu erzeugen, ergibt mehrere Vorteile. Sie kann für Benutzer
zweckdienlich sein, die es gewohnt sind, Bilder mit einem speziellen
Energieniveau zu betrachten. Beispielsweise können es bestimmte Heilkundige
bevorzugen oder gewohnt sein, CT-Bilder zu betrachten, die bei 120
KVp aufgenommen wurden; der Dualenergie-Scan-Vorgang, der zur Aufnahme der Bilder
benutzt wurde, kann aber keinen 120 KVp Scan liefern. Durch Anwendung
technischer Maßnahmen
der vorliegenden Technologie kann der Benutzer ein Bild erzeugen
lassen, das für
das Energieniveau genau stimmt, mit dem der Benutzer am besten vertraut
ist.
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Die
vorliegende Technologie kann auch die Vorteile monochromatischer
Bilder betonen und deren Akzeptanz beflügeln. Beispielsweise dadurch,
dass sie ein 120 KVp Bild erzeugen kann, kann die vorliegende Technologie
einem Benutzer eine Vergleichsbasis zur Verfügung stellen. Ein Benutzer
kann dann sehen, wie die monochromatischen Bilder sich mit dem 120
KVp Bild vergleichen, das das Bild ist, dass der Benutzer normalerweise
gewohnt ist. Da monochromatische Bilder auf dem Fachgebiet ein verhältnismäßig neuer
Bildtypus sind, macht die Fähigkeit
einen Vergleich zu sehen, die Unterschiede deutlich und fördert die
Akzeptanz bei der Wertschätzung
monochromatischer Bilder.
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Die
vorliegende Technologie kann auch zum Phantomdesign zweckmäßig sein.
Klinische Phantome werden typischer weise mit der Absicht entworfen,
eine bestimmte Pathologie in einem künstlichen Umfeld zu demonstrieren.
Es werden Materialien identifiziert, die unter einem üblichen
Scan (zum Beispiel 120 KVp) zu einem gewünschten CT-Wert (der mit den
in einem klinischen Szenario gesehenen Werten zusammenstimmt), führen. Die
Dualenergie kann die Möglichkeit
liefern kund zu tun wie der CT-Abschwächungswert von dem Energieniveau
abhängt,
womit es wichtig ist, Materialien auszuwählen, die sich über einen
Bereich von Energieniveaus gleich verhalten und zu bestätigen, dass
die Abschwächungswerte
unter beliebigen Spektren (etwa 120 KVp) tatsächlich so wie erwartet sind.
Die vorliegende Technologie ermöglicht
es auch Benutzern Bilder bei irgendeinem Spektrum zu erzeugen, das
für ein
spezielles klinisches Bedürfnis
zweckmäßig sein
kann.
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Bestimmte
Ausführungsformen
bieten auch ein System zur Rekonstruktion von Materialdichtebildern auf
beliebigen Energieniveaus. 2 veranschaulicht
eine Ausführungsform
eines Systems 200, zur Rekonstruktion von Bildern gemäß der vorliegenden
Technologie. Ein Bildgebungssystem 250 ist zum Scannen
eines Objektes vorgesehen, beispielsweise indem es einen Dualenergie-Scan
gemäß den hier
beschriebenen Verfahren ausführt.
Das Bildgebungssystem 250 kann unmittelbar an eine Computerarbeitsstation 210 oder über einen
Netzwerkserver 220 an eine Anzahl Arbeitsstationen 210 angeschlossen
sein. Die Computerarbeitsstation 210 kann die Daten von
durchgeführten
Bildgebungsroutinen, beispielsweise von Dualenergie-Scans, empfangen
und beispielsweise Materialdichtebilder auf beliebigen Energieniveaus
durch Anwendung der Verfahren der vorliegenden Technologie erzeugen.
Bei bestimmten Ausführungsformen
kann die Computerarbeitsstation die Bilder oder andere Dinge beispielsweise über einen
Bildschirm oder eine andere Ausgabe 214 darstellen. Ein
Benutzer kann mit der Arbeitsstation 210 über einen
Eingang 212, etwa eine Tatstatur oder eine Maus, interaktiv
zusammenarbeiten. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Arbeitsstation 210 einen Speicher 216,
etwa eine Festplatte, eine Datenbank oder irgendeine andere Art
von Speicher, aufweisen, die Information behalten kann. Die Arbeitsstation 210 verfügt über einen
Prozessor, der die von dem Bildgebungssystem 250 empfangenen
Daten aufnehmen und unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren
ein Materialdichtebild auf einem Energieniveau erzeugen kann, das
der jeweiligen Wahl des Benutzers entspricht.
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Bei
bestimmten Ausführungsformen
kann die Arbeitsstation 210 Information benutzen, die von
einem Bediener über
ein Eingabeterminal 212 eingegeben wurde oder die aus dem
Systemspeicher eingegeben wird. Beispielsweise kann das Bildgebungssystem 250 einen
Dualenergie-Scan eines Objektes durchführen. Der Arbeitsstationsprozessor
kann in dem gescannten Objekt Materialien, beispielsweise Knochen
und Weichteilgewebe, identifizieren. Die Arbeitsstation kann sodann
Basismaterialinformation aus der Speichereinheit 216 und/oder über den
Eingang 212 von einem Benutzer erhalten. Beispielsweise
kann der Benutzer den Namen des Patienten, der von dem Bildgebungssystem 250 abgebildet
worden ist, über
den Eingang 212 eingeben. Die Arbeitsstation kann dann
auf eine Datenbank in der Speichereinheit 216 zugreifen
um Informationen über
die Dichte der in dem Objekt identifizierten Materialien zu erhalten.
Beispielsweise kann es eine spezielle Patienteninformation oder
eine allgemeine Information über
die identifizierten Materialien in der Speichereinheit 216 geben.
Alternativ kann der Benutzer die Materialinformation über den
Eingang 212 eingeben und/oder die Arbeitsstation kann die
Mate rialinformation beispielsweise auf der Grundlage der Ergebnisse
des Dualenergie-Scans erzeugen.
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Über den
Prozessor der Arbeitsstation 210 kann das System sodann
automatisch oder auf Anweisung des Benutzers hier beschriebene Verfahren
ausführen,
um das Materialdichtebild vorwärts
zu projizieren, basierend auf einem beliebigen Energieniveau, das
von dem Benutzer ausgewählt
werden kann, den Ergebnissen des Dualenergie-Scans und anderer über den
Speicher 216 oder den Eingang 212 erhaltener Daten.
Das Materialdichtebild kann sodann beispielsweise über das
Ausgabegerät 214 dargestellt
werden.
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Die
vorliegende Technologie wurde in so vollständige, klarer, knapper und
genauer Ausdrucksweise beschrieben, dass ein Fachmann sie praktisch
ausführen
kann. Es versteht sich aber, dass im vorstehenden bevorzugte Ausführungsformen
und Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Technologie beschrieben wurden und dass Abwandlungen
möglich
sind ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in
den Patentansprüchen
definiert ist. Außerdem,
wenngleich spezielle Elemente, Ausführungsformen und Anwendungen
der vorliegenden Technologie veranschaulicht und beschrieben wurden,
versteht es sich doch, dass die vorliegende Technologie naturgemäß nicht
darauf beschränkt
ist, weil der Fachmann Abwandlungen vornehmen kann, ohne den Bereich
der vorliegenden Offenbarung, insbesondere im Licht der erläuterten
Lehre und der beigefügten
Patentansprüche,
zu verlassen. Darüberhinaus
ist darauf hinzuweisen, dass die in der Zeichnung gegebenenfalls
dargestellten und im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen
lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung dienen und nicht den
Schutzbereich der Erfindung beschränkt, der durch die anschließenden Patentansprüche bei
der patentgesetzlichen Auslegung einschließlich der Äquivalente definiert ist. Schließlich sind
alle hier aufgeführten
Dokumente in ihrer Gesamtheit mit eingeschlossen.
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Die
vorliegende Technologie betrifft die Erzeugung eines CT-Bildes unter
einem beliebigen Energiespektrum, basierend auf den Ergebnissen
eines Dualenergie-Scans. Bei bestimmten Ausführungsformen wird ein Dualenergie-Scan
eines Objektes durchgeführt
und eine Materialbasis-Dekomposition wird dazu verwendet, das gescannte
Objekt in zwei Basismaterialien mit bekannten Abschwächungseigenschaften
zu zergliedern, womit sich Materialdichtebilder ergeben. Zusammen
mit der Kenntnis von anderer Bildgebungssystem
250-Information
wird eine Vorwärtsprojektion
unter einem beliebigen KV-Spektrum
durchgeführt,
um so ein Bild zu erzeugen, als wäre das gescannte Objekt unter
diesem anderen KV-Spektrum gescannt worden. Dies bewahrt Benutzer
vor der Durchführung
unnötiger
zusätzlicher
Scans. Teileliste
| Verfahren | Figur
1 |
| System
zur Bildrekonstruktion | 200 |
| Arbeitsstation | 210 |
| Eingabe | 212 |
| Ausgabe | 214 |
| Speicher | 216 |
| Netzwerkserver | 220 |
| Bildgebungssystem | 250 |
