DE102011003135A1

DE102011003135A1 - Bildgebungsverfahren zum Rotieren eines Gewebebereichs

Info

Publication number: DE102011003135A1
Application number: DE102011003135A
Authority: DE
Inventors: Anna Jerebko
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: DE102011003135B4; US20120189091A1; US8611492B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bildgebungsverfahren, insbesondere ein Mammographieverfahren, bei dem ein Gewebebereich virtuell rotiert wird. Es werden Projektionsaufnahmen eines Gewebebereichs durch von einem Emitter abgegebene Strahlung erzeugt, die nach Durchlaufen des Gewebebereichs von einem Detektor erfasst wird. Aus den Projektionsaufnahmen werden Schichtbilder erzeugt. Ein einem Teilgewebebereich (152, 156) entsprechender Schichtbildbereich wird virtuell rotiert. Der virtuell rotierende Teilgewebebereich kann als virtuelle Projektion dargestellt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildgebungsverfahren, insbesondere ein Mammographieverfahren, bei dem ein simuliertes Volumen, das einen Gewebebereich darstellt, rotiert wird.
Bei einem Tomosyntheseverfahren wird ein dreidimensionales Bild aus einer Mehrzahl zweidimensionaler Projektionen erzeugt. Mittels einer Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenstrahlquelle und einem Detektor wird ein erstes zweidimensionales Bild bzw. eine erste Projektion des zu untersuchenden Gewebes erzeugt, das der Röntgenstrahl durchläuft. Das zweidimensionale Bild stellt hierbei die Schwächung der Röntgenstrahlung durch das Gewebe in dem Volumen bzw. der Brust dar. Ein zweites zweidimensionales Bild bzw. eine zweite Projektion des gleichen Gewebes bzw. Volumens wird aufgenommen, nachdem die Strahlquelle und/oder der Detektor in eine zweite Stellung bewegt wurden. Nachdem eine Mehrzahl zweidimensionaler Bilder aufgenommen wurde, kann ein dreidimensionales Tomosynthesebild mittels einer Rekonstruktion erzeugt werden.
Ein Anwendungsgebiet der eingangs erwähnten dreidimensionalen Bildgebungsverfahren ist die Mammographie. Eine typischerweise in der Mammographie verwendete Bilderzeugungsvorrichtung umfasst eine schwenkbare Röntgenstrahlquelle und einen stationären Röntgendetektor. Das zu untersuchende Gewebe wird über dem stationären Detektor positioniert, wobei das zu untersuchende Gewebe komprimiert wird und sich nicht in einer natürlichen Form befindet. Anschließend wird die Röntgenquelle in mehreren Schritten bzw. kontinuierlich geschwenkt, beispielsweise in einem Bereich von +/–25°, und es werden eine Mehrzahl zweidimensionaler Röntgenbilder aus unterschiedlichen Schwenkstellungen der Röntgenstrahlquelle mit dem ortsfesten Detektor aufgenommen. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Mehrzahl ortsfester Röntgenstrahlquellen zu verwenden oder die Röntgenstrahlungsquelle lediglich translatorisch zu verschieben. Auch der Detektor kann entgegen der Bewegung der Röntgenquelle verschoben oder geschwenkt werden. Der bzw. die Röntgenstrahlquelle(n) emittieren bei carnio-caudal-Aufnhamen Röntgenstrahlen von Positionen, die entlang einer Linie angeordnet sind, die parallel zur Achse von Schulter zu Schulter einer Patientin verläuft. Durch einen zur Brustwand parallelen Strahlengang kann erreicht werden, dass das gesamte Gewebe der Brust abgebildet wird und der Thorax nicht bestrahlt wird. Aus der Mehrzahl zweidimensionaler Röntgenbilder wird mittels der Rekonstruktion ein dreidimensionales Bild erzeugt. Bildgebende Verfahren und Vorrichtungen für die Mammographie des Standes der Technik sind beispielsweise in der DE 10 2006 046 741 A1 , DE 10 2008 004 473 A1 , DE 10 2008 033 150 A1 , EP 2 138 098 A1 und der DE 10 2008 028 387 A1 beschrieben.
Im Stand der Technik werden zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bildes aus einer Mehrzahl zweidimensionaler Bilder sogenannte gefilterte Rückprojektionen, iterative Rekonstruktionen oder algebraische Rekonstruktionen verwendet, die beispielsweise in Imaging Systems for Medical Diagnostics, Arnulf Oppelt, Publicis Corporate Publishing, Erlangen, ISBN 3-89578-226-2, Kapitel 10.5 beschrieben sind. Diese gefilterten Rückprojektionsrekonstruktionsverfahren stellen rekonstruierte Bilder mit einem vergleichsweise hohen Kontrast und einer vergleichsweise hohen Detailtreue dar, aber verlieren bei der Tomosynthese mit eingeschränktem Abtastwinkel aufgrund der fehlenden Daten Information über die relative Gewebedichte. Dies wird dadurch verursacht, dass bestimmte Filterkerne niederfrequente Anteile entfernen. Im Allgemeinen wird die digitale Brusttomosynthese (DBT – Digital Breast Tomosynthesis) durch unvollständige Daten und eine schlechte Quantenstatistik beeinträchtigt, die durch die Gesamtdosis beschränkt ist, die in der Brust absorbiert wird. Die Brust besteht hauptsächlich aus Drüsengewebe, Fettgewebe, Bindegewebe und Blutgefäßen. Die Röntgenschwächungskoeffizienten dieser Gewebetypen ähneln sich stark, was die Auswertung dreidimensionaler Mammographiebilder erheblich erschwert. Der Hauptanwendungsbereich von bildgebenden Verfahren in der Mammographie ist die frühzeitige Erkennung krebshaltigen Gewebes. Erschwerend kommt hinzu, dass krebshaltiges Gewebe einen ähnlichen Röntgenschwächungskoeffizienten wie andere Gewebetypen aufweist.
Mammographieverfahren sind beispielsweise in Imaging Systems for Medical Diagnostics, Arnulf Oppelt, Kapitel 12.6, Publicis Corporate Publishing, Erlangen, ISBN 3-89578-226-2 beschrieben.
Im Stand der Technik werden eine sogenannte Slab MIP (Slab Maximal Intensity Projection: Subvolumen-Maximal-Intensitätsprojektion), eine Durchschnittsintensitätsprojektion (Average Intensity Projection Rendering), eine multiple planare Rekonstruktion (Multiple Planar Reconstruction: MRP), eine Maximalintensitätsprojektion (Maximum Intesity Projection: MIP) oder einfach ein erzeugtes zweidimensionales Mammographiebild, das aus den Tomosyntheseprojektionsbildern und/oder aus den rekonstruierten Tomosynthesebilddaten erzeugt wurde, dazu verwendet, Tomosynthesedaten zu visualisieren. Aufgrund der Dichte der Daten und der daraus resultierenden Okklusion sind diese Techniken nicht geeignet, Daten von weichem Gewebe zu analysieren. Weiches Gewebe mit einer hohen Dichte kann nur sichtbar gemacht werden, indem das okkludierende weiche Gewebe niedriger Dichte, beispielsweise mittels einer Opazität-Transfer-Funktion, entfernt wird. Folglich ist das Gewebe niedriger Dichte, das eine wichtige Kontextinformation für die Merkmale mit einer hohen Dichte bereitstellt, bei der Visualisierung nicht mehr vorhanden. Dies ist bei der Untersuchung weichen Gewebes unerwünscht, da der Kontrast des weichen Gewebes die Hauptinformation für die Diagnose von Gewebeveränderungen bereitstellt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Gewebevolumen derartig abzubilden, dass eine Gewebeveränderung besser erkannt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Bildgebungsverfahren gelöst, das Projektionsaufnahmen eines Gewebebereichs durch von einem Emitter abgegebene Strahlung, die nach Durchlaufen des Gewebes von einem Detektor erfasst wird, erzeugt. Aus den Projektionsaufnahmen werden Schichtbilder erzeugt. Ein Schichtbildteilbereich, der einem Teilgewebebereich entspricht, wird rotiert. Das Rotieren kann quasi-kontinuierlich oder schrittweise erfolgen, wobei optional jeweils ein Schritt nach einer Betätigung durch einen Nutzer durchgeführt wird.
Beim Rotieren kann sich die Rotationsachse zwischen dem Emitter und dem Detektor befinden. Der Radiologe kann die Rotationsachse so wählen, dass eine Gewebeveränderung möglichst deutlich und kontrastreich dargestellt wird. Die Rotationsachse kann festgelegt sein und der Winkel der Rotation kann auf den Winkelbereich der Tomosynthese beschränkt sein.
Das Erzeugen von Schichtbildern kann mittels einer Rückprojektion, insbesondere einer gefilterten Rückprojektion, iterativen Rekonstruktion oder algebraischen Rekonstruktion durchgeführt werden. Das Rotieren des einen Teilgewebebereichs entsprechenden Schichtbildbereichs kann mit einer Vorwärtsprojektion durchgeführt werden.
Der Schritt des Rotierens eines Schichtbildteilbereichs, der einem Teilgewebebereich entspricht, kann Projektionsbilder erzeugen. Der Schritt des Rotierens eines Schichtbildbereichs, der einem Teilgewebebereich entspricht, kann Projektionsbilder durch eine simulierte Bewegung des Röntgenemitters und/oder eine simulierte Bewegung des Röntgendetektors erzeugen.
Aus dem Schichtbildbereich werden Projektionsdarstellungen erstellt, die die Schwächung eines Röntgenstrahls beim Durchlaufen eines Gewebebereichs mittels eines Röntgenstrahls darstellen. Da der simulierte Röntgenstrahl die Gewebeveränderung über eine besonders lange Strecke durchlaufen kann, ergibt sich eine besonders hohe (virtuelle) Abschwächung des Röntgenstrahls. Die Rotationsachse kann durch die Rotationsachse der Röntgenquelle verlaufen. Dadurch kann eine Gewebeveränderung in der simulierten Projektionsaufnahme besonders deutlich und kontrastreich dargestellt werden. Die Projektionen können unter Verwendung des Siddon-Verfahrens, des Joseph-Verfahrens, des abstandgetriebenen Projektors (Distance Driven Projector), des Seperable-Footprint-Projektors oder mittels eines anderen Ray-Casting-Verfahrens oder einer anderen Vorwärtsprojektionstechnik erzeugt werden.
Alternativ hierzu, können beim Rotieren Schichtbilder erzeugt werden, die dem jeweiligen Rotationswinkel entsprechen.
Beim Schritt des Rotierens eines einem Teilgewebebereich entsprechenden Schichtbildbereichs wird der Rotationswinkel im Wesentlichen auf denjenigen Rotationswinkel beschränkt, um den der reale Emitter und/oder der reale Detektor beim Schritt des Erzeugens der Projektionsaufnahmen des Gewebebereichs geschwenkt werden. Hierdurch können Artefakte weitgehend vermieden werden.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Auswählens des Schichtbildbereichs aufweisen, der zu rotieren ist. Der Nutzer kann mittels eines Fensters oder eines Linsenfensters den Bereich auswählen, der rotiert werden soll. Der Nutzer kann in einer Schichtbilddarstellung den Bereich auswählen, der rotiert werden soll.
Das Bildgebungsverfahren kann den Schichtbildbereich über einen Bereich diskreter Rotationswinkel drehen, um einen Satz von Rotationsansichten zu erzeugen. Die Rotationsansichten können rotierte Schichtbilder oder Projektionsansichten sein.
Der Satz von Rotationsansichten kann in einem Speicher gespeichert werden. Vorzugsweise ist der Speicher ein nicht flüchtiger Speicher, beispielsweise eine Festplatte. Dadurch wird ermöglicht, das rotierende dreidimensionale Mammogramm vor der Visualisierung auf einem Bildschirm vorzuberechnen. Die Rotationsansicht wird aus dem Speicher gelesen, sobald der Radiologe die Rotationsansicht anzeigen möchte. Dies ermöglicht, dass ein rotierendes dreidimensionales Mammogramm mit den Rotationsansichten auch auf bildgebenden Vorrichtungen mit einer vergleichsweise niedrigen Performanz innerhalb eines kurzen Zeitraumes angezeigt werden kann. Ferner werden mehrfache Berechnungen vermieden, wenn der Radiologe zwischen zwei Rotationsansichten mit unterschiedlichen Rotationswinkeln vor und zurück wechselt. Der Ausdruck Rotationsansicht umfasst sowohl ein Schichtbild als auch ein Projektionsbild.
Das bildgebende Verfahren ist vorzugsweise ein Mammographieverfahren.
Die Erfindung offenbart auch eine Rotationsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, das zuvor beschriebene Verfahren durchzuführen. Die Rotationsvorrichtung kann eine programmierbarer Computer oder eine aus diskreten Komponenten aufgebaute Einrichtung sein.
Die Erfindung offenbart auch ein Bildgebungssystem mit der Rotationsvorrichtung.
Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, das in einen Speicher eines Computers ladbar ist oder geladen ist und Mittel umfasst, die zur Ausführung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet sind.
In der folgenden detaillierten Figurenbeschreibung werden nicht einschränkend zu verstehende Ausführungsbeispiele mit deren Merkmalen und weiteren Vorteilen anhand der Zeichnung besprochen. Es gilt:
1 zeigt eine Modalität, bei der die Brust komprimiert wird, um Aufnahmen des Inneren der Brust durchzuführen;
2 zeigt schematisch das Durchführen einer Tomosynthese;
3 zeigt schematisch die sich aus der Kompression in der Modalität ergebende Form der Brust;
4 zeigt mittels DBT angefertigte Schnittbilder;
5 zeigt die Rotation des Gewebebereichs; und
6 zeigt ein erfindungsgemäßes bildgebendes System.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Mammographie erläutert. Es versteht sich, dass die Erfindung auf anderen Gebieten anwendbar ist.
1 zeigt eine erste bildgebende Modalität, die eine Kompressionsplatte 4 und einen Kompressionstisch 6 aufweist, zwischen dem die Brust 2 eingeklemmt wird. Die Brust wird üblicherweise so komprimiert, bis eine vorbestimmte Kompressionskraft erreicht wird. Über der Kompressionsplatte 4 können eine Mehrzahl von Röntgenquellen oder zumindest eine bewegliche Röntgenquelle (nicht gezeigt) angeordnet sein. In oder unter dem Tisch 6 kann ein Röntgendetektor angeordnet sein. Mit dieser Vorrichtung können Projektionen aus unterschiedlichen Richtungen mittels Röntgenstrahlung erfasst werden, aus denen, wie eingangs beschrieben wurde, Schnittbilder erzeugt werden können.
In der ersten bildgebenden Modalität 1 wird die komprimierte Brust in der medio-lateralen obliquen (MLO) Position erfasst.
Unter Bezugnahme auf 2 wird das Verfahren zum Erzeugen der Projektionen erläutert. Es sind eine Mehrzahl von Röntgenquellen 102, 104, 106 über einen Winkelbereich von etwa 50° angeordnet. Es können 25 Röntgenquellen angeordnet sein, so dass 25 Projektionen erzeugt werden können. Alternativ hierzu kann eine Röntgenquelle über einen Winkelbereich von 50° geschwenkt werden, so dass 25 Projektionsaufnahmen erzeugt werden. Die erste Röntgenquelle 102 emittiert einen ersten Röntgenstrahl 108, der die Brust 114 durchläuft und durch einen ersten Gewebebereich 116, einen zweiten Gewebebereich 118 und einen dritten Gewebebereich 120 abgeschwächt wird. Ein Röntgendetektor 38 erzeugt eine erste Projektionsaufnahme 130, in der sich die erste Gewebebereichabbildung 122, die zweite Gewebebereichabbildung 124 und die dritte Gewebebereichabbildung 126 in einer ersten Anordnung befinden. Die zweite Röntgenstrahlquelle 104 gibt einen zweiten Röntgenstrahl 110 unter einem anderen Winkel auf die Brust 114, den ersten Gewebebereich 116, den zweiten Gewebebereich 118 und den dritten Gewebebereich 120 ab. Diese Gewebebereiche werden durch die zweite Projektionsaufnahme 132 aufgenommen und befinden sich in einer Anordnung, die sich von derjenigen der ersten Schichtaufnahme 130 unterscheidet. Die dritte Röntgenquelle 116 gibt einen dritten Röntgenstrahl 112 unter einem weiteren Winkel auf die Brust ab, der auf der dritten Projektionsaufnahme 134 eine dritte Anordnung der ersten Gewebebereichsabbildung 122, zweiten Gewebebereichsabbildung 124 und dritten Gewebebereichsabbildung 126 erzeugt.
3 zeigt die durch die Komprimierung resultierende Form der erfassten komprimierten Brust in der medio-lateral obliquen Position. Es sind eine Mehrzahl von Schichten 8a bis 8e gezeigt. Ferner sind eine erste Gewebeveränderung 10 und eine zweite Gewebeveränderung 12 gezeigt.
4 zeigt eine Mehrzahl mittels der bildgebenden Modalität, d. h. mittels einer DBT, erfassten Schichtbilder, die das erste Bildvolumen der Brust 16 bilden. Es werden eine Mehrzahl von Schichtbildern 14a bis 14f gezeigt. Da karzinomes Brustgewebe einen ähnlichen Schwächungskoeffizienten wie gesundes Gewebe aufweist, ist die Beurteilung, ob karzinomes Gewebe vorhanden ist, schwierig. Dies hat falsche positive oder falsche negative Diagnosen zur Folge.
Die Arbeitsweise der Modalität des Typs DBT wurde eingangs beschrieben und ist dem Fachmann beispielsweise aus Imaging Systems for Medical Diagnostics, Arnulf Oppelt, Publicis Corporate Publishing, Erlangen, ISBN 3-89578-226-2 bekannt, und wird nicht mehr weiter beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 5 wird das Rotieren eines Schichtbildbereichs erläutert, der einem Teilgewebebereich entspricht. Der Ausdruck Schichtbildteilbereich ist im Kontext dieser Offenbarung so zu verstehen, dass der gesamte Inhalt der Schichtbilder oder ein Teil davon bezeichnet wird.
Das Rotieren des Schichtbildbereichs kann so erfolgen, dass virtuelle Projektionsbilder dargestellt werden, die von einer virtuellen Röntgenquelle und einem virtuellen Detektor erzeugt werden.
Eine erste virtuelle Röntgenquelle 140 gibt einen ersten virtuellen Röntgenstrahl 146 ab, der den ersten virtuellen Gewebebereich 152 und den zweiten virtuellen Gewebebereich 154 durchläuft und die erste virtuelle Projektion 156 erzeugt. Eine zweite virtuelle Röntgenquelle 142 erzeugt einen zweiten virtuellen Röntgenstrahl 148, der durch den ersten virtuellen Gewebebereich 152 und den zweiten virtuellen Gewebebereich 154 durchläuft und eine zweite virtuelle Projektion 158 erzeugt. Analog hierzu erzeugt eine dritte virtuelle Röntgenquelle 144 einen dritten virtuellen Röntgenstrahl 150, der abermals vom ersten virtuellen Gewebebereich 152 und vom zweiten Gewebebereich 154 abgeschwächt wird und der die dritte virtuelle Projektionsaufnahme 160 erzeugt.
Die Erfindung ermöglicht einem Radiologen, Projektionen aus Perspektiven anzuzeigen, die nicht durch einen realen Röntgenstrahl durchlaufen werden können. Beispielsweise ist es unmöglich, eine Brust in der Draufsicht zu röntgen, da hierzu der Röntgenstrahl den Torax durchlaufen müsste, wodurch die Patientin einer unnötigen Strahlenbelastung ausgesetzt ist und die Schwächung des Röntgenstrahls im Torax eine exakte Analyse des Brustgewebes unmöglich machen würden.
Der Radiologe erhält durch die Erfindung die Möglichkeit, virtuelle Projektionen des Gewebes zu erzeugen. Ferner kann der Radiologe durch die rotierenden Projektionen diejenige Projektion auswählen, die den höchsten Informationsgehalt für die jeweilige Diagnose aufweist. Der Radiologe wird in die Lage versetzt, die Gewebeveränderung aus unterschiedlichen Richtungen zu analysieren, wodurch falsche negative Diagnosen und falsche positive Diagnosen reduziert werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen von rotierenden Projektionen aus DBT-Daten als ein rotierendes dreidimensionales Mammogramm ermöglicht, den Informationsgehalt von FFDM-Bildern (FFDM: Full-Field Digital Mammagraphy – Digitale Vollfeldmammographie) zu erhalten. Ferner bleibt die dreidimensionale Information erhalten und es wird ermöglicht, Okklusionen zu entfernen oder zu verschieben, indem das dreidimensionale Mammogramm rotiert wird. Gleichzeitig werden alle Gewebedichten und califizierten Strukturen bzw. Gewebeveränderungen gleichzeitig rekonstruiert. Es wird die Menge an Bildern, die analysiert, übertragen und gespeichert werden müssen, auf eine Anzahl diskreter Betrachtungswinkel unabhängig von der Brustdicke reduziert. Darüber hinaus können ursprünglich aufgenommene Projektionen mit einem höheren Detaillierungsgrad, einem besseren Signalrauschabstand (SNR) und einem höheren Kontrast-Rausch-Abstand erzeugt werden. Dies wird erreicht, weil jede ursprüngliche Projektion rekonstruiert wird, indem Informationen aus allen aufgenommenen realen Projektionsaufnahmen berücksichtigt werden. Aufgrund der größeren Menge an Bildinformation kann das Rauschen reduziert werden.
Das Volumen zum Visualisieren des rotierenden Mammogramms kann aus einem Satz von Vorwärtsprojektionen des rekonstruierten DBT-Volumens erzeugt werden. Die Vorwärtsprojektionen können für einen Satz sequenzieller Betrachtungswinkel vorberechnet werden. Der Winkelbereich des rotierenden Mammogramms bzw. der rotierenden Projektionsaufnahmen kann in der Größenordnung etwa dem maximalen Schwenkwinkel der realen Röntgenquelle beim Erzeugen der realen Projektion entsprechen, wie zuvor unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Das Beschränken des Rotationswinkels für das dreidimensionale Mammogramm wird durchgeführt, um das Auftreten von Artefakten und insbesondere sogenannter „Out-Off-Plane”-Artefakte zu vermeiden.
Die Projektionen des rotierenden Mammogramms können unter Verwendung des Siddon-Verfahrens, des Joseph-Verfahrens, des distanzgetriebenen Projektors, des „Separable-Footprint”-Projektors oder einer Ray-Casting-Technik oder einer Vorwärtsprojektionstechnik aus dem DBT-Volumenbild berechnet werden. Die resultierende Bildersequenz wird als Satz von Bildern gespeichert, die ein DICOM-Format (Digital Imaging and Communications in Medicine: Digitale Bildgebung und Kommunikation in der Medizin), ein JPG-Format, ein TIF-Format, ein BMP-Format oder ein anderes Bildformat umfassen.
Das Volumen, das eine Sequenz optional vorberechneter Bilder umfasst, wird anschließend in einen Computer geladen, damit es als rotierendes dreidimensionales Mammogramm unter Verwendung bestehender Werkzeuge zum Analysieren von Volumina, die aus mehreren Schichten bestehen, analysiert werden kann. Im Fall eines rotierenden dreidimensionalen Mammogramms können die gleichen Steuerungselemente verwendet werden, die beim Analysieren eines herkömmlichen dreidimensionalen Volumens verwendet werden. Die Steuerungselemente erzeugen dann ein rotierendes Mammogramm für den Radiologen statt dem Radiologen sukzessive Schichten eines herkömmlichen dreidimensionalen Volumens anzuzeigen.
Das ursprüngliche DBT-Volumen kann innerhalb des gleichen Analysevorganges verwendet werden. Das rotierende dreidimensionale Mammogramm kann anstelle des ursprünglichen DBT-Volumens dargestellt und verwendet werden, was die Arbeitsbelastung reduziert und was die Anzahl von Bildern reduziert, die gelesen, übertragen und gespeichert werden müssen.
Darüber hinaus können das rotierende Mammogramm und das ursprüngliche DBT-Volumen gleichzeitig angezeigt werden. Ferner können die DBT-Schichten sequenziell betrachtet werden und das rotierende dreidimensionale Mammogramm wird durch ein Linsenfenster gezeigt, falls es erforderlich ist, um einen Teilgewebebereich einer genaueren Analyse zu unterziehen. Das Linsenfenster kann durch einen Mausklick bestimmt werden.
Es ist aber auch möglich, dass das rotierende dreidimensionale Mammogramm sequenziell betrachtet wird und die herkömmlichen DBT-Schichten durch ein Linsenfenster gezeigt werden, das durch einen Mausklick angezeigt werden kann.
Für den Nutzer können Steuerungselemente vorgesehen werden, um bei der Analyse durch die Schichten des ursprünglichen Volumenbildes und/oder das rotierende dreidimensionale Mammogramm zu navigieren. Steuerungselemente können auch dafür vorgesehen werden, dass der Radiologe bei der Betrachtung durch die Sequenz von Bildern des zugrunde liegenden Volumens, d. h. dem rotierenden dreidimensionalen Mammogramm, navigieren kann, das durch das Linsenfenster angezeigt wird. Darüber hinaus können Steuerungselemente vorgesehen sein, um die Fensterung des Grauwertebereichs (Windowing) individuell festzulegen, beispielsweise für das ursprüngliche Volumenbild, das im Linsenfenster gezeigte Bild und/oder das rotierende dreidimensionale Mammogramm. Hierbei kann der Offset und die Steigung des durch das Fenster ausgewählten Grauwertbereichs individuell festgelegt werden.
Es versteht sich, dass das Linsenfenster eine beliebige Form aufweisen kann, beispielsweise kann das Linsenfenster kugelförmig, rund, beispielsweise ein Zylinder orthogonal zur Betrachtungsebene, konusförmig oder rechteckig sein.
Die Steuerungselemente können beispielsweise durch eine herkömmliche Computermaus bedient werden, wobei mittels der Maus das Linsenfenster definiert werden kann. Ferner können Pop-Up-Fenster vorgesehen sein, die mittels der Maustasten aktiviert werden können und mittels denen die gewünschte Ansicht ausgewählt werden kann. Die Richtung einer Bewegung der Maus kann bestimmen, welche Ansichten verändert werden. Beispielsweise kann einer vertikalen Bewegung der Maus ein Navigieren durch die Schichtaufnahmen zugeordnet sein und eine horizontale Bewegung der Maus kann das Mammogramm rotieren. Darüber hinaus können Schiebeelemente am unteren Rand und/oder am seitlichen Rand der Bildschirmdarstellung vorgesehen sein, die ermöglichen, dass der Radiologe durch die Ansichten navigieren kann.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch DBT-Daten navigiert werden kann, indem ein zu analysierendes Volumen mittels eines rotierenden dreidimensionalen Mammogramms visualisiert wird. Das rotierende dreidimensionale Mammogramm kann einen Satz von Vorwärtsprojektionen des rekonstruierten DBT-Volumens aufweisen. Diese Vorwärtsprojektionen können für einen Satz aufeinander folgender Betrachtungswinkel vorberechnet werden. Die Betrachtungswinkel entsprechen in ihrer Größenordnung etwa dem maximalen Winkelbereich beim Schwenken der realen Röntgenquelle zum Erzeugen der realen Projektionen.
Der Ausdruck rotierendes dreidimensionales Mammogramm ist so auszulegen, dass ein Mammogramm im dreidimensionalen Raum virtuell rotiert wird. Das rotierende dreidimensionale Diagramm wird als eine Serie von Schnappschüssen unter unterschiedlichen Winkeln abgespeichert. Es kann ein Standardformat zum Abspeichern der Schnappschüsse verwendet werden. Dadurch kann das rotierende dreidimensionale Mammogramm auf einer beliebigen bestehenden Anzeigeeinrichtung oder Browser angezeigt werden.
6 zeigt ein medizinisches System 28 für eine Operationsumgebung. Das medizinische System 28 umfasst eine bildgebende Modalität 30 mit einer Röntgenstrahlquelle 32, einer Kompressionsplatte 34, einem Kompressionstisch 36 und einem Röntgendetektor 38. Die Röntgenquelle 32 kann schwenkbar angeordnet sein, um Projektionsaufnahmen aus unterschiedlichen Winkeln zu erzeugen, die mittels des Röntgendetektors 38 erfasst werden.
Die vom Röntgendetektor 38 aufgenommenen Projektionen werden an eine DBT-Einrichtung 40 übertragen, wo Schichtaufnahmen erzeugt werden, die auf der Anzeigeeinrichtung 46 angezeigt werden. Eine Steuerungseinrichtung 44 kann autark oder unter Zusammenwirken mit der DBT-Einrichtung 40 verändertes Gewebe ermitteln, das auch auf der Anzeigeeinrichtung 46 angezeigt wird. Das veränderte Gewebe kann krebshaltiges Gewebe, ein Karzinom, ein Knoten oder eine sonstige medizinisch relevante Diagnose aufweisen. Ein Radiologe kann mittels der Eingabeeinrichtung 48, 50 das veränderte Gewebe so darstellen, dass die Diagnose möglichst exakt erstellt werden kann. Die Rotationseinrichtung 42 kann die mittels der DBT-Einrichtung 40 erzeugten Bilddaten der Brust rotieren und eine rotierende Projektion erzeugen, wobei die rotierende Projektion auf der Anzeigeeinrichtung 46 angezeigt wird. Die Steuerungseinrichtung 44 steuert sowohl die Arbeitsweise der DBT-Einrichtung 40 als auch diejenige der Rotationseinrichtung 42.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung der Erfindung und die Ausführungsbeispiele grundsätzlich nicht einschränkend in Hinblick auf eine bestimmte physikalische Realisierung der Erfindung zu verstehen sind. Für einen Fachmann ist es insbesondere offensichtlich, dass die Erfindung teilweise oder vollständig in Soft- und/oder Hardware und/oder auf mehrere physikalische Produkte – dabei insbesondere auch Computerprogrammprodukte – verteilt realisiert werden kann.
Bezugszeichenliste

2: Brust
4: Kompressionsplatte
6: Tisch
8: Schichten
10: erste Gewebeveränderung
12: zweite Gewebeveränderung
14: Schichtbilder
16: Brust
18: Brust
20: erste Gewebeveränderung
22: zweite Gewebeveränderung
28: medizinisches System
30: Modalität
32: Röntgenstrahlquelle
34: Kompressionsplatte
36: Kompressionstisch
38: Röntgendetektor
40: DBT-Einrichtung
42: Transformationseinrichtung
44: Steuerungseinrichtung
46: Anzeigeeinrichtung
50: Eingabeeinrichtung
102: erste Röntgenquelle
104: zweite Röntgenquelle
106: dritte Röntgenquelle
108: erster Röntgenstrahl
110: zweiter Röntgenstrahl
112: dritter Röntgenstrahl
114: Brust
116: erster Gewebebereich
118: zweiter Gewebebereich
120: dritter Gewebebereich
122: erste Gewebebereichsabbildung
124: zweite Gewebebereichsabbildung
126: dritte Gewebebereichsabbildung
128: Detektorelement
130: erste Projektionsaufnahme
132: zweite Projektionsaufnahme
134: dritte Projektionsaufnahme
140: erste virtuelle Röntgenquelle
142: zweite virtuelle Röntgenquelle
144: dritte virtuelle Röntgenquelle
146: erster virtueller Röntgenstrahl
148: zweiter virtueller Röntgenstrahl
150: dritter virtueller Röntgenstrahl
152: erster virtueller Gewebebereich
154: zweiter virtueller Gewebebereich
156: erste virtuelle Projektionsaufnahme
158: zweite virtuelle Projektionsaufnahme
160: dritte virtuelle Projektionsaufnahme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006046741 A1 [0003]
DE 102008004473 A1 [0003]
DE 102008033150 A1 [0003]
EP 2138098 A1 [0003]
DE 102008028387 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Imaging Systems for Medical Diagnostics, Arnulf Oppelt, Publicis Corporate Publishing, Erlangen, ISBN 3-89578-226-2, Kapitel 10.5 [0004]
Imaging Systems for Medical Diagnostics, Arnulf Oppelt, Kapitel 12.6, Publicis Corporate Publishing, Erlangen, ISBN 3-89578-226-2 [0005]
Imaging Systems for Medical Diagnostics, Arnulf Oppelt, Publicis Corporate Publishing, Erlangen, ISBN 3-89578-226-2 [0035]

Claims

Bildgebungsverfahren, mit folgenden Schritten: – Erzeugen von Projektionsaufnahmen (130, 132, 134) eines Gewebebereichs (122, 124, 126) durch von einem Emitter (102, 104, 106) abgegebene Strahlung, die nach Durchlaufen des Gewebebereichs von einem Detektor (128) erfasst wird; – Erzeugen von Schichtbildern (14a–14f) aus den Projektionsaufnahmen; und – Rotieren eines Schichtbildteilbereichs, der einem Teilgewebebereich (152, 156) entspricht.
Bildgebungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Schritt des Rotierens die Rotationsachse zwischen dem Emitter (108, 110, 112) und dem Detektor (128) befindet.
Bildgebungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Erzeugens von Schichtbildern mittels einer Rückprojektion durchgeführt wird.
Bildgebungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Rotierens des einem Teilgewebebereich (152, 156) entsprechenden Schichtbildteilbereichs mit einer Vorwärtsprojektion durchgeführt wird.
Bildgebungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Rotierens eines einem Teilgewebebereich (152, 154) entsprechenden Schichtbildteilbereichs Projektionsbilder (156, 158, 160) erzeugt.
Bildgebungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Rotierens eines Schichtbildbereichs, der einem Teilgewebebereich (152, 154) entspricht, Projektionsbilder (156, 158, 160) durch eine simulierte Bewegung des Röntgenemitters (140, 142, 144) und/oder eine simulierte Bewegung des Röntgendetektors erzeugt.
Bildgebungsverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt des Rotierens eines einem Teilgewebebereich entsprechenden Schichtbildteilbereichs der Rotationswinkel im Wesentlichen auf den Rotationswinkel beschränkt wird, um den der Röntgenemitter und/oder der Röntgendetektor beim Schritt des Erzeugens der Projektionsaufnahmen des Gewebebereichs geschwenkt wird.
Bildgebungsverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch – Auswählen des Schichtbildteilbereichs, der zu Rotieren ist.
Bildgebungsverfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch – Rotieren des Schichtbildbereichs über einen Bereich diskreter Rotationswinkel zum Erzeugen eines Satzes von Rotationsansichten; – Speichern des Satzes von Rotationsansichten in einem Speicher; und – Lesen einer Rotationsansicht aus dem Speicher, um sie anzuzeigen.
Mammographieverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Rotationsvorrichtung (42), die dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
Bildgebungssystem (28) mit einer Rotationsvorrichtung (42) nach Anspruch 11.
Computerprogrammprodukt, ladbar oder geladen in einen Speicher eines Computers mit Mitteln, die zur Ausführung der Schritte eines Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10 eingerichtet sind.