DE102011075912A1 - Method for providing three dimensional image data set of element e.g. screw implanted into biological body of patient, involves changing gray values of subsequent three-dimensional image data set by registering initial image data sets - Google Patents

Method for providing three dimensional image data set of element e.g. screw implanted into biological body of patient, involves changing gray values of subsequent three-dimensional image data set by registering initial image data sets Download PDF

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Abstract

An initial three-dimensional image data set is provided for description of an element such as a screw. The subsequent three-dimensional image data set is recovered with respect to a biological body (14) by a computer tomograph (18) with an X-ray C-arm (36). The registration of initial image data sets is performed. The gray values of subsequent three-dimensional image data set, are changed as a function of gray values of initial image data set by registration process to generate a modified three-dimensional image data set with suppressed image artifacts. An independent claim is included for computed tomograph.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes mit unterdrückten Bildartefakten zu einem biologischen Objekt, welches ein Element aus Material enthält, das Röntgenstrahlung eines Computertomographen stärker absorbiert als biologisches Gewebe. Die Erfindung betrifft auch einen Computertomographen mit einer Bildauswertevorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, ein solches Verfahren auszuführen. The invention relates to a method for providing a 3D image data set with suppressed image artifacts to a biological object, which contains an element made of material that absorbs X-ray radiation of a computed tomography more than biological tissue. The invention also relates to a computer tomograph with an image evaluation device, which is designed to carry out such a method.

In Bildern, die von einem Computertomographen gewonnen werden, können verschiedenste Bildartefakte auftreten. Eine solche Gruppe von Bildartefakten bilden so genannte Metallartefakte, die von metallischen Gegenständen herrühren. Diese Artefakte haben ihre Ursache darin, dass ein Metallimplantat die üblicherweise eingesetzte Röntgenstrahlung entweder nahezu vollständig absorbiert bzw. streut. Das im zu untersuchenden Objekt vorliegende Metallteil ist damit für die Röntgenstrahlung nahezu vollständig undurchsichtig bzw. opak. Es kommt zu einem Schattenwurf des metallischen Objekts auf dem Detektor, so dass an diesen Detektorstellen, die vom Metall abgeschirmt werden, detektierte Signale lediglich von Ausleserauschen bzw. gestreuten Photonen herrühren. Die hierdurch bedingte fehlende Bildinformation führt zu den Metallartefakten im resultierenden Computertomographiebild. In pictures, which are won by a computer tomograph, a variety of image artifacts can occur. Such a group of image artifacts form so-called metal artefacts derived from metallic objects. These artefacts are caused by the fact that a metal implant either almost completely absorbs or scatters the commonly used X-radiation. The metal part present in the object to be examined is thus almost completely opaque or opaque to the X-ray radiation. There is a shadow of the metallic object on the detector, so that at these detector sites, which are shielded from the metal, detected signals originate only from Ausleserauschen or scattered photons. The resulting lack of image information leads to the metal artifacts in the resulting computed tomography image.

Üblicherweise werden im Rahmen der Computertomographie Projektionsröntgenbilder des Objekts aus verschiedenen Winkeln aufgenommen und aus dem sich so ergebenden Bilddatensatz über Rückprojektion ein 3D-Bilddatensatz rekonstruiert. Die durch das Metall verursachten Schatten in den Projektionsbildern führen dann zu fehlerbehafteten Daten im 3D-Bilddatensatz. Wird über so genannte Vorwärtsprojektion aus dem 3D-Bilddatensatz ein Projektionsbild (zum Beispiel zu einem nicht real gemessenen Winkelbereich) rekonstruiert, so führen die fehlerbehafteten Daten in diesem Projektionsbild zu den Metallartefakten. Die Metallartefakte beeinträchtigen die Bildqualität des resultierenden Computertomographiebildes und erschweren die Bildinterpretation und damit die ärztliche Diagnose. Erkennung und Charakterisierung von Metallimplantaten sind erschwert, selbst wenn hierbei kein automatisiertes Verfahren zum Einsatz kommt sondern die Bildinterpretation im Rahmen menschlicher Beurteilung durchgeführt wird. Usually, in the context of computed tomography, projection x-ray images of the object are taken from different angles and a 3D image data record is reconstructed from the resultant image data set via backprojection. The shadows in the projection images caused by the metal then lead to erroneous data in the 3D image data set. If a projection image (for example, a non-real measured angular range) is reconstructed from the 3D image data record by means of so-called forward projection, then the error-prone data in this projection image lead to the metal artifacts. The metal artifacts affect the image quality of the resulting computed tomography image and complicate the image interpretation and thus the medical diagnosis. Detection and characterization of metal implants are more difficult, even if no automated procedure is used, but the image interpretation is carried out in the context of human judgment.

Das Problem der Metallartefakte ist besonders dann schwerwiegend, wenn Röntgen-C-Bögen eingesetzt werden, deren Röntgenstrahlung von nur geringer Intensität ist. Dies ist insbesondere bei mobilen Röntgen-C-Bogen-Geräten der Fall. Insbesondere Hüftimplantate oder Implantate, die sich aus mehreren Teilelementen zusammensetzen, können dann nur schwer erkannt werden. The problem of metal artefacts is particularly severe when X-ray C-arms are used whose X-ray radiation is of only low intensity. This is the case in particular with mobile X-ray C-arm devices. In particular, hip implants or implants, which are composed of several sub-elements, can then be difficult to detect.

Es sind Verfahren bekannt, Metallartefakte in Computertomographiebildern zu reduzieren. Diese Verfahren setzen üblicherweise ein, nachdem über die Vorwärtsprojektion ein 2D-Bilddatensatz gewonnen wurde. Das Metallimplantat wird in den 2D-Projektionsbildern lokalisiert, woraufhin die Projektionswerte der den Bildbereichen zugeordneten Daten über ein Interpolationsverfahren (z. B. lineare Interpolation) verbessert werden. Hierfür ist es jedoch erforderlich, dass der durch Rückprojektion erzeugte 3D-Bilddatensatz möglichst wenig fehlerbehaftet ist und eine ausreichend gute Segmentierung an ihm durchgeführt werden kann, um dreidimensionale Bildbereiche (Voxel) zu identifizieren, die dem Metallimplantat zuordenbar sind. Solche Verfahren sind beispielsweise aus den folgenden Publikationen bekannt:
(1) Kalender WA, Hebel R, Ebersberger J. Reduction of CT artifacts caused by metallic implants. Radiology 1987; 164: 576–577 ; (2) Klotz E, Kalender WA Sokiranski R and Felsenberg D, Algorithms for reduction of CT artifacts caused by metallic implants Proc. SPIE 1990; 1234: 642–50 ; (3) Wang G, Frei T and Vannier MW, A fast iterative algorithm for metal artefact reduction in X-ray CT Acad. Radiol. 2000; 7 607–14 ; (4) Mahnken AH, Raupach R, Wildberger JE, et al. A new algorithm for metal artifact reduction in computed tomography: in virto and in vivo evaluation after total hip replacement. Invest Radiol 2003; 38: 769–75 ; (5) Watzke O and Kalender WA 2004, A pragmatic approach to metal artifacts reduction in CT: merging of metal artefact reduced images Eur. Radiol. 2005; 14: 849–56 ; (6) Bal M, Spies L. Metal artifact reduction in CT using tissue-class modeling and adaptive prefiltering. Med Phys 2005; 33: 2852–59 ; (7) Oehler M, Buzug TM, Statistical image reconstruction for inconsistent CT projection data. Methods Inf Med 2005; 46: 261–269 ; (8) Muller J, Buzug TM, Spurious structures created by interpolation-based CT metal artefact reduction. Med Imaging 2009; Physics of Medical Imaging, Proc. SPIE, vol. 7258, 13; March 2009; Lake Buena Vista, Florida ; (9) Prell D, Kyriakou Y, Beister M, Kalender WA, A novel forward projection-based metal artefact reduction method for flat-detector computed tomography, Phys. Med Biol. 2009; 54: 6575–6591 ; (10) Prell D, Kyriakou Y, Struffert T, Doerfler A, Kalender WA, Metal Artifact Reduction for Clipping and Coiling in Interventional C-Arm CT, AJNR Am J Neuroradiology 2010; 31: 634 .
Methods are known for reducing metal artifacts in computed tomography images. These methods usually start after a 2D image data set has been obtained via the forward projection. The metal implant is located in the 2D projection images, whereupon the projection values of the data associated with the image areas are improved via an interpolation process (eg linear interpolation). For this, however, it is necessary for the 3D image data set generated by backprojection to have as little error as possible and sufficiently good segmentation to be carried out on it to identify three-dimensional image regions (voxels) that can be assigned to the metal implant. Such methods are known, for example, from the following publications:
(1) Calender WA, Lever R, Ebersberger J. Reduction of CT artifacts caused by metallic implants. Radiology 1987; 164: 576-577 ; (2) Klotz E, Calendar WA Sokiranski R and Felsenberg D, Algorithms for reduction of CT artifacts caused by metallic implants Proc. SPIE 1990; 1234: 642-50 ; (3) Wang G, Frei T and Vannier MW, A Fast Iterative Algorithm for Metal Artifact Reduction in X-ray CT Acad. Radiol. 2000; 7 607-14 ; (4) Mahnken AH, Raupach R, Wildberger JE, et al. A new algorithm for metal artifact reduction in computed tomography: in virtue and in vivo evaluation after total hip replacement. Invest Radiol 2003; 38: 769-75 ; (5) Watzke O and Kalender WA 2004, A pragmatic approach to metal artifacts reduction in CT: merging of metal artefact reduced images Eur. Radiol. 2005; 14: 849-56 ; (6) Bal M, Spies L. Metal artifact reduction in CT using tissue-class modeling and adaptive prefiltering. Med Phys 2005; 33: 2852-59 ; (7) Oehler M, Buzug TM, Statistical image reconstruction for inconsistent CT projection data. Methods Inf Med 2005; 46: 261-269 ; (8th) Muller J, Buzug TM, Spurious structures created by interpolation-based CT metal artefact reduction. Med Imaging 2009; Physics of Medical Imaging, Proc. SPIE, vol. 7258, 13; March 2009; Lake Buena Vista, Florida ; (9) Prell D, Kyriakou Y, Beister M, WA Calendar, A novel forward projection-based metal artefact reduction method for flat-detector computed tomography, Phys. Med Biol. 2009; 54: 6575-6591 ; (10) Prell D, Kyriakou Y, Struffert T, Doerfler A, WA Calendar, Metal Artifact Reduction for Clipping and Coiling in Interventional C-arm CT, AJNR Am J Neuroradiology 2010; 31: 634 ,

Ein weiteres Problem besteht darin, dass das Metallimplantat gegebenenfalls während der Aufnahme der Computertomographiebilder nicht vollständig erfasst wird. Die Folge sind Messfeldüberschreitungsartefakte (truncation artifacts). Hierdurch kann es zu Bildartefakten kommen, die vornehmlich in dem Bereich auftreten, in dem das Metallimplantat bildlich abgeschnitten ist. Es treten jedoch hierdurch bedingt auch Bildartefakte in anderen Bereichen eines Vorwärtsprojektionsbildes auf. Abschneideartefakte sollten deshalb vermieden werden. Another problem is that the metal implant may not be fully captured during acquisition of computed tomography images. The result is truncation artifacts. This can lead to image artifacts, which occur primarily in the area in which the metal implant is figuratively cut off. However, it is conditional on this also image artifacts in other areas of a forward projection image. Cut-off artifacts should therefore be avoided.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Bildartefakte in einem Computertomographiebild noch besser zu unterdrücken, die auf ein Implantat in einem biologischen Objekt zurückzuführen sind. It is an object of the invention to even better suppress image artifacts in a computed tomography image due to an implant in a biological object.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, sowie einen Computertomographen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. This object is achieved by a method having the features of claim 1, and a computed tomography with the features of claim 10.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes mit unterdrückten Bildartefakten zu einem biologischen Objekt, welches ein Element aus Material enthält, das Röntgenstrahlung eines Computertomographen stärker absorbiert als biologisches Gewebe. Das erfindungsgemäße Verfahren umfassen die folgenden Schritte:

  • a) Bereitstellen zumindest eines ersten 3D-Bilddatensatzes zur Beschreibung des Elements;
  • b) Gewinnen eines zweiten 3D-Bilddatensatzes bzgl. des biologischen Objekts mittels des Computertomographen, wobei der zweite 3D-Bilddatensatz Daten betreffend das Element umfasst;
  • c) Registrieren des ersten 3D-Bilddatensatzes mit dem zweiten 3D-Bilddatensatz;
  • d) Anhand der Bildregistrierung Ändern von Grauwerten des zweiten 3D-Bilddatensatzes in Abhängigkeit von Grauwerten des ersten 3D-Bilddatensatzes und so Erzeugen eines modifizierten zweiten 3D-Bilddatensatzes mit unterdrückten Bildartefakten.
The inventive method is used to provide a 3D image data set with suppressed image artifacts to a biological object containing an element of material that absorbs X-radiation of a computed tomography more than biological tissue. The method according to the invention comprises the following steps:
  • a) providing at least a first 3D image data set for describing the element;
  • b) obtaining a second 3D image data set with respect to the biological object by means of the computer tomograph, wherein the second 3D image data set comprises data relating to the element;
  • c) registering the first 3D image data set with the second 3D image data set;
  • d) On the basis of image registration changing gray values of the second 3D image data set as a function of gray values of the first 3D image data set and thus generating a modified second 3D image data set with suppressed image artifacts.

Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Fehler in Daten des vom Computertomographen gewonnenen 3D-Bilddatensatzes vermeiden, sodass bereits vor Durchführung einer möglichen Vorwärtsprojektion sichergestellt ist, dass in dem resultierenden Computertomographiebild Artefakte, welche auf das Element zurückzuführen sind, unterdrückt werden. Während gemäß dem Stand der Technik erst nach Durchführung der Vorwärtsprojektion eine Bildmanipulation zur Unterdrückung von Artefakten stattfindet, setzt das erfindungsgemäße Verfahren in einem früheren Bildbearbeitungsstadium an, in dem bereits der zugrunde liegende 3D-Bilddatensatz manipuliert bzw. verbessert wird. Als Datenbasis für diese Manipulation stehen nicht nur die vom Computertomographen gewonnen 3D-Bilddatensätze zur Verfügung, sondern es wird insbesondere ein Vergleichs-3D-Bilddatensatz bereitgestellt, mit dem sich fehlerbehaftete Daten ergänzen bzw. ersetzen und so verbessern lassen. Insbesondere wird es möglich, durch Vergleich eines Bildes, welches die Artefakte aufweist, mit einem artefaktfreien Vergleichsbild die ursprünglich vorhandenen Bildmängel zu unterdrücken bzw. zu beseitigen. By means of the method according to the invention, errors in data of the 3D image data record obtained by the CT scanner can be avoided so that it is already ensured, before a possible forward projection is carried out, that artifacts attributable to the element are suppressed in the resulting computer tomography image. While according to the state of the art, image manipulation for the suppression of artifacts only takes place after the forward projection has been carried out, the method according to the invention starts at an earlier image processing stage in which the underlying 3D image data record is already being manipulated or improved. Not only are the 3D image data sets obtained from the computer tomograph available as a data base for this manipulation, but in particular a comparative 3D image data record is provided with which faulty data can be supplemented or replaced and thus improved. In particular, by comparing an image having the artifacts with an artifact-free comparison image, it becomes possible to suppress or eliminate the originally existing image defects.

Bei dem Element kann es sich insbesondere um ein Metallimplantat in dem biologischen Objekt handeln, welches insbesondere ein Körperteil eines Lebewesens sein kann. Das Element kann insbesondere für Röntgenstrahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs opak sein. Der erste 3D-Bilddatensatz, durch den das Element beschrieben wird, kann insbesondere so beschaffen sein, dass er eine artefaktfreie bildliche Darstellung des Element zulässt. Der zweite 3D-Bilddatensatz kann insbesondere durch Rückprojektion aus Projektionsbildern gewonnen werden, welche von dem Computertomographen in verschiedenen Winkelstellung zum biologischen Objekt an selbigem aufgenommen werden. Unter dem Registrieren bzw. Bildregistrieren in Schritt c) ist insbesondere ein lage- und dimensionsrichtiges Zuordnen des ersten 3D-Bilddatensatzes zu dem zweiten 3D-Bilddatensatz zu verstehen. Es kann eine Abbildungsvorschrift vorgegeben sein, welche eine Abstimmung eines dem ersten 3D-Bildatensatz zugeordneten Koordinatensystems zu einem dem zweiten 3D-Bilddatensatz zugeordneten Koordinatensystem erlaubt. In Schritt c) kann insbesondere vorgesehen sein, Daten des zweiten 3D-Bilddatensatzes, welche einem artefaktbehafteten Bildbereich zugeordnet sind, durch korrespondierende Daten des ersten 3D-Bilddatensatzes zu ersetzen. The element may in particular be a metal implant in the biological object, which may in particular be a body part of a living being. The element may in particular be opaque to X-radiation of a specific wavelength range. In particular, the first 3D image data set describing the element may be arranged to allow an artifact-free pictorial representation of the element. The second 3D image data set can in particular be obtained by projection from projection images, which are recorded by the computer tomograph in different angular position to the biological object on the same. The registering or image registration in step c) is to be understood as meaning, in particular, a positional and dimensionally correct assignment of the first 3D image data record to the second 3D image data record. It can be given an imaging rule, which allows a vote of the first 3D image data set associated coordinate system to the second 3D image data set associated coordinate system. In step c), it may be provided, in particular, to replace data of the second 3D image data record, which are assigned to an artifact-related image area, by corresponding data of the first 3D image data record.

Vorzugsweise wird bezüglich des zweiten 3D-Bilddatensatzes ein Segmentierverfahren durchgeführt, sodass Bildcharakteristika, welche dem Element zuordenbar sind, hervorgehoben werden. Im Rahmen des Segmentierverfahrens werden insbesondere sich aus dem zweiten 3D-Bilddatensatz ergebende Voxel (dreidimensionale Pixel) Bereichen des biologischen Objekt zugeordnet, die von dem Element eingenommen sind. Im Rahmen des Segmentierverfahrens werden insbesondere Intensitätsschwellwerte für Grauwerte festgelegt, wobei bei Über- bzw. Unterschreiten des Schwellwerts eine Zuordnung des Voxels zu dem Element erfolgt. Auf diese Art ist eine eindeutige Identifikation des Elements im biologischen Objekt möglich. Der im Rahmen der Bildregistrierung durchzuführende Abgleich zwischen dem ersten und dem zweiten 3D-Bilddatensatz gestaltet sich sehr einfach. Preferably, with respect to the second 3D image data set, a segmentation process is performed so that image characteristics attributable to the element are emphasized. In the context of the segmentation method, in particular voxels (three-dimensional pixels) resulting from the second 3D image data set are assigned to regions of the biological object which are occupied by the element. In particular, intensity threshold values for gray values are defined in the context of the segmentation method, with the voxel being assigned to the element when the threshold value is exceeded or fallen short of. In this way a clear identification of the element in the biological object is possible. The matching between the first and the second 3D image data set to be carried out as part of the image registration is very simple.

Vorzugsweise wird aus dem modifizierten zweiten 3D-Bilddatensatz ein 2D-Bilddatensatz gewonnen und hieraus ein Computertomographiebild erzeugt. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Computertomographiebild um ein Vorwärtsprojektionsbild und/oder ein Röntgenschnittbild. Vorzugsweise wird dann auf das Computertomographiebild ein Interpolationsverfahren angewandt, um eine Verringerung von Artefakten in dem Computertomographiebild zu erzielen. Besonders bevorzugt ist hierbei eine lineare Interpolation. Dann werden die Artefakte nicht nur durch Manipulation des 3D-Bilddatensatzes unterdrückt, sondern es erfolgt eine weitere Verbesserung des resultierenden Bildes durch eine abschließende Glättung. Insbesondere Metallimplantate lassen sich auf diese Art in dem biologischen Objekt im resultierenden Computertomographiebild besonders gut identifizieren. Die Zweistufigkeit des Verfahrens verbessert insgesamt die resultierende Bildqualität. Preferably, a 2D image data set is obtained from the modified second 3D image data record and a computer tomography image is generated therefrom. The computer tomography image is particularly preferably a forward projection image and / or an X-ray sectional image. Preferably, an interpolation method is then applied to the computed tomography image to achieve a reduction in artifacts in the computed tomography image. Particularly preferred this is a linear interpolation. Then the artifacts are not only suppressed by manipulation of the 3D image data set, but there is a further improvement of the resulting image by a final smoothing. In particular, metal implants can thus be identified particularly well in the biological object in the resulting computed tomography image. Overall, the two-step nature of the method improves the resulting image quality.

Vorzugsweise umfasst der zweite 3D-Bilddatensatz Daten, welche Volumenelementen des biologischen Objekts zuordenbar sind. Vorzugsweise werden dann in Schritt d) des Verfahrens im zweiten 3D-Bilddatensatz zumindest Grauwerte zu solchen Volumenelementen geändert, welche aufgrund der Bildregistrierung räumlichen Positionen des Elements in dem biologischen Objekt zuordenbar sind. Es kann hierbei insbesondere ein Ersatz bzw. ein Austausch von Volumenelementen (Voxeln) im zweiten 3D-Bilddatensatz durch korrespondierende Volumenelemente des 3D-Bilddatensatzes erfolgen. Der modifizierte zweite 3D-Bilddatensatz ergibt sich dann insbesondere durch eine additive Kombination von Daten des ersten 3D-Bilddatensatzes mit Daten des zweiten 3D-Bilddatensatzes. Fehlerbehaftete Daten des zweiten 3D-Bilddatensatzes können auf diese Art besonders effektiv ergänzt werden. Auch einzelne fehlerbehaftete Voxel, welche zu Bildartfakten führen, lassen sich vermeiden. Preferably, the second 3D image data set comprises data which can be assigned to volume elements of the biological object. Preferably, in step d) of the method, at least gray values are then changed in the second 3D image data set to those volume elements which, due to the image registration, can be assigned to spatial positions of the element in the biological object. In this case, in particular, replacement or exchange of volume elements (voxels) in the second 3D image data record can be effected by corresponding volume elements of the 3D image data set. The modified second 3D image data record then results in particular by an additive combination of data of the first 3D image data set with data of the second 3D image data set. Erroneous data of the second 3D image data set can be added particularly effectively in this way. Even single errored voxels, which lead to image artifacts, can be avoided.

Vorzugsweise wird in Schritt a) der zumindest eine 3D-Bilddatensatz in einer Datenbank bereitgestellt, wobei die Datenbank zumindest zwei unterschiedliche 3D-Bildatensätze umfasst, welche verschiedene Elemente beschreiben. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jeder erste 3D-Bilddatensatz in der Datenbank einer spezifischen Art von Implantat zugeordnet ist. Im Rahmen der Bildregistrierung kann dann insbesondere vorgesehen sein, dass der erste 3D-Bilddatensatz für die Modifikation des zweiten 3D-Bilddatensatzes herangezogen wird, der die größte bildliche Ähnlichkeit zu einem bestimmten Bildbereich im ersten 3D-Bilddatensatz aufweist. Hierfür kann eine Bildregistrierung zwischen dem zweiten 3D-Bilddatensatz und allen ersten 3D-Bilddatensätzen in der Datenbank stattfinden, wobei dann genau der erste 3D-Bilddatensatz verwendet wird, der die größten Ähnlichkeitswerte aufweist. Preferably, in step a) the at least one 3D image data record is provided in a database, wherein the database comprises at least two different 3D image data records which describe different elements. In particular, it can be provided that each first 3D image data record in the database is assigned to a specific type of implant. In the context of image registration, it can then be provided, in particular, that the first 3D image data record is used for the modification of the second 3D image data set, which has the greatest pictorial similarity to a specific image area in the first 3D image data set. For this purpose, an image registration between the second 3D image data set and all first 3D image data sets in the database can take place, in which case exactly the first 3D image data set having the greatest similarity values is used.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der in Schritt A bereitgestellte erste 3D-Bilddatensatz in einem vorausgehenden Schritt über eine Bilderfassung eines realen Elements gewonnen wird und/oder mittels eines Modells der konstruktiven Festkörpergeometrie gewonnen wird. It can preferably be provided that the first 3D image data set provided in step A is obtained in a preceding step via an image capture of a real element and / or is obtained by means of a model of the constructive solid state geometry.

Der erste 3D-Bilddatensatz kann also insbesondere durch eine fotographische oder tomographische Erfassung des realen Elements bereitgestellt werden. Es können Modelle von Standardimplantaten (Schrauben, Hüften, Stäbe, etc) mit Hilfe von Methoden der konstruktiven Festkörpergeometrie (CSG, constructive solid geometry) bereitgestellt werden. Auf diese Art lässt sich der erste 3D-Bilddatensatz besonders realitätsnah gestalten und trägt so zur besonders effektiven Kompensation von Bildartefakten bei. Die Verwendung einer Datenbank ist zweckmäßig, da üblicherweise nur eine überschaubare Zahl definierter Implantate Anwendung findet. The first 3D image data record can thus be provided in particular by a photographic or tomographic acquisition of the real element. Models of standard implants (screws, hips, rods, etc) can be provided using constructive solid geometry (CSG) methods. In this way, the first 3D image data set can be designed in a particularly realistic way, thereby contributing to the particularly effective compensation of image artifacts. The use of a database is expedient since usually only a manageable number of defined implants is used.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren die folgenden zusätzlichen Schritte:

  • – Prüfen ob der in Schritt b) gewonnene zweite 3D-Bilddatensatz ein Messfeldüberschreitungsartefakt umfasst, welches von einer nicht vollständigen geometrischen Erfassung des biologischen Objekt im Schritt des Gewinnens des zweiten 3D-Bilddatensatzes verursacht ist, und falls dies der Fall ist:
  • – Unterdrücken des Messfeldüberschreitungsartefakts mittels eines Extrapolationsverfahrens, welches an dem zweiten 3D-Bilddatensatz durchgeführt wird. Auf diese Art lassen sich auch solche Artefakte unterdrücken, die nicht nur auf das Material des Elements sondern auch auf seine nicht vollständige Erfassung im Rahmen der Computertomographiebildgewinnung zurückzuführen sind.
Preferably, the method comprises the following additional steps:
  • Check whether the second 3D image data record obtained in step b) comprises a field-exceeding artifact, which is caused by an incomplete geometric detection of the biological object in the step of obtaining the second 3D image data set, and if this is the case:
  • Suppressing the overfield artifact by means of an extrapolation method performed on the second 3-D image data set. In this way, even those artefacts can be suppressed, which are due not only to the material of the element but also its incomplete detection in the context of computed tomography image acquisition.

Im Rahmen des Extrapolationsverfahrens können insbesondere Daten des zweiten 3D-Bilddatensatzes in Abhängigkeit von Daten des ersten 3D-Bilddatensatzes verändert und/oder ergänzt und/oder ersetzt werden. Dann sind besonders wenige zusätzliche Annahmen erforderlich, um abgeschnittene Bildbereiche mittels Extrapolation zu ergänzen. Durch den ersten 3D-Bilddatensatz ist eine umfassende Datenbasis für eine besonders realistische Extrapolation geschaffen. Die sich ergebenden Computertomographiebilder sind dann besonders aussagekräftig und erleichtern es dem behandelnden Arzt ein Implantat im biologische Objekt zu identifizieren. In the context of the extrapolation method, in particular data of the second 3D image data set can be changed and / or supplemented and / or replaced depending on data of the first 3D image data set. In this case, extra few assumptions are required to supplement truncated image areas by extrapolation. The first 3D image dataset provides a comprehensive database for a particularly realistic extrapolation. The resulting computed tomography images are then particularly meaningful and make it easier for the attending physician to identify an implant in the biological object.

Ein erfindungsgemäßer Computertomograph umfasst eine Röntgenquelle, einen Detektor und eine Bildauswertevorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Bei dem Computertomographen kann es sich insbesondere um einen verfahrbar ausgebildeten Röntgen-C-Bogen-Computertomographen handeln, welcher nur unter zuhilfenahme weicher Röntgenstrahlung (also Röntgenstrahlung geringer Intensität) arbeitet. In dieser Art von Computertomograph treten Metallartefakte besonders stark zutage, da Implantate die weiche Röntgenstrahlung nahezu vollständig vom Detektor abschirmen. A computer tomograph according to the invention comprises an X-ray source, a detector and an image evaluation device, which is designed to carry out the method according to the invention. The computer tomograph may in particular be a moveable X-ray C-arm CT scanner, which works only with the aid of soft X-radiation (ie X-ray radiation of low intensity). In this type of computed tomography, metal artifacts are particularly evident as implants almost completely shield the soft X-ray radiation from the detector.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Computertomographen. The preferred embodiments illustrated with reference to the process according to the invention Embodiments and their advantages apply correspondingly to the computer tomographs according to the invention.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Es zeigen: Reference to exemplary embodiments, the invention is explained in more detail below. Show it:

1 eine schematishe Darstellung eines Röntgen-C-Bogen-Computertomographen; und 1 a schematic view of an X-ray C-arm computer tomograph; and

2 eine schematische Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a schematic illustration of an embodiment of the method according to the invention.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt einen Computertomographen 18 mit einem Röntgen-C-Bogen 36, an dessen einen Ende eine Röntgenquelle 28 befestigt ist und Röntgenstrahlung S in Richtung eines Röntgendetektors 30 aussendet. Zwischen der Röntgenquelle 28 und dem Röntgendetektor 30 ist ein Patient 34 auf einem Tisch angeordnet, wobei ein Körperteil 14 des Patienten 34 von der Röntgenstrahlung S durchstrahlt wird. 1 shows a computer tomograph 18 with an X-ray C-arm 36 , at one end of which is an X-ray source 28 is fixed and X-radiation S in the direction of an X-ray detector 30 sending out. Between the X-ray source 28 and the X-ray detector 30 is a patient 34 arranged on a table, with a body part 14 of the patient 34 is irradiated by the X-ray radiation S.

Der Röntgen-C-Bogen 36 ist drehbeweglich ausgebildet und kann auf diese Art das Körperteil 14 aus verschiedenen Perspektiven bzw. unter verschiedenen Winkeln erfassen. Auf diese Art können über den Röntgendetektor 30 verschiedene Röntgenprojektionsbilder erfasst werden, welche dem Rechner 32 übermittelt werden. Im Rechner 32 kann über ein Verfahren zur Rückprojektion aus den Projektionsbildern ein 3D-Bilddatensatz 22 rekonstruiert werden. The X-ray C-arm 36 is rotatably formed and can in this way the body part 14 from different perspectives or at different angles. In this way, you can use the X-ray detector 30 different X-ray projection images are captured, which the computer 32 be transmitted. In the calculator 32 can use a method for rear projection from the projection images, a 3D image data set 22 be reconstructed.

Der 3D-Bilddatensatz 22 des Körperteils 14 ist schematisch in 2 veranschaulicht. Im Ausführungsbeispiel enthält das Körperteil 14 eine aus Metall ausgebildete Schraube 16, bei der es sich um ein Implantat im Körper des Patienten 34 handelt. Die Schraube 16 ist für die Röntgenstrahlung S intransparent. Hierdurch werden Bildartefakte 12 im 3D-Bilddatensatz 22 bedingt. Deshalb wird ein Verfahren vorgeschlagen, im Rahmen dessen vordefinierte dreidimensionale Modelle von Implantaten verwendet werden, um eine verbesserte Segmentierung am 3D-Bilddatensatz 22 zu ermöglichen. Diese Art der Segmentierung erlaubt dann eine verbesserte Identifikation der Schraube 16 im dreidimensionalen Raum. Eine Erkenntnis besteht darin, in den Schritt der Segmentierung so einzugreifen, dass durch Metallimplantate verursachte Bildartefakte vermieden werden. Eine unzureichende Segmentierung der Schraube 16 im dreidimensionalen Raum würde nämlich zwangsläufig dazu führen, dass aus dem Stand der Technik bekannte Interpolationsverfahren zur Verbesserung der Bildqualität scheitern bzw. nur unbefriedigende Ergebnisse liefern. Für eine effektive Interpolation ist nämlich erforderlich, bereits Kenntnis über die korrekte Lage der Schraube 16 im Körperteil 14 zu haben. The 3D image data set 22 of the body part 14 is schematic in 2 illustrated. In the embodiment, the body part contains 14 a metal screw 16 , which is an implant in the patient's body 34 is. The screw 16 is intransparent for X-ray S This causes image artifacts 12 in the 3D image data set 22 conditionally. Therefore, a method is proposed in which predefined three-dimensional models of implants are used to provide improved segmentation on the 3D image data set 22 to enable. This type of segmentation then allows for improved identification of the screw 16 in three-dimensional space. One finding is to intervene in the segmentation step so as to avoid image artifacts caused by metal implants. Insufficient segmentation of the screw 16 Namely, in three-dimensional space, interpolation methods known from the prior art would inevitably fail to improve the image quality or would only provide unsatisfactory results. For an effective interpolation, it is necessary to already know the correct position of the screw 16 in the body part 14 to have.

Das Verfahren wird nun wie folgt durchgeführt:
Im Rechner 32 wird eine Datenbank 26 bereitgestellt, in der 3D-Modelle von typischen medizinischen Implantaten abgelegt sind. Mit diesen Modellen sind Daten betreffend die korrekte Form und die korrekte Dimension des Implantats abgelegt. Typische Implantate sind hierbei Schrauben, Platten oder Prothesen. Im Ausführungsbeispiel werden die 3D-Modelle der Implantate über CSG (constructive solid geometry)-Object-Modeling bereitgestellt. Da die räumliche Auflösung typischer Computertomografiesysteme nicht besonders hoch ist, sind auch vergleichsweise geringe räumliche Auflösungen dieser 3D-Modelle ausreichend.
The procedure is now carried out as follows:
In the calculator 32 becomes a database 26 in which 3D models of typical medical implants are stored. With these models, data regarding the correct shape and dimension of the implant are stored. Typical implants here are screws, plates or prostheses. In the exemplary embodiment, the 3D models of the implants are provided via CSG (constructive solid geometry) object modeling. Since the spatial resolution of typical computer tomography systems is not particularly high, even comparatively low spatial resolutions of these 3D models are sufficient.

Bereits im 3D-Bilddatensatz 22 erlaubt ein Bildverarbeitungsprogramm im Rechner 32 die grobe Identifikation der Schraubenposition 24. Durch einen Abgleich der Schraubenposition 24 mit den Daten in der Datenbank 26 kann der Rechner 32 die 3D-Bildvorlage 20 dem 3D-Bilddatensatz 22 zuordnen. Der 3D-Bilddatensatz 22 wurde aus den abgeschnittenen Computertomografiedaten, welche unter Einsatz geringer Röntgendosen gewonnen wurden, erzeugt. Die 3D-Rekontruktion erfolgt dann auf die aus dem Stand der Technik bekannte Art und Weise, wobei eine dreidimensional rekonstruierte Volumenregion, welche das Metall enthält, dem 3D-Bilddatensatz 22 zu Grunde liegt. An dem 3D-Bilddatensatz 22 können dann konventionelle Extrapolationsmethoden angewandt werden um mögliche Abschneideartefakte zu kompensieren. Already in the 3D image data set 22 allows an image processing program in the computer 32 the rough identification of the screw position 24 , By adjusting the screw position 24 with the data in the database 26 can the calculator 32 the 3D image template 20 the 3D image data set 22 assign. The 3D image data set 22 was generated from the truncated computed tomography data obtained using low dose X-ray. The 3D reconstruction then takes place in the manner known from the prior art, wherein a three-dimensional reconstructed volume region which contains the metal, the 3D image data set 22 underlying. On the 3D image data set 22 then conventional extrapolation methods can be used to compensate for possible clipping artifacts.

Aufgrund der Schraube 16 ist jedoch der 3D-Bilddatensatz 22 fehlerbehaftet, sodass die dreidimensionalen Voxel die reale Situation nur unzureichend wiedergeben. Der 3D-Bilddatensatz 22 ist deshalb für eine korrekte Segmentierung ungeeignet. Because of the screw 16 however, is the 3D image data set 22 erroneous, so that the three-dimensional voxels only insufficiently reflect the real situation. The 3D image data set 22 is therefore unsuitable for correct segmentation.

In einem Schritt R erfolgt deshalb eine Bildregistrierung der 3D-Bildvorlage 20 mit dem 3D-Bilddatensatz 22 bzw. den Voxeln, welche der Schraubenposition zugeordnet sind. Es kann hierbei auch vorgesehen sein, dass die 3D-Bildvorlage 20 an der dem Patienten 34 tatsächlich implantierten Schraube 16 gewonnen wurde. In a step R, therefore, an image registration of the 3D image template takes place 20 with the 3D image data set 22 or the voxels, which are assigned to the screw position. It can also be provided that the 3D image template 20 at the patient 34 actually implanted screw 16 was won.

Die Bildregistrierung im Schritt R erfolgt in drei Stufen:

  • – Es wird eine einfache intensitätsschwellwertbasierte Segmentierung am 3D-Bilddatensatz 22 durchgeführt, um Voxel zu entfernen, die sich Luft und Wasser zuordnen lassen. Hierbei wird der Schwellwert für Wasser so gewählt, dass Knochen oder Metallsegmente im 3D-Bilddatensatz 22 bestehen bleiben. Durch diesen Schritt ist sichergestellt, dass Rechenzeit und Rechenkosten gering gehalten werden und dennoch ein sehr guter Abgleich mit der 3D-Bildvorlage 20 gewährleistet ist.
  • – Nun wird ein Algorithmus ausgeführt, mit dem die 3D-Bildvorlage 20 mit dem 3D-Bilddatensatz 22 abgeglichen wird. Dieser Algorithmus kann auf einem Kreuzkorrelationsverfahren beruhen, um die wahrscheinlichste Lage der implantierten Schraube 16 (Schraubenposition 24) im 3D-Bilddatensatz 22 zu identifizieren.
  • – Die 3D-Bildvorlage 20 wird dem 3D-Bilddatensatz 22 überlagert, wobei ein rigides oder nicht nicht-rigides Verfahren zur Bildregistrierung Anwendung finden kann. Nicht rigide Bildregistrierungsverfahren eignen sich insbesondere für elastische Implantate.
The image registration in step R takes place in three stages:
  • It becomes a simple intensity-threshold-based segmentation on the 3D image data set 22 performed to remove voxels that can be assigned to air and water. Here, the threshold for water is chosen so that bones or metal segments in the 3D image data set 22 remain. This step ensures that computing time and computational costs are kept low and still a very good comparison with the 3D image template 20 is guaranteed.
  • - Now an algorithm is executed, with which the 3D-Bildvorlage 20 with the 3D image data set 22 is adjusted. This algorithm may be based on a cross-correlation method to determine the most probable position of the implanted screw 16 (Screw position 24 ) in the 3D image data set 22 to identify.
  • - The 3D image template 20 becomes the 3D image data set 22 superimposed using a rigid or non-rigid image registration process. Non-rigid image registration methods are particularly suitable for elastic implants.

Auf diese Art wird ein modifizierter 3D-Bilddatensatz erzeugt, der dem 3D-Bild 10 zugrunde liegt. Das 3D-Bild 10 kann nun wiederum vorwärts projiziert werden, um einen 2D-Bilddatensatz zu erzeugen. An den 2D-Bilddatensatz kann schließlich eine Bildinterpolation durchgeführt werden, um die Bildqualität weiter zu verbessern. In this way, a modified 3D image data set is created, which is the 3D image 10 underlying. The 3D image 10 can now be projected forward again to generate a 2D image data set. Finally, image interpolation can be performed on the 2D image data set to further improve image quality.

Im Ausführungsbeispiel lässt sich die Schraubenposition 24 in 3D-Bilddatensatz 22 nur erahnen. Kanten und Ausdehnung der Schraube 16 sind nur schwer zu identifizieren und die Gestalt der Schraube erscheint verwaschen. In diesem Fall würden aus dem Stand der Technik bekannte Rekonstruktionsverfahren scheitern, da die fehlerbehaftete Datenmenge besonders groß ist. Dies gilt insbesondere für konventionelle schwellwertbasierte Segmentierverfahren. Das vorliegende Verfahren überwindet diesen Nachteil, indem das verwaschene Bild der Schraube 16 im 3D-Bilddatensatz 22 durch die 3D-Bildvorlage 20 ersetzt wird. Um diesen Ersatz automatisiert zu erzielen, wird im Schritt R die Bildregistrierung durchgeführt. In the embodiment, the screw position can be 24 in 3D image data set 22 only guess. Edges and extension of the screw 16 are difficult to identify and the shape of the screw appears washed out. In this case, reconstruction methods known from the prior art would fail, since the amount of data carrying errors is particularly large. This applies in particular to conventional threshold-based segmentation methods. The present method overcomes this disadvantage by removing the fuzzy image of the screw 16 in the 3D image data set 22 through the 3D image template 20 is replaced. To automate this replacement, image registration is performed in step R.

Um festzustellen, ob die Durchführung des Verfahrens erforderlich ist, kann anfangs anhand des 3D-Bilddatensatzes 22 ein Qualitätsfaktor bestimmt werden. Alternativ kann der Qualitätsfaktor auch bereits aus den ursprünglichen Projektionsdaten (also vor der Rückprojektion) ermittelt werden. Hierbei wird ein minimaler Grauwert G0 festgelegt, der für den jeweiligen Röntgendetektor 30 charakteristisch ist. Anschließend wird die Anzahl der Pixel, deren Grauwert kleiner als G0 ist durch die Gesamtzahl aller Pixel dividiert. Dies liefert ein Maß für den Anteil fehlerbehafteter Daten. Überschreitet dieser Anteil einen festlegbaren Schwellwert, so kann von einer hohen Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines Metallimplantats ausgegangen und das Bildmodifikationsverfahren durchgeführt werden. To determine if the implementation of the procedure is necessary, it may initially be based on the 3D image data set 22 a quality factor is determined. Alternatively, the quality factor can already be determined from the original projection data (ie before the backprojection). In this case, a minimum gray value G0 is set, which for the respective X-ray detector 30 is characteristic. Then, the number of pixels whose gray value is smaller than G0 is divided by the total number of all pixels. This provides a measure of the proportion of erroneous data. If this proportion exceeds a definable threshold, then a high probability of the presence of a metal implant can be assumed and the image modification process can be carried out.

Im Ausführungsbeispiel ist der Computertomograph 18 verfahrbar ausgebildet. Verfahrbare Röntgen-C-Bogen-Tomographen besitzen eine vergleichsweise geringe Röntgenstrahlleistung, so dass an ihnen Metallartefakte in den resultierenden Computertomographiebildern gehäuft auftreten. Das vorgeschlagene Verfahren bewährt sich deshalb insbesondere für diese Art von Computertomographen. Alternativ kann das Verfahren jedoch auch bei allen anderen klinischen Computertomographiegeräten eingesetzt werden. In the embodiment, the computed tomography is 18 movable trained. Movable X-ray C-arm tomographs have a comparatively low X-ray power so that metal artifacts frequently accumulate on them in the resulting computed tomography images. The proposed method therefore proves particularly useful for this type of computed tomography. Alternatively, however, the method can also be used in all other clinical computed tomography devices.

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Claims (10)

Verfahren zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes (10) mit unterdrückten Bildartefakten (12) zu einem biologischen Objekt (14), welches ein Element (16) aus Material enthält, das Röntgenstrahlung eines Computertomographen (18) stärker absorbiert als biologisches Gewebe, mit den Schritten: a) Bereitstellen zumindest eines ersten 3D-Bilddatensatzes (20) zur Beschreibung des Elements (16); b) Gewinnen eines zweiten 3D-Bilddatensatzes (22) bezüglich des biologischen Objekts (14) mittels des Computertomographen (18), wobei der zweite 3D-Bilddatensatz (22) Daten (24) betreffend das Element (16) umfasst; c) Registrieren des ersten 3D-Bilddatensatzes (20) mit dem zweiten 3D-Bilddatensatz (22); d) Anhand der Bildregistrierung Ändern von Grauwerten des zweiten 3D-Bilddatensatzes (22) in Abhängigkeit von Grauwerten des ersten 3D-Bilddatensatzes (20) und so Erzeugen eines modifizierten zweiten 3D-Bilddatensatzes (10) mit unterdrückten Bildartefakten (12). Method for providing a 3D image data record ( 10 ) with suppressed image artifacts ( 12 ) to a biological object ( 14 ), which is an element ( 16 ) of material containing X-ray radiation from a computer tomograph ( 18 ) is absorbed more strongly than biological tissue, with the steps: a) providing at least one first 3D image data set ( 20 ) for the description of the element ( 16 ); b) obtaining a second 3D image data set ( 22 ) with respect to the biological object ( 14 ) by means of the computer tomograph ( 18 ), wherein the second 3D image data set ( 22 ) Dates ( 24 ) concerning the element ( 16 ); c) Registering the first 3D image data set ( 20 ) with the second 3D image data set ( 22 ); d) On the basis of image registration changing gray values of the second 3D image data set ( 22 ) as a function of gray values of the first 3D image data set ( 20 ) and thus generating a modified second 3D image data set ( 10 ) with suppressed image artifacts ( 12 ). Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: c1) Durchführen eines Segmentierverfahrens bezüglich des zweiten 3D-Bilddatensatzes (22), so dass Bildcharakteristika (24), welche dem Element (16) zuordenbar sind, hervorgehoben werden. Method according to Claim 1, characterized by the step: c1) carrying out a segmentation method with respect to the second 3D image data set ( 22 ), so that image characteristics ( 24 ), which the element ( 16 ) are to be highlighted. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, dass aus dem modifizierten zweiten 3D-Bilddatensatz (10) ein 2D-Bilddatensatz gewonnen wird und hieraus ein Computertomographiebild, insbesondere ein Vorwärtsprojektionsbild und/oder ein Röntgenschnittbild, erzeugt wird. Method according to claim 1 or 2, characterized by the further step that from the modified second 3D image data set ( 10 ) a 2D image data set is obtained and from this a computed tomography image, in particular a forward projection image and / or an X-ray sectional image, is generated. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, dass ein Interpolationsverfahren, insbesondere eine lineare Interpolation, auf das Computertomographiebild zur Verringerung von Artefakten in dem Computertomographiebild angewandt wird. A method according to claim 3, characterized by the further step of applying an interpolation method, in particular a linear interpolation, to the computed tomography image for reducing artifacts in the computed tomography image. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite 3D-Bilddatensatz (22) Daten (24) umfasst, welche Volumenelementen des biologischen Objekts (14) zuordenbar sind, und in Schritt d) im zweiten 3D-Bilddatensatz (22) zumindest Grauwerte zu solchen Volumenelementen geändert werden, welche aufgrund der Bildregistrierung räumlichen Positionen des Elements (16) in dem biologischen Objekt (14) zuordenbar sind. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second 3D image data set ( 22 ) Dates ( 24 ), which volume elements of the biological object ( 14 ) and in step d) in the second 3D image data set ( 22 ) at least grayscale values are changed to such volume elements, which due to the image registration spatial positions of the element ( 16 ) in the biological object ( 14 ) are assignable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) der zumindest eine erste 3D-Bilddatensatz (20) in einer Datenbank (26) bereitgestellt wird, wobei die Datenbank (26) zumindest zwei unterschiedliche erste 3D-Bilddatensätze (20) umfasst, welche verschiedene Elemente (16) beschreiben. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step a) the at least one first 3D image data set ( 20 ) in a database ( 26 ), the database ( 26 ) at least two different first 3D image data sets ( 20 ), which different elements ( 16 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt a) bereitgestellte erste 3D-Bilddatensatz (20) in einem vorausgehenden Schritt über eine Bilderfassung eines realen Elements (16) gewonnen wird und/oder mittels eines Modells der konstruktiven Festkörpergeometrie gewonnen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first 3D image dataset provided in step a) ( 20 ) in a previous step via an image capture of a real element ( 16 ) and / or is obtained by means of a model of the constructive solid state geometry. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte: – Prüfen, ob der in Schritt b) gewonnene zweite 3D-Bilddatensatz (22) ein Messfeldüberschreitungsartefakt umfasst, welches von einer nicht vollständigen geometrischen Erfassung des biologischen Objekts (14) im Schritt des Gewinnens des zweiten 3D-Bilddatensatzes (22) verursacht ist, und falls dies der Fall ist: – Unterdrücken des Messfeldüberschreitungsartefakts mittels eines Extrapolationsverfahrens, welches an dem zweiten 3D-Bilddatensatz (22) durchgeführt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized by the additional steps: - checking whether the second 3D image data record obtained in step b) ( 22 ) comprises a field of view artifact which is due to an incomplete geometric detection of the biological object ( 14 ) in the step of obtaining the second 3D image data set ( 22 ), and if so: suppressing the overfield artifact by means of an extrapolation method applied to the second 3D image data set ( 22 ) is carried out. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen des Extrapolationsverfahrens Daten des zweiten 3D-Bilddatensatzes (22) in Abhängigkeit von Daten des ersten 3D-Bilddatensatzes (16) verändert und/oder ergänzt und/oder ersetzt werden. Method according to Claim 8, characterized in that, in the context of the extrapolation method, data of the second 3D image data set ( 22 ) depending on data of the first 3D image data set ( 16 ) and / or supplemented and / or replaced. Computertomograph (18) mit einer Röntgenquelle (28), einem Detektor (30) und einer Bildauswertevorrichtung (32), welche dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. Computer tomograph ( 18 ) with an X-ray source ( 28 ), a detector ( 30 ) and an image evaluation device ( 32 ), which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
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