DE102013226059A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines digitalen dreidimensionalen Röntgenbildes für ein Bildobjekt, das sich in nicht-periodischer Weise bewegt - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines digitalen dreidimensionalen Röntgenbildes für ein Bildobjekt, das sich in nicht-periodischer Weise bewegt Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines digitalen dreidimensionalen Röntgenbildes (21) für ein Bildobjekt (15) mit einem Volumen vorgesehen, wobei sich das Bildobjekt (15) in nicht-periodischer Weise relativ zu der Vorrichtung (10) bewegt. Hierbei weist die Vorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer Bildsequenz (14) von zweidimensionalen Röntgenbildern des Bildobjektes (15) und eine Auswerteeinrichtung zum Rekonstruieren des Volumens des Bildobjekts (15) aus der Bildsequenz (14) der zweidimensionalen Röntgenbilder auf, wobei die Rekonstruktion bewegungskompensiert ist. Ferner weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Information (20) über eine Verlagerung (17) des rekonstruierten Volumens.

Description

  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Medizintechnik. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln eines digitalen dreidimensionalen Röntgenbildes für ein Bildobjekt mit einem Volumen, wobei sich das Bildobjekt in nicht-periodischer Weise relativ zu einem Röntgen-Aufnahmesystem bewegt. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere ist die Vorrichtung als Röntgenaufnahmesystem ausgebildet.
  • Dreidimensionale Röntgenbildaufnahmen bzw. 3D-Röntgenbilder werden aus Bilddatensätzen ermittelt, die ein zu untersuchendes Bildobjekt erfassen, beispielsweise einen Patienten. Ein 3D-Röntgenbilddatensatz wird erstellt, indem verschiedenen Volumenelementen im dreidimensionalen Raum im Bereich des Bildobjekts Datenwerte oder Grauwerte zugeordnet werden, die ein Maß für die Schwächung von Röntgenstrahlung durch das Bildobjekt (Patient) in dem Volumenelement sind. Derartige 3D-Röntgenbilddatensätze (z.B. als zweite Modalität) gewinnt man wiederum aus 2D-Röntgenbilddatensätzen. Die 2D-Röntgenbilddatensätze werden mithilfe einer Röntgenbildaufnahmevorrichtung mit Röntgenstrahlungsquelle und Röntgenstrahlungsdetektor gewonnen, wobei die Quelle und der Detektor um eine Drehachse gedreht werden können (z.B. als erste Modalität). Bei unterschiedlichen Winkelstellungen wird jeweils ein 2D-Röntgenbilddatensatz aufgenommen. Diese 2D-Röntgenbilddatensätze werden als so genannte Projektionen bezeichnet, die dann einer Rückprojektion unterzogen, um den 3D-Röntgenbilddatensatz zu gewinnen.
  • Die 2D-Röntgengrauwertbilddaten, d.h. die Projektionsdaten werden üblicherweise einem Filterungsschritt unterzogen. Hierbei werden gängige Methoden aus der mathematischen Signalverarbeitung eingesetzt. Die mathematische Filterung ist eine Faltung mit einer geeigneten Funktion, wobei die Funktion wiedergibt, wie unterschiedliche Frequenzen gewichtet werden sollen. Nach der mathematischen Filterung erfolgt die eigentliche 3D-Rückprojektion. Das gesamte Verfahren wird als gefilterte Rückprojektion bezeichnet.
  • Falls sich das zu untersuchende Bildobjekt bewegt, ergibt sich die Besonderheit, dass die 2D-Röntgenbilddatensätze zumindest teilweise nicht zueinander passen. Bei einem sich periodisch bewegenden Bildobjekt, wie beispielsweise einer Herzklappe, wurden bisher Verfahren entwickelt, um die 2D-Röntgenbilddatensätze zu ermitteln. Hierbei wird beispielsweise der vorgegebene Takt des Herzschlages verwendet, um eine Synchronisation zwischen Aufnahmen und periodischer Bewegung herzustellen, indem verschiedene Intervalle der Bewegung eines 2D-Röntgenbilddatensatzes zugeordnet werden.
  • Diese Vorgehensweise kann jedoch nicht auf beliebige Bewegungen übertragen werden. Röntgenbilddatensätze, die Bewegungen des Objektes berücksichtigen, das sich ohne eine periodische Bewegung bewegt, sind bisher kaum ohne größere Fehler zu erfassen.
  • Es werden Ansätze zur Bildkorrektur verfolgt, bei denen sich beispielsweise ungewollt eine Röntgenquelle in Bezug auf einen Detektor bewegt oder verlagert. Dies kann in einem Fall bei einem CT-Gerät geschehen, das einen C-Arm aufweist, wobei der Begriff "C-Arm" eine geometrische Form einer Halterungsvorrichtung für die Röntgenquelle andeutet.
  • Zur Bildkorrektur von verlagerten Röntgenquellen werden beispielhafte Lösungsansätze in einem Aufsatz von Wicklein, et. al "An Object-Independent Measure for Improving Misalignment Correction in C-Arm CT" aufgezeigt, veröffentlicht in Proc. The 11th Internatonal Meeting on Fully Three-Dimensional Image Reconstruction in Radiology and Nuclear Medicine, Potsdam, 2011, pp. 145–148.
  • Die dort beschriebene Vorgehensweise bezieht sich allerdings auf eine Verlagerung von Systemkomponenten, wie einer Röntgenquelle, nicht jedoch auf eine Verlagerung eines Bildobjektes bzw. eines Patienten.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit bereitzustellen, um eine nicht-periodische Bewegung eines Bildobjektes kompensieren zu können.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 8 gelöst.
  • Es wird demnach ein Verfahren zum Ermitteln eines digitalen dreidimensionalen Röntgenbildes für ein Bildobjekt mit einem Volumen vorgeschlagen, wobei sich das Bildobjekt in nicht-periodischer Weise relativ zu einem Röntgen-Aufnahmesystem bewegt. Hierbei weist das Verfahren ein Aufnehmen einer Sequenz von zweidimensionalen Röntgenbildern des Bildobjektes und ein Rekonstruieren des Volumens des Bildobjekts aus der Sequenz der zweidimensionalen Röntgenbildern auf, wobei die Rekonstruktion bewegungskompensiert ist. Ferner ist bei dem Verfahren ein Bereitstellen einer Information über eine Verlagerung des rekonstruierten Volumens vorgesehen.
  • Eine Bewegung in nicht-periodischer Weise kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass sich ein Patient während der Untersuchung oder während einer Operation bewegt. In einem solchen Fall verlagert sich das aufgenommene Bildvolumen zeitlich, ohne dass es zu einer Wiederholung der Bewegung kommt. Eine periodische Bewegung eines Bildobjektes hingegen ist beispielsweise die Bewegung einer Herzklappe, die mehr oder weniger regelmäßig eine Bewegung ausführt. Bei der nicht-periodischen Bewegungskompensation wird somit eine Bewegung berücksichtigt, die nicht vorhersehbar ist.
  • Unter "3D-Rekonstruktionen" werden Datensätze verstanden, bei denen einzelnen Volumenelementen im Raum Grauwerte zugeordnet sind. Diese Grauwerte geben einen Anhaltspunkt für die lokale Dichte von Gewebe eines Patienten oder die lokale Materialdichte eines nicht lebenden Objekts. Voraussetzung für die Erzeugung von 3D-Rekonstruktionen ist es, dass eine Folge von einzelnen Röntgengrauwertbildern aus unterschiedlichen Blickwinkeln aufgenommen wird. Diese zweidimensionalen Röntgengrauwertbilder werden auch als Projektionen bezeichnet, weil der dreidimensionale Raum auf einen zweidimensionalen Röntgenflachdetektor abgebildet worden ist. Üblicherweise gewinnt man diese Projektionen definiert bei vorbestimmten Winkelstellungen bezüglich einer Raumachse, wobei zumindest 180° und häufig sogar 360° in diskreten Schritten durchlaufen werden. Die Röntgenquelle und der Röntgenflachdetektor sind hierbei miteinander gekoppelt und werden gemeinsam um eine Drehachse bewegt. Ein solches System wird typischerweise als Computertomographiesystem verwirklicht. Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Röntgenangiographiesystem als Röntgenbildaufnahmevorrichtung anwendbar, bei dem Röntgenquelle und Röntgenflachdetektor z.B. an einem Röntgen-C-Bogen angeordnet sind.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass das Bereitstellen der Information mit Projektionsdaten aus der dreidimensionalen Aufnahme erfolgt. Projektionsdaten durch zweidimensionale Bilder bereitgestellt.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass das Bereitstellen der Information mit einer 2D/3D-Registerieung erfolgt. Eine 2D/3D-Registrierung ist bisher von anderen bildverarbeitenden Vorrichtungen aus der Medizintechnik bekannt und kann auch im vorliegenden Fall Informationen über eine Verlagerung bzw. eines Versatzes des Bildobjektes bereitstellen.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass mindestens zwei zweidimensionale Bilder der Bildersequenz aus unterschiedlichen Aufnahmewinkeln verwendet werden, wobei sich ein erster Aufnahmewinkel und ein zweiter Aufnahmewinkel um mindesten 30 Grad unterscheiden. Dies verbessert die Aussagekraft der aufgenommenen Bilder, da deutlich unterschiedliche Blickrichtungen verwendet werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass mindestens zwei zweidimensionale Röntgenbilder für das Bereitstellen der Information über die Verlagerung des rekonstruierten Volumens aus dem Ende der Bildsequenz gewählt werden. Die Bilder aus dem Ende der Bildsequenz sind besonders geeignet, um eine Verlagerung zu bestimmen.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass das Bereitstellen der Information unter Berücksichtigung eines Rückprojektionsfehlers erfolgt. Mit bekannten Bildverarbeitungs-Verfahren werden solche Rückprojektionsfehler ermittelt und können auf einfache Weise zur Verfügung gestellt werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass das Verfahren während einer Operation durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass eine Online-Registrierung bereitgestellt wird, die in Echtzeit relevante Informationen bereitstellen kann. Dies bedeutet, dass eine Online-Registrierung bewegungskorrigierter Rekonstruktionen bereitgestellt werden kann.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass das digitale dreidimensionale Röntgenbild für eine Echtzeit-Anwendung verwendet wird. Somit werden nicht nur relevante Informationen in Echtzeit bereitgestellt, sondern ein rekonstruiertes dreidimensionales Bild kann für Echtzeit-Anwendungen verwendet werden. Dies ist für medizinische Anwendungen, bei denen Eingriffe an einem sich bewegenden Patienten vorgenommen werden, von Vorteil.
  • Ferner wird im Rahmen der Erfindung eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines digitalen dreidimensionalen Röntgenbildes für ein Bildobjekt mit einem Volumen vorgeschlagen, wobei sich das Bildobjekt in nicht-periodischer Weise relativ zu einem Röntgen-Aufnahmesystem bewegt. Hierbei weist die Vorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung einer Sequenz von zweidimensionalen Röntgenbildern des Bildobjektes und eine Auswerteeinrichtung zur Rekonstruieren des Volumens des Bildobjekts aus der Sequenz der zweidimensionalen Röntgenbildern auf, wobei die Rekonstruktion bewegungskompensiert ist. Ferner weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Information über eine Verlagerung des rekonstruierten Volumens auf.
  • Die Vorrichtung kann beispielsweise einen 3D-Scan oder eine dreidimensionale Aufnahme eines Patienten durchführen, indem die Vorrichtung einen bewegbaren Arm aufweist, der um den Patienten herum geführt werden kann, beispielsweise mit 200 Grad Aufnahmemöglichkeit. Ferner kann die Vorrichtung eine erste Modalität und eine zweite Modalität aufweisen.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass die Vorrichtung ein Computertomographie-Gerät ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung ein Röntgenangiographiesystem sein. Bei den beiden Ausführungsbeispielen kann es sich um ein Computertomographie-Gerät handeln, das mit einem C-Arm ausgestattet ist, um möglichst ein vollständiges Bild von einem Patienten zu gewinnen.
  • Insgesamt kann die Erfindung und weitere Aspekte der Erfindung wie folgt zusammengefasst werden:
    Bei einer bewegungskompensierten Rekonstruktion einer Computertomographie-Aufnahme wird die Geometrieinformation der Aufnahme so modifiziert, dass das Rekonstruktionsergebnis ein Gütemaß erfüllt. Bei dieser Änderung der Geometrie-Information kann es jedoch dazu kommen, dass das rekonstruierte Objekt aufgrund der Optimierung an einer anderen Stelle rekonstruiert wird, als ursprünglich aufgenommen wurde. Will man anschließend das rekonstruierte Objekt über andere bildgebende Verfahren überlagern, stimmt die Überlagerung nicht mehr genau überein. Zwischen dem rekonstruierten Objekt und dem zu überlagernden Bild gibt es einen Versatz obwohl ursprünglich die beiden Modalitäten registriert waren.
  • Bisher wurde eine erneute Registrierung des Volumens bzw. Bildobjektes mit der bildgebenden Modalität durchgeführt, um eine geeignete Überlagerung zu erhalten ist.
  • Ein Aspekt der Erfindung kann darin gesehen werden, dass auf eine vollständige erneute Bildaufnahme verzichtet wird und somit eine zusätzliche Registrierung vermieden, da nun am Ende der bewegungskompensierten Rekonstruktion die Position des rekonstruierten Objektes oder Bildobjektes geschätzt bzw. ermittelt wird. Es wird demnach eine Projektion bestimmt. Ferner wird dabei davon ausgegangen, dass die anfänglichen Geometrieinformationen mit der erforderlichen Registrierung übereinstimmen.
  • Die Bestimmung der Projektion bzw. der 2D-Bilder kann auf verschiedene Arten erfolgen:
    In einem ersten Ausführungsbeispiel wird mit Hilfe einer projektionsbasierten Registrierung (2D/3D Registrierung) die Transformation des rekonstruierten Volumens mit den zwei oder mehr Projektionen bestimmt. In bevorzugter Weise werden zwei der Aufnahmen so durchgeführt, dass Blickwinkeln der Aufnahmen mindestens etwa 30° bezogen auf die Objektmitte auseinander liegen. Geht man von einer Bewegung des Bildobjektes bzw. des Patienten aus, werden vorzugsweise die Projektionen aus dem Ende der 3D-Aufnahme gewählt.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Rückprojektionsfehler verwendet, der ein Maß zur Bewertung der Güte eines Aufnahmesystems ist. Hierzu werden für zwei Aufnahmen die Geometrieinformationen bestimmt, mit Hilfe derer die Projektion einer virtuellen Punktewolke auf dem Detektor für alle Projektionen bestimmt wird. Die Abweichung der Projektionen wird anschließend mittels Mittelwert bestimmt.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel sieht ferner vor, dass mittels Optimierungsverfahren eine Transformation bestimmt wird, mit deren Hilfe der Rückprojektionsfehler gering ist. Dazu können entweder alle oder nur ein Teil der Projektionen berücksichtigt werden. Diese Vorgehensweise gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels bietet gegenüber der Vorgehensweise des ersten Ausführungsbeispiels den Vorteil einer geringeren Rechenkomplexität, da aufwendige Bildoperationen entfallen.
  • Es wird insgesamt vorgeschlagen, wie nach einer bewegungskompensierten Rekonstruktion eine Registrierung des Volumens des Bildobjektes mit der einer zu überlagernden Modalität vermieden werden kann, da bereits eine Registrierung des Aufnahmesystems mit einer ersten Modalität existiert.
  • Der Ausdruck "Modalität" wird in diesem Zusammenhang als ein Oberbegriff für die verschiedenen Medizingeräte verwendet, die für bildgebende Verfahren in der medizinischen Diagnostik eingesetzt werden. Hierzu gehören beispielsweise herkömmliche Röntgengeräte mit einer Röntgenquelle und einem Detektor, wie auch Computertomographen.
  • Ferner wird in diesem Zusammenhang unter einem "Patienten" eine Person oder allgemeiner ein Lebewesen verstanden, beispielsweise ein Tier, das einer Untersuchung unterzogen werden soll.
  • Im Folgenden wird anhand der Zeichnung die erfindungsgemäße Vorgehensweise und ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung verdeutlicht. Die hierbei beschriebenen Merkmale sind alleine und in ihrer Kombination verwendbar und gelten für ein Verfahren wie auch für eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens. Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Ermitteln eines digitalen dreidimensionalen Röntgenbildes für ein Bildobjekt, wobei sich das Bildobjekt in nicht-periodischer Weise relativ zu einem Röntgen-Aufnahmesystem bewegt. Das Verfahren sieht zunächst ein Aufnehmen einer Sequenz von zweidimensionalen Röntgenbildern des Bildobjektes bzw. des Patienten vor. Dieses Merkmal ist durch das Feld 101 angedeutet. Anschließend wird Volumens des Bildobjekts, beispielsweise ein Teilbereich an einem Patienten, aus der Sequenz der zweidimensionalen Röntgenbildern rekonstruiert, wobei die Rekonstruktion bewegungskompensiert ist. Dieses Merkmal ist durch das Feld 102 angedeutet. Schließlich wird eine Information kennzeichnet über eine Verlagerung des rekonstruierten Volumens bereitgestellt. Dieses Merkmal ist durch das Feld 103 angedeutet. Das Verfahren kann ferner weitere Merkmale aufweisen, wie beispielsweise eine 2D/3D-Registierung oder ein Berücksichtigen eines Rückprojektionsfehlers, beispielsweise vor, nach oder innerhalb des Feldes 103.
  • In 2 ist eine Vorrichtung 10 dargestellt, die als Röntgenaufnahmesystem 10 ausgebildet ist. Die Vorrichtung 10 weist eine erste Modalität 11 und eine zweite Modalität 12 auf. Auch ist es möglich, dass die beiden Modalitäten 11, 12 getrennt voneinander betrieben werden können und bei Bedarf in ein Aufnahmesystem 10 integriert werden, indem diese beiden Modalitäten 11, 12 in Wirkverbindung gebracht werden. Somit ist es möglich, dass die beiden Modalitäten auch an verschiedenen Orten installiert sind, jedoch über eine Wirkverbindung, beispielsweise ein Bussystem, miteinander gekoppelt sind.
  • Mit der ersten Modalität 11 können zweidimensionale Bilder 13 (2D-Bilder) aufgenommen werden und mit der zweiten Modalität 12 kann eine Serie oder Sequenz von zweidimensionale Bilder als Bildsequenz 14 für ein zu rekonstruierendes dreidimensionales Bild 21 (3D-Bild) aufgenommen werden. Die Bilder 13, 14 sind Röntgenbilder, die ein Bildobjekt 15 wiedergeben. Das Bildobjekt 15 kann ein Patient oder ausgewählte Bereiche eines Patienten sein, wie beispielsweise ein oder mehrere Organe, zum Beispiel eine Lunge. Das aufgenommene Bildsequenz 14 setzt sich aus einer Sequenz von zweidimensionalen Bildern zusammen. Um einen Vergleich zwischen den aufgenommenen Bildern der ersten und der zweiten Modalität 11, 12 durchführen zu können, wird aus der Bildsequenz 14 der zweiten Modalität 12 ein zweidimensionales Bild 16 ausgewählt. Dies geschieht, indem man aus der aufgenommenen Sequenz der 3D-Bildaufnahmen ein geeignetes 2D-Bild auswählt wird, das möglichst den gleichen Inhalt bzw. Bereich des Bildobjektes 15 zeigt wie das 2D-Bild 13 der ersten Modalität 11.
  • Diese beiden 2D-Bilder 13, 16 werden überlagert, um festzustellen, ob die Bildsequenz 14 der 3D-Aufnahme mit einem Versatz 17 oder einer Verlagerung 17 behaftet ist. Aus einem Versatz 17 der beiden 2D-Bilder 13, 16 wird auf einen Versatz des 3D-Bildes 14 geschlossen. Der Versatz 17 deutet auf eine Fehlrekonstruktion des 3D-Bildes 14 hin. Ein Fehler in der Rekonstruktion des 3D-Bildes 14 ist möglich, da das 3D-Bild wiederum aus einer Sequenz von 2D-Bildern während einer Aufnahme 18 des Bildobjektes 15 mit der zweiten Modalität 12 gewonnen wird. Eine Aufnahme 19 des 2D-Bildes 13 der ersten Modalität 11 hingegen ist mit keinem Aufnahmefehler behaftet, da die erste Modalität 11 keine Bildsequenzen aufnimmt und nur eine einzige Momentaufnahme des Bildobjektes 15 durchführt. Aus diesem Grund kann das 2D-Bild 13 der ersten Modalität 11 als Referenzbild für die zweite Modalität 12 verwendet werden.
  • Bei der Bildaufnahme 19 mit der ersten Modalität 11 kann eine Bewegung des Bildobjektes 15 nicht erkannt werden, da es sich um eine einzige Momentaufnahme handelt. Bei der Bildaufnahme 19 mit der zweiten Modalität 12 hingegen führt eine Bewegung des Bildobjekts 15 zu einer Rekonstruktion des Bildobjektes 15, die fehlerhaft ist, indem beispielsweise ein Teil oder ein gesamter Bereich des aufgenommenen 3D-Bildes 14 nicht der realen Lage des Bildobjektes 15 entspricht.
  • Wird bei einer Überlagerung des aufgenommenen 2D-Bildes 13 der ersten Modalität 11 und einem rekonstruierten 2D-Bild 16 der zweiten Modalität 12 ein Versatz 17 festgestellt, stellt das Röntgenaufnahmesystem 10 eine Information 20 über die Verlagerung 17 des rekonstruierten Volumens bereit. Mit Hilfe dieser Information 20 wird ein Eliminieren des Versatzes 17 angestrebt, wobei die Eliminierung mit einer iterativen Vorgehensweise erreicht werden kann. Schließlich wird ein 3D-Bild 21 mit korrigiertem Versatz bereitgestellt.
  • Nach erfolgreicher Korrektur des Versatzes 17 nimmt der Versatz 17 einen Wert Null oder nahezu Null an, so dass das 2D-Bild 13 der ersten Modalität 11 und das 2D-Bild 16 der zweiten Modalität 16 deckungsgleich oder kongruent sind. In einem solchen Fall kann geschlussfolgert werden, dass auch das 3D-Bild 14 der zweiten Modalität 12 fehlerfrei rekonstruiert ist. Dieses korrigierte 3D-Bild 14 nach Eliminierung des Versatzes 17 kann als Echtzeitbild für einen medizinischen Eingriff, beispielsweise eine Operation verwendet werden. Sollte sich der Patient 15 während des medizinischen Eingriffs bewegen, wird durch die bereitgestellte Information in Bezug auf den Versatz das rekonstruierte 3D-Bild 14 in Echtzeit korrigiert.
  • Es wird demnach bei der Vorrichtung der 2 eine kompensierte Rekonstruktion eines 3D-Bildes mit einer zweiten Modalität zur Verfügung gestellt, nachdem zuvor ein Versatz 17 anhand eines 2D-Bildes als Referenzbild einer ersten Modalität feststellt wurde.
  • Insgesamt wird mit der Erfindung eine Position eines rekonstruierten Objekts bezüglich eines Aufnahmesystems bestimmt. Diese Information wird später dazu verwendet, das rekonstruierte Volumen über weitere neu aufgenommen 2D-Projektionen zu überlagern, um beispielsweise Gefäßverläufe darzustellen, die beispielsweise nur während der 3D-Aufnahme in dieser Deutlichkeit so zu sehen sind. Hierzu wird ein einziger 3D-Scan durchgeführt, der bewegungskompensiert rekonstruiert wird, hierzu werden bekannte Verfahren verwendet. Bei der bewegungskompensierten Rekonstruktion geht jedoch bekannterweise das exakte Wissen über die Position verloren. Das rekonstruierte Volumen wird verschoben und/oder verdreht über die spätere Röntgenaufnahme überlagert. Daher ist es wünschenswert, diese Information über die Verlagerung bzw. den Versatz zur Verfügung zu stellen. Dies kann beispielsweise mit einer 2D/3D-Registierung unter zur Hilfenahme bei der 3D-Aufnamhe angefallene Projektionsdaten durchgeführt werden. Alternativ kann auch die Position mit Hilfe einer Optimierung des Rückprojektionsfehlers durchgeführt werden.
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • Wicklein, et. al "An Object-Independent Measure for Improving Misalignment Correction in C-Arm CT" aufgezeigt, veröffentlicht in Proc. The 11th Internatonal Meeting on Fully Three-Dimensional Image Reconstruction in Radiology and Nuclear Medicine, Potsdam, 2011, pp. 145–148 [0007]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Bereitstellen eines digitales dreidimensionalen Röntgenbildes (14) für ein Bildobjekt (15) mit einem Volumen, wobei sich das Bildobjekt (15) in nicht-periodischer Weise relativ zu einem Röntgen-Aufnahmesystem (10) bewegt, aufweisend Aufnehmen einer Bildsequenz (14) von zweidimensionalen Röntgenbildern des Bildobjektes (101); Rekonstruieren des Volumens des Bildobjekts (15) aus der Bildsequenz (14) der zweidimensionalen Röntgenbildern, wobei die Rekonstruktion bewegungskompensiert ist (102), gekennzeichnet durch Bereitstellen einer Information über eine Verlagerung des rekonstruierten Volumens (103).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Information (103) mit Projektionsdaten aus der dreidimensionalen Aufnahme (18) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Information (103) mit einer 2D/3D-Registerieung erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zweidimensionale Bilder (16) der Bildsequenz (14) aus unterschiedlichen Aufnahmewinkeln verwendet werden, wobei sich ein erster Aufnahmewinkel und ein zweiter Aufnahmewinkel um mindesten 30 Grad unterscheiden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zweidimensionale Bilder (14) für das Bereitstellen der Information (103) über die Verlagerung des rekonstruierten Volumens aus dem Ende der Bildsequenz (14) gewählt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Information (103) unter Berücksichtigung eines Rückprojektionsfehlers erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) während einer Operation durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale dreidimensionale Röntgenbild (14) für eine Echtzeit-Anwendung verwendet wird.
  9. Vorrichtung, insbesondere ein Röntgen-Aufnahmesystem, zum Bereitstellen eines digitalen dreidimensionalen Röntgenbildes (21) für ein Bildobjekt (15) mit einem Volumen, wobei sich das Bildobjekt (15) in nicht-periodischer Weise relativ zu der Vorrichtung (10) bewegt, aufweisend eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer Bildsequenz (14) von zweidimensionalen Röntgenbildern des Bildobjektes (15); eine Auswerteeinrichtung zum Rekonstruieren des Volumens des Bildobjekts (15) aus der Bildsequenz (14) der zweidimensionalen Röntgenbilder, wobei die Rekonstruktion bewegungskompensiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ferner aufweist eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Information (20) über eine Verlagerung (17) des rekonstruierten Volumens.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein Computertomographie-Gerät, insbesondere ein Röntgenangiographiesystem, ist.
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DE102013226059.8A Pending DE102013226059A1 (de) 2013-12-16 2013-12-16 Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines digitalen dreidimensionalen Röntgenbildes für ein Bildobjekt, das sich in nicht-periodischer Weise bewegt

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008026035A1 (de) * 2008-05-30 2009-12-10 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für eine verschwenkbare Polyplan-Bildgebungsanlage zur Abbildung eines sich bewegenden Untersuchungsobjekts
DE102010022791A1 (de) * 2010-06-04 2011-12-08 Siemens Aktiengesellschaft 3-D-Röntgenbildgebung von Koronargefäßen mit EKG-Gating und Bewegungskorrektur

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Non-Patent Citations (1)

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Title
Wicklein, et. al "An Object-Independent Measure for Improving Misalignment Correction in C-Arm CT" aufgezeigt, veröffentlicht in Proc. The 11th Internatonal Meeting on Fully Three-Dimensional Image Reconstruction in Radiology and Nuclear Medicine, Potsdam, 2011, pp. 145-148

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