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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Röntgenbilddatensatzes eines einer Bewegung unterworfenen Zielgebiets eines Patienten mit einer Röntgeneinrichtung, wobei unter Verwendung jeweils einer Basisbelichtungszeit mehrere Basisbilder des Zielgebiets aufgenommen werden und durch Kombination, insbesondere Mittelung, von miteinander registrierten Basisbildern der einem mit einer längeren Belichtungszeit aufgenommenen Röntgenbild entsprechende Röntgenbilddatensatz ermittelt wird. Daneben betrifft die Erfindung eine Röntgeneinrichtung.
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Die Verwendung der Röntgenbildgebung in medizinischen Untersuchungs- und Behandlungsvorgängen ist bereits seit längerer Zeit üblich. Soll ein Zielgebiet eines Patienten aufgenommen werden, muss grundsätzlich immer zwischen zwei Effekten abgewogen werden. Zum einen gilt, dass bei Verwendung einer größeren Dosis, also einer größeren Zahl von Röntgenquanten, eine bessere Bildqualität erreicht wird, weil das Quantenrauschen abnimmt. Zum anderen aber soll auch die Dosisbelastung des Patienten mit ionisierender Strahlung möglichst gering gehalten werden.
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Problematisch wird das Erhalten diagnostisch verwertbarer Röntgenbilder immer dann, wenn eine Bewegung im Zielgebiet vorliegt, beispielsweise durch Herzschlag oder Atmung. Dann besteht das zusätzliche Problem, dass nicht beliebig schnell die gewünschte Röntgendosis appliziert werden kann, da die verwendeten Röntgenstrahler (Röntgenröhren) nur eine begrenzte Dosisausbeute erlauben. Um dieses Problem zu lösen, mithin um längere Belichtungszeiten bei reduzierten Bewegungsartefakten zu erhalten, wurde vorgeschlagen, mehrere Basisbilder mit kurzer Belichtungszeit aufzunehmen, die gegeneinander registriert werden, wobei starre oder flexible Transformationen verwendet werden können, und sodann, insbesondere durch Mittelwertbildung, kombiniert werden. Hierbei tritt allerdings das Problem auf, dass die Objektbewegung im medizinischen Bereich sehr sprunghaft ist, das bedeutet, Merkmale im Zielgebiet bewegen sich zeitweise äußerst langsam, teilweise aber auch äußerst schnell, so dass keine optimale kurze Basisbelichtungszeit für die Basisbilder festgelegt werden kann. Ist die Basisbelichtungszeit zu kurz, sind die Basisbilder verrauscht, so dass sie schlecht registrierbar sind. Ist die Basisbelichtungszeit zu lang, tritt bei vielen Basisbildern bereits eine Unschärfe auf.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Aufnahmeverfahren bei bewegtem Zielgebiet anzugeben, mit dem qualitativ hochwertigere, weniger Bewegungsartefakte aufweisende Röntgenbilddatensätze, die Röntgenbildern mit längeren Belichtungszeiten entsprechen, erhalten werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass für jedes Basisbild wenigstens ein diesem zugeordneter, auf die Bewegung im Zielgebiet während der Aufnahme bezogener Qualitätswert ermittelt wird und der Beitrag eines Basisbildes zu dem Röntgenbilddatensatz in Abhängigkeit des Qualitätswerts bestimm wird.
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Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist es also, das aus der Astronomie bekannte Verfahren des „Lucky Imaging“ auch für medizinische Röntgenbilder einzusetzen. Dabei ist vorgesehen, die Basisbilder für die finale Kombination, insbesondere die finale Mittelung, auszusortieren, schwächer zu gewichten oder zu korrigieren, die einer bestimmten Qualitätsanforderung nicht entsprechen, was beispielsweise durch ein entsprechendes Beurteilungskriterium überprüft werden kann. Während es beim „Lucky Imaging“ um Atmosphäreneffekte geht, wurde erkannt, dass sich die Vorgehensweise auch auf eine Objektbewegung, mithin eine Bewegung im Zielgebiet, anwenden lässt, so dass diejenigen Basisbilder identifiziert werden können, die hinreichend scharf sind, also keine oder wenig Bewegungsartefakte aufweisen. War die Bewegung im Zielgebiet während der Aufnahme eines Basisbildes gering, eignet sich dieses besonders für die Ermittlung des Röntgenbilddatensatzes, liegt jedoch eine sehr hohe Geschwindigkeit der Bewegung im Zielgebiet vor, beispielsweise eine Geschwindigkeit, die schneller als eine Durchschnittsgeschwindigkeit ist, können im Basisbild unakzeptable Bewegungsartefakte auftreten, so dass es nicht beziehungsweise nicht in dieser Form berücksichtigt werden sollte. Der Qualitätswert, der im erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt wird, beschreibt die Bewegung während der Aufnahmedauer, also der Basisbelichtungszeit, für das entsprechende Basisbild, so dass auf seiner Grundlage eine Bewertung des Bildes hinsichtlich seines Beitrags zum Röntgenbilddatensatz erfolgen kann, was insbesondere auch einen Ausschluss von Basisbildern umfassen kann.
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Auf diese Weise wird es ermöglicht, das Verfahren der registrierten Mittelung aus mehreren Basisbildern auch dann anzuwenden, wenn sich die Bewegungsgeschwindigkeiten im Zielgebiet häufig ändern. Dann ist dennoch eine akzeptable Basisbelichtungszeit auffindbar, ohne dass das Endresultat, also der Röntgenbilddatensatz, durch die schnellste Bewegung dominiert wird und somit die finale Bildqualität leidet.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein die Qualitätswerte auswertendes Ausschlusskriterium verwendet wird, wobei das Ausschlusskriterium erfüllenden Qualitätswerten zugeordnete Basisbilder bei der Kombination nicht oder nur nach einem Korrekturvorgang berücksichtigt werden. Es hat sich gezeigt, dass durch die Bewegung im Zielgebiet stark gestörte, beispielsweise starke Bewegungsartefakte aufweisende Basisbilder idealerweise gänzlich von der Kombination, also der Berücksichtigung im Röntgenbilddatensatz, ausgeschlossen werden können, wenn diese nicht mit entsprechend geringem Aufwand korrigierbar sind. Dabei kann das Ausschlusskriterium beziehungsweise bei mehreren Ausschlusskriterien eines der Ausschlusskriterien auch eine Beurteilung des Basisbildes anhand des Qualitätswerts erlauben, die angibt, ob eine Korrektur möglich ist oder nicht. Insbesondere ist mithin eine Ausgestaltung denkbar, in der die Basisbilder anhand des Qualitätswerts in unmittelbar zu berücksichtigende Basisbilder, nach einem Korrekturvorgang zu berücksichtigende Basisbilder und vollständig zu verwerfende Basisbilder vorgenommen wird.
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Dabei kann konkret vorgesehen sein, dass als Korrekturvorgang das entsprechende Basisbild einem Schärfungsalgorithmus unterzogen wird. Es sind im Stand der Technik bereits Schärfungsalgorithmen (sogenannte Deblurring-Algorithmen) bekannt, die es erlauben, in den Basisbildern vorhandene Bewegungsverunschärfungen zumindest teilweise zu beseitigen, so dass ein so korrigiertes Basisbild, gegebenenfalls nach einer weiteren Bewertung, wieder dem Kombinations-, insbesondere Mittelungsprozess, zugeführt werden kann. Eine besonders vorteilhafte, konkrete Ausgestaltung sieht dabei vor, dass eine Punktspreizfunktion für die Bewegung aus die Bewegung und/oder eine vergleichbare Bewegung beschreibenden Bewegungsdaten ermittelt wird, wobei das korrigierte Basisbild durch regularisierte, inverse Filterung mit der Punktspreizfunktion ermittelt wird. Kann also eine Punktspreizfunktion (point spread function – PSF) für die Bewegung ermittelt oder zumindest abgeschätzt werden, wobei bevorzugt die Basisbilddaten selbst herangezogen werden können, ergibt sich hieraus die Möglichkeit, durch regularisierte inverse Filterung die Bewegungseffekte zumindest teilweise wieder zu entfernen. Ein derartiges Vorgehen ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn ohnehin Punktspreizfunktionen und/oder Linienspreizfunktionen in den Basisbildern zur Ermittlung des Qualitätswerts ermittelt und betrachtet werden, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.
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Eine allgemeine Weiterbildung im Rahmen der Verwendung von Ausschlusskriterien sieht vor, dass wenigstens ein Kriteriumsparameter des Ausschlusskriteriums, insbesondere ein Schwellwert, aufgrund einer bedienerseitigen Vorgabe gewählt wird. Auf diese Art und Weise ist es für einen Bediener mithin möglich, interaktiv zu beeinflussen, welche Basisbilder zur Ermittlung des Röntgenbilddatensatzes aus den Basisbildern verwendet werden. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn bei einer Veränderung des Kriteriumparameters bei bereits vorliegenden Basisbildern eine neue Ermittlung des Röntgenbilddatensatzes aus den Basisbildlern erfolgt. Der entsprechende Röntgenbilddatensatz wird dann, gegebenenfalls auch in einer Vergleichsdarstellung mit einem zuvor ermittelten Röntgenbilddatensatz, dem Bediener zur Anzeige gebracht, so dass dieser letztlich interaktiv und in Echtzeit beurteilen kann, wie sich die Qualität verändert. Beispielsweise kann dann im Rahmen einer Nachbearbeitung ermöglicht werden, mehr Kantenschärfe bei Inkaufnahme niedrigerer Anzahlen gemittelter Basisbilder zu ermöglichen. Wurden die Basisbilder mit einer geringen Röntgendosis aufgenommen, kann sich ein Bediener auch für die Inkaufnahme von Bewegungsunschärfe zugunsten niedrigerer Rauscheffekte entscheiden.
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Zusätzlich oder alternativ zur Verwendung eines Ausschlusskriteriums kann vorgesehen sein, dass im Rahmen der Kombination zu verwendende Basisbilder in Abhängigkeit ihres Qualitätswerts gewichtet eingehen. Wird eine Gewichtung anstelle eines Ausschusskriteriums eingesetzt, wird der die Bewegungsverunschärfung beschreibende Qualitätswert mithin nicht zum Sortieren, sondern zum Gewichten der Basisbilder im Rahmen der Kombination, insbesondere Mittelung, eingesetzt. Es kann dann beispielsweise eine gewichtete Mittelwertbildung erfolgen, die es erlaubt, auch einen geringen Beitrag zur Kombination aus verunschärften Basisbildern zu gewinnen. Selbstverständlich kann eine derartige Gewichtung jedoch auch dann sinnvoll sein, wenn Basisbilder zuvor sortiert worden sind, mithin bestimmte Basisbilder überhaupt nicht in die Kombination eingehen sollen, beziehungsweise erst nach einer Korrektur, wobei dann vorgesehen sein kann, zu einem korrigierten Basisbild einen aktualisierten Qualitätswert zu ermitteln, welcher beispielsweise auf einem Wirksamkeitswert der Korrektur, wie sie auch häufig von Schärfungsalgorithmen ausgegeben werden, basieren kann, jedoch dann, wenn der Qualitätswert ohnehin aus den Bilddaten der Basisbilder ermittelt wird, auch aus dem entsprechenden korrigierten Basisbild komplett neu bestimmt werden kann.
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Zur konkreten Ermittlung eines Qualitätswertes sind verschiedene Ansätze denkbar, welche selbstverständlich bei der Verwendung mehrerer Qualitätswerte auch in Kombination eingesetzt werden können. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass als Qualitätswert eine insbesondere gemessene und/oder aus wenigstens einem Teil der Basisbilder ermittelte Bewegungsgeschwindigkeit im Zielgebiet bei der Aufnahme des zugeordneten Basisbildes und/oder wenigstens ein die Schärfe der Abbildung eines insbesondere zur Registrierung verwendeten Merkmals des Zielgebiets beschreibender Schärfeparameter, insbesondere durch Auswertung des zugeordneten Basisbildes, ermittelt wird.
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Die Bestimmung des Qualitätswertes kann sich also in besonders bevorzugter Ausbildung auf Merkmale beziehen, die auch im Rahmen der Registrierung von Basisbildern eingesetzt werden. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Registrieralgorithmus gut sichtbare Marker und/oder gut detektierbare Objekte, allgemein also möglichst zweifelsfrei identifizierbare Merkmale, benötigt, beispielsweise Kanten und/oder punktförmige Merkmale. Aufgrund dieser strukturell relativ einfachen Merkmale kann der für die Eignung zur Kombination zu verwendende Qualitätswert bestimmt werden. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass der Schärfewert als ein Parameter einer Linienspreizfunktion (line spread function – LSF) ermittelt wird. Es kann mithin die Linienspreizfunktion einer Kante als Merkmal betrachtet werden. Zeigt diese über einen entsprechenden Schärfeparameter eine starke Verunschärfung an, muss von einer hohen Bewegungsgeschwindigkeit im Zielgebiet ausgegangen werden. Ähnlich kann auch bei im wesentlichen punkförmigen Merkmalen, die insbesondere als Marker bei der Registrierung verwendet werden, vorgegangen werden, wobei hier auch die Punktspreizfunktion (point spread function – PSF) eingesetzt werden kann. Ist das punktförmige Merkmal eher „verwaschen“ dargestellt, spricht dies für hohe Bewegungsaktivität im Zielgebiet. Besonders zweckmäßig ist in diesem Kontext, dass auf diese Weise der Qualitätswert aus den Basisbildern selbst bestimmt werden kann, wobei es insbesondere möglich ist, bekannte Punkt- und/oder Linienspreizfunktionen, die die Abbildungseigenschaften der Aufnahmeanordnung der Röntgeneinrichtung betreffen, zu berücksichtigen.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass zur Ableitung einer Bewegungsgeschwindigkeit aus den Basisbildern für die beziehungsweise eine Abbildung des beziehungsweise eines insbesondere zur Registrierung verwendeten Merkmals des Zielgebiets eine Spreizfunktion ermittelt und mit einer bekannten Referenzspreizfunktion der Röntgeneinrichtung verglichen wird. Dabei wird mithin davon ausgegangen, dass die grundsätzlichen Abbildungseigenschaften der Röntgeneinrichtung bekannt sind, so dass zusätzliche Verunschärfungen von im Wesentlichen punkt- beziehungsweise linienförmigen Merkmalen von der Bewegung im Zielgebiet herrühren. Mithin können Punkt- und/oder Linienspreizfunktionen für Merkmale ermittelt werden, die die von der Bewegung herrührende Bewegungsunschärfe beschreiben und mithin auch ein Maß für die Bewegungsgeschwindigkeit im Zielgebiet bei der Aufnahme des Basisbildes darstellen, wobei als die Bewegungsgeschwindigkeit beschreibender Qualitätswert nicht zwangsläufig eine absolute Bewegungsgeschwindigkeit angegeben werden muss, sondern es durchaus auch denkbar ist, relative Bewegungsgeschwindigkeiten zu verwenden. Bevorzugt werden allerdings absolute Werte für die Bewegungsgeschwindigkeit, die dann mit aus Vorwissen, beispielsweise Literatur, bekannten Bewegungsgeschwindigkeiten im Zielgebiet verglichen werden können.
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Die Bewegungsgeschwindigkeit kann auch, zusätzlich oder alternativ, aus einer Messung mit einer Messeinrichtung gewonnen werden. Hinsichtlich des Herzzyklus des Patienten bietet sich hierbei eine EKG-Messeinrichtung an; bei der Atembewegung können beispielsweise Atemgurte und dergleichen verwendet werden, um die zyklische Bewegung nachzuverfolgen. Selbstverständlich können auch allerlei andere, grundsätzlich bekannte Messeinrichtungen verwendet werden, beispielsweise den Patienten optisch abtastende Messeinrichtungen, akustische Messeinrichtungen und dergleichen. Dabei wird es jedoch bevorzugt, auf zusätzliche Messeinrichtungen möglichst weitgehend zu verzichten und idealerweise die Basisbilddaten möglichst weitgehend unmittelbar zur Ermittlung von Qualitätswerten zu nutzen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass bei Verwendung eines die Bewegungsgeschwindigkeit auswertenden Ausschlusskriteriums das Ausschlusskriterium ein Schwellwertkriterium ist, dessen zum Ausschluss zu überschreitender Schwellwert als eine aus Vorwissen bestimmte und/oder am aktuellen Patienten gemessene mittlere Bewegungsgeschwindigkeit gewählt wird. Beispielsweise ist ein konkretes Ausführungsbeispiel denkbar, in dem alle Bilder, in denen die Bewegungsgeschwindigkeit höher war als die mittlere Bewegungsgeschwindigkeit, nicht bei der Kombination berücksichtigt werden beziehungsweise korrigiert werden, während alle Basisbilder, deren Bewegungsgeschwindigkeit unterhalb der mittleren Bewegungsgeschwindigkeit liegt, zur Kombination herangezogen werden.
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Vorabwissen, beispielsweise in der Literatur bekannte Untersuchungen, oder aber auch Vorabmessungen am Patienten, die eine mittlere, zu erwartende Bewegungsgeschwindigkeit im Zielgebiet angeben, können mit besonderem Vorteil auch genutzt werden, um eine zweckmäßige Basisbelichtungszeit zu bestimmen. So kann vorgesehen sein, dass die für alle Basisbilder gleiche Basisbelichtungszeit in Abhängigkeit der beziehungsweise einer aus Vorabwissen bestimmten und/oder am aktuellen Patienten gemessenen mittleren Bewegungsgeschwindigkeit im Zielgebiet festgelegt wird. Auf diese Weise wird die optimale Basisbelichtungszeit an der mittleren, im Zielgebiet zu erwartende Geschwindigkeit ausgelegt. Beispielsweise ist für die Herzkranzgefäße als Zielgebiet bekannt, dass die mittlere Bewegungsgeschwindigkeit im Bereich von 23 bis 25 mm pro Sekunde liegt. Für derartige mittlere Bewegungsgeschwindigkeiten können beispielsweise Basisbelichtungszeiten im Bereich von 7 bis 9 Millisekunden angesetzt werden, wie sie in der Kardiologie bereits Verwendung finden. Ist die mittlere Bewegungsgeschwindigkeit höher, können kürzere Basisbelichtungszeiten angesetzt werden, ist die mittlere Bewegungsgeschwindigkeit niedriger, erlaubt dies die Verendung längerer Basisbelichtungszeit. Dabei sei jedoch angemerkt, dass selbstverständlich auch andere vorab bekannte Bewegungsparameter der Bewegung im Zielgebiet herangezogen werden können, wenn eine zu verwendende Basisbelichtungszeit abgeschätzt werden soll, insbesondere auch auf die mittlere Dauer von relativen Ruhephasen abgestellte Basisbelichtungszeiten und dergleichen.
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Eine weitere Qualitätsverbesserung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung erreicht werden, wenn aktuelle Messwerte einer insbesondere auch im Rahmen der Ermittlung des Qualitätswerts verwendeten EKG-Messeinrichtung zur Triggerung der Aufnahme der Basisbilder in bewegungsarmen Phasen der Bewegung verwendet werden. Insbesondere bei zyklischen Bewegungen im Zielgebiet, deren Verlauf von vorneherein abschätzbar ist, ergibt sich die Möglichkeit, gezielt Bewegungsphasen auszuwählen, in denen das Zielgebiet eher bewegungsarm ist. So kann die Zahl der Basisbilder, die stark bewegungsverunschärft sind, reduziert werden. Alternativ ist es selbstverständlich auch denkbar, insbesondere dann, wenn keine Informationen zur aktuellen Bewegung im Zielgebiet vorliegen, die Basisbilder unmittelbar aufeinanderfolgend als zusammenhängende Bildserie aufzunehmen.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch eine Röntgeneinrichtung, aufweisend eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung übertragen, so dass auch mit dieser die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 einen möglichen Geschwindigkeitsverlauf eines Punktes in einem aufzunehmenden Zielgebiet,
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2 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
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3 eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung.
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1 zeigt beispielhaft für einen Punkt in den Herzkranzgefäßen die Geschwindigkeit v in der Objektebene in Millimeter pro Sekunde aufgetragen gegen die Zeit, vorliegend abgebildet durch die Bildzahl n während einer kontinuierlichen, aufeinanderfolgenden Aufnahme von Basisbildern des die Herzkranzgefäße und somit auch den hier betrachteten Punkt enthaltenden Zielgebiets bei Verwendung einer festen Basisbelichtungszeit. Die dortige Kurve 1 lässt deutlich erkennen, dass starke Schwankungen der Bewegungsgeschwindigkeit um den Mittelwert von hier 24 mm/s, wie er aus Vorabwissen bekannt ist, auftreten. Mithin zeigen einige der hier mit einer Basisbelichtungszeit von 8 ms aufgenommenen Basisbilder starke Verunschärfungen und/oder sonstige Bewegungsartefakte.
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Um dennoch einen qualitativ hochwertigen Röntgenbilddatensatz aus den Basisbildern durch Mittelung kombinieren zu können, nutzt das im Folgenden mit Bezug auf die 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens einen die Bewegungsgeschwindigkeit beschreibenden Qualitätswert, um die Basisbilder nach unmittelbar zu berücksichtigenden, zu korrigierenden und gänzlich zu verwerfenden Basisbildern zu sortieren.
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In einem Schritt S1 wird zunächst eine geeignete Basisbelichtungszeit ausgewählt. Dies geschieht vorliegend unter Berücksichtigung des Vorabwissens über das Zielgebiet, dass die mittlere Bewegungsgeschwindigkeit an stark bewegten Kanten, hier den Herzkranzgefäßen, bei etwa 24 mm/s liegt. Abhängig davon wird eine zugeordnete Basisbelichtungszeit für die einzelnen Basisbilder von 8 ms festgelegt. Kleinere mittlere Bewegungsgeschwindigkeiten führen dabei zu längeren Basisbelichtungszeiten, größere mittlere Bewegungsgeschwindigkeiten zu kleineren Basisbelichtungszeiten.
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Im Schritt S2 wird eine vorbestimmte Anzahl von Basisbildern mit der Basisbelichtungszeit aufgenommen, beispielsweise 20 bis 30 Basisbilder. Hierzu wird die Röntgeneinrichtung eingesetzt, deren Steuereinrichtung im Übrigen auch das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, hier also die Aufnahmeanordnung der Röntgeneinrichtung entsprechend ansteuert, um die Basisbilder aufnehmen zu können. In modifizierten Ausführungsbeispielen ist es auch denkbar, wenn eine EKG-Messeinrichtung vorhanden ist, die Basisbilder getriggert derart aufzunehmen, dass sie in bewegungsarmen Phasen des Zielgebiets gemessen werden.
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In einem Schritt S3 wird zu jedem Basisbild, hier auf Grundlage der Bilddaten des Basisbilds selbst, ein Qualitätswert bestimmt. Als Qualitätswert wird vorliegend eine absolute Bewegungsgeschwindigkeit für Merkmale des Zielgebiets, die in ihnen abgebildet sind, ermittelt. Diese Merkmale sind leicht detektierbar und sollen im weiteren Verlauf auch zur Registrierung von Basisbildern untereinander eingesetzt werden. Insbesondere handelt es sich dabei um Merkmale, die als Kanten oder im Wesentlichen punktförmig abgebildet werden. Zu diesen Merkmalen werden nun je nach ihrer Natur Punktspreizfunktionen oder Linienspreizfunktionen bestimmt, die mit die Abbildungseigenschaften der Röntgeneinrichtung beschreibenden Referenzpunktspreizfunktionen beziehungsweise Referenzlinienspreizfunktionen verglichen werden können, um die Verunschärfungseffekte, die aus der Bewegung des Zielgebiets herrühren, extrahieren zu können. Auf Basis dieser durch die Bewegung verursachten Verunschärfung, wie sie durch die Spreizfunktionen abgebildet wird, kann ein Wert für die Bewegungsgeschwindigkeit des entsprechenden Merkmals als Qualitätswert ermittelte werden. Im Übrigen ist es auch denkbar, aus den Spreizfunktionen oder anderweitig Schärfeparameter abzuleiten, die ebenso die Bewegung des Merkmals beschreiben und als Qualitätswert verwendet werden können. Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung von Qualitätswerten stellt selbstverständlich die Messung mit einer Messeinrichtung parallel zur Aufnahme des jeweiligen Basisbildes dar; wobei die Nutzung zusätzlicher Messeinrichtungen jedoch in bevorzugten Ausführungsbeispielen vermieden wird.
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Im Schritt S4 wird nun wenigstens ein Auswahlkriterium, das den wenigstens einen Qualitätswert auswertet, für jedes Basisbild evaluiert, wobei vorliegend die Basisbilder durch das Auswahlkriterium in drei Gruppen 2, 3, 4 aufgeteilt werden. Konkret können beispielsweise Basisbilder, deren Bewegungsgeschwindigkeit kleiner als die bereits genannte mittlere Bewegungsgeschwindigkeit ist, in eine erste Gruppe 2 einsortiert werden, die unmittelbar zu berücksichtigende Basisbilder enthält. Liegt die Bewegungsgeschwindigkeit bei der Aufnahme des Basisbildes zwischen dem genannten ersten Schwellwert und einem zweiten, eine höhere Bewegungsgeschwindigkeit beschreibenden Schwellwert, werden die entsprechenden Basisbilder in eine zweite Gruppe 3 aus zu korrigierenden Basisbildern eingeordnet. Liegt die Bewegungsgeschwindigkeit für ein Basisbild oberhalb des zweiten Schwellwerts, wird es in die dritte Gruppe 4 gänzlich auszuschließender Basisbilder einsortiert.
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Werden mithin die Basisbilder der Gruppe 4 gänzlich verworfen und nicht weiter betrachtet werden, wird für die Basisbilder der Gruppe 3 in einem Schritt S5 ein Korrekturvorgang durchgeführt. Dieser besteht aus der Anwendung eines Schärfungsalgorithmus, wobei die im Schritt S3 ohnehin ermittelte Punktspreizfunktion, die die Effekte der Bewegung beschreibt, eingesetzt wird, um ein korrigiertes Basisbild durch regularisierte, inverse Filterung mit der Punktspreizfunktion zu ermitteln. Das so korrigierte Basisbild eignet sich wieder für die Berücksichtigung bei der Ermittlung des Röntgenbilddatensatzes; für korrigierte Basisbilder wird ein neuer Qualitätswert analog Schritt S3 aus deren Bilddaten bestimmt. In anderen Ausführungsbeispielen kann auch vorgesehen sein, den Qualitätswert, hier ja die Bewegungsgeschwindigkeit, fest und/oder dynamisch anhand des Effekts der Korrektur zu modifizieren.
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Im Schritt S6 wird dann aus den Basisbildern der Gruppe 2 und den korrigierten Basisbildern der Gruppe 3 durch gewichtete Mittelung der Röntgenbilddatensatz bestimmt, nachdem die gegebenenfalls korrigierten Basisbilder allesamt miteinander registriert wurden. Zur Registrierung werden die bereits diskutierten, leicht identifizierbaren Merkmale eingesetzt. Die Gewichtung der einzelnen unmittelbar zu verwendenden Basisbilder der Gruppe 2 und korrigierten Basisbilder der Gruppe 3 bestimmt sich dabei nach dem Qualitätswert: weniger durch Bewegung im Zielgebiet beeinflusste Basisbilder werden dabei stärker gewichtet als stärker durch die Bewegung im Zielgebiet beeinflusste Basisbilder.
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Erhalten wird ein Röntgenbilddatensatz, der wenig Qualitätseinbußen aufgrund von Bewegungseffekten aufweist und einem Röntgenbild mit einer längeren Belichtungszeit als die Basisbelichtungszeit entspricht.
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Es sei darauf hingewiesen, dass es in anderen Ausführungsbeispielen auch denkbar wäre, auf die Ausschlusskriterien des Schrittes S4 zu verzichten und unmittelbar eine gewichtete Kombination der Basisbilder vorzunehmen, wobei eine Sortierung, wie hier vorgeschlagen, meist die besseren Ergebnisse zeigt.
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3 zeigt schließlich eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 5, die vorliegend einen C-Bogen 6 aufweist, an dem sich gegenüberliegend ein Röntgenstrahler 7 und ein Röntgendetektor 8 angeordnet sind. Die Aufnahmeanordnung ist dabei vorliegend bereits so ausgerichtet, dass ein Zielgebiet 9 eines auf einer Patientenliege 10 positionierten Patienten 11 aufgenommen werden kann, das einer Bewegung unterworfen ist, hier einer durch den Herzschlag ausgelösten Bewegung.
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Die Röntgeneinrichtung 5 weist ferner eine Steuereinrichtung 12 auf, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, mithin nach Wahl einer Basisbelichtungszeit die Aufnahmeanordnung derart ansteuern kann, dass die Basisbilder aufgenommen werden. Ferner kann die Steuereinrichtung 12 eine Qualitätswertermittlungseinheit zur Durchführung des Schrittes S3, eine Sortiereinheit zur Durchführung des Schrittes S4, eine Korrektureinheit zur Durchführung des Schrittes S5 und eine Kombinationseinheit zur Durchführung des Schrittes S6 aufweisen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
