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Die Erfindung betrifft eine Messphantomvorrichtung für eine bildgebende Untersuchungseinrichtung, also eine Vorrichtung zum Evaluieren, Analysieren und Einstellen einer Leistungsfähigkeit oder Eigenschaft oder eines entsprechenden Messparameters einer bildgebenden Untersuchungseinrichtung. Als bildgebende Untersuchungseinrichtung wird dabei ein Medizingerät verstanden, das für bildgebende Verfahren in der medizinischen Diagnostik eingesetzt wird, beispielsweise ein Röntgengerät, ein Computertomograph oder ein Magnetresonanztomograph.
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Während ein Röntgengerät ein zweidimensionales Bild aufnimmt, indem eine Projektion eines Volumens eines Patienten auf eine Fläche abgebildet wird, misst ein Computertomograph anisotrop, das heißt Röntgenröhre und Detektor rotieren schraubenförmig um die Patientenlängsachse. Dabei ist ein Kippen des Ringtunnels (die sogenannte „Gantry“) nur begrenzt möglich. Daher erfordern Aufnahmen in einer Sagittalebene und in einer Frontalebene (oder koronale Ebene) Messungen eines Volumens, aus dem sie dann virtuell herausgeschnitten werden. Dabei können axiale Schichten beziehungsweise nahezu axiale Schichten mit nur einem halben Umlauf und Öffnungswinkel der Röhre gemessen werden. Für jedes Volumenelement wird dann die Absorption bestimmt.
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Auch wenn heute oft scheinbar isotrope Datensätze erzeugt werden, sind die physikalischen Verhältnisse doch in die verschiedenen Raumrichtungen sehr unterschiedlich. Als Konsequenz sind Bildartefakte anisotrop, hat ein Mensch zum Beispiel zwei Hüftimplantate, wird die Röntgenstrahlung vollständig absorbiert. Dadurch wird das Signal in anderen Bereichen abgeschwächt und es fehlen Projektionen aus dem Bereich zwischen den Hüftimplantaten, was zu Artefakten führt. Auch die Bildauflösung ist nicht wirklich isotrop. Für dieses Problem ist aus dem Stand der Technik bisher keine Lösung bekannt.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist das Bewerten von Bildartefakten aus Anisotropien des Objektes und des Messsystems.
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Die Aufgabe wird von den erfindungsgemäßen Gegenständen und den erfindungsgemäßen Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Die Erfindung basiert auf der Idee, eine Messphantomvorrichtung bereitzustellen, deren Ausgestaltung einem isotropen Seeigel gleicht. Dabei gehen von einem Zentrum strahlenförmig Phantomelemente aus, die isotrop über alle Raumrichtungen verteilt sind. Ein Phantomelement ist dabei ein Bauteil oder ein Bestandteil der Messphantomvorrichtung, das dazu ausgelegt ist, eine physikalische Eigenschaft, zum Beispiel ein Absorptionsverhalten, eine Streueigenschaft beispielsweise eines biologischen Gewebes, ein Bildgebungsverhalten (also eine Bildgebungseigenschaft) und/oder eine Eigenschaft zum Abschirmen beispielsweise einer Röntgenstrahlung abzubilden oder zu simulieren.
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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und die erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichen jeweils das Erkennen und Bewerten von Bildartefakten und ermöglichen dadurch auch das Einstellen und/oder Kalibrieren und/oder Standardisieren der bildgebenden Untersuchungseinrichtung.
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Die erfindungsgemäße Messphantomvorrichtung für die bildgebende Untersuchungseinrichtung ist gekennzeichnet durch eine erste Trägereinrichtung, die einen Trägeranteil aufweist, und mindestens zwei jeweils als Stab oder Steg ausgestaltete, mittels einer von der bildgebenden Untersuchungseinrichtung bereitstellbaren physikalischen Maßeinheit abzubildende Phantomelemente, wobei die mindestens zwei Phantomelemente jeweils an dem Trägeranteil der ersten Trägereinrichtung angeordnet sind und sich von einer Oberfläche des Trägeranteils abstehend erstrecken.
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Die physikalische Maßeinheit kann dabei beispielsweise eine Maßeinheit einer Röntgenstrahlung eines Computertomographen („CT“) oder eines Magnetfelds eines Magnetresonanztomographen („MRT“) sein. Unter einer Trägereinrichtung wird dabei ein Bauteil oder eine Struktur der Messphantomvorrichtung verstanden, an dem oder der die mindestens zwei Phantomelemente angeordnet sind, beispielsweise ein Metallkern oder ein Verbindungstück der mindestens zwei Phantomelemente. Der Trägeranteil ist dabei derjenige Anteil, an dem die Phantomelemente unmittelbar angeordnet sind. Die Phantomelemente sind also, mit anderen Worten, in einem Zentrum der Messphantomvorrichtung miteinander verbunden.
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Die erfindungsgemäße Messphantomvorrichtung kann zum Nachbilden von Bildartefakten verwendet werden. Weiterhin wird ein Standard zum Bewerten eines Bildartefaktes aufgrund einer Scan-Anisotropie und/oder aufgrund von Metallfremdkörpern oder Implantaten bereitgestellt.
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Um ein Anordnen einer Messsubstanz oder eines Messkörpers in einem Hohlraum mindestens eines der Phantomelemente zu ermöglichen, kann gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass mindestens eines der Phantomelemente als Hohlzylinder oder Hohlkegel ausgestaltet ist, der vorzugsweise an einem dem Trägeranteil gegenüberliegenden Ende eine Öffnung aufweisen kann, also offen sein kann. Mit anderen Worten kann das Ende als Durchtrittsöffnung oder als Aussparung ausgestaltet sein. Als Messsubstanz wird dabei eine Substanz in einem beliebigen Aggregatzustand verstanden, beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit wie beispielsweise Öl oder Fett oder salzgedopten Wasser, also einer Salzlösung. Als Messkörper wird ein Gegenstand oder Objekt aus einem Feststoff verstanden, beispielsweise ein Metallkörper.
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Diese Ausführungsform wirkt sich insbesondere bei einer Verwendung in einer Magnetresonanz-Tomographie aus, da sich das Resonanz- und Echoabklingverhalten unterschiedlicher Messsubstanzen unterscheidet und so eine Bildauflösung bestimmt und verbessert werden kann.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Messphantomvorrichtung eine Verschlusseinrichtung zum Abdecken oder Verschließen der Öffnung, also des offenen Endes, des mindestens einen der Phantomelemente, beispielsweise einen Deckel oder einen Stopfen, aufweisen kann. Dadurch wird effizient einem Auslaufen, einem Verrutschen oder einem Austreten der Messsubstanz oder des Messkörpers vorgebeugt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die mindestens zwei Phantomelemente in Bezug auf den Trägeranteil bilateral symmetrisch, oder, in Bezug auf eine Kugelform des Trägeranteils, radialsymmetrisch angeordnet sein. Die Symmetrie ermöglicht ein möglichst genaues Ergebnis zum Bewerten eines Bildartefaktes, da die Phantomelemente gleichermaßen in alle Raumrichtungen ragen.
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Eine vorteilhafte Verteilung der Phantomelemente im Raum kann ebenfalls erreicht werden, wenn der Trägeranteil der ersten Trägereinrichtung zumindest teilweise als Kugel oder Kugelschale oder Hohlkugel ausgestaltet ist, und dass sich die mindestens zwei Phantomelemente radial von der Oberfläche des Trägeranteils abstehend erstrecken.
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Eine weitere Trägereinrichtung, die einen Trägeranteil aufweist, der sich parallel zu dem Trägeranteil der ersten Trägereinrichtung erstreckt und der an mindestens einem der Phantomelemente angeordnet ist, führt ebenfalls zu einer höheren Stabilität der Messphantomvorrichtung.
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Ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Messphantomvorrichtung der Trägeranteil der weiteren Trägereinrichtung mit der Öffnung beziehungsweise dem offenen Ende des mindestens einen der Phantomelemente verbunden, so kann die Stabilität besonders vorteilhaft beeinflusst werden.
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Die Messphantomvorrichtung kann eine Halteeinrichtung aufweisen, an der die erste Trägereinrichtung und/oder mindestens eines der Phantomelemente angeordnet sind, um derart zwischen der Quelle der physikalischen Maßeinheit und einem Detektor der bildgebenden Untersuchungseinrichtung positioniert zu werden, dass sie während eines Messvorganges nicht verrutschen kann.
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Mindestens eines der Phantomelemente kann vollständig oder teilweise aus einem anderen Material bestehen als die erste und/oder die weitere Trägereinrichtung, wodurch vorteilhaft ermöglicht wird, dass die Phantomelemente ein anderes Bildgebungs-, Abschirm- oder Absorptionsverhalten aufweisen als die Trägereinrichtung.
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Die oben gestellte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Einstellen eines Messparameters einer Bildanalyseeinrichtung einer bildgebenden Untersuchungseinrichtung, beispielsweise einer Bildauflösung oder eines Streumaßes eines Rauschens. Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch ein Erfassen eines drei- oder mehrdimensionalen Bildes einer Messphantomvorrichtung gemäß einem der beschriebenen Ausführungsformen mithilfe der bildgebenden Untersuchungseinrichtung. Es folgt ein Ermitteln eines Bildartefaktes des Bildes der Messphantomvorrichtung, und in Abhängigkeit des ermittelten Bildartefaktes ein Einstellen des Messparameters. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das Erkennen von Bildartefakten und dadurch auch das Einstellen und/oder Kalibrieren und/oder Standardisieren der bildgebenden Untersuchungseinrichtung oder einer Bildanalyseeinrichtung der bildgebenden Untersuchungseinrichtung, beispielsweise einer Software. Das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann deswegen auch als Verfahren zum Kalibrieren und/oder Standardisieren der bildgebenden Untersuchungseinrichtung bezeichnet werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vor dem Erfassen eines drei- oder mehrdimensionalen Bildes ein Bereitstellen einer Messsubstanz und/oder einen Messkörper und/oder eines die Messsubstanz umfassenden Messkörpers in einem Hohlraum mindestens eines der Phantomelemente der Messphantomvorrichtung erfolgen. Hierdurch können innerhalb der einzelnen Phantomelemente verschiedene Medien als Messsubstanz oder Gegenstände, wie beispielsweise eine Körperflüssigkeit oder ein Implantat, nachgeahmt und deren Absorptionsverhalten bei einem Beaufschlagen der Messphantomvorrichtung mit der physikalischen Größe simuliert werden. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführungsform bei einer Verwendung in einer Magnetresonanz-Tomographie, da einzelne oder alle Phantomelemente mit beispielsweise Fett oder Öl oder salzgedopten Wasser gefüllt werden können, also mit einer Messsubstanz, deren Resonanz- und Echoabklingverhalten anders ist als das von zum Beispiel normalem, näherungsweise isotonischen Wasser. Dadurch kann eine Bildgebungsmessung ergeben, ob eine bildliche Trennung von zum Beispiel Fett und Wasser innerhalb des Messvolumens beziehungsweise eines Volumens eines Patienten gelingt. Dementsprechend kann das Verfahren weiterhin umfassen, dass die Messsubstanz und/oder der Messkörper und/oder der die Messsubstanz umfassende Messkörper zumindest teilweise aus einem Material besteht, durch das die Messsubstanz und/oder der Messkörper und/oder der die Messsubstanz umfassende Messkörper ein Bildgebungsverhalten aufweist, welches sich von einem Bildgebungsverhalten von isotonischem Wasser unterscheidet.
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Für die Magnetresonanztomographie kann es beispielsweise bedeutend sein, dass die Phantomelemente zumindest teilweise mit einem elektrischen Leiter und/oder mit einem Material kurzer Echoabklingzeit ähnlich dem von Knochen gefüllt werden.
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Um beispielsweise die Absorptionsverhältnisse eines Implantat in einen Körper implantierten Geräts zu simulieren, kann vorgesehen sein, dass vor dem Erfassen des drei- oder mehrdimensionalen Bildes ein Anordnen der Messphantomvorrichtung in einem Messmedium, beispielsweise in isotonischem Wasser, erfolgen kann.
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Die oben gestellte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Bereitstellen einer Messphantomvorrichtung, gemäß dem zunächst Bauplandaten zum Steuern einer 3D-Druckeinrichtung, beispielsweise eines 3D-Druckers, bereitgestellt werden. Die Bauplandaten beschreiben dabei eine Ausgestaltung einer Messphantomvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen einer Messphantomvorrichtung. Anhand der Bauplandaten erfolgt das Bereitstellen der Messphantomvorrichtung durch die 3D-Druckeinrichtung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine preiswerte Herstellung einer Messphantomvorrichtung, die es gestattet, besonders schwierige Bildakquisitionsprobleme zu quantifizieren.
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Eine derart hergestellte Messphantomvorrichtung wird ebenfalls von der Erfindung umfasst und löst ebenfalls die oben gestellte Aufgabe. Die derart hergestellte Messphantomvorrichtung weist eine besonders homogene und präzise Ausgestaltung auf. Da die Messphantomvorrichtung durch das erfindungsgemäße Verfahren aus sehr wenigen Einzelteilen oder sogar einstückig, das heißt aus einem Stück, herstellbar ist, weist die so hergestellte Messphantomvorrichtung besonders wenige oder sogar keine Verbindungsstellen mehrerer Bauteile auf, beispielsweise Schweißnähte oder Klebestellen, die die Bildgebung beeinflussen können, auf. Diese Messphantomvorrichtung ermöglicht ebenfalls die bereits oben beschriebenen Vorteile.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen noch einmal durch konkrete Ausführungsbeispiele näher erläutert. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. Funktionsgleiche Elemente weisen in den Figuren dieselben Bezugszeichen auf. Es zeigt:
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1 eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messphantomvorrichtung,
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2 eine schematische Skizze zu einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messphantomvorrichtung,
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3 eine schematische Skizze zu einem Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messphantomvorrichtung, wobei durch den Ausschnitt eine Ausführungsform eines Phantomelements schematisch dargestellt ist,
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4 eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen eines Messparameters einer Bildanalyseeinrichtung einer bildgebenden Untersuchungseinrichtung, und
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5 eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen einer Messphantomvorrichtung.
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Die 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messphantomvorrichtung 10 für eine bildgebende Untersuchungseinrichtung (in der 1 nicht gezeigt), beispielsweise für einen Computertomographen oder für einen Magnetresonanztomographen. Die Messphantomvorrichtung weist eine erste Trägereinrichtung 14 auf, die beispielsweise als zentrales Verbindungsstück ausgestaltet sein kann, an dem alle Phantomelemente 12 angeordnet sein können. Erfindungsgemäß weist die Messphantomvorrichtung 10 mindestens zwei Phantomelemente 12 auf, im Beispiel der 1 beispielsweise 14 Phantomelemente 12. Die Anzahl der Phantomelemente 12 kann dabei eine Bewertung eines Bildartefaktes ermöglichen und verbessern, wobei eine hohe Anzahl der Phantomelemente 12 vorteilhafte Auswirkungen auf die Genauigkeit eines Mess- oder Kalibrierverfahrens hat. Vorteilhafterweise kann dabei die Messphantomvorrichtung 10 10 bis 50 oder 10 bis 100 Phantomelemente 12 aufweisen. Jedes Phantomelement 12 ist dabei an einem Trägeranteil der ersten Trägereinrichtung 14 angeordnet, beispielsweise an einem dafür vorgesehenen Teilbereich der Trägereinrichtung 14 und/oder einer Oberfläche derselben.
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Jedes Phantomelement 12 ist jeweils als Stab oder Steg ausgestaltet und erstreckt sich von einer Oberfläche des Trägeranteils in den Raum, so dass also jedes Phantomelement 12 von dem Trägeranteil absteht. Weist die Messphantomvorrichtung 10, wie im Beispiel der 1, eine kugelförmige Gestalt auf, so gehen, mit anderen Worten, von der ersten Trägereinrichtung 14 oder dem Trägeranteil als Zentrum strahlenförmig die Phantomelemente 12 aus, die vorzugsweise isotrop über alle Raumrichtungen verteilt sein können.
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Das jeweilige Phantomelement 12 kann dabei eine vorgegebene Bildgebungseigenschaft aufweisen, zum Beispiel zum Abschirmen einer Röntgenstrahlung. Entsprechende Materialien sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik hierzu bekannt, beispielsweise Blei zum Abschirmen einer Röntgenstrahlung, oder ein durch ein Magnetfeld nicht anregbarer Kunststoff bei der Verwendung in einem Magnetresonanztomographen.
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Vorzugsweise sind dabei die mindestens zwei Phantomelemente 12 in Bezug auf den Trägeranteil bilateral symmetrisch angeordnet, wie beispielhaft in der 1 gezeigt.
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Die 2 zeigt hierzu eine dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften Messphantomvorrichtung, in der eine radial symmetrische Anordnung der Phantomelemente 12 in Bezug auf den Trägeranteil beziehungsweise die Trägereinrichtung 14 gezeigt ist.
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Die 1 zeigt weiterhin zwei optionale weitere Trägereinrichtungen 14, die vorzugsweise jeweils als Kugelschale ausgestaltet sein können. Die weitere oder die weiteren Trägereinrichtungen 14 können dabei derart an den Phantomelementen 12 angeordnet sein, dass deren bilateral symmetrische oder radial symmetrische Anordnung durch die weitere oder die weiteren Trägereinrichtungen 14 stabilisiert werden können. Die erste Trägereinrichtung 14 und/oder die weitere Trägereinrichtung 14 kann aus einem beliebigen Material gefertigt sein, das auf die entsprechende Verwendung der Messphantomvorrichtung 10 angepasst sein kann. So kann beispielsweise die erste Trägereinrichtung 14 und/oder die weitere Trägereinrichtung 14 aus einem Metall oder Kunststoff oder einem strahlungsabschirmenden Material oder einem Material, das bei einer Beaufschlagung mit einem Magnetfeld nicht angeregt wird, gefertigt sein.
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Ein Phantomelement 12 kann weiterhin ein offenes Ende 18 aufweisen, an dem die weitere Trägereinrichtung 14 zumindest teilweise angeordnet sein kann. Das offene Ende 18 kann auch als Durchtrittsöffnung oder als Aussparung bezeichnet werden, und beispielsweise als Sackloch oder Nut ausgestaltet sein. Bevorzugt kann jedoch das Phantomelement 12 als Hohlzylinder oder Hohlkegel ausgestaltet sein (siehe 3).
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Die 1 zeigt weiterhin eine Halteeinrichtung 16, beispielsweise eine Halteplatte aus einem Kunststoff, die beispielsweise an mindestens einem Phantomelement 12 oder an einer der Trägereinrichtungen 14 angeordnet sein kann. Diese Halteeinrichtung 16 kann die Funktion eines Ständers oder Stativs übernehmen und kann vorzugsweise aus einem Material bestehen, durch das die Bildaufnahme durch die bildgebende Untersuchungseinrichtung nicht beeinflusst werden kann.
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Die 3 zeigt beispielhaft einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messphantomvorrichtung 10, wobei in dem Ausschnitt die erste, zentrale Trägereinrichtung 14 und beispielhaft zwei Phantomelemente 12 dargestellt sind. Ein erstes Phantomelement 12, in der 3 links dargestellt, zeigt ein Ausführungsbeispiel, gemäß dem das Phantomelement 12 eine Verschlusseinrichtung, beispielsweise einen Deckel, umfassen kann. In diesen Hohlzylinder kann beispielsweise eine Messsubstanz 20, beispielsweise eine Fett-Suspension oder eine Salzlösung, gefüllt werden. Vorzugsweise kann die Messsubstanz 20 beispielsweise ein Röntgenkontrastmittel aufweisen. Durch die Verschlusseinrichtung 13 kann das als Hohlzylinder ausgestaltete Phantomelement 12 dann verschlossen oder abgedeckt werden.
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Das weitere in der 3 dargestellte Phantomelement 12 kann ebenfalls als Hohlzylinder ausgestaltet sein und einen Messkörper 21 umfassen, beispielsweise einen Metallkörper oder einen Fettkörper oder einen Körper aus einem dem Fachmann gängigen Material, aus dem üblicherweise ein Implantat hergestellt werden kann. Durch einen solchen Messkörper 21 kann beispielsweise ein Implantat in einen Patientenkörper nachgestellt und dessen Bildgebungsverhalten simuliert werden. Auf diese Weise können Bildartefakte aufgrund doppelt schräger Fremdkörper oder parallel zueinander ausgerichtete Fremdkörper oder Implantate mit beispielsweise hoher Röntgenabsorption untersucht werden.
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Die 4 veranschaulicht beispielhaft ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen eines Messparameters einer Bildanalyseeinrichtung 24 der bildgebenden Untersuchungseinrichtung 22. Die Bildanalyseeinrichtung 24 kann dabei beispielsweise einen Microcontroller oder ein Steuergerät oder eine Bildanalysesoftware umfassen, der oder die dazu ausgelegt sein kann, eine Bildanalyse eines Bildes der bildgebenden Untersuchungseinrichtung 22 durchzuführen. Im Beispiel der 4 kann die bildgebende Untersuchungseinrichtung 22 einen Computertomographen mit einem C-Bogen umfassen. Weiterhin ist in der 4 eine Sollplazierungseinrichtung 30, beispielsweise eine Patientenliege, zu sehen, auf der beispielhaft ein Behälter 26 mit einem Messmedium 28, beispielsweise isotonischem Wasser, angeordnet sein kann, in das die Messphantomvorrichtung 10 hineingelegt und von der Halteeinrichtung 16 positioniert werden kann.
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Dabei kann beispielsweise ein Anteil der Phantomelemente 12 mit beispielsweise einer Fettsuspension als Messsubstanz 20 befüllt, während beispielsweise ein weiterer Anteil der Phantomelemente 12 mit jeweils einem Metallkörper als Messkörper 21 befüllt sein kann. Die Messphantomvorrichtung 10 kann in diesem Beispiel als Attrappe eines menschlichen Gewebes mit mehreren Metallimplantaten verwendet werden.
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In einem ersten Verfahrensschritt S1 erfolgt das Erfassen eines beispielsweise dreidimensionalen Bildes der Messphantomvorrichtung 10 durch den beispielhaften Computertomographen. Ein Detektor der bildgebenden Untersuchungseinrichtung 22 kann die empfangenen Signale beispielsweise über eine Kommunikationsvorrichtung 25 an eine Bildanalyseeinrichtung 24 übertragen, beispielsweise an einen Mikroprozessor mit einer Bildverarbeitungssoftware, die aus den übertragenen Daten ein Bild der Messphantomvorrichtung 10 ermitteln kann. Anhand des Bildes kann dann ein Bildartefakt durch beispielsweise eine Bildverarbeitungssoftware ermittelt werden, beispielsweise indem das von der Bildanalyseeinrichtung 24 generierte Bild mit einem vorprogrammierten Bild der Messphantomvorrichtung 10 verglichen werden kann, wobei hierzu beispielsweise dem Fachmann bekannte Algorithmen zu beispielsweise einer Mustererkennung oder einer Segmentierung verwendet werden können. In Abhängigkeit von dem ermittelten Bildartefakt kann dann beispielsweise ein entsprechender Messparameter eingestellt werden (S2, S3). Anhand eines Ergebnisses des genannten Vergleichs kann dann auch beispielsweise berechnet werden, welcher der Messparameter der Bildanalyseeinrichtung 24 skaliert oder verändert werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen der erfindungsgemäßen Messphantomvorrichtung 10 ist beispielhaft in der 5 dargestellt. Bauplandaten 32, die beispielsweise an einem Computer vorab programmiert werden können, beschreiben eine räumliche Ausgestaltung der Messphantomvorrichtung 10 und können beispielsweise eine spezifische Verwendung, beispielsweise eine Verwendung in der Magnetresonanztomographie, berücksichtigen.
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Die Bauplandaten 32 können über eine Kommunikationsverbindung an beispielsweise eine Steuereinrichtung 34, beispielsweise ein Steuergerät oder ein Microprozessor der bildgebenden Untersuchungseinrichtung 22, übertragen werden. Eine Steuereinrichtung 34 kann dann eine 3D-Druckeinrichtung 36 steuern, die die 3D-Druckeinrichtung 36 die Messphantomvorrichtung 10 bereitstellt.
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Bei der 3D-Druckeinrichtung 36 kann es sich beispielsweise um einen 3D-Drucker handeln, welcher beispielsweise einen ersten Tank 44 mit einem Material 42 für eine Trägereinrichtung 14 befüllt sein kann. Die 3D-Druckeinrichtung 36 kann weiterhin einen weiteren Tank 44 aufweisen, der beispielsweise mit einem Material für die Phantomelemente 12 befüllt sein kann. Jeder Tank 44 kann dabei an einer jeweiligen Düse 40 der 3D-Druckeinrichtung 36 angeordnet sein. Anhand der Bauplandaten 32 wird die Messphantomvorrichtung 10 dann durch die 3D-Druckeinrichtung 36 hergestellt, also beispielsweise gedruckt, angespritzt oder durch Auftropfen oder Schichten des Materials 42 bereitgestellt. Die Messphantomvorrichtung 10 kann dabei beispielsweise auf einen Träger 46 aufgedruckt werden.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele veranschaulichen das Prinzip der Erfindung, eine Messphantomvorrichtung 10 bereitzustellen oder herzustellen oder zu verwenden, die vorzugsweise ähnlich einem isotropen Seeigel ausgestaltet sein kann. Dabei gehen vorzugsweise von einer ersten Trägereinrichtung 14 als Zentrum strahlenförmig mindestens zwei Phantomelement 12 aus, die vorzugsweise isotrop über alle Raumrichtungen verteilt sein können.
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Optionale vorteilhafte Merkmale, die auch in einer beliebigen Kombination vorkommen können, können sein:
- – die Messphantomvorrichtung 10 kann beispielsweise mit einem 3D-Druckverfahren in einem Stück hergestellt werden;
- – die vorzugsweise radial symmetrischen oder strahlenförmig abgehenden Phantomelemente 12 können vorzugsweise hohl ausgeführt sein und können beispielsweise an einem nach außen weisenden Ende eine Öffnung 18 aufweisen, über die beispielsweise eine Messsubstanz 20 und/oder ein Messkörper 21, beispielsweise ein Festkörper, in eines oder mehrere der Phantomelemente 12 eingeführt werden können. Diese können beispielsweise Röntgenkontrastmittel oder auch feste Materialien sein, aus denen üblicherweise Implantate hergestellt werden können. Auf diese Weise können Bildartefakte aufgrund doppelt schräger Fremdkörper mit hoher Röntgenabsorption untersucht werden;
- – die strahlenförmig abgehenden oder radial symmetrisch angeordneten Phantomelemente 12 können durch eine oder mehrere weitere Trägereinrichtungen 14, die jeweils vorzugsweise als Kugelschale ausgestaltet sein können, gehalten werden;
- – die weitere Trägereinrichtung 14 kann vorzugsweise auf den Enden der Phantomelemente 12 sitzen;
- – die erste Trägereinrichtung 14 oder die weitere Trägereinrichtung 14 oder ein oder mehrere Phantomelemente 12 können mit einer Halteeinrichtung 16, beispielsweise eine Halteplatte, ausgerüstet oder an einer solchen angeordnet sein;
- – die beispielsweise strahlenförmigen oder radial symmetrischen Phantomelemente 12 können beispielsweise in einer soliden Form aus einem zweiten Material integriert sein.
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Die Erfindung erlaubt unter anderem eine preiswerte Herstellung von Phantomen, die besonders schwierige Bildakquisitionsprobleme zu quantifizieren gestattet.
