DE102015218928B4

DE102015218928B4 - Verfahren zur Erzeugung von Röntgenbilddaten eines Untersuchungsobjektes mit unterdrücktem Calcium-Signal

Info

Publication number: DE102015218928B4
Application number: DE102015218928.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Allmendinger; Steffen Kappler
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2035-10-01
Also published as: US9931094B2; US20170086769A1; DE102015218928A1

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von Röntgenbilddaten (RBD) eines Untersuchungsobjektes (3), wobei die Röntgenbilddaten aus Röntgenprojektionsdaten berechnet werden, wobei die Röntgenprojektionsdaten einen ersten und wenigstens einen zweiten Röntgenprojektionsdatensatz (RPDSne, RPDShe) umfassen, die mit einem energieselektiven Röntgendetektor (9) gleichzeitig und jeweils bezüglich eines bestimmten Energiefensters erfasst (S21) wurden, umfassend folgende Schritte:- Bestimmen (S22) eines Calcium-Anteils (Sca)in den Röntgenprojektionsdaten mittels einer Basismaterialzerlegung (BMZ), wobei der Calcium-Anteil den Calcium-bedingten Teil der durch das Untersuchungsobjekt verursachten Röntgenschwächung beschreibt,- Erzeugen (S23) eines Misch-Röntgenprojektionsdatensatzes (MRPD) mit mittels eines Gewichtungsfaktors (wca) kleiner eins unterdrücktem Calcium-Anteil, und- Rekonstruieren (S24) der Röntgenbilddaten aus dem Misch-Projektionsdatensatz durch Anwenden eines Rekonstruktionsalgorithmus (Recon).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Röntgenbilddaten eines Untersuchungsobjektes, in denen ein durch Calcium verursachtes Röntgenschwächungssignal unterdrückt ist, eine entsprechende Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung, entsprechendes Röntgensystem sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Bei der Darstellung von Blutgefäßen eines Patienten mittels Röntgenbildern, z.B. bei der CT(Computertomographie)-Angiographie, basierend auf einer Aufnahme mit Iod als Kontrastmittel wird dem Patienten kurz vor Start einer Messung Jod verabreicht. Zum Zeitpunkt der Aufnahme sind dadurch die zu untersuchenden Gefäße oder Lumina mit dem Kontrastmittel angereichert. Das Jod bewirkt aufgrund seiner hohen Ordnungszahl eine starke Röntgenabschwächung und sorgt so für einen gut sichtbaren Gefäßkontrast, sodass ein Gefäßzustand sehr einfach beurteilt werden kann. Jedoch gibt es regelmäßig Schwierigkeiten bei der Gefäßdarstellung, wenn Verkalkungen im zu untersuchenden Gefäß auftreten. Der Kalk wird durch seinen ebenfalls sehr hohen intrinsischen Kontrast vergrößert dargestellt und überstrahlt das sichtbare Lumen. Damit erscheinen die Kalzifizierungen in dem Röntgenbild deutlich größer als sie eigentlich sind. Umgangssprachlich wird dieser Artefakt als „Blooming-Effekt“ oder „Calcium-Blooming“ bezeichnet. In erster Linie beruht er auf der Kombination des hohen intrinsischen Kontrastes des Kalkes mit einem relativ weichen Rekonstruktionskern bei der Bilderzeugung aus den Rohdaten sowie einer auf den Jod-Kontrast optimierten und für den Betrachter gewohnheitsbedingten Fensterung des Röntgenbildes. Ein weicher Rekonstruktionskern verwischt im Gegensatz zu einem harten Rekonstruktionskern zwar Objektkanten und verringert damit die Auflösung, verursacht jedoch weniger Rauschen im rekonstruierten Röntgenbild. Aus klinischer Sicht wäre es wünschenswert, eine Verkalkung im Zuge der Rekonstruktion oder bei der Darstellung möglichst in seiner „Originalgröße“ anzuzeigen, um sowohl das Blutgefäß sowie das Ausmaß seiner Verkalkung sinnvoll medizinisch beurteilen zu können.
Eine Möglichkeit zur Reduktion des Bloomings in der Darstellung von Verkalkungen besteht in einer Rekonstruktion mit sehr scharfen Rekonstruktionskernen, welche Objektkanten im Raum schärfer abbilden. Dies führt zu einer verbesserten Abbildung der Verkalkung durch die Rekonstruktion und damit zu einer innerhalb der Jod-Fensterung sinnvollen Darstellung der Verkalkung. Gleichzeitig ist diese Methode aber nur begrenzt einsetzbar, da das Rauschen im Bild signifikant zunimmt, welches dadurch oft nicht mehr diagnostisch verwendbar ist. Alternativ ist bekannt, durch geeignete Kombination einer Aufnahme mit und einer Aufnahme ohne Kontrastmittel den durch Kalk verursachten Signalanteil aus dem Röntgenbild herauszurechnen. Da das Calcium-Blooming in beiden Aufnahmen auftritt, hebt sich dieser Effekt bei der Subtraktion auf und nur das Lumen bleibt übrig. Jedoch braucht man bei dieser Vorgehensweise eine weitere Messung, was eine zusätzliche Strahlenbelastung für den Patienten bedeutet und erfordert zusätzlichen Rechenaufwand (z.B. Registrierung) zur Kompensation von möglichen, bewegungsbedingten Abweichungen in den Aufnahmen durch den zeitlichen Versatz der Messungen. Des Weiteren gibt es Methoden zur Identifikation und Eliminierung des Kalkes auf Basis von Dual-Energy Systemen, wie es z.B. in der Patentanmeldung DE 10 2011 004 120 A1 beschrieben ist. Dort werden Röntgenbildaufnahmen eines Patienten mit zwei unterschiedlichen Röntgenquantenenergien erzeugt, die dann verwendet werden, um die Calcium- und Jod-bedingte Röntgenschwächung zu identifizieren und die Calcium-bedingte Schwächung in den Aufnahmen derart zu unterdrücken, dass eine realistischere Abbildung der Verkalkungen resultiert. Dieses Vorgehen erfordert jedoch ebenfalls eine zusätzliche Dosisbelastung für den Patienten, denn in der Regel werden die Röntgenbildaufnahmen parallel mit zwei Röntgenquellen (Dual Source) mit unterschiedlicher Beschleunigungsspannung oder mittels einer Röntgenquelle und schnellem kV-Switching erfasst. Zudem ist eine Auswertung dieser Röntgendaten wegen ihres räumlichen bzw. zeitlichen Versatzes zueinander auf Betrachtungen im Bildraum beschränkt.
Aus der DE 10 2012 217 555 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung von Knochenmineraldichtewerten eines Untersuchungsobjekts mittels eines Computertomographie-Systems bekannt. Das Verfahren umfasst eine Akquisition von ersten zweidimensionalen Projektions-Übersichtsbilddaten des Untersuchungsobjekts in einem Aufnahmeausschnitt mit einer ersten Röntgenstrahlenergie und eine Akquisition von mindestens zweiten zweidimensionalen Projektions-Übersichtsbilddaten des Untersuchungsobjekts im Aufnahmeausschnitt mit mindestens einer zweiten Röntgenstrahlenergie, die sich von der ersten Röntgenstrahlenergie unterscheidet. Das Verfahren umfasst ferner eine Ermittlung eines Knochen-Übersichtsbilddatensatzes unter Verwendung der ersten Projektions-Übersichtsbilddaten und der zweiten Projektions-Übersichtsbilddaten, eine Ermittlung zumindest eines bestimmten Auswertebereichs des Aufnahmeausschnitts unter Verwendung des Knochen-Übersichtsbilddatensatzes sowie eine Ermittlung eines Knochenmineraldichtewerts für den bestimmten Auswertebereich des Aufnahmeausschnitts unter Verwendung der Bilddaten des Knochen-Übersichtsbilddatensatzes in dem bestimmten Auswertebereich.
Aus der DE 10 2007 053 511 A1 ist ein Röntgentomographie-Bildgebungsgerät bekannt, welches einen Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt zur Berechnung von Bildvergleichsinformationen zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild umfasst. Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät umfasst ferner einen Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt zur Definition einer Region von Interesse. Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät umfasst ferner einen Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt zur Bestimmung eines Gewichtungsfaktors zur Verwendung bei einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild, so dass die Bildvergleichsinformation in der fraglichen Region von Interesse im Wesentlichen eliminiert werden kann, indem die gewichtete Subtraktionsverarbeitung durchgeführt wird. Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät umfasst ferner einen Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt zur Rekonstruktion eines Dualenergiebildes durch die Durchführung einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild.
Aus der DE 10 2008 030 552 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Bilddaten zu einer virtuell vorgebbaren Röntgenröhrenspannung aus ersten und zweiten Dual-Energie-CT-Bilddaten bekannt. Das Verfahren weist die Verfahrensschritte des Bereitstellens der ersten und zweiten CT-Bilddaten, des Vorgebens der virtuellen Röntgenröhrenspannung, auf Basis der ersten und zweiten CT-Bilddaten für zwei vorgebbare Basismaterialien auf. Das Verfahren weist ferner die Verfahrensschritte des Ermittelns jeweils einer den Basismaterialien zugeordneten räumlichen Dichteverteilung im rekonstruierten Objektvolumen und des Bereitstellens von effektiven Massenschwächungskoeffizienten für die Basismaterialien auf, wobei die Massenschwächungskoeffizienten jeweils für ein der virtuellen Röntgenröhrenspannung zugeordnetes Röntgenstrahlspektrum gelten. Das Verfahren weist ferner den Verfahrensschritt des Ermitteins der Bilddaten als eine dritte Verteilung von linearen Schwächungskoeffizienten im rekonstruierten Objektvolumen auf.
Aus der DE 10 2004 004 295 A1 ein Verfahren zur Bilddatenaufnahme und -auswertung mit einem Tomographiegerät bekannt, bei dem von einem Untersuchungsbereich eines Objektes zumindest zwei Aufnahmen bei unterschiedlicher spektraler Verteilung aufgezeichnet und aus den beiden Aufnahmen erhaltene Messdaten so ausgewertet werden, dass aus den unterschiedlichen spektralen Verteilungen Zusatzinformation über den Untersuchungsbereich und/oder eine spezifische Bilddarstellung des Untersuchungsbereiches erhalten wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Tomographiegerät mit zumindest zwei getrennten Aufnahmesystemen eingesetzt und so betrieben wird, dass die beiden Aufnahmesysteme mit unterschiedlicher spektraler Verteilung arbeiten. Mit dem vorliegenden Verfahren können die Zusatzinformation sowie die spezifische Bilddarstellung bei reduzierter Scanzeit erhalten werden.
Aus der DE 10 2010 020 770 A1 ist ein Verfahren zur Reduzierung von Bildartefakten, insbesondere Metallartefakten, bei der Generierung von Computertomographie(CT)-Bilddaten eines Objekts bekannt. Bei dem Verfahren werden zwei CT-Bilddatensätze bei unterschiedlichen mittleren Röntgenenergien erzeugt. Durch eine gewichtete Kombination der beiden CT-Bilddatensätze wird ein neuer Bilddatensatz berechnet. Der bei der gewichteten Kombination eingesetzte Gewichtungsfaktor wird dabei so gewählt, dass die Bildartefakte in dem neuen CT-Bilddatensatz gegenüber den Bildartefakten in den beiden ursprünglichen CT-Bilddatensätzen deutlich reduziert sind. Auf diese Weise lassen sich vor allem Metallartefakte in CT-Bildern auf einfache Weise deutlich reduzieren.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Maßnahmen zur Erzeugung von um das Calcium-Blooming korrigierten Röntgenbilddaten bereit zu stellen, die die genannten Nachteile des Standes der Technik überwinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 7, durch eine Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung, ein Röntgensystem sowie ein Computerprogramm gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe in Bezug auf das beanspruchte Verfahren als auch in Bezug auf eine beanspruchte Vorrichtung beschrieben. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten können gegenständliche Ansprüche (die beispielsweise auf eine Vorrichtung gerichtet sind) auch mit Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module oder Einheiten der Vorrichtung ausgebildet.
Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Erzeugung von Röntgenbilddaten eines Untersuchungsobjektes, wobei die Röntgenbilddaten aus Röntgenprojektionsdaten berechnet werden, wobei die Röntgenprojektionsdaten einen ersten und wenigstens einen zweiten Röntgenprojektionsdatensatz umfassen, die mit einem energieselektiven Röntgendetektor und jeweils bezüglich eines bestimmten Energiefensters erfasst wurden. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

- Bestimmen eines Calcium-Anteils in den Röntgenprojektionsdaten mittels einer Basismaterialzerlegung, wobei der Calcium-Anteil den Calcium-bedingten Teil der durch das Untersuchungsobjekt verursachten Röntgenschwächung beschreibt,
- Erzeugen eines Misch-Röntgenprojektionsdatensatzes mit mittels eines Gewichtungsfaktors kleiner eins unterdrücktem Calcium-Anteil, und
- Rekonstruieren der Röntgenbilddaten aus dem Misch-Projektionsdatensatz durch Anwenden eines Rekonstruktionsalgorithmus.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren werden von dem Untersuchungsobjekt, in der Regel ein Patient mit einer medizinischen Fragstellung, wenigstens zwei Röntgenprojektionsdatensätze zu unterschiedlichen Röntgenquantenenergieverteilungen erfasst. Diese stellen spektral aufgelöste Information über die Röntgenschwächung durch das Untersuchungsobjekt bereit.
Die Röntgenprojektionsdatensätze können mit einem erfindungsgemäßen Röntgensystem erfasst werden, die weiter unten näher beschrieben wird. Die Verwendung eines energieselektiven Röntgendetektors ermöglicht eine gleichzeitige Erfassung der Röntgenprojektionsdatensätze, was eine Auswertung der Röntgenprojektionsdaten im Projektionsraum, also vor einer Bildrekonstruktion ermöglicht. Andererseits bedarf die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Projektiondatensaufnahme keiner zusätzlichen Röntgenuntersuchung, sodass die Gesamtdosis für das Untersuchungsobjekt vorteilhaft gering gehalten werden kann.
Es können zwei oder mehr Energiefenster gleichzeitig detektiert werden. Wie viele Energiefenster tatsächlich gemessen werden, ergibt sich z.B. aus der Ausgestaltung des Röntgendetektors, sowie der medizinischen Fragstellung.
Die Röntgenprojektionsdatensätze können einen Teilbereich des Körpers des Untersuchungsobjektes betreffen, beispielsweise eine bestimmte Körperregion des Patienten, z.B. eine bestimmte Region des Herzens, die mittels Röntgensystem abgebildet werden soll. In diesem Fall enthalten die Röntgenprojektionsdatensätze Informationen über die Röntgenschwächungsverteilung des Untersuchungsobjektes nur bezüglich des abzubildenden Teilbereichs. Die Röntgenprojektionsdatensätze betreffen alternativ den gesamten Körper des Untersuchungsobjektes. In diesem Fall enthalten die Bilddatensätze Informationen über die Röntgenschwächungsverteilung des Untersuchungsobjektes bezüglich des gesamten Körpers.
Die Röntgenbilddaten repräsentieren einen oder mehrere Röntgenbilder, insbesondere eine zeitliche Abfolge von Röntgenbildern ein und derselben Körperregion des Untersuchungsobjektes.
Die Basismaterialzerlegung ist ein in der Fachwelt bekanntes Verfahren, um einen auf ein bekanntes Basismaterial zurückzuführenden Anteil in einem gemessenen Röntgenschwächungssignal zu identifizieren. Die Basismaterialzerlegung kann zum einen auf Röngtenbilddaten und zum anderen auf Röntgenprojektionsdaten bzw. Rohdaten basieren, sie kann also sowohl im Bildraum als auch im Projektionsraum durchgeführt werden. Die rohdatenbasierte Basismaterialzerlegung ist z.B. in Med Phys. 1981 Sep-Oct;8(5):659-67 „Generalized image combinations in dual KVP digital Radiography“ näher beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dazu geeignet, eine Auswertung nach Basismaterialien direkt im Projektionsraum noch vor einer Bildrekonstruktion auszuführen.
Bei der rohdatenbasierten Basismaterialzerlegung lassen sich für jede Projektionsrichtung die energieaufgelösten Röntgenprojektionsdaten als Linearkombination von Produkten aus Dicke, Dichte und dem Quotienten aus Röntgenschwächungskoeffizient und Dichte jeweils eines Basismaterials beschreiben, die aufgrund des Vorhandenseins mehrerer Messsignale für jeweils verschiedene Energiefenster nach dem Produkt aus Materialdichte und Materialdicke aufgelöst werden können. Erfindungsgemäß wird Calcium als eines der Basismaterialien gewählt, welches hauptsächlich für die Röntgenschwächung durch in Blutgefäßen befindliche Verkalkungen verantwortlich ist. Der derart identifizierte Röntgenschwächungssignal-Anteil, innerhalb einer Röntgenprojektion, der auf Calcium zurückzuführen ist, kann so identifiziert werden. In einem nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Röntgenprojektionsdaten in Form eines Misch-Röntgenprojektionsdatensatzes erzeugt, die sich dadurch auszeichnen, dass der Calcium-bedingte Signalanteil unterdrückt ist. Der Misch-Röntgenprojektionsdatensatz umfasst die Röntgenprojektionsdaten aller bei der energieselektiven Messung erfassten Projektionsrichtungen, wobei die Mischung des Calcium-Signalanteils mit Signalanteilen wenigstens eines anderen Materials bzw. Gewebes jeweils nur innerhalb einer Projektionsrichtung erfolgt. Daraus folgen Röntgenprojektionsdaten in denen das Calcium-Signal abgeschwächt ist. Dazu wird ein Gewichtungsfaktor für den Calcium-Anteil bestimmt, der kleiner als eins ist. Mit anderen Worten wird der Calcium-bedingte Signal-Anteil gegenüber anderen Signal-Anteilen des erfassten Röntgenschwächungssignals abgeschwächt. Aus den derart erzeugten Röntgenprojektionsdaten werden in einem nächsten Schritt Röntgenbilddaten rekonstruiert. Diese weisen durch die erfindungsgemäße Manipulation der spektral aufgelösten Röntgenprojektionsdatensätze einen verringerten Calcium-Kontrast auf. Dies äußert sich in einer realitätsnahen Abbildung bzw. Darstellung der Größen bzw. Abmessungen von Kalzifizierungen in der abgebildeten Körperregion des Untersuchungsobjektes, sodass sowohl Gefäßverkalkungen und/oder der Zustand der umliegenden Gefäße medizinisch anhand der Röntgenbilddaten beurteilt werden kann. Auf diese Weise kann das Blooming vorteilhaft reduziert bzw. unterdrückt werden.
Bei einer Rekonstruktion bzw. einem Rekonstruktionsalgorithmus im Sinne dieser Erfindung handelt es sich um einen, beliebigen, in der Fachwelt bekannten Bildrekonstruktionsalgorithmus, z.B. eine gewichtete, gefilterte Rückprojektion (WFBP), wie sie z.B. bei der Computertomographie häufig zum Einsatz kommt. Alternative Rekonstruktionsalgorithmen sind gleichfalls möglich und ihre Anwendung liegt innerhalb des fachmännischen Könnens.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung liegt der Gewichtungsfaktor für den Calcium-Anteil zwischen 0,25 und 0,75. Die Erfinder haben erkannt, dass ein innerhalb der genannten Grenzen liegender Gewichtungsfaktor die besten Ergebnisse im Hinblick auf den zu erzielenden optischen Eindruck der Röntgenbilddaten liefert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Röntgensystem, einen Wert für den Gewichtungsfaktor innerhalb des genannten Wertebereichs als Default-Wert hinterlegt hat, z.B. in einem dafür vorgesehenen Speicher, der im Regelfall, wenn keine anderen Eingaben oder Kriterien vorliegen, automatisch bei der Röntgenbilddatenerzeugung zum Einsatz kommt. In einem Ausführungsbeispiel ist der Wert für den Gewichtungsfaktor angepasst auf das zum Erfassen der Röntgenprojektionsdaten zum Einsatz kommende Röntgensystem bzw. einzelne seiner Komponenten wie Röntgendetektor, Röntgenquelle, den Aufnahmemodus, das Röntgenprotokoll bzw. die zugrunde liegende medizinische Fragestellung. In einem anderen Ausführungsbeispiel basiert der Gewichtungsfaktor auf rein empirischen Betrachtungen bzw. Erfahrungswerten eines Benutzers.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Gewichtungsfaktor für den Calcium-Anteil durch einen Benutzer vorgebbar und/oder anpassbar. Dies kann alternativ oder zusätzlich zu einem durch das Röntgensystem voreingestellten Default-Wert für den Gewichtungsfaktor vorgesehen sein.
Besonders vorteilhaft ist gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Erfindung, wenn der Gewichtungsfaktor für den Calcium-Anteil entsprechend einem gewünschten optischen Eindruck der rekonstruierten Bilddaten bestimmt wird. Dazu kann vorgesehen sein, dass ein Benutzer ein um das Blooming mittels Default-Wert oder erstmalig durch den Benutzer eingegebenen Wert für den Gewichtungsfaktor korrigiertes Röntgenbild zunächst angezeigt bekommt und der Benutzer anhand des Bildeindrucks entscheiden kann, ob ein anderer Wert für den Gewichtungsfaktor geeigneter wäre. Durch eine entsprechend iterative Vorgehensweise, bei der der Benutzer mehrfach Werte für den Gewichtungsfaktor eingeben kann und unverzüglich ein entsprechendes Röntgenbild angezeigt bekommt, kann ein optimaler, weil dem gewünschten entsprechender Bildeindruck erreicht werden. Alternativ kann vorgesehen sein, einem Benutzer gleichzeitig Röntgenbilder mit unterschiedlichen Calcium-Gewichtungen anzuzeigen, sodass dieser auf einen Blick ein Röntgenbild entsprechend einem gewünschten Bildeindruck abzuleiten oder wertvolle medizinische Information aus dem Vergleich einzelner Bilder untereinander abzuleiten.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung werden Basismaterialzerlegung und Erzeugung des Misch-Projektionsdatensatzes vor einer Filterkernfaltung des Rekonstruktionsalgorithmus ausgeführt. Hierbei haben die Erfinder erkannt, dass neben der Reduzierung der räumlichen Auflösung die Filterkernfaltung der Rekonstruktion und der Rauschanhebung weiteren negativen Einfluss auf die Röntgenprojektionsdaten nimmt. So verursacht die Faltung unter Umständen Über- oder Unterschwinger in den Röntgenprojektionsdaten, die zu einer Verfälschung der Bildinformation beitragen und somit Ungenauigkeiten in der Abbildung der realen Gegebenheiten im Untersuchungsobjekt verursachen. Um diese Effekte durch die Gewichtung des Calcium-Anteils nicht zu verstärken, erfolgt die Basismaterialzerlegung sowie die Misch-Röntgenprojektionsdatenerzeugung bestenfalls anhand der noch nicht manipulierten Rohdaten bzw. Röntgenprojektionsdatensätze.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Basismaterialzerlegung neben Calcium bezüglich wenigstens eines der folgenden Materialien ausgeführt: Jod und menschliches Weichteilgewebe. Andere Materialien sind ebenfalls möglich. Unter Material kann jeder beliebige Stoff bzw. jedes beliebige Gewebe oder jeder Gewebetyp oder eine beliebige Kombination darauf verstanden werden. Setzt sich der Misch-Röntgenprojektionsdatensatz in jeder Projektionsrichtung als Linearkombination des Calcium-Signals und des Signalanteils wenigstens eines der anderen Materialien zusammen, kann eine besonders gute Anpassung des Calcium-Kontrastes durch Auswahl eines geeigneten Gewichtungsfaktors erreicht werden. In einer Ausführungsvariante wird der Signal-Anteil des wenigstens einen weiteren Materials mit eins gewichtet. In einer anderen Ausführungsvariante kann auch dieser Signalanteil mit einem Gewichtungsfaktor entsprechend einem optimalen weil gewünschten Bildeindruck versehen werden, der automatisch oder durch einen Benutzer vorgegeben und/oder angepasst werden kann.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung von Röntgenbilddaten eines Untersuchungsobjektes, wobei die Röntgenbilddaten aus Röntgenprojektionsdaten berechnet werden, wobei die Röntgenprojektionsdaten einen ersten und wenigstens einen zweiten Projektionsdatensatz umfassen, die mit einem energieselektiven Röntgendetektor und jeweils bezüglich eines bestimmten Energiefensters erfasst wurden, umfassend folgende Schritte:

- Rekonstruieren von Einzel-Röntgenbilddatensätzen für jedes der Energiefenster anhand eines Rekonstruktionsalgorithmus aus den Röntgenprojektionsdatensätzen,
- Erzeugen eines Misch-Röntgenbilddatensatzes durch gewichtete Addition des ersten und des wenigstens einen zweiten Einzel-Röntgenbilddatensatzes, wobei Gewichtungsfaktoren für die Einzelbilddatensätze derart gewählt werden, dass ein Calcium-Anteil in dem Mischbilddatensatz unterdrückt wird.

Auch dieser Aspekt der Erfindung basiert auf der Erfassung von Röntgenprojektionsdaten mittels eines energieselektiven Detektors, mit anderen Worten werden auch gemäß diesem Aspekt gleichzeitig, also innerhalb einer Messung, spektral aufgelöste Informationen über die Röntgenschwächungseigenschaften eines Untersuchungsobjektes, auch hier in aller Regel ein Patient, erlangt. Die Erfinder haben erkannt, dass sich diese spektralen Informationen auch auf anderem Wege verwerten lassen, um eine verbesserte Bildqualität im Hinblick auf ein reduziertes Calcium-Blooming zu erreichen. Im Gegensatz zum ersten Aspekt der Erfindung werden hier zunächst Einzel-Röntgenbilddatensätze aus den Röntgenprojektionsdatensätzen erzeugt. Dazu kann ebenfalls ein bekannter Rekonstruktionsalgorithmus zum Einsatz kommen, z.B. eine gewichtete, gefilterte Rückprojektion oder dergleichen. Mit anderen Worten werden hier spektral aufgelöste Röntgenbilddatensätze erzeugt. Diese werden anschließend zu einem Misch-Röntgenbilddatensatz vereint, der den Röntgenbilddaten entspricht, wobei Einzel-Bilddatensätze jeweils derart gewichtet werden, dass wiederum ein Calcium-Anteil in den Misch-Röntgenbilddaten unterdrückt ist. Diese Vorgehensweise ermöglicht ebenfalls vorteilhaft eine Material-selektive Abschwächung bzw. Gewichtung von Signalanteilen, ohne dass ein Untersuchungsobjekt dafür mit zusätzlicher Dosis belastet werden müsste. Auch hier können die Röntgenbilddaten z.B. einem oder einer Reihe von Röntgenbildern entsprechen.
Im Gegensatz zum erstgenannten Aspekt erfolgt hier die Manipulation der spektral aufgelösten Bildinformation zur Qualitätssteigerung im Bildraum, und nicht im Projektionsraum.
In einer Weiterbildung dieses Aspektes der Erfindung erfolgt die gewichtete Addition der wenigstens zwei Einzel-Röntgenbilddatensätze Bildelement für Bildelement. Unter einem Bildelement ist im Falle zweidimensionaler Bilddaten ein Pixel zu verstehen, im Falle von dreidimensionalen Bilddaten ist darunter ein Voxel zu verstehen. Die erfindungsgemäß rekonstruierten Einzel-Röntgenbilddatensätze weisen jeweils ein und derselben Position im Ortsraum entsprechende Bildelemente auf. Eine Gewichtung und Addition erfolgt gemäß dieser Weiterbildung in Bezug auf die Bildinhalte dieser sich entsprechenden Bildelemente. Mit anderen Worten werden jeweils die Helligkeits-Werte der sich entsprechenden Bildelemente gewichtet addiert, und zwar Bildelement für Bildelement.
In einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Erfindung werden die jeweiligen Gewichtungsfaktoren für jedes sich in den Einzel-Röntgenbilddatensätzen entsprechende Bildelement individuell ermittelt. Mit anderen Worten können die Gewichtungsfaktoren für einzelne Bildelemente innerhalb eines Röntgenbilddatensatzes voneinander abweichen. Auf diese Art kann die Bildqualität des Misch-Röntgenbilddatensatzes durch eine besonders exakte Berücksichtigung lokaler Gegebenheiten und Kontraste weiter verbessert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt ergeben sich die Gewichtungsfaktoren als Funktion des Verhältnisses der CT-Zahl (Houndsfield-Zahl) in einem jeweiligen Bildelement des ersten und des wenigstens einen zweiten Einzel-Röntgenbilddatensatzes. Anders ausgedrückt, werden die Bildinhalte, Intensität oder Helligkeit oder dergleichen, an den jeweiligen Bildelementen dazu verwendet, um eine geeignete Gewichtung für die einzelnen Bildinhalte abzuleiten. Diese Vorgehensweise berücksichtigt, dass das Calcium-Blooming in allen spektral aufgelösten Röntgenbilddatensätzen vorhanden ist und auch die Bildelement-Inhalte um ein umfasstes Calcium-Signal korrigiert werden, an deren Position im Ortsraum gar kein Calcium vorhanden ist. Damit wird das Calcium-Blooming allumfassend in den Röntgenbilddatensätzen korrigiert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach dem zweiten Aspekt sind die für den Misch-Röntgenbilddatensatz ermittelten Gewichtungsfaktoren normiert. Dadurch kann insgesamt ein für den Betrachter gewohnter Bildeindruck erhalten bleiben. Mit anderen Worten folgt bzw. folgen aus dem für einen der Einzel-Bilddatensätze ermittelten Gewichtungsfaktor der bzw. die übrigen zur Erzeugung des Misch-Röntgenbilddatensatzes erforderlichen Gewichtungsfaktoren.
In einer Weiterbildung der Erfindung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt wird der erste Projektionsdatensatz bezüglich des Energiefensters 25-65 keV und der wenigstens eine zweite Projektionsdatensatz bezüglich des Energiefensters 65 -140 keV erfasst. Damit entspricht der erste Projektionsdatensatz einem niederenergetischeren Datensatz und der wenigstens eine zweite Projektionsdatensatz einem höherenergetischeren Datensatz. Alternative Energiefenster sind ebenfalls möglich. Darüber hinaus können mehr als zwei Energiefenster durch den energieselektiven Röntgendetektor aufgelöst werden, wobei sich die Energiefenster dann idealer Weise nicht überschneiden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt erfolgt die Bestimmung wenigstens eines Gewichtungsfaktors empirisch, experimentell mit Hilfe von Röntgenbilddaten, die mit demselben oder einem vergleichbaren Röntgensystem erfasst wurden und/oder mittels einer Simulation des Röntgensystems. Diese Ausgestaltung trägt der Erkenntnis Rechnung, dass Gewichtungsfaktoren nicht nur energiekombinationsabhängig sind, sondern auch in Abhängigkeit vom Röntgensystem oder Röntgensystemtyp abhängen, mit welchem die Röntgenprojektionsdaten akquiriert werden.
Ein solcher system- oder gerätespezifischer Gewichtungsfaktor kann bei einer bevorzugten Variante experimentell mit Hilfe von Bilddaten bestimmt werden, die auf Messdaten basieren, die mit demselben Röntgensystem oder demselben Röntgensystemtyp akquiriert wurden. Zusätzlich oder alternativ können auch geeignete Simulationen solcher Messungen mit einem entsprechenden Röntgensystem oder Röntgensystemtyp durchgeführt und zur Ermittlung des bzw. der Gewichtungsfaktoren herangezogen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft die Erfindung eine Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung zur Erzeugung von Röntgenbilddaten eines Untersuchungsobjektes, die eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Dazu kann die Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zur Erzeugung von Röntgenbilddaten eines Untersuchungsobjektes ausgebildet sein, wobei die Röntgenbilddaten aus Röntgenprojektionsdaten berechnet werden, wobei die Röntgenprojektionsdaten einen ersten und wenigstens einen zweiten Projektionsdatensatz umfassen, die mit einem energieselektiven Röntgendetektor und jeweils bezüglich eines bestimmten Energiefensters erfasst wurden. Dazu kann die Röntgenbildbearbeitungseinrichtung umfassen

- eine Bestimmungseinheit, eingerichtet, einen Calcium-Anteil in den Röntgenprojektionsdaten mittels einer Basismaterialzerlegung zu bestimmen, wobei der Calcium-Anteil den Calcium-bedingten Teil der durch das Untersuchungsobjekt verursachten Röntgenschwächung beschreibt,
- eine Erzeugungseinheit, eingerichtet, um einen Misch-Röntgenprojektionsdatensatz mit mittels eines Gewichtungsfaktors kleiner eins unterdrücktem Calcium-Anteil zu erzeugen, und
- eine Rekonstruktionseinheit, eingerichtet, um Röntgenbilddaten aus dem Misch-Projektionsdatensatz durch Anwenden eines Rekonstruktionsalgorithmus zu erzeugen,

- eine Rekonstruktionseinheit, eingerichtet, um Einzel-Röntgenbilddatensätze für jedes der Energiefenster anhand eines Rekonstruktionsalgorithmus aus den Röntgenprojektionsdatensätzen zu rekonstruieren, und
- eine Erzeugungseinheit, eingerichtet, einen Misch-Röntgenbilddatensatz durch gewichtete Addition des ersten und des wenigstens einen zweiten Einzel-Röntgenbilddatensatzes zu erzeugen, wobei Gewichtungsfaktoren für die Einzelbilddatensätze derart gewählt werden, dass ein Calcium-Anteil in den Mischbilddaten unterdrückt wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine erfindungsgemäße Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung genutzt werden. Diese umfasst vorteilhaft eine Röntgenbilddaten- oder eine Röntgenprojektionsdatenschnittstelle, um die entsprechenden Datensätze zu übernehmen. Sie kann auch eine Schnittstelle zur Übernahme wenigstens eines Gewichtungsfaktors umfassen, beispielsweise auf Basis von Eingaben eines Benutzers oder aus einem Speicher, in dem Gewichtungsfaktoren hinterlegt sind. Die verschiedenen Einheiten wie z.B. Rekonstruktions- oder Erzeugungseinheiten der Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung können als Softwaremodule auf einem geeigneten Rechner realisiert sein. Die Datenschnittstelle sowie die Schnittstelle zur Übernahme des Gewichtungsfaktors können ebenfalls in Form von reiner Software realisiert sein, sofern nur eine Übernahme der Datensätze bzw. des Gewichtungsfaktors von anderen z. B. an der gleichen Rechnereinheit realisierten Vorverarbeitungseinrichtungen oder Speichern erforderlich ist. Grundsätzlich können diese Schnittstellen aber auch als kombinierte Hardware-/Software-Schnittstellen realisiert sein, um eine externe Übernahme zu realisieren, beispielsweise mit Hilfe von Softwarekomponenten speziell konfigurierter Hardware-Schnittstellen. Üblicherweise weist die Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung auch eine Ausgabeschnittstelle zur Ausgabe der erzeugten Röntgenbilddaten auf, beispielsweise in einen geeigneten Speicher und/oder direkt an einen Benutzer auf einem Bildschirm oder einem Printer. Auch bei dieser Ausgabeschnittstelle kann es sich um eine reine Software- oder um eine kombinierte Hardware-/Software-Schnittstelle handeln.
Eine weitgehende softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass bereits existierende Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtungen auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Röntgensystem, umfassend einen energieselektiven Röntgendetektor, eingerichtet, einen ersten und wenigstens einen zweiten Projektionsdatensatz jeweils bezüglich eines bestimmten Energiefensters zu erfassen und eine erfindungsgemäße Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung. Die Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung ist also bevorzugt Teil eines Röntgensystems mit einem energieselektiven Röntgendetektor zur Akquisition von spektral aufgelösten Röntgenprojektionsdatensätzen eines Untersuchungsobjekts. Das heißt, die Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung kann beispielsweise auf einem Steuer- und Auswerterechner des Röntgensystems installiert sein. Grundsätzlich kann eine solche Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung aber auch in anderen Rechnereinheiten realisiert sein, die z. B. mit einem solchen Röntgensystem über ein Netzwerk zur Datenübernahme verbunden sind oder in sonstiger Weise mit entsprechenden Bilddatensätzen versorgt werden können.
Bei dem Röntgensystem handelt es sich um ein Röntgengerät, welches zur Aufnahme einer einzelnen oder einer Vielzahl von Röntgenprojektionen aus derselben oder unterschiedlichen Projektionswinkeln bzw. Projektionsrichtungen ausgelegt ist. Das Röntgensystem kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise als Computertomograph, Angiographiesystem, Projektionsradiographiesystem oder dergleichen ausgebildet sein. Insbesondere ist das Röntgensystem ein Computertomographiegerät mit einem ringförmigen Drehrahmen oder ein C-Bogen-Röntgengerät, welches sowohl für die eine als auch die andere Aufnahmeart zum Einsatz kommen kann. Die Röntgenbildaufnahmen können z.B. während einer, insbesondere kontinuierlichen, Rotationsbewegung einer Aufnahmeeinheit umfassend eine Röntgenstrahlenquelle und einen mit der Röntgenstrahlenquelle zusammenwirkenden Röntgendetektor erzeugt werden. Alternativ werden mehrere Röntgenbildaufnahmen in einer Projektionsrichtung erfasst, währenddessen zusammenwirkende Röntgenstrahlenquelle und Röntgendetektor nicht bewegt werden. Bei einem Röntgendetektor für ein Computertomographiegerät handelt es sich beispielsweise um einen Zeilendetektor mit mehreren Zeilen. Bei einem Röntgendetektor für ein C-Bogen-Röntgengerät handelt es sich beispielsweise um einen Flachdetektor. Der Röntgendetektor kann im Sinne der Erfindung sowohl integrierend als auch zählend ausgebildet sein. Jedenfalls handelt es sich um einen energiesensitiven bzw. energieselektiven Röntgendetektor. Dies erleichtert bzw. ermöglicht das zeitgleiche Erfassen von Röntgenbilddaten bei gleichzeitig flexibel anwendbaren Weiterverarbeitungsmöglichkeiten.
Energieintegrierende Röntgendetektoren basieren heutzutage vorwiegend auf Szintillatoren, beispielsweise aus CsJ oder Gd2O2S, die beispielsweise Röntgenstrahlung in vergleichsweise niederenergetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, umwandeln. Dieses Licht wird in Matrizen von Photodioden in elektrische Ladung gewandelt. Diese werden dann über aktive Steuerelemente üblicherweise zeilenweise ausgelesen. Der prinzipielle Aufbau umfasst von diesen sogenannten indirekt-konvertierenden Röntgendetektoren weist einen Szintillator, eine aktive Auslesematrix aus amorphem Silizium oder ausgebildet in CMOS-Technologie mit einer Vielzahl von Pixelelementen (mit Photodiode und Schaltelement) und Ansteuer- und Ausleseelektronik auf (siehe beispielsweise M. Spahn, „Flat detectors and their clinical applications“, Eur Radiol. (2005), 15: 1934-1947). Integrierende Röntgendetektoren diskriminieren die einfallende Strahlung nicht nach ihrer Quantenenergie.
Energiesensitiv bzw. -selektiv ist dabei als spektral auflösend bzw. spektral separierend zu verstehen. Energieselektive Detektoren sind eingerichtet, einfallende Strahlungsquanten entsprechend ihrer Quantenenergie zu klassifizieren. Diese Detektoren haben den Vorteil, dass sie zur gleichzeitigen Erzeugung von wenigstens zwei Röntgendatensätzen geeignet sind, die sich in ihrer Quantenenergieverteilung unterscheiden. Energieselektive Detektoren sind beispielsweise quantenzählende Detektoren oder integrierende Zwei-Schicht-Detektoren. Ein quantenzählender Detektor ist typischerweise ein direkt konvertierender Detektor, der ein einfallendes Strahlungsquant mittels geeignetem Detektormaterial direkt in ein elektrisches Signal umwandelt. Quantenzählende Detektoren können energieauflösend betrieben werden, wobei die Energieauflösung mittels sogenanntem Binning einstellbar ist. Mit anderen Worten können nahezu beliebige Energiebereiche festgelegt werden, bezüglich derer einfallende Röntgenquanten klassifiziert werden können. Die wenigstens zwei Röntgendatensätze werden jeweils durch Signale innerhalb eines oder mehrerer Energiebereiche gebildet. Als Detektormaterialien für quantenzählende Detektoren in der medizinischen Computertomographie eignen sich insbesondere die Halbleiter Cadmium-Tellurid, Cadmium-Zink-Tellurid oder Gallium-Arsenid oder, im Falle eines Flachdetektors, amorphes Selen oder dergleichen. Quantenzählende, energieselektive Röntgendetektoren sind in ihrer Einsetzbarkeit für die Erfindung nicht eingeschränkt. Es können sowohl zwei als auch mehr Energiebins bzw. Energiefenster gleichzeitig betrachtet und anschließend ausgewertet werden. Ein Zwei-Schicht-Detektor oder auch Dual oder Double Layer Detektor ist ausgestaltet, das einfallende Strahlungsspektrum in einen niederenergetischen und einen hochenergetischen Anteil zu zerlegen. Dazu ist der Zwei-Schicht-Detektor aus zwei Schichten aufgebaut. Eine der Röntgenstrahlenquelle zugewandte Detektorschicht misst Strahlungsquanten der einfallenden Strahlung mit niedriger Energie und weist die gemessenen Signale dem ersten Röntgendatensatz zu. Sie wird von hochenergetischer Strahlung durchdrungen. Photonen mit höherer Quantenenergie werden in der darunter bzw. dahinter, also von der Röntgenstrahlenquelle abgewandt angeordneten Detektorschicht gemessen und dem zweiten Röntgendatensatz zugeordnet. Typischerweise umfassen beide Detektorschichten einen Szintillator, folglich handelt es sich bei dem Zwei-Schicht-Detektor um einen indirekt konvertierenden Detektor. Als Szintillationsmaterial kommen Kristalle wie Cäsium-Jodid, Cadmium-Wolframat oder keramische Stoffe, wie beispielsweise Gadoliniumoxysulfid oder dergleichen zum Einsatz. Gemäß einem letzten Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer Bilddatensatzbearbeitungseinrichtung ladbar ist, mit Programmcodeabschnitten um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Bilddatenbearbeitungseinrichtung ausgeführt wird.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Durch diese Beschreibung erfolgt keine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Röntgensystem in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem Aspekt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem anderen Aspekt in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine Gewichtungsfunktion in Abhängigkeit des Houndsfield-Wertes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
5 eine Übersichtsdarstellung zur Veranschaulichung der Erfindung.

Das in 1 gezeigte Röntgensystem 1 entspricht einem Röntgen-Computertomographen. Der hier gezeigte Computertomograph verfügt über eine Aufnahmeeinheit 17, umfassend eine Strahlungsquelle 8 in Form einer Röntgenquelle sowie einen Strahlungsdetektor in Form eines Röntgendetektors 9. Die Aufnahmeeinheit 17 rotiert während der Aufnahme von Röntgenprojektionen um eine Systemachse 5, und die Röntgenquelle emittiert während der Aufnahme Strahlen 2 in Form von Röntgenstrahlen. Bei der Röntgenquelle handelt es sich um eine Röntgenröhre. Bei dem Röntgendetektor 9 handelt es sich um einen Zeilendetektor mit mehreren Zeilen. Der Röntgendetektor 9 ist zudem als quantenzählender, energieselektiver Röntgendetektor 9 ausgebildet, d.h. er ist eingerichtet, pro Detektorelement mehrere, also wenigstens zwei Messdatensätze zu erzeugen, die sich bezüglich der jeweils berücksichtigten Röntgenquantenenergien unterscheiden.
Ein Patient 3 liegt bei der Aufnahme von Projektionen auf einer Patientenliege 6. Die Patientenliege 6 ist so mit einem Liegensockel 4 verbunden, dass er die Patientenliege 6 mit dem Patienten 3 trägt. Die Patientenliege 6 ist dazu ausgelegt, den Patienten 3 entlang einer Aufnahmerichtung durch die Öffnung 10 der Aufnahmeeinheit 17 zu bewegen. Die Aufnahmerichtung ist in der Regel durch die Systemachse 5 gegeben, um die die Aufnahmeeinheit 17 bei der Aufnahme von Röntgenprojektionen rotiert. Bei einer Spiral-Aufnahme wird die Patientenliege 6 kontinuierlich durch die Öffnung 10 bewegt, während die Aufnahmeeinheit 17 um den Patienten 3 rotiert und Projektionsdaten aufnimmt. Damit beschreiben die Röntgenstrahlen auf der Oberfläche des Patienten 3 eine Spirale. Das Röntgensystem umfasst ferner eine Kontrastmittelgabeeinheit 19. Dem Patienten 3 kann über eine Injektionsnadel 20 ein Kontrastmittel, beispielsweise in Form einer jodhaltigen Lösung, während der Projektionsaufnahme verabreicht werden. Die Flussrate des Kontrastmittels kann in Abhängigkeit von der Zeit gemäß einem definierten Injektionsprotokoll durch die Kontrastmittelgabeeinheit 19 gesteuert werden. Die Kontrastmittelgabeeinheit 19 kann integral mit dem Röntgensystem ausgebildet sein oder stationär oder mobil im Untersuchungsraum angeordnet.
Das Röntgensystem verfügt über ein Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 in Form eines Computers, welche mit einer Anzeigeeinheit 11, beispielsweise zur graphischen Anzeige von rekonstruierten und korrigierten Röntgenbildaufnahmen oder zur Anzeige von Auswahlmenüs bezüglich eines Gewichtungsfaktors für einen Calcium-Signalanteil, sowie einer Eingabeeinheit 7 verbunden ist. Bei der Anzeigeeinheit 11 kann es sich beispielsweise um einen LCD-, Plasma- oder OLED-Bildschirm handeln. Es kann sich weiterhin um einen berührungsempfindlichen Bildschirm handeln, welcher auch als Eingabeeinheit 7 ausgebildet ist. Ein solcher berührungsempfindlicher Bildschirm kann in das bildgebende Gerät integriert oder als Teil eines mobilen Geräts ausgebildet sein. Bei der Eingabeeinheit 7 handelt es sich beispielsweise um eine Tastatur, eine Maus, einen sogenannten „Touch-Screen“ oder auch um ein Mikrofon zur Spracheingabe. Die Eingabeeinheit 7 kann auch eingerichtet sein, um Bewegungen eines Benutzers zu erkennen und in entsprechende Befehle zu übersetzen. Mittels Eingabeeinheit 7 kann beispielsweise ein Gewichtungsfaktor für einen Calcium-Anteil durch einen Benutzer ausgewählt werden.
Die Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 steht mit der drehbaren Aufnahmeeinheit 17 zum Datenaustausch in Verbindung. Über eine Schnittstelleneinheit 21 sowie die Verbindung 14 werden einerseits Steuersignale für die Röntgenbildaufnahme von der Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 an die Aufnahmeeinheit 17 übertragen. Dazu können verschiedene, jeweils auf eine Untersuchungsart abgestimmte Scan-Protokolle in einem Speicher 24 hinterlegt sein und durch den Benutzer vor der Projektionsdaten-Aufnahme ausgewählt werden. Die Ansteuerung der Aufnahmeeinheit 17 erfolgt entsprechend des ausgewählten Scan-Protokolls. Andererseits werden aufgenommene Projektionsdaten, beispielsweise in Form der wenigstens zwei Röntgenprojektionsdatensätze bezüglich verschiedener Energiefenster für eine Weiterverarbeitung z.B. in einer weiter unten näher beschriebenen Bestimmungseinheit 16 durch die Schnittstelleneinheit 21 erfasst. Die Verbindung 14 ist in bekannter Weise kabelgebunden oder kabellos realisiert. Die Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 ist ferner zum Austausch von Steuersignalen mit der Kontrastmittelgabeeinheit 19 verbunden, insbesondere zur Synchronisierung der Kontrastmittelgabe mit der Röntgenbildaufnahme. Dazu steht die in gleicher Weise bekannte kabellose oder kabelgebundene Verbindung 14 zu Verfügung.
Die Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 umfasst eine Rekonstruktionseinheit 23, die dazu eingerichtet ist, nach bekannten Rekonstruktionsverfahren Röntgenbilddaten aus dem Misch-Röntgenprojektionsdatensatz oder Einzel-Röntgenbilddatensätze aus den wenigstens zwei spektral aufgelösten Röntgenprojektionsdatensätzen zu erzeugen. Es besteht eine Datenverbindung zwischen Anzeigeeinheit 11 und Rekonstruktionseinheit 23 beispielsweise zur Übertragung und Anzeige von Röntgenbilddaten.
Die Bestimmungseinheit 16 des Computersystems 12 ist als Projektionsdatenbearbeitungseinheit ausgestaltet. Sie ist eingerichtet, im Bezug zu dem erfindungsgemäßen Verfahren stehenden Rechenschritte an den Röntgenprojektionsdatensätzen durchzuführen. Insbesondere ist die Bestimmungseinheit 16 ausgebildet, eine rohdatenbasierte Materialzerlegung anhand der wenigstens zwei Röntgenprojektionsdatensätze durchzuführen.
Der Speicher 24 der Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 ist dazu ausgebildet, eine Vielzahl von Gewichtungsfaktoren für einen Calcium-Anteil des Röntgenschwächungssignals, z.B. in Abhängigkeit einer bestimmten Untersuchungsart, des Scan Protokolls, von Empirie oder basierend auf Simulationen zum Abruf durch eine Erzeugungseinheit 22 abzulegen. Die Erzeugungseinheit 22 ist ausgestaltet, aus den hinterlegten Gewichtungsfaktoren einen geeigneten Gewichtungsfaktor automatisch zu ermitteln und z.B. als Default-Wert einzusetzen oder dem Benutzer vorzuschlagen. Erzeugungseinheit 22 und Speicher 24 stehen entsprechend zum Datenaustausch in Verbindung. Alternativ steht die Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 mit einem RIS-Netzwerk (RIS = Radiologisches Informationssystem) oder einem PACS-Netzwerk (PACS=Picture Archiving and Communication System) zum Abruf von Gewichtungsfaktoren in Verbindung, die in diesem Fall im RIS- oder PACS-Netzwerk hinterlegt sind. Mit dem automatisch ausgewählten bzw. dem durch einen Benutzer vorgegebenen Gewichtungsfaktor erzeugt die Erzeugungseinheit dann Misch-Röntgenprojektionsdaten mit unterdrücktem Calcium-Signalanteil. Die Erzeugungseinheit 22 ist andererseits dazu ausgebildet, Gewichtungsfaktoren für Einzel-Röntgenbilddatensätze und insbesondere für einzelne Bildelemente der Einzel-Röntgenbilddatensätze basierend auf den CT-Zahlen bzw. Helligkeitswerten zu ermitteln.
Bestimmungseinheit 16 und Ausgabeeinheit 11 bzw. Eingabeeinheit 7 stehen ebenfalls in Datenverbindung, um beispielsweise dem Benutzer ein Auswahlmenü bezüglich der gewünschten Basismaterialien zur Auswahl anzuzeigen bzw. benutzerseitige Angaben dazu empfangen zu können.
Vorliegend sind die Rekonstruktionseinheit 23, die Bestimmungseinheit 16 und die Erzeugungseinheit 22 als getrennte Module ausgestaltet, die, wo erforderlich, in Datenaustausch miteinander stehen. Alternativ können alle genannten Einheiten beispielsweise auch integriert sein, sei es in Form einer körperlichen oder funktionalen Integrität.
Die Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 in Form des Computersystems kann mit einem computerlesbaren Datenträger 13 zusammenwirken, insbesondere um durch ein Computerprogramm mit Programmcode ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Weiterhin kann das Computerprogramm auf dem maschinenlesbaren Träger abrufbar gespeichert sein. Insbesondere kann es sich bei dem maschinenlesbaren Träger um eine CD, DVD, Blu-Ray Disc, einen Memory-Stick oder eine Festplatte handeln. Die Rekonstruktionseinheit 23, Bestimmungseinheit 16 und die Erzeugungseinheit 22 können in Form von Hard- oder in Form von Software ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Bestimmungseinheit 16 als ein sogenanntes FPGA (Akronym für das englischsprachige „Field Programmable Gate Array“) ausgebildet oder umfasst eine arithmetische Logikeinheit.
In dem hier gezeigten Beispiel ist auf dem Speicher 24 der Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 wenigstens ein Computerprogramm gespeichert, welches alle Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt, wenn das Computerprogramm auf dem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogramm zur Ausführung der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst Programmcode. Weiterhin kann das Computerprogramm als ausführbare Datei ausgebildet sein und/oder auf einem anderen Rechensystem als dem Computersystem 12 gespeichert sein. Beispielsweise kann das Röntgensystem so ausgelegt sein, dass die Röntgenbildbearbeitungseinrichtung 12 das Computerprogramm zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens über ein Intranet oder über das Internet in seinen internen Arbeitsspeicher lädt.
2 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem ersten Aspekt in einem Ausführungsbeispiel. In einem Schritt S21 werden zunächst unter Verabreichung von dem Kontrastmittel Jod mittels energiesensitivem Röntgendetektor 9 eines Röntgensystems gleichzeitig zwei Röntgenprojektionsdatensätze RPDSne und RPDShe, einer zu einer niedrigen Röntgenquantenenergie (ne) und einer bezüglich einer höheren Röntgenquantenenergie (he), eines Untersuchungsobjektes erfasst. Diese Datensätze RPDSne, RPDShe umfassen Informationen bezüglich der Röntgenquantenenergieabhängigen Röntgenschwächung durch den untersuchten Körperteil. Die Datensätze RPDSne, RPDShe umfassen ferner Röntgenprojektionen in einer Vielzahl von Projektionsrichtungen. Die Datensätze RPDSne, RPDShe werden in einem zweiten Schritt S22 einer Rohdaten-basierten Materialzerlegung BMZ unterzogen. Dabei werden für jede Projektionsrichtung, die in beiden Datensätzen RPDSne und RPDShe identisch sind, und in jedem Detektorelement die gemessenen Linienintegrale nach dem Produkt aus Dichte und Materialdicke für das Basismaterial Calcium sowie das Basismaterial Jod aufgelöst. Damit ist für jede Projektionsrichtung und für jedes einzelne Detektorelement der Röntgenschwächungsanteil Sca und S_Jod des erfassten Röntgensignals, der jeweils auf Calcium und Jod zurückzuführen ist, bekannt. In einem weiteren Schritt S23 wird anhand eines Default-Wertes für einen Gewichtungsfaktor wca für den auf Calcium zurückzuführenden Signalanteil Sca, hier z.B. w_ca = 0.5, ein Misch-Röntgenprojektionsdatensatz MRPD erzeugt, der sich aus dem mittels Default gewichteten Calcium-Signal Sca und dem (mit eins gewichteten) Jod-Signal S_Jod zusammensetzt. Der Default-Wert kann auf rein empirischen Betrachtungen basieren und in einem Speicher der Röntgensystems zum Abruf hinterlegt sein. In Schritt S24 wird der Misch-Röntgenprojektionsdatensatz MRPD einer Bildrekonstruktion Recon unterzogen, z.B. einer in der Fachwelt hinlänglich bekannten gewichteten, gefilterten Rückprojektion, woraus sich Röntgenbilddaten RBD ergeben, die dem Benutzer unmittelbar angezeigt werden können. Diese zeichnen sich durch eine verbesserte Bildqualität im Hinblick auf den Blooming-Artefakt aus. Dieser wird aufgrund des unterdrückten Calcium-Signals in jeder einzelnen Projektionsrichtung reduziert bzw. sogar eliminiert, sodass Kalzifizierungen, insbesondere in Blutgefäßen, entsprechend ihrer tatsächlichen Größe im Röntgenbild dargestellt werden. Somit kann eine deutliche Verbesserung der Aussagekraft von Röntgenbildern, insbesondere in der Angiographie, speziell der Card-Angiographie erreicht werden.
In einem optionalen und beliebig oft wiederholbaren Schritt S25 (gestrichelte Linien) kann der Benutzer eine Begutachtung des dargestellten Röntgenbildes vornehmen und den Default-Wert für den Gewichtungsfaktor wca für den Calcium-Anteil so lange variieren bzw. einer Korrektur Corr unterziehen, bis der dadurch erreichte Bildeindruck dem gewünschten Bildeindruck entspricht.
3 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem zweiten Aspekt in einem anderen Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz zu dem in 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt hier eine Unterdrückung des Calcium-Signals im Bildraum, und nicht im Projektionsraum. Zunächst werden in einem ersten Schritt S31 unter Verabreichung von dem Kontrastmittel Jod mittels energiesensitiven Röntgendetektor 9 eines Röntgensystems gleichzeitig zwei Röntgenprojektionsdatensätze RPDSne und RPDShe, einer zu einer niedrigen Röntgenquantenenergie (ne) und einer bezüglich einer höheren Röntgenquantenenergie (he), eines Untersuchungsobjektes erfasst. Diese Datensätze RPDSne, RPDShe umfassen Informationen bezüglich der Röntgenquantenenergieabhängigen Röntgenschwächung durch den untersuchten Körperteil. Die Datensätze RPDSne, RPDShe umfassen ferner Röntgenprojektionen in einer Vielzahl von Projektionsrichtungen. Die Datensätze RPDSne, RPDShe werden in einem zweiten Schritt S32 jeweils einzeln einer Bildrekonstruktion, z.B. einer gewichteten, gefilterten Rückprojektion Recon unterzogen, woraus sich jeweils die Einzel-Röntgenbilddatensätze RBDSne, RBDShe ergeben. Die Rekonstruktion unterscheidet sich nicht von der mit Bezug zu 2 beschriebenen Rekonstruktion die auf den Misch-Röntgenprojektionsdatensatz MRPD angewandt wurde. Andere Rekonstruktionsverfahren sind natürlich ebenfalls denkbar. In einem dritten Schritt S33 werden mittels einer Bestimmungsfunktion Det automatisch Gewichtungsfaktoren wne und whe für die Einzel-Röntgenbilddatensätze ermittelt, die so gewählt werden, dass bei einer gewichteten Kombination der Einzel-Röntgenbilddatensätze der Calcium-Anteil unterdrückt wird, um das Calcium-Blooming zu reduzieren. Dazu sieht die Erfindung gemäß diesem Ausführungsbeispiel vor, den Gewichtungsfaktor wne für den niederenergetischen Röntgenbilddatensatz RBDSne gemäß der in 4 abgebildeten Gewichtungsfunktion w für jedes einzelne Bildelement individuell in Abhängigkeit des Houldfield-Wertes (CT-Zahl) in dem jeweiligen Bildelement zu bestimmen. Der Gewichtungsfaktor whe für das entsprechende Bildelement des höherenergetischen Röntgenbilddatensatzes RBDShe ergibt sich demgegenüber entsprechend whe = 1 - wne. Mit anderen Worten werden Bildelemente des niederenergetischen Röntgenbilddatensatzes RBDSne mit Houndsfield-Zahlen im Bereich zwischen 1200 und 2200 in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Gewichtungsfaktor wne größer 0.5 versehen, wobei das Maximum bei einer Houndsfield-Zahl von ca. 1600 liegt. Bildelemente mit Houndsfield-Zahlen kleiner 1200 und größer 2200 werden mit Gewichtungsfaktoren wne kleiner 0.5 gewichtet. Entsprechend ergeben sich die Werte für die Gewichtungsfaktoren whe für die entsprechenden Bildelemente des höherenergetischen Röntgenbilddatensatzes RBDShe gemäß oben angegebener Formel. Diese Vorgehensweise bei der Gewichtung bewirkt, dass besonders hell im niederenergetischen Röntgenbilddatensatz erscheinende Bildelemente stark, ihr Pendant des höherenergetischen Bilddatensatzes jedoch nur schwach gewichtet wird. Dieses Vorgehen sorgt für eine besonders vorteilhafte Eliminierung des Calcium-Bloomings. In einem letzten Schritt S34 werden Röntgenbilddaten in Form eines Mischbilddatensatz MBDS durch Bildelement-weise, entsprechend der ermittelten Gewichtungsfaktoren wne, whe gewichtete Addition der Einzel-Bilddatensätze RBDSne, RBDShe erzeugt, welcher umgehend einem Benutzer angezeigt werden kann.
Mit Bezug zu 5 wird die vorliegende Erfindung nochmals zusammengefasst: Eine physikalische Struktur (längsgestrichelte Kurve), z.B. ein Kalk-Plaque innerhalb eines Blutgefäßes weist eine sehr enge bzw. begrenzte räumliche Verteilung auf, die sich der Einfachheit halber symmetrisch im Ortsraum (x) um den Nullpunkt von ca. -300 bis +300 entlang der Abszisse des Koordinatensystems erstreckt, wobei das durch den Kalk-Plaque verursachte Signal (ca. zwischen - 10 bis +10 der Abszisse) eine ca. sechs Mal stärkere Signalintensität aufweist als das Blutgefäß. Dadurch ergibt sich der vereinfacht stufenförmige Signalverlauf der physikalischen Struktur. Im Rahmen einer herkömmlichen Röntgenbildgebung mit einem bekannten Rekonstruktionsalgorithmus, z.B. bei der Computertomographie, wird die physikalische Struktur mit deutlichen Abweichungen vom Original abgebildet (punktgestrichelte Kurve), was vorrangig an dem Rekonstruktionsalgorithmus für die Röntgenbildgebung liegt. Das Röntgenbild ist insbesondere gekennzeichnet durch eine Verbreiterung bzw. Ausdehnung des Kalk-Plaques, der sich im Röntgenbild von ca. -90 bis +90 entlang der Abszisse erstreckt, sowie auch des Blutgefäßes, welches sich im Röntgenbild von ca. - 400 bis +400 entlang der Abszisse erstreckt. Während das Signal des Kalk-Plaques vorrangig auf der Röntgenabsorption durch Calcium beruht, basiert das Signal des Blutgefäßes auf der Röntgenabsorption durch darin befindliches Jod-Kontrastmittel. Um Weichteilgewebe, darunter auch das Blutgefäß, gut sichtbar abbilden zu können, erfolgt eine Fensterung auf für Jod typische Houndsfield-Werte zwischen ca. - 150 bis +300 (kurz-gestrichelte Linien). Mit anderen Worten werden die verfügbaren Graustufen auf die genannten Houdsfield-Werte verteilt. Diese Fensterung hat zur Folge, dass fast das gesamte durch Calcium verursachte Signal in der hellsten Graustufe abgebildet wird, da seine Houndsfield-Werte großteils oberhalb von +300 liegen. Dies führt zu der besagten Verbreiterung bzw. dem Blooming des Calciums im Röntgenbild. Durch die erfindungsgemäße Unterdrückung des Calcium-bedingten Signal-Anteils wird zwar nicht die Rekonstruktions-bedingte Aufweitung bzw. Verbreiterung der physikalischen Struktur im Röntgenbild verhindert. Aber sie bewirkt eine Verlagerung der Houndsfield-Werte des Calcium-Signals (kreuz-gestrichelte Kurve) in den ausgewählten Fensterungsbereich. Dadurch wird ein Großteil des Calcium-Signals auf verschiedene und mehrere Graustufen verteilt, was eine optische Differenzierung durch einen Benutzer zulässt und eine deutliche Verringerung des Calcium-Bloomings zur Folge hat. Der Kalk-Plaque wird entsprechend nur noch in dem Bereich seiner tatsächlichen Breite (-10 bis +10) in der hellsten Graustufe abgebildet.

Claims

Verfahren zur Erzeugung von Röntgenbilddaten (RBD) eines Untersuchungsobjektes (3), wobei die Röntgenbilddaten aus Röntgenprojektionsdaten berechnet werden, wobei die Röntgenprojektionsdaten einen ersten und wenigstens einen zweiten Röntgenprojektionsdatensatz (RPDSne, RPDShe) umfassen, die mit einem energieselektiven Röntgendetektor (9) gleichzeitig und jeweils bezüglich eines bestimmten Energiefensters erfasst (S21) wurden, umfassend folgende Schritte: - Bestimmen (S22) eines Calcium-Anteils (Sca)in den Röntgenprojektionsdaten mittels einer Basismaterialzerlegung (BMZ), wobei der Calcium-Anteil den Calcium-bedingten Teil der durch das Untersuchungsobjekt verursachten Röntgenschwächung beschreibt, - Erzeugen (S23) eines Misch-Röntgenprojektionsdatensatzes (MRPD) mit mittels eines Gewichtungsfaktors (wca) kleiner eins unterdrücktem Calcium-Anteil, und - Rekonstruieren (S24) der Röntgenbilddaten aus dem Misch-Projektionsdatensatz durch Anwenden eines Rekonstruktionsalgorithmus (Recon).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Gewichtungsfaktor für den Calcium-Anteil zwischen 0,25 und 0,75 liegt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Gewichtungsfaktor für den Calcium-Anteil durch einen Benutzer vorgebbar und/oder anpassbar (S25) ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Gewichtungsfaktor für den Calcium-Anteil entsprechend einem gewünschten optischen Eindruck der rekonstruierten Röntgenbilddaten bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Basismaterialzerlegung und die Erzeugung des Misch-Röntgenprojektionsdatensatzes vor einer Filterkernfaltung des Rekonstruktionsalgorithmus ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Basismaterialzerlegung neben Calcium bezüglich wenigstens eines der folgenden Materialien ausgeführt wird: Jod und menschliches Weichteilgewebe.
Verfahren zur Erzeugung von Röntgenbilddaten (MBDS) eines Untersuchungsobjektes (3), wobei die Röntgenbilddaten aus Röntgenprojektionsdaten berechnet werden, wobei die Röntgenprojektionsdaten einen ersten und wenigstens einen zweiten Projektionsdatensatz (RPDSne, RPDShe) umfassen, die mit einem energieselektiven Röntgendetektor (9) gleichzeitig und jeweils bezüglich eines bestimmten Energiefensters erfasst (S31) wurden, umfassend folgende Schritte: - Rekonstruieren (S32) von Einzel-Röntgenbilddatensätzen (RBDSne, RBDShe) für jedes der Energiefenster anhand eines Rekonstruktionsalgorithmus (Recon) aus den Röntgenprojektionsdatensätzen, - Erzeugen (S34) eines Misch-Röntgenbilddatensatzes (MBDS) durch gewichtete Addition des ersten und des wenigstens einen zweiten Einzel-Röntgenbilddatensatzes, wobei Gewichtungsfaktoren (wne, whe) für die Einzel-Röntgenbilddatensätze derart gewählt werden (S33), dass ein Calcium-Anteil in dem Misch-Röntgenbilddatensatz unterdrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die gewichtete Addition der wenigstens zwei Einzel-Röntgenbilddatensätze Bildelement für Bildelement erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die jeweiligen Gewichtungsfaktoren für jedes sich in den Einzel-Röntgenbilddatensätzen entsprechende Bildelement individuell ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei sich die Gewichtungsfaktoren als Funktion des Verhältnisses der CT-Zahl in einem jeweiligen Bildelement des ersten und des wenigstens einen zweiten Einzel-Röntgenbilddatensatzes ergeben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die für den Misch-Röntgenbilddatensatz ermittelten Gewichtungsfaktoren normiert sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Projektionsdatensatz bezüglich des Energiefensters 25-65 keV und der wenigstens eine zweite Projektionsdatensatz bezüglich des Energiefensters 65 -140 keV erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bestimmung wenigstens eines Gewichtungsfaktors experimentell mit Hilfe von Röntgenbilddaten erfolgt, die mit demselben oder einem vergleichbaren Röntgensystem erfasst wurden und/oder mittels einer Simulation des Röntgensystems ermittelt werden.
Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung (12) zur Erzeugung von Röntgenbilddaten (RBD; MDBS) eines Untersuchungsobjektes (3), die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.
Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung (12) zur Erzeugung von Röntgenbilddaten (RBD; MDBS) eines Untersuchungsobjektes (3), wobei die Röntgenbilddaten aus Röntgenprojektionsdaten berechnet werden, wobei die Röntgenprojektionsdaten einen ersten und wenigstens einen zweiten Projektionsdatensatz (RPDSne, RPDShe) umfassen, die mit einem energieselektiven Röntgendetektor (9) gleichzeitig und jeweils bezüglich eines bestimmten Energiefensters erfasst wurden (S21; S31), umfassend - eine Bestimmungseinheit (16), eingerichtet, einen Calcium-Anteil (Sca) in den Röntgenprojektionsdaten mittels einer Basismaterialzerlegung (BMZ) zu bestimmen (S22), wobei der Calcium-Anteil den Calcium-bedingten Teil der durch das Untersuchungsobjekt verursachten Röntgenschwächung beschreibt, - eine Erzeugungseinheit (22), eingerichtet, um einen Misch-Röntgenprojektionsdatensatz (MRPD) mit mittels eines Gewichtungsfaktors (wca) kleiner eins unterdrücktem Calcium-Anteil zu erzeugen (S23), und - eine Rekonstruktionseinheit (23), eingerichtet, um Röntgenbilddaten (RBD) aus dem Misch-Projektionsdatensatz durch Anwenden eines Rekonstruktionsalgorithmus (Recon) zu erzeugen (S24), oder umfassend - eine Rekonstruktionseinheit (23), eingerichtet, um Einzel-Röntgenbilddatensätze (RBDSne, RBDShe) für jedes der Energiefenster anhand eines Rekonstruktionsalgorithmus (Recon) aus den Röntgenprojektionsdatensätzen zu rekonstruieren (S32), und - eine Erzeugungseinheit (22), eingerichtet, einen Misch-Röntgenbilddatensatz (MBDS) durch gewichtete Addition des ersten und des wenigstens einen zweiten Einzel-Röntgenbilddatensatzes zu erzeugen (S34), wobei Gewichtungsfaktoren (wne, whe) für die Einzelbilddatensätze derart gewählt werden (S33), dass ein Calcium-Anteil in den Mischbilddaten unterdrückt wird.
Röntgensystem, umfassend einen energieselektiven Röntgendetektor (9), eingerichtet, einen ersten und wenigstens einen zweiten Projektionsdatensatz (RPDSne, RPDShe)gleichzeitig jeweils bezüglich eines bestimmten Energiefensters zu erfassen (S21; S31) und eine Röntgenbilddatenbearbeitungseinrichtung (12) gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher (24) einer Bilddatensatzbearbeitungseinrichtung (12) ladbar ist, mit Programmcodeabschnitten um alle Schritte eines Verfahrens nach einer der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen, wenn das Programm in der Bilddatenbearbeitungseinrichtung ausgeführt wird.