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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Erzeugung eines Volumenmodells von Korrekturdaten für ein röntgenbasiertes bildgebendes medizinisches Gerät, wobei von einer Körperregion eines zu untersuchenden Patienten von jeweils unterschiedlichen Positionen aus eine Mehrzahl an Röntgenbildern aufgenommen wird, und wobei anhand der Mehrzahl an Röntgenbildern ein erstes Volumenmodell der Körperregion erzeugt wird. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur automatisierten Bearbeitung eines Volumenmodells von medizinischen Bilddaten zur Berechnung einer Bestrahlung, wobei für eine Körperregion eines Patienten ein erstes Volumenmodell erzeugt wird, und wobei im ersten Volumenmodell einzelne Bereiche, welche jeweils unterschiedlichen Gewebestrukturen entsprechen, segmentiert werden.
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Bei der Planung einer Strahlentherapie, wie sie beispielsweise zur Bekämpfung eines Tumors eingesetzt wird, werden üblicherweise die physikalischen Kenngrößen der Bestrahlung, die zum Beispiel Einstrahlungswinkel, Strahlendosis und -profil, auf der Basis von medizinischen Bilddaten ermittelt, welche meist durch einen Computertomographen (CT) erzeugt werden. Hierbei werden für die Planung in den Bilddaten einzelne Bereiche identifiziert, welche jeweils unterschiedlichen Gewebestrukturen entsprechen, unter welchen auch das Tumorgewebe umfasst ist. Durch die Kenntnis der räumlichen Verteilung der unterschiedlichen Gewebestrukturen soll hierbei eine möglichst optimale Dosisverteilung für die Therapie berechnet werden, das heißt, eine möglichst maximale Dosierung der Bestrahlung im Tumorgewebe bei einer möglichst geringen Strahlendosis in den anderen Gewebestrukturen, wobei für diese zudem besondere Unterscheidungen je nach vorliegender Strahlungssensitivität getroffen werden können.
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Für eine Planung, welche den Kriterien der genannten Dosisverteilung gerecht wird, ist somit die Wiedergabequalität der bereitgestellten Bilddaten von wesentlicher Bedeutung. Ist jedoch im Körpergewebe, welches für die Planung der Strahlentherapie durch den CT abgebildet wird, ein Fremdkörper vorhanden, welche eine zum umgebenden Körpergewebe erheblich unterschiedliche Absorption der Röntgenstrahlung aufweist, können die vom CT ausgegebenen Bilddaten Artefakte aufweisen, welche nicht der realen Situation im abgebildeten Körpergewebe entsprechen. Ein derartiger Fremdkörper kann beispielsweise gegeben sein durch medizinische Implantate wie zum Beispiel Knochen-, Gelenk- oder Cochlea-Implantate oder auch Zahnfüllungen, Herzschrittmacher, Aneurisma-Coils oder -Clpis etc. Derartige Fremdkörper weisen üblicherweise eine erheblich höhere Dichte als das sie umgebende Körpergewebe auf, so dass bei einer Aufnahme eines einzelnen Röntgenbildes über den vom Fremdkörper von der Röntgenquelle des CT abgeschatteten Bereich infolge der wesentlich höheren Absorption durch den Fremdkörper keine vernünftigen Aussagen mehr getroffen werden können. Durch die Rekonstruktion des Volumenmodells der zu untersuchenden Körperregion aus einer Mehrzahl an derartigen Röntgenbildern, in welchen ein größerer Bereich keine verwertbare Absorptionsinformation mehr liefert, entstehen im Volumenmodell nicht nur am Ort des Fremdkörpers selbst Bereiche, welche einer vermeintlich hohen Absorption entsprechen. Aufgrund der fehlerhaften Absorptionsinformation können auch in dessen Umgebung im Volumenmodell Zonen vermeintlich höherer oder auch niedrigerer Absorption bzw. vermeintlich inhomogenen Gewebes entstehen.
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Um auch auf der Basis derartiger artefakt-behafteter Bilddaten eine Strahlentherapie wirksam planen zu können, existieren nun Benutzer-Umgebungen, in welchen die Grenzen unterschiedlicher Volumen manuell oder halbautomatisch durch Bestätigung eines Vorschlags eingezeichnet werden können. Den so eingezeichneten Bereichen können nun unterschiedliche Eigenschaften zugeordnet werden, welche die konkrete Dosisberechnung ermöglichen sollen, wie beispielsweise ein manuelles Überschreiben der jeweiligen CT-Bilddaten mit bestimmten HU-Werten am jeweiligen Volumenelement (Voxel). Dies ist jedoch extrem aufwendig. Zudem erfordert das korrekte Erkennen der einzelnen Grenzen und Grenzflächen in den artefakt-behafteten Bilddaten ein hohes Maß an Erfahrung. Menschliche Fehler können dabei schlimmstenfalls dazu führen, dass ein von einem Artefakt überdecktes, hoch sensibles Gewebe nicht korrekt erkannt und somit mit zu hoher Dosis bestrahlt wird.
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Weiter existieren derzeit auch Möglichkeiten, insbesondere für Metall-Fremdkörper die Artefakte in den Bilddaten weitestgehend zu korrigieren. Bei der Verwendung dieser korrigierten Bilddaten ist jedoch die Qualität der Planung der Strahlentherapie vollständig von der Qualität der Korrektur abhängig. Zudem besteht ein Restrisiko, das in den ursprünglichen Bilddaten kritisches Körpergewebe durch die Artefakte überdeckt wird, was jedoch nach einer Korrektur der Artefakte ggf. so in den korrigierten Bilddaten nicht mehr zu erkennen ist. Nicht zuletzt aus diesem Grund wird eine Planung der Strahlentherapie allein auf der Basis von artefakt-korrigierten Bilddaten oftmals noch abgelehnt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Korrekturdaten von medizinischen, insbesondere dreidimensionalen Bilddaten anzugeben, welches selbst bei einer Präsenz von Bildartefakten eine möglichst optimale Planung einer Strahlentherapie erlaubt. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung von dreidimensionalen Bilddaten für die Berechnung einer Bestrahlung anzugeben.
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Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur automatisierten Erzeugung eines Volumenmodells von Korrekturdaten für ein röntgenbasiertes bildgebendes medizinisches Gerät, wobei von einer Körperregion eines zu untersuchenden Patienten von jeweils unterschiedlichen Positionen aus eine Mehrzahl an Röntgenbildern aufgenommen wird, wobei anhand der Mehrzahl an Röntgenbildern ein erstes Volumenmodell der Körperregion erzeugt wird, und wobei im ersten Volumenmodell anhand der Mehrzahl an Röntgenbildern Bildartefakte korrigiert werden, und hierdurch ein korrigiertes Volumenmodell erzeugt wird. Hierbei ist vorgesehen, dass anhand des korrigierten Volumenmodells im ersten Volumenmodell eine Kontur eines von Bildartefakten betroffenen Artefakt-Volumens bestimmt wird, die Kontur des Artefakt-Volumens als ein Volumenmodell von Korrekturdaten definiert wird, und das Volumenmodell von Korrekturdaten auf einem Datenträger gespeichert und/oder über eine Schnittstelle ausgegeben wird. Vorteilhafte, teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
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Unter einer automatisierten Erzeugung des Volumenmodells von Korrekturdaten ist insbesondere zu verstehen, dass sämtliche Verfahrensschritte auf und durch einen Rechner auszuführen sind. Unter einem röntgenbasierten bildgebenden medizinischen Gerät ist ein derartiges Gerät zu verstehen, welches für seine Bildgebung eine Modalität verwendet, deren physikalisches Grundprinzip die Röntgenstrahlung und deren Absorption durch Körpergewebe bildet. Insbesondere ist hierunter ein CT oder eine vergleichbare Modalität umfasst, in welcher dreidimensionale Bilddaten mittels eines Rekonstruktionsverfahrens durch Rücktransformation aus einer Mehrzahl an Einzelaufnahmen gewonnen werden.
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Unter einem Volumenmodell ist hierbei insbesondere eine von drei Ortsargumenten abhängige Funktion zu verstehen, wobei der konkrete Funktionswert an einem bestimmten Punkt innerhalb des Volumens beim ersten Volumenmodell und beim korrigierten Volumenmodell durch einen Skalar gegeben ist, welcher den Absorptionsgrad von Röntgenstrahlung am betreffenden Punkt repräsentiert. Die graphische Darstellung dieser skalaren Werte liefert dreidimensionale Bilddaten von der durch die Röntgenbilder abgebildeten Körperregion. Die Funktionswerte für das Volumenmodell von Korrekturdaten sind jedoch binärer Natur und betreffen nur die Unterscheidung, ob ein bestimmter Punkt im dreidimensionalen Ortsraum innerhalb der Kontur des Artefakt-Volumens liegt. Der Ortsraum kann hierbei insbesondere in feiner Einteilung diskretisiert sein, wobei eine Untergrenze für die Auflösung durch die Bildauflösung des Röntgendetektors bei der Aufnahme der einzelnen Röntgenbilder gegeben sein kann. Insbesondere kann in diesem Fall von Volumenelementen (Voxel) gesprochen werden, wobei ein Volumenelement die kleinste, durch das bildgebende medizinische Gerät noch auflösbare Volumeneinheit bildet.
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Die Mehrzahl an Röntgenbildern von der Körperregion werden insbesondere von jeweils unterschiedlichen Winkel- und/oder Axialpositionen der Röntgenquelle bezüglich des Patienten aufgenommen. Die Erzeugung des ersten Volumenmodells der Körperregion anhand der Mehrzahl an Röntgenbildern erfolgt vorzugsweise über eine tomographische Rücktransformation, wie sie zum Beispiel in der inversen Radon-Transformation gegeben ist. In diesem Fall liegt die übliche Rekonstruktion eines CT vor.
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Unter einem Bildartefakt im ersten Volumenmodell ist hierbei insbesondere derartige Bildinformation zu verstehen, welche nicht den real in der Körperregion vorliegenden Gewebestrukturen entspricht, sondern erst durch die Rekonstruktion zur Generierung des ersten Volumenmodells aus der Mehrzahl an Röntgenaufnahmen entsteht. Insbesondere ist dabei die Bildinformation eines Bildartefakts zu einzelnen Röntgenbildern inkonsistent. Die Korrektur des ersten Volumenmodells kann dabei beispielsweise anhand von Erfahrungswerten und statistischen Methoden erfolgen, wobei insbesondere die Bildwerte zu einzelnen Volumenelementen iterativ korrigiert werden können. Dies umfasst, dass zunächst für eine Anzahl an Volumenelementen korrigierte Bildwerte bestimmt werden, deren Kompatibilität und Konsistenz mit den Bildwerten anderer, noch nicht korrigierter Volumenelemente überprüft wird, und ggf. erneut angepasst werden. Das korrigierte Volumenmodell ist dann zu verstehen als die Gesamtheit an Bildinformation zu den einzelnen Volumenelementen, welche an den entsprechenden Stellen die korrigierten Bildwerte aufweist, und für Volumenelemente, bei denen keine Korrektur der Bildwerte erfolgte, die ursprünglichen Bildwerte des ersten Volumenmodells beibehält.
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Unter einem Artefakt-Volumen im ersten Volumenmodell ist hierbei insbesondere die Gesamtheit derjenigen Volumenelemente zu verstehen, deren Bildwerte artefakt-behaftet sind, also insbesondere nicht die real in der abzubildenden Körperregion vorliegenden Gewebestrukturen wiederspiegelt. Unter der Kontur des Artefakt-Volumens ist hierbei insbesondere eine im Rahmen der Auflösungsgrenze, welche durch die Volumenelemente gegeben wird, einfach zusammenhängende Fläche zu verstehen, in deren Inneren sich die artefakt-behafteten Volumenelemente befinden. Insbesondere können dabei auch mehrere, jeweils einfach zusammenhängende Flächen als Kontur definiert werden. Als das Volumenmodell von Korrekturdaten wird sodann bevorzugt lediglich die Ortsinformation der einzelnen Volumenelemente, welche die Kontur bilden, definiert und das Volumenmodell von Korrekturdaten entsprechend gespeichert oder ausgegeben.
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Das genannte Vorgehen erlaubt es, bei der Planung einer Strahlentherapie weiterhin auf die ursprünglichen dreidimensionalen Bilddaten, wie sie im ersten Volumenmodell repräsentiert sind, zurückzugreifen, wobei jedoch nun die zusätzliche Information zur Verfügung steht, in welchen Bereichen dieser Bilddaten Bildartefakte vorliegen können und demnach bei der Interpretation dieser Bilddaten sowie bei der Weiterverarbeitung in Form von Segmentierung einzelner Gewebestrukturen oder Ähnliches besondere Vorsicht geboten ist. Umgekehrt erlaubt das Volumenmodell von Korrekturdaten auch den Rückschluss, dass außerhalb der Kontur des Artefakt-Volumens die im ersten Volumenmodell gelieferte Bildinformation keine nennenswerten Bildartefakte aufweist, sondern als hinreichend akkurate Wiedergabe der entsprechenden Gewebestrukturen vorausgesetzt werden darf. Auch dies vereinfacht die Planung der Strahlentherapie wesentlich, da in diesen Bereichen keinerlei manuelle oder halbautomatische Korrekturen mehr erforderlich sind, was zudem zu einer Zeitersparnis führt.
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Bevorzugt wird die Kontur des Artefakt-Volumens zusätzlich anhand der Mehrzahl an Röntgenbildern bestimmt. In den Röntgenbildern, wie sie vor einer Rekonstruktion zum ersten Volumenmodell vorliegen, kann je nach Art der Fehler, die insbesondere bei der Rekonstruktion zu den Artefakten führen, dennoch Informationen enthalten, welche zwar keine eine eigenständige, artefaktfreie Rekonstruktion allein auf der Basis der Röntgenbilder erlauben, aber dennoch für eine zusätzliche Überprüfung der anhand des korrigierten Volumenmodells bestimmten Korrekturdaten, also insbesondere in Form der Kontur des Artefakt-Volumens, herangezogen werden können. Derartige Informationen sind beispielsweise gegeben in residualen Absorptionskontrasten, welche infolge der großen Unterschiede aller auftretenden Absorptionswerte für eine Rückprojektion nicht ins Gewicht fallen, jedoch zur Überprüfung einer Plausibilität der Kontur des Artefakt-Volumens verwendet werden können.
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Zweckmäßigerweise werden zur Erzeugung des korrigierten Volumenmodells im ersten Volumenmodell Bildartefakte korrigiert, welche durch wenigstens einen Fremdkörper bedingt sind. Unter einem Fremdkörper ist hierbei eine Struktur innerhalb einer Körperregion zu verstehen, welche nicht durch Körpergewebe gegeben ist, also insbesondere ein medizinisches Implantat, aber auch Schmuck o.ä. Insbesondere weist dabei der Fremdkörper infolge seiner Materialzusammensetzung eine im Vergleich zum umgebenden Körpergewebe eine erheblich höhere Absorption der Röntgenstrahlung auf. Für derartige Fremdkörper treten infolge der Abschattung der Röntgenstrahlung Bildartefakte bei der dreidimensionalen Rekonstruktion aus den einzelnen Röntgenbildern in besonderem Umfang auf.
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Als vorteilhaft erweist es sich, wenn hierbei anhand des korrigierten Volumenmodells, und insbesondere zusätzlich auch anhand der Mehrzahl an Röntgenbildern und/oder des Artefakt-Volumens, im ersten Volumenmodell eine erste Kontur des Fremdkörpers ermittelt wird, und die erste Kontur des Fremdkörpers in das Volumenmodell von Korrekturdaten aufgenommen wird. Dies ermöglicht es, bei der Planung einer Strahlentherapie im ersten Volumenmodell, welches die unkorrigierten dreidimensionalen Bilddaten beinhaltet, nicht nur die Bereiche zu identifizieren, in welchen Bildartefakte vorliegen können, sondern auch die Position und räumliche Ausdehnung des die Bildartefakte hervorrufenden Fremdkörpers berücksichtigen zu können. Hierdurch kann z.B. Abschattungseffekten durch den Fremdkörper während der Strahlentherapie, welche sich nachteilig auf die Dosisverteilung auswirken könnten, vorgebeugt werden. Die Aufnahme der ersten Kontur in das Volumenmodell der Korrekturdaten kann hierbei in analoger Weise zur Kontur des Artefakt-Volumens erfolgen.
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Zweckmäßigerweise wird hierbei innerhalb der ersten Kontur des Fremdkörpers, und insbesondere anhand des korrigierten Volumenmodells, eine zweite Kontur eines homogenen Bereiches des Fremdkörpers ermittelt, und die zweite Kontur des homogenen Bereiches in das Volumenmodell von Korrekturdaten aufgenommen. Unter einem homogenen Bereich ist hierbei insbesondere ein Bereich im Fremdkörper umfasst, welcher aus einem einheitlichen Material gefertigt ist. Hierdurch werden zusätzliche Informationen über eine innere Struktur des Fremdkörpers bereitgestellt. Im homogenen Bereich weist der Fremdkörper einheitliche Absorptionseigenschaften auf, was zusätzlich bei einer Planung der Strahlentherapie berücksichtigt werden kann. Die Aufnahme der zweiten Kontur in das Volumenmodell der Korrekturdaten kann hierbei in analoger Weise zur Kontur des Artefakt-Volumens erfolgen. Bevorzugt können dabei die Korrekturdaten im Volumenmodell, welche die erste Kontur und, falls vorhanden, auch die zweite Kontur betreffen, bei einer Segmentierung von Gewebestrukturen entsprechenden Bildbereichen zur Planung der Strahlentherapie berücksichtigt werden.
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Vorzugsweise wird als erste Kontur die Kontur eines medizinischen Implantats ermittelt. Dies ist für Fremdkörper, welche Bildartefakte in dreidimensionalen, aus einer Mehrzahl an Röntgenbildern rekonstruierten Bilddaten hervorrufen, besonders häufig der Fall, zumal sich ein medizinisches Implantat, anders als viele Formen von Schmuck, für die Röntgen-Bildgebung meist nicht aus dem Körpergewebe entfernen lässt.
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In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird anhand des ersten Volumenmodells und des korrigierten Volumenmodells eine Funktion einer Korrekturtiefe gebildet, wobei die Kontur des Artefakt-Volumens durch einen Vergleich der Funktion der Korrekturtiefe mit einem vorgegebenen Grenzwert bestimmt wird. Die Bestimmung einer Funktion der Korrekturtiefe erlaubt es zunächst, graduelle Aussagen hinsichtlich der angewandten Korrektur zu treffen und insbesondere auch zu visualisieren. Der Grenzwert kann hierbei insbesondere in Abhängigkeit von der Funktion der Korrekturtiefe, und besonders bevorzugt in Abhängigkeit von ihrem Wertebereich, vorgegeben werden. Bei einem Überschreiten des Grenzwertes wird für ein entsprechendes Volumenelement ein Binärwert gesetzt, welcher die Präsenz eines Bildartefaktes signalisiert. Die Gesamtheit aller derartiger Volumenelemente bildet dann das Artefakt-Volumen, und eine insbesondere einfach zusammenhängende Fläche, welche das Artefakt-Volumen umschließt, und somit ggf. auch derartige Volumenelemente mit einschließen kann, deren entsprechender Binärwert eine Abwesenheit von Bildartefakten indiziert, kann dann als die entsprechende Kontur genommen werden.
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Zweckmäßigerweise wird dabei die Funktion der Korrekturtiefe in jedem Volumenelement, also insbesondere Voxel-weise, aus dem Absolutbetrag der Differenz aus dem Wert des ersten Volumenmodells und dem Wert des korrigierten Volumenmodells im Volumenelement gebildet. Diese lässt sich mathematisch besonders einfach umsetzen, und liefert infolge der Linearität im Differenzbetrag meist ausreichend akkurate Ergebnisse.
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Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur automatisierten Bearbeitung eines Volumenmodells von medizinischen Bilddaten zur Berechnung einer Bestrahlung, wobei für eine Körperregion eines Patienten ein erstes Volumenmodell und ein Volumenmodell von Korrekturdaten durch ein Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche erzeugt werden, wobei im ersten Volumenmodell einzelne Bereiche, welche jeweils unterschiedlichen Gewebestrukturen entsprechen, insbesondere durch einen Rechner segmentiert werden, und wobei das Volumenmodell von Korrekturdaten für eine Berechnung einer Bestrahlung in die segmentierten Bereiche eingebunden wird. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, dass die im ersten Volumenmodell abgebildeten Gewebestrukturen für eine sinnvolle Planung der Strahlentherapie zu segmentieren sind, um u.a. Gewebe mit identischen biologischen Eigenschaften bei der Dosisberechnung gleich behandeln zu können. Die Aufnahme der Volumeninformationen insbesondere hinsichtlich der ersten und ggf. der zweiten Kontur eines Fremdkörpers erlaubt es, einen solchen bei den Berechnungen der Dosisverteilung zu einem bestimmte Strahlenprofil direkt zu berücksichtigen.
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Die Erfindung nennt weiter ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens zur automatisierten Erzeugung eines Volumenmodells von Korrekturdaten für ein röntgenbasiertes bildgebendes medizinisches Gerät, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Die für das Verfahren und für seine Weiterbildungen angegebenen Vorteile können dabei sinngemäß auf das Computerprogrammprodukt übertragen werden.
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Zudem nennt die Erfindung noch ein röntgenbasiertes bildgebendes medizinisches Gerät, umfassend wenigstens eine Röntgenquelle zur Erzeugung eines Röntgenstrahls, einen Röntgendetektor zur Aufnahme von Röntgenbildern, und eine Rechnereinheit, welche zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens zur automatisierten Erzeugung eines Volumenmodells von Korrekturdaten eingerichtet ist. Bevorzugt erzeugt das röntgenbasierte bildgebende medizinische Gerät in seinem bestimmungsgemäßen Betrieb anhand einer Mehrzahl an Röntgenaufnahmen einer Körperregion eines zu untersuchenden Patienten ein Volumenmodell der Körperregion. Insbesondere kann das röntgenbasierte bildgebende medizinische Gerät als ein CT ausgestaltet sein. Ein derartig eingerichtetes Gerät hat den Vorteil, dass das Volumenmodell von Korrekturdaten dort erzeugt wird, wo auch die unverarbeiteten Röntgenaufnahmen erzeugt werden und somit noch ohne Qualitätsverlust zur Verfügung stehen. In einem späteren Verarbeitungsprozess der medizinischen Bilddaten, insbesondere nach einer dreidimensionalen Rekonstruktion aus der Mehrzahl an Röntgenaufnahmen, liegen letztere oftmals zur Reduktion der erforderlichen Speicherkapazitäten nicht mehr oder nur noch komprimiert vor.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:
- 1 in einer Querschnittdarstellung einen Computertomographen, und
- 2 in einem Blockdiagramm den Ablauf eines Verfahrens zur Erzeugung eines Volumenmodells von Korrekturdaten für den CT nach 1.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch in einer Querschnittdarstellung ein röntgenbasiertes bildgebendes medizinisches Gerät 1 gezeigt, welches vorliegend als ein CT 2 ausgestaltet ist. In CT 2 wird durch eine Röntgenquelle 4 eine im Innenraum 6 des Drehkranzes 8 des CT 2 positionierte Körperregion 10 eines Patienten mit Röntgenstrahlen 12 bestrahlt. Die von der Körperregion 10 des Patienten nicht absorbierten Anteile der Röntgenstrahlen 12 werden auf der bezüglich des Innenraums 6 der Röntgenquelle 4 gegenüberliegenden Seite durch einen Röntgendetektor 14 gemessen und zu einem einzelnen Röntgenbild verarbeitet. Für eine vollständige Bildgebung werden dabei unterschiedliche Röntgenbilder aufgezeichnet, wobei hierfür sowohl die Röntgenquelle 4 als auch der Röntgendetektor 14 für die einzelnen Aufnahmen eine Rotation um eine senkrecht zur Bildebene stehenden Achse 16 durchführen, und zudem auch entlang der Achse 16 eine axiale Verschiebung von Röntgenquelle 4 und Röntgendetektor 14 erfolgen kann. Somit vollführen sowohl die Röntgenquelle 4 als auch der Röntgendetektor 14 die Bewegung einer diskretisierten Überdeckung eines Zylindermantels. Die einzelnen Röntgenbilder werden dann an einen Halterahmen 17 übertragen, wo durch eine Rückprojektion ein dreidimensionales Volumenmodell der Körperregion 10 erstellt wird.
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Liegt nun in der zu untersuchenden Körperregion 10 ein Fremdkörper 18 vor, wie er beispielsweise durch ein medizinisches Implantat gegeben sein kann, so schattet der Fremdkörper 18 je nach Winkelposition von Röntgenquelle 4 und Röntgendetektor 14 Teile der Röntgenstrahlen 12 ab, so dass über das bezüglich der Röntgenquelle 4 abgeschattete Gewebe 20 mittels der Röntgenstrahlung 12 keine akkurate Absorptionsinformation mehr vorliegt. Die Gesamtheit derartiger Abschattungseffekte in den Röntgenbildern kann bei der dreidimensionalen Rekonstruktion zu Bildartefakten führen, welche unter anderem die Planung einer Strahlentherapie zum Beispiel zur Tumorbekämpfung erheblich erschweren können.
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In 2 ist schematisch in einem Blockdiagramm der Ablauf eines Verfahrens 30 dargestellt, welches im Computertomographen 2 nach 1 durchgeführt wird. In einem ersten Schritt S1 wird von der Körperregion 10 des zu untersuchenden Patienten aus jeweils unterschiedlichen Winkel- und Axialpositionen eine Mehrzahl an Röntgenbildern 32 aufgenommen. Die Röntgenbilder 32 werden jeweils vom Drehkranz 8 an den Halterahmen 17 übertragen, wo in einem nächsten Schritt S2 über eine Rücktransformation ein dreidimensionales, erstes Volumenmodell 34 der Körperregion 10 erzeugt wird. Das erste Volumenmodell kann nun bereits durch einen Mediziner oder einen Medizin-Physiker begutachtet werden. Liegen im ersten Volumenmodell 34 infolge eines Fremdkörpers 18 in der abzubildenden Körperregion 10 Bildartefakte vor, werden diese Bildartefakte in einem Korrekturschritt S3 anhand von Informationen der Röntgenbilder 32 korrigiert. Ergebnis dieser Korrektur ist ein korrigiertes Volumenmodell 36. Im nächsten Schritt S4 wird für jedes einzelne Volumenelement, also Voxel-weise, die Differenz der Bildwerte des ersten Volumenmodells 34 und des korrigierten Volumenmodells 36 gebildet und hiervon der Absolutbetrag genommen. Dieser wird einem vorgegebenen Grenzwert 38 verglichen, so dass bei einem Überschreiten darauf geschlossen werden kann, dass im vorliegenden Volumenelement ein Bildartefakt 40 gegeben ist.
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Nachfolgend wird in einem Schritt S5 eine Kontur 42 bestimmt, welche als zusammenhängende Fläche die Gesamtheit aller von Bildartefakten 40 betroffenen Volumenelemente umschließt.
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Anhand des korrigierten Volumenmodells 36 sowie anhand der Röntgenbilder 32 und der Kontur 42, welche die Bildartefakte 40 umschließt, wird einem Schritt S6 im ersten Volumenmodell 34 eine erste Kontur 44 des Fremdkörpers 18 ermittelt. Diese bedeutet, dass die erste Kontur 44 im ersten Volumenmodell 34 jene Volumenelemente umschließt, welche in der Körperregion dem Fremdkörper 18 entsprechen. Aus den bisher gewonnenen Informationen wird nun in einem Schritt S7 innerhalb der ersten Kontur des Fremdkörpers 18 eine zweite Kontur 46 eines Bereiches innerhalb des Fremdkörpers 18 bestimmt, welcher hinsichtlich seiner Materialzusammensetzung homogen ist. Dies kann beispielsweise in einem medizinischen Implantat, welches sowohl aus Metall- als auch aus Keramik-Bestandteilen gebildet wird, einer der beiden genannten Bestandteile sein. In einem Schritt S8 werden nun die Kontur 42, welche die Bildartefakte 40 umschließt, die erste Kontur 44 des Fremdkörpers 18, sowie die zweite Kontur 46, welche im Fremdkörper 18 einen homogenen Bereich repräsentiert, als Korrekturdaten 48 definiert und anschließend in einem Schritt S9 sowohl auf einem Datenträger 50 gespeichert als auch über eine Schnittstelle 52 des CT 2 ausgegeben. Die Ausgabe über die Schnittstelle 52 kann hierbei an einem separaten Rechner erfolgen, auf welchem die eigentliche Planung der Strahlentherapie erfolgen soll.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch dieses Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
