DE102019202830A1 - Method for evaluating an image quality of a volume image data set - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes abbildend zumindest eines Teils des Thorax eines Patienten, wobei der Volumenbilddatensatz auf mittels eines Computertomographie-Geräts aufgenommenen Projektionsmessdaten basiert und eine dreidimensionale Matrix an Bildpixelwerten umfasst, aufweisend die Schritte- Empfangen des Volumenbilddatensatzes mittels einer ersten Schnittstelle,- Ermitteln, basierend auf dem Volumenbilddatensatz und mittels einer Recheneinheit, einer ersten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines ersten Artefakts, welches durch die Bewegung des Herzens des Patienten hervorgerufen wird,und/odereiner zweiten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines zweiten Artefakts in dem Volumenbilddatensatz, welches durch die Bewegung des Thorax durch die Atmung des Patienten hervorgerufen wird,- Bewerten der Bildqualität des Volumenbilddatensatzes mittels der Recheneinheit basierend auf der ermittelten ersten Wahrscheinlichkeit und/oder basierend auf der zweiten Wahrscheinlichkeit, und- Ausgeben der Bewertung der Bildqualität mittels einer zweiten Schnittstelle.The invention relates to a method for evaluating an image quality of a volume image data set depicting at least part of the thorax of a patient, the volume image data set being based on projection measurement data recorded by means of a computed tomography device and comprising a three-dimensional matrix of image pixel values, having the steps of receiving the volume image data set by means of a first Interface, - determining, based on the volume image data set and by means of a computing unit, a first probability of occurrence of a first artifact that is caused by the movement of the patient's heart, and / or a second probability of occurrence of a second artifact in the volume image data set that is caused by the movement of the thorax is caused by the patient's breathing, evaluation of the image quality of the volume image data set by means of the computing unit based on the determined first probability t and / or based on the second probability, and output of the assessment of the image quality by means of a second interface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes abbildend zumindest eines Teils des Thorax eines Patienten, ein Computertomographie-Gerät umfassend eine Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität, sowie ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Speichermedium.The invention relates to a method and a device for evaluating an image quality of a volume image data set depicting at least part of the thorax of a patient, a computed tomography device comprising a device for evaluating an image quality, as well as a computer program product and a computer-readable storage medium.

Medizinische Röntgenanwendungen sind wesentlicher Bestandteil des klinischen Alltags. Einen wichtigen Beitrag stellt dabei die Röntgenbildgebung mittels eines Computertomographie-Geräts (CT-Gerät) dar. Dabei wird die verwendete Röntgenstrahlung mittels einer Röntgenröhre, auch Röntgenquelle genannt, erzeugt. Die Röntgenröhre ist auf einem Drehkranz angeordnet, welcher im Betrieb des CT-Geräts eine Rotationsbewegung um eine Systemachse, auch Patientenachse oder z-Achse genannt, durchführt, entlang welcher der abzubildende Körperbereich eines Patienten positioniert ist. Während der Rotationsbewegung der Röntgenröhre werden für eine Mehrzahl an Winkelrichtungen Projektionsmessdaten mittels des Röntgendetektors aufgenommen. Bei den Projektionsmessdaten handelt es sich um eine Projektion oder eine Mehrzahl von Projektionen, welche für die jeweilige Winkelrichtung Informationen über die Schwächung der Strahlung durch das Untersuchungsobjekt, beispielsweise einen Patienten, enthalten. Vielfältige Verfahren zur Abtastung eines Untersuchungsobjektes mit einem CT-Gerät sind bekannt. Es werden beispielsweise Kreisabtastungen, sequentielle Kreisabtastungen mit einem sequentiellen Vorschub des Patienten entlang der Systemachse oder Spiralabtastungen mit einem kontinuierlichen Vorschub des Patiententisches angewandt. Aus den Projektionsmessdaten können anschließend ein dreidimensionaler Volumenbilddatensatz oder zweidimensionale Schichtbilddatensätze des Untersuchungsobjektes, beispielsweise mittels eines Verfahren der sogenannten gefilterten Rückprojektion oder iterativen Rekonstruktionsverfahren, rekonstruiert werden.Medical X-ray applications are an essential part of everyday clinical practice. X-ray imaging by means of a computed tomography device (CT device) makes an important contribution. The X-ray radiation used is generated by means of an X-ray tube, also called an X-ray source. The X-ray tube is arranged on a turntable which, when the CT device is in operation, performs a rotational movement around a system axis, also called the patient axis or z-axis, along which the patient's body region to be imaged is positioned. During the rotational movement of the X-ray tube, projection measurement data are recorded for a plurality of angular directions by means of the X-ray detector. The projection measurement data is a projection or a plurality of projections which contain information about the attenuation of the radiation by the examination object, for example a patient, for the respective angular direction. Various methods for scanning an examination object with a CT device are known. For example, circular scans, sequential circular scans with a sequential advance of the patient along the system axis or spiral scans with a continuous advance of the patient table are used. A three-dimensional volume image data set or two-dimensional slice image data sets of the examination subject can then be reconstructed from the projection measurement data, for example by means of a so-called filtered back projection or iterative reconstruction method.

Ein Anwendungsfall der Computertomographie-Bildgebung ist die Bildgebung des Thorax eines Patienten, und insbesondere dabei die Herz-Bildgebung mit einem CT-Gerät. Für qualitativ hochwertige CT-Aufnahmen des Thorax ist Voraussetzung, dass der Patient während der Aufnahmen der Projektionsmessdaten möglichst den Atem anhält, so dass sich der Thorax während der Aufnahme der Projektionsmessdaten nicht bewegt. Die Qualität des Atem Anhaltens des Patienten ist dabei an die Qualität des Trainings, des Atemkommandos und die Bereitschaft der Mitarbeit des Patienten gebunden. Bei der Herz-Bildgebung ist zusätzlich dazu, außerdem ein guter Ruhezustand des Herzens notwendig. Die Herzrate kann dabei in der Regel mit Hilfe von Medikamenten eingestellt werden, der Rhythmus des Herzens wiederum nur bedingt. Dies stellt insbesondere eine Herausforderung dar, wenn der finale Volumenbilddatensatz aus einer Mehrzahl an Teilbilddatensätzen, welche aus einer Mehrzahl von aufeinander folgenden Herzzyklen stammen, zusammengesetzt wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Ausdehnung des eingesetzten Röntgendetektors nicht ausreicht, das Herz als Ganzes abzutasten.One application of computed tomography imaging is imaging the thorax of a patient, and in particular cardiac imaging with a CT device. For high-quality CT recordings of the thorax it is a prerequisite that the patient holds his breath as much as possible while recording the projection measurement data so that the thorax does not move while recording the projection measurement data. The quality of the patient's breath holding is linked to the quality of the training, the breathing command and the patient's willingness to cooperate. In addition, cardiac imaging also requires a good resting state of the heart. The heart rate can usually be adjusted with the help of medication, but the heart's rhythm can only be adjusted to a limited extent. This represents a particular challenge when the final volume image data set is composed of a plurality of partial image data sets which originate from a plurality of successive cardiac cycles. This is the case in particular when the extent of the X-ray detector used is not sufficient to scan the heart as a whole.

Durch diese Ausgangssituation kann es bei CT-Aufnahmen des Thorax oder explizit des Herzens häufig zu Artefakten im Volumenbilddatensatz kommen. In dem Fall, dass keine qualifizierte Überprüfung der Bilddatensätze direkt nach der Aufnahme durch einen erfahrenen Radiologen oder erfahrenen Medizintechniker erfolgt, kann dies dazu führen, dass der Patient auch im Fall von Bildern mit Artefakten nach Hause gesendet wird, obwohl nur eingeschränkt nutzbare Bilder vorliegen.This initial situation can often lead to artifacts in the volume image data set in CT images of the thorax or explicitly of the heart. In the event that the image datasets are not properly checked by an experienced radiologist or experienced medical technician directly after they have been taken, this can result in the patient being sent home even in the case of images with artifacts, even though the images are only of limited use.

Durch den starken Einfluss des Patienten ist dabei eine grundsätzliche Lösung des Problems in Nachhinein, d.h. nach Aufnahme des Volumenbilddatensatzes, nur schwer möglich. Es gibt Ansätze und Lösungen die aufgenommenen Bilder durch Registrierung der einzelnen Teile zu korrigieren und so den auslösenden Ursachen wie Atmung oder eines unregelmäßigen Herzschlags entgegenzuwirken. Andere Lösungen basieren auf sehr aufwendigen, durch Hardware getriebenen Lösungen, welche den Einfluss der obigen Faktoren zu minimieren und damit das Auftreten von Artefakten von vornherein zu vermeiden versuchen. Beispielsweise kann durch den Einsatz eines möglichst großflächigen Detektor in Richtung der Längsachse des Patienten (Flächendetektor-System) ein möglichst großer Bereich gleichzeitig aufgenommen werden kann, so dass die Aufnahmezeiten möglichst gering gehalten werden können bzw. ein Aneinanderreihen von Teilbilddatensätzen aus verschiedenen Herzzyklen vermieden werden kann. Dies setzt jedoch kostspielige Detektorgrößen von mindestens 14cm oder mehr voraus.Due to the strong influence of the patient, a fundamental solution to the problem is in retrospect, i.e. after recording the volume image data set, only possible with difficulty. There are approaches and solutions to correct the recorded images by registering the individual parts and thus to counteract the triggering causes such as breathing or an irregular heartbeat. Other solutions are based on very complex, hardware-driven solutions which minimize the influence of the above factors and thus try to avoid the occurrence of artifacts from the outset. For example, by using the largest possible detector in the direction of the longitudinal axis of the patient (area detector system), the largest possible area can be recorded at the same time, so that the recording times can be kept as short as possible or a string of partial image data sets from different cardiac cycles can be avoided . However, this requires expensive detector sizes of at least 14 cm or more.

In vielen Fällen ist eine Überprüfung der Bilddatensätze für eine Gewährleistung einer ausreichend hohen Bildqualität nach der Aufnahme der Projektionsmessdaten nicht zu vermeiden.In many cases, a check of the image data sets in order to guarantee a sufficiently high image quality after the projection measurement data have been recorded cannot be avoided.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Möglichkeit eine verbesserte Überprüfung eines Volumenbilddatensatzes abbildend zumindest eines Teils des Thorax eines Patienten hinsichtlich seiner Bildqualität bereitzustellen. The object of the invention is therefore the possibility of providing an improved check of a volume image data set depicting at least a part of the thorax of a patient with regard to its image quality.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.The object is achieved by the features of the independent patent claims. Further advantageous and in part inventive embodiments and developments of the invention are set out in the subclaims and the following description.

Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sowohl in Bezug auf das beanspruchte Verfahren als auch in Bezug auf die 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 die gegenständlichen Ansprüche (die beispielsweise auf eine Vorrichtung gerichtet sind) auch mit den 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 ausgebildet.The solution to the object according to the invention is described below both in relation to the claimed method and in relation to the claimed device. Features, advantages or alternative embodiments mentioned here are also to be transferred to the other claimed subjects and vice versa. In other words, the present claims (which are directed, for example, to a device) can also be developed with the features that are described or claimed in connection with a method. The corresponding functional features of the method are formed by corresponding objective modules.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes abbildend zumindest eines Teils des Thorax eines Patienten, wobei der Volumenbilddatensatz auf mittels eines Computertomographie-Geräts aufgenommenen Projektionsmessdaten basiert und eine dreidimensionale Matrix an Bildpixelwerten umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte des Empfangens, des ersten Ermittelns oder des zweiten Ermittelns, des Bewertens und des Ausgebens.The invention relates to a method for evaluating an image quality of a volume image data set depicting at least part of the thorax of a patient, the volume image data set being based on projection measurement data recorded by means of a computed tomography device and comprising a three-dimensional matrix of image pixel values. The method according to the invention comprises the steps of receiving, first determining or second determining, evaluating and outputting.

Im Schritt des Empfangens wird der Volumenbilddatensatz mittels einer ersten Schnittstelle empfangen. Die dreidimensionale Matrix an Bildpixelwerten des Volumenbilddatensatzes erlaubt eine dreidimensionale, insbesondere räumlich dreidimensionale, Darstellung des mittels der Projektionsmessdaten vermessenen Untersuchungsbereichs des Patienten. Der Volumenbilddatensatz kann auch als eine Mehrzahl an Schichtbilddatensätzen dargestellt werden. Ein Schichtbilddatensatz umfasst jeweils eine Schicht des Volumenbilddatensatzes an einer Position entlang einer ausgezeichneten Achse, insbesondere der z-Achse. Ein Schichtbilddatensatz erlaubt jeweils eine zweidimensionale, insbesondere räumlich zweidimensionale, Darstellung der jeweiligen Schicht. Der Volumenbilddatensatz bildet insbesondere zumindest ein Teil des Thorax des Patienten ab. Er kann dabei insbesondere auch das Herz des Patienten vollständig oder zumindest teilweise abbilden.In the receiving step, the volume image data set is received by means of a first interface. The three-dimensional matrix of image pixel values of the volume image data set allows a three-dimensional, in particular three-dimensional, spatial representation of the examination area of the patient measured by means of the projection measurement data. The volume image data set can also be represented as a plurality of slice image data sets. A slice image data set comprises in each case a slice of the volume image data set at a position along a marked axis, in particular the z-axis. A slice image data record allows a two-dimensional, in particular spatially two-dimensional, representation of the respective slice. In particular, the volume image data record depicts at least part of the patient's thorax. In particular, it can also display the patient's heart completely or at least partially.

Basierend auf dem Volumenbilddatensatz wird mittels der Recheneinheit in dem Schritt des erstens Ermittelns die erste Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des ersten Artefakts bestimmt oder in dem Schritt des zweiten Ermittelns die zweite Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des zweiten Artefakts bestimmt. Dabei kann das zweite Ermitteln unabhängig vom ersten Ermitteln stattfinden bzw. auch eine zweite Wahrscheinlichkeit unabhängig von einer ersten Wahrscheinlichkeit ermittelt werden. Auch eine zeitliche Reihenfolge soll durch die Ausdrücke des „ersten Ermittelns“ und „zweiten Ermitteins“ bzw. „der ersten Wahrscheinlichkeit“ und „der zweiten Wahrscheinlichkeit“ nicht ausgedrückt werden. Die Formulierung dient in diesem Kontext lediglich der Unterscheidung der Schritte bzw. der ermittelten Wahrscheinlichkeiten.Based on the volume image data set, the computing unit determines the first probability for the occurrence of the first artifact in the step of the first determination, or the second probability for the occurrence of the second artifact is determined in the step of the second determination. The second determination can take place independently of the first determination or a second probability can also be determined independently of a first probability. A temporal sequence should also not be expressed by the expressions “first determination” and “second determination” or “the first probability” and “the second probability”. In this context, the wording only serves to differentiate between the steps and the determined probabilities.

Das erste Artefakt kann im Folgenden beispielsweise auch Herzartefakt genannt werden. Das zweite Artefakt kann im Folgenden beispielsweise auch Atemartefakt genannt werden. Das erste oder zweite Artefakt kann jeweils daraus resultieren, dass während der Aufnahme der Projektionsmessdaten zu einer Veränderung der Lage oder des Zustands einer anatomischen Struktur aufgetreten ist. Im Fall des ersten Artefakts ist ein veränderter Zustand des Herzens aufgrund des Herzschlags und im Falle des zweiten Artefakts eine Bewegung des Thorax oder der inneren Strukturen durch die Atmung ursächlich. Beispielsweise wird das Herz in einem ersten Schichtbilddatensatz in einer anderen Phase des Herzzyklus abgebildet als in einem zu diesem benachbarten Schichtbilddatensatz. Daraus kann insbesondere resultieren, dass im Volumenbilddatensatzes Unstimmigkeiten entlang der z-Achse auftreten und eine Widergabe des abgebildeten Bereichs für eine weitere Befundung beeinträchtigt ist. Im Schritt des ersten Ermittelns wird eine Wahrscheinlichkeit ermittelt, dass ein Herzartefakt in einer Darstellung des Volumenbilddatensatz auftritt und diese beeinträchtigt. Im Schritt des zweiten Ermittelns wird eine Wahrscheinlichkeit ermittelt, dass im Volumenbilddatensatz ein Atemartefakt vorliegt bzw. dass das Artefakt in einer Darstellung des Volumenbilddatensatz auftritt.The first artifact can also be called a heart artifact in the following, for example. The second artifact can also be called breathing artifact below, for example. The first or second artifact can each result from the fact that a change in the position or the state of an anatomical structure occurred during the recording of the projection measurement data. In the case of the first artifact, a changed condition of the heart due to the heartbeat and, in the case of the second artifact, a movement of the thorax or the internal structures due to breathing is the cause. For example, the heart is imaged in a first slice image data set in a different phase of the cardiac cycle than in a slice image data set adjacent to it. This can in particular result in inconsistencies occurring in the volume image data set along the z-axis and a reproduction of the imaged area for further diagnosis is impaired. In the first ascertaining step, a probability is ascertained that a heart artifact will occur in a representation of the volume image data set and impair it. In the second determination step, a probability is determined that a respiratory artifact is present in the volume image data set or that the artifact occurs in a representation of the volume image data set.

Das erste und zweite Ermitteln kann alternativ zueinander ausgeführt werden. In besonders bevorzugten Ausführungen wird jedoch sowohl der Schritt des ersten Ermittelns als auch der Schritt des zweiten Ermittelns durchgeführt. Dies ermöglicht eine besonders aussagekräftige und differenzierte Bewertung der Bildqualität und gegebenenfalls eine gezieltere Ableitung von weiteren Maßnahmen.The first and second determination can be carried out alternatively to one another. In particularly preferred embodiments, however, both the step of the first determination and the step of the second determination are carried out. This enables a particularly meaningful and differentiated assessment of the image quality and, if necessary, a more targeted derivation of further measures.

Das erste oder zweite Ermitteln der ersten oder zweiten Wahrscheinlichkeit kann etwa das Ermitteln einer Kenngröße oder eines konkreten Zahlenwerts, beispielsweise basierend auf den Bildpixelwerten des Volumenbilddatensatzes oder der Schnittbilddatensätze, aus welchen der Volumenbilddatensatz besteht, umfassen, wobei die Kenngröße oder der Zahlenwert mit dem Auftreten des ersten oder zweiten Artefakts verbunden, d.h. korreliert, ist. Dabei kann eine Kenngröße, basierend auf der die erste Wahrscheinlichkeit ermittelt wird, eine andere Kenngröße sein, als die Kenngröße, basierend auf der die zweite Wahrscheinlichkeit ermittelt wird. Insbesondere kann die erste Wahrscheinlichkeit basierend auf einem anderen Bildausschnitt ermittelt werden als der Bildausschnitt, welcher für das Ermitteln der zweiten Wahrscheinlichkeit herangezogen wird. Letzteres kann eine besonders einfache Möglichkeit darstellen, zwischen einem ersten Artefakt und einem zweiten Artefakt zu unterscheiden. Das heißt, dies kann insbesondere eine einfache Möglichkeit darstellen, einem auftretenden Artefakt eine zugrunde liegenden Ursache zuzuordnen. The first or second determination of the first or second probability can include determining a parameter or a specific numerical value, for example based on the image pixel values of the volume image data set or the slice image data sets from which the volume image data set consists, the parameter or the numerical value with the occurrence of the first or second artifact connected, ie correlated, is. In this case, a parameter on which the first probability is determined can be a different parameter than the parameter on which the second probability is determined. In particular, the first probability can be determined based on a different image section than the image section which is used to determine the second probability. The latter can represent a particularly simple possibility of distinguishing between a first artifact and a second artifact. That is to say, this can in particular represent a simple possibility of assigning an underlying cause to an artefact that occurs.

Basierend auf der ermittelten ersten Wahrscheinlichkeit und/oder basierend auf der ermittelten zweiten Wahrscheinlichkeit wird anschließend die Bildqualität des Volumenbilddatensatzes im Schritt des Bewertens bewertet. Die Bildqualität kann dabei zumindest dahingehend bewertet werden, ob das Auftreten eines ersten oder eines zweiten Artefakts in der Darstellung des Volumenbilddatensatzes für einen Betrachter zu erwarten ist. Die Bewertung kann ein Level der Beeinträchtigung durch ein auftretendes Artefakt in der Darstellung des Volumenbilddatensatzes oder für eine Diagnose basierend auf dem Volumenbilddatensatz widergeben oder abschätzen. Eine Bewertung basierend auf der ersten und/oder zweiten Wahrscheinlichkeit kann umfassen, einen oder mehrere im Wesentlichen kontinuierlichen Zahlenwert bzw. kontinuierliche Zahlenwerte, welcher die erste oder zweite Wahrscheinlichkeit repräsentiert, in verschiedene Kategorien oder Abstufungen klassifizieren, so dass eine vereinfachte Beurteilung des Ergebnisses durch klinisches Personal ermöglicht ist. Die Verknüpfung eines Beeinträchtigungsgrads mit der ermittelten ersten Wahrscheinlichkeit oder der ermittelten zweiten Wahrscheinlichkeit kann dabei beispielsweise zuvor empirisch durch Voruntersuchungen anhand vorhandener Volumenbilddatensätze und einer Einschätzung von erfahrenem klinischen Personal festgelegt sein.Based on the determined first probability and / or based on the determined second probability, the image quality of the volume image data set is then assessed in the step of evaluating. The image quality can at least be assessed to the effect of whether the appearance of a first or a second artifact in the representation of the volume image data set is to be expected for a viewer. The assessment can reflect or estimate a level of impairment due to an artifact occurring in the representation of the volume image data set or for a diagnosis based on the volume image data set. An assessment based on the first and / or second probability can include classifying one or more essentially continuous numerical values or continuous numerical values, which represent the first or second probability, into different categories or grades, so that a simplified assessment of the result by clinical Personnel is enabled. The link between a degree of impairment and the determined first probability or the determined second probability can, for example, be established empirically beforehand through preliminary examinations based on existing volume image data sets and an assessment by experienced clinical staff.

Ein im Schritt des Bewertens bestimmtes Level der Beeinträchtigung bzw. eine klassifizierte Kategorie kann mit einer Handlungsanweisung und/oder einem Steuerbefehl verknüpft sein. Der Steuerbefehl kann eine Ansteuerung eines CT-Geräts umfassen. Dies kann beispielsweise eine Wiederholung von Aufnahmen, ein Anpassen von Aufnahme- oder Rekonstruktionsparametern oder ähnliches umfassen.A level of impairment or a classified category determined in the evaluation step can be linked to an instruction and / or a control command. The control command can include a control of a CT device. This can include, for example, repetition of recordings, adaptation of recording or reconstruction parameters or the like.

Anschließend wird die Bewertung mittels einer zweiten Schnittstelle im Schritt des Ausgebens ausgegeben. Die Bewertung kann insbesondere an eine Ausgabeeinheit ausgegeben werden, welche einem Anwender, d.h. klinischem Personal, eine Einsicht in die oder Zugang zu der Bewertung ermöglicht. Dies kann in Form einer Darstellungseinheit, d.h. einem Display oder Monitor, oder einer Sprachausgabe oder ähnlichem sein. Basierend auf der Bewertung kann beispielsweise ein weiteres Vorgehen hinsichtlich einer optimalen Befundung und Betreuung des Patienten festgelegt werden. Die Bewertung kann außerdem auch an eine Steuereinheit eines Computertomographie-Geräts oder an eine Rekonstruktionseinheit eines Computertomographie-Geräts ausgegeben werden, insbesondere wenn die Bewertung mit einer Handlungsanweisung und/oder einem Steuerbefehl verknüpft ist.The evaluation is then output using a second interface in the output step. The evaluation can in particular be output to an output unit which a user, i. E. Allows clinical staff to view or access the assessment. This can be in the form of a representation unit, i. a display or monitor, or a voice output or similar. Based on the assessment, for example, a further procedure with regard to optimal diagnosis and care of the patient can be determined. The evaluation can also be output to a control unit of a computed tomography device or to a reconstruction unit of a computed tomography device, in particular if the evaluation is linked to an instruction and / or a control command.

Weiterhin können alle zuvor beschriebenen Schritte automatisch ausgeführt werden. „Automatisch“ bedeutet im Kontext der vorliegenden Anmeldung, dass der jeweilige Schritt mittels der beanspruchten Vorrichtung selbstständig abläuft, und für den jeweiligen Schritt im Wesentlichen keine Interaktion einer Bedienperson notwendig ist. Die Bedienperson muss höchstens berechneten Ergebnisse bestätigen oder Zwischenschritte ausführen. Beispielsweise kann die Bedienperson einen Bildausschnitt auswählen. In weiteren Varianten der Erfindung mit „vollautomatisch“ durchgeführten Schritten ist zur Durchführung dieser Schritte gar keine Interaktion einer Bedienperson notwendig. Insbesondere können alle Schritte des beanspruchten Verfahrens „vollautomatisch“ durchgeführt werden. Unabhängig davon, ob die einzelnen Schritte „automatisch“ oder „vollautomatisch“ ausgeführt werden, kann das erfindungsgemäße Verfahren Bestandteil eines Arbeitsablaufes sein, der zusätzlich eine Interaktion von einer Bedienperson erfordert. Die Interaktion mit der Bedienperson kann darin bestehen, dass dieser ein Aufnahmeprotokoll und/oder eine klinische Fragestellung manuell auswählt, beispielsweise aus einem mittels eines Bildschirms präsentierten Menu. Eine automatische Umsetzung bewirkt vorteilhaft, dass schnell und stets eine Bewertung des Volumenbilddatensatzes, insbesondere auch im direkten Anschluss an eine Aufnahme der Projektionsmessdaten, vorliegen kann.Furthermore, all the steps described above can be carried out automatically. “Automatically” in the context of the present application means that the respective step runs independently by means of the claimed device, and essentially no operator interaction is necessary for the respective step. The operator only has to confirm calculated results or carry out intermediate steps. For example, the operator can select an image section. In further variants of the invention with steps carried out “fully automatically”, no operator interaction at all is necessary to carry out these steps. In particular, all steps of the claimed method can be carried out “fully automatically”. Regardless of whether the individual steps are carried out “automatically” or “fully automatically”, the method according to the invention can be part of a workflow that additionally requires interaction from an operator. The interaction with the operator can consist of the operator manually selecting a recording protocol and / or a clinical question, for example from a menu presented by means of a screen. An automatic implementation has the advantageous effect that an evaluation of the volume image data set can be available quickly and at all times, in particular also directly after recording the projection measurement data.

Vorteilhaft kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Notwendigkeit umgangen werden, dass für eine erste Bewertung des Volumenbilddatensatzes stets erfahrenes klinisches Personal zur Verfügung stehen muss, was zu Wartezeiten eines Patienten oder zu einer starken zeitlichen Bindung des klinischen Personals führen kann, oder aber zu der Folge, dass ein Patient entlassen wird, ohne dass zumindest ein Volumenbilddatensatz mit ausreichender Qualität für eine weitere Befundung zur Verfügung steht. Dagegen kann klinisches Personal mit weniger Erfahrung vorteilhaft in einer Einschätzung des vorliegenden Volumenbilddatensatzes und in einer Ableitung von Maßnahmen unterstützt werden. Dies ist insbesondere bei Volumenbilddatensätzen mit sehr komplexen Bildinformationen, beispielsweise mit einer weiteren Abhängigkeit von einer Zeitkomponente, d.h. wenn beispielweise die Darstellung des Volumenbilddatensatzes außerdem noch in Abhängigkeit der Phase des Herzzyklus möglich ist, besonders vorteilhaft. Der Einsatz des hier beschriebenen Verfahrens zur Bewertung der Bildqualität kann damit vorteilhaft zu einer Entlastung des klinischen Personals und zu einem effizienten Arbeitsablauf im klinischen Betrieb beitragen.Advantageously, the method according to the invention can circumvent the need for experienced clinical staff to always be available for an initial assessment of the volume image data set, which can lead to waiting times for a patient or to a strong time commitment of the clinical staff, or the consequence that a patient is discharged without at least one Volume image data set is available with sufficient quality for further diagnosis. In contrast, clinical staff with less experience can be advantageously supported in assessing the present volume image data set and in deriving measures. This is particularly advantageous in the case of volume image data sets with very complex image information, for example with a further dependency on a time component, ie if, for example, the volume image data set can also be displayed as a function of the phase of the cardiac cycle. The use of the method described here for evaluating the image quality can thus advantageously contribute to relieving the burden on clinical staff and to an efficient workflow in clinical operation.

In einer vorteilhaften Verfahrensvariante umfasst das erfindungsgemäße Verfahren außerdem die Schritte des Ableitens einer Handlungsanweisung und einen weiteren Schritt des Ausgebens.In an advantageous variant of the method, the method according to the invention also includes the steps of deriving an instruction and a further output step.

Im Schritt des Ableitens wird eine Handlungsanweisung basierend auf der Bewertung der Bildqualität mittels der Recheneinheit abgeleitet. Das Ableiten bedeutet dabei, dass eine Handlungsanweisung bestimmt oder ein oder mehrere Vorschläge für eine Handlungsanweisung basierend auf der Bewertung ermittelt werden. Die Handlungsanweisung kann dabei insbesondere einem Vorschlag für das klinische Personal oder einer Strategie für ein weiteres Vorgehen entsprechen, so dass möglichst ein Volumenbilddatensatz mit einer ausreichend hohen Qualität für eine darauf basierende weitere Befundung oder Diagnose bereitgestellt werden kann. Die auf der Bewertung basierende abgeleitete Strategie kann auch umfassen, dass der Volumenbilddatensatz in der vorliegenden Form akzeptiert werden muss, da die Aussicht auf eine Verbesserung auch bei einer erneuten Aufnahme von Projektionsmessdaten als gering eingeschätzt wird. Das Ableiten der Handlungsanweisung kann dabei insbesondere automatisch ausgeführt werden.In the deriving step, an instruction based on the assessment of the image quality is derived by means of the computing unit. Deriving here means that an instruction is determined or one or more suggestions for an instruction are determined based on the assessment. The instruction can correspond in particular to a proposal for the clinical staff or a strategy for a further procedure, so that if possible a volume image data set with a sufficiently high quality can be provided for a further diagnosis or diagnosis based thereon. The derived strategy based on the evaluation can also include that the volume image data set has to be accepted in the present form, since the prospect of improvement is assessed as low even if projection measurement data are recorded again. The derivation of the instruction can in particular be carried out automatically.

Im weiteren Schritt des Ausgebens wird die Handlungsanweisung ausgegeben. Die Ausgabe der Handlungsanweisung erfolgt insbesondere an eine Ausgabeeinheit, welche einem Anwender Zugang zu der Handlungsanweisung ermöglicht. Es ist dabei ebenso denkbar, dass auch eine Umsetzung der Handlungsanweisung, sofern möglich, automatisch oder nach einer Autorisierung durch das klinische Personal erfolgt. Dann kann die Handlungsanweisung demensprechend auch an eine Steuereinheit oder an eine Rekonstruktionseinheit ausgegebenen werden. Dies kann beispielsweise eine erneute Rekonstruktion mit verbesserten Rekonstruktionsparametern betreffen, die Einstellung von Aufnahmeparametern oder eine Wiederholung von Aufnahmen betreffen.In the next step of output, the instruction is output. The handling instruction is output in particular to an output unit which enables a user to access the handling instruction. It is also conceivable that an implementation of the instruction, if possible, takes place automatically or after authorization by the clinical staff. The instruction can then accordingly also be output to a control unit or to a reconstruction unit. This can relate, for example, to a new reconstruction with improved reconstruction parameters, the setting of recording parameters or a repetition of recordings.

Vorteilhaft kann das Ableiten und Ausgeben von Handlungsanweisungen Entscheidungsprozesse beschleunigen. Insbesondere unerfahrene Anwender können so anhand von Handlungsoptionen vorteilhaft unterstützt werden.The deriving and issuing of instructions can advantageously accelerate decision-making processes. Inexperienced users in particular can be advantageously supported with the help of options for action.

In einer vorteilhaften Verfahrensvariante umfasst die bestimmte Handlungsanweisung zumindest eine Anweisung der folgenden Gruppe aus Handlungsanweisungen:

  • - Erneutes Aufnehmen von Projektionsmessdaten,
  • - Anpassen eines Aufnahmeparameters für ein erneutes Aufnehmen von Projektionsmessdaten, oder
  • - Anpassen eines Rekonstruktionsparameters für eine Rekonstruktion des Volumenbilddatensatzes basierend auf den bereits aufgenommenen Projektionsmessdaten oder basierend auf erneut aufgenommenen Projektionsmessdaten.
In an advantageous variant of the method, the specific instruction includes at least one instruction from the following group of instructions:
  • - Re-recording of projection measurement data,
  • - Adjustment of an acquisition parameter for a new acquisition of projection measurement data, or
  • Adaptation of a reconstruction parameter for a reconstruction of the volume image data set based on the projection measurement data already recorded or based on projection measurement data recorded again.

Vorteilhaft kann das Anwenden einer Handlungsanweisung aus dieser Gruppe an Handlungsanweisung zu der Gewährleistung einer ausreichend hohen Bildqualität für eine weitere Befundung beitragen. Darüber hinaus kann die Gruppe an Handlungsanweisungen auch noch andere Handlungsempfehlungen umfassen.The application of an instruction from this group to an instruction can advantageously contribute to ensuring a sufficiently high image quality for a further diagnosis. In addition, the group of instructions can also include other recommendations for action.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahren umfasst das Verfahren den Schritt des Ermittelns der ersten Wahrscheinlichkeit und weist außerdem den Schritt des ersten Bestimmens auf. Dabei wird ein erster Bildbereich basierend auf dem Volumenbilddatensatz bestimmt, welcher zumindest einen Teilbereich des Herzens des Patienten umfasst, und wobei das Bestimmen der ersten Wahrscheinlichkeit auf dem bestimmten ersten Bildbereich basiert.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Verfahren den Schritt des Ermittelns der zweiten Wahrscheinlichkeit umfassen und dazu außerdem den Schritt des zweiten Bestimmens aufweisen. Dabei wird ein zweiter Bildbereich basierend auf dem Volumenbilddatensatz bestimmt, welcher zumindest einen Teilbereich des vom Volumenbilddatensatz umfassten Teils des Thorax des Patienten umfasst, und wobei das Ermitteln der zweiten Wahrscheinlichkeit auf dem bestimmten zweiten Bildbereich basiert.
In an advantageous embodiment of the method, the method includes the step of determining the first probability and also has the step of first determining. In this case, a first image area is determined based on the volume image data set, which comprises at least a partial area of the patient's heart, and the determination of the first probability is based on the determined first image area.
Additionally or alternatively, the method can include the step of determining the second probability and, for this purpose, also have the step of second determining. A second image area is determined based on the volume image data set, which area comprises at least a partial area of the part of the patient's thorax comprised by the volume image data set, and the determination of the second probability is based on the determined second image area.

Der erste Bildbereich kann beispielsweise auch Herzbildbereich genannt werden. Der zweite Bildbereich kann beispielsweise auch Thoraxbildbereich genannt werden. Vorzugsweise unterscheidet sich der erste bestimmte Bildbereich von dem zweiten bestimmten Bildbereich. Bevorzugt umfasst der erste Bildbereich im Wesentlichen das Herz. Bevorzugt umfasst der zweite Bildbereich zumindest einen Bildausschnitt außerhalb des abgebildeten Herzens des Patienten. Auch in diesem Fall wird darauf hingewiesen, dass die Ausdrücke „erste“ und „zweite“ nicht notwendigerweise eine Abhängigkeit voneinander oder einen zeitlichen Ablauf ausdrücken, sondern insbesondere der Unterscheidung dienen. The first image area can also be called a heart image area, for example. The second image area can also be called the thorax image area, for example. The first specific image area preferably differs from the second specific image area. The first image area preferably essentially comprises the heart. The second image area preferably includes at least one image section outside the imaged heart of the patient. In this case, too, it is pointed out that the expressions “first” and “second” do not necessarily express a dependency on one another or a time sequence, but rather serve in particular to differentiate.

Der erste und/oder zweite Bildbereich kann automatisch oder vollautomatisch bestimmt werden. Das Bestimmen des ersten oder zweiten Bildbereichs kann eine Interaktion eines Anwenders umfassen. Beispielsweise kann ein Anwender eine maximale Ausdehnung basierend auf dem Volumenbilddatensatz oder den Schichtbilddatensätzen definieren. Beispielsweise kann die Bedienperson einen Saatpunkt zur Segmentierung einer anatomischen Struktur setzen, worauf basierend ein Bildbereich bestimmt werden kann. Es ist ebenso denkbar, dass das Herz oder andere anatomische Strukturen basierend auf dem Volumenbilddatensatz vollautomatisch erkannt und darauf basierend ein erster oder zweiter Bildbereich bestimmt werden. Beispielsweise können charakteristische anatomische Strukturen im Volumenbilddatensatz oder den Schichtbilddatensätzen automatisiert detektiert und darauf basierend ein Bildbereich bestimmt werden. Die Bildbereiche können basierend auf einer Segmentierung anatomischer Strukturen, beispielsweise das Herz, bestimmt werden. Zur Segmentierung wird beispielsweise ein regionenorientierter flächenbasierter oder ein kantenbasierter Segmentierungsalgorithmus verwendet. Bei der automatisierten Bestimmung des ersten oder zweiten Bildbereichs ist dabei insbesondere auch ein Verfahren des maschinellen Lernens denkbar.The first and / or second image area can be determined automatically or fully automatically. The determination of the first or second image area can include an interaction of a user. For example, a user can define a maximum extent based on the volume image data set or the slice image data sets. For example, the operator can set a seed point for segmenting an anatomical structure, based on which an image area can be determined. It is also conceivable for the heart or other anatomical structures to be recognized fully automatically based on the volume image data set and for a first or second image area to be determined based thereon. For example, characteristic anatomical structures in the volume image data set or the slice image data sets can be automatically detected and an image area can be determined based thereon. The image areas can be determined based on a segmentation of anatomical structures, for example the heart. For example, a region-oriented, area-based or an edge-based segmentation algorithm is used for segmentation. In the automated determination of the first or second image area, a machine learning method is also conceivable.

Unter einem Verfahren des maschinellen Lernens, bzw. unter einem künstlichen Intelligenzsystem, kann man dabei ein System für die künstliche Generierung von Wissen aus Erfahrung bezeichnen. Die Verwendung eines solchen Systems kann ein Erkennen von Mustern und Gesetzmäßigkeiten in den Trainingsdaten umfassen. Nach der Trainingsphase kann das künstliche Intelligenzsystem beispielsweise in bisher unbekannten Daten Merkmale oder Zusammenhänge extrahieren. Beispielsweise ist ein maschinelles Lernverfahren ein neuronales Netz („neural network“), beispielsweise ein tiefes neuronales Netz („deep neural network“) und/oder ein faltendes neuronales Netz („convolutional neural network“, CNN). Es kann auch ein anderes Verfahren des maschinellen Lernens eingesetzt werden. Ein künstliches Intelligenzsystem kann beim ersten oder zweiten Bestimmen eingesetzt werden, um automatisiert anatomische Strukturen zu erkennen, worauf basierend der erste oder zweite Bildbereich bestimmt werden kann. Ein künstliches Intelligenzsystem kann beim ersten oder zweiten Bestimmen eingesetzt werden, um besonders geeignete Bildausschnitte für das erste und zweite Ermitteln der ersten oder zweiten Wahrscheinlichkeit automatisiert zu bestimmen oder vorzuschlagen. Durch Anwenden eines künstlichen Intelligenzsystems können alle relevanten Einflussgrößen für das erste oder zweite Bestimmen berücksichtigt werden, auch solche, für die ein Anwender keinen Zusammenhang abschätzen kann. Solch ein maschinelles Lernverfahren kann etwa mit einer Vielzahl von durch einen Anwender manuell definierten Bildbereichen trainiert sein.A machine learning process or an artificial intelligence system can be used to describe a system for the artificial generation of knowledge from experience. The use of such a system can include a recognition of patterns and regularities in the training data. After the training phase, the artificial intelligence system can extract features or relationships from previously unknown data, for example. For example, a machine learning method is a neural network (“neural network”), for example a deep neural network (“deep neural network”) and / or a convolutional neural network (“convolutional neural network”, CNN). Another method of machine learning can also be used. An artificial intelligence system can be used in the first or second determination in order to automatically recognize anatomical structures, based on which the first or second image area can be determined. An artificial intelligence system can be used in the first or second determination in order to automatically determine or suggest particularly suitable image sections for the first and second determination of the first or second probability. By using an artificial intelligence system, all relevant influencing variables can be taken into account for the first or second determination, including those for which a user cannot estimate a relationship. Such a machine learning method can, for example, be trained with a large number of image areas defined manually by a user.

Das Bestimmen eines spezifischen ersten Bildbereichs für das Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit und/oder das Bestimmen eines spezifischen zweiten Bildbereichs für das Ermitteln der zweiten Wahrscheinlichkeit kann vorteilhaft und in einfacher Weise verbessert ermöglichen, ein auftretendes erstes Artefakt einer ersten Ursache zuzuordnen, und/oder ein auftretendes zweites Artefakt einer zweiten Ursache zuzuordnen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn ein erstes oder zweites Artefakt im Wesentlichen lokal im ersten oder zweiten Bildbereich auftritt. Ein Herzartefakt beispielsweise wirkt sich insbesondere auf den Bildbereich des abgebildeten Herzens aus.The determination of a specific first image area for determining the first probability and / or the determination of a specific second image area for determining the second probability can advantageously and in a simple and improved manner make it possible to assign an occurring first artifact to a first cause and / or an occurring one assign second artifact to a second cause. This is particularly the case when a first or second artifact occurs essentially locally in the first or second image area. A heart artifact, for example, has an effect in particular on the image area of the imaged heart.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert der Volumenbilddatensatz auf während zumindest zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen des Herzens des Patienten aufgenommenen Projektionsmessdaten und ist als eine Mehrzahl von Schichtbilddatensätzen darstellbar, welche aus den zumindest zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen, und welche jeweils eine zweidimensionale Matrix an Bildpixelwerten umfassen.In a variant of the method according to the invention, the volume image data set is based on projection measurement data recorded during at least two different cardiac cycles of the patient's heart and can be displayed as a plurality of slice image data sets which originate from the at least two different cardiac cycles and which each include a two-dimensional matrix of image pixel values .

Der Volumenbilddatensatz kann in diesem Fall als aus einer Mehrzahl an Blöcken, d.h. Teilbilddatensätzen, von Schichtbilddatensätzen zusammengesetzt beschrieben werden, wobei jeder Block jeweils auf der Aufnahme von Projektionsmessdaten während eines bestimmten Herzzyklus basiert. Die Blöcke können jeweils eine Mehrzahl an Schichtbilddatensätzen umfassen. Sie können auch nur ein Schnittbilddatensatz, d.h. eine Schicht des Volumenbilddatensatzes umfassen. Die Anzahl der Schichtbilddatensätze pro Herzzyklus-Block kann von dem eingesetzten Röntgendetektor des CT-Geräts bestimmt sein, insbesondere von dessen Ausdehnung in Form von Pixelzeilen in Richtung der Systemachse. Ein solches Vorgehen ist insbesondere mit dem Einsatz von Röntgendetektoren verbunden, deren Ausdehnung entlang der Systemachse nicht ausreicht, um das Herz eines Patienten vollständig aufzunehmen. Röntgendetektoren mit geringeren Ausdehnungen in Richtung der Systemachse sind insbesondere günstiger.In this case, the volume image data set can be described as being composed of a plurality of blocks, ie partial image data sets, of slice image data sets, each block being based on the recording of projection measurement data during a specific cardiac cycle. The blocks can each comprise a plurality of slice image data sets. They can also comprise only one slice image data set, ie one slice of the volume image data set. The number of slice image data records per cardiac cycle block can be determined by the X-ray detector used in the CT device, in particular by its extension in the form of pixel lines in the direction of the system axis. Such a procedure is particularly with associated with the use of X-ray detectors, the extent of which along the system axis is not sufficient to fully accommodate a patient's heart. X-ray detectors with smaller dimensions in the direction of the system axis are particularly cheaper.

In einer vorteilhaften Verfahrensvariante basierend auf aus einer Mehrzahl an Blöcken von Schichtbilddatensätzen zusammengesetzten Volumenbilddaten, wird beim Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit oder der zweiten Wahrscheinlichkeit eine Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen bestimmt, wobei die Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen der Untermenge an Schichtbilddatensätzen entspricht, welche jeweils an eine Grenze zwischen zwei im Volumenbilddatensatz benachbarten Schichtbilddatensätzen angrenzen, welche aus zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen.In an advantageous variant of the method based on volume image data composed of a plurality of blocks of slice image data sets, when determining the first probability or the second probability, a number of boundary slice image data sets is determined, the number of boundary slice image data sets corresponding to the subset of slice image data sets which are in each case a border between two adjacent slice image data sets in the volume image data set which originate from two different cardiac cycles.

Das bedeutet, in dieser Verfahrensvariante werden diejenigen Schichtbilddatensätze bestimmt, welche an einer Grenze eines Blocks an Schichtbilddatensätzen eines Herzzyklus zu einem benachbarten Block an Schichtbilddatensätzen eines folgenden (oder vorausgehenden) Herzzyklus liegen. Insbesondere basiert dann das erste Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit und/oder das zweite Ermitteln der zweiten Wahrscheinlichkeit auf den bestimmten Grenz-Schichtbilddatensätzen. An solchen Grenzen zwischen zwei Blöcken an Schichtbilddatensätzen tritt ein erstes oder zweites Artefakt in der Regel gehäuft auf. Die Analyse der Grenz-Schichtbilddatensätze stellt damit eine besonders effiziente Möglichkeit für die Bewertung des Volumenbilddatensatzes dar.This means that in this variant of the method, those slice image data sets are determined which lie on a boundary between a block of slice image data sets of a cardiac cycle and an adjacent block of slice image data sets of a following (or preceding) heart cycle. In particular, the first determination of the first probability and / or the second determination of the second probability is then based on the determined boundary slice image data sets. A first or second artifact usually occurs more frequently at such boundaries between two blocks of slice image data records. The analysis of the boundary slice image data sets thus represents a particularly efficient option for evaluating the volume image data set.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit oder der zweiten Wahrscheinlichkeit für jede Grenze zwischen zwei im Volumenbilddatensatz benachbarten Schichtbilddatensätzen, welche aus zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen, jeweils ein Einzel-Wahrscheinlichkeitswert für das Auftreten des ersten Artefakts oder für das Auftreten des zweiten Artefakts bestimmt. Dabei basiert der für jede Grenze bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert auf zwei im Volumenbilddatensatz benachbarten Grenz-Schichtbilddatensätzen.In an advantageous embodiment, when determining the first probability or the second probability for each boundary between two adjacent slice image data sets in the volume image data set, which originate from two different cardiac cycles, an individual probability value for the occurrence of the first artifact or for the occurrence of the second artifact is used certainly. The individual probability value determined for each boundary is based on two boundary slice image data records that are adjacent in the volume image data record.

Für jede Grenze eines Blocks an Schichtbilddatensätzen eines Herzzyklus zu einem benachbarten Block an Schichtbilddatensätzen eines folgenden oder vorausgehenden Herzzyklus wird ein Einzel-Wahrscheinlichkeitswert bestimmt. Bei einer Mehrzahl an Übergängen, d.h. Grenzen, wird dementsprechend eine Mehrzahl an Einzel-Wahrscheinlichkeitswerten bestimmt.An individual probability value is determined for each boundary between a block of slice image data sets of a cardiac cycle and an adjacent block of slice image data sets of a following or preceding cardiac cycle. With a plurality of transitions, i.e. Limits, a plurality of individual probability values is determined accordingly.

Indem für jeden Übergang ein Einzel-Wahrscheinlichkeitswert bestimmt wird, ist vorteilhaft sowohl eine auf eine einzelne Grenze bezogenen und damit differenzierte Bewertung möglich. Ebenso kann unter Einbeziehung aller oder einer Teilmenge der bestimmten Einzel-Wahrscheinlichkeitswerte eine aussagekräftige Bewertung des gesamten Volumenbilddatensatzes ermöglicht werden.Since an individual probability value is determined for each transition, an assessment based on an individual limit and thus differentiated is advantageously possible. A meaningful evaluation of the entire volume image data set can also be made possible by including all or a subset of the determined individual probability values.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird für jeden der Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen ein Schwellwertbilddatensatz basierend auf einem Anwenden zumindest eines Schwellwerts auf die Bildpixelwerte eines jeweiligen Grenz-Schichtbilddatensatz erzeugt, wobei der für jede Grenze bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert dann auf den Schwellwertbilddatensätzen basiert.According to an advantageous embodiment, a threshold image data record is generated for each of the number of boundary slice image data sets based on the application of at least one threshold value to the image pixel values of a respective boundary slice image data set, the individual probability value determined for each boundary then being based on the threshold image data sets.

Zumindest für jeden Grenz-Schichtbilddatensatz wird ein Schwellwertbilddatensatz erzeugt. Darüber hinaus können auch weitere Schwellwertbilddatensätze basierend auf weiteren Schichtbilddatensätze des Volumenbilddatensatzes erzeugt werden. Das Bilden eines Schwellwertbilddatensatzes kann umfassen, dass abhängig von einem Über- oder Unterschreiten eines zuvor festgelegten Schwellwerts durch einen jeweiligen Bildpixelwert eine Rechenvorschrift angewendet wird. Beispielsweise kann darauf basierend ein Bildpixelwert durch einen anderen Wert ersetzt werden. Es können auch mehrere Schwellwerte auf die Bildpixelwerte angewendet werden, um ein Schwellwertbilddatensatz zu erzeugen.A threshold image data record is generated at least for each boundary slice image data record. In addition, further threshold image data sets can also be generated based on further slice image data sets of the volume image data set. The formation of a threshold image data record can include that a calculation rule is applied depending on whether a previously defined threshold value is exceeded or not reached by a respective image pixel value. For example, an image pixel value can be replaced by another value based on this. A plurality of threshold values can also be applied to the image pixel values in order to generate a threshold value image data set.

Durch das Bilden des Schwellwertbilddatensatzes können beispielsweise etwaiger Ausreißer in den Bildpixelwerten, welche lediglich aus einem fehlerhaften Verhalten des Röntgendetektors resultieren, oder Rauschwerte ausgeschlossen werden. By forming the threshold image data set, for example any outliers in the image pixel values that result only from incorrect behavior of the X-ray detector or noise values can be excluded.

Auch können abgebildete Strukturen in den Schichtbilddatensätzen, welche beispielsweise vorwiegend Bildpixelwerte oberhalb oder unterhalb eines Schwellwerts annehmen, ebenso von der Analyse explizit aus- oder eingeschlossen werden. Das Bilden von Schwellwertbilddatensätzen kann daher vorteilhaft ein robusteres und verbessertes erstes oder zweites Ermitteln der ersten oder zweiten Wahrscheinlichkeit ermöglichen.Structures imaged in the slice image data sets, which, for example, predominantly assume image pixel values above or below a threshold value, can also be explicitly excluded or included from the analysis. The formation of threshold image data sets can therefore advantageously enable a more robust and improved first or second determination of the first or second probability.

In einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert der für jede Grenze bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert auf dem pixelweisen Unterschied zwischen zumindest zweier örtlich korrespondierender Untermengen an Bildpixelwerten zweier benachbarter Grenz-Schichtbilddatensätze, oder, sofern Schwellwertbilddatensätze der Grenz-Schichtbilddatensätze erzeugt wurden, auf dem pixelweisen Unterschied zwischen zumindest zweier örtlich korrespondierender Untermengen an Bildpixelwerten zweier zu zwei benachbarten Grenz-Schichtbilddatensätzen zugehöriger Schwellwertbilddatensätze. In a further advantageous variant of the method according to the invention, the individual probability value determined for each boundary is based on the pixel-by-pixel difference between at least two locally corresponding subsets of image pixel values of two adjacent boundary slice image data sets, or, if threshold image data sets of the boundary slice image data sets have been generated, on the pixel-by-pixel difference between at least two locally corresponding subsets of image pixel values of two threshold image data sets associated with two adjacent boundary slice image data sets.

Das heißt ein Einzel-Wahrscheinlichkeitswert basiert in diesem Fall entweder jeweils auf einem Paar an Grenz-Schichtbilddatensätzen oder auf daraus gebildeten Schwellwertbilddatensätzen. Örtlich korrespondierende Untermengen bedeutet, dass die Untermenge an Bildpixeln aufweisend die Bildpixelwerte in jedem Schichtbilddatensatz jeweils die gleichen Ortskoordinaten innerhalb eines jeweiligen Schichtbilddatensatzes umfasst. Zumindest kann ein jeweiliger Einzel-Wahrscheinlichkeitswert für die erste Wahrscheinlichkeit auf dem ersten bestimmten Bildbereich basieren. Zumindest kann ein jeweiliger Einzel-Wahrscheinlichkeitswert für die zweite Wahrscheinlichkeit auf dem zweiten bestimmten Bildbereich basieren. Darüber hinaus kann ein jeweiliger Einzel-Wahrscheinlichkeitswert auch noch auf weiteren Untermengen an Bildpixelwerten basieren.In other words, an individual probability value is based in this case either on a pair of boundary slice image data sets or on threshold value image data sets formed therefrom. Locally corresponding subsets means that the subset of image pixels having the image pixel values in each slice image data set comprises the same spatial coordinates within a respective slice image data set. At least one respective individual probability value for the first probability can be based on the first specific image area. At least one respective individual probability value for the second probability can be based on the second specific image area. In addition, a respective individual probability value can also be based on further subsets of image pixel values.

Das Bilden eines pixelweisen Unterschieds umfasst beispielsweise, dass jeweils eine Differenz zwischen zwei örtlich korrespondierenden Bildpixelwerten, d.h. zwischen zwei Bildpixeln aufweisend die gleichen Ortskoordinaten innerhalb zweier in z-Richtung benachbarter Schichtbilddatensätze, gebildet wird. Die Unterschiede können auch anderweitig quantifiziert werden, beispielsweise mittels einer Quotientenbildung der Bildpixelwerte oder ähnlichem. Große, sprunghafte oder vermehrt auftretende Unterschiede zwischen den Grenzschichtbilddatensätzen bzw. den daraus gebildeten Schwellwertbilddatensätzen können in günstiger Weise auf eine erhöhte Wahrscheinlichkeit des Auftretens des ersten oder des zweiten Artefakts hinweisen. In der Regel werden dagegen bei artefaktfreien Bilddaten zwischen zwei direkt benachbarten Schichtbilddatensätzen lediglich geringere Unterschiede erwartet, da die abgebildeten Schichten in der Regel sehr fein, d.h. eine sehr geringe Schichtdicke, im Vergleich zu den abgebildeten, anatomischen Strukturen des Patienten sind. Die Bestimmung des für jede Grenze bestimmten Einzel-Wahrscheinlichkeitswert auf dem pixelweisen Unterschied zwischen zumindest zweier örtlich korrespondierender Untermengen stellt insbesondere eine besonders einfache Möglichkeit dar, das Auftreten eines Artefakts zu bestimmen.The formation of a pixel-by-pixel difference comprises, for example, that in each case a difference between two spatially corresponding image pixel values, i.e. is formed between two image pixels having the same position coordinates within two slice image data sets that are adjacent in the z-direction. The differences can also be quantified in other ways, for example by means of a quotient formation of the image pixel values or the like. Large, abrupt or increased differences between the boundary layer image data sets or the threshold value image data sets formed therefrom can advantageously indicate an increased probability of the occurrence of the first or second artifact. In contrast, in the case of artifact-free image data, only minor differences are generally expected between two directly adjacent slice image data sets, since the imaged slices are usually very fine, i.e. are very thin compared to the depicted anatomical structures of the patient. The determination of the individual probability value determined for each limit on the pixel-by-pixel difference between at least two spatially corresponding subsets represents in particular a particularly simple possibility of determining the occurrence of an artifact.

In vorteilhafter Weise unterscheidet sich die Untermenge an Bildpixelwerten für das erste Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit von der Untermenge, welche für das zweite Ermitteln der zweiten Wahrscheinlichkeit herangezogen wird. Dadurch kann in sehr einfacher Weise eine Unterscheidung der Ursachen von auftretenden Unterschieden in den Bildpixelwerten ermöglicht werden bzw. diese einem ersten oder zweiten Artefakt zugeordnet werden.The subset of image pixel values for the first determination of the first probability differs from the subset which is used for the second determination of the second probability. As a result, it is possible in a very simple manner to distinguish the causes of occurring differences in the image pixel values or to assign these to a first or second artifact.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert der für jede Grenze bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert zusätzlich auf einer weiteren örtlich korrespondierenden Untermenge an Bildpixelwerten eines zu einem der zwei Grenz-Schichtbilddatensätzen benachbarten Schichtbilddatensatzes, welcher nicht Teil der Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen ist.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the individual probability value determined for each boundary is additionally based on a further locally corresponding subset of image pixel values of a slice image data set adjacent to one of the two boundary slice image data sets, which is not part of the number of boundary slice image data sets.

Das kann bedeuten, dass neben den Grenz-Schichtbilddatensätzen außerdem auch noch weitere Schichtbilddatensätze für das Ermitteln der jeweiligen Einzel-Wahrscheinlichkeitswerte herangezogen werden. Diese können als eine Art Normierung eingesetzt werden. Es können beispielsweise die Unterschiede, welche zwischen den Grenz-schichtbilddatensätzen gefunden werden, d.h. an einem Übergang zwischen zwei Blöcken aus verschiedenen Herzzyklen, in Relation zu Unterschieden gesetzt werden, welche zwischen zwei Schichtbilddatensätzen auftreten, die aus dem gleichen Herzzyklus stammen. Das bedeutet, die an einer Grenze zwischen zwei Blöcken auftretenden Unterschiede können in Relation zu den erwarteten Unterschieden innerhalb eines Blocks gesetzt werden. Die erwarteten Unterschiede können beispielsweise durch geringe Unterschiede der abgebildeten anatomischen Strukturen von Schicht zu Schicht hervorgerufen sein. Dies erlaubt vorteilhaft eine robustere Bestimmung der ersten oder zweiten Wahrscheinlichkeit.This can mean that in addition to the boundary slice image data sets, further slice image data sets are also used to determine the respective individual probability values. These can be used as a kind of normalization. For example, the differences found between the boundary image data sets, i.e. at a transition between two blocks from different cardiac cycles, are set in relation to differences which occur between two slice image data sets that originate from the same cardiac cycle. This means that the differences occurring at a boundary between two blocks can be put in relation to the expected differences within a block. The expected differences can be caused, for example, by slight differences in the depicted anatomical structures from layer to layer. This advantageously allows a more robust determination of the first or second probability.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt des Bestimmens eines HerzBildbereichs basierend auf dem Volumenbilddatensatz oder das Verfahren umfasst den Schritt des Bestimmens eines Thorax-Bildbereichs basierend auf dem Volumenbilddatensatz, und die jeweiligen Untermengen an Bildpixelwerten, die Grundlage für die Bestimmung der Einzel-Wahrscheinlichkeitswerte sind, werden durch den im Rahmen des Verfahrens bestimmten HerzBildbereich oder durch den Thorax-Bildbereich bestimmt.In a further variant of the method according to the invention, the method comprises the step of determining a heart image area based on the volume image data set or the method comprises the step of determining a thorax image area based on the volume image data set, and the respective subsets of image pixel values, the basis for determining the Individual probability values are determined by the heart image area or the thorax image area determined as part of the method.

Gemäß einer vorteilhaften Verfahrensausgestaltung basiert jeder Einzel-Wahrscheinlichkeitswert außerdem auf einem Wert des Bildrauschens eines Schichtbilddatensatzes. In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen basiert jeder Einzel-Wahrscheinlichkeitswert auf einem Wert des Bildrauschens zumindest eines der dem jeweiligen Einzel- Wahrscheinlichkeitswert zugrunde liegenden Grenz-Schichtbilddatensätzen. According to an advantageous embodiment of the method, each individual probability value is also based on a value of the image noise of a slice image data set. In particularly advantageous refinements, each individual probability value is based on a value of the image noise of at least one of the boundary slice image data sets on which the respective individual probability value is based.

Indem ein Bildrauschwert in die Ermittlung des EinzelWahrscheinlichkeitswerts miteinbezogen wird, können Bildpixelwerte, von der Analyse ausgeschlossen werden, welche im Bereich des Bildrauschens liegen und damit keine relevante Information liefern können. Ebenso können etwaige bestimmte Unterschiede zwischen Bildpixelwerten in Relation zu einem Bildrauschwert gesetzt werden. Dabei kann der Bildrauschwert einen Referenzwert für zu erwartende Unterschiede darstellen. Vorteilhaft kann dies zu einem robusteren und eindeutigeren Ergebnis bei der Ermittlung des jeweiligen EinzelWahrscheinlichkeitswerts führen.By including an image noise value in the determination of the individual probability value, image pixel values can be excluded from the analysis which are in the area of the image noise and therefore cannot provide any relevant information. Any specific differences between image pixel values can also be related to an image noise value. The image noise value can represent a reference value for expected differences. This can advantageously lead to a more robust and clearer result when determining the respective individual probability value.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit oder der zweiten Wahrscheinlichkeit ein Gesamt-Wahrscheinlichkeitswert für den Volumenbilddatensatz basierend auf dem für jede Grenze bestimmten Einzel-Wahrscheinlichkeitswert ermittelt wird.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, when determining the first probability or the second probability, an overall probability value is determined for the volume image data set based on the individual probability value determined for each limit.

Ein Gesamt-Wahrscheinlichkeitswert erlaubt vorteilhaft eine globale Beurteilung der Bildqualität des Volumenbilddatensatzes und damit für klinisches Personal vereinfachte Bewertung des Volumenbilddatensatzes. Der Gesamt-Wahrscheinlichkeitswert kann beispielsweise auf einer (gewichteten) Summe, einem Mittelwert oder auch einen Maximalwert der Einzelwahrscheinlichkeitswerte basieren.An overall probability value advantageously allows a global assessment of the image quality of the volume image data set and thus a simplified evaluation of the volume image data set for clinical staff. The overall probability value can be based, for example, on a (weighted) sum, a mean value or also a maximum value of the individual probability values.

Sowohl die Einzel- als auch der Gesamt-Wahrscheinlichkeitswert kann in Bewertung der Bildqualität im Schritt des Bewertens eingehen, um eine möglichst differenzierte Bewertung der Bildqualität zu ermöglichen. Die Bewertung kann aber auch allein anhand der Gesamt-Wahrscheinlichkeit bereitgestellt werden.Both the individual and the overall probability value can be included in the assessment of the image quality in the assessment step in order to enable an assessment of the image quality that is as differentiated as possible. However, the assessment can also be provided solely on the basis of the overall probability.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes abbildend zumindest eines Teils des Thorax eines Patienten, welcher auf mittels eines Computertomographie-Geräts aufgenommenen Projektionsmessdaten basiert und eine dreidimensionale Matrix an Bildpixelwerten umfasst, aufweisend eine erste Schnittstelle, ausgebildet zum Empfangen des Volumenbilddatensatzes und eine Recheneinheit, ausgebildet zum Ermitteln, basierend auf dem Volumenbilddatensatz,

  • - einer ersten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines ersten Artefakts, welches durch die Bewegung des Herzens des Patienten hervorgerufen wird, und/oder
  • - einer zweiten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines zweiten Artefakts in dem Volumenbilddatensatz, welches durch die Bewegung des Thorax durch die Atmung des Patienten hervorgerufen wird,
Die Recheneinheit ist weiterhin ausgebildet zum Bewerten der Bildqualität des Volumenbilddatensatzes basierend auf der ermittelten ersten Wahrscheinlichkeit und/oder basierend auf der zweiten Wahrscheinlichkeit. Die Vorrichtung weist außerdem eine zweite Schnittstelle, ausgebildet zum Ausgeben der Bewertung der Bildqualität, auf.The invention also relates to a device for evaluating an image quality of a volume image data set depicting at least part of the thorax of a patient, which is based on projection measurement data recorded by means of a computed tomography device and comprises a three-dimensional matrix of image pixel values, having a first interface designed to receive the volume image data set and a computing unit designed to determine, based on the volume image data set,
  • a first probability of the occurrence of a first artifact which is caused by the movement of the patient's heart, and / or
  • - a second probability of occurrence of a second artifact in the volume image data set, which is caused by the movement of the thorax by the patient's breathing,
The computing unit is also designed to evaluate the image quality of the volume image data set based on the determined first probability and / or based on the second probability. The device also has a second interface designed to output the assessment of the image quality.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität kann insbesondere dazu ausgebildet sein die zuvor beschriebenen erfindungsgemäße Verfahren und ihre Aspekte auszuführen. Die Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität kann dazu ausgebildet sein die Verfahren und ihre Aspekte auszuführen, indem die Schnittstellen und die Recheneinheit ausgebildet sind, die entsprechenden Verfahrensschritte auszuführen.A device according to the invention for evaluating an image quality can in particular be designed to carry out the previously described methods according to the invention and their aspects. The device for evaluating an image quality can be designed to carry out the method and its aspects in that the interfaces and the computing unit are designed to carry out the corresponding method steps.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Computertomographie-Gerät umfassend eine Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität.The invention also relates to a computed tomography device comprising a device for evaluating an image quality.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens zur Bewertung einer nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität ausgeführt werden.In particular, the invention relates to a computer program product with a computer program which can be loaded directly into a memory of a device for evaluating an image quality, with program sections in order to carry out all the steps of the method for evaluating an image according to one of claims 1 to 13 when the program sections are to evaluate an image quality.

Außerdem betrifft die Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem von einer Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zur Bewertung einer Bildqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität ausgeführt werden.The invention also relates to a computer-readable storage medium on which program sections readable and executable by a device for evaluating an image quality are stored in order to carry out all steps of the method for evaluating an image quality according to one of claims 1 to 13 when the program sections from the device for evaluating an image quality.

Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Vorrichtungen zur Bewertung einer Bildqualität auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z.B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, sowie Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen. A largely software-based implementation has the advantage that devices that have already been used for evaluating an image quality can easily be retrofitted with a software update in order to work in the manner according to the invention. In addition to the computer program, such a computer program product can optionally include additional components such as documentation and / or additional components, as well as hardware components such as hardware keys (dongles etc.) for using the software.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen unter Hinweis auf die beigefügten Figuren erläutert. Die Darstellung in den Figuren ist schematisch, stark vereinfacht und nicht zwingend maßstabsgetreu. Es zeigen:

  • 1 einen schematischen Ablauf einer Variante eines Verfahren zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Volumenbilddatensatzes mit einem ersten und zweiten Bildbereich,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Volumenbilddatensatzes aufweisend eine Mehrzahl an Schichtbilddatensätzen,
  • 4 einen schematischen Ablauf einer weiteren Variante eines Verfahren zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes,
  • 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes,
  • 6 eine schematische Darstellung eines Computertomographie-Geräts aufweisend eine Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes.
In the following, the invention is explained on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. The representation in the figures is schematic, greatly simplified and not necessarily true to scale. Show it:
  • 1 a schematic sequence of a variant of a method for evaluating an image quality of a volume image data set,
  • 2 a schematic representation of a volume image data set with a first and second image area,
  • 3 a schematic representation of a volume image data set having a plurality of slice image data sets,
  • 4th a schematic sequence of a further variant of a method for evaluating an image quality of a volume image data set,
  • 5 a schematic representation of a device for evaluating an image quality of a volume image data set,
  • 6th a schematic representation of a computed tomography device having a device for evaluating an image quality of a volume image data set.

1 zeigt eine Variante eines Verfahren zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes in einem schematischen Blockdiagramm. Das gezeigte Verfahren umfasst die Schritte des Empfangens S1, des ersten Ermittelns S2a oder des zweiten Ermittelns S2b, des Bewertens S3 und des Ausgebens S4. 1 shows a variant of a method for evaluating an image quality of a volume image data set in a schematic block diagram. The method shown includes the steps of receiving S1 , the first determination S2a or the second determination S2b , of evaluating S3 and spending S4 .

Im Schritt des Empfangens S1 wird ein Volumenbilddatensatz VBD mittels einer ersten Schnittstelle ST1 empfangen. Der Volumenbilddatensatz basiert dabei auf mittels eines Computertomographie-Geräts (CT-Gerät) 1 aufgenommenen Projektionsmessdaten. Ein Bildpixel der dreidimensionalen Matrix des Volumenbilddatensatz VBD jeweils aufweisend einen Bildpixelwert wird im Allgemeinen auch als Voxel bezeichnet. Jedem Bildpixel des dreidimensionalen Volumenbilddatensatzes kann ein Computertomographie-Intensitätswert zugeordnet sein. Beispielsweise sind die Bildpixelwerte der Bildpixel des dreidimensionalen Volumenbilddatensatzes VBD in Hounsfield-Einheiten angegeben. Der Volumenbilddatensatz VBD kann auch als eine Mehrzahl an Schichtbilddatensätzen I, auch Schnittbilddatensätze I genannt, dargestellt werden, welche eine zweidimensionale Darstellung der Computertomographie-Intensitätswerte einer Schicht des Untersuchungsbereichs jeweils an einer Schichtposition entlang einer ausgezeichneten Achse, im beschriebenen Fall insbesondere der Systemachse 8 (im Folgenden auch z-Achse), erlaubt.In the step of receiving S1 becomes a volume image data set VBD by means of a first interface ST1 receive. The volume image data set is based on a computed tomography device (CT device) 1 recorded projection measurement data. An image pixel of the three-dimensional matrix of the volume image data set VBD each having an image pixel value is generally also referred to as a voxel. A computed tomography intensity value can be assigned to each image pixel of the three-dimensional volume image data set. For example, the image pixel values are the image pixels of the three-dimensional volume image data set VBD expressed in Hounsfield units. The volume image data set VBD can also be used as a plurality of slice image data sets I. , also marker data sets I. called, which are a two-dimensional representation of the computed tomography intensity values of a slice of the examination area in each case at a slice position along a marked axis, in the case described in particular the system axis 8th (in the following also z-axis).

Gemäß dem gezeigten Verfahren zur Bewertung der Bildqualität des Volumenbilddatensatzes VBD wird dabei insbesondere zumindest ein Teil des Thorax eines Patienten 13 abgebildet. Er kann außerdem das Herz 31 des Patienten 13 vollständig oder zumindest teilweise umfassen. Der Volumenbilddatensatz VBD kann insbesondere im Rahmen eines Herz-CTs eines Patienten 13 aufgenommen worden sein.According to the method shown for evaluating the image quality of the volume image data set VBD becomes in particular at least a part of the thorax of a patient 13 pictured. He can also do the heart 31 of the patient 13 include completely or at least partially. The volume image data set VBD can in particular in the context of a cardiac CT scan of a patient 13 have been recorded.

Im Schritt des ersten Ermittelns S2a wird basierend auf dem Volumenbilddatensatz VBD und mittels einer Recheneinheit RH, eine erste Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines ersten Artefakts, welches durch die Bewegung des Herzens 31 des Patienten 13 hervorgerufen wird, ermittelt. In der gezeigten Verfahrensvariante kann alternativ dazu auch der Schritt des zweiten Ermittelns S2b ausgeführt werden, wobei basierend auf dem Volumenbilddatensatz VBD und mittels der Recheneinheit RH eine zweiten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines zweiten Artefakts in dem Volumenbilddatensatz VBD ermittelt wird, welches durch die Bewegung des Thorax durch die Atmung des Patienten 13 hervorgerufen wird. Anhand der ermittelten ersten bzw. zweiten Wahrscheinlichkeit wird ermittelt, ob in einer Darstellung des Volumenbilddatensatz VBD das erste bzw. das zweite Artefakt auftritt bzw. zu erwarten ist.In the first discovery step S2a is based on the volume image data set VBD and by means of a computing unit RH , a first probability of occurrence of a first artifact caused by the movement of the heart 31 of the patient 13 is caused. In the variant of the method shown, the step of the second determination can alternatively also be used S2b based on the volume image data set VBD and by means of the computing unit RH a second probability of a second artifact occurring in the volume image data set VBD which is determined by the movement of the thorax through the patient's breathing 13 is caused. On the basis of the determined first or second probability, it is determined whether in a representation of the volume image data set VBD the first or the second artifact occurs or is to be expected.

Das erste oder zweite Ermitteln S2a, S2b der ersten oder zweiten Wahrscheinlichkeit kann etwa das Ermitteln einer Kenngröße oder eines konkreten Zahlenwerts, beispielsweise basierend auf den Bildpixelwerten des Volumenbilddatensatzes VBD oder der Schnittbilddatensätze I des Volumenbilddatensatzes VBD umfassen, wobei die Kenngröße oder der Zahlenwert mit dem Auftreten des ersten oder zweiten Artefakts korreliert ist. Eine Korrelation bzw. Abhängigkeit des Zahlenwerts oder der Kenngröße mit dem Auftreten des ersten oder zweiten Artefakts kann etwa in Voruntersuchungen an bereits aufgenommenen Volumenbilddatensäten empirisch festgestellt oder untersucht worden sein.The first or second detection S2a , S2b of the first or second probability, for example, the determination of a parameter or a specific numerical value, for example based on the image pixel values of the volume image data set VBD or the layplan data sets I. of the volume image data set VBD include, wherein the parameter or the numerical value is correlated with the occurrence of the first or second artifact. A correlation or dependency of the numerical value or the characteristic variable with the occurrence of the first or second artifact can be empirically established or examined, for example, in preliminary examinations on volume image data sets that have already been recorded.

Bei dem Auftreten eines aufgrund der Bewegung des Herzens oder aufgrund der Atmung eines Patienten 13 hervorgerufenen Artefakts kann es beispielsweise dazu kommen, dass benachbarte Schichtbilddatensätze I in Richtung der Systemachse 8, d.h. in Richtung der Scanrichtung bzw. des Tischvorschubs bei der Aufnahme der Projektionsmessdaten, nicht zusammenpassen. Dadurch kann sich in der Darstellung des Volumenbilddatensatzes VBD beispielweise ein nicht erwarteter, unnatürlicher, stufenartiger Versatz von anatomischen Strukturen in Scanrichtung, d.h. in Richtung der Systemachse 8, ergeben. Dies kann zum einen dadurch verursacht sein, dass das Herz bei der Aufnahme einer Schicht in einem anderen Zustand, d.h. einer anderen Phase des Herzzyklus, als in einer benachbarten Schicht vorliegt. Ebenso kann es zu durch die Atmung hervorgerufene Verschiebungen zwischen Schichten des Volumenbilddatensatzes kommen, wenn der Patient den Atem während der Aufnahme der Projektionsmessdaten nicht vollständig anhält. Das erste oder zweite Ermitteln kann darauf basieren unerwartete Unterschiede zwischen benachbarten Schichten, d.h. beispielsweise unerwartet große Unterschiede in den Bildpixelwerten entlang der Systemachse 8 oder unerwartete Verschiebungen von abgebildeten anatomischen Strukturen im Volumenbilddatensatz VBD oder zwischen benachbarter Schichtbilddatensätze I zu erkennen. Das heißt, eine oben erwähnte Kenngröße oder Zahlenwert kann etwa auf Unterschieden zwischen benachbarten Schichtbilddatensätzen I in Richtung der Systemachse 8 basieren. Konkret können beispielsweise Differenzen zwischen in Richtung der Scanrichtung benachbarten Bildpixelwerten gebildet und weiterverarbeitet werden, um das Auftreten von unerwarteten, sprunghaften Änderungen in den Bildpixelwerten entlang der Systemachse zu analysieren. Eine andere Möglichkeit, die erste oder zweite Wahrscheinlichkeit zu ermitteln, kann darin bestehen, mittels einer Kantensegmentation oder Volumensegmentation unerwartete Verschiebungen in den Kanten oder in der Form anatomischer Strukturen in Richtung der Systemachse im Volumenbilddatensatz zu detektieren und darüber einen Wert oder eine Kenngröße, welche mit dem Auftreten des Artefakts korreliert, abzuleiten.When one occurs due to the movement of the heart or due to the breathing of a patient 13 caused artifact, it can happen, for example, that neighboring slice image data sets I. in the direction of the system axis 8th , ie in the direction of the scanning direction or the table feed when recording the projection measurement data, do not match. This can result in the representation of the volume image data set VBD for example, an unexpected, unnatural, step-like offset of anatomical structures in the scanning direction, ie in the direction of the system axis 8th , surrender. On the one hand, this can be caused by the fact that the heart is in a different state, ie a different phase of the cardiac cycle, than in an adjacent slice when recording a slice. Likewise, displacements between slices of the volume image data set caused by breathing can occur if the patient does not completely hold his breath while recording the projection measurement data. The first or second determination can be based on unexpected differences between adjacent slices, ie for example unexpectedly large differences in the image pixel values along the system axis 8th or unexpected shifts of mapped anatomical structures in the volume image data set VBD or between adjacent slice image data sets I. to recognize. That is to say, an above-mentioned parameter or numerical value can refer to differences between adjacent slice image data sets I. in the direction of the system axis 8th based. Specifically, for example, differences between image pixel values adjacent in the direction of the scanning direction can be formed and processed further in order to analyze the occurrence of unexpected, sudden changes in the image pixel values along the system axis. Another possibility of determining the first or second probability can be to use edge segmentation or volume segmentation to detect unexpected shifts in the edges or in the form of anatomical structures in the direction of the system axis in the volume image data set and to use this to detect a value or a parameter which is associated with correlated to the occurrence of the artifact.

Das erste Ermitteln S2a der ersten Wahrscheinlichkeit eines Herzartefakts kann dabei insbesondere auf einem Bildausschnitt des Volumenbilddatensatzes VBD oder der Schnittbilddatensätze I basieren, welcher das Herz 31 zumindest zum Teil umfasst. Vorzugsweise basiert das erste Ermitteln S2a der ersten Wahrscheinlichkeit eines Herzartefakts dabei insbesondere auf einem Bildausschnitt des Volumenbilddatensatzes VBD oder der Schnittbilddatensätze I basieren, welcher im Wesentlichen lediglich das Herz 31 des Patienten 13 oder ein Teil des Herzens 31 umfasst. Dadurch kann in besonders geeigneter Weise das Auftreten eines Herzartefakts analysiert werden, ohne dass Effekte durch abgebildete Strukturen außerhalb des Herzens das erste Ermitteln S2a der ersten Wahrscheinlichkeit beeinträchtigen. Dazu kann das in 1 gezeigte Verfahren zum Bewerten der Bildqualität außerdem den Schritt des ersten Bestimmens S7a eines ersten Bildbereichs HB basierend auf dem Volumenbilddatensatz VBD aufweisen. Der erste Bildbereich HB entspricht dann dem oben erwähnten Bildausschnitt. Ein anschließendes erstes Bestimmen S2a der ersten Wahrscheinlichkeit kann dann auf dem bestimmten ersten Bildbereich HB basieren.The first investigation S2a the first probability of a heart artifact can in particular be based on an image section of the volume image data set VBD or the layplan data sets I. based on what the heart 31 at least partially included. The first determination is preferably based S2a the first probability of a heart artifact in particular on an image section of the volume image data set VBD or the layplan data sets I. based, which is essentially just the heart 31 of the patient 13 or part of the heart 31 includes. As a result, the occurrence of a heart artifact can be analyzed in a particularly suitable manner without the first determination being made without effects from mapped structures outside the heart S2a affect the first probability. This can be done in 1 The method shown for evaluating the image quality also includes the step of first determining S7a a first image area HB based on the volume image data set VBD exhibit. The first image area HB then corresponds to the image section mentioned above. A subsequent first determination S2a the first probability can then be based on the specific first image area HB based.

Das zweite Ermitteln S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit eines Atemartefakts kann insbesondere auf einem zweiten Bildausschnitt des Volumenbilddatensatzes VBD oder der Schnittbilddatensätze I basieren. Dieser Bildausschnitt umfasst beispielsweise die Lunge des Patienten 13 zumindest zum Teil. Dazu kann der Verfahrensablauf einen Schritt des zweiten Bestimmens S7b ein zweiter Bildbereich TB basierend auf dem Volumenbilddatensatz bestimmt werden, welcher zumindest einen Teilbereich des vom Volumenbilddatensatz umfassten Teils des Thorax des Patienten umfasst, und wobei das zweite Ermitteln S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit auf dem bestimmten zweiten Bildbereich TB basiert. Vorzugsweise kann für das zweite Ermitteln S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit ein Bildausschnitt gewählt werden, welcher einen Teilbereich des Thorax, jedoch nicht den Bereich des Herzens 31 des Patienten 13, umfasst. Dadurch kann ein Artefakt aufgrund einer Atembewegung besonders vorteilhaft von einem, möglicherweise zusätzlich auftretenden, Herzartefakt separiert analysiert werden.The second determination S2b the second probability of a breathing artifact can in particular be based on a second image section of the volume image data set VBD or the layplan data sets I. based. This image section includes, for example, the patient's lungs 13 at least in part. To this end, the process sequence can have a second determination step S7b a second image area TB can be determined based on the volume image data set which comprises at least a partial area of the part of the patient's thorax comprised by the volume image data set, and wherein the second determination S2b the second probability on the determined second image area TB based. Preferably, for the second determination S2b the second probability, an image section can be selected which shows a part of the thorax but not the area of the heart 31 of the patient 13 , includes. As a result, an artifact due to a breathing movement can be analyzed particularly advantageously separately from a possibly additionally occurring cardiac artifact.

Zur Veranschaulichung ist in 2 exemplarisch ein bestimmter erster Bildbereich HB, d.h. ein Herzbildbereich, und ein bestimmter zweiten Bildbereich TB, d.h. ein Thoraxbildbereich, angedeutet. 2 zeigt schematisch einen Volumenbilddatensatz VBD, welcher, wie mittels der gestrichelten Linien angedeutet ist, in Schichtbilddatensätze I, in Richtung der z-Achse, welche der Richtung der Systemachse 8 des CT-Geräts 1 entspricht, unterteilt werden kann. Die Schichtbilddatensätze I eines aus einer Anzahl an N Schichtbilddatensätzen bestehenden Volumenbilddatensatzes VBD können in der folgenden Beschreibung auch mittels eines Index i identifizierbar beschrieben werden, wo es für das Verständnis sinnvoll ist. Ij beschreibt dann den i-ten Schichtbilddatensatz I des Volumenbilddatensatzes VBD in Richtung der z-Achse, wobei i ={1,...,N}.To illustrate this, in 2 exemplary a certain first image area HB , ie a heart image area, and a certain second image area TB , ie a thorax image area indicated. 2 shows schematically a volume image data set VBD , which, as indicated by the dashed lines, into slice image data sets I. , in the direction of the z-axis, which is the direction of the system axis 8th of the CT machine 1 corresponds, can be divided. The slice image data sets I. a volume image data set consisting of a number of N slice image data sets VBD can also be used in the following description by means of a Index i can be described in an identifiable manner where it is useful for understanding. I j then describes the i-th slice image data set I. of the volume image data set VBD in the direction of the z-axis, where i = {1, ..., N}.

In dem gezeigten Volumenbilddatensatz VBD ist das Herz 31 eines Patienten 13, welches von dem Volumenbilddatensatz VBD abgebildet wird, skizziert. Die restlichen Strukturen des vom Volumenbilddatensatz VBD umfassten Teils des Thorax des Patienten 13 sind der Anschaulichkeit halber nicht in der Darstellung enthalten. Basierend auf dem Volumenbilddatensatz VBD ist ein beispielhafter erster Bildbereich HB dargestellt, angedeutet durch die dargestellten Umrisse der das Herz 31 umschließenden, dreidimensionalen Box. Außerdem ist ein beispielhafter zweiter Bildbereich TB skizziert, dargestellt durch die gestrichelte, zweite, dreidimensionale Box. Insbesondere umfasst der zweite Bildbereich TB vorteilhafter Weise einen Bereich, welcher Bildausschnitte außerhalb des Herzens 31 einschließt. Auf der rechten Seite der 2 ist außerdem ein zweidimensionaler Schichtbilddatensatz I des Volumenbilddatensatz VBD schematisch skizziert, welcher eine Schichtebene senkrecht zur z-Achse des Volumenbilddatensatzes als zweidimensionales Schichtbild abbildet. Der dreidimensionale erste oder zweite Bildbereich HB, TB im Volumenbilddatensatz VBD ist in dem Schichtbilddatensatz I jeweils auf einen zweidimensionalen Bildbereich HB, TB übertragbar. Der bestimmte erste oder zweite, dreidimensionale Bildbereich ist im gezeigten Fall quaderförmig bzw. rechteckig ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Formen denkbar, beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch oder ähnliches.In the volume image data set shown VBD is the heart 31 of a patient 13 which is from the volume image data set VBD is depicted, outlined. The remaining structures of the volume image dataset VBD included part of the patient's thorax 13 are not included in the illustration for the sake of clarity. Based on the volume image data set VBD is an exemplary first image area HB illustrated, indicated by the illustrated outline of the heart 31 enclosing, three-dimensional box. In addition, is an exemplary second image area TB outlined, represented by the dashed, second, three-dimensional box. In particular, the second image area comprises TB advantageously an area that contains image details outside of the heart 31 includes. On the right side of the 2 is also a two-dimensional slice image data set I. of the volume image data set VBD schematically outlined, which depicts a slice plane perpendicular to the z-axis of the volume image data set as a two-dimensional slice image. The three-dimensional first or second image area HB , TB in the volume image data set VBD is in the slice image data set I. each on a two-dimensional image area HB , TB transferable. The specific first or second, three-dimensional image area is cuboid or rectangular in the case shown. However, other shapes are also conceivable, for example essentially cylindrical or the like.

Das erste Bestimmen S7a des ersten Bildbereichs HB oder das zweite Bestimmen S7b des zweiten Bildbereichs TB kann ein Auswählen eines Bildvolumens im dreidimensionalen Volumenbilddatensatz VBD oder ein Auswählen eines zweidimensionalen Bildbereich in einem oder mehreren Schnittbilddatensätzen I, in welcher der Volumenbilddatensatz VBD unterteilt werden kann, umfassen. Beim ersten Bestimmen S7a des ersten Bildbereichs HB oder beim zweiten Bestimmen S7b des zweiten Bildbereichs TB kann ein geeigneter Algorithmus eingesetzt werden, welcher beispielsweise eine rechtwinklige dreidimensionale, oder auch anderweitig geformte Box, im Volumenbilddatensatz definiert, welche einen bestimmten anatomischen Bereich einschließt. Dabei ist eine rein automatisierte, d.h. vollautomatisierte, Bestimmung des Bildbereichs oder zumindest eines Vorschlags für einen jeweiligen Bildbereich mittels der Recheneinheit RH denkbar. Beispielsweise wird dabei das Herz 31 im Volumenbilddatensatz oder in den Schichtbilddatensätzen I automatisiert erkannt, dessen Ausdehnungen oder das eingenommene Volumen mittels eines Segmentationsalgorithmus im Volumenbilddatensatz VBD oder in den Schichtbilddatensätzen I extrahiert und darauf basierend der Herzbildbereich HB bestimmt. Beispielsweise kann ebenso ein Bereich der Lunge oder eine andere anatomische Struktur im Thorax automatisiert erkannt werden und darauf basierend der zweiter Bildbereich TB bestimmt werden. Ebenso kann durch eine Interaktion eines Anwenders im Volumenbilddatensatz oder in einem Schichtbilddatensatz, ein Volumen, eine maximale Ausdehnung oder Eckpunkte eines Bildausschnitts festgelegt werden, worauf basierend der erste oder zweite Bildbereich bestimmt wird.The first determination S7a of the first image area HB or the second determining S7b of the second image area TB can be selecting an image volume in the three-dimensional volume image data set VBD or a selection of a two-dimensional image region in one or more slice image data sets I. , in which the volume image data set VBD can be divided, include. When you first determine S7a of the first image area HB or at the second determination S7b of the second image area TB A suitable algorithm can be used which, for example, defines a right-angled three-dimensional box, or a box of some other shape, in the volume image data set, which box encloses a specific anatomical area. In this case, a purely automated, ie fully automated, determination of the image area or at least a proposal for a respective image area by means of the computing unit RH conceivable. For example, the heart becomes 31 in the volume image data set or in the slice image data sets I. automatically recognized its dimensions or the occupied volume by means of a segmentation algorithm in the volume image data set VBD or in the slice image data sets I. extracted and based on this the heart image area HB certainly. For example, an area of the lungs or another anatomical structure in the thorax can also be automatically recognized and the second image area based thereon TB to be determined. Likewise, through an interaction of a user in the volume image data set or in a slice image data set, a volume, a maximum extent or corner points of an image section can be determined, based on which the first or second image area is determined.

Gemäß dem in 1 gezeigten Verfahren zur Bewertung der Bildqualität wird anschließend basierend auf der ermittelten ersten Wahrscheinlichkeit oder basierend auf der ermittelten zweiten Wahrscheinlichkeit die Bildqualität des Volumenbilddatensatzes VBD bewertet. Die Bildqualität wird dabei zumindest dahingehend bewertet werden, ob das Auftreten eines ersten oder eines zweiten Artefakts in der Darstellung des Volumenbilddatensatzes VBD für einen Betrachter zu erwarten ist. Die Bewertung der Bildqualität kann auch umfassen, ein erwartetes Ausmaß oder Level der Beeinträchtigung durch ein auftretendes Artefakt in der Darstellung des Volumenbilddatensatzes VBD oder für eine Diagnose basierend auf dem Volumenbilddatensatz VBD widerzugeben oder abzuschätzen. Die Bewertung kann umfassen, ob der vorliegende Volumenbilddatensatz VBD für eine darauf basierende Befundung geeignet ist oder nicht geeignet ist. Die Bewertung kann umfassen, ob durch eine Anpassung einer Aufnahmebedingung bei einer potenziellen, erneuten Aufnahme von Projektionsmessdaten eine verbesserte Bildqualität zu erwarten ist. Die Bewertung kann auch andere Einstufungen der Bildqualität umfassen.According to the in 1 The method shown for evaluating the image quality is then based on the ascertained first probability or based on the ascertained second probability, the image quality of the volume image data set VBD rated. The image quality will at least be assessed in terms of whether the occurrence of a first or a second artifact in the representation of the volume image data set VBD is to be expected for a viewer. The assessment of the image quality can also include an expected extent or level of impairment by an artifact occurring in the representation of the volume image data set VBD or for a diagnosis based on the volume image data set VBD to reproduce or estimate. The assessment can include whether the present volume image data set VBD is or is not suitable for a diagnosis based on it. The assessment can include whether an adaptation of a recording condition in the event of a potential renewed recording of projection measurement data can be expected to improve image quality. The assessment can also include other ratings of the image quality.

Beispielsweise wird beim Ermitteln der ersten oder zweiten Wahrscheinlichkeit eine Kenngröße bzw. ein konkreter Zahlenwert basierend auf dem Volumenbilddatensatzes VBD mittels der Recheneinheit und insbesondere automatisiert berechnet, welcher mit dem Auftreten des ersten oder dem Auftreten des zweiten Artefakts im Volumenbilddatensatz VBD korreliert. Anschließend wird für die Bewertung diese Kenngröße bzw. dieser Zahlenwert anhand zuvor festgelegter Vergleichswerte eingestuft, wobei die Vergleichswerte mit einem Beeinträchtigungsgrad der Darstellung des Volumenbilddatensatzes VBD verknüpft sind. Die Verknüpfung des Beeinträchtigungsgrads mit den Vergleichswerten kann dabei empirisch/manuell durch Voruntersuchungen anhand vorhandener Volumenbilddatensätze und einer subjektiven Einschätzung von erfahrenem klinischen Personal festgelegt sein. Die Vergleichswerte können, beispielsweise in Form einer mittels einer Speichereinheit gespeicherten Tabelle, welche automatisiert mittels der Recheneinheit abgefragt werden kann, vorliegen und für die Bewertung der Bildqualität basierend auf der ersten oder zweiten Wahrscheinlichkeit angewendet werden.For example, when determining the first or second probability, a parameter or a specific numerical value is based on the volume image data set VBD by means of the computing unit and in particular automatically calculated which one occurs with the occurrence of the first or the occurrence of the second artifact in the volume image data set VBD correlated. For the evaluation, this parameter or this numerical value is then classified on the basis of previously established comparison values, the comparison values having a degree of impairment of the representation of the volume image data set VBD are linked. The link between the degree of impairment and the comparison values can be established empirically / manually through preliminary examinations using existing volume image data sets and a subjective assessment by experienced clinical staff. The comparison values can be present, for example, in the form of a table stored by means of a memory unit, which can be queried automatically by means of the computing unit and are used for evaluating the image quality based on the first or second probability.

Die Bewertung kann insbesondere in einen Steuerbefehl und/oder in eine Handlungsanweisung übersetzt werden. Das heißt eine Einstufung der Bildqualität kann mit einer Handlungsanweisung und/oder einem Steuerbefehl verknüpft sein.The evaluation can in particular be translated into a control command and / or an instruction. That is, a classification of the image quality can be linked to an instruction and / or a control command.

Im Schritt des Ausgebens S4 wird anschließend die Bewertung mittels einer zweiten Schnittstelle ST2 ausgegeben. Die Bewertung wird im Rahmen des gezeigten Beispiels insbesondere an eine Ausgabeeinheit AE ausgegeben werden, welche einem Anwender, d.h. klinischem Personal, eine Einsicht oder Zugang in die Bewertung ermöglicht. Dies kann in Form einer Darstellungseinheit, d.h. einem Display oder Monitor, oder einer Sprachausgabe ausgeführt sein. Darauf basierend kann ein weiteres Vorgehen hinsichtlich einer optimalen Befundung und Betreuung des Patienten festgelegt werden. Insofern beispielsweise eine sehr starke Beeinträchtigung der Bildqualität des Volumenbilddatensatzes VBD bewertet wurde, kann der Anwender etwa eine erneute Aufnahme von Projektionsmaßnahmen festlegen. Darüber hinaus kann auch die ermittelte erste oder zweite Wahrscheinlichkeit für eine detaillierte Analyse der Bildqualität des Volumenbilddatensatzes VBD ausgegeben werden. Die Bewertung kann außerdem auch an eine Steuereinheit eines Computertomographie-Geräts oder an eine Rekonstruktionseinheit eines Computertomographie-Geräts ausgegeben werden, insbesondere wenn die Bewertung mit einer Handlungsanweisung und/oder einem Steuerbefehl für das CT-Gerät verknüpft ist.In the step of spending S4 is then the evaluation using a second interface ST2 issued. In the example shown, the evaluation is carried out in particular to an output unit AE are output, which enables a user, ie clinical staff, to see or access the assessment. This can be implemented in the form of a display unit, ie a display or monitor, or a voice output. Based on this, a further procedure with regard to an optimal diagnosis and care of the patient can be determined. To this extent, for example, a very strong impairment of the image quality of the volume image data set VBD has been evaluated, the user can, for example, specify that projection measures should be taken up again. In addition, the determined first or second probability can also be used for a detailed analysis of the image quality of the volume image data set VBD are issued. The evaluation can also be output to a control unit of a computed tomography device or to a reconstruction unit of a computed tomography device, in particular if the evaluation is linked to an instruction and / or a control command for the CT device.

Das gezeigte Verfahren zum Bewerten der Bildqualität kann außerdem die Schritte des Aufnehmens S11 und des Rekonstruieren S12 umfassen, wobei im Schritt des Aufnehmens S11 Projektionsmessdaten des Untersuchungsbereichs umfassend zumindest einen Teil des Thorax des Patienten 13 mit Hilfe des CT-Geräts 1 aufgenommen werden. Im Schritt des Rekonstruierens S12 können diese so gesammelten Absorptionsdaten bzw. Projektionen mittels entsprechender Rekonstruktionsverfahren zu den Schichtbilddatensätzen I bzw. zu dem Volumenbilddatensatz VBD verrechnet.The method shown for evaluating image quality can also include the steps of recording S11 and reconstructing S12 include, in the step of receiving S11 Projection measurement data of the examination area comprising at least part of the patient's thorax 13 with the help of the CT machine 1 be included. In the step of reconstructing S12 these absorption data or projections collected in this way can be added to the slice image data sets using appropriate reconstruction methods I. or to the volume image data set VBD offset.

Das gezeigte Verfahren zur Bewertung der Bildqualität kann außerdem die Schritte des Ableitens S5 einer Handlungsanweisung mittels der Recheneinheit RH und das Ausgeben S6 der Handlungsanweisung mittels einer Schnittstelle umfassen. Die Handlungsanweisung wird in diesem Fall automatisiert mittels der Recheneinheit RH bestimmt. Dazu können beispielsweise Handlungsanweisungen in einer Speichereinheit MU hinterlegt und mit der Bewertung oder in Zusammenhang mit einem Beeinträchtigungsgrad, d.h. einem Ausmaß der Beeinträchtigung, im Rahmen der Bewertung verknüpft sein. Die Ausgabe der Handlungsanweisung erfolgt insbesondere an eine Ausgabeeinheit AE, welche einem Anwender Zugang zu der Handlungsanweisung ermöglicht. In diesem Fall kann dies eine Darstellungseinheit, beispielsweise ein Display, sein. Die Handlungsanweisung entspricht dabei insbesondere einem Vorschlag oder eine Strategie für ein weiteres Vorgehen, so dass möglichst ein Volumenbilddatensatz mit einer ausreichend hohen Qualität für eine darauf basierende weitere Befundung oder Diagnose bereitgestellt werden kann. Die auf der Bewertung basierende Strategie kann auch umfassen, dass der Volumenbilddatensatz VBS in der vorliegenden Form akzeptiert werden muss, da die Aussicht auf eine Verbesserung auch bei einer erneuten Aufnahme von Projektionsmessdaten als gering eingeschätzt wird.The method shown for assessing image quality can also include the steps of deriving S5 an instruction by means of the computing unit RH and spending S6 the handling instruction by means of an interface. In this case, the instruction is automated by means of the computing unit RH certainly. For this purpose, for example, instructions can be stored in a memory unit MU be stored and linked to the assessment or in connection with a degree of impairment, ie a degree of impairment, within the scope of the assessment. The handling instruction is output in particular to an output unit AE which enables a user to access the instruction. In this case, this can be a display unit, for example a display. The instruction corresponds in particular to a proposal or a strategy for a further procedure, so that if possible a volume image data set with a sufficiently high quality can be provided for a further diagnosis or diagnosis based thereon. The strategy based on the evaluation can also include that the volume image data set VBS must be accepted in the present form, since the prospect of an improvement is assessed to be low even if projection measurement data are recorded again.

Eine Handlungsanweisung, die von dem beschriebenen Verfahren umfasst sein kann, kann ein erneutes Aufnehmen von Projektionsmessdaten sein. Eine erneute Aufnahme kann insbesondere dann sinnvoll sein, insofern der Volumenbilddatensatz VBD für eine weitere Befundung als ungenügend bewertet ist und das Vermeiden des Artefakts bei einer erneuten Aufnahme als wahrscheinlich eingeschätzt wird. Beispielsweise kann ein reines Atemartefakt vermieden werden, wenn der Patient den Atem für die erneute Aufnahme vollständig anhält. Weitere Handlungsanweisungen können das Anpassen eines Aufnahmeparameters für ein erneutes Aufnehmen von Projektionsmessdaten. Beispielsweise kann dies ein verbessertes Abstimmen des Ablaufs der Aufnahmen auf das Atemverhalten oder die Herzkurven des Patienten, oder das Anpassen eines Rekonstruktionsparameters für eine Rekonstruktion des Volumenbilddatensatzes basierend auf den bereits aufgenommenen Projektionsmessdaten, beispielsweise mit einem verbesserten Korrekturalgorithmus, oder basierend auf erneut aufgenommenen Projektionsmessdaten, sein.An instruction which can be included in the described method can be a renewed recording of projection measurement data. A renewed recording can then be particularly useful insofar as the volume image data set VBD is rated as unsatisfactory for a further diagnosis and it is estimated that avoiding the artifact when re-admission is likely. For example, a pure breathing artifact can be avoided if the patient holds his breath completely for the renewed intake. Further operating instructions can be the adjustment of a recording parameter for a new recording of projection measurement data. For example, this can be an improved adjustment of the course of the recordings to the breathing behavior or the cardiac curves of the patient, or the adaptation of a reconstruction parameter for a reconstruction of the volume image data set based on the projection measurement data already recorded, for example with an improved correction algorithm, or based on newly recorded projection measurement data .

Besonders vorteilhaft ist das Verfahren einzusetzen, wenn der betrachtete Volumenbilddatensatz VBD auf während zumindest zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen des Herzens 31 des Patienten 13 aufgenommenen Projektionsmessdaten basiert und als eine Mehrzahl von Schichtbilddatensätzen I darstellbar ist, welche aus den zumindest zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen. Das bedeutet, die Schichtbilddatensätze I des Volumenbilddatensatzes VBD basieren auf während einer Mehrzahl von Herzzyklen aufgenommenen Projektionsmessdaten. Jeder der Schichtbilddatensätze I umfasst, wie auch zuvor beschrieben, jeweils eine zweidimensionale Matrix an Bildpixelwerten. Der Volumenbilddatensatz VBD kann dann als aus einer Mehrzahl an Blöcken von Schichtbilddatensätzen zusammengesetzt beschrieben werden, wobei jeder Block jeweils auf der Aufnahme von Projektionsmessdaten während eines Herzzyklus basiert. Das heißt, ein erster Block kann aus einem ersten Herzzyklus c = 1 stammen, ein zweiter Block kann aus einem auf den ersten Herzzyklus folgenden zweiten Herzzyklus c = 2 stammen, usw. In 3 ist schematisch ein solcher Volumenbilddatensatz VBD dargestellt, welcher in eine Anzahl von N Schichtbilddatensätzen I unterteilt ist. In der gezeigten Darstellung sind die ersten vier Schichtbilddatensätze I mit i = 1,2,3,4 einem ersten Herzzyklus c = 1 zugeordnet. Die diesen Schichtbilddatensätzen zugrunde liegenden Projektionsmessdaten wurden in einem ersten Herzzyklus c = 1 aufgenommen. Die Schichtbilddatensätze mit i = 5,6,7,8 sind einem zweiten Herzzyklus c = 2 zugeordnet. Die diesen Schichtbilddatensätzen zugrunde liegenden Projektionsmessdaten wurden demnach in einem zweiten Herzzyklus c = 2 aufgenommen, usw. Der hier schematisch und nur beispielhaft dargestellt Volumenbilddatensatz VBD ist damit aus Blöcken von jeweils 4 Schichtbilddatensätzen I zusammengefügt, wobei jeder Block aus einem jeweils anderen Herzzyklus stammt. Die Herzzyklen müssen zeitlich nicht direkt aufeinander folgen, d.h. zwischen den Herzzyklen, während denen Projektionsmessdaten aufgenommen wurden, können weitere Herzzyklen liegen. Diese Darstellung ist rein schematisch. Die Anzahl von 4 Schichtbilddatensätzen pro Block wurde lediglich aus Gründen der Anschaulichkeit gewählt. In der Regel umfasst ein solcher Block mehr als vier Schichtbilddatensätze.The method can be used particularly advantageously when the volume image data set under consideration VBD on during at least two different cardiac cycles of the heart 31 of the patient 13 recorded projection measurement data and as a plurality of slice image data sets I. can be shown which originate from the at least two different cardiac cycles. That means the slice image data sets I. of the volume image data set VBD are based on during a plurality of cardiac cycles recorded projection measurement data. Each of the slice image data sets I. comprises, as also described above, in each case a two-dimensional matrix of image pixel values. The volume image data set VBD can then be described as being composed of a plurality of blocks of slice image data sets, each block being based in each case on the recording of projection measurement data during a cardiac cycle. This means that a first block can originate from a first cardiac cycle c = 1, a second block can originate from a second cardiac cycle c = 2 following the first cardiac cycle, and so on 3 is a schematic of such a volume image data set VBD shown, which in a number of N slice image data sets I. is divided. In the illustration shown are the first four slice image data sets I. with i = 1,2,3,4 assigned to a first cardiac cycle c = 1. The projection measurement data on which these slice image data sets are based were recorded in a first cardiac cycle c = 1. The slice image data sets with i = 5,6,7,8 are assigned to a second cardiac cycle c = 2. The projection measurement data on which these slice image data sets are based were accordingly recorded in a second cardiac cycle c = 2, etc. The volume image data set shown here schematically and only as an example VBD is thus made up of blocks of 4 slice image data sets each I. put together, each block coming from a different cardiac cycle. The cardiac cycles do not have to follow one another directly in time, ie there can be further cardiac cycles between the cardiac cycles during which projection measurement data were recorded. This representation is purely schematic. The number of 4 slice image data records per block was chosen only for reasons of clarity. As a rule, such a block comprises more than four slice image data sets.

Für eine optimale Darstellung des Herzens 31 mittels eines solchen Volumenbilddatensatz VBD ist das Herz 31 in jedem Block in der gleichen Phase des jeweiligen Herzzyklus abgebildet. Dazu ist insbesondere eine gute zeitliche Abstimmung der Aufnahmezyklen zu dem Herzrhythmus des Patienten 13 während der Aufnahme der Projektionsmessdaten vorteilhaft. Insbesondere jedoch bei unregelmäßigem Herzschlag des Patienten 13 kann es hier zu Unstimmigkeiten kommen, welche dazu führen, dass die Blöcke an Schichtbilddatensätzen I sich nicht zu einer optimalen Darstellung zusammenfügen lassen und es insbesondere an den Grenzen G zwischen den Blöcken zu Artefakten, sogenannten „stack“ Artefakten kommt. Das heißt, ein solches Herzartefakt tritt auf, wenn das Herz in einer Schicht des Volumenbilddatensatzes relativ zu der benachbarten Schicht in einem anderen Zustand, d.h. in einer anderen Phase des Herzzyklus, abgebildet ist. Damit tritt ein solches Artefakt insbesondere an den Grenzen G zwischen Blöcken an Schichtbilddatensätzen I aus zwei unterschiedlichen Herzzyklen auf. Alternativ oder auch zusätzlich kann jedoch auch eine Atembewegung des Patienten 13 dazu führen, dass ebenfalls keine optimale Darstellung des Volumenbilddatensatz VBD über die Grenzen G hinweg möglich ist.For an optimal representation of the heart 31 by means of such a volume image data set VBD is the heart 31 shown in each block in the same phase of the respective cardiac cycle. In particular, this requires good timing of the recording cycles with the patient's heart rhythm 13 advantageous during the recording of the projection measurement data. But especially if the patient's heartbeat is irregular 13 discrepancies can arise here, which lead to the blocks of slice image data records I. cannot be combined to form an optimal representation and artifacts, so-called “stack” artifacts, occur in particular at the boundaries G between the blocks. That is to say, such a heart artifact occurs when the heart is imaged in a slice of the volume image data record in a different state relative to the adjacent slice, ie in a different phase of the cardiac cycle. Such an artifact thus occurs in particular at the boundaries G between blocks of slice image data sets I. from two different heart cycles. Alternatively or in addition, however, a breathing movement of the patient can also be used 13 lead to the fact that the volume image data set is likewise not optimally represented VBD across the limits G is possible.

4 zeigt einen schematischen Ablauf einer Variante des Verfahren zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes VBD, welche in besonders vorteilhafter Weise sowohl den Schritt des ersten Ermittelns S2a der ersten Wahrscheinlichkeit als auch des zweiten Ermittelns S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit umfasst. Zuvor wird in einem Schritt des ersten Bestimmens S7a des ersten Bildbereichs HB basierend auf dem Volumenbilddatensatz VBD und in einem Schritt des zweiten Bestimmens S7b der zweite Bildbereich TB basierend auf dem Volumenbilddatensatz VBD bestimmt. Das Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit bzw. der zweiten Wahrscheinlichkeit basiert dann auf dem bestimmten ersten Bildbereich HB bzw. dem bestimmten zweiten Bildbereich TB. 4th shows a schematic sequence of a variant of the method for evaluating an image quality of a volume image data set VBD , which in a particularly advantageous manner both the step of the first determination S2a the first probability as well as the second determination S2b the second probability includes. Previously, in a step of the first determination S7a of the first image area HB based on the volume image data set VBD and in a step of the second determining S7b the second image area TB based on the volume image data set VBD certainly. The determination of the first probability or the second probability is then based on the determined first image area HB or the specific second image area TB .

Der Volumenbilddatensatz VBD in diesem Beispiel ist insbesondere ein Volumenbilddatensatz VBD, welcher auf während zumindest zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen des Herzens 31 des Patienten 13 aufgenommenen Projektionsmessdaten basiert und als eine Mehrzahl von Schichtbilddatensätzen I darstellbar ist, welche aus den zumindest zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen. Das heißt, der in der folgend beschriebenen Verfahrensvariante betrachtete Volumenbilddatensatz VBD entspricht einem wie in 3 schematisch abgebildeten, aus Teilbilddatensätzen zusammengesetzten Volumenbilddatensatz VBD.The volume image data set VBD in this example there is in particular a volume image data record VBD which occurs during at least two different cardiac cycles of the heart 31 of the patient 13 recorded projection measurement data and as a plurality of slice image data sets I. can be shown which originate from the at least two different cardiac cycles. That is to say, the volume image data record considered in the method variant described below VBD corresponds to one as in 3 schematically depicted volume image data set composed of partial image data sets VBD .

Die Schichtbilddatensätze I eines solchen Volumenbilddatensatzes VBD, welcher aus einer Anzahl von N Schichtbilddatensätzen I besteht, welche auf einer Anzahl von C Herzzyklen basieren, können mittels der Indices i und c identifizierbar beschrieben werden. Das heißt der Volumenbilddatensatz VBD besteht aus N Schichtbilddatensätzen I i c

Figure DE102019202830A1_0001
mit i = {1,...,N} und c = {1,...,C} wobei jeder einzelne Schichtbilddatensatz I i c I i c ( x , y )
Figure DE102019202830A1_0002
jeweils eine zweidimensionale Bildpixelmatrix mit Bildpixelwerten repräsentiert und wobei jeder Bildpixelwert den Computertomographie-Intensitätswert an den OrtsKoordinaten (x,y) widergibt. Jeder Schichtbilddatensatz I der Anzahl an N Schichtbilddatensätzen wäre bereits durch den Index i vollständig beschrieben, so dass ohne Weiteres der Index c im Folgenden, falls nicht zum Verständnis notwendig, ausgespart werden kann.The slice image data sets I. of such a volume image data set VBD , which from a number of N slice image data sets I. which are based on a number of C cardiac cycles can be described identifiable by means of the indices i and c. That is, the volume image data set VBD consists of N slice image data sets I. i c
Figure DE102019202830A1_0001
with i = {1, ..., N} and c = {1, ..., C} where each individual slice image data set I. i c I. i c ( x , y )
Figure DE102019202830A1_0002
each represents a two-dimensional image pixel matrix with image pixel values, and each image pixel value reproduces the computed tomography intensity value at the location coordinates (x, y). Each slice image data set I. the number of N slice image data records would already be fully described by the index i, so that the index c can easily be left out in the following, if not necessary for understanding.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Bewertung der Bildqualität wird beim ersten Ermitteln S2a der ersten Wahrscheinlichkeit oder beim zweiten Ermitteln S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit eine Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen BI bestimmt wird, wobei die Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen BI der Untermenge an Schichtbilddatensätzen I entspricht, welche jeweils an eine Grenze G zwischen zwei im Volumenbilddatensatz VBD benachbarten Schichtbilddatensätzen I angrenzen, welche aus zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen. In der schematischen Darstellung des Volumenbilddatensatzes VBD in 3 ist die Untermenge an Grenz-Schichtbilddatensätzen BI des gezeigten Volumenbilddatensatzes VBD zur Veranschaulichung straffiert hervorgehoben. Die Grenz-Schichtbilddatensätze BI liegen jeweils an einem Übergang, d.h. an einer Grenze G, zwischen Schichtbilddatensätzen I aus zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen. Die Grenz-Schichtbilddatensätze BI treten insbesondere immer paarweise auf. Die Grenz-Schichtbilddatensätze BI umfassen insbesondere die Untermenge an Schichtbilddatensätzen I für die gilt I j c { ( I j a , I j + 1 b )   m i t   | a + b | = 1 }

Figure DE102019202830A1_0003
wobei davon jeweils nur der erste Schichtbilddatensatz eines jeweiligen Paars an Grenz-Schichtbilddatensätzen BI umfasst ist. Das heißt, eine Grenze G liegt jeweils zwischen einem Paar an Grenz-Schichtbilddatensätzen BI bestehend aus den Schichtbilddatensätzen Ij und Ij+1 vor, wobei der Index j durch obigen Zusammenhang bestimmt ist. Angewendet auf den in 4 schematisch dargestellten Volumenbilddatensatz gilt für den Index j, welcher jeweils herangezogen werden kann, um eine Grenze G, d.h. einen Übergang zwischen zwei Herzzyklen, zu identifizieren: j = {4,8,12}. According to an advantageous embodiment of the method for evaluating the image quality, the first determination S2a the first probability or the second determination S2b a number of boundary slice image data sets BI is determined from the second probability, the number of boundary slice image data sets BI of the subset of slice image data sets I. which corresponds to a boundary G between two in the volume image data set VBD neighboring slice image data sets I. which come from two different cardiac cycles. In the schematic representation of the volume image data set VBD in 3 is the subset of boundary slice image data sets BI of the volume image data set shown VBD highlighted for clarity. The boundary slice image data sets BI each lie at a transition, ie at a boundary G, between slice image data sets I. from two different cardiac cycles. The boundary slice image data records BI always appear in pairs. The boundary slice image data records BI include in particular the subset of slice image data records I. for which applies I. j c { ( I. j a , I. j + 1 b ) m i t | a + b | = 1 }
Figure DE102019202830A1_0003
only the first slice image data set of a respective pair of boundary slice image data sets BI being included. That is, a boundary G is in each case between a pair of boundary slice image data sets BI consisting of the slice image data sets I j and I j + 1 , the index j being determined by the above relationship. Applied to the in 4th The volume image data set shown schematically applies to the index j, which can be used in each case to identify a boundary G, ie a transition between two cardiac cycles: j = {4, 8, 12}.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Verfahrens wird dann für jeden Übergang, d.h. für jede Grenze G, zwischen zwei im Volumenbilddatensatz VBD benachbarten Schichtbilddatensätzen I, welche aus zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen, beim ersten Ermitteln S2a der ersten Wahrscheinlichkeit jeweils ein Einzel-Wahrscheinlichkeitswert für das Auftreten des ersten Artefakts und beim zweiten Ermitteln S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit jeweils ein Einzel-Wahrscheinlichkeitswert für das Auftreten des zweiten Artefakts bestimmt. Die zwei im Volumenbilddatensatz VBD benachbarten Schichtbilddatensätze I, welche aus zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen, entsprechen jeweils einem Paar aus Grenz-Schichtbilddatensätzen BI.According to a preferred embodiment of the method, for each transition, ie for each boundary G, between two in the volume image data set VBD neighboring slice image data sets I. which originate from two different cardiac cycles when first determined S2a the first probability is an individual probability value for the occurrence of the first artifact and for the second determination S2b each of the second probability determines a single probability value for the occurrence of the second artifact. The two in the volume image data set VBD neighboring slice image data sets I. which originate from two mutually different cardiac cycles each correspond to a pair of boundary slice image data sets BI.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird für das erste Ermitteln S2a der ersten Wahrscheinlichkeit und das zweite Ermitteln S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit Schwellwertbilddatensätzen basierend auf den Schichtbilddatensätzen I gebildet. Zumindest wird für jeden der Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen BI ein Schwellwertbilddatensatz basierend auf einem Anwenden zumindest eines Schwellwerts auf die Bildpixelwerte eines jeweiligen Grenz-Schichtbilddatensatz BI erzeugt, wobei der für jede Grenze bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert dann auf den Schwellwertbilddatensätzen basiert.
Basierend auf einem Schichtbilddatensatz Ij kann beispielsweise ein Schwellwertbilddatensatz Jj bestimmt sein durch J j = m i n ( m a x ( I j , T α ) , T β )

Figure DE102019202830A1_0004
wobei in diesem Fall zwei Schwellwerte, bezeichnet als Tα und Tβ, auf den Schichtbilddatensatz Ij bzw. dessen Bildpixelwerte angewandt werden, um den dazugehörigen Schwellwertbilddatensatz Jj zu erzeugen. In diesem Fall werden für den Schwellwertbilddatensatz Jj alle Bildpixelwerte des Schichtbilddatensatzes Ij, welche kleiner sind als Tα, durch den Wert von Tα ersetzt. Ebenso werden alle Bildpixelwerte des Schichtbilddatensatzes Ij, welche größer sind als Tβ im Schwellwertbilddatensatz Jj durch den Wert von Tβ ersetzt. Es können in alternativen Ausführungen auch andere Vorschriften zur Bildung eines Schwellwertbilddatensatzes angewandt werden.According to an advantageous embodiment, for the first determination S2a the first probability and the second determining S2b the second probability threshold image data sets based on the slice image data sets I. educated. At least one threshold image data record is generated for each of the number of boundary slice image data sets BI based on the application of at least one threshold value to the image pixel values of a respective boundary slice image data set BI, the individual probability value determined for each boundary then being based on the threshold image data sets.
Based on a slice image data set I j , a threshold image data set J j can be determined by, for example J j = m i n ( m a x ( I. j , T α ) , T β )
Figure DE102019202830A1_0004
in this case two threshold values, designated T α and T β , are applied to the slice image data set I j or its image pixel values in order to generate the associated threshold value image data set J j . In this case, for the threshold image data set J j, all image pixel values of the slice image data set I j which are smaller than T α are replaced by the value of T α . Likewise, all image pixel values of the slice image data set I j which are greater than T β in the threshold value image data set J j are replaced by the value of T β . In alternative embodiments, other rules for forming a threshold image data set can also be used.

Es können N Schwellwertbilddatensätze basierend auf den N Schichtbilddatensätzen I des Volumenbilddatensatzes VBD erzeugt werden. Es können im Rahmen des Verfahrens auch lediglich für die Untermenge an Grenz-Schichtbilddatensätze BI oder eine andere Untermenge an Schichtbilddatensätzen des Volumenbilddatensatzes VBD Schwellwertbilddatensätze gebildet werden. In anderen Ausführungsvarianten kann das Ermitteln der ersten oder zweiten Wahrscheinlichkeit aber auch ohne das Bilden von Schwellwertbilddatensätzen ausgeführt werden.There can be N threshold image data sets based on the N slice image data sets I. of the volume image data set VBD be generated. Within the scope of the method, it is also possible only for the subset of boundary slice image data sets BI or another subset of slice image data sets of the volume image data set VBD Threshold image data records are formed. In other embodiment variants, however, the first or second probability can also be ascertained without the formation of threshold image data records.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens basiert der für jede Grenze G bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert außerdem auf dem pixelweisen Unterschied zwischen zumindest zweier örtlich korrespondierender Untermengen an Bildpixelwerten zweier benachbarter Grenz-Schichtbilddatensätze BI, d.h. einem Paar an Grenz-Schichtbilddatensätzen BI. Alternativ dazu basiert der für jede Grenze bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert auf dem pixelweisen Unterschied zwischen zumindest zweier örtlich korrespondierender Untermengen an Bildpixelwerten zweier zu zwei benachbarten Grenz-Schichtbilddatensätzen BI zugehöriger Schwellwertbilddatensätze. According to an advantageous embodiment of the method, the individual probability value determined for each boundary G is also based on the pixel-by-pixel difference between at least two spatially corresponding subsets of image pixel values of two adjacent boundary slice image data sets BI, ie a pair of boundary slice image data sets BI. Alternatively, the individual probability value determined for each boundary is based on the pixel-by-pixel difference between at least two spatially corresponding subsets of image pixel values of two threshold image data sets belonging to two adjacent boundary slice image data sets BI.

In der hier ausgeführten, beispielhaften Verfahrensvariante werden die örtlich korrespondierenden Untermengen in den Schichtbilddatensätzen dabei jeweils durch den bestimmten ersten Bildbereich HB oder den bestimmten zweiten Bildbereich TB vorgegeben. Das Bilden eines pixelweisen Unterschieds umfasst dann beispielsweise, dass jeweils eine Differenz zwischen zwei örtlich korrespondierenden Bildpixelwerten, d.h. zwischen zwei Bildpixeln, welche die gleichen Ortskoordinaten (x,y) innerhalb zweier in Richtung der Systemachse benachbarter Schichtbilddatensätze aufweisen, gebildet wird. Die Unterschiede können auch anderweitig quantifiziert werden, beispielsweise mittels einer Quotientenbildung der Bildpixelwerte oder ähnlichem.In the exemplary variant of the method carried out here, the locally corresponding subsets in the slice image data sets are each defined by the first image area HB or the determined second image area TB given. Forming a pixel-by-pixel difference then includes, for example, forming a difference between two spatially corresponding image pixel values, ie between two image pixels that have the same spatial coordinates (x, y) within two slice image data sets that are adjacent in the direction of the system axis. The differences can also be quantified in other ways, for example by means of a quotient formation of the image pixel values or the like.

Eine konkrete Möglichkeit den pixelweisen Unterschied zweier örtlich korrespondierender Untermengen an Bildpixelwerten auszuwerten ist im Folgenden beschrieben. Beispielsweise wird für die Bestimmung des für jede Grenze bestimmten Einzel-Wahrscheinlichkeitswert für das erste Artefakt bzw. für das zweite Artefakt jeweils ein Wichtungsfaktor W bestimmt, welcher auf den pixelweisen Unterschieden basiert. Für eine Grenze G bzw. Gj zwischen einem Paar aus Grenz-Schichtbilddatensätzen BI aufweisend die Schichtbilddatensätze Ij und Ij+1 kann ein solcher Wichtungsfaktor Wj gegeben sein durch W j ( k ) = x , y ( m a x ( | J j + k 1 J j + k | R j ,0 ) × N j ) 2 , w o b e i   k = 1

Figure DE102019202830A1_0005
A specific possibility of evaluating the pixel-by-pixel difference between two locally corresponding subsets of image pixel values is described below. For example, in order to determine the individual probability value determined for each limit for the first artifact or for the second artifact, in each case a weighting factor W is determined which is based on the pixel-by-pixel differences. Such a weighting factor W j can be given for a boundary G or G j between a pair of boundary layer image data sets BI comprising the layer image data sets I j and I j + 1 W. j ( k ) = x , y ( m a x ( | J j + k - 1 - J j + k | - R. j , 0 ) × N j ) 2 , w O b e i k = 1
Figure DE102019202830A1_0005

Der Wichtungsfaktor basiert in diesem Beispiel auf aus den Grenz-Schichtbilddatensätzen BI gebildeten Schwellwertbilddatensätzen J. In anderen Ausführungen können auch die dazu korrespondierenden Schichtbilddatensätze I selbst eingesetzt werden. Außerdem basiert der Wichtungsfaktor auf einer Pixelmaske Nj und einem Wert des Bildrauschens Rj.In this example, the weighting factor is based on threshold image data sets J formed from the boundary slice image data sets BI. In other embodiments, the slice image data sets corresponding thereto can also be used I. can be used by yourself. In addition, the weighting factor is based on a pixel mask N j and a value of the image noise R j .

Die Pixelmaske Nj basiert dabei im ausgeführten Beispiel, sofern die erste Wahrscheinlichkeit ermittelt wird, auf dem im Schritt des ersten Bestimmens S7a bestimmten ersten Bildbereich HB oder, sofern die zweite Wahrscheinlichkeit ermittelt wird, auf dem im Schritt des zweiten Bestimmens S7b bestimmten zweiten Bildbereich TB.
Für einen Schichtbilddatensatz Ij bzw. einen Schwellwertbilddatensatz Jj kann die Pixelmaske Nj basierend auf dem Herzbildbereich HB beispielsweise definiert sein als N j ( x , y ) = { 1 ( x , y ) H B 0 s o n s t

Figure DE102019202830A1_0006
The pixel mask N j is based in the example shown, if the first probability is determined, on that in the step of the first determination S7a certain first image area HB or, if the second probability is determined, on that in the step of the second determination S7b certain second image area TB .
For a slice image data set I j or a threshold value image data set J j , the pixel mask N j can be based on the heart image area HB for example be defined as N j ( x , y ) = { 1 ( x , y ) H B. 0 s O n s t
Figure DE102019202830A1_0006

Das Anwenden einer solchen Pixelmaske Nj(x,y) im obigen Ausdruck des Wichtungsfaktors schließt dann nur jene Untermenge an Bildpixelwerte eines Schichtbilddatensatzes I bzw. dessen Schwellwertbilddatensatz J für die Berechnung, deren Bildpixel-Koordinaten (x,y) innerhalb des ersten Bildbereichs HB, d.h. des bestimmten Herzbildbereichs, liegen.The application of such a pixel mask N j (x, y) in the above expression of the weighting factor then only includes that subset of image pixel values of a slice image data set I. or its threshold image data set J for the calculation, its image pixel coordinates (x, y) within the first image area HB , ie of the specific heart image area.

Eine Pixelmaske für das zweite Ermitteln S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit basierend auf dem Thoraxbildbereich TB kann in ähnlicher Weise anhand des zweiten Bildbereichs TB definiert sein. Eine bevorzugte Pixelmaske Nj(x,y) für das zweite Ermitteln S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit kann auch definiert sein als N j ( x , y ) = { 1 ( x , y ) T B ¬ ( ( x , y ) H B ) 0 s o n s t

Figure DE102019202830A1_0007
A pixel mask for the second determination S2b the second probability based on the chest image area TB can be done in a similar way using the second image area TB be defined. A preferred pixel mask N j (x, y) for the second determination S2b the second probability can also be defined as N j ( x , y ) = { 1 ( x , y ) T B. ¬ ( ( x , y ) H B. ) 0 s O n s t
Figure DE102019202830A1_0007

In dieser vorteilhaften Definition einer Pixelmaske für das Ermitteln der zweiten Wahrscheinlichkeit basierend sowohl auf dem ersten Bildbereich HB als auch dem zweiten Bildbereich TB sind insbesondere diejenigen Bildpixel eingeschlossen, welche vom Thoraxbildbereich TB umfasst sind, dagegen sind diejenigen Bildpixel davon ausgeschlossen, welche außerdem auch innerhalb des Herzbildbereichs HB liegen.In this advantageous definition of a pixel mask for determining the second probability based both on the first image area HB as well as the second image area TB In particular, those image pixels are included which are from the thorax image area TB are included, on the other hand those image pixels are excluded, which are also within the heart image area HB lie.

Es ist dabei denkbar, dass im Rahmen des Verfahrens auch die Fälle berücksichtigt werden, wenn kein expliziter erster Bildbereich HB oder zweiter Bildbereich TB in einem Schichtbilddatensatz oder Volumenbilddatensatz definiert ist. Liegt beispielsweise kein definierter Thoraxbildbereich TB vor, kann das gesamte betrachtete Schichtbild als Thoraxbildbereich TB, d.h. als zweiter Bildbereich TB, bestimmt sein. Liegt beispielsweise kein expliziter Herzbildbereich HB vor, kann der Herzbildbereich HB insbesondere beispielweise als leer bestimmt werden. It is conceivable that, within the framework of the method, the cases are also taken into account when there is no explicit first image area HB or second image area TB is defined in a slice image data set or volume image data set. For example, there is no defined thorax image area TB before, the entire slice image viewed can be used as a thorax image area TB , ie as the second image area TB , be determined. For example, there is no explicit heart image area HB before, the heart image area can HB in particular, for example, be determined as empty.

In dem oben ausgeführten konkreten Beispiel für die Berechnung des Wichtungsfaktors W, welcher für das Bestimmen eines jeweiligen Einzelwahrscheinlichkeitswerts eingesetzt werden kann, werden die Unterschiede zwischen den Schwellwertbilddatensätzen außerdem in Bezug zu dem Bildrauschwert Rj gesetzt. In dem konkreten Fall des oben ausgeführten Beispiels des Wichtungsfaktors W gehen die Unterschiede lediglich dann in den Wichtungsfaktor W mit ein, wenn die berechneten Unterschiede zwischen den Schwellwertbilddatensätzen Jj+k-1 und Jk+k größer sind als der Bildrauschwert Rj. In einer beispielhaften Ausführung kann der Wert des Bildrauschens etwa bestimmt sein durch R j = m e d i a n ( { | I j ( x , y ) I j ( x 1, y ) | | N j > 0 } )

Figure DE102019202830A1_0008
In the concrete example set out above for the calculation of the weighting factor W, which can be used to determine a respective individual probability value, the differences between the threshold image data sets are also set in relation to the image noise value R j . In the specific case of the above example of the weighting factor W, the differences are only included in the weighting factor W if the calculated differences between the threshold image data sets J j + k-1 and J k + k are greater than the image noise value R j . In an exemplary embodiment, the value of the image noise can be determined by R. j = m e d i a n ( { | I. j ( x , y ) - I. j ( x - 1, y ) | | N j > 0 } )
Figure DE102019202830A1_0008

Rj basiert dabei auf Unterschieden benachbarter Pixel innerhalb jeweils eines Grenz-Schichtbilddatensatzes BI der betrachteten Grenze, welche von der jeweiligen Pixelmaske Nj basierend auf dem ersten Bildbereich HB oder dem zweiten Bildbereich TB, umfasst sind. Jedoch sind auch andere Definitionen für den Wert des Bildrauschens Rj denkbar.R j is based on differences between neighboring pixels within a respective boundary slice image data set BI of the boundary under consideration, which of the respective pixel mask N j is based on the first image area HB or the second image area TB , are included. However, other definitions for the value of the image noise R j are also conceivable.

Der jeweilige Einzel-Wahrscheinlichkeitswert für eine Grenze Gj zwischen einem Paar aus Grenz-Schichtbilddatensätzen BI aufweisend die Schichtbilddatensätze Ij und Ij+1 kann dann von dem Wichtungsfaktor Wj(k=1) abhängig berechnet werden. Je größer die eigehenden, aufsummierten Unterschiede der Bildpixelwerte der örtlich korrespondierenden Untermengen, desto größer ist dabei der jeweilige Wichtungsfaktor. Der Wert des Wichtungsfaktors W kann damit einen Hinweis auf die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines ersten Artefakts oder eines zweiten Artefakts liefern, je nach ob ein erster Bildbereich oder ein zweiter Bildbereich als Bildpixel-Maske Nj eingeht.The respective individual probability value for a boundary G j between a pair of boundary layer image data sets BI having the layer image data sets I j and I j + 1 can then be calculated as a function of the weighting factor W j (k = 1). The greater the incoming, summed up differences in the image pixel values of the locally corresponding subsets, the greater the respective weighting factor. The value of the weighting factor W can thus provide an indication of the probability of the occurrence of a first artifact or a second artifact, depending on whether a first image area or a second image area is included as an image pixel mask N j .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung basiert der für jede Grenze G bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert zusätzlich auf einer weiteren örtlich korrespondierenden Untermenge an Bildpixelwerten eines zu einem der zwei Grenz-Schichtbilddatensätzen BI benachbarten Schichtbilddatensatz NI, welcher nicht Teil der Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen BI ist. In 3 sind solche einem jeweiligen Grenz-Schichtbilddatensatz BI benachbarten Schichtbilddatensätze NI beispielhaft als gepunktet hervorgehoben. Gleichermaßen können dafür auch auf diesen Schichtbilddatensätzen basierenden Schwellwertbilddatensätze J gebildet werden, deren Bildpixelwerte auf den Bildpixelwerten der benachbarten Schichtbilddatensätze NI basieren. Der für jede Grenze G bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert kann dann zusätzlich auf einer weiteren örtlich korrespondierenden Untermenge an Bildpixelwerten der zu den benachbarten Schichtbilddatensätzen NI gehörigen Schwellwertbilddatensätze J basieren.According to a further advantageous embodiment, the individual probability value determined for each boundary G is additionally based on a further locally corresponding subset of image pixel values of a slice image data set NI adjacent to one of the two boundary slice image data sets BI, which is not part of the number of boundary slice image data sets BI. In 3 such slice image data sets NI adjacent to a respective boundary slice image data set BI are highlighted as dotted lines by way of example. For this purpose, threshold image data sets J based on these slice image data sets can also be formed, the image pixel values of which are based on the image pixel values of the adjacent slice image data sets NI. The individual probability value determined for each limit G can then additionally be based on a further locally corresponding subset of image pixel values of the threshold image data sets J belonging to the adjacent slice image data sets NI.

Beispielsweise basiert der Einzel-Wahrscheinlichkeitswert neben einem pixelweisen Unterschied zwischen zumindest zweier örtlich korrespondierender Untermengen an Bildpixelwerten zweier benachbarter Grenz-Schichtbilddatensätze BI bzw. daraus gebildeter Schwellwertbilddatensätze J außerdem auch auf einem pixelweisen Unterschied von örtlich korrespondierenden Untermengen an Bildpixelwerten zwischen einem Grenz-Schichtbilddatensatz BI und einem benachbarten Schichtbilddatensatz NI, welcher aus dem gleichen Herzzyklus stammt, bzw. daraus gebildeter Schwellwertbilddatensätze. Die Unterschiede zwischen zwei Grenz-Schichtbilddatensätzen BI, welche aus verschiedenen Herzzyklen stammen, können so beispielsweise in Relation zu Unterschieden zwischen zwei Schichtbilddatensätzen, welche aus dem gleichen Herzzyklus stammen, gesetzt werden. Dies kann vorteilhaft als eine Art Normierung eingesetzt, welche auftretende Unterschiede an einer Grenze G bzw. über eine Grenze hinweg zwischen zwei Herzzyklen in Relation zu im Volumenbilddatensatz VBD zu erwartenden Unterschieden zwischen zwei Schichtbilddatensätzen setzt. Erwartete Unterschiede zwischen zwei Schichtbilddatensätzen können beispielsweise auf anatomischen Unterschieden im Objekt resultieren.For example, the individual probability value is based not only on a pixel-by-pixel difference between at least two spatially corresponding subsets of image pixel values of two adjacent boundary slice image data sets BI or threshold image data sets J formed therefrom, but also on a pixel-by-pixel difference of locally corresponding subsets of image pixel values between one boundary slice image data set BI and one adjacent slice image data record NI, which originates from the same cardiac cycle, or threshold image data records formed therefrom. The differences between two boundary slice image data sets BI which originate from different cardiac cycles can thus be set in relation to differences between two slice image data sets which originate from the same heart cycle. This can advantageously be used as a type of normalization which shows differences occurring at a boundary G or across a boundary between two cardiac cycles in relation to in the volume image data set VBD expected differences between two slice image data sets. Expected differences between two slice image data sets can result, for example, from anatomical differences in the object.

Beispielsweise geht für eine Grenze G zwischen einem Paar aus Grenz-Schichtbilddatensätzen BI aufweisend die Schichtbilddatensätze Ij und Ij+1 neben einem Wichtungsfaktor Wj(k=1) außerdem auch ein Wichtungsfaktor Wj(k=0) oder Wj(k=2) gemäß des oben ausgeführten Ausdrucks für den Wichtungsfaktor Wj. Beispielsweise kann dann ein Einzelwahrscheinlichkeitswert einer jeweiligen Grenze Gj definiert sein als P j = m i n ( S × W j ( 1 ) m a x ( W j ( 0 ) , W j ( 2 ) ) ,1 )

Figure DE102019202830A1_0009
mit einem Skalierungsfaktor S. Der Skalierungsfaktor S kann zuvor anhand von Voruntersuchungen bestimmt sein und in einer Speichereinheit MU abrufbar abgelegt sein.For example, for a boundary G between a pair of boundary layer image data sets BI having the layer image data sets I j and I j + 1, in addition to a weighting factor W j (k = 1), a weighting factor W j (k = 0) or W j (k = 2) according to the expression given above for the weighting factor W j . For example, an individual probability value of a respective limit G j can then be defined as P j = m i n ( S. × W. j ( 1 ) m a x ( W. j ( 0 ) , W. j ( 2 ) ) ,1 )
Figure DE102019202830A1_0009
with a scaling factor S. The scaling factor S can be determined beforehand on the basis of preliminary examinations and in a storage unit MU be stored in a retrievable manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird beim ersten Ermitteln S2a der ersten Wahrscheinlichkeit oder beim zweiten Ermitteln S2b der zweiten Wahrscheinlichkeit ein Gesamt-Wahrscheinlichkeitswert für den Volumenbilddatensatz VBD basierend auf dem für jede Grenze G bestimmten Einzel-Wahrscheinlichkeitswert ermittelt.In a further advantageous embodiment, during the first determination S2a the first probability or the second determination S2b the second probability is an overall probability value for the volume image data set VBD is determined based on the individual probability value determined for each limit G.

Eine Möglichkeit einen Gesamt-Wahrscheinlichkeitswert GP basierend auf den jeweiligen Einzel-Wahrscheinlichkeitswerten kann definiert sein als G P = max ( { P j | F j > Q } )

Figure DE102019202830A1_0010
One possibility of an overall probability value GP based on the respective individual probability values can be defined as G P = Max ( { P j | F. j > Q } )
Figure DE102019202830A1_0010

Dabei stellt Fj den Anteil der Bildpixel der zweidimensionalen Matrix an Bildpixelwerten des j-ten Schichtbilddatensatzes dar, welche jeweils als Untermenge in die Bestimmung der Einzel-Wahrscheinlichkeitswerte eingeht. Der Faktor Fj eines j-ten Schichtbilddatensatzes kann definiert sein als F j = x , y N j x , y 1

Figure DE102019202830A1_0011
mit der jeweiligen Pixelmaske Nj basierend auf dem ersten bzw. zweiten Bildbereich.F j represents the portion of the image pixels of the two-dimensional matrix of image pixel values of the j-th slice image data set, which is used as a subset in the determination of the individual probability values. The factor F j of a j-th slice image data set can be defined as F. j = x , y N j x , y 1
Figure DE102019202830A1_0011
with the respective pixel mask N j based on the first or second image area.

Der Faktor Q in der oben konkret ausgeführten Bestimmungsmöglichkeit des Gesamt-Wahrscheinlichkeitswerts GP ist dabei ein zuvor festgelegter Wert, welcher sich in Voruntersuchungen, beispielsweise experimentell, als sinnvoll erwiesen hat, und in einer Speichereinheit MU abrufbar abgelegt sein kann.The factor Q in the possibility of determining the overall probability value GP specifically explained above is a previously established value which has proven to be useful in preliminary investigations, for example experimentally, and in a storage unit MU can be retrieved.

Es sind auch andere Berechnungen eines Gesamt-Wahrscheinlichkeitswerts denkbar. Es kann beispielsweise eine Mittelung der Einzel-Wahrscheinlichkeitswerte oder eine gewichtetet oder ungewichtete Summenbildung der Einzelwahrscheinlichkeitswerte oder ähnliches eingesetzt werden, um einen globalen Gesamt-Wahrscheinlichkeitswert des Volumenbilddatensatzes VBD zu bestimmen.Other calculations of an overall probability value are also conceivable. For example, an averaging of the individual probability values or a weighted or unweighted summation of the individual probability values or the like can be used to obtain a global overall probability value of the volume image data set VBD to determine.

Im in 4 beispielhaft dargestellten Verfahren wird sowohl die erste Wahrscheinlichkeit für ein Auftreten eines Herzartefakts als auch die zweite Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Atemartefakts bestimmt. Das erste Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit und das zweite Ermitteln der zweiten Wahrscheinlichkeit kann im Wesentlichen in gleicher Weise ausgeführt werden, beispielsweise mittels der oben beschriebenen Zusammenhänge für den Wichtungsfaktor W, den Einzel-Wahrscheinlichkeitswert P oder den Gesamt-Wahrscheinlichkeitswert GP, wobei sich jedoch Schwellwerte T, festgelegte Werte S,Q und die bestimmten Bildbereiche bzw. darauf basierende Pixelmasken Nj für das Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit und das Ermitteln der zweiten Wahrscheinlichkeit jeweils unterscheiden können.In the in 4th In the method illustrated by way of example, both the first probability of the occurrence of a heart artifact and the second probability of the occurrence of a respiratory artifact are determined. The first determination of the first probability and the second determination of the second probability can essentially be carried out in the same way, for example by means of the above-described relationships for the weighting factor W, the individual probability value P or the overall probability value GP, but with threshold values T. , defined values S, Q and the specific image areas or pixel masks N j based thereon for determining the first probability and determining the second probability.

Im in 4 beispielhaft dargestellten Verfahren wird anschließend die Bildqualität basierend sowohl auf der ermittelten ersten Wahrscheinlichkeit als auch auf der der ermittelten zweiten Wahrscheinlichkeit bewertet. Die Bewertung kann dann umfassen, die Beeinträchtigung des Volumenbilddatensatzes VBD durch ein erstes und ein zweites Artefakt zu beurteilen. Die Bewertung kann dann umfassen sowohl das Ausmaß eines Herzartefakts als auch das Ausmaß eines Atemartefakts in dem Volumenbilddatensatz VBD nach Beeinträchtigungslevel einzustufen.In the in 4th The method illustrated by way of example is then assessed based on both the determined first probability and the determined second probability. The assessment can then include the impairment of the volume image data set VBD to be judged by a first and a second artifact. The assessment can then include both the extent of a heart artifact and the extent of a respiratory artifact in the volume image data set VBD to be classified according to impairment level.

5 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes abbildend zumindest eines Teils des Thorax eines Patienten. Die Vorrichtung weist eine erste Schnittstelle ST1 auf. Die erste Schnittstelle ST1 ist ausgebildet zum Empfangen des Volumenbilddatensatzes. Der Volumenbilddatensatz basiert dabei auf mittels eines Computertomographie-Geräts aufgenommenen Projektionsmessdaten und umfasst eine dreidimensionale Matrix an Bildpixelwerten. Die erste Schnittstelle ST1 kann den Volumenbilddatensatz VBD beispielweise von einer Rekonstruktionseinheit empfangen, welche basierend auf den Projektionsmessdaten den Volumenbilddatensatz mittels eines geeigneten Algorithmus, beispielsweise der gefilterten Rückprojektion rekonstruiert hat.
Die Vorrichtung SYS weist außerdem eine Recheneinheit RH auf, welche ausgebildet ist zum ersten Ermitteln, basierend auf dem Volumenbilddatensatz VBD, einer ersten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines ersten Artefakts, welches durch die Bewegung des Herzens 31 des Patienten 13 hervorgerufen wird, und/oder ausgebildet ist zum zweiten Ermitteln, basierend auf dem Volumenbilddatensatz VBD, einer zweiten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines zweiten Artefakts in dem Volumenbilddatensatz VBD, welches durch die Bewegung des Thorax durch die Atmung des Patienten 13 hervorgerufen wird.
Die Recheneinheit RH ist weiterhin ausgebildet zum Bewerten der Bildqualität des Volumenbilddatensatzes VBD basierend auf der ermittelten ersten Wahrscheinlichkeit und/oder basierend auf der zweiten Wahrscheinlichkeit.
Die Vorrichtung SYS weist weiterhin eine zweite Schnittstelle ST2 auf, welche ausgebildet ist zum Ausgeben der Bewertung der Bildqualität.
5 shows a schematic embodiment of a device for evaluating an image quality of a volume image data set depicting at least a part of the thorax of a patient. The device has a first interface ST1 on. The first interface ST1 is designed to receive the volume image data set. The volume image data set is based on projection measurement data recorded by means of a computed tomography device and comprises a three-dimensional matrix of image pixel values. The first interface ST1 can use the volume image data set VBD for example from a reconstruction unit received which, based on the projection measurement data, has reconstructed the volume image data set by means of a suitable algorithm, for example the filtered back projection.
The device SYS also has a computing unit RH which is designed to first determine based on the volume image data set VBD , a first probability of occurrence of a first artifact caused by the movement of the heart 31 of the patient 13 is caused and / or is designed for the second determination, based on the volume image data set VBD , a second probability of occurrence of a second artifact in the volume image data set VBD which is caused by the movement of the thorax through the patient's breathing 13 is caused.
The arithmetic unit RH is also designed to evaluate the image quality of the volume image data set VBD based on the determined first probability and / or based on the second probability.
The device SYS furthermore has a second interface ST2 which is designed to output the evaluation of the image quality.

Die hier dargestellte Vorrichtung SYS ist insbesondere dazu ausgebildet, das Verfahren zur Bewertung der Bildqualität und seine Aspekte, beispielsweise in Form der beschriebenen Ausführungsbeispiele auszuführen, indem die erste und die zweite Schnittstelle ST1, ST2 und die Recheneinheit RH dazu ausgebildet sind, die jeweiligen Schritte des Verfahrens auszuführen.The device shown here SYS is designed in particular to carry out the method for evaluating the image quality and its aspects, for example in the form of the exemplary embodiments described, by the first and second interfaces ST1 , ST2 and the arithmetic unit RH are designed to carry out the respective steps of the method.

Bei der Vorrichtung SYS kann es sich insbesondere um einen Computer, einen Mikrocontroller oder um einen integrierten Schaltkreis handeln. Alternativ kann es sich bei der der Vorrichtung SYS um einen realen oder virtuellen Verbund von Computern handeln (ein englischer Fachbegriff für einen realen Verbund ist „Cluster“, ein englischer Fachbegriff für einen virtuellen Verbund ist „Cloud“). Eine Recheneinheit RH kann Hardware-Element oder Software-Elemente aufweisen, beispielsweise einen Mikroprozessor oder ein sogenanntes FPGA (englisches Akronym für „Field Programmable Gate Array“).At the device SYS it can in particular be a computer, a microcontroller or an integrated circuit. Alternatively it can be with the device SYS be a real or virtual network of computers (an English technical term for a real network is "cluster", an English technical term for a virtual network is "cloud"). A unit of account RH can have hardware elements or software elements, for example a microprocessor or a so-called FPGA (English acronym for “Field Programmable Gate Array”).

Die in 5 gezeigte Vorrichtung SYS weist außerdem eine Speichereinheit MU auf. Diese kann als nicht dauerhafte Arbeitsspeicher (Random Access Memory, kurz RAM) oder als dauerhafter Massenspeicher (Festplatte, USB-Stick, SD-Karte, Solid State Disk) realisiert sein.In the 5 shown device SYS also has a storage unit MU on. This can be implemented as a non-permanent main memory (Random Access Memory, RAM for short) or as permanent mass storage (hard disk, USB stick, SD card, solid state disk).

Bei einer Schnittstelle ST1, ST2 kann es sich um eine Hardware- oder Softwareschnittstelle handeln (beispielsweise PCI-Bus, USB oder Firewire).At an interface ST1 , ST2 it can be a hardware or software interface (e.g. PCI bus, USB or Firewire).

Optimalerweise kann die Vorrichtung SYS weiterhin eine Ein- und Ausgabeeinheit umfassen, wobei eine Ein- und Ausgabeeinheit wenigstens eine Eingabeeinheit EE und/oder wenigstens eine Ausgabeeinheit AE umfasst. Mittels der Ausgabeeinheit AE in Form einer Darstellungseinheit, beispielswiese eines Displays, kann eine ermittelte Wahrscheinlichkeit, eine Bewertung für einen Anwender angezeigt werden. Eine Eingabeeinheit ermöglicht beispielsweise die manuelle Interaktion eines Anwenders, beispielsweise die Bestätigung eines bestimmten ersten oder zweiten Bildbereichs HB, TB.Optimally, the device SYS furthermore comprise an input and output unit, an input and output unit at least one input unit EE and / or at least one output unit AE includes. By means of the output unit AE in the form of a representation unit, for example a display, a determined probability, an assessment, can be displayed for a user. An input unit enables, for example, the manual interaction of a user, for example the confirmation of a specific first or second image area HB , TB .

Die Vorrichtung kann außerdem mit einem CT-Gerät 1 verbunden sein. Die Vorrichtung SYS kann über ein Netzwerk mit dem CT-Gerät 1 verbunden sein. Die Vorrichtung kann auch in einer alternativen Ausführung als Teil des CT-Geräts 1 ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein optional basierend auf der Bewertung ein Steuersignal für das CT-Gerät zu erzeugen.The device can also be used with a CT machine 1 be connected. The device SYS can be connected to the CT device via a network 1 be connected. In an alternative embodiment, the device can also be used as part of the CT device 1 be trained. The device can be designed to generate a control signal for the CT device optionally based on the evaluation.

Bei einem Netzwerk kann es sich um ein lokales Netzwerk (ein englischer Fachbegriff ist „Local Area Network“, kurz „LAN“) oder um ein großräumiges Netzwerk (ein englischer Fachbegriff ist „Wide Area Network“, kurz „WAN“) handeln. Ein Beispiel für ein lokales Netzwerk ist ein Intranet, ein Beispiel für ein großräumiges Netzwerk ist das Internet. Das Netzwerk kann insbesondere auch drahtlos ausgeführt sein, insbesondere als WLAN (für „wireless LAN“, im englischen ist die Abkürzung „WiFi“ gebräuchlich) oder als Bluetooth-Verbindung. Das Netzwerk kann auch als Kombination der genannten Beispiele ausgeführt sein. Weiterhin kann die Kommunikation zwischen der Vorrichtung SYS und einem CT-Gerät 1 auch offline erfolgen, beispielsweise durch einen Austausch von Datenträgern.A network can be a local network (a technical term is "Local Area Network", "LAN" for short) or a large-scale network (a technical term is "Wide Area Network", "WAN" for short). An example of a local network is an intranet, an example of a large-scale network is the Internet. The network can in particular also be implemented wirelessly, in particular as a WLAN (for “wireless LAN”, in English the abbreviation “WiFi” is common) or as a Bluetooth connection. The network can also be designed as a combination of the examples mentioned. Furthermore, the communication between the device SYS and a CT machine 1 can also be done offline, for example by exchanging data carriers.

Die 6 zeigt ein Computertomographie-Gerät 1 mit einer Röntgenröhre 26. Das CT-Gerät 1 weist eine Gantry 20, eine tunnelförmige Öffnung 9 und eine Lagerungsvorrichtung 10 auf. Die Gantry 20 weist den Tragrahmen 21 und den Drehkranz 24 auf. Der Drehkranz 24 ist mittels einer Drehlagerungsvorrichtung an dem Tragrahmen 21 um die Systemachse 8 relativ zu dem Tragrahmen 21 drehbar angeordnet.
In die tunnelförmige Öffnung 9 ist der Patient 13 einführbar. In der tunnelförmigen Öffnung 9 ist ein abzubildender Bereich, insbesondere der Thorx, des Patienten 13 derart positionierbar, dass die Röntgenstrahlung 27 von der Röntgenröhre 26 zu dem abzubildenden Bereich und nach einer Wechselwirkung mit dem abzubildenden Bereich zu dem Röntgendetektor 28 gelangen kann. Die Lagerungsvorrichtung 10 weist den Lagerungssockel 11 und die Lagerungsplatte 12 zur Lagerung des Patienten 13 auf. Der Lagerungssockel 11 und die Lagerungsplatte 12 kann auch als Patiententisch bezeichnet werden. Die Lagerungsplatte 12 ist derart relativ zu dem Lagerungssockel 11 bewegbar an dem Lagerungssockel 11 angeordnet, dass die Lagerungsplatte 12 in einer Längsrichtung der Lagerungsplatte 12, insbesondere im Wesentlichen entlang der Systemachse 8, in die tunnelförmige Öffnung 9 einführbar ist, d.h. der Vorschub des Patienten entlang der Systemachse 8 ermöglicht ist.
The 6th shows a computed tomography device 1 with an x-ray tube 26th . The CT machine 1 has a gantry 20th , a tunnel-shaped opening 9 and a storage device 10 on. The gantry 20th has the support frame 21st and the slewing ring 24 on. The slewing ring 24 is on the support frame by means of a pivot bearing device 21st around the system axis 8th relative to the support frame 21st rotatably arranged.
Into the tunnel-shaped opening 9 is the patient 13 insertable. In the tunnel-shaped opening 9 is an area to be mapped, especially the thorx, of the patient 13 positionable in such a way that the X-rays 27 from the X-ray tube 26th to the area to be imaged and, after an interaction with the area to be imaged, to the X-ray detector 28 can get. The storage device 10 indicates the storage base 11 and the storage plate 12 for positioning the patient 13 on. The storage base 11 and the storage plate 12 can also be called a patient table. The storage plate 12 is such relative to the storage pedestal 11 movable on the storage pedestal 11 arranged that the storage plate 12 in a longitudinal direction of the storage plate 12 , in particular essentially along the system axis 8th into the tunnel-shaped opening 9 is insertable, ie the advance of the patient along the system axis 8th is made possible.

Das CT-Gerät 1 ist zur Aufnahme von Projektionsmessdaten basierend auf Röntgenstrahlung 27 ausgebildet. Die Röntgenröhre 26 ist an dem Drehkranz 24 angeordnet und zur Emission der Röntgenstrahlung 27 ausgebildet. Der Röntgendetektor 28 ist zur Detektion der Röntgenstrahlung 27 ausgebildet. Die Röntgenstrahlung 27 kann von der Röntgenröhre 26 zu dem abzubildenden Bereich des Objekts 13 gelangen und nach einer Wechselwirkung mit dem abzubildenden Bereich auf den Röntgendetektor 28 auftreffen. Auf diese Weise können Messdaten des Bereichs in Form von Projektionsmessdaten erfasst werden.The CT machine 1 is for recording projection measurement data based on X-rays 27 educated. The X-ray tube 26th is on the turntable 24 arranged and for the emission of X-rays 27 educated. The X-ray detector 28 is for the detection of X-rays 27 educated. The X-rays 27 can from the x-ray tube 26th to the area of the object to be mapped 13 arrive and after an interaction with the area to be imaged on the X-ray detector 28 hit. In this way, measurement data of the area can be acquired in the form of projection measurement data.

Das Computertomographie-Gerät umfasst eine Steuerungseinheit SE, welche ausgebildet ist, die Aufnahme der Projektionsmessdaten zu steuern. Das Computertomographie-Gerät 1 umfasst außerdem ein erfindungsgemäße Vorrichtung SYS zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes VBD abbildend zumindest eines Teils des Thorax des Patienten 13. Die Vorrichtung SYS weist eine Rekonstruktionseinheit RK auf. Die Rekonstruktionseinheit RK ist dazu ausgebildet basierend auf Projektionsmessdaten den dreidimensionalen Volumenbilddatensatz VBD bzw. die Schichtbilddatensätze I zu erzeugen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Rekonstruktionseinheit separat von der Vorrichtung SYS zur Bewertung der Bildqualität ausgebildet sind. Das Computertomographie-Gerät 1 weist außerdem eine Speichereinheit MU und eine Ausgabeeinheit AE in Form einer Darstellungseinheit DE auf. Die Darstellungseinheit DE kann insbesondere dazu ausgebildet sein, den Volumenbilddatensatz, einen Schichtbilddatensatz, die Bewertung und/oder die ermittelte erste oder zweite Wahrscheinlichkeit darzustellen bzw. für einen Anwender anzuzeigen.The computed tomography device comprises a control unit SE, which is designed to control the recording of the projection measurement data. The computed tomography device 1 also comprises a device according to the invention SYS for evaluating an image quality of a volume image data set VBD imaging at least part of the patient's thorax 13 . The device SYS has a reconstruction unit RK. The reconstruction unit RK is designed to use the three-dimensional volume image data set based on projection measurement data VBD or the slice image data sets I. to create. Alternatively, it is also possible that the reconstruction unit is separate from the device SYS are designed to evaluate the image quality. The computed tomography device 1 also has a storage unit MU and an output unit AE in the form of a display unit DE. The display unit DE can in particular be designed to display the volume image data set, a slice image data set, the assessment and / or the determined first or second probability or to display it for a user.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated in more detail by the exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.

Claims (18)

Verfahren zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes (VBD) abbildend zumindest eines Teils des Thorax eines Patienten (13), wobei der Volumenbilddatensatz (VBD) auf mittels eines Computertomographie-Geräts (1) aufgenommenen Projektionsmessdaten basiert und eine dreidimensionale Matrix an Bildpixelwerten umfasst, aufweisend die Schritte - Empfangen (S1) des Volumenbilddatensatzes (VBD) mittels einer ersten Schnittstelle (ST1), - Erstes Ermitteln (S2a) einer ersten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines ersten Artefakts, welches durch die Bewegung des Herzens (31) des Patienten (13) hervorgerufen wird, mittels einer Recheneinheit (RH) und basierend auf dem Volumenbilddatensatz (VBD), und/oder Zweites Ermitteln (S2b) einer zweiten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines zweiten Artefakts in dem Volumenbilddatensatz (VBD), welches durch die Bewegung des Thorax durch die Atmung des Patienten (13) hervorgerufen wird, mittels der Recheneinheit (RH) und basierend auf dem Volumenbilddatensatz (VBD), - Bewerten (S3) der Bildqualität des Volumenbilddatensatzes (VBD) mittels der Recheneinheit (RH) basierend auf der ermittelten ersten Wahrscheinlichkeit und/oder basierend auf der zweiten Wahrscheinlichkeit, und - Ausgeben (S4) der Bewertung der Bildqualität mittels einer zweiten Schnittstelle (ST2).A method for evaluating the image quality of a volume image data set (VBD) depicting at least part of the thorax of a patient (13), the volume image data set (VBD) being based on projection measurement data recorded by means of a computed tomography device (1) and comprising a three-dimensional matrix of image pixel values, having the steps - Receiving (S1) the volume image data set (VBD) by means of a first interface (ST1), - First determination (S2a) of a first probability of occurrence of a first artifact, which is caused by the movement of the heart (31) of the patient (13), by means of a computing unit (RH) and based on the volume image data set (VBD), and / or Second determination (S2b) of a second probability of occurrence of a second artifact in the volume image data set (VBD), which is caused by the movement of the thorax by the breathing of the patient (13), by means of the computing unit (RH) and based on the volume image data set (VBD) ), - Assessing (S3) the image quality of the volume image data set (VBD) by means of the computing unit (RH) based on the first probability determined and / or based on the second probability, and - Output (S4) of the assessment of the image quality by means of a second interface (ST2). Verfahren nach Anspruch 1, außerdem aufweisend die Schritte - Ableiten (S5) einer Handlungsanweisung basierend auf der Bewertung der Bildqualität mittels der Recheneinheit (RH), und - Weiteres Ausgeben (S6) der Handlungsanweisung mittels einer Schnittstelle.Procedure according to Claim 1 , also having the steps - deriving (S5) an instruction based on the assessment of the image quality by means of the computing unit (RH), and - further outputting (S6) the instruction by means of an interface. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die bestimmte Handlungsanweisung zumindest eine Anweisung der Gruppe aus Handlungsanweisungen umfasst: - Erneutes Aufnehmen von Projektionsmessdaten, - Anpassen eines Aufnahmeparameters für ein erneutes Aufnehmen von Projektionsmessdaten, oder - Anpassen eines Rekonstruktionsparameters für eine Rekonstruktion eines weiteren Volumenbilddatensatzes basierend auf den bereits aufgenommenen Projektionsmessdaten oder basierend auf erneut aufgenommenen Projektionsmessdaten.Procedure according to Claim 2 , wherein the specific handling instruction comprises at least one instruction of the group of handling instructions: - renewed recording of projection measurement data, - adjustment of a recording parameter for a new recording of projection measurement data, or - Adaptation of a reconstruction parameter for a reconstruction of a further volume image data set based on the projection measurement data already recorded or based on projection measurement data recorded again. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend den Schritt des Ermittelns (S2a) der ersten Wahrscheinlichkeit und außerdem aufweisend den Schritt - Erstes Bestimmen (S7a) eines ersten Bildbereichs (HB) basierend auf dem Volumenbilddatensatz (VBD), welcher zumindest einen Teilbereich des Herzens (31) des Patienten (13) umfasst, und wobei das Ermitteln der ersten Wahrscheinlichkeit auf dem bestimmten ersten Bildbereich (HB) basiert, und/oder umfassend den Schritt des Ermittelns (S2b) der zweiten Wahrscheinlichkeit und außerdem aufweisend den Schritt - Zweites Bestimmen (S7b) eines zweiten Bildbereichs (TB) basierend auf dem Volumenbilddatensatz (VBD), welcher zumindest einen Teilbereich des vom Volumenbilddatensatz (VBD) umfassten Teils des Thorax des Patienten (13) umfasst, und wobei das Ermitteln der zweiten Wahrscheinlichkeit auf dem bestimmten zweiten Bildbereich (TB) basiert.Method according to one of the Claims 1 to 3 , comprising the step of determining (S2a) the first probability and also having the step - first determining (S7a) a first image area (HB) based on the volume image data set (VBD), which contains at least a partial area of the heart (31) of the patient (13 ), and wherein the determination of the first probability is based on the determined first image area (HB), and / or comprising the step of determining (S2b) the second probability and also having the step - second determination (S7b) of a second image area (TB) ) based on the volume image data set (VBD), which comprises at least a partial area of the part of the thorax of the patient (13) comprised by the volume image data set (VBD), and wherein the determination of the second probability is based on the determined second image area (TB). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Volumenbilddatensatz (VBD) auf während zumindest zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen des Herzens (31) des Patienten (13) aufgenommenen Projektionsmessdaten basiert und als eine Mehrzahl von Schichtbilddatensätzen (I) darstellbar ist, welche aus den zumindest zwei voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen, und welche jeweils eine zweidimensionale Matrix an Bildpixelwerten umfassen.Method according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the volume image data set (VBD) is based on projection measurement data recorded during at least two different cardiac cycles of the heart (31) of the patient (13) and can be displayed as a plurality of slice image data sets (I) which originate from the at least two different cardiac cycles, and which each comprise a two-dimensional matrix of image pixel values. Verfahren nach Anspruch 5, wobei beim ersten Ermitteln (S2a) der ersten Wahrscheinlichkeit oder beim zweiten Ermitteln (S2b) der zweiten Wahrscheinlichkeit eine Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen (BI) bestimmt wird, wobei die Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen (BI) der Untermenge an Schichtbilddatensätzen (I) entspricht, welche jeweils an eine Grenze (G) zwischen zwei im Volumenbilddatensatz (VBD) benachbarten Schichtbilddatensätzen (I) angrenzen, welche aus voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen.Procedure according to Claim 5 , wherein a number of boundary slice image data sets (BI) is determined in the first determination (S2a) of the first probability or in the second determination (S2b) of the second probability, the number of boundary slice image data records (BI) of the subset of slice image data records (I) which each adjoin a boundary (G) between two slice image data sets (I) which are adjacent in the volume image data set (VBD) and which originate from different cardiac cycles. Verfahren nach Anspruch 6, wobei beim ersten Ermitteln (S2a) der ersten Wahrscheinlichkeit oder beim zweiten Ermitteln (S2b) der zweiten Wahrscheinlichkeit für jede Grenze (G) zwischen zwei im Volumenbilddatensatz (VBD) benachbarten Schichtbilddatensätzen (I), welche aus voneinander verschiedenen Herzzyklen stammen, jeweils ein Einzel-Wahrscheinlichkeitswert für das Auftreten des ersten Artefakts oder für das Auftreten des zweiten Artefakts bestimmt wird, und wobei der für jede Grenze (G) bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert auf zwei im Volumenbilddatensatz (VBD) benachbarten Grenz-Schichtbilddatensätzen (BI) basiert.Procedure according to Claim 6 , with the first determination (S2a) of the first probability or with the second determination (S2b) of the second probability one individual for each boundary (G) between two adjacent slice image data sets (I) in the volume image data set (VBD), which originate from different cardiac cycles The probability value for the occurrence of the first artifact or for the occurrence of the second artifact is determined, and the individual probability value determined for each border (G) is based on two border slice image data sets (BI) adjacent in the volume image data set (VBD). Verfahren nach Anspruch 7, wobei zumindest für jeden der Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen (BI) ein Schwellwertbilddatensatz basierend auf einem Anwenden zumindest eines Schwellwerts auf die Bildpixelwerte eines jeweiligen Grenz-Schichtbilddatensatz (BI) erzeugt wird, und der für jede Grenze (G) bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert auf den Schwellwertbilddatensätzen basiert.Procedure according to Claim 7 , wherein at least for each of the number of boundary slice image data sets (BI) a threshold image data record is generated based on applying at least one threshold value to the image pixel values of a respective boundary slice image data set (BI), and the individual probability value determined for each boundary (G) based on the threshold image data sets. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der für jede Grenze (G) bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert - auf dem pixelweisen Unterschied zwischen zumindest zweier örtlich korrespondierender Untermengen an Bildpixelwerten zweier benachbarter Grenz-Schichtbilddatensätze (BI) basiert, oder - auf dem pixelweisen Unterschied zwischen zumindest zweier örtlich korrespondierender Untermengen an Bildpixelwerten zweier zu zwei benachbarten Grenz-Schichtbilddatensätzen (BI) zugehöriger Schwellwertbilddatensätze basiert.Method according to one of the Claims 7 or 8th The individual probability value determined for each boundary (G) is based on the pixel-wise difference between at least two locally corresponding subsets of image pixel values of two adjacent boundary slice image data sets (BI), or - on the pixel-by-pixel difference between at least two spatially corresponding subsets of image pixel values two threshold image data sets belonging to two adjacent boundary slice image data sets (BI). Verfahren nach Anspruch 9, wobei der für jede Grenze (G) bestimmte Einzel-Wahrscheinlichkeitswert zusätzlich auf einer weiteren örtlich korrespondierenden Untermenge an Bildpixelwerten eines zu einem der zwei Grenz-Schichtbilddatensätzen (BI) benachbarten Schichtbilddatensatzes (NI) basiert, welcher nicht Teil der Anzahl an Grenz-Schichtbilddatensätzen (BI) ist.Procedure according to Claim 9 , wherein the individual probability value determined for each boundary (G) is additionally based on a further locally corresponding subset of image pixel values of a slice image data set (NI) adjacent to one of the two boundary slice image data sets (BI) which is not part of the number of boundary slice image data sets ( BI) is. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, umfassend den Schritt des ersten Bestimmens (S7a) des ersten Bildbereichs (HB) oder umfassend den Schritt des zweiten Bestimmens (S7b) des zweiten Bildbereichs (TB) basierend auf dem Volumenbilddatensatz (VBD), und wobei die jeweiligen Untermengen an Bildpixelwerten durch den ersten Bildbereich (HB) oder durch den zweiten Bildbereich (TB) bestimmt sind.Procedure according to Claim 9 or 10 , comprising the step of first determining (S7a) the first image area (HB) or comprising the step of second determining (S7b) the second image area (TB) based on the volume image data set (VBD), and wherein the respective subsets of image pixel values by the first Image area (HB) or by the second image area (TB) are determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei jeder Einzel-Wahrscheinlichkeitswert auf einem Wert des Bildrauschens zumindest eines der dem jeweiligen Einzel- Wahrscheinlichkeitswert zugrunde liegenden Grenz-Schichtbilddatensätzen (BI) basiert. Method according to one of the Claims 7 to 11 wherein each individual probability value is based on a value of the image noise of at least one of the boundary slice image data sets (BI) on which the respective individual probability value is based. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei beim ersten Ermitteln (S2a) der ersten Wahrscheinlichkeit oder beim zweiten Ermitteln (S2b) der zweiten Wahrscheinlichkeit ein Gesamt-Wahrscheinlichkeitswert für den Volumenbilddatensatz (VBD) basierend auf dem für jede Grenze (G) bestimmten Einzel-Wahrscheinlichkeitswert ermittelt wird.Method according to one of the Claims 7 to 12 In the first determination (S2a) of the first probability or in the second determination (S2b) of the second probability, an overall probability value for the volume image data set (VBD) is determined based on the individual probability value determined for each limit (G). Vorrichtung (SYS) zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes (VBD) abbildend zumindest eines Teils des Thorax eines Patienten (13), welcher auf mittels eines Computertomographie-Geräts (1) aufgenommenen Projektionsmessdaten (PM) basiert und eine dreidimensionale Matrix an Bildpixelwerten umfasst, aufweisend - Eine erste Schnittstelle (ST1), ausgebildet zum Empfangen des Volumenbilddatensatzes (VBD), - Eine Recheneinheit (RH), ausgebildet zum ersten Ermitteln, basierend auf dem Volumenbilddatensatz (VBD), einer ersten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines ersten Artefakts, welches durch die Bewegung des Herzens (31) des Patienten (13) hervorgerufen wird, und/oder ausgebildet zum zweiten Ermitteln, basierend auf dem Volumenbilddatensatz (VBD), einer zweiten Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines zweiten Artefakts in dem Volumenbilddatensatz (VBD), welches durch die Bewegung des Thorax durch die Atmung des Patienten (13) hervorgerufen wird, - wobei die Recheneinheit weiterhin ausgebildet ist zum Bewerten der Bildqualität des Volumenbilddatensatzes (VBD) basierend auf der ermittelten ersten Wahrscheinlichkeit und/oder basierend auf der zweiten Wahrscheinlichkeit, und - Eine zweite Schnittstelle (ST2), ausgebildet zum Ausgeben der Bewertung der Bildqualität.Device (SYS) for evaluating an image quality of a volume image data set (VBD) depicting at least part of the thorax of a patient (13), which is based on projection measurement data (PM) recorded by means of a computed tomography device (1) and comprises a three-dimensional matrix of image pixel values - A first interface (ST1), designed to receive the volume image data set (VBD), - A computing unit (RH) designed to first determine, based on the volume image data set (VBD), a first probability of the occurrence of a first artifact that is caused by the movement of the heart (31) of the patient (13), and / or is designed for the second determination, based on the volume image data set (VBD), a second probability of the occurrence of a second artifact in the volume image data set (VBD), which is caused by the movement of the thorax through the breathing of the patient (13), - wherein the computing unit is further designed to evaluate the image quality of the volume image data set (VBD) based on the determined first probability and / or based on the second probability, and - A second interface (ST2) designed to output the assessment of the image quality. Vorrichtung (SYS) zum Bewerten einer Bildqualität nach Anspruch 14 außerdem ausgebildet ein Verfahren der Ansprüche 1 bis 13 auszuführenDevice (SYS) for evaluating an image quality according to Claim 14 also trained a method of Claims 1 to 13 execute Computertomographie-Gerät (1) umfassend eine Vorrichtung (SYS) zur Bewertung einer Bildqualität eines Volumenbilddatensatzes nach Anspruch 14 oder 15.Computed tomography device (1) comprising a device (SYS) for evaluating an image quality of a volume image data set Claim 14 or 15th . Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher (MU) einer Vorrichtung (SYS) zum Bewerten einer Bildqualität ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens (S) zum Bewerten einer Bildqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Vorrichtung (SYS) zum Bewerten einer Bildqualität ausgeführt werden.Computer program product with a computer program which can be loaded directly into a memory (MU) of a device (SYS) for evaluating an image quality, with program sections to carry out all steps of the method (S) for evaluating an image quality according to one of the Claims 1 to 13 when the program sections are executed by the device (SYS) for evaluating an image quality. Computerlesbares Speichermedium, auf welchem von einer Vorrichtung (SYS) zum Bewerten einer Bildqualität lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens (S) zum Bewerten einer Bildqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Vorrichtung (SYS) zum Bewerten einer Bildqualität ausgeführt werden.Computer-readable storage medium on which program sections readable and executable by a device (SYS) for evaluating an image quality are stored, in order to carry out all steps of the method (S) for evaluating an image quality according to one of the Claims 1 to 13 when the program sections are executed by the device (SYS) for evaluating an image quality.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080219530A1 (en) * 2006-10-25 2008-09-11 Rcadia Medical Imaging, Ltd Method and system for automatic quality control used in computerized analysis of ct angiography
US20190012805A1 (en) * 2016-02-29 2019-01-10 Brainlab Ag Automatic detection of an artifact in patient image data

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080219530A1 (en) * 2006-10-25 2008-09-11 Rcadia Medical Imaging, Ltd Method and system for automatic quality control used in computerized analysis of ct angiography
US20190012805A1 (en) * 2016-02-29 2019-01-10 Brainlab Ag Automatic detection of an artifact in patient image data

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EHRHARDT, Jan, et al. An optical flow based method for improved reconstruction of 4D CT data sets acquired during free breathing. Medical Physics, 2007, 34. Jg., Nr. 2, S. 711-721. *

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