DE102020209703A1

DE102020209703A1 - Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts

Info

Publication number: DE102020209703A1
Application number: DE102020209703.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Manhart; Michael Zellerhoff; Thomas Brunner; Michele Kiessling
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2022-02-03
Also published as: US11717239B2; US20220031265A1; CN114052755A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts, umfassend:a) Aufnahme erster Projektionsabbildungen,wobei die ersten Projektionsabbildungen das Untersuchungsobjekt entlang voneinander verschiedenen ersten Projektionsrichtungen abbilden,b) Aufnahme jeweils einer korrespondierenden zweiten Projektionsabbildung zu wenigstens zwei ersten Projektionsabbildungen,wobei die ersten Projektionsabbildungen jeweils einen ersten Fokuspunkt und die zweiten Projektionsabbildungen jeweils einen zweiten Fokuspunkt aufweisen,wobei jede der zweiten Projektionsabbildungen mit der jeweils korrespondierenden ersten Projektionsabbildung zumindest teilweise einen gemeinsamen Teil des Untersuchungsobjekts um einen stationären Mittelpunkt herum abbildet,wobei die zweiten Projektionsabbildungen das Untersuchungsobjekt entlang voneinander verschiedenen und bezüglich der jeweils korrespondierenden ersten Projektionsrichtungen zumindest teilweise verschiedenen zweiten Projektionsrichtungen derart abbilden, dass eine Gerade durch den ersten und zweiten Fokuspunkt der miteinander korrespondierenden ersten und zweiten Projektionsabbildungen durch den stationären Mittelpunkt verläuft,c) und d) Rekonstruieren und Bereitstellen des 3D-Bilddatensatzes.Die Erfindung betrifft weiterhin ein medizinisches Röntgengerät und ein Computerprogrammprodukt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts, ein medizinisches Röntgengerät, sowie ein Computerprogrammprodukt.
Zur dreidimensionalen (3D) Abbildung eines interessierenden Bereichs eines Untersuchungsobjekts, beispielsweise eines menschlichen und/oder tierischen Patienten und/oder eines Röntgenphantoms, werden häufig mehrere Projektionsabbildungen, um ein gemeinsames Isozentrum herum, mittels eines Röntgengeräts aufgenommen und anschließend rekonstruiert. Die Projektionsabbildungen können dabei als Durchleuchtungsabbildungen des Untersuchungsobjekts betrachtet werden. Häufig weist das Röntgengerät eine Röntgenquelle zum Aussenden von Röntgenstrahlen zur Durchleuchtung des Untersuchungsobjekts, sowie einen Detektor zum Empfangen der Röntgenstrahlen auf. Eine deutliche Einschränkung im Vergleich zu einer konventionellen Computertomographie (CT) stellt der durch eine Größe des Detektors, insbesondere eine Größe einer röntgensensitiven Oberfläche des Detektors, limitierte Abbildungsbereich dar.
Nachteilig können hierdurch bestimmte anatomische Bereiche, beispielsweise eine Lunge und/oder Leber, des Untersuchungsobjekts nicht mit einer einzelnen Aufnahme von Projektionsabbildungen erfasst werden. Ferner kommt es durch die begrenzte Größe des Detektors häufig zu Trunkierungsartefakten, insbesondere in Randbereichen des Abbildungsbereichs des Untersuchungsobjekts.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vollständige 3D-Abbildung eines interessierenden Bereichs eines Untersuchungsobjekts mittels eines medizinischen Röntgengeräts zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts. Dabei werden in einem ersten Schritt a) mehrere erste Projektionsabbildungen des Untersuchungsobjekts aufgenommen. Ferner bilden die mehreren Projektionsabbildungen das Untersuchungsobjekt entlang voneinander verschiedenen ersten Projektionsrichtungen ab. In einem zweiten Schritt b) wird jeweils eine korrespondierende zweite Projektionsabbildung des Untersuchungsobjekts zu wenigstens zwei der ersten Projektionsabbildungen aufgenommen. Dabei weisen die ersten Projektionsabbildungen jeweils einen ersten Fokuspunkt und die zweiten Projektionsabbildungen jeweils einen zweiten Fokuspunkt auf. Des Weiteren bildet jede der zweiten Projektionsabbildungen mit der jeweils damit korrespondierenden ersten Projektionsabbildung zumindest teilweise einen gemeinsamen Teil des Untersuchungsobjekts um einen stationären Mittelpunkt herum ab. Ferner bilden die zweiten Projektionsabbildungen das Untersuchungsobjekt entlang voneinander verschiedenen zweiten Projektionsrichtungen und bezüglich der jeweils korrespondierenden ersten Projektionsrichtungen zumindest teilweise verschiedenen zweiten Projektionsrichtungen derart ab, dass eine Gerade durch den ersten und den zweiten Fokuspunkt der miteinander korrespondierenden ersten und zweiten Projektionsabbildungen durch den stationären Mittelpunkt verläuft. In einem dritten Schritt c) wird der 3D-Bilddatensatz aus den ersten und zweiten Projektionsabbildungen rekonstruiert. Hiernach wird der 3D-Bilddatensatz in einem vierten Schritt d) bereitgestellt.
Die mehreren ersten Projektionsabbildungen können im Schritt a) vorteilhafterweise mittels eines medizinischen Röntgengeräts, insbesondere einem medizinischen C-Bogen-Röntgengerät, aufgenommen werden. Dabei kann das medizinische Röntgengerät eine Röntgenquelle und einen Detektor aufweisen, insbesondere einen Röntgendetektor, welcher als Flachdetektor ausgebildet sein kann. Die Röntgenquelle und der Detektor können vorteilhafterweise in definierter Anordnung, insbesondere an einem gemeinsamen C-Arm, beweglich bezüglich des Untersuchungsobjekts angeordnet sein. Zur Aufnahme der ersten Projektionsabbildungen kann die Röntgenquelle Röntgenstrahlenbündel aussenden, welche Röntgenstrahlenbündel beim Auftreffen auf einer Oberfläche des Detektors, nach einer Wechselwirkung mit dem Untersuchungsobjekt, von dem Detektor empfangen und verarbeitet werden können. Dabei können die Röntgenstrahlenbündel insbesondere die Form eines Kegelstrahls und/oder Fächerstrahls und/oder Parallelstrahls aufweisen. Zudem kann die jeweilige erste Projektionsrichtung zur Aufnahme der ersten Projektionsabbildungen einer Angulation des medizinischen Röntgengeräts entsprechen. Dabei kann die erste Projektionsrichtung einen Verlauf eines Strahls, insbesondere eines Zentral- und/oder Mittenstrahls, zwischen Röntgenquelle und Detektor, insbesondere Detektormittelpunkt, des medizinischen Röntgengeräts bei Aufnahme der jeweiligen ersten Projektionsabbildung beschreiben. Vorteilhafterweise können die ersten Projektionsabbildungen in zeitlicher Abfolge, insbesondere nacheinander, aufgenommen werden.
Ferner können die ersten Projektionsabbildungen das Untersuchungsobjekt jeweils zweidimensional entlang einer der ersten Projektionsrichtungen abbilden. Vorteilhafterweise können die ersten Projektionsabbildungen zumindest teilweise einen gemeinsamen Ausschnitt des Untersuchungsobjekts entlang der voneinander verschiedenen Projektionsrichtungen abbilden. Dabei kann das Untersuchungsobjekt beispielsweise ein menschlicher und/oder tierischer Patient und/oder ein Röntgenphantom sein. Des Weiteren kann der Ausschnitt beispielsweise einen räumlichen Bereich, insbesondere ein Volumen, des Untersuchungsobjekts bezeichnen, welcher ein interessierendes anatomisches Objekt umfasst.
Im Schritt b) kann zu wenigstens zwei, insbesondere jeder, der ersten Projektionsabbildungen jeweils eine korrespondierende zweite Projektionsabbildung des Untersuchungsobjekts aufgenommen werden. Insbesondere können nach Schritt b) mehrere Paare jeweils umfassend eine miteinander korrespondierende erste und zweite Projektionsabbildung aufgenommen worden sein. Die korrespondierenden zweiten Projektionsabbildungen können, insbesondere analog zu den ersten Projektionsabbildungen, mittels des medizinischen Röntgengeräts aufgenommen werden. Dabei kann die jeweilige zweite Projektionsrichtung zur Aufnahme der zweiten Projektionsabbildungen einer Angulation des medizinischen Röntgengeräts entsprechen. Zudem kann die zweite Projektionsrichtung einen Verlauf eines Strahls, insbesondere eines Zentral- und/oder Mittenstrahls, zwischen Röntgenquelle und Detektor, insbesondere Detektormittelpunkt, des medizinischen Röntgengeräts bei Aufnahme der jeweiligen zweiten Projektionsabbildung beschreiben. Vorteilhafterweise können die zweiten Projektionsabbildungen in, insbesondere direkter, zeitlicher Abfolge zueinander und/oder bezüglich der ersten Projektionsabbildungen aufgenommen werden. Insbesondere können zuerst die ersten Projektionsabbildungen in zeitlicher Abfolge aufgenommen werden, wobei im Anschluss die damit korrespondierenden zweiten Projektionsabbildungen in zeitlicher Abfolge aufgenommen werden können.
Ferner können die ersten und/oder die zweiten Projektionsabbildungen Metadaten aufweisen, wobei die Metadaten beispielsweise eine Information zu einem Aufnahmeparameter und/oder Betriebsparameter des medizinischen Röntgengeräts umfassen können.
Zudem können die zweiten Projektionsabbildungen das Untersuchungsobjekt jeweils zweidimensional entlang einer der zweiten Projektionsrichtungen abbilden. Dabei kann jede der zweiten Projektionsabbildungen mit der jeweils korrespondierenden ersten Projektionsabbildung zumindest teilweise einen gemeinsamen Ausschnitt des Untersuchungsobjekts abbilden. Ferner können miteinander korrespondierende erste und zweite Projektionsabbildungen jeweils zumindest teilweise, insbesondere vollständig, voneinander verschiedene erste und zweite Projektionsrichtungen aufweisen.
Die ersten Projektionsabbildungen können jeweils einen ersten Fokuspunkt aufweisen, welcher erste Fokuspunkt eine räumliche Position des Zusammentreffens der Röntgenstrahlen des Röntgenstrahlenbündels zum Zeitpunkt der Aufnahme der jeweiligen ersten Projektionsabbildung beschreiben kann. Analog dazu können die zweiten Projektionsabbildungen jeweils einen zweiten Fokuspunkt aufweisen, welcher zweite Fokuspunkt eine räumliche Position des Zusammentreffens der Röntgenstrahlen des Röntgenstrahlenbündels zum Zeitpunkt der Aufnahme der jeweiligen zweiten Projektionsabbildung beschreiben kann. Alternativ oder zusätzlich kann der erste und/oder zweite Fokuspunkt vorteilhafterweise eine räumliche Position der Röntgenquelle, insbesondere einer Blende, beschreiben. Insbesondere können die ersten und/oder die zweiten Fokuspunkte in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Die Aufnahme der ersten und zweiten Projektionsabbildungen zur Abbildung des zumindest teilweise gemeinsamen Ausschnitts des Untersuchungsobjekts kann um einen gemeinsamen stationären Mittelpunkt herum erfolgen. Dabei kann eine räumliche Position des stationären Mittelpunkts während der Aufnahme der ersten und zweiten Projektionsabbildungen unverändert, insbesondere konstant, bleiben. Ein erstes Isozentrum, insbesondere ein erstes Drehzentrum, des medizinischen Röntgengeräts kann zur Aufnahme der ersten Projektionsabbildungen, insbesondere zwischen den Aufnahmezeitpunkten der ersten Projektionsabbildungen, neu positioniert werden. Dabei kann ein räumlicher Abstand zwischen den ersten Fokuspunkten und dem ersten Isozentrum jeweils zum Zeitpunkt der Aufnahme der zugehörigen ersten Projektionsabbildung vorzugsweise konstant sein.
Analog dazu kann ein zweites Isozentrum, insbesondere ein zweites Drehzentrum, des medizinischen Röntgengeräts zur Aufnahme der zweiten Projektionsabbildungen, insbesondere zwischen den Aufnahmezeitpunkten der zweiten Projektionsabbildungen, vorteilhafterweise neu positioniert werden. Das erste und/oder das zweite Isozentrum kann ferner bei der Aufnahme der jeweiligen Projektionsabbildungen zumindest teilweise verschieden von dem stationären Mittelpunkt positioniert sein. Dabei kann ein räumlicher Abstand zwischen den zweiten Fokuspunkten und dem zweiten Isozentrum jeweils zum Zeitpunkt der Aufnahme der zugehörigen zumindest einen zweiten Projektionsabbildung vorzugsweise konstant sein. Insbesondere kann der räumliche Abstand zwischen den zweiten Fokuspunkten und dem zweiten Isozentrum jeweils zum Zeitpunkt der Aufnahme der zugehörigen zumindest einen zweiten Projektionsabbildung gleich dem räumlichen Abstand zwischen den ersten Fokuspunkten und dem ersten Isozentrum jeweils zum Zeitpunkt der Aufnahme der zugehörigen ersten Projektionsabbildung sein. Insbesondere können Röntgenquelle und Detektor jeweils einen konstanten räumlichen Abstand bezüglich des ersten und/oder zweiten Isozentrums zum Zeitpunkt der Aufnahme der jeweiligen ersten und/oder zweiten Projektionsabbildung aufweisen.
Des Weiteren können die zweiten Fokuspunkte zur Aufnahme der zweiten Projektionsabbildungen derart positioniert werden, dass eine Gerade durch den ersten und zweiten Fokuspunkt der jeweils miteinander korrespondierenden ersten und zweiten Projektionsabbildungen durch den stationären Mittelpunkt verläuft. Somit kann es zu jedem Paar von miteinander korrespondierenden ersten und zweiten Projektionsabbildungen jeweils eine Gerade geben, welche Gerade durch den stationären Mittelpunkt und durch den zu dem jeweiligen Paar gehörenden ersten und zweiten Fokuspunkt verläuft. Wenn der erste und zweite Fokuspunkt von miteinander korrespondierenden ersten und zweiten Projektionsabbildungen eine gleiche räumliche Position aufweist, kann es vorkommen, dass die miteinander korrespondierenden ersten und zweiten Projektionsabbildungen eine gleiche oder verschiedene erste und zweite Projektionsrichtung aufweisen. Bei einer gleichen ersten und zweiten Projektionsrichtung kann es vorteilhaft sein, eine Röntgendosis zur Aufnahme der ersten und/oder zweiten Projektionsabbildung zu reduzieren, um eine Strahlenbelastung für das Untersuchungsobjekt zu minimieren.
Vorteilhafterweise kann das medizinische Röntgengerät, insbesondere die definierte Anordnung umfassend die Röntgenquelle und den Detektor, zur Aufnahme der ersten und zweiten Röntgenbilder neu positioniert werden. Dabei kann die Positionierung des medizinischen Röntgengeräts eine Translation und/oder Rotation, insbesondere Ausrichtung, umfassen. Vorteilhafterweise kann die Positionierung des medizinischen Röntgengeräts, insbesondere der definierten Anordnung umfassend die Röntgenquelle und den Detektor, zur Aufnahme der ersten und/oder zweiten Projektionsabbildungen im Wesentlichen in der gemeinsamen Ebene erfolgen. Die Positionierung des medizinischen Röntgengeräts zur Aufnahme der ersten Projektionsabbildungen kann insbesondere eine zusammengesetzte Bewegung umfassen, wobei das erste Isozentrum, insbesondere relativ zum stationären Mittelpunkt, translatorisch bewegt wird und die definierte Anordnung von Röntgenquelle und Detektor um das erste Isozentrum, insbesondere gleichzeitig zur Translation, rotiert. Analog dazu kann die Positionierung des medizinischen Röntgengeräts während der Aufnahme der zweiten Projektionsabbildungen eine zusammengesetzte Bewegung umfassen, wobei das zweite Isozentrum, insbesondere relativ zum stationären Mittelpunkt, translatorisch bewegt wird und die definierte Anordnung von Röntgenquelle und Detektor um das zweite Isozentrum, insbesondere gleichzeitig zur Translation, rotiert. Dabei kann die Positionierung des medizinischen Röntgengeräts, insbesondere der definierten Anordnung umfassend die Röntgenquelle und den Detektor, zur Aufnahme der ersten und zweiten Projektionsabbildungen zumindest abschnittsweise von einer reinen Rotationsbewegung abweichen.
In Schritt c) kann der 3D-Bilddatensatz aus den ersten und zweiten Projektionsabbildungen, insbesondere iterativ, rekonstruiert werden, wobei die miteinander korrespondierenden ersten und zweiten Projektionsabbildungen vorteilhafterweise paarweise kombiniert werden können. Die Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes kann beispielsweise durch Anwenden einer Technik zur simultanen algebraischen Rekonstruktion (engl. simultaneous algebraic reconstruction technique, SART) erfolgen. Insbesondere kann der 3D-Bilddatensatz mehrere Bildpunkte, insbesondere Voxel, aufweisen, welche entlang mehrerer, insbesondere paralleler, Ebenen einer Aufnahmegeometrie zur Aufnahme der ersten und zweiten Projektionsabbildungen angeordnet sind.
Das Bereitstellen des 3D-Bilddatensatzes kann beispielsweise ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder ein Anzeigen auf einer Darstellungseinheit und/oder ein Übertragen an eine Bereitstellungseinheit umfassen. Insbesondere kann eine graphische Darstellung des 3D-Bilddatensatzes auf der Darstellungseinheit angezeigt werden.
Hierdurch kann eine, insbesondere vollständige, 3D-Abbildung des abzubildenden Ausschnitts des Untersuchungsobjekts im 3D-Bilddatensatz ermöglichen. Insbesondere kann der abzubildende Ausschnitt ein 3D-Volumen umfassen, welches in zumindest einer Raumrichtung, insbesondere in lateraler Richtung, größer ist, insbesondere bis zu doppelt so groß, wie bei einer konventionellen Aufnahme und 3D-Rekonstruktion von Projektionsabbildungen mittels eines medizinischen Röntgengeräts.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens können die ersten Fokuspunkte einen ersten Pfad bilden. Dabei kann der erste Pfad ferner zumindest zwei aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen. Zudem können die ersten Projektionsabbildungen um das erste Isozentrum herum aufgenommen werden, welches erstes Isozentrum für jede Aufnahme neu positioniert wird. Dabei kann das Positionieren des ersten Isozentrums entlang einer Bewegungsrichtung bezüglich des stationären Mittelpunkts erfolgen, welche Bewegungsrichtung abhängig vom jeweiligen Abschnitt des ersten Pfads ist. Vorteilhafterweise kann der erste Pfad in einer Ebene, insbesondere der gemeinsamen Ebene, liegen.
Der erste Pfad kann eine Bahnkurve, insbesondere eine Trajektorie, beschreiben, welche durch die ersten Fokuspunkte gebildet wird. Dabei kann der erste Pfad einen zumindest abschnittsweise elliptischen und/oder exzentrischen Verlauf aufweisen. Des Weiteren kann der erste Pfad zumindest zwei, insbesondere räumlich und/oder hinsichtlich eines Aufnahmezeitpunkts der ersten Projektionsabbildungen, aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen. Dabei kann jeder der zumindest zwei Abschnitte des ersten Pfads jeweils zumindest einen ersten Fokuspunkt umfassen. Ferner können die zumindest zwei Abschnitte des ersten Pfads zumindest teilweise, insbesondere vollständig, verschiedene erste Fokuspunkte umfassen. Die zumindest zwei Abschnitte des ersten Pfads können beispielsweise als aneinander angrenzende Winkelbereiche betrachtet werden. Dabei können die Winkelbereiche durch einen ersten Winkel im stationären Mittelpunkt beschrieben werden, wobei die Schenkel des ersten Winkels durch den jeweils ersten und letzten ersten Fokuspunkt des jeweiligen Abschnitts bestimmt sind.
Zur Aufnahme der mehreren ersten Projektionsabbildungen kann das erste Isozentrum, insbesondere relativ zum stationären Mittelpunkt, neu positioniert werden. Dabei kann das Positionieren des ersten Isozentrums eine Translation umfassen, deren Bewegungsrichtung abhängig von dem jeweiligen Abschnitt, insbesondere Winkelbereich, des ersten Pfads ist. Mit anderen Worten kann das erste Isozentrum zur Aufnahme der ersten Projektionsabbildungen, deren erste Fokuspunkte in einem gemeinsamen Abschnitt, insbesondere Winkelbereich, des ersten Pfads liegen, im Wesentlichen entlang einer Bewegungsrichtung neu positioniert werden.
Beispielsweise kann das erste Isozentrum zur Aufnahme der ersten Projektionsabbildungen, deren erste Fokuspunkte im ersten Abschnitt des ersten Pfads liegen, im Wesentlichen entlang einer Bewegungsrichtung neu positioniert werden. Des Weiteren kann das erste Isozentrum zur Aufnahme der ersten Projektionsabbildungen, deren erste Fokuspunkte im zweiten Abschnitt des ersten Pfads liegen, im Wesentlichen entlang einer weiteren Bewegungsrichtung neu positioniert werden, wobei die weitere Bewegungsrichtung verschieden, insbesondere entgegengerichtet, zur Bewegungsrichtung sein kann.
Insbesondere kann die Positionierung der ersten Fokuspunkte und/oder des ersten Isozentrums in Abhängigkeit eines weiteren Winkels parametrisiert sein, wobei die Schenkel des weiteren Winkels durch den jeweils momentanen ersten Fokuspunkt und eine Referenzgerade bestimmt sind. Vorteilhafterweise kann die Referenzgerade durch einen der ersten Fokuspunkte und den stationären Mittelpunkt verlaufen. Dabei kann die Positionierung der ersten Fokuspunkte und/oder des ersten Isozentrums ferner eine Periodizität bezüglich des weiteren Winkels aufweisen, wobei eine Periode der Positionierung der ersten Fokuspunkte vorteilhafterweise zumindest zwei Abschnitte des ersten Pfads umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass das erste Isozentrum, insbesondere das medizinische Röntgengerät, nach Aufnahme der ersten Projektionsabbildungen dieselbe räumliche Position und/oder Ausrichtung erreicht, wie zum Aufnahmezeitpunkt der ersten ersten Projektionsabbildung. Ferner ermöglicht die Parametrisierung der Positionierung der ersten Fokuspunkte und/oder des ersten Isozentrums in Abhängigkeit des jeweiligen Abschnitts des ersten Pfads, insbesondere in Abhängigkeit des weiteren Winkels, eine besonders präzise Vorgabe und/oder Steuerung und/oder Anpassung der Aufnahmegeometrie zur Aufnahme der ersten Projektionsabbildungen. Zudem können die Winkelbereiche des ersten Pfads durch jeweils einen Wertebereich des weiteren Winkels beschrieben werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens können erste Röntgenstrahlenbündel zur Erzeugung der ersten Projektionsabbildungen jeweils eine erste Öffnungsbreite im ersten Isozentrum aufweisen. Dabei kann das Positionieren des ersten Isozentrums, insbesondere entlang der Bewegungsrichtung, innerhalb einer ersten Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts erfolgen. Ferner kann als die erste Distanz vorteilhafterweise höchstens die halbe erste Öffnungsbreite vorgegeben werden.
Die ersten Röntgenstrahlenbündel können jeweils erste Randstrahlen, insbesondere Begrenzungsstrahlen, und einen ersten Zentralstrahl, insbesondere einen Mittenstrahl, aufweisen. Dabei können die ersten Randstrahlen das erste Röntgenstrahlenbündel räumlich begrenzen. Des Weiteren kann der erste Zentralstrahl durch das erste Isozentrum verlaufen. Die erste Öffnungsbreite kann dabei eine räumliche Distanz entlang einer ersten Geraden, welche erste Gerade durch das erste Isozentrum und senkrecht zum ersten Zentralstrahl verläuft, zwischen den ersten Randstrahlen beschreiben.
Dabei kann die erste Öffnungsbreite eine räumliche Distanz zwischen ersten Randstrahlen jeweils eines der ersten Röntgenstrahlenbündel beschreiben. Somit kann die erste Öffnungsbreite eine Aufweitung des ersten Röntgenstrahlenbündels an dem ersten Isozentrum charakterisieren. Zudem kann die erste Öffnungsbreite eine Beleuchtungsbreite beschreiben, welche insbesondere zusammen mit einer Forminformation des ersten Röntgenstrahlenbündels, beispielsweise einem Fächer und/oder Kegel und/oder Parallelform, einen durch das erste Röntgenstrahlenbündel beleuchtbaren räumlichen Bereich an dem ersten Isozentrum charakterisiert.
Ferner kann die erste Distanz eine räumliche Distanz zwischen dem ersten Isozentrum und dem stationären Mittelpunkt beschreiben. Vorteilhafterweise kann das Positionieren des ersten Isozentrums entlang der Bewegungsrichtung innerhalb der ersten Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts erfolgen.
Durch Vorgabe der halben ersten Öffnungsbreite als Maximalwert für die erste Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts, kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass der stationäre Mittelpunkt bei jeder der ersten Projektionsabbildungen durch zumindest einen Teil des zur Aufnahme ausgesendeten ersten Röntgenstrahlenbündels beleuchtet wird. Mit anderen Worten kann hierdurch sichergestellt werden, dass der stationäre Mittelpunkt in jeder der ersten Projektionsabbildungen enthalten ist. Dies ist insbesondere für die Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes aus den ersten und zweiten Projektionsabbildungen vorteilhaft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens können die zweiten Fokuspunkte einen zweiten Pfad bilden. Dabei kann der zweite Pfad zumindest zwei aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen, die bezüglich des stationären Mittelpunkts mit den zumindest zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten des ersten Pfads korrespondieren. Zudem können die zweiten Projektionsabbildungen um ein zweites Isozentrum herum aufgenommen werden, welches zweite Isozentrum für jede Aufnahme neu positioniert wird. Dabei kann das Positionieren des zweiten Isozentrums entlang einer zur Positionierung des ersten Isozentrums in dem korrespondierenden Abschnitt des ersten Pfads entgegengesetzten Bewegungsrichtung bezüglich des stationären Mittelpunkts erfolgen. Vorteilhafterweise kann der zweite Pfad in einer Ebene, insbesondere in der gemeinsamen Ebene mit dem ersten Pfad, liegen.
Der zweite Pfad kann eine Bahnkurve, insbesondere eine Trajektorie, beschreiben, welche durch die zweiten Fokuspunkte gebildet wird. Dabei kann der zweite Pfad einen zumindest abschnittsweise elliptischen und/oder exzentrischen Verlauf aufweisen. Des Weiteren kann der zweite Pfad zumindest zwei, insbesondere räumlich und/oder hinsichtlich eines Aufnahmezeitpunkts der zweiten Projektionsabbildungen, aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen, die mit den zumindest zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten des ersten Pfads korrespondieren. Insbesondere kann der zweite Pfad zu jedem der zumindest zwei Abschnitte des ersten Pfads genau einen korrespondierenden Abschnitt aufweisen. Dabei kann jeder der korrespondierenden Abschnitte des zweiten Pfads jeweils zumindest einen zweiten Fokuspunkt umfassen. Ferner können die korrespondierenden Abschnitte des zweiten Pfads zumindest teilweise, insbesondere vollständig, verschiedene zweite Fokuspunkte umfassen. Die korrespondierenden Abschnitte des zweiten Pfads können zudem als aneinander angrenzende Winkelbereiche betrachtet werden. Dabei können die Winkelbereiche durch einen zweiten Winkel im stationären Mittelpunkt beschrieben werden, wobei die Schenkel des zweiten Winkels durch den jeweils ersten und letzten zweiten Fokuspunkt des jeweiligen korrespondierenden Abschnitts bestimmt sind. Vorteilhafterweise kann ein Abschnitt des zweiten Pfads jeweils einen zweiten Fokuspunkt zu wenigstens einem der ersten Fokuspunkte des korrespondierenden Abschnitts des ersten Pfads aufweisen. Ferner können die Winkelbereiche des zweiten Pfads durch jeweils einen Wertebereich des weiteren Winkels beschrieben werden.
Zur Aufnahme der mehreren zweiten Projektionsabbildungen kann das zweite Isozentrum, insbesondere relativ zum stationären Mittelpunkt, neu positioniert werden. Dabei kann das Positionieren des zweiten Isozentrums eine Translation umfassen, deren Bewegungsrichtung entgegengesetzt, insbesondere entgegengerichtet, zur Bewegungsrichtung der Positionierung des ersten Isozentrums in dem korrespondierenden Abschnitt des ersten Pfads ist. Insbesondere können das erste Isozentrum und das zweite Isozentrum in korrespondierenden Abschnitten des ersten und zweiten Pfads gegenläufig positioniert werden.
Analog zur Positionierung der ersten Fokuspunkte und/oder des ersten Isozentrums kann die Positionierung der zweiten Fokuspunkte und/oder des zweiten Isozentrums in Abhängigkeit des weiteren Winkels parametrisiert sein.
Vorteilhafterweise kann die Parametrisierung der Positionierung der zweiten Fokuspunkte und/oder des zweiten Isozentrums in Abhängigkeit des jeweiligen Abschnitts des zweiten Pfads, insbesondere in Abhängigkeit des weiteren Winkels, eine besonders präzise Vorgabe und/oder Steuerung und/oder Anpassung der Aufnahmegeometrie zur Aufnahme der zweiten Projektionsabbildungen ermöglichen.
Durch die Parametrisierung der ersten und zweiten Fokuspunkte kann es vorkommen, dass erste und zweite Fokuspunkte von miteinander korrespondierenden ersten und zweiten Projektionsabbildungen gemäß der Parametrisierung die gleiche räumliche Position aufweisen. Sofern zusätzlich die erste und zweite Projektionsrichtung der miteinander korrespondierenden Projektionsabbildungen in diesen ersten und zweiten Fokuspunkten mit gleicher räumlicher Position übereinstimmt, kann es vorteilhaft sein, eine Röntgendosis zur Aufnahme der ersten und/oder zweiten Projektionsabbildung zu reduzieren, um eine Strahlenbelastung für das Untersuchungsobjekt zu minimieren. In diesem Fall kann in Schritt b) jeweils eine korrespondierende zweite Projektionsabbildung des Untersuchungsobjekts zu jeder der ersten Projektionsabbildungen aufgenommen werden.
Alternativ kann es vorteilhaft sein, an ersten Fokuspunkten, wo gemäß Parametrisierung ein zweiter Fokuspunkt mit gleicher räumlicher Position und gleicher zweiter Projektionsrichtung angeordnet wäre, nur eine erste Projektionsabbildung aufzunehmen, um die Strahlenbelastung für das Untersuchungsobjekt zu minimieren. Mit anderen Worten kann die zweite Projektionsabbildung, insbesondere der zweite Fokuspunkt, welcher an der gleichen räumlichen Position des ersten Fokuspunkts gemäß Parametrisierung angeordnet wäre, ausgelassen werden. In diesem Fall kann in Schritt b) jeweils eine korrespondierende zweite Projektionsabbildung des Untersuchungsobjekts nur zu einem Teil der ersten Projektionsabbildungen aufgenommen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann das Positionieren des ersten und des zweiten Isozentrums zumindest in miteinander korrespondierenden Abschnitten des ersten und des zweiten Pfads auf einer gemeinsamen Geraden durch den stationären Mittelpunkt erfolgen.
Die gemeinsame Gerade kann vorteilhafterweise durch das erste Isozentrum, das zweite Isozentrum und den stationären Mittelpunkt verlaufen, insbesondere in einer lateralen Richtung. Ferner kann die gemeinsame Gerade räumlich stationär sein. Des Weiteren können die ersten Fokuspunkte einen, insbesondere zeitlich, konstanten räumlichen Abstand bezüglich des ersten Isozentrums aufweisen, insbesondere zum Zeitpunkt der Aufnahme der jeweiligen ersten Projektionsabbildung. Ferner können die zweiten Fokuspunkte einen, insbesondere zeitlich, konstanten räumlichen Abstand bezüglich des zweiten Isozentrums aufweisen, insbesondere zum Zeitpunkt der Aufnahme der jeweiligen zweiten Projektionsabbildung. Dies ist insbesondere für die Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes aus den ersten und zweiten Projektionsabbildungen vorteilhaft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens können zweite Röntgenstrahlenbündel zur Erzeugung der zweiten Projektionsabbildungen jeweils eine zweite Öffnungsbreite im zweiten Isozentrum aufweisen. Dabei kann das Positionieren des zweiten Isozentrums innerhalb einer zweiten Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts erfolgen. Ferner kann als die zweite Distanz höchstens die halbe zweite Öffnungsbreite vorgegeben werden.
Die zweiten Röntgenstrahlenbündel können jeweils zweite Randstrahlen, insbesondere Begrenzungsstrahlen, und einen zweiten Zentralstrahl, insbesondere einen Mittenstrahl, aufweisen. Dabei können die zweiten Randstrahlen das zweite Röntgenstrahlenbündel räumlich begrenzen. Des Weiteren kann der zweite Zentralstrahl durch das zweite Isozentrum verlaufen. Die zweite Öffnungsbreite kann dabei eine räumliche Distanz entlang einer zweiten Geraden, welche zweite Gerade durch das zweite Isozentrum und senkrecht zum zweiten Zentralstrahl verläuft, zwischen den zweiten Randstrahlen beschreiben.
Dabei kann die zweite Öffnungsbreite eine räumliche Distanz zwischen zweiten Randstrahlen jeweils eines der ersten Röntgenstrahlenbündel beschreiben. Somit kann die zweite Öffnungsbreite eine Aufweitung des zweiten Röntgenstrahlenbündels an dem zweiten Isozentrum charakterisieren. Zudem kann die zweite Öffnungsbreite eine Beleuchtungsbreite beschreiben, welche insbesondere zusammen mit einer Forminformation des zweiten Röntgenstrahlenbündels, beispielsweise einem Fächer und/oder Kegel und/oder Parallelform, einen durch das zweite Röntgenstrahlenbündel beleuchtbaren räumlichen Bereich an dem zweiten Isozentrum charakterisiert.
Ferner kann die zweite Distanz eine räumliche Distanz zwischen dem zweiten Isozentrum und dem stationären Mittelpunkt beschreiben. Vorteilhafterweise kann das Positionieren des zweiten Isozentrums innerhalb der zweiten Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts erfolgen.
Durch Vorgabe der halben zweiten Öffnungsbreite als Maximalwert für die zweite Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass der stationäre Mittelpunkt bei jeder der zweiten Projektionsabbildungen durch zumindest einen Teil des zur Aufnahme ausgesendeten zweiten Röntgenstrahlenbündels beleuchtet wird. Mit anderen Worten kann hierdurch sichergestellt werden, dass der stationäre Mittelpunkt in jeder der zweiten Projektionsabbildungen enthalten ist. Dies ist insbesondere für die Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes aus den ersten und zweiten Projektionsabbildungen vorteilhaft. Ferner kann hierdurch vorteilhaft sichergestellt werden, dass jede der zweiten Projektionsabbildungen mit der jeweils korrespondierenden ersten Projektionsabbildung zumindest teilweise einen gemeinsamen Teil des Untersuchungsobjekts um den stationären Mittelpunkt herum abbildet. In einem Grenzfall kann der gemeinsame Teil jeweils einen ersten und einen zweiten Randstrahl der Röntgenstrahlenbündel zur Aufnahme der miteinander korrespondierenden Projektionsabbildungen umfassen.
Ferner können die zweiten Röntgenstrahlenbündel hinsichtlich der Form und/oder Öffnungsweite den ersten Röntgenstrahlenbündeln entsprechen. Dabei kann die erste Distanz insbesondere gleich oder verschieden zur zweiten Distanz vorgegeben werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann Schritt c) weiterhin die Schritte c.1) bis c.5) umfassen. Dabei können im Schritt c.1) die ersten Projektionsabbildungen, insbesondere aus den zweiten Projektionsabbildungen, auf einen erweiterten Detektor extrapoliert werden. Ferner können im Schritt c.2) die zweiten Projektionsabbildungen, insbesondere aus den ersten Projektionsabbildungen, auf den erweiterten Detektor extrapoliert werden. Zudem kann im Schritt c.3) ein erster 3D-Zwischendatensatz durch Rekonstruieren der extrapolierten ersten Projektionsabbildungen erzeugt werden. Des Weiteren kann im Schritt c.4) ein zweiter 3D-Zwischendatensatz durch Rekonstruieren der extrapolierten zweiten Projektionsabbildungen erzeugt werden. Hiernach können im Schritt c.5) der erste und der zweite 3D-Zwischendatensatz zum 3D-Bilddatensatz gewichtet gemittelt werden.
Der erweiterte Detektor kann vorteilhafterweise einen virtuellen Detektor, insbesondere Flachdetektor, bezeichnen, welcher eine größere Oberfläche zum Empfangen der Röntgenstrahlenbündel gegenüber dem realen Detektor zur Aufnahme der ersten und/oder zweiten Projektionsabbildungen aufweist. Dabei können zur Extrapolation der ersten Projektionsabbildungen auf den erweiterten Detektor fehlende Detektorwerte aus den zweiten Projektionsabbildungen ermittelt werden, beispielsweise mittels einer Neuabtastung (engl. resampling). Analog dazu können zur Extrapolation der zweiten Projektionsabbildungen auf den erweiterten Detektor fehlende Detektorwerte aus den ersten Projektionsabbildungen ermittelt werden. Die extrapolierten ersten Projektionsabbildungen können vorteilhafterweise einen größeren Abbildungsbereich bezüglich des Untersuchungsobjekts aufweisen als die ersten Projektionsabbildungen. Analog dazu können die extrapolierten zweiten Projektionsabbildungen einen größeren Abbildungsbereich bezüglich des Untersuchungsobjekts aufweisen als die zweiten Projektionsabbildungen.
Der erste 3D-Zwischendatensatz kann durch, insbesondere analytische, Rekonstruktion der extrapolierten ersten Projektionsabbildungen erzeugt werden. Ferner kann der zweite 3D-Zwischendatensatz durch, insbesondere analytische, Rekonstruktion der extrapolierten zweiten Projektionsabbildungen erzeugt werden. Dabei kann die Rekonstruktion des ersten und/oder zweiten 3D-Zwischendatensatzes beispielsweise eine inverse Radontransformation der jeweiligen extrapolierten ersten und/oder zweiten Projektionsabbildungen umfassen.
Der 3D-Bilddatensatz kann vorteilhafterweise ein Volumen des Untersuchungsobjekts abbilden. Ferner kann der 3D-Bilddatensatz mehrere Bildpunkte, insbesondere Voxel, aufweisen. Ein Bildpunkt in einer Ebene der Aufnahmegeometrie des 3D-Bilddatensatzes ist, insbesondere dreidimensional, rekonstruierbar, wenn alle Linienintegrale, die durch den mit dem Bildpunkt korrespondierenden Abschnitt des Volumens verlaufen, in den ersten und/oder zweiten Projektionsabbildungen abgebildet sind. Folglich kann der 3D-Bilddatensatz Bildpunkte aufweisen, die allein aus den ersten Projektionsabbildungen oder allein aus den zweiten Projektionsabbildungen rekonstruierbar sind. Ferner kann der 3D-Bilddatensatz Bildpunkte aufweisen, die sowohl aus den ersten als auch den zweiten Projektionsabbildungen rekonstruierbar sind. Des Weiteren kann der 3D-Bilddatensatz Bildpunkte aufweisen, die durch Kombination der, insbesondere miteinander korrespondierenden, ersten und zweiten Projektionsabbildungen rekonstruierbar sind. Dabei können die Bildpunkte hinsichtlich ihrer Rekonstruierbarkeit beispielsweise durch Linienverfolgung (engl. line tracing) klassifiziert werden. Ferner kann zur Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes die gewichtete Mittelung des ersten und des zweiten 3D-Zwischendatensatzes im Schritt c.5) basierend auf der Klassifizierung des jeweiligen Bildpunkts erfolgen. Beispielsweise kann für die Rekonstruktion der Bildpunkte, die allein anhand der ersten oder zweiten Projektionsabbildungen rekonstruierbar sind, ein korrespondierender Bildpunkt des zugehörigen 3D-Zwischendatensatzes verwendet werden. Ferner kann für die Rekonstruktion der Bildpunkte, die sowohl anhand der ersten als auch der zweiten Projektionsabbildungen rekonstruierbar sind, ein Mittelwert der zugehörigen Bildpunkte der ersten und zweiten 3D-Zwischendatensätze verwendet werden. Analog dazu kann für die Rekonstruktion der Bildpunkte, die anhand der ersten und zweiten Projektionsabbildungen rekonstruierbar sind, ein Mittelwert der zugehörigen Bildpunkte der ersten und zweiten 3D-Zwischendatensätze verwendet werden.
Hierdurch kann vorteilhafterweise ein Volumen des Untersuchungsobjekts in dem 3D-Bilddatensatz abgebildet werden, welches Volumen eine größere räumliche Ausdehnung aufweist, als ein allein anhand der ersten oder zweiten Projektionsabbildungen rekonstruierbares Volumen des Untersuchungsobjekts.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann Schritt c.3) eine gefilterte Rückprojektion der extrapolierten ersten Projektionsabbildungen umfassen. Ferner kann Schritt c.4) eine gefilterte Rückprojektion der extrapolierten zweiten Projektionsabbildungen umfassen.
Dabei kann die gefilterte Rückprojektion jeweils eine Fouriertransformation der extrapolierten ersten und zweiten Projektionsabbildungen umfassen. Ferner kann die gefilterte Rückprojektion eine Filterung, beispielsweise eine Hochpassfilterung und/oder Tiefpassfilterung und/oder eine Fensterung, der Fouriertransformierten umfassen. Nach einer Rücktransformation der gefilterten Fouriertransformierten können die 3D-Zwischendatensätze durch jeweils eine Rückprojektion der gefilterten Rücktransformierten rekonstruiert werden.
Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders recheneffiziente Rekonstruktion der 3D-Zwischendatensätze ermöglicht werden.
Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein medizinisches Röntgengerät, insbesondere umfassend eine Bereitstellungseinheit, welches zur Ausführung eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts ausgebildet ist. Das medizinische Röntgengerät, insbesondere die Bereitstellungseinheit, können zur Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens ausgebildet sein, indem die Komponenten des medizinischen Röntgengeräts, insbesondere die Komponenten der Bereitstellungseinheit, zum Ausführen der einzelnen Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens ausgebildet sind. Insbesondere kann das medizinische Röntgengerät zur Aufnahme und/oder zum Bereitstellen der ersten und zweiten Projektionsabbildungen des Untersuchungsobjekts ausgebildet sein.
Die Vorteile des vorgeschlagenen medizinischen Röntgengeräts entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
Die Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Bereitstellungseinheit ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt kann dabei eine Software mit einem Quellcode, der noch kompiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder einen ausführbaren Softwarecode umfassen, der zur Ausführung nur noch in die Bereitstellungseinheit zu laden ist. Durch das Computerprogrammprodukt kann das Verfahren zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts mittels einer Bereitstellungseinheit schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Bereitstellungseinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann.
Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer Bereitstellungseinheit geladen werden kann, der mit der Bereitstellungseinheit direkt verbunden oder als Teil der Bereitstellungseinheit ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Bereitstellungseinheit ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronisch lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen von dem Datenträger gelesen und in eine Bereitstellungseinheit gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Die Erfindung kann ferner von einem computerlesbaren Speichermedium und/oder elektronisch lesbaren Datenträger ausgehen, auf welchem von einer Bereitstellungseinheit lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden.
Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Bereitstellungseinheiten 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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. In unterschiedlichen Figuren werden für gleiche Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:

1 schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens,
2 und 3 schematische Darstellungen verschiedener Aufnahmegeometrien zur Aufnahme von mehreren ersten und zweiten Projektionsabbildungen gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens,
4 schematische Darstellung einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens,
5 eine schematische Darstellung verschiedener Abschnitte eines rekonstruierbaren Volumens,
6 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen medizinischen Röntgengeräts.

In 1 ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts schematisch dargestellt. Dabei können in einem ersten Schritt a) mehrere erste Projektionsabbildungen PD1 des Untersuchungsobjekts aufgenommen werden ACQ-PD1. Dabei können die mehreren ersten Projektionsabbildungen PD1 das Untersuchungsobjekt vorteilhafterweise entlang voneinander verschiedenen ersten Projektionsrichtungen abbilden. In einem zweiten Schritt b) kann jeweils eine korrespondierende zweite Projektionsabbildung PD2 des Untersuchungsobjekts zu wenigstens zwei der ersten Projektionsabbildungen PD1 aufgenommen werden ACQ-PD2. Dabei können die ersten Projektionsabbildungen PD1 jeweils einen ersten Fokuspunkt und die zweiten Projektionsabbildungen PD2 jeweils einen zweiten Fokuspunkt aufweisen. Zudem kann jede der zweiten Projektionsabbildungen PD2 mit der jeweils damit korrespondierenden ersten Projektionsabbildung PD1 zumindest teilweise einen gemeinsamen Teil des Untersuchungsobjekts um einen stationären Mittelpunkt herum abbilden. Ferner können die zweiten Projektionsabbildungen PD2 das Untersuchungsobjekt entlang voneinander verschiedenen zweiten Projektionsrichtungen und bezüglich der ersten Projektionsrichtung der jeweils korrespondierenden ersten Projektionsabbildung PD1 zumindest teilweise verschiedenen zweiten Projektionsrichtungen derart abbilden, dass eine Gerade durch den ersten und zweiten Fokuspunkt der miteinander korrespondierenden ersten PD1 und zweiten Projektionsabbildung PD2 durch den stationären Mittelpunkt verläuft. In einem dritten Schritt c) kann der 3D-Bilddatensatz ID aus den ersten PD1 und den zweiten Projektionsabbildungen PD2 rekonstruiert werden RECO-ID. Hiernach kann der 3D-Bilddatensatz ID in einem vierten Schritt d) bereitgestellt werden PROV-ID.
2 und 3 zeigen schematische Darstellungen verschiedener Aufnahmegeometrien zur Aufnahme der ersten PD1 und zweiten Projektionsabbildungen PD2. Dabei können die ersten Fokuspunkte FP1 einen ersten Pfad P1 bilden. Analog dazu können die zweiten Fokuspunkte FP2 einen zweiten Pfad P2 bilden.
Ferner können die ersten Fokuspunkte FP1 jeweils eine räumliche Position des Zusammentreffens von Röntgenstrahlen eines ersten Röntgenstrahlenbündels RB1 zum Zeitpunkt der Aufnahme der jeweiligen ersten Projektionsabbildung PD1 beschreiben. Analog dazu können die zweiten Fokuspunkte FP2 eine räumliche Position des Zusammentreffens der Röntgenstrahlen eines zweiten Röntgenstrahlenbündels RB2 zum Zeitpunkt der Aufnahme der jeweiligen zweiten Projektionsabbildung PD2 beschreiben. Zudem können die ersten FP1 und/oder zweiten Fokuspunkte FP2 vorteilhafterweise jeweils eine räumliche Position einer Röntgenquelle zum Zeitpunkt der Aufnahme der jeweiligen Projektionsabbildung beschreiben.
Vorteilhafterweise kann die Gerade G durch den ersten FP1 und zweiten Fokuspunkt FP2 von jeweils miteinander korrespondierenden ersten PD1 und zweiten Projektionsabbildungen PD2 durch den stationären Mittelpunkt MP verlaufen. Des Weiteren können die ersten Projektionsabbildungen PD1 um ein erstes Isozentrum IZ1 herum aufgenommen werden, welches erstes Isozentrum IZ1 für jede Aufnahme neu positioniert werden kann. Dabei kann ein räumlicher Abstand zwischen den ersten Fokuspunkten FP1 und dem ersten Isozentrum IZ1 jeweils zum Zeitpunkt der Aufnahme der zugehörigen ersten Projektionsabbildung PD1 konstant sein. Analog dazu können die zweiten Projektionsabbildungen PD2 um ein zweites Isozentrum IZ2 herum aufgenommen werden, welches zweite Isozentrum IZ2 für jede Aufnahme neu positioniert werden kann. Dabei kann ein räumlicher Abstand zwischen den zweiten Fokuspunkten FP2 und dem zweiten Isozentrum IZ2 jeweils zum Zeitpunkt der Aufnahme der zugehörigen zweiten Projektionsabbildung PD2 konstant sein. Insbesondere kann der räumliche Abstand zwischen den zweiten Fokuspunkten FP2 und dem zweiten Isozentrum FP2 jeweils zum Zeitpunkt der Aufnahme der zugehörigen zweiten Projektionsabbildung PD2 gleich dem räumlichen Abstand zwischen den ersten Fokuspunkten FP1 und dem ersten Isozentrum IZ1 jeweils zum Zeitpunkt der Aufnahme der zugehörigen ersten Projektionsabbildung PD1 sein.
Ferner kann der erste Pfad P1 zumindest zwei aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen. Vorteilhafterweise kann der erste Pfad P1 einen von einer Kreisbahn P0 zumindest abschnittsweise abweichenden, insbesondere elliptischen und/oder exzentrischen Verlauf, aufweisen. Die zumindest zwei Abschnitte des ersten Pfads P1 können beispielsweise als angrenzende Winkelbereiche betrachtet werden. Dabei können die Winkelbereiche durch einen ersten Winkel (hier nicht gezeigt) im stationären Mittelpunkt MP beschrieben werden, wobei die Schenkel des ersten Winkels durch den jeweils ersten und letzten ersten Fokuspunkt FP1 des jeweiligen Abschnitts bestimmt sind. Im in 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel können die aufeinanderfolgenden Abschnitte, insbesondere die Winkelbereiche, durch Abschnitte des ersten Pfads P1 in paarweise aufeinanderfolgenden Quadranten des dargestellten Koordinatensystems gebildet werden, insbesondere in aufeinanderfolgenden Wertebereichen des weiteren Winkels, welche Wertebereiche jeweils 180° umfassen können.
Zudem kann das Positionieren des ersten Isozentrums IZ1 entlang einer Bewegungsrichtung bezüglich des stationären Mittelpunkts MP erfolgen, welche Bewegungsrichtung abhängig vom jeweiligen Abschnitt des ersten Pfads P1 ist. Des Weiteren kann der zweite Pfad P2 zumindest zwei aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen, die bezüglich des stationären Mittelpunkts MP mit den zumindest zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten des ersten Pfads korrespondieren. Dabei kann der zweite Pfad P2 einen von der Kreisbahn P0 zumindest abschnittsweise abweichenden, insbesondere elliptischen und/oder exzentrischen Verlauf, aufweisen. Die zumindest zwei Abschnitte des zweiten Pfads P2 können insbesondere als angrenzende Winkelbereiche betrachtet werden. Dabei können die Winkelbereiche durch einen zweiten Winkel (hier nicht gezeigt) im stationären Mittelpunkt MP beschrieben werden, wobei die Schenkel des zweiten Winkels durch den jeweils ersten und letzten zweiten Fokuspunkt FP2 des jeweiligen Abschnitts bestimmt sind. Im in 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel können die aufeinanderfolgenden Abschnitte, insbesondere die Winkelbereiche, durch Abschnitte des zweiten Pfads P2 in paarweise aufeinanderfolgenden Quadranten des dargestellten Koordinatensystems gebildet werden, insbesondere in aufeinanderfolgenden Wertebereichen des weiteren Winkels, welche Wertebereiche jeweils insbesondere 180° umfassen können. Vorteilhafterweise weisen die jeweils miteinander korrespondierenden Abschnitte des ersten P1 und des zweiten Pfads P2 den gleichen Winkelbereich bezüglich des stationären Mittelpunkts MP auf. Dabei kann das Positionieren des zweiten Isozentrums IZ2 entlang einer zur Positionierung des ersten Isozentrums IZ1 in dem korrespondierenden Abschnitt des ersten Pfads P1 entgegengesetzten Bewegungsrichtung bezüglich des stationären Mittelpunkts MP erfolgen.
Insbesondere kann das Positionieren des ersten IZ1 und des zweiten Isozentrums IZ2 zumindest in miteinander korrespondierenden Abschnitten des ersten P1 und des zweiten Pfads P2 auf einer gemeinsamen Geraden gG erfolgen, welche gemeinsame Gerade gG durch den stationären Mittelpunkt MP verläuft.
Die ersten Röntgenstrahlenbündel RB1 können jeweils erste Randstrahlen und einen ersten Zentralstrahl Z1, insbesondere einen Mittenstrahl, aufweisen. Dabei kann der erste Zentralstrahl Z1 durch das erste Isozentrum IZ1 verlaufen. Ferner können die ersten Röntgenstrahlenbündel RB1 jeweils eine erste Öffnungsbreite OW1 im ersten Isozentrum IZ1 aufweisen, welche eine räumliche Distanz entlang einer ersten Geraden G1 zwischen den ersten Randstrahlen beschreiben, welche erste Gerade G1 durch das erste Isozentrum IZ1 und senkrecht zum ersten Zentralstrahl Z1 verläuft. Dabei kann das Positionieren des ersten Isozentrums IZ1 entlang der gemeinsamen Geraden gG vorteilhafterweise innerhalb einer ersten Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts MP erfolgen, wobei als die erste Distanz höchstens die halbe erste Öffnungsbreite OW1 vorgegeben wird. Analog dazu können die zweiten Röntgenstrahlenbündel RB2 jeweils zweite Randstrahlen und einen zweiten Zentralstrahl Z2, insbesondere einen Mittenstrahl, aufweisen. Dabei kann der zweite Zentralstrahl Z2 durch das zweite Isozentrum IZ2 verlaufen. Ferner können die zweiten Röntgenstrahlenbündel RB2 jeweils eine zweite Öffnungsbreite OW2 im zweiten Isozentrum IZ2 aufweisen, welche eine räumliche Distanz entlang einer zweiten Geraden G2 zwischen den zweiten Randstrahlen beschreiben, welche zweite Gerade G2 durch das zweite Isozentrum IZ2 und senkrecht zum zweiten Zentralstrahl Z2 verläuft. Ferner können die zweiten Röntgenstrahlenbündel RB2. Ferner kann das Positionieren des zweiten Isozentrums IZ2 entlang der gemeinsamen Geraden gG innerhalb einer zweiten Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts MP erfolgen, wobei als die zweite Distanz höchstens die halbe zweite Öffnungsbreite OW2 vorgegeben wird. Die ersten RB1 und/oder zweiten Röntgenstrahlenbündel RB2 können insbesondere jeweils die Form eines Kegelstahls und/oder Fächerstrahls und/oder Parallelstrahls (hier nicht dargestellt) aufweisen.
Insbesondere kann die Positionierung der ersten Fokuspunkte FP1 und/oder des ersten Isozentrums IZ1 in Abhängigkeit eines weiteren Winkels φ, insbesondere im stationären Mittelpunkt MP, parametrisiert sein, wobei die Schenkel des weiteren Winkels φ durch den jeweils momentanen ersten Fokuspunkt FP1 und eine Referenzgerade RG bestimmt sind. Analog dazu kann die Positionierung der zweiten Fokuspunkte FP2 und/oder des zweiten Isozentrums IZ2 in Abhängigkeit des weiteren Winkels φ parametrisiert sein.
Wird beispielsweise eine Anzahl von n ersten Projektionsabbildungen PD1 an n ersten Fokuspunkten FP1 aufgenommen, kann vorteilhafterweise auch eine Anzahl n von damit korrespondierenden zweiten Projektionsabbildungen PD2 an n zweiten Fokuspunkten FP2 aufgenommen werden. Vorteilhafterweise können die ersten FP1 und zweiten Fokuspunkte FP2 einen konstanten räumlichen Abstand r bezüglich des jeweiligen Isozentrums aufweisen. Dabei kann eine räumliche Position der ersten FP1 und zweiten Fokuspunkte FP2 durch den weiteren Winkel $φ \equiv φ (n)$
parametrisiert werden. Der weitere Winkel φ kann dabei insbesondere einem Projektionswinkel einer aus den jeweils miteinander korrespondierenden ersten PD1 und zweiten Projektionsabbildungen PD2 resultierenden Projektionsabbildung beschreiben.
Dabei kann die räumliche Position des ersten Isozentrums IZ1 vorgegeben werden durch: $\vec{x_{1}} (n) = (\begin{matrix} - d_{1} \cdot cos (φ (n)) \\ 0 \end{matrix})$
wobei d₁ die erste Distanz bezeichnet. Analog kann die räumliche Position des zweiten Isozentrums IZ2 durch $\vec{x_{2}} (n) = (\begin{matrix} d_{2} \cdot cos (φ (n)) \\ 0 \end{matrix})$
derart vorgegeben werden, dass eine Bewegungsrichtung der Positionierung des zweiten Isozentrums IZ2 zur Bewegungsrichtung der Positionierung des ersten Isozentrums IZ1 entgegengerichtet ist, wobei d₂ die zweite Distanz bezeichnet.
Des Weiteren können die ersten Fokuspunkte FP1, insbesondere der erste Zentralstrahl Z1, im ersten Isozentrum IZ1 jeweils einen ersten Orbitalwinkel φ₁, bezüglich der Referenzgeraden RG aufweisen. Analog dazu können die zweiten Fokuspunkte FP2, insbesondere der zweite Zentralstrahl Z2, im zweiten Isozentrum IZ2 jeweils einen zweiten Orbitalwinkel φ₂ bezüglich der Referenzgeraden RG aufweisen.
Gemäß Gleichung (2) kann der erste Orbitalwinkel beschrieben werden durch: $φ_{1} (n) = φ (n) + arcsin (\frac{d_{1}}{r} \cdot {cos}^{2} (φ (n)))$
Ferner kann gemäß Gleichung (3) der zweite Orbitalwinkel beschrieben werden durch: $φ_{2} (n) = φ (n) - arcsin (\frac{d_{2}}{r} \cdot {cos}^{2} (φ (n)))$
Vorteilhafterweise kann hierdurch die Positionierung der ersten FP1 und zweiten Fokuspunkte FP2 und/oder des ersten IZ1 und des zweiten Isozentrums IZ2 eine Periodizität bezüglich des weiteren Winkels φ aufweisen. Zudem kann die erste Distanz d₁ gleich der zweiten Distanz sein d₂: $d_{1} = d_{2}$
In 4 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens schematisch dargestellt. Dabei kann Schritt c) weitere Teilschritte umfassen. In einem ersten Teilschritt c.1) können die ersten Projektionsabbildungen PD1 auf einen erweiterten Detektor extrapoliert werden EXTRAP-PD1. Ferner können die zweiten Projektionsabbildungen PD2 in einem zweiten Teilschritt c.2) auf den erweiterten Detektor extrapoliert werden EXTRAP-PD2. In einem weiteren Teilschritt c.3) kann ein erster 3D-Zwischendatensatz TD1 durch Rekonstruieren der extrapolierten ersten Projektionsabbildungen EX-PD1 erzeugt werden GEN-TD1. Ferner kann in einem Teilschritt c.4) ein zweiter 3D-Zwischendatensatz TD2 durch Rekonstruieren der extrapolierten zweiten Projektionsabbildungen EX-PD2 erzeugt werden GEN-TD2. Hiernach können der erste TD1 und der zweite 3D-Zwischendatensatz TD2 zum 3D-Bilddatensatz ID gewichtet gemittelt werden AV-TD1-TD2.
Vorteilhafterweise können die Schritte c.3) und c.4) eine gefilterte Rückprojektion der jeweils extrapolierten ersten EX-PD1 und zweiten Projektionsabbildungen EX-PD2 umfassen.
5 zeigt eine schematische Darstellung verschiedener Abschnitte des zum 3D-Bilddatensatz ID rekonstruierbaren Volumens V des Untersuchungsobjekts 31. Der 3D-Bilddatensatz ID kann mehrere Bildpunkte, insbesondere Voxel, aufweisen, wobei ein Bildpunkt in einer Ebene der Aufnahmegeometrie des 3D-Bilddatensatzes ID, insbesondere dreidimensional, rekonstruierbar ist, wenn alle Linienintegrale, die durch den mit dem Bildpunkt korrespondierenden Abschnitt des Volumens V verlaufen, in den ersten PD1 und/oder zweiten Projektionsabbildungen PD2 abgebildet sind.
Die Bildpunkte des 3D-Bilddatensatzes ID können hinsichtlich ihrer Rekonstruierbarkeit, beispielsweise durch Linienverfolgung, klassifiziert werden. In 5 sind die verschiedenen räumlichen Abschnitte des zum 3D-Bilddatensatz ID rekonstruierten Volumens V in Abhängigkeit der jeweiligen Rekonstruierbarkeit klassifiziert. Der 3D-Bilddatensatz ID kann Bildpunkte r.PD1 aufweisen, die allein aus den ersten Projektionsabbildungen PD1 rekonstruierbar sind. Analog kann der 3D-Bilddatensatz ID Bildpunkte r.PD2 aufweisen, die allein aus den zweiten Projektionsabbildungen PD1 rekonstruierbar sind. Ferner kann der 3D-Bilddatensatz ID Bildpunkte r.aPD aufweisen, die sowohl aus den ersten PD1 als auch den zweiten Projektionsabbildungen PD2 rekonstruierbar sind. Des Weiteren kann der 3D-Bilddatensatz ID Bildpunkte r.cPD aufweisen, die durch Kombination der, insbesondere miteinander korrespondierenden, ersten PD1 und zweiten Projektionsabbildungen PD2 rekonstruierbar sind. Zur Rekonstruktion des 3D-Bilddatensatzes ID kann vorteilhafterweise eine gewichtete Mittelung des ersten TD1 und des zweiten 3D-Zwischendatensatzes TD2 im Schritt c.5) basierend auf der Klassifizierung des jeweiligen Bildpunkts (r.PD1, r.PD2, r.aPD, r.cPD) erfolgen.
In 6 ist beispielhaft für ein vorgeschlagenes medizinisches Röntgengerät ein medizinisches C-Bogen-Röntgengerät 37 schematisch dargestellt. Dabei kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 vorteilhafterweise eine Bereitstellungeinheit PRVS umfassen. Dabei kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37, insbesondere die Bereitstellungseinheit PRVS, zur Ausführung eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen PROV-ID eines 3D-Bilddatensatzes eines Untersuchungsobjekts 31 ausgebildet sein.
Hierbei umfasst das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 zudem einen Detektor 34, insbesondere einen Röntgendetektor, und eine Röntgenquelle 33. Zur Aufnahme der ersten PD1 und zweiten Projektionsabbildungen PD2 kann ein Arm 38 des C-Bogen-Röntgengerätes 37 beweglich um ein oder mehrere Achsen herum gelagert sein. Ferner kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 eine Bewegungsvorrichtung 39 umfassen, welche eine Bewegung des C-Bogen-Röntgengerätes 37 im Raum ermöglicht.
Zur Aufnahme der ersten PD1 und zweiten Projektionsabbildungen PD2 des, auf einer Patientenlagerungseinrichtung 32 angeordneten Untersuchungsobjekts 31, kann die Bereitstellungseinheit PRVS ein Signal 24 an die Röntgenquelle 33 senden. Daraufhin kann die Röntgenquelle 33 ein Röntgenstrahlenbündel, insbesondere das erste RB1 und/oder das zweite Röntgenstrahlenbündel RB2, aussenden. Beim Auftreffen des jeweiligen Röntgenstrahlenbündels RB1 und/oder RB2, nach einer Wechselwirkung mit dem Untersuchungsobjekt 31, auf einer Oberfläche des Detektors 34, kann der Detektor 34 ein Signal 21 an die Bereitstellungseinheit PRVS senden. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann beispielsweise anhand des Signals 21 die ersten PD1 und zweiten Projektionsabbildungen PD2 empfangen.
Des Weiteren kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 eine Eingabeeinheit 42, beispielsweise eine Tastatur, und/ oder eine Darstellungseinheit 41, beispielsweise einen Monitor und/oder Display, umfassen. Die Eingabeeinheit 42 kann vorzugsweise in die Darstellungseinheit 41 integriert sein, beispielsweise bei einem kapazitiven Eingabedisplay. Dabei kann durch eine Eingabe des Bedienpersonals an der Eingabeeinheit 42 eine Steuerung des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37, insbesondere des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen PROV-ID eines 3D-Bilddatensatzes ID eines Untersuchungsobjekts 31, ermöglicht werden. Hierfür kann die Eingabeeinheit 42 beispielsweise ein Signal 26 an die Bereitstellungseinheit PRVS senden.
Ferner kann die Darstellungseinheit 41 dazu ausgebildet sein, Informationen und/oder graphische Darstellungen von Informationen des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37 und/oder der Bereitstellungseinheit PRVS und/oder weiterer Komponenten anzuzeigen. Hierfür kann die Bereitstellungseinheit PRVS beispielsweise ein Signal 25 an die Darstellungseinheit 41 senden. Insbesondere kann die Darstellungseinheit 41 zur Anzeige einer graphischen Darstellung der ersten PD1 und/oder zweiten Projektionsabbildungen PD2 und/oder des 3D-Bilddatensatzes ID und/oder des ersten TD1 und/oder des zweiten 3D-Zwischendatensatzes TD2 ausgebildet sein.
Die in den beschriebenen Figuren enthaltenen schematischen Darstellungen bilden keinerlei Maßstab oder Größenverhältnis ab.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei den dargestellten Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ und „Element“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen (PROV-ID) eines 3D-Bilddatensatzes (ID) eines Untersuchungsobjekts (31), umfassend: a) Aufnahme (ACQ-PD1) mehrerer erster Projektionsabbildungen (PD1) des Untersuchungsobjekts (31), wobei die mehreren ersten Projektionsabbildungen (PD1) das Untersuchungsobjekt (31) entlang voneinander verschiedenen ersten Projektionsrichtungen abbilden, b) Aufnahme (ACQ-PD2) jeweils einer korrespondierenden zweiten Projektionsabbildung (PD2) des Untersuchungsobjekts (31) zu wenigstens zwei der ersten Projektionsabbildungen (PD1), wobei die ersten Projektionsabbildungen (PD1) jeweils einen ersten Fokuspunkt (FP1) und die zweiten Projektionsabbildungen (PD2) jeweils einen zweiten Fokuspunkt (FP2) aufweisen, wobei jede der zweiten Projektionsabbildungen (PD2) mit der jeweils damit korrespondierenden ersten Projektionsabbildung (PD1) zumindest teilweise einen gemeinsamen Teil des Untersuchungsobjekts (31) um einen stationären Mittelpunkt (MP) herum abbildet, wobei die zweiten Projektionsabbildungen (PD2) das Untersuchungsobjekt (31) entlang voneinander verschiedenen zweiten Projektionsrichtungen und bezüglich der jeweils korrespondierenden ersten Projektionsrichtungen zumindest teilweise verschiedenen zweiten Projektionsrichtungen derart abbilden, dass eine Gerade (G) durch den ersten (FP1) und zweiten Fokuspunkt (FP2) der miteinander korrespondierenden ersten (PD1) und zweiten Projektionsabbildungen (PD2) durch den stationären Mittelpunkt (MP) verläuft, c) Rekonstruieren (RECO-ID) des 3D-Bilddatensatzes (ID) aus den ersten (PD1) und zweiten Projektionsabbildungen (PD2), d) Bereitstellen (PROV-ID) des 3D-Bilddatensatzes (ID).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Fokuspunkte (FP2) einen ersten Pfad (P1) bilden, wobei der erste Pfad (P1) zumindest zwei aufeinanderfolgende Abschnitte aufweist, wobei die ersten Projektionsabbildungen (PD1) um ein erstes Isozentrum (IZ1) herum aufgenommen werden, welches erstes Isozentrum (IZ1) für jede Aufnahme neu positioniert wird, wobei das Positionieren des ersten Isozentrums (IZ1) entlang einer Bewegungsrichtung bezüglich des stationären Mittelpunkts (MP) erfolgt, welche Bewegungsrichtung abhängig vom jeweiligen Abschnitt des ersten Pfads (P1) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass erste Röntgenstrahlenbündel (RB1) zur Erzeugung der ersten Projektionsabbildungen (PD1) jeweils eine erste Öffnungsbreite (OW1) im ersten Isozentrum (IZ1) aufweisen, wobei das Positionieren des ersten Isozentrums (IZ1) innerhalb einer ersten Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts (MP) erfolgt, wobei als die erste Distanz höchstens die halbe erste Öffnungsbreite (OW1) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Fokuspunkte (FP2) einen zweiten Pfad (P2) bilden, wobei der zweite Pfad (P2) zumindest zwei aufeinanderfolgende Abschnitte aufweist, die bezüglich des stationären Mittelpunkts (MP) mit den zumindest zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten des ersten Pfads (P1) korrespondieren, wobei die zweiten Projektionsabbildungen (PD2) um ein zweites Isozentrum (IZ2) herum aufgenommen werden, welches zweites Isozentrum (IZ2) für jede Aufnahme neu positioniert wird, wobei das Positionieren des zweiten Isozentrums (IZ2) entlang einer zur Positionierung des ersten Isozentrums (IZ1) in dem korrespondierenden Abschnitt des ersten Pfads (P1) entgegengesetzten Bewegungsrichtung bezüglich des stationären Mittelpunkts (MP) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionieren des ersten (IZ1) und des zweiten Isozentrums (IZ2) zumindest in miteinander korrespondierenden Abschnitten des ersten (P1) und des zweiten Pfads (P2) auf einer gemeinsamen Geraden (gG) durch den stationären Mittelpunkt (MP) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Röntgenstrahlenbündel (RB2) zur Erzeugung der zweiten Projektionsabbildungen (PD2) jeweils eine zweite Öffnungsbreite (OW2) im zweiten Isozentrum (IZ2) aufweisen, wobei das Positionieren des zweiten Isozentrums (IZ2) innerhalb einer zweiten Distanz bezüglich des stationären Mittelpunkts (MP) erfolgt, wobei als die zweite Distanz höchstens die halbe zweite Öffnungsbreite (OW2) vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c) weiterhin umfasst: c.1) Extrapolieren (EXTRAP-PD1) der ersten Projektionsabbildungen (PD1) auf einen erweiterten Detektor, c.2) Extrapolieren (EXTRAP-PD2) der zweiten Projektionsabbildungen (PD2) auf den erweiterten Detektor, c.3) Erzeugen (GEN-TD1) eines ersten 3D-Zwischendatensatzes (TD1) durch Rekonstruieren der extrapolierten ersten Projektionsabbildungen (EX-PD1), c.4) Erzeugen (GEN-TD2) eines zweiten 3D-Zwischendatensatzes (TD2) durch Rekonstruieren der extrapolierten zweiten Projektionsabbildungen (EX-PD2), c.5) gewichtete Mittelung (AV-TD1-TD2) des ersten (TD1) und des zweiten 3D-Zwischendatensatzes (TD2) zum 3D-Bilddatensatz (ID) .
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c.3) eine gefilterte Rückprojektion der extrapolierten ersten Projektionsabbildungen (EX-PD1) umfasst, wobei Schritt c.4) eine gefilterte Rückprojektion der extrapolierten zweiten Projektionsabbildungen (EX-PD2) umfasst.
Medizinisches Röntgengerät, ausgebildet ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit einer Bereitstellungseinheit (PRVS) ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen, wenn das Programm in der Recheneinheit der Bereitstellungseinheit (PRVS) ausgeführt wird.