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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Ergebnisschichtbildern mit zumindest teilweise verschiedener Schichtdicke.
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Digitale Brusttomosynthese (DBT) erlaubt eine dreidimensionale Bildgebung der Brust. Mehrere Schichten in unterschiedlichen Positionen, insbesondere Höhen, der Brust werden aus einer Vielzahl von Projektionsdatensätzen, beispielsweise 25, rekonstruiert. Die Aufnahme eines Projektionsdatensatzes findet unter einem Projektionswinkel statt. Die Projektionsdatensätze werden für verschiedene Projektionswinkel aufgenommen. Die verschiedenen Projektionswinkel können insbesondere in einem beschränkten Winkelbereich von beispielsweise 50 Grad aufgenommen werden.
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Die Darstellung von Mikrokalzifikationen in den rekonstruierten Schichtbildern einer Kleinwinkel-Röntgenstrahlen-Tomosyntheseaufnahme (z.B. 15 Grad Winkel) wird im Vergleich zur Darstellung in einer Weitwinkel-Aufnahme (z.B. 50 Grad Winkel) häufig als besser bzw. deutlicher wahrgenommen, obwohl durch die größere Winkelabdeckung die Tiefenauflösung in den Schichtbildern höher ist. Allerdings kann hierdurch die Sichtbarkeit von kleinen Mikrokalzifikationen auf nur sehr wenige Schichtbilder beschränkt sein, was bei einem schnellen Wechsel zwischen den Schichtbildern nur zu einem sehr kurzen „Aufflackern“ der Mikrokalzifikation führt. Weiterhin wird das Erhalten von Mikrokalzifikationen über die Rekonstruktion von Hochauflösungsschichten mit anschließendem Rekombinieren mittels eines einfachen Schwellwertverfahrens gelöst. Das Schwellwertverfahren ist anfällig auf Intensitätsunterschiede und führt dadurch nicht immer zu einem optimalen Ergebnis.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, eine Mammographiesystem, ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Medium anzugeben, welche eine verbesserte Darstellung von Mikrokalzifikationen ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und den Gegenständen der nebengeordneten Ansprüche.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Ergebnisschichtbildern mit zumindest teilweise verschiedener Schichtdicke basierend auf einem Tomosythesebilddatensatz einer Brust, aufweisend die Schritte des Erzeugens, des Frequenzteilens, des Mischens, des Kombinierens und des Anwendens. Die zumindest teilweise verschiedene Schichtdicke bezieht sich vor allem auf eine frequenzabhängig verschieden ausgebildete Schichtdicke. Je nach (Orts-)Frequenz kann die Schichtdicke größer oder kleiner gewählt werden und mit anderen Ortsfrequenzen aufweisend eine davon verschiedenen Schichtdicke gemischt bzw. kombiniert werden. Insbesondere kann die Schichtdicke für Mikrokalzifikationen größer sein als für morphologische Strukturen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass Schichten in einer ersten Schichtdicke, beispielsweise der morphologischen Strukturen, betrachtet werden können, wobei Mikrokalzifikationen mehrerer benachbarter Schichten dargestellt werden können. Durch die Kombination kann vorteilhaft eine verbesserte Sichtbarkeit von Kalzifikationen erreicht werden. Beispielsweise kann für jedes Ergebisschichtbild bzw. ein Ergebnisschichtbild die Schichtdicke zumindest teilweise verschieden sein. Die (effektive) Schichtdicke kann pixelweise unterschiedlich sein. Beispielsweise kann für Pixel aufweisend einen großen Schwächungseintrag durch eine Mikrokalzifikation der laufende Maximalwert mit der erhöhten Schichtdicke verstärkt beitragen, während für andere Pixel die morphologischen Strukturen mit der (Standard-)Schichtdicke verstärkt beitragen kann.
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Im Schritt des Erzeugens können Mittelwertschichten (AIP) und Maximalwertschichten (MIP) basierend auf dem Tomosynthesebilddatensatz erzeugt werden. Die Mittelwertschichten können basierend auf einer Berechnung eines Medians oder einer anderen Mittelungsoperation erzeugt werden. Die Maximalwertschichten können mittels einer Maximalintensitätsprojektion (MIP), indem das Voxel mit dem höchsten Abschwächungswert, insbesondere im berücksichtigten Volumen, auf ein 2D-Bild projiziert wird, erzeugt werden. Alternativ können die Maximalwertschichten mittels einer Berechnung eines Perzentils oder einer amplitudengewichteten Summe erzeugt werden.
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Zur Berechnung der Maximalwertschichten mit dem laufenden Maximalwert kann jeweils die eigentliche Schicht sowie eine bestimmte Anzahl benachbarter Schichten berücksichtigt werden. Beispielsweise können für die 10. Schicht die Schichten 8 bis 12 berücksichtigt werden. Die Anzahl berücksichtigter benachbarter Schichten kann beispielhaft in beide Richtungen jeweils 2, also +/- 2, betragen. Es kann also für jedes Voxel bzw. jeden Pixel der Maximalwert innerhalb dieser benachbarten Schichten, hier beispielshaft die Schichten 8 bis 12, bestimmt werden und in der Maximalintensitätsprojektion als laufender Maximalwert verwendet werden. Im Falle einer Verwendung eines Perzentils oder einer amplitudengewichteten Summe können diese Berechnungsarten auf die benachbarten Schichten angewendet werden und so der laufende Maximalwert bestimmt werden.
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Das Sampling kann in Schichtdicken von 1mm erfolgen. Eine kleinere Schichtdicke kann 2mm betragen. Eine größere bzw. erhöhte Schichtdicke kann 6mm bis 8mm betragen. Die größere Schichtdicke kann sich dabei vor allem auf die Information von Mikrokalks beziehen, d.h. die effektive Schichtdicke von Mikrokalks kann der größeren Schichtdicke entsprechen, während die Ergebnisschichtbilder mit der kleineren Schichtdicke dargestellt werden können. Somit kann die Information über die Mikrokalks für 6 bis 8 mm während der Betrachtung von aufeinanderfolgenden Ergebnisschichtbildern sichtbar sein.
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Die größere Schichtdicke der Mikrokalks kann sich sozusagen mittels des laufenden Maximalwerts über die kleinere Schichtdicke schieben.
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Basierend auf dem Tomosynthesedatensatz kann eine Anzahl N von Mittelwertschichten und Maximalwertschichten erzeugt werden. Vor Anwenden des laufenden Maximalwerts kann die (effektive) Schichtdicke der Mittelwertschichten und der Maximalwertschichten gleich sein. Nach Anwenden des laufenden Maximalwerts ist die effektive Schichtdicke, d.h. die berücksichtige Schichtdicke bezüglich der Schwächungsinformationen, der Maximalwertschichten bzw. der gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten erhöht. Die Anzahl der Mittelwertschichten und der Maximalwertschichten bzw. gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten kann bevorzugt weiterhin N betragen. Nach der Anwendung des laufenden Maximalwerts können die Maximalwertschichten bzw. gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten die Schwächungsinformation von k benachbarten Schichten, insbesondere Maximalwertschichten bzw. gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten, berücksichtigen. k kann im Bereich von 1 bis 10 liegen. Bevorzugt kann k so gewählt werden, dass die erhöhte Schichtdicke ca. 6 bis 8 mm beträgt.
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Im Schritt des Frequenzteilens oder Frequenzfilterns können die Mittelwertschichten (AIP) in niedrigpass- und hochpassgefilterte Mittelwertschichten aufgeteilt werden. Die niedrigpassgefilterten Mittelwertschichten können insbesondere morphologische Strukturen umfassen.
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Im Schritt des Hochpassfiltern können die Maximalwertschichten zu hochpassgefilterten Maximalwertschichten gefiltert werden. Darin können insbesondere Strukturen mit hohem Kontrast bzw. deren Kanten sowie kleine Objekte, z.B. Mikrokalzifikationen, umfasst sein.
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Im Schritt des Mischens können hochpassgefilterten Maximalwertschichten und hochpassgefilterten Mittelwertschichten zu gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten gemischt werden. Das Mischungsverhältnis kann frei gewählt oder angepasst werden. Das Mischungsverhältnis kann beispielsweise 50/50- bzw. 1:1 betragen. Die gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten können alternativ oder zusätzlich zu den Ergebnisschichtbildern angezeigt werden.
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Im Schritt des Kombinierens können niedrigpassgefilterte Mittelwertschichten mit den gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten zu den Ergebnisschichtbildern kombiniert werden. Vorteilhaft können die Vorteile von kleinen Schichtdicken für morphologische Strukturen sowie die Vorteile von größeren Schichtdicken für die Mikrokalzifikationen vereint werden. Vorteilhaft können einzelne Mikrokalzifikationen an sich sowie eine etwaige Gruppierung von Mikrokalzifikationen vereinfacht bzw. deutlicher dargestellt erkannt werden.
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Im Schritt des Anwendens kann ein laufender Maximalwert über eine vorbestimmte Dicke von Maximalwertschichten oder über eine vorbestimmte Dicke von gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten angewendet werden. Der laufende Maximalwert kann insbesondere ein Mikrokalk-darstellender Maximalwert aus einer Maximalwertschicht, insbesondere extrahiert vor Anwendung des laufenden Maximalwerts, sein, welcher über mehrere aufeinanderfolgende Ergebnisschichten „mitläuft“. So kann der Mikrokalk und insbesondere ein Mikrokalk-Cluster für den Betrachter einfacher erkannt werden. Würde der Mikrokalk nur aus der der Ergebnisschicht entsprechenden Maximalwertschicht dargestellt, so würde der Mikrokalk beim nacheinander betrachten von vielen Schichten kurz in einer Schicht sichtbar sein und wäre leichter zu übersehen. Zudem ist die räumliche Nähe zu benachbarten Mikrokalks in benachbarten Maximalwertschichten durch den laufenden Maximalwert leichter zu erkennen, da Mikrokalks aus benachbarten Schichten zumindest teilweise über eine oder mehrere Ergebnisschichten hinweg gemeinsam dargestellt werden können. Die vorbestimmte Dicke von Maximalwertschichten bzw. die vorbestimmte Dicke von gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten kann insbesondere ein vorbestimmtes Vielfaches der Schichtdicke einer Mittelwertschicht sein. Beispielsweise kann die vorbestimmte Dicke der Maximalwertschichten bzw. der hochpassgefilterten Maximalwertschichten um einen vorbestimmten Faktor größer sein, insbesondere im Vergleich zur Schichtdicke der Mittelwertschichten. Die vorbestimmte Dicke bzw. das vorbestimmte Vielfache bzw. der vorbestimmte Faktor kann im System oder vom Benutzer festgelegt werden, beispielsweise basierend auf einer Brustdicke oder einer Anzahl von Mikrokalzifikationen oder anderen auffälligen Strukturen innerhalb des Untersuchungsbereichs bzw. der Brust.
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Die Erfinder haben erkannt, dass die Sichtbarkeit von Mikrokalzifikationen weiter verbessert werden kann. Um die Sichtbarkeit bei einer Weitwinkelaufnahme zu verbessern, kann das Konzept der Hochauflösungsschichten angewendet werden. Hierbei können pro Ausgangsschicht mehrere feinere Schichtbilder generiert und diese anschließend mit einer Logik rekombiniert und zu einer Ausgangsschicht vereint werden. Durch die feineren Schichten kann erreicht werden, dass kleine Mikrokalzifikationen in zumindest einer dieser Schichten „scharf“ getroffen werden und der Kontrast zur Umgebung hierdurch sein Maximum erreicht. Der Mittelwert (AIP) und der Maximalwert (MIP) der für die Ausgangsschicht relevanten Hochauflösungsschichten werden miteinander verglichen und bei ausreichender Differenz kann der Maximalwert statt dem Mittelwert erhalten werden.
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Die Erfinder haben folgende Aspekte erkannt. Die Wahrnehmbarkeit von Mikrokalzifikationen kann verbessert werden, indem für sehr kleine Objekte (insbesondere höhere Frequenzen) eine andere (insbesondere erhöhte) Schichtdicke verwendet wird, während für größere Objekte (insbesondere mittlere bis niedrigere Frequenzen) die originale Schichtdicke beibehalten wird. Dies kann erreicht werden durch die Verwendung eines laufenden Maximalwerts (moving MIP) über eine definierte Dicke von Maximalwertschichten (MIP slices), bevor diese im nächsten Schritt mit den Mittelwerten kombiniert werden.
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Ein weiterer Aspekt kann ein frequenzbasiertes Kombinieren der Hochauflösungsschichten anstelle des bisherigen Schwellwertverfahrens sein. Hierbei können hochfrequente Anteile sowohl des Mittelwertes (AIP, kurz für average intensity projection) als auch des Maximalwertes (MIP, kurz für maximum intensity projection) in einem bestimmten Verhältnis miteinander gemischt und anschließend mit den Nieder- und Mittelfrequenten Anteilen des Mittelwertes kombiniert werden.
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Die Lösung des Problems kann die Vorteile einer Weitwinkeltomosynthese (insbesondere bessere Tiefenauflösung) mit denen einer Kleinwinkeltomosynthese (insbesondere bessere Wahrnehmbarkeit von Mikrokalzifikationen) kombinieren. Hierdurch können Läsionen besser von der Umgebung unterschieden werden als in einer reinen Kleinwinkeltomosynthese, ohne jedoch auf die gute Erkennbarkeit bei Mikrokalzifikationen verzichten zu müssen.
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Wird der sogenannte „moving MIP“, d.h. der laufende Maximalwert, nur auf den MIP Schichten bzw. den Maximalwertschichten angewendet, dann ist der Effekt in seiner Stärke reduziert, da die hochfrequenten Anteile anschließend noch mit den hochfrequenten Anteilen der AIP Schichten bzw. der Mittelwertschichten kombiniert werden.
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Alternativ kann der „moving MIP“, d.h. der laufende Maximalwert, auch auf die kombinierten hochfrequenten Anteile, d.h. die gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten angewendet werden, um den Effekt zu verstärken. Das frequenzbasierte Kombinieren kann weiterhin einen Grenzwert für die Differenz vermeiden, was die Stabilität des Verfahrens erhöht.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung können Maskenschichten basierend auf dem Tomosythesebilddatensatz erzeugt werden. Es kann eine Artefaktkorrektur im Hinblick auf große kontraststarke Objekte wie große Kalks bzw. Kalzifikationen oder/und Metall durchgeführt werden. Die Maskenschicht kann große kontraststarke Objekte enthalten. Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Maskenschichten Makrokalzifikationen oder Metallobjekte umfassen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Maskenschichten Mikrokalzifikationen umfassen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Maskenschichten in Zusammenhang mit den Maximalwertschichten berücksichtigt werden. Die Maximalwertschichten können insbesondere hohe Frequenzen zeigen, beispielsweise Mikrokalk und Kanten von kontraststarken Objekten. Durch Berücksichtigung der Maskenbilder können große kontraststarke Objekte unterdrückt werden, beispielsweise große Kalks oder Metallobjekte. Damit kann die Sichtbarkeit von Mikrokalks bzw. Mikrokalzifikationen verbessert werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Schichtdicke von einem Ergebnisschichtbild mit einem kleinen Objekt erhöht sein. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die (effektive) Schichtdicke in einem Ergebnisschichtbild für ein kleineres Objekt oder eine höhere Ortsfrequenz bzw. Frequenz erhöht sein. Das bedeutet, das kleinere Objekte bzw. Objekte mit höheren Ortsfrequenzen in benachbarte Ergebnisschichtbilder übertragen werden. Das Ergebnisschichtbild kann eine (Standard-)Schichtdicke aufweisen. Darin sind morphogische Informationen ebendieser (Standard-)Schichtdicke erhalten. Hinsichtlich der Kalzifikationen bzw. kleinen Objekte bzw. hohen Frequenzen ist die Information aus einer im Vergleich zur (Standard-)Schichtdicke größeren Schichtdicke, d.h. auch aus Nachbarschichten, erhalten.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Schichtdicke von einem Ergebnisschichtbild mit einem größeren Objekt einer Standardschichtdicke entsprechen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Schichtdicke in einem Ergebnisschichtbild für ein größeres Objekt oder einer niedrigeren bis mittleren Ortsfrequenz einer Standardschichtdicke entsprechen.
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Für größere Objekte kann die Schichtdicke alternativ größer als die Standardschichtdicke sein. Die, insbesondere effektive, Schichtdicke für Mikrokalk bzw. hohe Frequenzen kann größer oder gleich der Schichtdicke für große Objekte bzw. mittlere Frequenzen, welche wiederrum größer als die Schichtdicke für morphologische Strukturen bzw. niedrige Frequenzen sein kann.
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Der laufende Maximalwert kann auch auf große Objekte bzw. mittlere Frequenzen angewendet werden. Die Schichtdicke für große Objekte und die Schichtdicke für Mikrokalzifikationen kann unterschiedlich sein. Die Schichtdicke für Mikrokalzifikationen kann insbesondere größer sein als die Schichtdicke für große Objekte.
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Im Schritt des Anwendens kann der Maximalwert, beispielsweise einer Mikrokalzifikation, beispielsweise gewichtet mittels einer Gauß-Funktion in den Ergebnisschichten berücksichtigt werden. Von der Ergebnisschicht(-tiefe) weiter entfernte Maximalwerte können weniger stark berücksichtigt werden als an der Ergebnisschicht(-tiefe) nähere Maximalwerte.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Tomosynthesedatensatz Projektionsdatensätze einer Tomosyntheseaufnahme umfassen. Der Tomosynthesedatensatz kann insbesondere eine Vielzahl von Projektionsdatensätzen, aufgenommen unter einer Vielzahl von Projektionswinkel, umfassen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Schritt des Erzeugens von Mittelwertschichten (AIP) und von Maximalwertschichten (MIP) eine Rückprojektion der Projektionsdatensätze umfassen. Basierend auf den Projektionsdatensätzen kann mittels Anwendung einer Rückprojektion ein Schichtbilddatensatz erzeugt werden. Die Mittelwertschichten und die Maximalwertschichten können basierend auf dem Schichtbilddatensatz erzeugt werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Maximalwert, insbesondere für eine Mikrokalzifikation, in mehreren aufeinanderfolgenden Ergebnisschichtbildern als laufender Maximalwert angezeigt werden, während die Information aus den Mittelwertschichten jeweils nur in der zugehörigen Ergebnisschicht angezeigt wird. Der Maximalwert kann in diesem Fall auch mit einem Mittelwert kombiniert sein.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Mischungsverhältnis der hochpassgefilterten Maximalwertschichten und hochpassgefilterten Mittelwertschichten 1:1 betragen. Das Mischungsverhältnis kann alternativ frei gewählt werden oder angepasst werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann in einem Schritt des Anzeigens auf die Mikrokalizifikationen optisch oder akustisch hingewiesen werden.
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Mikroverkalkungen können in der „Hauptschicht“, in der sie liegen, indiziert oder markiert werden, beispielsweise optisch, graphisch o.ä.. Die Hauptschicht kann dabei insbesondere die Ergebnisschicht sein, in der die Mikroverkalkung tatsächlich liegt. Die Ergebnisschicht(-tiefe) kann also der Tiefe der Mikroverkalkung bzw. Mikrokalzifikation entsprechen. Die Mikroverkalkung kann insbesondere in der Ergebnisschicht markiert werden, welche der Maximalwertschicht entspricht, in der die Mikrokalzifikation als Maximalwert tatsächlich vorliegt.
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Die Indikation bzw. Markierung kann z.B. im Bild, am Bildrand, im DICOM header, einem secondary capture o.ä. erfolgen, insbesondere mit Bezug auf die Koordinaten der „Verschmierung“ von einem aktivierten laufenden Maximalwert einer hochkontrastigen Struktur bzw. deren „Mitlaufen“ in die Nachbarschichten. Die Koordinaten können sowohl x und y innerhalb der Schichtebene als auch die Schichttiefe angeben.
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Der Verfahren zum Bestimmen des laufenden Maximalwerts selbst kann zum Indikator einer Detektion einer hochkontrastigen Struktur (z.B. Mikrokalk) genutzt werden. Dies kann folgendermaßen erfolgen: Bei einem aktivierten laufenden Maximalwert kann festgestellt werden, ob Mikrokalks da sind (z.B. durch Vergleich der Schichtbilder mit laufendem Maximalwert und ohne laufenden Maximalwert). Somit kann man in den Schichten bzw. Bildern anzeigen, dass hier derartige Strukturen mittels des laufenden Maximalwerts angezeigt werden. Optional kann man nun insbesondere vorab informativ anzeigen, in welchen (Haupt-)Schichten Effekte eines laufenden Maximalwerts auftreten. Die Indikatorfunktion kann aktiviert oder deaktiviert werden, so kann der Anwender entscheiden, ob er auf Mikrokalzifikationen vor Betrachtung der Ergebnisbilder hingewiesen werden möchte oder zunächst unvoreingenommen die Ergebnisbilder betrachten möchte und ggf. bei einer erneuten Betrachtung die Hinweise erhalten möchte. Die Markierung kann beispielsweise farblich erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Markierung mittels eines graphischen Objekts angezeigt werden, beispielsweise eine Umrandung der Mikrokalzifikation. Beim Durchblättern der Ergebnisschichten kann ein akustischer Hinweis auf das Vorhandensein einer Kalzifikation in der (Haupt-)Schicht durch einen kurzen Ton an den Benutzer ausgegeben werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Mammographiesystem zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens können vorteilhaft auf das Mammographiesystem übertragen werden.
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Es kann eine Mehrzahl von Projektionsdatensätzen unter einer Mehrzahl von Projektionswinkeln aufgenommen werden. Die Röntgenquelle kann dabei insbesondere entlang eines Radius um einen Punkt in der Brust verfahren werden, wobei unter den Projektionswinkeln jeweils ein Projektionsdatensatz aufgenommen wird. Während der Aufnahme kann die Brust eines Patienten als Untersuchungsobjekt zwischen einem oberen Kompressionselement und einem unteren Kompressionselement angeordnet sein. Das Mammographiesystem kann ferner eine Speichereinrichtung, eine Steuereinrichtung und eine Rechnereinheit umfassen. Das Mammographiesystem kann ferner eine Eingabeeinheit und eine Ausgabeeinheit, beispielsweise einen Bildschirm, umfassen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinrichtung einer Steuereinrichtung eines Röntgensystems, insbesondere in Form des Mammographiesystems, ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Steuereinrichtung des Mammographiesystem ausgeführt wird.
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Die Erfindung betrifft ferner ein computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit einlesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Mammographiesystem ausgeführt werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
- 1 schematisch eine Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 eine bespielhafte Darstellung zur Anwendung des Verfahrens auf den gleichen Datensatz mit und ohne Anwendung des laufenden Maximalwerts;
- 3 einen beispielhaften Vergleich eines bekannten Verfahrens mit dem erfindungsgemäßen Verfahren; und
- 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mammographiesystems.
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Die 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die aufgenommenen Projektionsdaten werden im Schritt 10 zurückprojiziert. Daraus können Maximum-Intensitäts-Projektions-/MIP-Schichten (maximum intensity projection, kurz: MIP) im Schritt MIP, Mittelwert-Intensitäts-Projektions-/AIP-Schichten (average intensity projection, kurz: AIP) im Schritt AIP und Maskenschichten im Schritt 12 erzeugt werden. Die Maskenschichten können beispielsweise Makrokalzifikationen umfassen.
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Basierend auf den Maskenschichten und den MIP-Schichten kann ein laufender Maximalwert (moving MIP) im Schritt 13 angewendet werden. Darauf basierend kann für sehr kleine Objekte (höhere Frequenzen, beispielsweise Mikrokalzifikation) eine andere (erhöhte) Schichtdicke verwendet werden, während für größere Objekte (mittlere bis niedrige Frequenzen) die originale oder Standard-Schichtdicke beibehalten werden kann. Die moving MIP-Schichten können im Schritt 14 mit einem Hochpassfilter gefiltert werden, so dass hochpassgefilterte MIP-Schichten erzeugt werden. Alternativ kann der laufende Maximalwert auf die gemischten hochfrequenten Anteile der MIP und AIP angewendet werden.
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Auf die AIP-Schichten kann in den Schritten 21 bzw. 22 ein Hochpass- und ein Tiefpassfilter angewendet, so dass hochpass- und niedrigpassgefilterte AIP-Schichten erzeugt werden. Die niedrigpassgefilterten AIP-Schichten enthalten die nieder- und mittelfrequenten Anteile des Mittelwerts.
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Die hochpassgefilterten AIP-Schichten werden mit den hochpassgefilterten MIP-Schichten im Schritt 15 zu gemischten hochpassgefilterten MIP-Schichten gemischt. Es findet ein frequenzbasiertes Mischen oder Kombinieren der Hochauflösungsschichten anstelle eines Schwellwertverfahrens statt. Das Mischen erfolgt in einem vorbestimmten Verhältnis.
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Die gemischten hochpassgefilterten MIP-Schichten werden mit den tiefpassgefilterten AIP-Schichten im Schritt 16 zu kombinierten Schichten, den Ergebnisschichten, kombiniert. Vorteilhaft kann die Erkennbarkeit von (Mikro-)Kalzifikationen verbessert werden.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Ergebnisschichtbilder mit zumindest teilweise verschiedener Schichtdicke erzeugt, insbesondere in Bezug auf unterschiedliche (Orts-)Frequenzen. Die Ergebnisschichtbilder werden basierend auf einem Tomosythesebilddatensatz einer Brust erzeugt. Das Verfahren weist die nachfolgenden Schritte auf:
- In einem Schritt des Erzeugens werden Mittelwertschichten AIP und Maximalwertschichten MIP basierend auf dem Tomosythesebilddatensatz erzeugt. Im Schritt des Frequenzteilens 21, 22 werden die Mittelwertschichten AIP in niedrigpass- und hochpassgefilterte Mittelwertschichten geteilt bzw. gefiltert. Im Schritt des Hochpassfilterns 14 werden die Maximalwertschichten zu hochpassgefilterten Maximalwertschichten mit einem Hochpassfilter gefiltert. Im Schritt des Mischens 15 werden hochpassgefilterte Maximalwertschichten und hochpassgefilterten Mittelwertschichten zu gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten gemischt. Im Schritt des Kombinierens 16 werden die niedrigpassgefilterten Mittelwertschichten mit den gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten zu den Ergebnisschichtbildern kombiniert. In einem Schritt des Anwendens 13, 15 wird ein laufender Maximalwert über eine vorbestimmte Dicke von Maximalwertschichten oder über eine vorbestimmte Dicke von gemischten hochpassgefilterten Maximalwertschichten angewendet.
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Es können Maskenschichten basierend auf dem Tomosythesebilddatensatz erzeugt werden. Die Maskenschichten können inbesondere Makrokalzifikation(en) oder Metallobjekt(e) umfassen. Die Maskenschichten können in Zusammenhang mit den Maximalwertschichten berücksichtigt werden. Damit können Artefakte korrigiert werden oder große Objekte vernachlässigt werden.
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Die Schichtdicke ist in einem Ergebnisschichtbild für ein kleineres Objekt oder eine höhere Ortsfrequenz erhöht, während die Schichtdicke in einem Ergebnisschichtbild für ein größeres Objekt oder einer niedrigeren bis mittleren Ortsfrequenz einer Standardschichtdicke oder einer im Vergleich zur erhöhten Schichtdicke kleineren Schichtdicke entspricht. Der Maximalwert, insbesondere für eine Mikrokalzifikation, wird in mehreren aufeinanderfolgenden Ergebnisschichtbildern als laufender Maximalwert angezeigt, während die Information aus den Mittelwertschichten jeweils nur in der zugehörigen Ergebnisschicht angezeigt wird.
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Der Tomosynthesedatensatz umfasst Projektionsdatensätze einer Tomosyntheseaufnahme. Vor dem oder im Schritt des Erzeugens von Mittelwertschichten AIP und von Maximalwertschichten MIP basierend auf den Projektionsdatensätzen ist eine Rückprojektion 10 der Projektionsdatensätze umfasst.
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Das Mischungsverhältnis der hochpassgefilterten Maximalwertschichten und hochpassgefilterten Mittelwertschichten kann 1:1 betragen oder alternativ frei oder vorbestimmt festgelegt werden.
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In einem Schritt des Anzeigens kann auf die Mikrokalizifikationen optisch oder akustisch hingewiesen werden.
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Die 2 zeigt eine beispielhafte Ausführung des Verfahrens auf den gleichen Datensatz mit Anwendung des laufenden Maximalwerts 31 und ohne Anwendung des laufenden Maximalwertswerts 30. Bei Anwendung des laufenden Maximalwerts 31 (w/ moving MIP, rechte Darstellung) bleiben die Mikrokalzifikationen länger sichtbar und das Bildrauschen ist reduziert. Die Sichtbarkeit der kreisförmigen Strukturen, ähnlich zu Läsionen, im Phantom bleibt identisch.
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Die 3 zeigt einen beispielhaften Vergleich eines bekannten Verfahrens mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Sichtbarkeit der Mikrokalzifikationen kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens 41 deutlich verbessert werden, gegenüber einem Verfahren ohne die erfindungsgemäßen Merkmale 40.
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Die 4 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Mammographiesystems. Es wird eine Mehrzahl von Projektionsdatensätzen unter einer Mehrzahl von Projektionswinkeln PI-1,0,1,2,..., 12 aufgenommen. Die Röntgenquelle 2.1 wird dabei insbesondere entlang eines Radius um einen Punkt in der Brust 8 verfahren, wobei unter den Projektionswinkeln PI1,0,1,2,..., 12 jeweils ein Projektionsdatensatz aufgenommen wird. Während der Aufnahme ist die Brust 8 eines Patienten als Untersuchungsobjekt zwischen einem oberen Kompressionselement 3.1 und einem unteren Kompressionselement 3.2 angeordnet.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel 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.
