DE102022203101B3

DE102022203101B3 - Verfahren zur Artefaktkorrektur in einem Computertomographiebilddatensatz, Computertomographieeinrichtung, Computerprogramm und elektronisch lesbarer Datenträger

Info

Publication number: DE102022203101B3
Application number: DE102022203101.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Canstein; Bernhard Schmidt
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2042-03-31
Also published as: CN116894878A; US20230316602A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Artefaktkorrektur in einem Computertomographiebilddatensatz (19) eines Aufnahmebereichs, in dem sich ein zumindest im Wesentlichen nadelförmiges Metallobjekt (1) befindet, wobei der Computertomographiebilddatensatz (19) aus Projektionsbildern rekonstruiert wird, die wenigstens teilweise derart aufgenommen sind, dass das Metallobjekt (1) zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung durchstrahlt wird, aufweisend folgende Schritte:- Ermittlung eines wenigstens ein durch das Metallobjekt (1) verursachtes Artefakt (8) beschreibenden, Vorwissen (20) über das Artefakt (8) nutzenden Artefaktdatensatzes (21) im Bildraum, wobei der Artefaktdatensatz (21) wenigstens teilweise durch Ermittlung und/oder Anpassung wenigstens einer Verlaufsfunktion, die den Verlauf (15) des von der Spitze (6) des Metallobjekts (1) ausgehenden Artefaktes (8) in wenigstens einer Richtung im Bildraum beschreibt, aufgrund von im Artefaktbereich liegenden Bilddaten des rekonstruierten Computertomographiebilddatensatzes (19) ermittelt wird, und- Subtraktion des Artefaktdatensatzes (21) von dem rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz (19).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Artefaktkorrektur in einem Computertomographiebilddatensatz eines Aufnahmebereichs, in dem sich ein zumindest im Wesentlichen nadelförmiges Metallobjekt befindet, wobei der Computertomographiebilddatensatz aus Projektionsbildern rekonstruiert wird, die wenigstens teilweise derart aufgenommen sind, dass das Metallobjekt zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung durchstrahlt wird. Daneben betrifft die Erfindung eine Computertomographieeinrichtung, ein Computerprogramm und einen elektronisch lesbaren Datenträger.
In der Computertomographie werden Projektionsbilder einer niedrigeren Dimension, beispielsweise ein- oder zweidimensionale Projektionsbilder eines Aufnahmebereichs, genutzt, um einen höherdimensionalen, insbesondere zwei- respektive dreidimensionalen, Computertomographiebilddatensatz zu ermitteln, der Schwächungswerte im durchstrahlten Aufnahmebereich beschreibt. Dabei stellen insbesondere sehr stark schwächende Objekte, insbesondere Metallobjekte, im Strahlengang der Computertomographieeinrichtung Probleme dar, da es zu sogenannten Metallartefakten im rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz kommen kann. Hierdurch kann im medizinischen Bereich die Befundung beeinträchtigt werden. Dabei sind Artefakte und entsprechende Korrekturmaßnahmen insbesondere bekannt für Hüftprothesen, Zahn-Inlays oder Zahnkronen.
Der Einsatz von Computertomographiebildgebung wurde insbesondere auch bei Überwachung von interventionellen Eingriffen, insbesondere minimalinvasiven Eingriffen, bereits vorgeschlagen. Dabei werden als Eingriffsinstrumente teilweise längliche Metallobjekte, beispielsweise Interventionsnadeln, eingesetzt. Hierbei wünscht die den Eingriff durchführende Person, beispielsweise ein Arzt, üblicherweise eine eingriffsüberwachende Darstellung in der Ebene, in der auch das Eingriffsinstrument mit seiner Längsrichtung liegt. Beispielsweise können als Computertomographiebilddatensatz mithin ein oder mehrere zweidimensionale Schnittbilder ermittelt werden, in denen möglichst genau zu erkennen sein soll, was im Eingriffsbereich vor dem Eingriffsinstrument, insbesondere der Interventionsnadel, liegt.
Das bedeutet, bei derartigen Eingriffen werden die Projektionsrichtungen üblicherweise so in einer Längserstreckungsebene des Metallobjekts gewählt, dass das Metallobjekt in einem Teil der Projektionsbilder zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung durchstrahlt wird. Das bedeutet, einige wenige Projektionsbilder, nämlich die zumindest im Wesentlichen entlang der Längsachse des Metallobjekts, erfahren eine extrem starke Schwächung durch das Metallobjekt, was zu Artefakten im Rekonstruktionsergebnis führt, die in der Regel scharf begrenzt sind und von der Metallobjektspitze, insbesondere der Nadelspitze, ausgehend in das Gewebe verlaufen. Dabei kann beispielsweise ein Bereich von 1 bis 4 cm vor dem Metallobjekt betroffen sein.
Damit liegen bei solchen Bildgebungsbedingungen, insbesondere bei der Überwachung von Eingriffen mit Interventionsnadeln, völlig andere Umstände vor als für Metallartefakte im Allgemeinen. Denn im Fall der Eingriffsüberwachung eines Eingriffs mit einer Interventionsnadel oder einem vergleichbaren länglichen Metallobjekt werden die Artefakte weniger durch die Stärke der Schwächung des Materials selbst hervorgerufen, sondern vielmehr durch die durchstrahlte Länge entlang der Längsachse des Metallobjekts, insbesondere der Interventionsnadel. So kann ein derartiges Eingriffsinstrument beispielsweise eine Länge von 15 bis 20 cm aufweisen. Verläuft die Röntgenstrahlung jedoch nicht entlang der Längsrichtung, was in nahezu 99 % der Projektionen bzw. einzelnen Röntgenstrahlen der Fall ist, wird nur wenig Metall durchstrahlt und das gemessene Signal kann zur Rekonstruktion sinnvoll verwendet werden.
Im Stand der Technik wurde diesbezüglich bereits vorgeschlagen, die von länglichen Metallobjekten, insbesondere Interventionsnadeln, hervorgerufenen Artefakte durch allgemeine Metallartefaktreduktionsalgorithmen zu minimieren. Dies ist nicht immer erfolgreich und darüber hinaus rechenaufwändig, was dahingehend problematisch ist, dass bei minimalinvasiven Eingriffen mit Bildüberwachung die den Eingriff durchführende Person in der Regel in Echtzeit eine Darstellung des Eingriffsgebiets sehen möchte. Aufwändige Korrekturalgorithmen unter Einbeziehung der Rohdaten stehen dem entgegen. Zudem besteht bei dem Einsatz von Interpolationstechniken zur Beseitigung der Metallartefakte das Problem, dass gerade im wichtigsten Bereich, nämlich anschließend an die Spitze des Metallobjekts, tatsächliche Struktur verlorengehen kann, die jedoch für die Intervention und deren weiteren Verlauf äußerst wichtig ist.
Neben den erwähnten Methoden zur rohdatenbasierten Metallartefaktreduktion wurde auch vorgeschlagen, die Gantry der Computertomographieeinrichtung zu kippen und so das Durchstrahlen entlang der Längsachse zu vermeiden. Allerdings wird von Eingriffe durchführenden Personen eine Eingriffsinstrumentenführung parallel zur Aufnahmeebene der Computertomographieeinrichtung bevorzugt, da dann das Eingriffsinstrument, insbesondere die Interventionsnadel, und das zu behandelnde anatomische Merkmal, beispielsweise eine zu punktierende Läsion, in einem einzigen Computertomographiebilddatensatz aufgenommen und, insbesondere in einem Schnittbild, dargestellt werden können.
Die Druckschrift US 2021 / 0 056 688 A1 offenbart ein Bildkorrekturmethode, welche umfasst ein Metallartefaktbild mittels eines trainierten neuronalen Netzwerks zu ermitteln und ein korrigiertes Röntgenbild zu erzeugen, indem das Metallartefaktbild von einem unkorrigierten Röntgenbild subtrahiert wird.
Die Druckschrift US 2013 / 0 188 848 A1 offenbart ein computerimplementiertes Verfahren zur Implantatdetektion, wobei eine Gruppe von Voxeln, die einen Implantatkandidaten bilden, auf einer CT-Schicht des 3D-Bildes identifiziert wird, und der identifizierte Implantatkandidat mit Artefakten von Implantaten aus einer in einem Speicher des Computersystems gespeicherten Implantatdatenbank verglichen und ein graphisches Bild des bestgeeigneten Implantats überlagert in der CT-Schicht dargestellt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, echtzeitfähige und für Eingriffe mit länglichen Metallobjekten, insbesondere Interventionsnadeln, geeignete Möglichkeit zur Korrektur von durch das längliche Metallobjekt hervorgerufenen Artefakten anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Computertomographieeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12, ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und ein elektronisch lesbarer Datenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 14 vorgesehen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einem Verfahren der eingangsgenannten Art sind erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen:

- Ermittlung eines wenigstens ein durch das Metallobjekt verursachtes Artefakt beschreibenden, Vorwissen über das Artefakt nutzenden Artefaktdatensatzes im Bildraum, und
- Subtraktion des Artefaktdatensatzes von dem rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz.

Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, Vorwissen über das Aussehen des Artefakts im Bildraum zu nutzen, um besonders schnell, insbesondere in Echtzeit, und auf wenig komplizierte Weise einen Artefaktdatensatz zu ermitteln, der im Bildraum von dem rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz abgezogen werden kann und lediglich das durch das Metallobjekt verursachte Artefakt betrifft, so dass im Signalverlauf darunterliegende Strukturen im Aufnahmebereich, insbesondere im Eingriffsbereich unmittelbar vor der Spitze des Metallartefakts, erhalten werden, da lediglich die Artefaktanteile entfernt werden. Bei länglichen Metallobjekten, die während der Aufnahme der Projektionsbilder wenigstens teilweise längs durchstrahlt werden, zeigen sich typische Artefakte von der Spitze des Metallobjekts ausgehend in Form von Abdunkelungen, mithin niedrigeren Schwächungswerten, üblicherweise HU-Werten (HU = Hounsfield Units). Die HU-Abdunkelungen betreffen anatomisch relevante Strukturen, aber eben auch - und zwar im gleichen Maß - die Umgebung mit anatomisch relevanten Strukturen, beispielsweise einer Läsion. Der Erfindung liegt nun die Idee zugrunde, auszunutzen, dass die Form, Stärke und Ausprägung der Abdunkelungen, also des Artefakts, leicht zu erkennen ist. Insbesondere handelt es sich um ein niederfrequentes Signal, das stets an der Spitze des Metallobjekts entspringt und mit steigender Entfernung von der Spitze des Metallobjekts in seiner Stärke, also im Grad der Abdunklung, abnimmt. Insbesondere kann also konkret vorgesehen sein, dass der Artefaktdatensatz derart ermittelt wird, dass dem an der Spitze des Metallobjekts beginnenden, sich insbesondere in einem Winkel erweiternden Artefakt ein mit zunehmendem Abstand von der Spitze und zu seinen Rändern auf Null ansteigender Schwächungswert zugeordnet wird. Denn Abdunkelungen im HU-Wert, durch die sich das Artefakt auszeichnet, werden durch eine Anhebung des Bildsignals, also negative zu subtrahierende Korrekturwerte, dargestellt.
Mithin umfasst die vorliegende Erfindung in ihrer Formulierung selbstverständlich auch den Fall, dass der Artefaktdatensatz eine Artefaktstärke beschreibt, welche dann zum rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz addiert werden kann, da die Artefaktstärke lediglich das Negative der Schwächungswerte des zu subtrahierenden Artefaktdatensatzes darstellt.
Dieser Ansatz - Korrektur von Abdunkelungen im Bildraum - hat den wesentlichen Vorteil, dass die Struktur im Korrekturbereich des Artefakts erhalten bleibt. Denn trotz der durch das Artefakt auftretenden Abdunkelungen bleibt der Kontrast von anatomischen Merkmalen im rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz grundsätzlich erhalten, wobei jedoch bei Vorliegen des Artefakts der gesamte von dem Artefakt betroffene Bereich gegenüber dem Rest des Computertomographiebilddatensatzes in seinem HU-Wert abgesenkt ist und somit in der Regel schwerer diagnostizierbar ist. Indem lediglich das bereits erwähnte, niederfrequente Artefaktsignal aus dem Computertomographiebilddatensatz wieder entfernt wird, liegen die anatomischen Strukturen und ihre Umgebung, insbesondere eine Läsion, im „korrekten“ Schwächungswertbereich und die den Eingriff durchführende Person kann aufgrund der verbesserten Erkennbarkeit des Metallobjekts und der anatomischen Strukturen, insbesondere der Läsion, den minimalinvasiven Eingriff erfolgreich durchführen bzw. im Allgemeinen den korrigierten rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz korrekt beurteilen, insbesondere befunden.
Damit erlaubt die vorgeschlagene Lösung eine schnelle, bildbasierte Korrektur der Artefakte, wobei eine Kippung der Strahlebene nicht notwendig ist. Gegenüber klassischen Methoden der Metallartefaktreduktion besteht zudem der Vorteil, dass keine Werte in den Projektionsdaten ersetzt werden müssen, sondern nur das Schwächungswertlevel angehoben bzw. korrigiert wird. So bleiben anatomische Strukturen im Artefaktbereich besser erhalten.
Dabei kann bei einer Eingriffsüberwachung mit dem Metallobjekt als Eingriffsinstrument, insbesondere Interventionsnadel, die Korrektur, insbesondere in Echtzeit, für jeden aufgenommenen Computertomographiebilddatensatz einer entsprechenden Überwachungsserie erfolgen. Allgemein ist es, gerade im Kontext einer solchen Eingriffsüberwachung, zweckmäßig, wenn die Bildebene des insbesondere zweidimensionalen Computertomographiebilddatensatzes (bzw. eines von diesen umfassten zweidimensionalen Schnittbilds) eine Längserstreckungsebene des Metallobjekts ist. Auf diese Weise können der den Eingriff durchführenden Person alle relevanten Informationen in einem einzigen Bild dargestellt werden.
Dabei sind grundsätzlich verschiedene Ansätze denkbar, um den Artefaktdatensatz aufgrund des Vorwissens zu ermitteln. Beispielsweise sind grundsätzliche analytische Herleitungen als Grundlage möglich; besonders bevorzugte Ansätze beziehen sich jedoch auf die Nutzung eines möglichst geringen Anteils von Bilddaten aus dem Computertomographiebilddatensatz gemeinsam mit vorgegebenen Verläufen bzw. das Lernen auf der Basis von zuvor durchgeführten Messungen. Dabei sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung selbstverständlich grundsätzlich auch Ansätze der künstlichen Intelligenz denkbar, jedoch hat sich gezeigt, dass diese nicht zwangsläufig notwendig sind, da mit geringer Komplexität eine entsprechende Herleitung des Artefaktdatensatzes auf der Basis von Vorwissen erfolgen kann.
Erfindungsgemäß sieht die vorliegenden Erfindung vor, dass der Artefaktdatensatz wenigstens teilweise durch Ermittlung und/oder Anpassung wenigstens einer Verlaufsfunktion, die den Verlauf des von der Spitze des Metallobjekts ausgehenden Artefakts in wenigstens einer Richtung im Bildraum beschreibt, aufgrund von im Artefaktbereich liegenden Bilddaten des rekonstruierten Computertomographiebilddatensatzes ermittelt wird. Dabei kann in dieser Ausgestaltung das Vorwissen in die Wahl der Funktionsform der wenigstens einen Verlaufsfunktion bzw. deren Parametrisierung eingehen. Insbesondere ist es denkbar, beim Anfitten von Bilddaten bzw. daraus abgeleiteten Informationen an die wenigstens eine Verlaufsfunktion Randbedingungen vorzugeben, welche die Suche nach einem Optimum des Fits deutlich vereinfachen. Ferner können bestimmte, sich aus dem Vorwissen ergebende Verläufe mit nur wenigen, beispielsweise 2 bis 15, Parametern als Verlaufsfunktion effizient wiedergegeben werden, wobei entsprechende konkrete Optionen im Folgenden noch dargelegt werden.
Dabei werden zweckmäßigerweise nicht die gesamten Bilddaten im Artefaktbereich herangezogen, sondern aufgrund des Vorwissens ist auch hier eine Reduzierung der notwendigen Bilddaten zur Ermittlung des Artefaktdatensatzes möglich. Konkret kann vorgesehen sein, dass die zur Anpassung und/oder Ermittlung der wenigstens einen Verlaufsfunktion zu verwendenden Bilddaten zumindest teilweise aufgrund einer Benutzereingabe und/oder aufgrund eines automatisch ermittelten Bildauswertungsergebnisses, insbesondere einer Segmentierung des Metallobjekts, ermittelt werden. Dabei sind insbesondere aufgrund des genutzten Vorwissens Ausgestaltungen denkbar, in denen Bilddaten eines Artefaktursprungs (benachbart der Spitze des Metallobjekts) und von wenigen Auswahllinien im Artefaktbereich quer zur Längsrichtung, beispielsweise ein oder zwei Auswahllinien, bereits ausreichend sind, um einen Artefaktdatensatz hinreichender Qualität zur qualitativ hochwertigen Korrektur des rekonstruierten Computertomographiebilddatensatzes zu ermitteln.
Zweckmäßigerweise kann wenigstens eine der wenigstens einen Verlaufsfunktion eine Querverlaufsfunktion senkrecht zur Längsrichtung des Metallobjekts in einer, insbesondere der Bildebene des Computertomographiebilddatensatzes entsprechenden, Längserstreckungsebene des Metallobjekts sein, wobei die Bilddaten entlang wenigstens einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung des Metallobjekts verlaufenden Auswahllinie gewählt werden. Die wenigstens eine Auswahllinie liegt im Computertomographiebilddatensatz vor dem Metallobjekt, insbesondere beabstandet von dessen Spitze. Dabei wurde festgestellt, dass sich das durch das Metallobjekt ausgelöste Artefakt in Querrichtung als eine Art „Delle“ im HU-Wertverlauf zeigt, die gegebenenfalls noch von anatomischen Strukturen überlagert ist. Daher ist es zweckmäßig, automatisch und/oder manuell die wenigstens eine Auswahllinie so zu wählen, dass möglichst wenig anatomische Struktur, beispielsweise Kanten, entlang ihr vorliegen.
Mit besonderem Vorteil kann in diesem Zusammenhang als Querverlaufsfunktion bzw. deren Funktionsform eine Gaußfunktion gewählt werden. Untersuchungen von Artefakten länglicher Metallobjekte, insbesondere von Interventionsnadeln, haben gezeigt, dass eine Gaußfunktion am genauesten den Verlauf der Schwächungswertabsenkung in Querrichtung beschreibt. Eine Gaußfunktion wird über wenige Parameter parametrisiert, so dass ein schneller und einfacher Fitvorgang erreicht werden kann, um die Gaußfunktion als Querverlaufsfunktion an die Bilddaten entlang der Auswahllinie anzupassen. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Ansätze denkbar, beispielsweise die Beschreibung anhand eines Halbzyklus einer Sinusfunktion.
Allgemeiner kann also gesagt werden, dass eine Funktionsform der anzupassenden und/oder zur ermittelnden Querverlaufsfunktion aus dem insbesondere metallobjektspezifischen Vorwissen über das Artefakt gewählt wird, wobei die noch folgenden Ausführungen zur Längsverlaufsfunktion entsprechend gelten.
Auf besonders vorteilhafte Weise kann als eine weitere Verlaufsfunktion eine Längsverlaufsfunktion entlang der Längsrichtung des Metallobjekts verwendet werden, wobei die Längsverlaufsfunktion wenigstens einen Parameter einer als Querverlaufsfunktion gewählten Funktionsform, insbesondere der Gaußfunktion, entlang der Längsrichtung beschreibt. Mithin kann beispielsweise erst für wenigstens eine Auswahllinie eine Parametrisierung für die Querverlaufsfunktion, beispielsweise die Gaußfunktion, ermittelt werden, woraus dann unter Verwendung wenigstens eines weiteren Stützpunktes, wie noch genauer erläutert werden wird, auf die Längsverlaufsfunktion geschlossen wird. Dann sind über die Querverlaufsfunktion und die Längsverlaufsfunktion, die sich auf verschiedene Parameter beziehen kann, die Artefaktverläufe vollständig bekannt, so dass der Artefaktdatensatz auf einfache Art und Weise ermittelt werden kann, im konkreten, bevorzugten Ausführungsbeispiel als in Längsrichtung ausgehend von der Spitze des Metallobjekts aufeinanderfolgende Gaußfunktionen oder allgemein Querverlaufsfunktionen, die gemäß der ermittelten Längsverlaufsfunktion parametrisiert sind.
Dabei sieht eine zweckmäßige Weiterbildung vor, dass zur Ermittlung und/oder Anpassung der Längsverlaufsfunktion Bilddaten wenigstens eines benachbart zur Spitze des Metallobjekts als Artefaktursprung liegenden Bildpunktes des Artefakts im rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz gewählt werden. Auf diese Weise ist sozusagen ein Ausgangspunkt, an dem das Artefakt mit der maximalen Abdunkelung entspringt, bekannt, was insbesondere unmittelbar zur Anpassung bzw. Wahl eines Parameters der Längsverlaufsfunktion genutzt werden kann, beispielsweise einer Amplitude der Gaußfunktion am Artefaktursprung. Insbesondere hat sich gezeigt, dass bereits die Nutzung des Artefaktursprung-Bildpunktes sowie eine Auswahllinie ausreichend sein können, um auf Basis dieser Stützstellen eine Längsverlaufsfunktion zu ermitteln bzw. anzupassen, die einen hervorragend korrigierenden Artefaktdatensatz bereitzustellen vermag. In diesem Zusammenhang ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass die ersten 1 bis 2 cm vor der Spitze des Metallobjekts bei der Eingriffsüberwachung den wesentlichen Bereich darstellen, in dem die Artefakte hinreichend genau zu bestimmen sind, so dass Strukturen, beispielsweise eine angezielte Läsion, beurteilt werden können. Daher sind Abweichungen in größeren Entfernungsbereichen weniger relevant. Beispielhaft ist es also denkbar, die bzw. wenigstens eine der Auswahllinien in einem Bereich von 1 bis 2 cm vor der Spitze des Metallobjekts zu wählen. Es sei angemerkt, dass es insbesondere bei einer gewünschten genaueren Bestimmung der Längsverlaufsfunktion zweckmäßig sein kann, mehrere Auswahllinien, beispielsweise zwei oder drei Auswahllinien, heranzuziehen.
Konkret kann vorgesehen sein, dass eine Funktionsform der anzupassenden und/oder zu ermittelnden Längsverlaufsfunktion aus dem insbesondere metallobjektspezifischen Vorwissen über das Artefakt gewählt wird. In einem einfachen Fall kann es beispielsweise denkbar sein, eine lineare Funktion als Längsverlaufsfunktion zu wählen; auch andere, im Artefaktbereich monoton zu einem Schwächungswert von Null ansteigende Längsverlaufsfunktionen für die Amplitude können ebenso herangezogen werden, genau wie entsprechende Längsverlaufsfunktionen zur Abbildung hinsichtlich der Artefaktbreite, beispielsweise der Breite der Gaußfunktion, und dergleichen.
In diesem Zusammenhang, aber auch hinsichtlich der Bestimmung einer Funktionsform der Querverlaufsfunktion, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass zur Ermittlung des Vorwissens analytische Berechnungen des Artefakts und/oder bevorzugt Kalibrierungsmessungen des und/oder eines typgleichen Metallobjekts in einem insbesondere strukturlosen Phantom, insbesondere einem Wasserphantom, durchgeführt werden. Dabei haben sich Kalibrierungsmessungen, die sich auf ein strukturloses Phantom, beispielsweise ein Wasserphantom, beziehen, als besonders vorteilhaft zum Anlernen des Verlaufs erwiesen, da letztlich die einzige Struktur vor der Spitze des Metallobjekts durch das Artefakt gegeben ist. Mithin kann der Artefaktverlauf der Kalibrierungsmessungen einfach „abgelesen“ werden, so dass bei gleichem Metallobjekt beispielsweise durch Mittelung über mehrere Kalibrierungsmessungen leicht die Form bestimmt werden kann und beispielsweise ein Fit einer Funktionsform daran erfolgen kann. Besonders bevorzugt kann hier eine Spline-Interpolation erfolgen, um eine Funktionsform für die Längsverlaufsfunktion zu bestimmen. Auch lässt sich aus solchen Kalibrierungsmessungen die bevorzugte Wahl einer Gaußfunktion für die Querverlaufsfunktion besonders leicht und gut nachvollziehen.
In einem anderen, vorteilhaften Ansatz kann vorgesehen sein, dass der Artefaktdatensatz wenigstens teilweise aus in einer Datenbank für verschiedene Referenzmetallobjekte und/oder verschiedene Parameter des Metallobjekts und/oder der Referenzmetallobjekte vorliegenden Referenzdatensätzen gewählt und/oder bestimmt wird. Nachdem die Anzahl von als Eingriffselemente, insbesondere Interventionsnadeln, genutzten länglichen Metallobjekten endlich ist und bei Typgleichheit dieselben Artefakte zu erwarten sind, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine Datenbank herangezogen werden, aus der bei Kenntnis des länglichen Metallobjekts der entsprechende Referenzdatensatz herangezogen werden kann. Dabei kann bevorzugt vorgesehen werden, dass die Referenzdatensätze aus Lernmessungen des Metallobjekts und/oder wenigstens eines typgleichen Referenzmetallobjekts in einem insbesondere strukturlosen Phantom, insbesondere einem Wasserphantom, hergeleitet werden. Wie bereits bezüglich der Längsverlaufsfunktion dargelegt, eignen sich strukturlose Phantome, insbesondere Wasserphantome, besonders für Referenzmessungen wie auch Kalibrierungsmessungen, da sich dort als einzige Struktur letztlich das Artefakt ergibt, wenn das Metallobjekt bzw. Referenzmetallobjekt in das Phantom eingeführt wird, wobei zudem klar bekannt ist, welche HU-Werte ohne das Artefakt zu erwarten wären. Entsprechend lassen sich Messungen für verschiedenste Metallobjekte, insbesondere Referenzmetallobjekte, bzw. unterschiedlichste Parameter derselben durchführen und die Referenzdatensätze, die als Artefaktdatensätze verwendet werden können bzw. zu deren Bestimmung eingesetzt werden können, ableiten. Hierbei werden besonders bevorzugt statistische Verfahren zur Erhöhung der Datenqualität eingesetzt. Alternativ, aber weniger bevorzugt, ist es auch denkbar, analytische Berechnungen durchzuführen, um die Referenzdatensätze zu ermitteln.
Hierbei sind im Übrigen auch Interpolationen und/oder Extrapolationen denkbar, wenn beispielsweise ein Parameter eines tatsächlich eingesetzten Metallobjekts zwischen oder außerhalb von Parametern liegt, für die in der Datenbank Referenzdatensätze vorliegen.
Sollten Aufnahmeparameter für die Projektionsbilder, aus denen der Computertomographiebilddatensatz rekonstruiert wird, von den Aufnahmeparametern abweichen, die für die Referenzdatensätze verwendet wurden, kann eine zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorsehen, dass diese Abweichungen bei der wenigstens teilweisen Ermittlung des Artefaktdatensatzes mittels der Datenbank berücksichtigt werden. Dabei ist für das Bildergebnis beeinflussende Aufnahmeparameter bereits bekannt, wie entsprechende Umrechnungen erfolgen können.
Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Computertomographieeinrichtung, aufweisend eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Computertomographieeinrichtung übertragen, so dass auch mit dieser die genannten Vorteile erhalten werden können. Dabei kann es sich bei der Computertomographieeinrichtung insbesondere auch um eine interventionelle C-Bogen-Einrichtung handeln, die es ebenso erlaubt, aus verschiedenen Projektionsrichtungen Projektionsbilder aufzunehmen, mithin Computertomographie erlauben.
Nachdem die Korrektur bezüglich der Artefakte bevorzugt in Echtzeit am Ort eines insbesondere minimalinvasiven medizinischen Eingriffs erfolgen soll, was durch das erfindungsgemäße Vorgehen erlaubt wird, ist insbesondere unmittelbar die Steuereinrichtung der jeweiligen Computertomographieeinrichtung dazu ausgebildet, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, so dass der korrigierte Computertomographiebilddatensatz unmittelbar an einer Anzeigeeinrichtung der Computertomographieeinrichtung am Eingriffsort ausgegeben werden kann. Die Steuereinrichtung kann wenigstens einen Prozessor und wenigstens ein Speichermittel, in dem insbesondere das Vorwissen abgespeichert sein kann, umfassen. Zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Computertomographieeinrichtung eine Ermittlungseinheit zur Ermittlung des Artefaktdatensatzes und eine Korrektureinheit zur Nutzung des Artefaktdatensatzes zur Korrektur, insbesondere zur Subtraktion, umfassen. Selbstverständlich können im Hinblick auf Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch weitere Funktionseinheiten bzw. Unterfunktionseinheiten entsprechend vorgesehen werden.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm ist direkt in eine Recheneinrichtung, insbesondere eine Steuereinrichtung einer Computertomographieeinrichtung, ladbar und weist Programmmittel auf, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf der Recheneinrichtung, insbesondere der Steuereinrichtung, ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann auf einem erfindungsgemäßen elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein, der mithin Steuerinformationen umfasst, die wenigstens ein erfindungsgemäßes Computerprogramm umfassen und bei Verwendung des Datenträgers in einer Recheneinrichtung, insbesondere einer Steuereinrichtung einer Computertomographieeinrichtung, diese ausgestalten, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um einen nicht transienten Datenträger, beispielsweise eine CD-ROM, handeln.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

1 eine reale Situation in einem Aufnahmebereich,
2 die Situation bei idealer Bildgebung ohne Artefakte,
3 schematisch ein reales Bildgebungsergebnis,
4 einen Schwächungswertverlauf in Querrichtung,
5 einen Schwächungswertverlauf in Längsrichtung,
6 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
7 eine erfindungsgemäße Computertomographieeinrichtung, und
8 die funktionale Struktur einer Steuereinrichtung der Computertomographieeinrichtung.

1 zeigt schematisch eine Situation, in der ein längliches Metallobjekt 1, hier eine Interventionsnadel 2, in ein Objekt 3, hier im Rahmen eines medizinischen Eingriffs in den Körper eines Patienten, eingeführt ist, wobei das Objekt 3 eine röntgenrelevante Strukturierung aufweist, für die beispielhaft eine Zielstruktur 4, hier eine Läsion, die durch das Metallobjekt 1 erreicht werden soll, beispielsweise durch die Interventionsnadel 2 punktiert, gezeigt ist. Es sei an dieser Stelle jedoch darauf hingewiesen, dass das Verfahren nicht auf Eingriffe an einem Patienten beschränkt ist, sondern selbstverständlich auch in anderen Situationen, beispielsweise in Fertigungs- oder allgemein Verarbeitungsprozessen eingesetzt werden kann, bei dem mittels eines länglichen Metallobjekts 1 ein Eingriff an einem Objekt 3 stattfinden soll, und zwar unter Bildüberwachung. Die Bildüberwachung findet vorliegend durch Computertomographie statt, wobei vorliegend eine Rotation der Aufnahmeanordnung in der Ebene von Metallobjekt 1 und Zielstruktur 4 erfolgt, so dass für einen Teil der Röntgenstrahlen die Längserstreckung des Metallobjekts 1 komplett oder zumindest größtenteils durchquert wird, mithin für äußerst wenige Projektionsbilder eine äußerst starke Schwächung auftritt. Dies äußerst sich im rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz als Artefakt, was im Hinblick auf 2 und 3 genauer erläutert werden soll.
Dabei zeigt 2 schematisch ein ideales zweidimensionales Schnittbild 5 eines Computertomographiebilddatensatzes, in dem vor schwarzem Hintergrund (keine Schwächung) das Objekt 3 mit der Zielstruktur 4 vor der Spitze 6 der hell dargestellten Interventionsnadel 2 deutlich zu erkennen ist.
3 zeigt die reale Situation in Form eines entsprechenden Schnittbilds 7 des rekonstruierten Computertomographiebilddatensatzes. Ersichtlich ist die Zielstruktur 4 aufgrund des an der Spitze 6 der Interventionsnadel 2 entspringenden Artefaktes 8 kaum zu erkennen. Das Artefakt 8 zeigt sich in Form von HU-Abdunkelungen und stellt ein niederfrequentes Signal dar, das stets an der Nadelspitze 6 entspringt und mit steigender Entfernung von der Nadelspitze 6 in der Intensität abnimmt.
Um dies und die Grundidee der vorliegenden Erfindung genauer zu erläutern, sind in 2 und 3 Profillinien 9, 10, 11, 12 in Querrichtung und in Längsrichtung des länglichen Metallobjekts 1 gezeigt, wobei der Schwächungswertverlauf entlang der Querlinien in 4 schematisch gezeigt ist, der entlang der Längslinien in 5.
In 4 entspricht der Verlauf 13 dem entlang der Linie 9 und der Verlauf 14 dem entlang der Linie 11. Ersichtlich lässt sich der Verlauf 14 als Überlagerung des Verlaufs 13 mit einem das Artefakt beschreibenden Querverlauf 15 beschreiben. Dabei lässt sich bereits in 4 erkennen, dass der Verlauf 15 sehr gut durch eine Gaußfunktion abgebildet werden kann.
Entsprechend entspricht in 5 der Verlauf 16 der Profillinie 10, der Verlauf 17 der Profillinie 12. Auch hier ist deutlich zu erkennen, dass lediglich eine Absenkung der HU-Werte durch einen (in 5 der Übersichtlichkeit halber nicht näher gezeigten) Längsverlauf des Artefakts 8 gegeben ist.
Entsprechend ist es nun die Idee, den rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz, schematisch durch das Schnittbild 7 angedeutet, in Richtung des idealen Schnittbilds 5 zu korrigieren, indem die Artefaktanteile durch Anhebung der Schwächungswerte möglichst weitgehend wieder entfernt werden, vgl. Pfeile 18.
6 zeigt in Form eines Ablaufdiagramms den Ablauf eines entsprechenden erfindungsgemäßen Verfahrens. Dort wird zunächst der rekonstruierte Computertomographiebilddatensatz 19 bereitgestellt. Unter Verwendung des Computertomographiebilddatensatzes 19 sowie von Vorwissen 20 über das Artefakt 8 wird in einem Schritt S1 ein das Artefakt 8 beschreibender Artefaktdatensatz 21 im Bildraum ermittelt. Dieser kann in einem Schritt S2 dann von dem rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz 19 abgezogen werden, um einen korrigierten Computertomographiebilddatensatz 22 zu erhalten.
Der Artefaktdatensatz 21 beschreibt mithin letztlich den Querverlauf 15 gemäß 4 sowie den entsprechenden, der Übersichtlichkeit halber nicht näher gezeigten Längsverlauf für 5, so dass der Schritt S2 der durch die Pfeile 18 angedeuteten Operation entspricht.
Dabei existieren zwei bevorzugte Herangehensweisen, um eine konkrete Umsetzung der Ermittlung des Artefaktdatensatzes 21 im Schritt S1 zu ermöglichen. Der erste, erfindungsgemäße Ansatz orientiert sich im Wesentlichen an dem in 4 und 5 Dargestellten und nutzt aus dem Vorwissen 20 abgeleitete Verlaufsfunktionen, konkret vorgegebene Verlaufsformen, um einen schnellen Fit anhand weniger Bilddaten des rekonstruierten Computertomographiebilddatensatzes 19 zu erlauben. Dabei wird in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel folgendermaßen vorgegangen.
In einem ersten Unterschritt des Schrittes S1 werden die Bilddaten ausgewählt, die der Ermittlung der Verlaufsfunktionen zugrunde gelegt werden. Dabei kann die Auswahl wenigstens teilweise automatisch und/oder wenigstens teilweise manuell erfolgen, beispielsweise durch Markierung eines Benutzers. Eine automatische Markierung kann beispielsweise auf einer Segmentierung des Metallobjekts 1 in dem rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz 19 basieren. Vorliegend werden als Bilddaten ausgewählt: Bilddaten eines Bildpunkts, der den Artefaktursprung benachbart der Spitze 6 des Metallobjekts 1 markiert, und Bilddaten entlang wenigstens einer Auswahllinie, die quer zu der durch die Profillinien 10 und 12 markierten Längsrichtung in der Bildebene steht, das bedeutet, parallel zu den Profillinien 9 bzw. 11. Für die Auswahllinie wird dabei idealerweise ein wenig strukturierter Bereich des Objekts 3 herangezogen, mithin im Beispiel idealerweise außerhalb der Zielstruktur 4 gearbeitet. Idealerweise befindet sich wenigstens eine der wenigstens einen Auswahllinie 1 bis 2 cm von der Spitze 6 des Metallobjekts 1 entfernt. Wird eine höhere Qualität des Artefaktdatensatzes 21 angestrebt, werden mehrere Auswahllinien verwendet.
In einem zweiten Unterschritt des Unterschrittes S1 wird in dieser Ausführungsform für jede der wenigstens einen Auswahllinien eine Querverlaufsfunktion ermittelt bzw. angepasst. Hier spielt zum ersten Mal das Vorwissen 20 eine entscheidende Rolle, da diesem zu entnehmen ist, hier durch Betrachtung von vorangehenden Messungen, insbesondere der noch zu diskutierenden Kalibrierungsmessungen, dass sich der Querverlauf des Artefakts 8 am besten durch eine Gaußfunktion beschreiben lässt. Letztlich wird also der Querverlauf entlang der Auswahllinie, der im strukturlosen Bereich am ehesten dem Verlauf 15 der 4 entsprechen dürfte, an eine Gaußfunktion angefittet, so dass diese parametrisiert wird, beispielsweise durch Angabe wenigstens der Amplitude und der Breite. Die derart bestimmten Parameter definieren also die Querverlaufsfunktion für die entsprechende Auswahllinie. Es sei angemerkt, dass grundsätzlich auch andere Funktionsformen für die Querverlaufsfunktion herangezogen werden können, beispielsweise ein halber Sinuszyklus.
Werden mehrere Auswahllinien betrachtet, können auch Randbedingungen aus dem Vorwissen 20 diesbezüglich mit eingebracht werden, beispielsweise, dass die Breite der Gaußfunktion mit zunehmendem Abstand von der Spitze 6 zunehmen und die Amplitude sinken soll.
In einem dritten Unterschritt des Schrittes S1 in dieser Ausführungsform werden die Ergebnisse für die Querverlaufsfunktion genutzt, um die Längsverlaufsfunktion zu bestimmen. Auch diese hat idealerweise eine durch das Vorwissen 20 bereits vorgegebene Funktionsform, wobei in einem einfachen Fall eine Annahme der Linearität getroffen werden kann, bevorzugt jedoch das Ergebnis eines Spline-Fits an Kalibrierungsmessungen herangezogen wird. Bei Kalibrierungsmessungen wird das Metallobjekt 1 in einem bevorzugt strukturlosen Phantom, hier einem Wasserphantom, mit denselben Aufnahmeparametern vermessen. Aufgrund der Strukturlosigkeit des Wasserphantoms, das das Objekt 3 ersetzt, lassen sich die Verläufe für das Artefakt 8 unmittelbar herleiten, da auch der Erwartungswert für den Schwächungswert (HU-Wert) des Wassers bekannt ist. Hier kann bevorzugt über mehrere Messungen statistisch gemittelt werden und die Funktionsform durch eine Spline-Interpolation in der Längsrichtung für die Parameter der Querverlaufsfunktionen ermittelt werden, insbesondere also die Amplituden und die Breiten der Gaußfunktionen, die sich für die Kalibrierungsmessungen selbstverständlich ebenso bestimmen lassen.
Ausgehend von der vorgegebenen Funktionsform für das Metallobjekt 1 bzw. ein typgleiches Metallobjekt, wie sie aus den Kalibrierungsmessungen hergeleitet werden kann, ist es nun im dritten Unterschritt des Schrittes S1 möglich, über entsprechende Parameter der Längsverlaufsfunktion diese Funktionsform an die Bilddaten anzupassen, umfassend wenigstens den Artefaktursprung (wo als Amplitude vom dortigen Bildwert und von einer sehr kleinen Breite ausgegangen werden kann) und eine Auswahllinie (wo die Parameter ja als Ergebnis des zweiten Unterschrittes zur Ermittlung der Querverlaufsfunktion vorliegen). Für eine genauere Bestimmung können selbstverständlich mehrere Auswahllinien betrachtet werden, um weitere Stützpunkte für die Anpassung der Funktionsform und somit Ermittlung der Längsverlaufsfunktion zu erhalten.
Nachdem die Querverlaufsfunktion und die Längsverlaufsfunktion bekannt sind, kann in einem vierten Unterschritt auf einfache Weise der Artefaktdatensatz 21 bestimmt werden, indem für jedes Pixel bzw. Voxel anhand der Längs- und Querverlaufsfunktion ausgerechnet wird, welcher Schwächungswert für das Artefakt vorliegt.
Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass ein hauptsächliches Anwendungsgebiet zweidimensionale Schnittbilder, vgl. das beispielhafte schematische Schnittbild 7, mithin zweidimensionale Computertomographiebilddatensätze 19, sein werden, aber selbstverständlich problemlos eine Erweiterung auf dreidimensionale Computertomographiebilddatensätze 19 stattfinden kann, indem beispielsweise Querverlaufsfunktionen für zwei zueinander senkrechte Richtungen senkrecht zur Längsrichtung betrachtet werden oder von einer Symmetrie ausgegangen wird (insbesondere, wenn das Metallobjekt 1 selbst rotationssymmetrisch ist).
In einer zweiten, bevorzugten Variante zur Ermittlung des Artefaktdatensatzes 21 kann auch eine Datenbank mit Referenzdatensätzen herangezogen werden, die idealerweise für verschiedene Referenzmetallobjekte und Parameter der Referenzmetallobjekte ermittelt und zusammengestellt wurde. Diese können auf Referenzmessungen basieren, die wie die Kalibrierungsmessungen idealerweise mit einem strukturlosen Phantom, hier einem Wasserphantom, durchgeführt werden können, wobei idealerweise mehrere Messungen für jede Kombination von Referenzmetallobjekt und Parametern durchgeführt werden, um eine statistische Mittelung zu erreichen, die die Form des Artefakts 8 als Referenzdatensatz ideal wiedergibt. Wird dann ein in Typ und Parametern mit einem Referenzdatensatz übereinstimmendes Metallobjekt 1 verwendet, kann auch der entsprechende Referenzdatensatz als Artefaktdatensatz 21 aus der Datenbank abgerufen werden. Auch eine Interpolation bei dazwischenliegenden Parametern ist möglich. Sollten Aufnahmeparameter einen Einfluss haben, können diese selbstverständlich ebenso entsprechend berücksichtigt werden, sei es beim Aufbau der Datenbank oder aber durch entsprechende Umrechnung von Referenzdatensätzen.
Neben den beiden hier erläuterten bevorzugten Ausführungsformen, die in Echtzeit eine Korrektur bereitstellen können, existieren noch weitere denkbare Ausgestaltungen, beispielsweise unter Nutzung einer trainierten Ermittlungsfunktion der künstlichen Intelligenz, beispielsweise eines neuronalen Netzwerks.
7 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Computertomographieeinrichtung 23. Diese umfasst, wie grundsätzlich bekannt, eine Gantry 24, in der eine Aufnahmeanordnung mit einem Röntgenstrahler 25 und einem Röntgendetektor 26 rotierend gelagert ist. Die Gantry 24 weist eine zentrale Öffnung auf, in die mittels eines Patiententisches 27 ein Patient eingefahren werden kann, derart, dass sich das Aufnahmegebiet im Blickfeld der Aufnahmeanordnung befindet.
Hinsichtlich der Durchführung eines Eingriffes unter Nutzung des Metallobjekts 1 als Eingriffsinstrument, insbesondere der Interventionsnadel 2, kann auf dem Patiententisch 27 auch eine Aktorik 28 zur insbesondere robotischen Bewegung des Metallobjekts 1 angeordnet sein, so dass eine den Eingriff durchführende Person nicht unmittelbar in der Gantry 24 arbeiten muss.
Der Betrieb der Computertomographieeinrichtung 23 wird mittels einer Steuereinrichtung 29 gesteuert, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Hierzu zeigt 8 die funktionale Struktur der Steuereinrichtung 29 genauer. Diese umfasst ein Speichermittel 30, in dem beispielsweise Vorwissen 20, beispielsweise in Form der Funktionsformen für die Quer- und Längsverlaufsfunktionen und/oder in Form der beschriebenen Datenbank abgelegt sein kann. Eine grundsätzlich bekannte Aufnahmeeinheit 31 steuert den Aufnahmebetrieb und kann aufgenommene Projektionsbilder an eine Rekonstruktionseinheit 32 weiterleiten, die den rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz 19 bereitstellt, vorliegend an eine Ermittlungseinheit 33.
Die Ermittlungseinheit 33 ermittelt, wie im Schritt S1 beschrieben, den Artefaktdatensatz 21, so dass mittels einer Korrektureinheit 34 der rekonstruierte Computertomographiebilddatensatz 19 durch Subtraktion des Artefaktdatensatzes 21 gemäß Schritt S2 korrigiert werden kann. Der so entstehende korrigierte Computertomographiebilddatensatz 22 kann dann beispielsweise gespeichert, über eine Schnittstelle ausgegeben und/oder mittels einer Ausgabeeinheit auf einer Darstellungseinrichtung der Computertomographieeinrichtung 23 dargestellt werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben 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.

Claims

Verfahren zur Artefaktkorrektur in einem Computertomographiebilddatensatz (19) eines Aufnahmebereichs, in dem sich ein zumindest im Wesentlichen nadelförmiges Metallobjekt (1) befindet, wobei der Computertomographiebilddatensatz (19) aus Projektionsbildern rekonstruiert wird, die wenigstens teilweise derart aufgenommen sind, dass das Metallobjekt (1) zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung durchstrahlt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Ermittlung eines wenigstens ein durch das Metallobjekt (1) verursachtes Artefakt (8) beschreibenden, Vorwissen (20) über das Artefakt (8) nutzenden Artefaktdatensatzes (21) im Bildraum, wobei der Artefaktdatensatz (21) wenigstens teilweise durch Ermittlung und/oder Anpassung wenigstens einer Verlaufsfunktion, die den Verlauf (15) des von der Spitze (6) des Metallobjekts (1) ausgehenden Artefaktes (8) in wenigstens einer Richtung im Bildraum beschreibt, aufgrund von im Artefaktbereich liegenden Bilddaten des rekonstruierten Computertomographiebilddatensatzes (19) ermittelt wird, und - Subtraktion des Artefaktdatensatzes (21) von dem rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz (19).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Eingriffsüberwachung mit dem Metallobjekt (1) als Eingriffsinstrument die Korrektur für jeden aufgenommenen Computertomographiebilddatensatz (19) einer Überwachungsserie erfolgt und/oder die Bildebene des insbesondere zweidimensionalen Computertomographiebilddatensatzes (19) eine Längserstreckungsebene des Metallobjekts (1) ist und/oder das Metallobjekt (1) eine Interventionsnadel (2) ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der wenigstens einen Verlaufsfunktion eine Querverlaufsfunktion senkrecht zur Längsrichtung des Metallobjekts (1) in einer, insbesondere der Bildebene des Computertomographiebilddatensatzes (19) entsprechenden, Längserstreckungsebene des Metallobjekts (1) ist, wobei die Bilddaten entlang wenigstens einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung des Metallobjekts (1) verlaufenden Auswahllinie gewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Querverlaufsfunktion eine Gaußfunktion gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als eine weitere Verlaufsfunktion eine Längsverlaufsfunktion entlang der Längsrichtung des Metallobjekts (1) verwendet wird, wobei die Längsverlaufsfunktion wenigstens einen Parameter einer als Querverlaufsfunktion gewählten Funktionsform entlang der Längsrichtung beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung und/oder Anpassung der Längsverlaufsfunktion Bilddaten wenigstens eines benachbart zur Spitze (6) des Metallobjekts (1) als Artefaktursprung liegenden Bildpunktes des Artefakts (8) im rekonstruierten Computertomographiebilddatensatz (19) gewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionsform der anzupassenden und/oder zu ermittelnden Längsverlaufsfunktion aus dem insbesondere metallobjektspezifischen Vorwissen (20) über das Artefakt (8) gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Vorwissens (20) analytische Berechnungen des Artefakts (8) und/oder Kalibrierungsmessungen des und/oder eines typgleichen Metallobjekts (1) in einem insbesondere strukturlosen Phantom, insbesondere einem Wasserphantom, durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Artefaktdatensatz (21) wenigstens teilweise aus in einer Datenbank für verschiedene Referenzmetallobjekte und/oder verschiedene Parameter des Metallobjekts (1) und/oder der Referenzmetallobjekte vorliegenden Referenzdatensätzen gewählt und/oder bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdatensätze aus Lernmessungen des Metallobjekts (1) und/oder wenigstens eines typgleichen Referenzmetallobjekts in einem insbesondere strukturlosen Phantom, insbesondere einem Wasserphantom, hergeleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens teilweise Ermittlung des Artefaktdatensatzes (21) mittels der Datenbank unter Berücksichtigung von bezüglich der Referenzdatensätze abweichenden Aufnahmeparametern erfolgt.
Computertomographieeinrichtung (23), aufweisend eine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildete Steuereinrichtung (29).
Computerprogramm, welches die Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchführt, wenn es auf einer Recheneinrichtung, insbesondere einer Steuereinrichtung (29) einer Computertomographieeinrichtung (23), durchgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.