DE10214254A1 - Organspezifische Rückprojektion - Google Patents

Organspezifische Rückprojektion

Info

Publication number
DE10214254A1
DE10214254A1 DE10214254A DE10214254A DE10214254A1 DE 10214254 A1 DE10214254 A1 DE 10214254A1 DE 10214254 A DE10214254 A DE 10214254A DE 10214254 A DE10214254 A DE 10214254A DE 10214254 A1 DE10214254 A1 DE 10214254A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
image data
image
data set
tomography
displayed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10214254A
Other languages
English (en)
Inventor
Ulrich Katscher
Thomas Koehler
Thomas Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Original Assignee
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Intellectual Property and Standards GmbH filed Critical Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority to DE10214254A priority Critical patent/DE10214254A1/de
Priority to JP2003581123A priority patent/JP2005521881A/ja
Priority to US10/510,005 priority patent/US7653228B2/en
Priority to DE60311249T priority patent/DE60311249T2/de
Priority to AT03745359T priority patent/ATE352073T1/de
Priority to PCT/IB2003/001122 priority patent/WO2003083778A1/en
Priority to AU2003209950A priority patent/AU2003209950A1/en
Priority to EP03745359A priority patent/EP1500051B1/de
Publication of DE10214254A1 publication Critical patent/DE10214254A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/037—Emission tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
    • A61B6/5235—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
    • A61B6/5247—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from an ionising-radiation diagnostic technique and a non-ionising radiation diagnostic technique, e.g. X-ray and ultrasound
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/005—Specific pre-processing for tomographic reconstruction, e.g. calibration, source positioning, rebinning, scatter correction, retrospective gating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/4808—Multimodal MR, e.g. MR combined with positron emission tomography [PET], MR combined with ultrasound or MR combined with computed tomography [CT]
    • G01R33/481—MR combined with positron emission tomography [PET] or single photon emission computed tomography [SPECT]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Darstellung von Körperstrukturen, bei dem DOLLAR A - ein erster Bilddatensatz mittels eines ersten Tomographieverfahrens erfasst wird, DOLLAR A - ein zweiter Bilddatensatz mittels eines zweiten Tomographieverfahrens, welches eine höhere Auflösung als das erste Verfahren aufweist, erfasst wird, wobei sich die Bilddaten des ersten und zweiten Bilddatensatzes zumindest teilweise räumlich überdecken, DOLLAR A - ein Bild aus dem ersten Bilddatensatz rekonstruiert wird, DOLLAR A - die darzustellenden Bilddaten des ersten Bilddatensatzes mit Hilfe des zweiten Bilddatensatzes ausgewählt werden. DOLLAR A Um eine höhere Abbildungsqualität bei gering auflösenden Tomographieverfahren zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass DOLLAR A zur Bildrekonstruktion aus dem ersten Bilddatensatz DOLLAR A - zunächst aus dem zweiten Bilddatensatz mindestens ein darzustellender Bildbereich ausgewählt wird und DOLLAR A - danach die Bildrekonstruktion aus den Bilddaten des ersten Bilddatensatzes berechnet wird, welche in dem ausgewählten Bildbereich liegen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Darstellung von Körperstrukturen, bei dem
    • - ein erster Bilddatensatz mittels eines ersten Tomographieverfahrens erfasst wird,
    • - ein zweiter Bilddatensatz mittels eines zweiten Tomographieverfahrens, welches eine höhere Auflösung als das erste Verfahren aufweist, erfasst wird, wobei sich die Bilddaten des ersten und zweiten Bilddatensatzes zumindest teilweise räumlich überdecken,
    • - ein Bild aus dem ersten Bilddatensatz rekonstruiert wird und
    • - die darzustellenden Bilddaten mit Hilfe des zweiten Bilddatensatzes ausgewählt werden.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur selektiven Darstellung von Körperstrukturen nach dem zuvor beschriebenen Verfahren und ein Computerprogramm zum Ablauf auf einem Computer, umfassend Programmmittel zur Ausführung der zuvor beschriebenen Verfahrensschritte.
  • Viele Tomographieverfahren, insbesondere nuklearmedizinische Tomographieverfahren wie SPECT (Single-Photon-Emissions-Computer-Tomographie) oder PET (Positronen-emissionstomographie), weisen den Vorteil auf, dass sie dem Betrachter des tomographisch erzeugten Bildes eine über die reine Morphologie hinausgehende Information bereitstellen und ggf. auch physiologische Vorgänge abbilden. Nachteilhaft bei diesen Tomographieverfahren ist jedoch, dass sie eine nur geringe räumliche Auflösung aufweisen und somit häufig eine nur geringe Abbildungsqualität, insbesondere feiner Strukturen, erreicht wird.
  • Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, die zuvor genannten Tomographieverfahren mit einem weiteren Tomographieverfahren zu kombinieren. Hierbei wird mittels des zweiten Tomographieverfahrens der gleiche Bereich abgebildet wie mit dem zuvor beschriebenen Tomographieverfahren mit geringer Auflösung. Der Betrachter kann dann anhand des zweiten, höher auflösenden Tomographieverfahrens einen bestimmten, ihn interessierenden Bereich aus dem gesamten Bildbereich auswählen, wobei aufgrund der hohen Auflösung des zweiten Verfahrens eine sehr präzise Auswahl, eine sogenannte Segmentation, vorgenommen werden kann. Danach wird aus dem Bild, welches durch das erste, gering auflösende Tomographieverfahren erstellt wurde, mittels einer Bildregistrierung der diesem ausgewählten Bereich des hochauflösenden Tomographiebildes entsprechende Bereich des niedrig auflösenden Tomographiebildes zugeordnet und nur dieser Bereich abgebildet. Ein solches Verfahren ist in dem Artikel "Iterative Reconstruction of Emission Tomography Data with A Priori Information", Vollmar St. et al., Transactions on Medical Imaging, 1999 beschrieben.
  • Nachteilhaft bei dieser Art der Kombination zweier Tomographieverfahren ist, dass hierbei das ursprüngliche, mit dem gering auflösenden Tomographieverfahren gewonnene Bild konventionell rekonstruiert wird und erst nachträglich ein mit dem hochauflösenden Verfahren gewählter Ausschnitt aus diesem Bild gewählt wird. Bei der konventionellen Rekonstruktion des Bildes erfolgt regelmäßig eine Rückprojektion der erfassten Bilddaten, bei der die bei der Bildaufnahme mittels Vorwärtsprojektion gemessenen Signale entlang der jeweiligen Projektionslinie über den gesamten Bildbereich verteilt werden. Diese Verteilung über den gesamten Bildbereich führt dazu, dass die Signale unscharf werden und der Rauschabstand gering wird. Der Fachmann spricht in diesem Zusammenhang von einer sogenannten Ausschmierung.
  • Besonders nachteilhaft ist diese Ausschmierung, wenn für die Rückprojektion ein iteratives Verfahren verwendet wird, da durch die Ausschmierung und den großen zu bemessenden Bildbereich eine hohe Anzahl von Iterationen benötigt wird, was die Rechenzeit bzw. die benötigte Rechenleistung erhöht.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine höhere Abbildungsqualität bei gering auflösenden Tomographieverfahren ermöglicht. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zur Ausführung des vorgenannten Verfahrens bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem zur Bildrekonstruktion aus dem ersten Bilddatensatz
    • - zunächst aus dem zweiten Bilddatensatz mindestens ein darzustellender Bildbereich ausgewählt wird und
    • - danach die Bildrekonstruktion aus den Bilddaten des ersten Bilddatensatzes berechnet wird, welche in dem ausgewählten Bildbereich liegen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren berechnet daher bei der Bildrekonstruktion nicht eine Rückprojektion über den gesamten Bildbereich. Vielmehr wird zuvor ein Bildbereich ausgewählt, welcher für den Betrachter von Interesse ist. Diese Auswahl wird anhand von Bilddaten vorgenommen, welche mit einem zweiten Tomographieverfahren, welches eine höhere Auflösung als das erste Tomographieverfahren aufweist, aufgenommen wurden. Dabei können insbesondere Raumbereiche des Bildes ausgewählt werden, welche den darzustellenden Gegenstand oder Teile davon beinhalten. Weiterhin können auch mehrere Raumbereiche, welche ggf. zusammenhängen, ausgewählt werden, wie z. B. Gefäßsysteme.
  • Durch die Rückprojektion der Bilddaten über den ausgewählten Bildbereich wird erreicht, dass die Bildwerte nicht über den gesamten Bildbereich ausgeschmiert werden, sondern nur über einen kleineren Bildbereich, nämlich den ausgewählten Bildbereich. Dadurch wird erreicht, dass das Signal-Rausch-Verhältnis (Signal to Noise Ratio, SNR) erhöht wird und eine qualitativ bessere Abbildung der darzustellenden Strukturen erfolgt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das erste Tomographieverfahren ein nuklearmedizinisches Tomographieverfahren ist, insbesondere SPECT oder PET. Bei diesen Verfahren wird dem Patienten vor der tomographischen Erfassung der Bilddaten ein Kontrastmittel verabreicht. Dieses Kontrastmittel lagert sich in bestimmten Strukturen des Körpers, ggf. in Abhängigkeit bestimmter physiologischer Vorgänge, ab und wird durch das nuklearmedizinische Tomographieverfahren kontrastreich abgebildet. SPECT und PET besitzen dabei eine nur geringe räumliche Auflösung von etwa 5 bis 15 mm. Zur Verbesserung der Bildqualität kann insbesondere ein Magnetresonanztomographieverfahren oder ein Röntgentomographieverfahren (MR bzw. CT) verwendet werden. Diese Tomographieverfahren haben Auflösungen im Bereich von 0,5 bis 1 mm. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn zur tomographischen Abbildung ein kombiniertes CT/PET-System benutzt wird oder Tomographiegeräte, welche andere tomographische Verfahren kombinieren.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Auswahl des Bildbereichs mittels eines automatischen Segmentierungsverfahrens erfolgt.
  • Neben der manuellen Segmentierung durch den Betrachter, beispielsweise durch die Definition von Bildgrenzen oder die Auswahl von Bildeckpunkten, sind insbesondere automatische Auswahlverfahren vorteilhaft. Bei den automatischen Auswahlverfahren kann beispielsweise eine Auswahl der darzustellenden Bildelemente anhand deren Bildwerte (z. B. Grautöne) erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, anhand der Bildwerte eines computertomographischen Röntgenbildes (sog. HU-Werte) bestimmte Körpergewebe auszuwählen, die dann dargestellt werden oder von der Darstellung ausgeschlossen werden. Weiterhin ist es denkbar, bei einem automatischen Segmentierungsverfahren Bereiche auszuwählen, die einen ähnlichen oder gleichen Bildwert aufweisen und zusammenhängend sind. Hier können übliche Segmentierungsverfahren wie z. B. das Verfahren des Bereichswachstums ("regional growing"), verwendet werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass bei der automatischen Auswahl eines Bildbereichs andere bekannte Verfahren wie morphologische Öffnung oder ähnliches angewendet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei insbesondere vorsehen, dass die erforderliche Zuweisung der Bilddaten des ersten und zweiten Bilddatensatzes zueinander, also die sogenannte Registrierung vereinfacht oder beschleunigt wird, indem nur darzustellende Bilddaten des ersten Bilddatensatzes dem zweiten Bilddatensatz zugeordnet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere dann vorteilhaft verwendet, wenn die Bildrekonstruktion mittels iterativer Rückprojektion erfolgt. Eine iterative Berechnung läuft dabei grundsätzlich regelmäßig nach dem Ablauf ab, dass die Differenz von Zwischenergebnissen einer sich periodisch in gleicher Weise wiederholenden Bildberechnung gebildet wird und anhand der Höhe der Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen auf die Qualität des berechneten Bildes geschlossen wird. Dabei wird üblicherweise ein Grenzwert festgelegt (Konvergenzkriterium), welches erreicht werden muss.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dabei, da der Abstand zwischen Signal und Rauschwert durch das erfindungsgemäße Verfahren von Anfang an vergrößert ist, eine Reduzierung der benötigten Iterationsschritte bis zum Erreichen eines Konvergenzkriteriums verringert werden im Vergleich zum konventionellen Verfahren mit Ausschmierung über den gesamten Bildbereich. In gleicher Weise kann, wenn die Anzahl der Iterationsschritte beim erfindungsgemäßen Verfahren gleich groß ist wie bei konventionellen Verfahren, die Bildqualität des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellten Bildes erhöht werden gegenüber der Bildqualität des konventionell rekonstruierten Bildes.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur selektiven Darstellung von Körperstrukturen, welche erste tomographische Bilddatenerfassungsmittel, zweite tomographische Bilddatenerfassungsmittel, deren Auflösung höher ist als die der ersten tomographischen Bilddatenerfassungsmittel, Mittel zur Bildrekonstruktion mittels Rückprojektion eines Bildes, insbesondere aus einem ersten Bilddatensatz, welcher mit den ersten tomographischen Bilddatenerfassungsmitteln erfasst wurde und Auswahlmittel zum Auswählen mindestens eines Bereichs der darzustellenden Bilddaten, vorzugsweise durch Auswahl eines oder mehrerer Bereiche eines Bildes, welches aus dem zweiten Bilddatensatz gewonnen wurde, umfasst. Dabei wirken die Rückprojektionsmittel so mit den Auswahlmitteln zusammen, dass bei der Rückprojektion der Bilddaten nur diejenigen Bilddaten projiziert werden, welche in dem ausgewählten Bildbereich liegen, welcher mit den Auswahlmitteln mit Hilfe des zweiten Bilddatensatzes ausgewählt wurden.
  • Schließlich ist ein letzter Aspekt der Erfindung ein Computerprogramm mit Programmmitteln zur Veranlassung eines Computers zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner läuft.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll anhand der Figuren näher beschrieben werden. Es zeigen darin:
  • Fig. 1 einen Strukturablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens der Mittel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • Fig. 3 einen Strukturablauf eines Verfahrens zur iterativen Rückprojektion.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst, Bezug nehmend zu Fig. 1, eine computertomographische Aufnahme S1 einer Körperregion gemacht, bei der mehrere Schnittaufnahmen dieser Körperregion in bestimmtem Abstand zueinander aufgenommen werden. Aus dieser computertomographischen Aufnahme ergibt sich als Ergebnis ein CT-Bilddatensatz R1. Vor oder nach der computertomographischen Aufnahme wird dem Patienten ein Kontrastmittel verabreicht und eine SPECT-Aufnahme S2 gemacht, als deren Ergebnis ein SPECT-Bilddatensatz R2 erhalten wird. Die SPECT- Aufnahme S2 wird vorzugsweise für die gleiche Körperregion und mit gleichem Schnittebenenabstand vorgenommen wie die CT-Aufnahme S1.
  • Aus dem CT-Bilddatensatz R1 und dem SPECT-Bilddatensatz R2 wird eine Bildüberlagerung bzw. Registrierung S3 vorgenommen, bei der die Bilddaten des CT-Bilddatensatzes R1, welche geometrisch an der gleichen Stelle liegen wie die Bilddaten des SPECT-Bilddatensatzes R2 jeweils einander zugeordnet. Bei dieser Zuordnung können bekannte Verfahren, z. B. Fiducial Marker, verwendet werden. Die CT-Aufnahme S1 und die SPECT-Aufnahme S2 müssen dabei nicht den identischen Bildbereich abdecken, sondern es ist ausreichend, wenn sich die beiden Aufnahmen in dem darzustellenden Bereich überschneiden. Des weiteren ist es nicht erforderlich, dass der Schichtabstand der beiden Aufnahmen gleich ist, sondern es ist auch denkbar, dass der Schichtabstand der einen Aufnahme ein ganzzahliges Vielfaches des Schichtabstands der anderen Aufnahme ist.
  • Aus dem CT-Bilddatensatz R1 wird nun ein Bild rekonstruiert S4, wobei übliche Verfahren wie iterative oder analytische Rückprojektion angewendet werden können. In dem so erstellten CT-Bild R3 wird eine Segmentation des darzustellenden Bereichs S5 vorgenommen. Diese Segmentation kann dabei sowohl in einer Richtung orthogonal als auch in einer Richtung parallel zur Projektionsrichtung erfolgen, insbesondere gleichzeitig in beiden Richtungen. So kann beispielsweise durch Setzen mehrerer Eckpunkte eines darzustellenden Raumbereichs oder durch Umfahren eines Raumbereichs mit einer Grenzlinie erfolgen. Dabei können auch mehrere darzustellende Bereiche, welche miteinander verbunden oder nicht miteinander verbunden sind, ausgewählt werden. Weiterhin ist denkbar, die Segmentation automatisch ablaufen zu lassen, indem Bildelemente mit einem bestimmten Bildwertbereich ausgewählt werden oder indem zusammenhängende Bereiche mit einem ähnlichen Bildwertbereich, beispielsweise durch das Verfahren des Bereichswachstums, ausgewählt werden. Weiterhin ist denkbar, Strukturen in dem Bild mit, unterhalb oder oberhalb einer bestimmten Größe auszuwählen, wobei übliche Verfahren wie z. B. das Verfahren der morphologischen Öffnung, angewandt werden können. In gleicher Weise ist denkbar, einen oder mehrere Bildbereiche durch Filterung aus dem darzustellenden Bereich zu entfernen.
  • Das so erstellte, segmentierte CT-Bild R4 wird nun in einer numerischen Vorwärtsprojektion S6 in einen segmentierten CT-Bilddatensatz R5 gewandelt. Bei diesem Schritt können in vereinfachter Weise die ausgewählten Bildelemente, d. h. der segmentierte, darzustellende Bereich, den Bilddaten des ursprünglichen CT-Bilddatensatzes wieder zugeordnet werden.
  • Die Bilddaten des segmentierten CT-Bilddatensatzes werden in einem nächsten Schritt S7 den Bilddaten des SPECT-Bilddatensatzes zugewiesen, so dass ein segmentierter SPECT-Bilddatensatz R6 erstellt wird. Dieser segmentierte SPECT- Bilddatensatz R6 enthält nur noch die Bilddaten, welche für den darzustellenden Bereich, welcher anhand des CT-Bilddatensatzes ausgewählt wurde, relevant sind. Aus dem segmentierten SPECT-Bilddatensatz wird nun in einem weiteren Schritt S8 ein Bild rekonstruiert, vorzugsweise durch eine iterative Rückprojektion des segmentierten SPECT-Bilddatensatzes. Bei dieser iterativen Rückprojektion werden somit die Bilddaten nur über den darzustellenden Bereich, also regelmäßig über einen wesentlich kleineren Bereich als den Gesamtbildbereich, ausgeschmiert, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis ("Signal to Noise Ratio") erhöht wird. Das auf solche Art rekonstruierte Bild R7 ist somit randschärfer und kontrastreicher. Hierdurch wird die Anzahl der benötigten Iterationsschritte für ein Bild, welches einem mit konventioneller Rekonstruktionstechnik gewonnnen Bild qualitativ etwa gleichwertig ist, verringert, d. h. Rechenzeit und benötigte Rechenleistung sind geringer. In gleicher Weise kann, wenn die Anzahl der Iterationsschritte des konventionellen Verfahrens beibehalten wird, d. h. bei gleicher Rechenzeit und Rechenleistung, ein qualitativ wesentlich besseres Bild erzeugt werden.
  • Fig. 2 zeigt einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. der Programmiermittel des erfindungsgemäßen Computerprogramms.
  • Die Vorrichtung umfasst CT-Bilderfassungsmittel M1 und SPECT-Bilderfassungsmittel M2, welche mit Bildüberlagerungsmitteln bzw. Registrierungsmitteln M4 zusammenwirken. Die CT-Bilderfassungsmittel M1 wirken mit Bildrekonstruktionsmitteln für CT M3 zusammen, welche aus dem CT- Bilddatensatz ein CT-Bild erstellen. Dieses CT-Bild wird mittels manueller Segmentationsmittel M5, welche von einem Benutzer der Vorrichtung gesteuert werden, segmentiert und hierbei ein darzustellender Bereich ausgewählt.
  • Die manuellen Segmentationsmittel wirken mit Mitteln zur numerischen Vorwärtsprojektion M7 der ausgewählten CT-Bildelemente zusammen, welche einen Bilddatensatz aus dem segmentierten Bild erstellen.
  • Alternativ können, wie mit den unterbrochenen Linien in Fig. 2 gezeigt, die CT- Bilderfassungsmittel mit automatischen Segmentationsmitteln M6 zusammenwirken, welche anhand vorgegebener oder vom Benutzer der Vorrichtung beeinflussbarer Parameter bestimmte Bilddaten automatisch auswählen.
  • Die mittels der automatischen Segmentationsmittel M6 ausgewählten Bilddaten bzw. die mittels der numerischen Vorwärtsprojektionsmittel erzeugten Bilddaten wirken mit Bildrekonstruktionsmitteln M8 für die SPECT-Bilddaten zusammen. Die Bildrekonstruktionsmittel für die SPECT-Bilddaten wirken mit den Bildüberlagerungsmitteln/Registrierungsmitteln zusammen, um die ausgewählten CT-Bilddaten den entsprechenden, geometrisch gleich angeordneten SPECT- Bilddaten zuzuordnen.
  • Alternativ kann auch vorgesehen werden, die Bildüberlagerung bzw. Registrierung mit Hilfe der Bildüberlagerungsmittel M4 erst zu einem Zeitpunkt vorzunehmen, an dem bereits eine manuelle (M5) oder automatische (M6) Segmentation und somit Auswahl der darzustellenden Bildelemente erfolgte. Hierbei wird darauf verzichtet, Bildbereiche zu überlagern, bzw. Bilddaten zu registrieren, welche in einem nicht darzustellenden Bereich liegen.
  • Die Bildrekonstruktionsmittel SPECT M8 erzeugen aus den ausgewählten Bilddaten eine qualitativ hochwertige, nuklearmedinzische Darstellung des segmentierten Bildbereichs.
  • Die Rekonstruktion eines Bildes aus dem segmentierten SPECT-Bilddatensatz S8 mittels iterativer Rückprojektion wird anhand Fig. 3 beschrieben. Die Iteration besteht darin, dass zunächst ein Bild durch Rückprojektion der darzustellenden Bilddaten des ersten Bilddatensatzes R6, welche anhand des zweiten Bilddatensatzes bzw. Bildes R1, R3 ausgewählt wurden, in einer Rückprojektion S10 ein Iterationsbild R11 berechnet wird und nachfolgend in einem Berechnungsschritt S11 aus diesem Iterationsbild R11 ein Iterationsbilddatensatz R12 numerisch erstellt wird. Dieser Iterationsbilddatensatz R12 stellt somit das Ergebnis einer numerischen Vorwärtsprojektion S 11 des berechneten Bildes dar. Nachfolgend wird aus dem numerisch erstellten Iterationsbilddatensatz R12 und dem ersten Bilddatensatz R10 eine Differenz gebildet. Diese Differenz ist ein Maß für die Abweichung des Iterationsbilddatensatz R12 von dem Iterationsstartbilddatensatz R10. Ist diese Differenz besonders klein, so stellt das berechnete Bild keine wesentliche qualitative Verbesserung gegenüber dem anfänglich berechneten Bild dar. In diesem Fall wird das iterative Berechnungsverfahren beendet und das berechnete Bild R11, R7 mittels einer Ausgabe S20 dargestellt.
  • Unterschreitet die Differenz jedoch nicht einen vorbestimmten Wert (das Konvergenzkriterium), so wird die Differenz zu dem Iterationsbilddatensatz S11 hinzuaddiert und solcherart ein neuer Iterationsstartbilddatensatz R14, berechnet. Mit diesem berechneten Iterationsstartbilddatensatz R14, welcher den neuen Iterationsstartbilddatensatz R10 darstellt, wird nachfolgend wiederum ein Iterationsdurchlauf gestartet, an dessen Ende wiederum die Differenz zur Beurteilung der Konvergenz herangezogen wird und ggf. wenn das Konvergenzkriterium nicht erfüllt wird, wiederum zu dem Iterationsbilddatensatz R12 addiert wird zur Erstellung eines Iterationsstartbilddatensatzes R14.
  • Diese Iterationsschritte werden solange wiederholt, bis das Konvergenzkriterium erfüllt wird und das zuletzt berechnete Bild R11 dem Betrachter als segmentiertes SPECT Bild R7 ausgegeben wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur selektiven Darstellung von Körperstrukturen, bei dem
ein erster Bilddatensatz mittels eines ersten Tomographieverfahrens erfasst wird,
ein zweiter Bilddatensatz mittels eines zweiten Tomographieverfahrens, welches eine höhere Auflösung als das erste Verfahren aufweist, erfasst wird, wobei sich die Bilddaten des ersten und zweiten Bilddatensatzes zumindest teilweise räumlich überdecken,
ein Bild aus dem ersten Bilddatensatz rekonstruiert wird,
die darzustellenden Bilddaten des ersten Bilddatensatzes mit Hilfe des zweiten Bilddatensatzes ausgewählt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bildrekonstruktion aus dem ersten Bilddatensatz
zunächst aus dem zweiten Bilddatensatz mindestens ein darzustellender Bildbereich ausgewählt wird und
danach die Bildrekonstruktion aus den Bilddaten des ersten Bilddatensatzes berechnet wird, welche in dem ausgewählten Bildbereich liegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Tomographieverfahren ein nuklearmedizinisches Tomographieverfahren ist, insbesondere SPECT oder PET.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Bildbereichs mittels eines automatischen Segmentierungsverfahrens erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bildrekonstruktion mittels iterativer Rückprojektion erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des Bildes aus der anfänglichen Berechnung eines Bildes durch Rückprojektion der darzustellenden Bilddaten des ersten Bilddatensatzes, den nachfolgenden Schritten
- numerische Erstellung eines Iterations-Bilddatensatzes aus dem berechneten Bild
- Bestimmung der Differenz aus erstem Bilddatensatz und Iterations-Bilddatensatz
- Berechnung eines Iterations-Bildes mittels Addition der Differenz zu dem berechneten Bild
und der iterativen Wiederholung dieser Schritte mit den berechneten Iterationsbildern bis zur Erfüllung mindestens eines Konvergenzkriteriums, insbesondere Unterschreitung eines vorbestimmten Konvergenzwertes durch die Differenz, besteht.
6. Vorrichtung zur selektiven Darstellung von Körperstrukturen, umfassend
erste tomographische Bilddatenerfassungsmittel zur Erfassung eines ersten Bilddatensatzes,
zweite tomographische Bilddatenerfassungsmittel zur Erfassung eines zweiten Bilddatensatzes, welche eine höhere Auflösung als die ersten tomographischen Bilddatenerfassungsmittel haben,
Rückprojektionsmittel zur Bildrekonstruktion eines Bildes aus dem ersten Bilddatensatz,
Auswahlmittel zum Auswählen der darzustellenden Bilddaten mit Hilfe des zweiten Bilddatensatzes,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rückprojektionsmittel so mit den Auswahlmitteln zusammenwirken, dass das Bild nur aus den Bilddaten des ersten Bilddatensatz berechnet wird, welche in dem ausgewählten Bildbereich liegen.
7. Computerprogramm mit Programmmitteln zur Veranlassung eines Computers zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner läuft.
DE10214254A 2002-03-30 2002-03-30 Organspezifische Rückprojektion Withdrawn DE10214254A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10214254A DE10214254A1 (de) 2002-03-30 2002-03-30 Organspezifische Rückprojektion
JP2003581123A JP2005521881A (ja) 2002-03-30 2003-03-24 器官に特異的な背景投射
US10/510,005 US7653228B2 (en) 2002-03-30 2003-03-24 Organ-specific backprojection
DE60311249T DE60311249T2 (de) 2002-03-30 2003-03-24 Organspezifische rückprojektion
AT03745359T ATE352073T1 (de) 2002-03-30 2003-03-24 Organspezifische rückprojektion
PCT/IB2003/001122 WO2003083778A1 (en) 2002-03-30 2003-03-24 Organ-specific backprojection
AU2003209950A AU2003209950A1 (en) 2002-03-30 2003-03-24 Organ-specific backprojection
EP03745359A EP1500051B1 (de) 2002-03-30 2003-03-24 Organspezifische rückprojektion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10214254A DE10214254A1 (de) 2002-03-30 2002-03-30 Organspezifische Rückprojektion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10214254A1 true DE10214254A1 (de) 2003-10-16

Family

ID=28050985

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10214254A Withdrawn DE10214254A1 (de) 2002-03-30 2002-03-30 Organspezifische Rückprojektion
DE60311249T Expired - Lifetime DE60311249T2 (de) 2002-03-30 2003-03-24 Organspezifische rückprojektion

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60311249T Expired - Lifetime DE60311249T2 (de) 2002-03-30 2003-03-24 Organspezifische rückprojektion

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7653228B2 (de)
EP (1) EP1500051B1 (de)
JP (1) JP2005521881A (de)
AT (1) ATE352073T1 (de)
AU (1) AU2003209950A1 (de)
DE (2) DE10214254A1 (de)
WO (1) WO2003083778A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005031123A1 (de) * 2005-07-04 2007-01-11 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Röntgenbildgebung
DE102005030646A1 (de) * 2005-06-30 2007-01-11 Siemens Ag Verfahren zur Kontur-Visualisierung von interessierenden Regionen in 2D-Durchleuchtungsbildern
DE102006020864A1 (de) * 2006-05-04 2007-11-08 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung und Anzeige von wenigstens einer Information über ein Zielvolumen
DE102006045174A1 (de) * 2006-09-25 2008-04-03 Siemens Ag Verfahren sowie Bildverarbeitungseinheit und medizinisches Bildaufnahmegerät zum Herstellen eines kontrastverbesserten Bilddatensatzes eines Untersuchungsbereichs eines Patienten

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7545966B2 (en) * 2003-05-05 2009-06-09 Case Western Reserve University Efficient methods for reconstruction and deblurring of magnetic resonance images
DE102004022332A1 (de) * 2004-05-06 2005-12-08 Siemens Ag Verfahren zur post-rekonstruktiven Korrektur von Aufnahmen eines Computer-Tomographen
US20060093234A1 (en) * 2004-11-04 2006-05-04 Silverstein D A Reduction of blur in multi-channel images
CN101505661B (zh) * 2006-08-31 2012-02-15 皇家飞利浦电子股份有限公司 成像系统
US8306289B1 (en) * 2007-02-23 2012-11-06 University Of Virginia Patent Foundation Method and system for off-resonance correction for non-cartesian parallel image reconstruction
WO2008139414A1 (en) * 2007-05-15 2008-11-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Imaging system and imaging method for imaging a region of interest
WO2011122613A1 (ja) * 2010-03-30 2011-10-06 株式会社 日立メディコ 再構成演算装置、再構成演算方法、及びｘ線cｔ装置
CN105264127B (zh) * 2013-03-15 2019-04-09 Gpb科学有限责任公司 颗粒的片上微流体处理
EP3170112A1 (de) 2014-07-16 2017-05-24 Koninklijke Philips N.V. Irecon: intelligentes bildrekonstruktionssystem mit vorausschauender ausführung
EP3660790A1 (de) 2018-11-28 2020-06-03 Koninklijke Philips N.V. System zur rekonstruktion eines bildes eines objekts
US11300695B2 (en) 2020-04-24 2022-04-12 Ronald Nutt Time-resolved positron emission tomography encoder system for producing event-by-event, real-time, high resolution, three-dimensional positron emission tomographic image without the necessity of performing image reconstruction
US11054534B1 (en) 2020-04-24 2021-07-06 Ronald Nutt Time-resolved positron emission tomography encoder system for producing real-time, high resolution, three dimensional positron emission tomographic image without the necessity of performing image reconstruction

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4531339A (en) * 1984-04-23 1985-07-30 The Firestone Tire & Rubber Company Channel end cap
US5834779A (en) * 1997-05-30 1998-11-10 Adac Laboratories Method and apparatus for performing correction for random coincidences in a medical imaging system
US6490476B1 (en) * 1999-10-14 2002-12-03 Cti Pet Systems, Inc. Combined PET and X-ray CT tomograph and method for using same
US6553356B1 (en) * 1999-12-23 2003-04-22 University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education Multi-view computer-assisted diagnosis
JP4408162B2 (ja) * 2000-02-07 2010-02-03 浜松ホトニクス株式会社 ポジトロンエミッショントモグラフィ装置
US6590213B2 (en) * 2001-09-07 2003-07-08 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and system for estimating scatter in a pet scanner
US20030128801A1 (en) * 2002-01-07 2003-07-10 Multi-Dimensional Imaging, Inc. Multi-modality apparatus for dynamic anatomical, physiological and molecular imaging
US6754298B2 (en) * 2002-02-20 2004-06-22 The Regents Of The University Of Michigan Method for statistically reconstructing images from a plurality of transmission measurements having energy diversity and image reconstructor apparatus utilizing the method
US7218766B2 (en) * 2002-04-15 2007-05-15 General Electric Company Computer aided detection (CAD) for 3D digital mammography

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005030646A1 (de) * 2005-06-30 2007-01-11 Siemens Ag Verfahren zur Kontur-Visualisierung von interessierenden Regionen in 2D-Durchleuchtungsbildern
DE102005030646B4 (de) * 2005-06-30 2008-02-07 Siemens Ag Verfahren zur Kontur-Visualisierung von zumindest einer interessierenden Region in 2D-Durchleuchtungsbildern
US7689042B2 (en) 2005-06-30 2010-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for contour visualization of regions of interest in 2D fluoroscopy images
DE102005031123A1 (de) * 2005-07-04 2007-01-11 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Röntgenbildgebung
DE102005031123B4 (de) * 2005-07-04 2010-12-30 Siemens Ag Verfahren zur Röntgenbildgebung
DE102006020864A1 (de) * 2006-05-04 2007-11-08 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung und Anzeige von wenigstens einer Information über ein Zielvolumen
US8290226B2 (en) 2006-05-04 2012-10-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining and displaying at least one piece of information on a target volume
DE102006045174A1 (de) * 2006-09-25 2008-04-03 Siemens Ag Verfahren sowie Bildverarbeitungseinheit und medizinisches Bildaufnahmegerät zum Herstellen eines kontrastverbesserten Bilddatensatzes eines Untersuchungsbereichs eines Patienten
US8077941B2 (en) 2006-09-25 2011-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Method and imaging processing unit and medical imaging device for producing a contrast enhanced image data record of an examination region of a patient

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003209950A1 (en) 2003-10-13
DE60311249T2 (de) 2007-10-18
US7653228B2 (en) 2010-01-26
EP1500051A1 (de) 2005-01-26
JP2005521881A (ja) 2005-07-21
DE60311249D1 (de) 2007-03-08
WO2003083778A1 (en) 2003-10-09
ATE352073T1 (de) 2007-02-15
EP1500051B1 (de) 2007-01-17
US20060013459A1 (en) 2006-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60215964T2 (de) Verfahren zur rekonstruktion eines 3d bildes mit hoher auflösung
DE102012204019B4 (de) Verfahren zur Reduzierung von Bewegungsartefakten
DE60311249T2 (de) Organspezifische rückprojektion
DE102010019016B4 (de) Verfahren zur Rekonstruktion von Bilddaten eines bewegten Untersuchungsobjektes aus Messdaten nebst zugehöriger Gegenstände
DE102013218819B3 (de) Verfahren zur Reduzierung von Artefakten in einem Bilddatensatz und Röntgeneinrichtung
DE102005051620A1 (de) Verfahren zur Rekonstruktion einer tomographischen Darstellung eines Objektes
EP1280105A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Registrierung zweier 3D-Bilddatensätze
DE102006025759A1 (de) Verfahren zur Bildrekonstruktion eines Objektes mit Projektionen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102016206559B3 (de) Verfahren zur Korrektur eines Röntgenbilds auf Effekte eines Streustrahlenrasters, Röntgeneinrichtung, Computerprogramm und elektronisch lesbarer Datenträger
DE102007061935A1 (de) Verfahren zur Qualitätssteigerung von computertomographischen Aufnahmeserien durch Bildverarbeitung und CT-System mit Recheneinheit
EP0938063B1 (de) Verfahren zur zweidimensionalen Abbildung von Strukturen für die medizinische Diagnostik
DE102006051919A1 (de) Verfahren zum Bereitstellen eines 3D-Röntgenbilddatensatzes des Herzens eines Patienten
EP0860696A2 (de) Röntgenaufnahmeverfahren mit einer Aufnahmeserie aus unterschiedlichen Perspektiven
DE102010013360B4 (de) Verfahren zur Rekonstruktion von Bilddaten eines zyklisch sich bewegenden Untersuchungsobjektes
DE102007045313B4 (de) Verfahren zur getrennten dreidimensionalen Darstellung von Arterien und Venen in einem Untersuchungsobjekt
DE102009007236A1 (de) CT-Bildrekonstruktion eines sich bewegenden Untersuchungsobjektes
DE102008038357B3 (de) Verfahren zur Erzeugung von 2D-Schnittbildern aus 3D-Projektionsdaten, die mittels eines CT-Systems von einem metallische Anteile enthaltenden Untersuchungsobjekt erfasst wurden
EP3590428B1 (de) Verfahren und bildgebendes gerät zum erzeugen eines roadmap-bildes
DE102010040041B3 (de) Verfahren zur Korrektur von durch zeitliche Veränderungen von Schwächungswerten auftretenden Artefakten
DE102016219817A1 (de) Verfahren zur Ermittlung eines Röntgenbilddatensatzes und Röntgeneinrichtung
DE102004035740A1 (de) Verfahren zur Zwischenbildgenerierung bei der Bildgebung mit einer tomographischen bildgebenden Modalität
DE102008045633A1 (de) Verfahren zur verbesserten Darstellung von Mehr-Energie-CT-Aufnahmen
DE102019204765B3 (de) Verfahren zur Ermittlung eines dreidimensionalen Tomosynthesedatensatzes, Röntgeneinrichtung, Computerprogramm und elektronisch lesbarer Datenträger
DE102010013361B4 (de) Verbesserte Zeitauflösung bei Cardio-CT-Aufnahmen
DE102012217610A1 (de) Verfahren zur Auswertung n-dimensionaler Projektionsbilder und Röntgeneinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee